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Dauermagnetische Kupplung mit axialem Luftspalt Die Erfindung bezieht
sich auf eine dauermagnetische Kupplung mit axialem Luftspalt zwischen einem mit
einer ersten Welle verbundenen heteropolaren Erreger und einer mit einer zweiten
Welle verbendenden Induktorscheibe, in welcher von einer großen Anzahl von permanenten
Erregerpolen des Erregers Wirbelströme erzeugt werden.
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Bekannte Kupplungen dieser Art dienen dazu, zwei Wellen ohne mechanische
Verbindung miteinander zu kuppeln, beispielsweise wenn es erforderlich ist, ein
Drehmoment durch eine völlig dichte Wand hindurch zu übertragen. Diese Kupplungen
übertragen das Drehmoment mit wachsendem Schlupf bis zu einem Grenzdrehmoment, bei
dessen überschreiten kein Drehmoment mehr übertragen wird. Es handelt sich hierbei
also nicht um schaltbare Kupplungen.
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Es sind andererseits schaltbare dauermagnetische Kupplungen bekannt,
bei denen die permanenten Erregerpole Wicklungen tragen, die an eine Stromimpulsquelle
angeschlossen sind. Durch geeignete Schaltvorrichtungen können über diese Wicklungen
Stromimpulse einstellbarer Größe und Richtung geschickt werden, durch welche die
permanenten Erregerpole mehr oder weniger stark magnetisiert werden. Je nach dem
Magnetisierungszustand der Erregerpole besteht eine mehr oder weniger große magnetische
Kopplung zwischen dem Erreger und der Induktorscheibe.
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Diese Lösung erfordert jedoch einen beträchtlichen Aufwand, denn es
sind zusätzliche Spannungsquellen und eine verhältnismäßig komplizierte Schaltung
zur Erzeugung der einstellbaren Stromimpulse erforderlich. Die erforderlichen Stromstärken
sind beträchtlich, wenn die Kupplung für große Drehmomente und Leistungen ausgelegt
ist.
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Demgegenüber ist das Ziel der Erfindung die Schaffung einer dauermagnetischen
Kupplung, die ohne zusätzliche Stromquellen und praktisch ohne Schaltungsaufwand
mit sehr geringen mechanischen Kräften schaltbar ist.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Induktorscheibe
mit im wesentlichen radial verlaufenden Schlitzen versehen ist, deren Zahl größer
als die Polzahl des Erregers ist, daß die zwischen den Schlitzen bestehenden Leiterabschnitte
der Induktorscheibe am einen Ende dauernd kurzgeschlossen sind und daß am anderen
Ende dieser Abschnitte ein einstellbarer Kurzschluß vorgesehen ist, mit welchem
die magnetische Kopplung zwischen dem Erreger und der Induktorscheibe zwischen einem
Kleinstwert und einem Höchstwert verstellbar ist.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht es, die Kupplung durch
mehr oder weniger starkes Kurzschließen der freien Enden der durch die Schlitze
gebildeten radialen Leiter der Induktorscheibe ein- und auszuschalten.
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Mit der Erfindung wird somit eine dauermagnetische Kupplung geschaffen,
die ohne zusätzliche Spannungsquellen und mit sehr geringem Aufwand sprungartig
oder stetig ein- und auskuppelbar ist.
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Das Kurzschließen der freien Enden der radialen Leiter der Induktorscheibe
kann beispielsweise durch einfaches Anlegen eines Kurzschlußringes an die Induktorscheibe
geschehen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Kupplung nach der
Erfindung zu diesem Zweck einen leitenden Kurzschlußring, der auf einer Buchse befestigt
ist, welche entlang der mit der Induktorscheibe verbundenen Welle aus einer Stellung,
in welcher der Kurzschlußring außer Eingriff mit der Induktorscheibe steht, in eine
Stellung verschiebbar ist, in welcher der Kurzschlußring an der Induktorscheibe
anliegt.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, durch allmähliches Verringern
des Kurzschlußwiderstandes den Kopplungsgrad stetig zu verändern Dies geschieht
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß der Kurzschlußring wenigstens
teilweise
aus einem Material besteht, dessen ohmscher Widerstand ,von dem darauf ausgeübten
Druck abhängt.
