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HAT Wirbelstrombremsen und Wirbelstromkupplungen

Wirbelstrombremsen Wirbelstromkupplungen

Wirbelstrombremsen
Wirbelstromkupplungen

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WIRBELSTROMBREMSEN /<br />

WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

Made in Germany<br />

ANTRIEBSTECHNIK GmbH


2<br />

Inhalt<br />

Inhalt 02<br />

Philosophie 03<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong> -kupplungen 04<br />

Kennlinien der <strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong> -kupplungen 05<br />

Ausführungsmöglichkeiten von <strong>HAT</strong> <strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong><br />

-kupplungen 06<br />

Lieferbare Ausführungen <strong>und</strong> Typen von <strong>Wirbelstrombremsen</strong><br />

<strong>und</strong> -kupplungen (Standard Ausführungen luftgekühlt) 07<br />

Kennlinien der luftgekühlten Standard Ausführungen 08<br />

Kennlinien der Standard <strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong> -kupplungen 09<br />

Verlustleistungsdiagramm 12<br />

Abmessungen der Standard <strong>Wirbelstrombremsen</strong> luftgekühlt 13<br />

Abmessungen der Standard <strong>Wirbelstromkupplungen</strong> luftgekühlt 14<br />

Steuerungs- <strong>und</strong> Regelungsmöglichkeiten 15<br />

Abgeleitete Ausführungen luftgekühlt 17<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> im geschlossenen Gehäuse 18<br />

Wassergekühlte <strong>Wirbelstrombremsen</strong> 19<br />

Unser vielfältiges Lieferprogramm 22<br />

Fertigungsprogramm unseres Kooperationspartners 23<br />

Druckschrift Nr. W 12/2020<br />

Alle Angaben über Bremsen<br />

<strong>und</strong> Kupplungen in Druckschriften<br />

älteren Datums sind mit<br />

dem Erscheinen dieser Auflage<br />

nur noch bedingt gültig.<br />

Evtl. Maß- <strong>und</strong> Konstruktionsänderungen<br />

behalten wir uns<br />

vor. Irrtümer <strong>und</strong> Druck fehler<br />

vorbehalten.<br />

<strong>HAT</strong> Hummert Antriebstechnik GmbH<br />

Emmy-Noether-Straße 5<br />

86899 Landsberg am Lech<br />

T + 49 (0) 8191| 42815-0<br />

F + 49 (0) 8191| 42815-29<br />

info@hummert-antriebstechnik.de<br />

www.hummert-antriebstechnik.de<br />

Seitenansicht mit Einfahrt<br />

Eingangsbereich<br />

Blick von der Emmy-Noether-Straße


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

3<br />

Wir bringen Ihren Antrieb in Bewegung<br />

Unsere Unternehmensphilosophie<br />

Als Familienunternehmen prägen Tradition, Erfahrung<br />

<strong>und</strong> Innovation unser Handeln. Ganz im Interesse unserer<br />

K<strong>und</strong>en agieren wir schnell <strong>und</strong> flexibel <strong>und</strong> lösen<br />

mit großem persönlichen Einsatz <strong>und</strong> weit reichender<br />

Kompetenz die an uns gestellten Anforderungen. Dabei<br />

stehen die Belange <strong>und</strong> Wünsche unserer K<strong>und</strong>en stets<br />

im Vordergr<strong>und</strong>. Durch hohe Motivation <strong>und</strong> Verantwortungsbereitschaft<br />

wächst das Unternehmen stetig.<br />

Langjährige Erfahrung in der Entwicklung <strong>und</strong> Produktion,<br />

Orientierung am aktuellen Markt, <strong>und</strong> immer ein<br />

Blick in die Zukunft bilden das F<strong>und</strong>ament für die hohe<br />

Qualität bei der Erfüllung unserer Leistungen.<br />

Die persönliche Betreuung, der Einsatz neuester EDV<br />

für Warenwirtschaft <strong>und</strong> Online-Datenaustausch sind<br />

für uns selbstverständliche Dinge.<br />

Unsere Mitarbeiterinnen <strong>und</strong> Mitarbeiter zeichnen sich<br />

vor allem durch ihr umfangreiches Wissen, sowie durch<br />

ihre Flexibilität <strong>und</strong> Einsatzbereitschaft aus.<br />

Als hoch motiviertes <strong>und</strong> zukunftsorientiertes Team gewährleisten<br />

wir qualitativ hochwertige Arbeit, zur vollsten<br />

Zufriedenheit unserer K<strong>und</strong>en – ein gutes Gefühl!


