PL221374B1 - Przekładnia magnetyczna planetarna bezstykowa - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przekładnia magnetyczna planetarna bezstykowa.

Ze stanu techniki znane są przekładnie magnetyczne zbudowane z dwóch kół, na których promieniowo osadzone są magnesy stałe. Dzięki oddziaływaniu przeciwnych biegunów magnesów, koło napędzające obracając się wprawia w ruch koło napędzane. W przekładni takiej za przeniesienie napędu odpowiada w danym momencie tylko jedna para magnesów, co ogranicza wartości przenoszonych momentów obrotowych, a co za tym idzie, ogranicza możliwości zastosowań.

Z opisu patentowego WO 2007/144556 znana jest przekładnia magnetyczna, składająca się z dwóch pierścieni ze stałych magnesów, koncentrycznych względem siebie, przedzielonych pierścieniem z elementów ferromagnetycznych, również koncentrycznym do pierścieni z magnesów trwałych. Bieguny magnesów w pierścieniach są umieszczone naprzemiennie, przy czym ilość magnesów na pierścieniach jest różna od siebie. Obrót jednego z pierścieni z magnesami trwałymi, sprzężonego z wałem wejściowym, powoduje naprzemienne chwilowe magnesowanie elementów ferromagnetycznych, które oddziałują z magnesami drugiego pierścienia, sprzężonego z wałem wyjściowym, wprawiając go w ruch.

Z polskiego opisu patentowego PL 64000 znana jest przekładnia magnetyczna przenosząca niewielkie obciążenia, w której każde koło składa się z magnesu stałego wykonanego w postaci pierścienia namagnesowanego w kierunku osiowym, z obu stron objętego nakładkami wykonanymi z materiału ferromagnetycznego. Nakładki posiadają wygięte pazury spełniające rolę nabiegunników. Liczbę nabiegunników dobiera się w zależności od żądanego przełożenia, przy czym musi być ona identyczna we współpracujących ze sobą kołach.

Ze stanu techniki znane są sprzęgła magnetyczne tarczowe, w których na dwóch tarczach osadzone są magnesy trwałe. W zasprzęgleniu przeciwne bieguny magnesów przyciągają się, dzięki czemu jest przenoszony moment obrotowy z tarczy napędzającej na tarczę napędzaną.

Ze stanu techniki znane są sprzęgła magnetyczne tulejowe, w których w dwóch tulejach osadzone są magnesy trwałe. W zasprzęgleniu przeciwne bieguny magnesów przyciągają się, dzięki czemu jest przenoszony moment obrotowy z tulei napędzającej na tuleję napędzaną.

W znanych rozwiązaniach bieguny na każdym kole przekładni są umieszczane naprzemiennie, N, S, N, S itd., tak, że biegun z jednego koła jest przyciągany przez jeden biegun koła drugiego i jednocześnie odpychany przez jeden biegun koła drugiego, pomiędzy którymi to biegunami się znajduje, W skrajnym przypadku może to spowodować nawet chwilowy ruch koła odbierającego w kierunku przeciwnym do normalnego kierunku pracy. Istotna jest występująca pulsacja przenoszonego momentu obrotowego. W proponowanym rozwiązaniu, biegun jednego koła jest tylko przyciągany lub tylko odpychany przez bieguny koła drugiego, pomiędzy którymi to biegunami się znajduje. Skutkuje to tym, że:

- przy zmianie kierunku ruchu zmniejsza się odległość kątowa, o jaką musi się obrócić koło, by wejść w położenie równowagi (zazębienie),

- po zerwaniu połączenia magnetycznego (co ma miejsce przy przekroczeniu wartości maksymalnego momentu przenoszonego przez przekładnię) i powrocie do połączenia (po spadku momentu obrotowego poniżej maksymalnego przenoszonego przez przekładnię), koło pokonuje mniejszą odległość kątową by wejść w położenie równowagi magnesów (zazębienie).

Powyższe rozwiązanie zmniejsza luz pomiędzy współpracującymi magnesami dając efekt w postaci zmniejszenia pulsacji przenoszonego momentu obrotowego i poprawienia płynności pracy przekładni, co jest szczególnie istotne dla precyzyjnych i/lub wolnoobrotowych mechanizmów.