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Eine andere Ausführungsform zur Erzielung der gleichen Wirkung besteht
darin, daß mehrere leitende Kurzschlußringe vorgesehen sind, welche an der der Induktorscheibe
zugewandten Stirnseite derart verschiedenartig gezahnt sind, daß jeder von ihnen
beim Anlegen an die Induktorscheibe nur einen Teil der Abschnitte zwischen- den-
Schlitzen kurzschließt, daß aber beim gleichzeitigen Anlegen aller Kurzschlußringe
sämtliche Abschnitte kurzgeschlossen werden.
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Schließlich wird die gleiche Wirkung bei einer dritten Ausführungsform--dädurch
erreicht, daß dem Erreger ebenso viele auf der Induktorscheibe schleifende Bürsten
wie Magnetpole zugeordnet sind, daß die Bürsten regelmäßig- abwechselnd auf zwei
Gruppen aufgeteilt sind, die so miteinander verbunden sind, daß sie von der Induktorscheibe
einen Strom abnehmen, und daß der Strom den Klemmen eines einstellbaren Lastwiderstandes
zugeführt wird.
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Zu dieser dritten Ausführungsform ist zu bemerken, daß es bei Induktionskupplungen
bereits bekannt ist, den Strom der induzierten Wicklung über Schleifringe und einen
einstellbaren Lastwiderstand zu führen.
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Ausführungsbeispiele- der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Darin zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine nach der Erfindung ausgeführte
Kupplung mit einfacher Ein- und Ausschaltung, F i g. 2 einen Längsschnitt durch
eine Kupplung mit stufenweiser Ein- und Ausschaltung, F i g. 3 einen Längsschnitt
durch eine Kupplung mit stetiger Ein- und Ausschaltung, F i g. 4 eine Vorderansicht
der Rotorscheibe für die Kupplung von F i g. 1, F i g. 5 eine Vorderansicht der
Rotorscheibe für die Kupplung von F i g. 2, F i g. 6 eine Vorderscheibe für die
Kupplung von F i g. 3, F i g. 7 eine Ausführungsform, die als Differentialgetriebe
betrieben werden kann, F i g. 8 eine Vorderansicht des Rotors für die Ausführungsform
von F i g. 7, F i g. 9 einen Schnitt durch einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels,
das als Untersetzungsgetriebe arbeitet, F i g. 10 eine Seitenansicht der Vorrichtung
von F i g. 9, F i g. 11 die Vorderansicht einer anderen Ausführungsform der Rotorscheibe,
F i g. 12 einen Schnitt durch eine nach der Erfindung ausgeführte Vorrichtung mit
der Rotorscheibe von F i g. 11 und F i g. 13 die Vorderansicht einer weiteren Rotorscheibe,
welche bei der Vorrichtung von F i g. 12 verwendet werden kann.
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F i-. 1 zeigt eine Wirbelstrom-Rotorscheibe 1, die auf einer Welle
12 mit Hilfe einer Nabe 13 befestigt ist, gegen die sie durch eine Scheibe 14 und
eine Mutter 15 gepreßt wird. Die Scheibe 1 liegt in einem ebenen, ringförmigen magnetischen
Luftspalt, der auf der einen Seite durch einen Kranz von Permanentmagnetpolen 5
begrenzt ist. Diese Pole 5 sind mit regelmäßig abwechselnder Polung entlang dem
Kranz angebracht und werden von einer ringförmigen Jochscheibe 6 getragen, welche
an einer Welle 8 mit Hilfe einer Nabe 9 befestigt ist, gegen die sie durch eine
Scheibe 10 und eine Mutter 11 gepreßt wird. Die Wellen 8 und 12 sind gleichachsig
in Verlängerung voneinander angeordnet. Falls erwünscht, kann die eine Welle auch
als Hohlwelle die andere Welle koaxial umgeben. Eine ringförmige Flußrückführungsscheibe
7 begrenzt die andere Seite des Luftspaltes. Die Zahl der Magnetpole ist verhältnismäßig
groß; bei dem dargestellten Beispiel sind acht Pole gezeigt. Die Zahl der Pole kann
jedoch wesentlich größer sein, denn der Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung hängt
wesentlich von der räumlichen Form des Magnetfeldes in dem Luftspalt ab, und je
größer die Zahl-der-abwechselnden Pole bzw. der-Sektoren mit entgegengesetzten Flußrichtungen
in diesem heteropolaren Feld ist, um so besser ist der Wirkungsgrad; um so größer
ist also auch die Kopplung und um so kleiner der Schlupf für eine gegebene Breite
des magnetischen Luftspaltes, da die Wirbelstromlinien eine mittlere Gestalt annehmen,
welche derjenigen der Nord- und Südpole ähnlich ist, jedoch um 90 elektrische Grade
gegen die Achsen dieser Pole versetzt ist. Die aktiven Teile verlaufen radial, während
die passiven Teile Kreisbögen bilden, die gleich der halben Polteilung sind. Wenn
die Scheibe 1 massiv ist, arbeitet daher die Kupplung mit einem sehr kleinen Schlupf.