4<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong>-kupplungen<br />

Aufbau <strong>und</strong> Wirkungsprinzip<br />

Bei <strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong> –kupplungen wird das Drehmoment durch<br />

elektrodynamische Kraftwirkungen direkt übertragen. Die Bremsen <strong>und</strong><br />

Kupplungen bestehen dabei jeweils aus zwei Teilen; dem Spulenkörper<br />

<strong>und</strong> dem Ankerring, die konzentrisch ineinander gelagert sind. Wird die<br />

Erregerspule von einem Gleichstrom durchflossen, so wird ein magnetisches<br />

Feld erzeugt, dessen Kraftlinien sich über die ausgeprägten Pole des<br />

Spulenkörpers, den kleinen Arbeitsluftspalt <strong>und</strong> den Ankerring schließen.<br />

Es findet keinerlei mechanische Berührung statt.<br />

Besteht zwischen Ankerring <strong>und</strong> Spulenkörper eine Relativ Drehzahl<br />

(Schlupfdrehzahl), so werden im Ankerring Wirbelströme erzeugt, die ein<br />

Ankerring<br />

Erregerspule<br />

Lüfter<br />

bremsendes bzw. mitnehmendes Moment bewirken.<br />

Die Größe des Drehmomentes ist von der Schlupfdrehzahl <strong>und</strong> dem Spu-<br />

Spulenkörper<br />

len Erregerstrom abhängig. Über den Erregerstrom ist das Drehmoment<br />

stufenlos von Null bis zum Maximalwert bei der jeweiligen Schlupfdrehzahl<br />

einstellbar. <strong>Wirbelstromkupplungen</strong> entsprechen im Aufbau <strong>und</strong> der<br />

Wirkungsweise den <strong>Wirbelstrombremsen</strong>, wobei der Spulenkörper bei<br />

Nabe mit<br />

Bohrung<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> immer stillsteht. So entspricht die aktuelle Ankerringdrehzahl<br />

der Bremse immer der Schlupfdrehzahl ns.<br />

Bei Kupplungen unterscheidet man 3 Drehzahlen:<br />

• Die Ankerringdrehzahl no ; sie entspricht der<br />

antreibenden Motordrehzahl <strong>und</strong> ist in der<br />

Luftspalt<br />

Kühlrippen<br />

Magnetpole<br />

Regel konstant.<br />

• Die Schlupfdrehzahl ns zwischen Ankerring <strong>und</strong><br />

Spulenkörper<br />

Ankerring<br />

Drehzahl no<br />

• Die Spulenkörperdrehzahl n ; Sie ist die Abtriebsdrehzahl<br />

der Wirbelstromkupplung<br />

n = n o – n s<br />

Sowohl bei <strong>Wirbelstrombremsen</strong> als auch –Kupplungen sind<br />

die Schlupfdrehzahl <strong>und</strong> das zu bremsende bzw. übertragende<br />