Celem wynalazku jest przekładnia, która cechowałaby funkcjonalność przekładni planetarnych zębatych, przy zachowaniu zalet przekładni magnetycznych, takie jak cichobieżność, trwałość, rozłączanie transmisji przy przeciążeniu, powtórne załączanie transmisji przy spadku obciążenia poniżej wartości krytycznej, niewrażliwości na niewielkie wartości niewspółosiowości.

Przekładnia magnetyczna planetarna bezstykowa według wynalazku charakteryzuje się tym, że koło zewnętrzne duże, koło wewnętrzne małe i koła satelitarne mają bieguny magnetyczne rozmieszczone promieniście na obwodzie i/lub płaszczyźnie czołowej, przy czym ilość biegunów jest dowolna. Bieguny magnetyczne na płaszczyznach i/lub obwodach kół zwrócone do siebie są przeciwnie, przy czym na jednej płaszczyźnie i/lub obwodzie jednego koła występują tożsame bieguny N lub S. Korzystnie pomiędzy poszczególnymi kołami jest mała szczelina.

PL 221 374 B1

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 obrazuje przekładnię magnetyczną planetarną czołową w widoku z przodu, fig. 2 - przekładnię czołową w widoku przestrzennym, a fig. 3 - przekrój wzdłużny przekładni czołowej. Strzałki na rysunku pokazują przykładowe kierunki obrotu poszczególnych kół. Przekładnia magnetyczna planetarna bezstykowa czołowa pokazana w przykładzie wykonania na rysunku fig. 1, 2 i 3 składa się z koła 1, posiadającego bieguny magnetyczne 2, korzystnie magnesy trwałe, rozmieszczone promieniście na obwodzie i płaszczyźnie czołowej koła 1, zwrócone w jednym kierunku wzdłuż osi obrotu koła 1, małego koła 3 z biegunami magnetycznymi 4, korzystnie magnesami trwałymi rozłożonymi promieniście na obwodzie koła 3, zwróconym w jednym kierunku wzdłuż osi obrotu koła 3, oraz kół satelitarnych 5, z biegunami magnetycznymi 6, korzystnie magnesami trwałymi, rozłożonymi promieniście na obwodzie kół satelitarnych 5, zwróconymi w jednym kierunku.

Pomiędzy kołami 1, 3 i 5 występuje korzystnie mała szczelina Z, w wyniku czego pomiędzy poszczególnymi kołami nie ma styku fizycznego.

W przykładzie realizacji satelity 5 połączone są ze sobą jarzmem sprzężonym z wałem odbiorczym lub nadawczym, nie pokazanym na rysunku. W takiej realizacji jedno z kół jest unieruchomione, drugie sprzężone z wałem odpowiednio nadawczym lub odbiorczym.

W innym przykładzie realizacji satelity 5 są zamocowane w taki sposób, że możliwy jest tylko obrót takiego satelity wokół jego własnej osi obrotu. W takiej realizacji wszystkie koła obracają się wyłącznie wokół własnych osi obrotu.

Claims (2)

1. Przekładnia magnetyczna planetarna bezstykowa z kołem zewnętrznym dużym (1), kołem wewnętrznym małym (3) i kołami satelitarnymi (5), z biegunami magnetycznymi (2), (4), (6) rozmieszczonymi promieniście na obwodzie i/lub płaszczyźnie czołowej, przy czym ilość biegunów jest dowolna, posiadająca między kołami szczelinę Z, znamienna tym, że bieguny magnetyczne (2), (4), (6) na płaszczyznach i/lub obwodach kół (1), (3) i (5), zwróconych do siebie są przeciwne, przy czym na jednej płaszczyźnie i/lub obwodzie jednego koła występują tożsame bieguny N lub S, tak, że bieguny współpracujących kół się przyciągają.

2. Przekładnia magnetyczna planetarna według zastrz. 1, znamienna tym, że bieguny magnetyczne (2), (4), (6) na płaszczyznach i/lub obwodach kół (1), (3) i (5), zwróconych do siebie są tożsame, N i N lub S i S, tak, że bieguny współpracujących kół się odpychają.