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Damit die Pfade dieser Wirbelströme besser definiert sind, ist die
aus Kupfer oder Aluminium bestehende Scheibe 1 mit einer Anzahl von radialen Schlitzen
2 versehen, die vorzugsweise in gleichförmigen Winkelabständen liegen und deren
Zahl größer als die Zahl der Erregerpole ist. Die Zahl der Schlitze ist in der Zeichnung
der Deutlichkeit wegen verringert. Diese Schlitze sind so ausgeführt, daß sie an
einem Umfang der Scheibe, bei den dargestellten Beispielen am äußeren Umfang, einen
Kurzschlußring 4 bestehen lassen, während sie sich vollständig bis zu dem anderen
Umfang, bei dem dargestellten Beispiel also bis zu dem inneren Umfang, erstrecken.
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Das übertragene Drehmoment wird hierdurch verringert und der Schlupf
erhöht; wenn man das ursprüngliche Drehmoment bei sehr geringem Schlupf wieder erhalten
will, legt man einen Kurzschlußring 17 an die geschlitzten radialen Leiter 3 an
einer Stelle in der Nähe des Umfanges an, der dem Umfang entgegengesetzt ist, an
welchem der bleibende Kurzschlußring 4 gebildet ist. Wie in F i g. 1 erkennbar ist,
ist dieser Kurzschlußring 17 beispielsweise an einem Kranz 18 befestigt, der von
einer gleitbar auf der Welle 12 gelagerten Buchse 19 getragen wird. In dieser Buchse
19 ist eine ringförmige Nut 20 vorgesehen, in die eine Kugel am Ende einer bei 22
gelenkig gelagerten Stange 21 eingreift. Durch Betätigung dieser Stange 21 wird
es nach dem Ingangsetzen der Kupplung, also bei großem Schlupf, möglich, den Kurzschlußring
17 an die Scheibe anzulegen und dadurch eine starke Kopplung, also eine Kupplung
mit sehr geringem Schlupf zwischen den beiden Wellen zu erhalten. Eine gewisse allmähliche
Einstellung könnte im übrigen bei dieser Kupplung dadurch erhalten werden, daß der
Flußrückführungsring 7 in einer Buchse 16 befestigt wird, welche über einen Teil
ihrer Länge mit einem Gewinde versehen ist, in das ein am äußeren Umfang des Ringes
17 angebrachtes Gewinde eingreift. Hierdurch ist der Luftspalt verstellbar, und
die magnetische Kopplung zwischen den Kupplungsteilen kann verändert werden.
Der
Flußrückführungsring ist feststehend dargestellt, er könnte jedoch, wie bei der
in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform, auch bei den beiden Ausführungsformen
von F i g. 1 und 2 fest mit der die Magnete 5 tragenden Jochplatte 6 verbunden sein.
An Stelle von getrennten Magneten wäre es ferner möglich, einen Kranz aus einem
Ferrit mit hoher Koerzitivkraft und hoher Remanenz zu verwenden, in den abwechselnde
Magnetpole entsprechend den in der Zeichnung dargestellten getrennten Magnetpolen
eingeprägt sind. Der Ring 7 könnte, wenn er mit dem Polkranz 5 fest verbunden ist,
auch durch einen weiteren gleichartigen Kranz von Magnetpolen ersetzt werden, der
jedoch um 180 elektrische Grade gegen den Magnetpolkranz 5 versetzt ist. Derartige
Abänderungen dürften im übrigen für den Fachmann ohne weiteres erkennbar sein.