Drehmoment für die Verlust Leistung Pv <strong>und</strong> die damit<br />

verb<strong>und</strong>ene Wärmeentwicklung im Ankerring verantwortlich.<br />

P V = M L x n s<br />

Die Ankerringdrehzahl ist eine für die Kühlung relevante<br />

Größe. (siehe Verlustleistungsdiagramm)<br />

P M = P V + P L = M M x n O / 9550 in kW<br />

P M = Motorleistung in kW<br />

P V = Verlustleistung in kW<br />

P L = Leistung der Arbeitsmaschine (Last)<br />

M M = Motormoment in Nm<br />

n O = Motornenndrehzahl 1/min<br />

Spulenkörper<br />

Drehzahl n<br />

Die Abbildung zeigt einen typischen Wirbelstromantrieb bestehend<br />

aus Antriebsmotor <strong>und</strong> Wirbelstromkupplung.<br />

Der Ankerring läuft mit konstanter Drehzahl no um. Die Abtriebsseite<br />

(Spulenkörper) ist in Drehmoment <strong>und</strong> Drehzahl<br />

über den Erreger-Strom I einstellbar.<br />

Auslegung des Antriebsmotors:<br />

Vom Antriebsmotor muss sowohl die Verlustleistung, wie<br />

auch die Maschinenleistung gedeckt werden.<br />

Motor<br />

Drehzahl no


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

5<br />

Kennlinien der <strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong> -kupplungen<br />

Die obige Abbildung zeigt das typische Kennlinienfeld einer Wirbelstrombremse bzw. -kupplung.<br />

Das Drehmoment zeigt also 2 Abhängigkeiten, zum Einen von der Schlupfdrehzahl, zum Anderen<br />

von der elektrischen Stromstärke in der Erregerspule. Eine stufenlose Einstellung des Drehmomentes<br />

ist somit möglich. Jeder Punkt unter der 1,0 I / In – Linie kann angefahren werden.<br />

In: Nennstrom der Erregerspule<br />

I: momentan eingestellter Strom<br />

Für Bremsen ist die jeweilige Drehzahl maßgebend, für Kupplungen die jeweilige<br />

Schlupfdrehzahl zwischen Ankerring (Antrieb) <strong>und</strong> Spulenkörper (Abtrieb).<br />

Auslegung nach Drehmoment <strong>und</strong> Wärmeverhalten<br />

Die Auslegung von <strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong> –kupplungen muss so erfolgen, dass bei einer bestimmten<br />

Schlupfdrehzahl das geforderte Drehmoment abgebremst bzw. übertragen werden kann.<br />

Aufschluss darüber geben die Kennfelder unserer verschiedenen Baugrößen auf den folgenden Seiten<br />

(S. 9-11). Weiterhin muss beim Einsatz von Wirbelstromelementen die auftretende Verlustleistung<br />

Pv berücksichtigt werden. Sie entsteht im Ankerring als Wärmeleistung, <strong>und</strong> muss von diesem<br />

abgeführt werden. Zu diesem Zweck ist der Ankerring mit Kühlrippen <strong>und</strong> einem zusätzlichen Lüfterrad<br />

ausgestattet. Generell ist die Ankerringdrehzahl der Bremse/Kupplung ein Maß für die Kühlung.<br />

Der genauere Zusammenhang kann aus dem Verlustleistungsdiagramm entnommen werden.


6<br />

Ausführungsmöglichkeiten von <strong>HAT</strong> <strong>Wirbelstrombremsen</strong><br />

<strong>und</strong> -kupplungen<br />

• für beliebig zu wählende Anschlüsse<br />

• für hohe Betriebstemperaturen in Kombination<br />

mit Ganzstahlkupplungen<br />

• für große Wellenverlagerungen in Kombination<br />

mit elastischen Kupplungen<br />

• mit freien Wellenzapfen in geschlossener Bauweise<br />

• mit angebauten Riemenscheiben<br />

• als Austauschbremsen für<br />

AEG <strong>Wirbelstrombremsen</strong> Typ SYA<br />

• als Austauschbremsen für Siemens<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> Typ 2LW1<br />

• in Sonderbauformen auf K<strong>und</strong>enwunsch<br />

DIE ENTSCHEIDENDEN VORTEILE VON <strong>HAT</strong> WIRBELSTROMBREMSEN UND WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

keine reibenden Teile, keine mechanische Berührung<br />

kein Verschleiß <strong>und</strong> kein Abrieb<br />

kein Verschleiß <strong>und</strong> keine Änderung der Reibwerte <strong>und</strong> des Luftspaltes<br />

keine Reibbelagablösung, kein Federbruch, kein Verklemmen mechanisch<br />

bewegter Teile<br />

keine reibwertabhängigen Veränderungen während des Betriebs<br />

alleinige Abhängigkeit des Drehmoments von der Erregung der Spule<br />

<strong>und</strong> vom Schlupf<br />

keine reibenden Teile <strong>und</strong> keine mechanische Berührung, sondern<br />

