專利名稱：磁滯離合器/磁滯制動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的磁滯離合器/磁滯 制動器。
背景技術(shù)：
磁滯離合器/磁滯制動器被公開在許多實(shí)施例中。它們的優(yōu)點(diǎn)是能 夠通過氣隙無接觸地傳遞扭矩。磁滯離合器或磁滯制動器的工作原理 一般完全以下述為基礎(chǔ)，即具有引力的磁極在同步旋轉(zhuǎn)中引起磁力效 應(yīng)，或者在磁極上預(yù)先移動的、永磁的磁滯材料在滑轉(zhuǎn)驅(qū)動中持續(xù)地 反復(fù)磁化。
磁滯制動器尤其適合作為例如巻繩、螺紋制造等材料加工時的生 產(chǎn)設(shè)備中的工序制動器來使用。其中，設(shè)備決定材料從工序離開的速 度，并且過程制動器決定牽引力。為了達(dá)到這個目的可以例如通過下 述方式借助滾輪把材料以合適的方式從庫存中引出，即材料將滾輪纏 繞，其中，滾輪將磁滯制動器的制動作用傳遞到材料上。
磁滯離合器與磁滯制動器例如在專利申請DE 39 05 216 C2、 DE 199 17 667 A1以及DE 37 32 766 Al中已被公開，其中可以借助通過勵 磁線圈流動的電流調(diào)節(jié)可傳遞的扭矩。
專利申請DE 39 05 216 C2描述了 一種電控的磁滯離合器，其中可 以借助通過勵磁線圈流動的電流調(diào)節(jié)可傳遞的扭矩。按照普通原理工 作的電控磁滯離合器不含由線圈外殼與磁極環(huán)構(gòu)成的輪圈，從而使得 線圈只需利用很小的縫隙就能把驅(qū)動軸直接地閉合起來，驅(qū)動軸由可 磁化的材料構(gòu)成。在這里，磁極環(huán)與銜鐵在軸向上排在線圈外殼的后
面，并且線圈被伸長設(shè)計。由此可以獲得較小的離合器零件外徑，以 致于離合器零件在必要的時候能夠被完全地并且與驅(qū)動軸同中心地軸 向推入到從動軸的內(nèi)部空腔中。這在減少材料支出的同時還因?yàn)闊o需 軸向上附加構(gòu)造空間而另外實(shí)現(xiàn)了在已有的軸承架之間的磁滯離合器 的安裝。
專利申請DE 199 17 667 Al描述了一種電磁磁滯單元，其具有帶 磁性的北磁極，帶磁性的北磁極關(guān)于帶磁性的南磁極設(shè)有間距，北磁 極在圓周方向上圍繞一根轉(zhuǎn)軸設(shè)置，并且北磁極與南磁極被交替地設(shè) 置在磁體上，磁體含有勵磁線圈。在這里， 一個與轉(zhuǎn)子連接的磁滯環(huán) 可以以較小空隙向著磁極移動。在這種磁滯單元中，北磁極與南磁極 的轉(zhuǎn)動面位于共同的磁路上并且與共同的磁滯環(huán)轉(zhuǎn)動面相對，從而使 得徑向的構(gòu)造空間可供支配以用來將磁滯環(huán)裝入由導(dǎo)熱好的材料構(gòu)成 的轉(zhuǎn)子，在某些情況下可以設(shè)置冷卻片。
從專利申請DE 37 32 766 Al中已知一種能夠永久勵磁的磁滯離 合器，其可傳遞的扭矩可以通過人工改變磁滯圓環(huán)體在永久磁場的兩 個磁極環(huán)之間形成的空隙中的浸沒深度而得以改變。DE 37 32 766 Al 中公開的磁滯離合器含有一個作為鐘形轉(zhuǎn)子構(gòu)成的磁滯元件以及一個 由內(nèi)磁極環(huán)與外磁極環(huán)形成的勵磁元件，其中，鐘形轉(zhuǎn)子的兩個側(cè)面 均設(shè)有磁極。磁極環(huán)在這里由軟磁性材料以及永久磁體構(gòu)成，永久磁 體可以完全植入到軟磁性材料中，從而使得朝向鐘形轉(zhuǎn)子的磁極交替 地由永久磁場與軟磁體構(gòu)成。此外，雖然內(nèi)磁極環(huán)與外磁極環(huán)固定地 彼此連接，但是它們的磁場卻通過一個不能被磁化的中間環(huán)分隔開來。 磁極環(huán)應(yīng)該這樣對齊，使得磁極環(huán)從外到內(nèi)在徑向上均面對各自的同 名磁極。