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Falls erwünscht, kann die Scheibe 1 auch durch einen Versteifungsring
verstärkt werden, der am äußeren Umfang angeklebt oder auf andere Weise befestigt
ist, oder auch durch einen umgebördelten Rand an diesem äußeren Umfang des Kurzschlußringes
4. Gemäß einer weiteren Abänderung kann die leitende Rotorscheibe 1 dadurch gestützt
werden, daß an ihrer einen Seite eine isolierende Scheibe angeordnet wird, die,
insbesondere auf der den Polen 5 entgegengesetzten Seite, eine magnetische Verstärkungsscheibe
sein kann, die entweder selbst isolierend ist oder unter Einfügung eines isolierenden
Zwischenfilms angebracht wird; in diesem Fall kann gegebenenfalls die ringförmige
Flußrückführungsscheibe 7 entfallen. Dadurch wird jedoch die Trägheit der mit der
Welle 12 verbundenen rotierenden Scheibe vergrößert.
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Falls erwünscht, können mehrere Kurzschlußglieder vorgesehen werden,
wie in F i g. 2 und 5 angedeutet ist. An Stelle des einfachen Kurzschlußringes 17
von F i g. 1 und 4 sind zwei konzentrische Ringe 27 und 37 (F i g. 2) vorgesehen.
Diese weisen Zähne auf, wie in F i g. 5 erkennbar ist, so daß jeder Ring, wenn er
an die Rotorscheibe angelegt ist und sich mit dieser dreht, nur die Hälfte der radialen
Leiter 3 kurzschließt. Der gezahnte Ring 27 wird von einem Träger 28 gehalten, welcher
mittels einer Buchse auf einer weiteren Buchse sitzt, die den Abschluß des Trägers
38 für den gezahnten Ring 37 bildet und ihrerseits auf der Welle 12 gelagert ist.
Mittels Stangen 31 und 41, die bei 32 bzw. 42 drehbar gelagert sind und deren am
Ende angebrachte Kugeln in Nuten 30 bzw. 40 der Buchsen 29 bzw. 39 eingreifen, können
die Kurzschlußringe 27 und 37 wahlweise getrennt oder gemeinsam an die in Drehung
befindliche Scheibe 1 angelegt werden. Natürlich sind die Buchse 19 von F i g. 1
und die Buchsen 29 und 39 von F i g. 2 so gelagert, daß sie drehfest mit der Welle
12 verbunden sind. Beispielsweise weisen die Buchsen 19 und 39 jeweils eine Längsnut
auf, in welche ein von der Welle 12 getragener Zapfen eintritt, und die Buchse 29
trägt eine entsprechende Längsnut, in welche ein von der Buchse 39 getragener Zapfen
eintritt. Diese Verbindungen sind zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt.
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Die beweglichen Kurzschlußringe können wenigstens teilweise aus einem
Material bestehen, das, wie beispielsweise ein Stapel von Kohlescheiben, einen von
dem ausgeübten Druck abhängigen Widerstand aufweist. Dadurch wird die einfache Ein-
und Ausschaltung in gewissem Grad in eine stetige Einstellung der Kopplung zwischen
den Kupplungsteilen umgewandelt, wenn der von den Betätigungshebeln beim Anlegen
der Kurzscblußringe an die Rotorscheibe mit den radialen Schlitzen ausgeübte Druck
allmählich vergrößert wird.
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Bei derartigen Vorrichtungen ist die in der Scheibe vernichtete Leistung
dem übertragenen Drehmoment und der Schlupfdrehzahl zwischen den Kupplungsteilen
proportional. Zur Verhinderung übermäßiger Erwärmungen der Scheibe ist es daher
erwünscht, daß diese Leistung wenigstens zum Teil abgeführt werden kann. Zu diesem
Zweck ist es vorgesehen, Stromabnahmeklemmen an der Scheibe vorzusehen, welche auf
den Polachsen angebracht sind und sich mit dem Erreger drehen, wobei diese Stromabnahmeklemmen
in zwei Gruppen aufgeteilt sind, die jeweils mit einem Ende eines äußeren Lastwiderstandes
verbunden sind, in welchem die abgenommene Gleichstromleistung verbraucht wird.