Drehmomentübertragung durch magnetische Felder<br />

daher kein Verschleiß<br />

daher keine Nachstellung <strong>und</strong> kein Ersatzteilaustausch erforderlich<br />

daher keine ungewollte Momentenänderung während des<br />

Betriebes<br />

daher ein Höchstmass an Betriebssicherheit<br />

daher exakt reproduzierbare Drehmomente<br />

daher feinfühlige Regelung des Moments durch Änderung der<br />

Erregerspannung auch während des Betriebs möglich<br />

daher absolut ruckfreies <strong>und</strong> dämpfendes Fahren


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

7<br />

Lieferbare Ausführungen <strong>und</strong> Typen von <strong>Wirbelstrombremsen</strong><br />

<strong>und</strong> -kupplungen<br />

Standard Ausführungen luftgekühlt<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong><br />

• Ankerring mit Lüfter <strong>und</strong> Nabe dreht sich<br />

• Spulenkörper steht still<br />

• elektrischer Anschluss über Klemmleiste<br />

• Stufenlos einstellbares Drehmoment<br />

Ankerring<br />

Radial Lüfter<br />

Einsatzgebiete<br />

• Sanfte Abbremsvorgänge<br />

• Zugkraft- oder Geschwindigkeitsregelung<br />

bei Wickelantrieben<br />

• Belastungsbremse in Prüfständen zum<br />

Testen von Antriebsmaschinen wie<br />

Elektromotoren, Verbrennungsmotoren,<br />

Hydraulikmotoren usw.<br />

• Dämpfungsbremse zum Beruhigen von schwingungsanfälligen<br />

Antriebssystemen<br />

• Belastungsbremse in Trainingsgeräten, wie Leistungsergometer<br />

<strong>und</strong> Kraftmaschinen<br />

Nabe<br />

Elektrischer<br />

Anschluss Klemmleiste<br />

<strong>Wirbelstromkupplungen</strong><br />

• Ankerring mit Lüfter dreht sich (Antriebsseite)<br />

• Spulenkörper dreht sich (Abtriebsseite)<br />

• Differenzdrehzahl ist die Schlupfdrehzahl ns<br />

• elektrischer Anschluss über Schleifringe<br />

am Spulenkörper<br />

• Stufenlos einstellbares Antriebsmoment<br />

Einsatzgebiete<br />

• sanfte Anfahrvorgänge bei<br />

Schwerlastantrieben<br />

• Drehmoment Überlastschutz<br />

• Drehmoment- <strong>und</strong> Drehzahlregelung<br />

• Belastungseinheit im Gegenlauf bei<br />

niedrigen Drehzahlen<br />

• stufenlos einstellbares Drehmoment in<br />

Verspannungsprüfständen<br />

Spulenkörper mit<br />

Anschlußbohrungen<br />

Elektrischer Anschluss<br />

Schleifringe


8<br />

Kennlinien der luftgekühlten Standard Ausführungen<br />

Zur besseren Übersichtlichkeit wird bei der Darstellung das<br />

Augenmerk auf die Kennlinien bei Spulen Nennstrom gerichtet.<br />

Alle Punkte unterhalb der Linien können durch Verringern<br />

des Erregerstroms angefahren werden. Die Kaltlinie<br />

(blau) stellt das mögliche Drehmoment in Abhängigkeit von<br />

der Drehzahl bei Spulen Nennstrom In im kalten Zustand<br />

des Ankerringes dar. Eine Beaufschlagung der Bremse führt<br />

zur Erwärmung des Ankerringes. Dieses wiederum hat ein<br />

schwächer werdendes Moment zur Folge. In der Graphik<br />

sind die Zeiten für verschiedene Betriebspunkte dargestellt,<br />

die benötigt werden, um bei Vollbeaufschlagung der Bremse<br />

die Ankerringtemperatur von 180 °C zu erreichen. Unter Berücksichtigung<br />

des Momenten Rückganges ergibt sich so die<br />

Heißlinie (rot) der Wirbelstrombremse, die als maximale Temperaturlinie<br />

der Bremse dienen soll. Sie sollte hinsichtlich der<br />

Temperatur nicht überschritten werden, um eine thermische<br />

Schädigung der Bremse zu vermeiden. Soll ein dauerhafter<br />

Betrieb der Bremse erfolgen, so muss entlang der Dauerlastlinie<br />

(grün) gefahren werden. Bei wassergekühlten <strong>Wirbelstrombremsen</strong><br />

