Stromag Dessau

Polreibungskupplungen und –bremsen
Pole Face Friction Clutches and Brakes
Auslegung nach der Schaltarbeit
Bei allen Schaltvorgängen unter Relativdrehzahl bzw. bei
Rutschvorgängen während des Betriebes wird in einer
Kupplung Schaltarbeit erzeugt, die in Wärme umgesetzt
wird.
Die zulässige Schaltarbeit bzw. Schaltleistung darf nicht
überschritten werden, damit keine unzulässige
Erwärmung auftritt. Eine Auswahl der Größe einer
Schaltkupplung nach den auftretenden Drehmomenten
ist nur in sehr wenigen Fällen ausreichend. Deshalb
muss von Fall zu Fall überprüft werden, ob die Kupplung
wärmemäßig richtig bemessen ist.
Ganz allgemein ausgedrückt gilt für die Schaltarbeit in
einer Kupplung, die in der Zeit dt mit ihrem schaltbaren
Drehmoment T S bei einer relativen Winkelgeschwindigkeit
durchrutscht:
dQ = T S • ω S • dt
Mit ω S = ω 2 - ω und Umformung mit Hilfe des
Impulssatzes ergibt sich für einen einzelnen
Beschleunigungs- bzw. Bremsvorgang bei vorhandenem
Lastdrehmoment die Schaltarbeit:
Q = TS • J• (n2 – n1)² [kJ]
T S + T L 182 • 10³
Rutscht eine Schaltkupplung während des Betriebes mit
konstanter Schlupfdrehzahl durch, so errechnet sich die
Schaltarbeit nach der Formel:
Q = 0,105 • 10 - ³ • T S • n S • t S
[kJ]
Hinweise für Konstruktion und Praxis
Auswahl der Bauform nach Einsatzbedingungen und
konstruktiven Möglichkeiten.
Größenbestimmung nach Drehmoment und Schaltarbeit.
Bitte hierbei Abhängigkeit des Schaltmomentes Ts (dyn.
Moment) von der Relativdrehzahl, bei der geschaltet
wird, beachten, siehe Diagramme.
Wichtige Kenngrößen und Auslegungshinweise
siehe Seite 3 bis 6.
Die dauernd zulässige Spannungsänderung beträgt +5%
bis –10% der Nennspannung.
Streuflüsse reduzieren das übertragbare Drehmoment
an der Kupplung. Es ist also darauf zu achten, dass die
Kupplung von der umgebenden Konstruktion mindestens
5 mm entfernt ist, damit der magnetische Fluss innerhalb
der Kupplung möglichst verlustfrei durch die
gewünschten Bauteile geleitet wird. Der Abstand zur
Umgebungskonstruktion kann entweder durch
entsprechende Luftspalte oder nichtmagnetische
Werkstoffe wie z.B. Aluminium erfolgen. Besonders
wichtig bei 4-poligen Kupplungen ist die Abschirmung
hinter der Membran der Ankerscheibe durch eine
nichtmagnetische Anlagefläche. Dies gilt insbesondere
dann, wenn die umgebenden Bauteile verhältnismäßig
massiv zur Kupplung sind (Streufluss-Verluste durch
Antennenwirkung, Kurzschluss auf 2-Poligkeit).
Es muss beim Anbau ferner beachtet werden, dass die
radiale und axiale Abweichung in der Lage der Bauteile
zueinander minimal ist. Ein Wert von 0,1 mm darf auf
keinen Fall überschritten werden. Winklige Lageabweichung:
Gemessen an zwei gegenüberliegenden
Punkten des Arbeitsluftspaltes darf die Differenz nicht
mehr als 0,1 mm betragen.
Stromag Dessau
Considerations of dissipated energy
safety in motion
For all switchings under relative speed and slippage
during operation, dissipated energy is generated in the
clutch which is transformed into heat.
The admissible amount of dissipated energy resp. power
capacity must not be exceeded in order to avoid any
inadmissible heating.
Often the selection of the clutch size upon the torque
requirement is not sufficient. Therefore it must always be
checked whether the heat capability of the clutch is
calculated correctly.
Generally the dissipated energy in a clutch, slipping at
time dt with its dynamic torque T S at a relative angular
speed, is:
dQ = T S • ω S • dt
With ω S = ω 2 - ω and conversion by means of pulse
principle the following dissipated energy amount is
determined for a single acceleration or deceleration
process with existing load torque:
Q = TS • J• (n2 – n1)² [kJ]
T S + T L 182 • 10³
lf a clutch slips with constant slipping speed under
operation, the dissipated energy is calculated from the
formula:
Q = 0,105 • 10 - ³ • T S • n S • t S
[kJ]
Hints on Construction and Operation
Selection of type according to application requirements
and constructional possibilities.
Selection of size according to torque rating and
operation processes. Consideration of the dependence
of the switching torque Ts (dyn. torque) on the relative
speed when switching, see diagrams.
Important characteristics and hints on determination are
given from page 3 up to page 6.
The permanently admissible voltage change is +5% to
–10% of the nominal voltage.
Stray flux reduces the transmittable torque at the clutch.
Therefore a min. distance of 5 mm between the clutch
and the surrounding construction has to be assured
allowing the magnetic flux to be guided within the clutch
through the required components with as less as
possible loss. The distance to the surrounding
construction can either be realized by corresponding air
gaps or non-magnetic materials, such as aluminium. For
4-pole clutches the screening behind the diaphragm of
the armature disc by a non-magnetic locating face is of
special importance. In particular this applies when the
surrounding components are relatively solid to the clutch
(stray flux loss by antenna effect, short-circuit to
bipolarity).
On assembly also assure that the radial and axial
deviation in the position of the components to each other
is at minimum. A value of 0.1 mm must never be
exceeded. Angular position deviation: Measured at two
opposing points of the working air gap, the difference
may not exceed 0.1 mm.
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