Wenn dieser Belastungswiderstand einstellbar ausgebildet ist, verfügt man bekanntlich
über ein Mittel zur Regelung des Stromes in der Scheibe und damit zur Regelung der
Kopplung und des Schlupfes.
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Diese Stromabnahmeklemmen können einzeln dadurch gebildet werden,
daß ebenso viele Bürsten wie Pole vorgesehen werden, welche in zwei Gruppen parallel
geschaltet werden, wobei die eine Gruppe alle Bürsten enthält, die auf den Achsen
der Nordpole liegen, während die andere alle Bürsten enthält, die auf den Achsen
der Südpole liegen. Zur Vereinfachung des mechanischen Aufbaues ist es ferner vorteilhaft,
diese beiden Gruppen von Stromabgriffen jeweils in Form eines leitenden Ringes 52
bzw. 53 (F i g. 3) auszubilden, von denen jeder vorspringende Zähne 50 bzw. 51 (F
i g. 3 und 6) aufweist, die auf den Achsen der Nordpole bzw. der Südpole liegen,
wobei jeder Zahn wenigstens die Breite von zwei durch die Schlitze 2 voneinander
getrennten Leitern 3 überdeckt. Schleifkontakte 54 und 55 ermöglichen es, von dem
Rotor 1 einen Strom abzunehmen und einem äußeren Widerstand 56 zuzuführen, der vorzugsweise
einstellbar ist, wobei die Größe des Stromes durch den Wert dieses Lastwiderstandes
bestimmt ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, gleichzeitig die Wärmeabfuhr
und die Größe des Schlupfes zwischen den Kupplungsteilen einzustellen. Natürlich
kann diese Maßnahme bei einer praktischen Ausführungsform gegebenenfalls gemeinsam
mit einer der Maßnahmen zur Einstellung der Kopplung angewendet werden, die an Hand
der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert wurden, soweit sich kein
Widerspruch zwischen den Wirkungen der verschiedenen Maßnahmen ergibt. Beispielsweise
würde ein vollständiger Kurzschluß der leitenden Scheibe die vorteilhafte Wirkung
der Anordnung von F i g. 3 und 6 aufheben, nicht dagegen ein teilweiser Kurzschluß
der Leiter an Stellen zwischen den Zähnen der Ringe 52 und 53.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es unerheblich,
welche Welle die treibende und welche Welle die angetriebene Welle ist, obgleich
der beste Wirkungsgrad erhalten wird, wenn die die Erregerpole tragende Welle die
treibende Welle ist. Aus diesen Ausführungsbeispielen kann eine Anordnung mit zwei
unabhängigen Sekundärwellen 8 und 108 (F i g. 7 und 8) abgeleitet werden, wobei
dann angenommen wird, daß die treibende Welle eine senkrechte Welle ist, welche
in einem Ritzel 61 endet, das mit einem Zahnkranz 60 kämmt. Dieser Zahnkranz
umgibt
einen Kranz von Magneten 105, die mit dem Zahnrad durch eine ringförmige Platte
63 verbunden sind, in der die Magnete beispielsweise eingespannt sind. Diese Magnete
105 bilden mit ringförmigen Flußrückführungsscheiben 6 und 106 zwei ebene,
ringförmige magnetische Luftspalte, in denen die Rotorscheiben 1 und
101 angeordnet sind, welche beispielsweise entsprechend einer der zuvor beschriebenen
Ausführungsformen ausgeführt sind. Die Scheibe 1 ist mittels der Nabe 9, des Ringes
10 und der Mutter 11 an der Welle 8 befestigt, und die Scheibe 101 ist mittels der
Nabe 109, des Ringes 110
und der Mutter 111 mit der Welle 108 verbunden.