pendelt sich die Temperatur im Dauerbetrieb<br />

zwischen Heiß- <strong>und</strong> Kaltlinie ein.


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

9<br />

Kennlinien der Standard<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong> -kupplungen<br />

Größe 1: Drehmoment – Drehzahl<br />

Größe 2: Drehmoment – Drehzahl


10<br />

Größe 5: Drehmoment – Drehzahl<br />

Größe 10: Drehmoment – Drehzahl


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

11<br />

Größe 20: Drehmoment – Drehzahl<br />

Größe 40: Drehmoment – Drehzahl


12<br />

Verlustleistungsdiagramm<br />

Das Verlustleistungsdiagramm zeigt die zulässige Verlustleistung<br />

in Abhängigkeit von der Ankerring Drehzahl <strong>und</strong> der jeweiligen<br />

Baugröße bei Dauerbelastung auf. Es findet sowohl<br />

für <strong>Wirbelstrombremsen</strong> als auch für <strong>Wirbelstromkupplungen</strong><br />

Anwendung. Für Bremsen gilt die eingestellte Betriebsdrehzahl<br />

des Ankerringes.<br />

Für Kupplungen ist die Drehzahl der Antriebsseite (Ankerring)<br />

maßgebend, die üblicherweise mit konstanter Motordrehzahl<br />

umläuft. Generell ist die Ankerringdrehzahl der Bremse/<br />

Kupplung ein Maß für die Kühlung. Mit steigender Ankerringdrehzahl<br />

ist auch eine bessere Kühlung gewährleistet, das<br />

wiederum eine höhere Leistung ermöglicht. Um thermische<br />

Schädigungen zu vermeiden, sollte eine Wirbelstrombremse/–<br />

kupplung nicht oberhalb einer der für ihre Baugröße charakteristischen<br />

Linie im Dauerbetrieb eingesetzt werden.


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

13<br />

Abmessungen der Standard<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> luftgekühlt<br />