這樣一來就可以在磁滯系統(tǒng)中無接觸地實(shí)施扭矩的傳遞，在這一 公幵的磁滯系統(tǒng)中的可傳遞的扭矩與所需構(gòu)造空間的關(guān)系明顯比帶有 形狀封閉或摩擦封閉的力傳遞的離合器與制動器更加不利。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種磁滯離合器/磁滯制動器，使 得扭矩與構(gòu)造空間的關(guān)系相比現(xiàn)有技術(shù)中公開的系統(tǒng)能夠得到明顯的 改善。
這一目的通過權(quán)利要求1的特征得以解決。其它按照發(fā)明的實(shí)施 例與優(yōu)點(diǎn)可由從屬權(quán)利要求得知。
對應(yīng)地公開了一種磁滯離合器/磁滯制動器，其含有具備內(nèi)磁極環(huán) 與外磁極環(huán)的磁體，并且含有由永磁材料組成的銜鐵，銜鐵含有永磁 的磁滯環(huán)，在內(nèi)磁極環(huán)與外磁極環(huán)之間在徑向上觀察設(shè)有至少一個中 間磁極環(huán)，其中，銜鐵為每個中間磁極環(huán)都擁有一個另外附加的磁滯 環(huán)，并且磁滯環(huán)按照下述設(shè)置，即每個磁滯環(huán)都能被兩個不同的磁極 環(huán)之間的磁場磁性地流過。磁體可以擁有勵磁線圈或被永磁地構(gòu)成。
在這里，磁極之間在圓周方向上的偏移迫使磁滯材料在切向上重 新磁化；形成一個與銜鐵的轉(zhuǎn)動反向作用的阻力，該阻力由必要的反 復(fù)磁化能量制約。從而能夠例如讓一根與銜鐵抗扭連接的軸得以制動。
通過按照本發(fā)明的概念，可以通過相應(yīng)的具有雙重設(shè)置或多重設(shè) 置的磁路結(jié)構(gòu)而更好地利用磁滯離合器/磁滯制動器的磁路的能量。具 體地說，按照本發(fā)明，通過特別地設(shè)置一個或多個中間磁極環(huán)以及相 應(yīng)地應(yīng)用兩個或多個永磁的磁滯環(huán)，可以使得磁場被多重利用，并且 通過由此所需要的在本質(zhì)上更高的反復(fù)磁化能量而實(shí)現(xiàn)在同一構(gòu)造空 間中本質(zhì)上更高的可傳遞的扭矩。


下面借助所附視圖對本發(fā)明進(jìn)一步地舉例說明。
圖1按照發(fā)明的磁滯離合器的示意性截面圖以及一個俯視圖2按照發(fā)明的磁滯制動器的一個實(shí)施例的示意性截面圖以及一
個對應(yīng)的俯視圖3在設(shè)置兩個磁滯環(huán)情況下的磁通示意圖4在設(shè)置兩個磁滯環(huán)情況下的中間磁極環(huán)形狀的示意性俯視 圖，含有磁通的展示；
圖5銜鐵的示意性截面圖以及對應(yīng)的俯視圖，含有按照發(fā)明的兩 個磁滯環(huán)；以及
圖6在設(shè)置三個磁滯環(huán)情況下，中間磁極環(huán)與磁滯環(huán)的一種可能 的設(shè)置的示意性俯視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，右側(cè)部分是沿著線A-A的截面的俯視圖，按照本發(fā)明 的磁滯離合器/磁滯制動器1包含了內(nèi)磁極環(huán)4、中間磁極環(huán)5、外磁極 環(huán)6以及帶有勵磁線圈3的磁體2。另外，磁滯離合器/磁滯制動器1 還包含了由永磁材料組成的銜鐵7，其具有兩個永磁的磁滯環(huán)8、 9， 其中，磁滯環(huán)8、 9按照下述設(shè)置，即使得在兩個不同的磁極環(huán)之間的 磁場能夠磁性流過每個磁滯環(huán)8、 9。圖左側(cè)部分中的虛線表明了磁路。