Die Scheibe 1 ist mit einem Rand 4 ausgebildet, der einen bleibenden Kurzschluß
der radialen Leiter bildet, und die Scheibe 101 ist in gleicher Weise mit einem
Rand 104 versehen, der einen entsprechenden Kurzschluß für die radialen Leiter dieser
Scheibe darstellt. Die magnetischen Ringe 6 und 106 können feststehend sein oder
beispielsweise zusammen mit den Magneten 105 dadurch angetrieben werden, daß sie
an den Enden von Querstücken 64 befestigt sind, welche durch den Zahnkranz 60 geführt
sind. Der Zahnkranz kann zusätzlich durch Kegelräder geführt sein, welche frei drehbar
auf feststehenden Achsen gelagert sind, wie bei 62 angedeutet ist.
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Das zu jeder dieser Scheiben übertragene Drehmoment ist proportional
dem Schlupf zwischen dieser Scheibe und dem antreibenden Kranz von Magneten. Zur
Einstellung dieses Schlupfes und zugleich zur Wärmeabfuhr in den Scheiben kann jede
von ihnen mit einer Anordnung der in F i g. 3 dargestellten Art verbunden werden,
also mit gezahnten Ringen, deren Zähne auf die Achsen der Magnetpole eingestellt
sind, wie bei 52 und 53 für die Scheibe 1 und bei 152 und 153 für die Scheibe 101
dargestellt ist. Einstellbare Lastwiderstände 56 und 156 sind zwischen Schleifkontakten
54, 55 bzw. 154, 155 angeschlossen. Diese Kranzpaare müssen sieh mit dem Magnetkranz
drehen; sie können zu diesem Zweck von den magnetischen Ringen 6 und 106 getragen
werden, wenn diese so ausgebildet sind, daß sie sich mit dem Magnetkranz drehen.
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Die Achsen des Magnetkranzes und der leitenden Scheiben müssen nicht
unbedingt in einer Linie liegen, insbesondere zum Zweck einer Untersetzung oder
Übersetzung. Wie beispielsweise in F i g. 9 und 10 dargestellt ist, kann eine Scheibe
201 von einer Welle 208 mittels einer Nabe 215 und eines Klemmringes 216 getragen
werden, während ein Kranz von Magneten 205 auf einer magnetischen Jochplatte 206
mit einer Welle 209 verbunden ist, die in Lagern 212 gelagert ist, welche von einer
Schildplatte 211 getragen werden, in der auch die Welle 208 über ein Lager 213 abgestützt
ist. Eine weitere Schildplatte 207 ist mit einem Lager 214 für die Welle 208 versehen,
parallel zur Platte 211 angeordnet und mit dieser durch das Teil 210 verbunden.
Sie trägt gegenüber dem Magnetkranz 205 einen magnetischen Ring 217, der beispielsweise
aus einem spiralförmig aufgewickelten Magnetblech besteht. Die Scheibe 201 ist mit
radialen Schlitzen 202 und einem als Kurzschlußring für die durch diese Schlitze
abgegrenzten radialen Leiter dienenden Rand 204 versehen, der etwa der Hälfte des
Magnetkranzes 205 gegenüberliegt. Wenn beispielsweise die Welle 209 die treibende
Welle ist, wird die Welle 208 mit einer Drehzahl angetrieben, welche bei dem dargestellten
Beispiel etwa im Verhältnis 1: 4 gegen die Drehzahl der Welle 209 herabgesetzt ist;
dieses Verhältnis entspricht dem Verhältnis des mittleren Radius des Magnetkranzes
zu dem Radius der Scheibe am mittleren Abstand von der Achse der Welle 208. Das
an der Welle 208 entstehende Drehmoment ist etwa gleich dem zur Welle 209 gelieferten
Drehmoment, geteilt durch das Untersetzungsverhältnis. In umgekehrter Richtung erfolgt
eine entsprechende Drehzahlübersetzung. Natürlich können mehrere Wellen 209 mit
einer einzigen Welle 208 in gleicher Weise verbunden werden, wie in F i g. 9 für
eine einzige Welle 209 beschrieben worden ist.