GRÖSSE 1 2 5 10 20 40<br />

Erregerleistung (W) 50 79 100 155 230 265<br />

Normalspannung (V DC) 24 24 24 24 48 48<br />

DURCHMESSER/DIAMETER MM<br />

a 148 200 235 270 320 400<br />

b 62 75 100 115 130 150<br />

c 90 108 140 165 165 195<br />

d max 22 28 40 48 55 65<br />

e 78 95 120 132 148 170<br />

f 4xM6 4xM8 4xM8 4xM12 4xM12 6xM12<br />

g 42 52 74 84 95 109<br />

h 2xM6 2xM6 2xM8 2xM8 2xM8 2xM8<br />

i 27,5 37 52 60 69 80<br />

k 2xM4 2xM5 2xM8 2xM8 2xM10 2xM10<br />

LÄNGEN IN MM<br />

l 85 105 124 165 194 232<br />

m 68 90 104 145 165 200<br />

n 65 90 104 144 158 188<br />

o 12 16 20 20 22 24


14<br />

Abmessungen der Standard<br />

<strong>Wirbelstromkupplungen</strong> luftgekühlt<br />

GRÖSSE 1 2 5 10 20 40<br />

Erregerleistung (W) 50 79 100 155 230 265<br />

Normalspannung (V DC) 24 24 24 24 48 48<br />

DURCHMESSER/DIAMETER MM<br />

a 148 200 235 270 320 400<br />

b 62 75 100 115 130 150<br />

c 100 126 145 168 185 216<br />

d max 22 28 40 48 55 65<br />

e 72 95 112 132 149 170<br />

f 4xM6 4xM8 4xM8 4xM12 4xM12 6xM12<br />

g 42 52 74 84 95 109<br />

h 2xM6 2xM6 2xM8 2xM8 2xM8 2xM8<br />

i 27,5 37 52 60 69 80<br />

k 2xM4 2xM5 2xM8 2xM8 2xM10 2xM10<br />

LÄNGEN IN MM<br />

l 85 105 137 174 194 232<br />

m 68 90 104 145 165 200<br />

n 65 90 104 144 158 188<br />

o 12 16 20 20 22 24<br />

p 7 8 8 8 8 8<br />

q 12 14 14 14 14 14<br />

r 17 21 21 21 21 21


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

15<br />

Steuerungs – <strong>und</strong> Regelungsmöglichkeiten<br />

Um bei <strong>Wirbelstrombremsen</strong> <strong>und</strong> -kupplungen Einfluss auf das Drehmoment bzw. die Drehzahl zu nehmen, muss der Spulenerregerstrom<br />

verändert werden. Das kann auf 2 unterschiedliche Weisen erfolgen.<br />

Steuern<br />

Hier wird mit Hilfe eines Stelltransformators <strong>und</strong> Netzgleichrichters,<br />

bzw. einem einstellbaren Netzteil, oder einem<br />

Gleichstromsteller der Erregerstrom so eingestellt, dass<br />

ein bestimmtes Drehmoment bzw. Drehzahl erreicht wird.<br />

Bei dieser Art von Ansteuerung wird der Wärmeeinfluss des<br />

Ankerringes auf das Drehmoment nicht berücksichtigt. Aus<br />

den Kennlinien ist ersichtlich, dass das Drehmoment mit Erwärmung<br />

des Ankerringes abnimmt.<br />

Diese Form von Ansteuerung wird daher auch dort eingesetzt,<br />

wo das Moment bzw. die Drehzahl von Hand mittels<br />

Stellknopf (z.B. Poti) eingestellt wird. Gleichfalls bei stationären<br />

Vorgängen, bei denen konstante Belastung herrscht,<br />

<strong>und</strong> sich ein fester Temperaturzustand des Ankerringes eingestellt<br />

hat. Bei einer Ansteuerung mit Gleichstromsteller<br />

kann der Erregerstrom auch über eine Steuerspannung 0<br />

– 10 V von Seiten einer SPS oder PCs via AD-Wandler eingestellt<br />

werden.<br />

Klemmleiste<br />

Versorgungsspannung 12 – 48 V DC<br />

Anschluss Bremse / Kupplung<br />

Steuerspannung 0 – 10 V DC<br />

Festspannung 10 V DC<br />

Freigabe


16<br />

,<br />

,<br />

,<br />

,<br />

,<br />

+!<br />

+'<br />

+"<br />

Regeln<br />

Werden bei Brems – oder Antriebsvorgängen hohe Ansprüche<br />

an die Genauigkeit bzgl. Drehmoment oder Drehzahl<br />

gestellt, so muss die Wirbelstrombremse – Kupplung als<br />

Stellglied in einen geschlossenen Regelkreis eingeb<strong>und</strong>en<br />

werden. Es kann entweder auf Drehmoment oder auf Drehzahl<br />

geregelt werden.<br />

Das betrifft Vorgänge, bei denen z.B. ein dynamisches Drehzahlverhalten<br />

vorliegt, das Drehmoment oder eine Zugkraft<br />

aber konstant gehalten werden soll (Drehmomentenregelung).<br />

Gleichermaßen können Abläufe realisiert werden, bei<br />

denen ein dynamisches Moment als Last oder Antrieb besteht,<br />

die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit jedoch konstant<br />

gehalten wird (Drehzahlregelung).<br />

Generell basiert eine Regelung auf einer Rückführung des Istwertes<br />

der zu regelnden Größe zum Regler. Der Regler führt<br />

einen Vergleich Soll – Ist Wert durch, <strong>und</strong> stellt entsprechend<br />