在所示的例子中，在外磁極環(huán)6與中間磁極環(huán)5之間的磁場流過 磁滯環(huán)8;在中間磁極環(huán)5與內(nèi)磁極環(huán)4之間的磁場流過磁滯環(huán)9。磁 極環(huán)4、 5、 6通過一個不能被磁化的環(huán)IO連接。
圖2所示實(shí)施例區(qū)別于按照圖1所示實(shí)施例的地方在于，磁體2 與外磁極環(huán)6被集成在一個組件中。
圖3是在圖l與圖2中所設(shè)置的磁滯環(huán)8、 9與磁極環(huán)5、 6、 7的 詳細(xì)視圖，用來表明磁通。磁通由箭頭顯示。在該實(shí)施例中，磁極環(huán) 的磁極按照下述設(shè)置，即從內(nèi)磁極環(huán)到外磁極環(huán)反向的磁極在徑向上 對立分布。外磁極環(huán)6被設(shè)為具有形成磁極的齒的圓環(huán)，齒在徑向上
觀察指向內(nèi)部，內(nèi)磁極環(huán)4被設(shè)為具有形成磁極的齒的圓環(huán)，并且齒 在徑向上觀察指向外部；中間磁極環(huán)5被設(shè)為具有偶極與齒豁的圓環(huán)， 偶極在旋轉(zhuǎn)方向上被交替地設(shè)置并徑向定向。就像圖中看到的那樣， 外磁極環(huán)的齒與內(nèi)磁極環(huán)的齒按照下述設(shè)置，即各個齒或齒豁在徑向 上觀察是對立分布的。
作為上述方案的替代，可以將磁極環(huán)的磁極按照下述進(jìn)行設(shè)置， 即從內(nèi)磁極環(huán)到外磁極環(huán)相同命名的磁極在徑向上對立分布。這種設(shè) 置對應(yīng)于圖4，其示出了中間磁極環(huán)的一種設(shè)置的俯視圖。在圖4示出 的例子中，中間磁極環(huán)5被設(shè)為圓環(huán)，其具有在旋轉(zhuǎn)方向上交替設(shè)置 且對立的磁極，其中，通過在徑向上觀察指向內(nèi)部的齒形成北磁極， 通過在徑向上觀察指向外部的齒形成南磁極。
與按照圖3的實(shí)施例的另外一個區(qū)別在于，內(nèi)磁極環(huán)4關(guān)于外磁 極環(huán)6按照下述做替代設(shè)置，即磁極環(huán)4的齒與另外一個磁極環(huán)6的 齒豁在徑向上觀察對立分布。通過這種設(shè)置而產(chǎn)生的磁通可以通過箭 頭(場力線)表示。
磁滯環(huán)S、 9可以作為單獨(dú)的組件構(gòu)成或整體地構(gòu)成。在圖5示出 的例子中，磁滯環(huán)8、 9由一個較寬的圓環(huán)整體地構(gòu)成，其中，在兩個 圓環(huán)8、 9之間設(shè)有被沖壓的區(qū)域12作為磁性隔斷。未被沖壓的區(qū)域 則形成圓環(huán)8、 9之間的連接條11,其中，連接條按照優(yōu)選的方式應(yīng)具 有較小的尺寸，以便保持圓環(huán)8、 9之間的磁性連接盡可能小。通過連 接條11可以實(shí)施與銜鐵7的連接，該連接例如可以是螺栓連接。通過 圓環(huán)8、 9的整體構(gòu)成可以減少制造成本。
作為替代，可以將圓環(huán)8、 9作為單獨(dú)的組件制造，然后再通過無 磁性的連接條11將它們彼此連接。