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Das Schließen des Flusses kann anstatt durch einen feststehenden Ring
207 auch durch einen Ring erfolgen, welcher sich auf einer Achse drehen kann, die
von der Schildplatte 207 getragen wird, oder durch einen Kranz von Magneten, der
ebenfalls frei drehbar auf einer entsprechend angeordneten Achse gelagert ist, so
daß diese Glieder in eine freie Drehung versetzt werden. Die gleiche Lösung kann
übrigens auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen an Stelle der feststehenden
magnetischen Ringe oder der mit den Magnetkränzen verbundenen magnetischen Ringe
angewendet werden.
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Bei einer Anordnung der in F i g. 9 gezeigten Art ist die Bedingung
zu erfüllen, daß die Scheibe einen Teil mit verhältnismäßig geringem Widerstand
vor der oberen Hälfte des Magnetkranzes und einen Teil mit verhältnismäßig großem
Widerstand vor der unteren Hälfte des Magnetkranzes aufweist. Anstatt Schlitze vorzusehen,
kann man demgemäß die Scheibe aus zwei verschiedenen Materialien bilden, wobei der
»massive« Ring 204 beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium besteht, während der
die Schlitze enthaltende Ring beispielsweise aus einem Siliziumblech oder -einem
anderen Material mit hohem spezifischem Widerstand hergestellt wird. In diesem Fall
ist es jedoch nicht mehr möglich, eine Einstellung der Kopplung und damit des Schlupfes
vorzusehen, was gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsform auch bei der
Anordnung von F i g. 9 möglich wäre, außer wenn in dem mittleren Teil über eine
kleine radiale Erstreckung am inneren Rand Schlitze angebracht würden, die zum Anlegen
von einem oder mehreren Kurzschlußringen mit geringem spezifischem Widerstand dienen
könnten.
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Ganz allgemein können im übrigen die in einer Scheibe aus einem Material
mit geringem Widerstand, wie Kupfer oder Aluminium, vorgesehenen Schlitze gegebenenfalls
durch Streifen aus einem Material mit sehr viel höherem spezifischem Widerstand
gefüllt werden, damit der Wirkungsgrad der magnetischen Drehmomentübertragung vergrößert
wird, insbesondere, wenn diese Füllungen aus einem magnetisierbaren Material gebildet
werden.
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Die in F i g. 11 dargestellte Scheibe entspricht der Ausführungsform
von F i g. 4; sie enthält eine Anzahl von Schlitzen 2, die bis zum inneren Ausschnittgehen
und zum äußeren Rand hin so bemessen sind, daß ein Kurzschlußring 4 für die zwischen
den Schlitzen gebildeten radialen Leiter bestehenbleibt. Diese Scheibe ist mit einer
Nabe 13 an einer Welle 12 befestigt (F i g. 12). Ein Kurzschlußring 17 kann an die
Scheibe angelegt werden, wenn der gleitbar auf der Welle 12 gelagerte Träger 18
von einem Hebel 21 betätigt wird, der bei 22 schwenkbar gelagert ist, und dessen
Ende in eine Ringnut an dem gleitbaren Träger eingreift. Die Scheibe liegt in einem
magnetischen Luftspalt.
der auf einer Seite durch die zum Schließen
des Erregerflusses dienende Platte 7 begrenzt ist.
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Der Erreger ist auf der Welle 8 mit Hilfe einer Nabe 9 befestigt.
Er enthält eine erste ringförmige Platte 6, die als Joch für einen Kranz von Permanentmagneten
5 dient, die mit regelmäßig abwechselnder Polung entlang ihrem Umfang angeordnet
sind. Dieser Kranz bedeckt aber nur einen inneren kreisrunden Streifen auf der Oberfläche
der Scheibe, während ein zweiter Kranz von Polen 305, die in gleicher Anzahl und
gleicher Polteilung wie die Pole 5 des ersten Kranzes vorgesehen sind, einen weiteren
kreisrunden Streifen bedeckt, der beispielsweise den ersten Streifen umgibt. Die
Pole 305 werden von einem ringförmigen Joch 306 getragen, das auf einem Gewindeabschnitt
312 der Nabe 9 so befestigt ist, daß seine Winkelstellung gegebenenfalls gegenüber
der Winkelstellung des Kranzes der Pole 5 verändert werden kann. Zu diesem Zweck
erfolgt die Befestigung durch eine Scheibe 310, die durch eine Mutter 311 angepreßt
wird.
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Normalerweise fallen bei den beiden Kränzen von Erregerpolen die Stellungen
der Nordpole und Südpole zusammen. Dies bedeutet, daß sich ihre radialen Achsen
in Deckung befinden, wie in F i g. 11 dargestellt ist.
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Bei der in F i g. 13 dargestellten Abänderung sind zusätzliche Schlitze
302 in der Scheibe 1 zwischen den Schlitzen 2 angebracht. Es kann mehr als ein Schlitz
302 zwischen jeweils zwei Schlitzen 2 vorgesehen sein, jedoch erstreckt sich jeder
Schlitz 302 nur etwa über die dem Kranz der Pole 305 zugeordnete radiale Länge.
Durch diese Vergrößerung der Dichte der Schlitze zum Umfang der Scheibe hin soll
erreicht werden, daß die Restwirbelströme verringert werden, wenn die Magnetpole
entgegengesetzt eingestellt werden.
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Wenn sich nämlich die Pole der Kränze in Deckung befinden, wie in
F i g. 11 dargestellt ist, ist die Dämpfung der Scheibe ein Maximum, denn die Wirbelströme
bilden sich direkt zwischen dem inneren Kurzschlußring 17 und dem äußeren Kurzschlußring
4 aus. Wenn der eine Kranz gegen den anderen verdreht wird, wie bei dem dargestellten
Beispiel nach F i g.13 durch Veränderung der Winkelstellung des äußeren Kranzes,
werden die Wirbelströme proportional zu dieser gegenseitigen Verdrehung verringert,
denn ein radialer Teil jedes leitenden Stabes zwischen den Schlitzen steht nicht
mehr unter einer elektromotorischen Kraft. Wenn beispielsweise die in F i g. 13
dargestellte Winkelverstellung der Kränze angenommen wird, fließen Wirbelströme
lediglich durch die Stäbe, welche sich unter den Polteilen mit gleicher Polbezeichnung
befinden, während keine Wirbelströme in den Stäben auftreten, die sich über ihre
Länge nur unter einem der Pole 5 bzw. 305, aber nicht unter beiden befinden. Wenn
die Polkränze entgegengesetzt eingestellt werden, befindet sich jeder Stab zwischen
den Schlitzen mit seinem ersten Teil unter einem Nordpol und mit seinem zweiten
Teil unter einem Südpol, so daß dann theoretisch die Wirbelströme vollständig unterbrochen
sind. Es bleiben jedoch Restströme bestehen, die, wie bereits erwähnt wurde, praktisch
dadurch herabgesetzt werden können, daß die Dichte der Schlitze zum Umfang hin vergrößert
wird. Die Dämpfung der Scheibe hängt bekanntlich von der Größe der Wirbelströme
ab, so daß diese Dämpfung in dem Maße abnimmt, wie die gegenseitige Winkelverstellung
zwischen den Polen zunimmt. Die übertragung des Antriebsmoments zwischen dem Erreger
und dem Anker wird dadurch in gleicher Weise beeinflußt, so daß die beschriebene
Anordnung eine einfache Möglichkeit zur Einstellung des Kupplungskoeffizienten zwischen
den beiden Kupplungsteilen bietet.
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Obgleich in der Zeichnung nicht dargestellt, wäre es vorteilhaft,
die Polflächen der gleichartigen Pole von einem Kranz zum anderen so auszubilden,
daß die elektromotorischen Kräfte ausgeglichen werden, welche von dem einen und
dem anderen Kranz in jedem der leitenden Rotorstäbe induziert werden. Dies kann
dadurch erreicht werden, daß die radiale Ausdehnung der Pole 5 und der Pole 305
verschieden bemessen wird. Je mehr Pole in jedem Erregerkranz vorhanden sind, um
so mehr geht natürlich das Verhältnis zwischen diesen Längen nach 1.
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Die in Verbindung mit F i g. 11, 12 und 13 beschriebene Maßnahme kann
natürlich in Verbindung mit jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen angewendet
werden.