圖6示出的是按照本發(fā)明的磁滯離合器/磁滯制動器的另一實(shí)施
例，其中，在外磁極環(huán)6與內(nèi)磁極環(huán)4之間在徑向上觀察設(shè)有兩個中
間磁極環(huán)5、 13。按照本發(fā)明，銜鐵為每一個中間磁極環(huán)都擁有另外附 加的磁滯環(huán)，從而一共設(shè)置了三個磁滯環(huán)8、 9、 14，其中，每個磁滯 環(huán)8、 9、 14都被兩個不同磁極環(huán)之間的磁場磁性地流過。
所述的用于改善扭矩與結(jié)構(gòu)空間關(guān)系的按照本發(fā)明的解決方案不 僅可以應(yīng)用于電磁激勵的磁滯離合器與磁滯制動器，而且可以應(yīng)用于 對應(yīng)的永磁系統(tǒng)。
通過本發(fā)明可以使得磁滯離合器或磁滯制動器的"扭矩密度"以 具有優(yōu)點(diǎn)的方式顯著地得以提高；此外還可以通過應(yīng)用合理設(shè)置的多 個銜鐵圓環(huán)而顯著提高總系統(tǒng)的允許滑轉(zhuǎn)功率。
當(dāng)然，按照本發(fā)明的磁滯離合器/磁滯制動器的組件的每一種結(jié)構(gòu) 上的設(shè)置、尤其是空間上的設(shè)置在其本身乃至相互之間在技術(shù)的意義 上都落在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，而不影響權(quán)利要求中描述的磁滯離 合器/磁滯制動器的功能，盡管未能在圖中或在說明書中詳細(xì)地示出其 結(jié)構(gòu)。
附圖標(biāo)記
1磁滯離合器/磁滯制動器
2磁體
3勵磁線圈
4內(nèi)磁極環(huán)
5中間磁極環(huán) 6外磁極環(huán) 7銜鐵 8磁滯環(huán) 9磁滯環(huán)
10不能被磁化的圓環(huán)
11連接條
12被沖壓的區(qū)域
13中間磁極環(huán)
14磁滯環(huán)
權(quán)利要求
1.一種磁滯離合器/磁滯制動器，其包含了帶有內(nèi)磁極環(huán)(4)以及外磁極環(huán)(6)磁體(2)，還包含了由永磁材料組成的銜鐵(7)，銜鐵(7)含有永磁的磁滯環(huán)(9)，其特征在于，在內(nèi)磁極環(huán)(4)與外磁極環(huán)(6)之間在徑向上觀察設(shè)有至少一個中間磁極環(huán)(5，13)，其中，銜鐵(7)為每個中間磁極環(huán)(5，13)都擁有一個另外附加的磁滯環(huán)(8，14)，并且磁滯環(huán)(8，9，14)按照下述設(shè)置，即每個磁滯環(huán)都能被兩個不同的磁極環(huán)(4，5，6，13)之間的磁場磁性地流過。
2. 按照權(quán)利要求l所述的磁滯離合器/磁滯制動器，其中，磁體(2) 擁有勵磁線圈(3)或永磁地構(gòu)成。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的磁滯離合器/磁滯制動器，其中，磁 極環(huán)(4， 5， 6， 13)通過一個不能被磁化的圓環(huán)(10)相連。
4. 按照權(quán)利要求l、 2或3所述的磁滯離合器/磁滯制動器，其中， 磁體(2)與外磁極環(huán)(6)被集成在一個組件中。
5. 按照權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的磁滯離合器/磁滯制動器，其 中，磁滯環(huán)(8， 9， 14)由一個較寬的圓環(huán)整體地構(gòu)成，其中，在圓 環(huán)(8， 9, 14)之間設(shè)有一個被沖壓的區(qū)域(12)作為磁性隔斷，并 且未被沖壓的區(qū)域形成圓環(huán)(8， 9， 14)之間的連接條(11)，其中， 連接條(11)具有較小尺寸，以便保持圓環(huán)之間的磁性連接盡可能小。
6. 按照權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的磁滯離合器/磁滯制動器，其 中，磁滯環(huán)(8， 9， 14)作為單獨(dú)的組件構(gòu)成，它們通過無磁性的連 接條(11)彼此相連。
7. 按照權(quán)利要求5或6所述的磁滯離合器/磁滯制動器，其中，通 過連接條(11)實(shí)施磁滯環(huán)(8， 9, 14)與銜鐵(7)的連接。
8. 按照前述權(quán)利要求之一所述的磁滯離合器/磁滯制動器，其中， 在設(shè)有中間磁極環(huán)(5)的情況下，磁極環(huán)(4， 5、， 6)的磁極應(yīng)按照 下述設(shè)置，即從內(nèi)磁極環(huán)到外磁極環(huán)反向的磁極在徑向上對立分布， 其中，外磁極環(huán)(6)被設(shè)為具有在徑向上觀察指向內(nèi)部并形成磁極的 齒的圓環(huán)，內(nèi)磁極環(huán)(4)被設(shè)為具有在徑向上觀察指向外部并形成磁 極的齒的圓環(huán)，其中，中間磁極環(huán)(5)被設(shè)為具有偶極與齒豁的圓環(huán)， 偶極在旋轉(zhuǎn)方向上被交替地設(shè)置并在徑向上定向，并且外磁極環(huán)(6) 的齒與內(nèi)磁極環(huán)(4)的齒按照下述設(shè)置，即各個齒或齒豁在徑向上觀 察是對立分布的。
9. 按照前述權(quán)利要求之一所述的磁滯離合器/磁滯制動器，其中， 在設(shè)有中間磁極環(huán)(5)的情況下，磁極環(huán)(4， 5， 6)的磁極應(yīng)按照 下述設(shè)置，即從內(nèi)磁極環(huán)到外磁極環(huán)相同命名的磁極在徑向上對立分 布，其中，外磁極環(huán)(6)被設(shè)為具有在徑向上觀察指向內(nèi)部并形成磁 極的齒的圓環(huán)，內(nèi)磁極環(huán)(4)被設(shè)為具有在徑向上觀察指向外部并形 成磁極的齒的圓環(huán)，其中，中間磁極環(huán)(5)被設(shè)為具有在旋轉(zhuǎn)方向上 交替設(shè)置且對立的磁極的圓環(huán)。
全文摘要
公開了一種磁滯離合器/磁滯制動器，其包含了帶有內(nèi)磁極環(huán)(4)以及外磁極環(huán)(6)的磁體(2)，還包含了由永磁材料組成的銜鐵(7)，銜鐵(7)含有永磁的磁滯環(huán)(9)，其中，在內(nèi)磁極環(huán)(4)與外磁極環(huán)(6)之間在徑向上觀察設(shè)有至少一個中間磁極環(huán)(5，13)，其中，銜鐵(7)為每個中間磁極環(huán)(5，13)都擁有一個另外附加的磁滯環(huán)(8，14)，并且磁滯環(huán)(8，9，14)按照下述設(shè)置，即每個磁滯環(huán)都能被兩個不同的磁極環(huán)(4，5，6，13)之間的磁場磁性地流過。
文檔編號H02K49/00GK101102071SQ20071012740
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者康拉德·托馬, 斯特凡·翁澤爾德 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司