über den Spulenerregerstrom als Stellgröße das Drehmoment<br />

bzw. die Drehzahl nach, bis eine Übereinstimmung von<br />

Istwert <strong>und</strong> dem vorgegebenen Sollwert besteht.<br />

Eine geeignete Sensorik für Drehmoment oder Drehzahl ist<br />

erforderlich. Die Sollwertvorgabe kann von einer Steuerung<br />

oder einem PC via AD-Wandler erfolgen.<br />

Steuerung<br />

Führungsgröße = Sollwert<br />

Regler<br />

Vergleich Soll- Istwert<br />

~ =<br />

Netz<br />

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HI;!<br />

Istwert<br />

Kraftsensor bzw. Drehzahlsensor<br />

Messglieder<br />

F<br />

n<br />

Spulenerregerstrom<br />

Stellgröße<br />

Lorem ipsum<br />

Bremse<br />

Stellglied<br />

Motor<br />

Regelstrecke<br />

(Regelgröße)


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

17<br />

Abgeleitete Ausführungen luftgekühlt<br />

Wirbelstrom Bremsen pendelnd gelagert<br />

• mit kalibriertem Kraftsensor, verschiedene Kraftbereiche<br />

sind verfügbar, 0-10 V Ausgangsspannung<br />

• mit Induktivem Drehzahl Sensor <strong>und</strong> Auswertesystem<br />

0-10 V Ausgangsspannung (optional)<br />

Einsatzgebiete<br />

• messen, prüfen, testen in Entwicklung <strong>und</strong> Serienproduktion<br />

(End of Line Prüfung)<br />

• Lastsimulation für Antriebsmaschinen bei gleichzeitiger<br />

Drehmoment- <strong>und</strong> Drehzahlmessung<br />

• damit also Leistungsbestimmung möglich<br />

• integrierbar in alle Messdaten Erfassungssysteme<br />

mittels A / D Wandlung<br />

• damit Einbindung in automatisierte Messabläufe möglich<br />

Elektrischer Anschluss<br />

Klemmleiste<br />

induktiver<br />

Drehzahl Sensor<br />

Messhebel<br />

mit Pendel-<br />

Lagerung<br />

Kraftsensor


18<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> im geschlossenen Gehäuse<br />

Ausführungen<br />

• Standgehäuse<br />

• mit 2 Wellenenden verfügbar<br />

• wahlweise mit oder ohne Radialventilator<br />

Einsatzgebiete<br />

• Krananlagen: Portal- <strong>und</strong> Hubkräne<br />

• Leistungsprüfstände<br />

• Ziehbänke<br />

• häufig wiederholende Bremsvorgänge<br />

• als Austauschbremsen für AEG<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> Typ SYA<br />

• als Austauschbremsen für Siemens<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> 2LW1<br />

Diesem Bremsentyp liegen die Ausführungen unserer Standard<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> zu Gr<strong>und</strong>e. In ein Gehäuse integriert,<br />

sind sie in Ihren Hauptabmessungen <strong>und</strong> bzgl. ihrer<br />

Leistungsfähigkeit Synonym zu den <strong>Wirbelstrombremsen</strong>:<br />

Typ SYA von AEG<br />

<strong>und</strong><br />

Typ 2LW1 von Siemens<br />

ohne <strong>und</strong> mit Lüfter


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

19<br />

Wassergekühlte <strong>Wirbelstrombremsen</strong><br />

Allgemeines<br />

• Hohes Wärmeabfuhrvermögen, daher hohe Leistung im<br />

Dauerbetrieb möglich<br />

• Hohe Drehzahlen zulässig bis 12000 1/min je nach<br />

Baugröße<br />

• Stufenlos einstellbares Bremsmoment<br />

• Verfügbarkeit mit 1 oder 2 Wellenenden<br />

• Kompatibel mit offenen <strong>und</strong> geschlossenen Kühlwasser<br />

Systemen<br />

Kraftsensor<br />

Elektrischer<br />

Anschluss<br />

AMP Stecker<br />

Hirschmann<br />

Stecker<br />

Induktiver<br />

Drehzahl<br />

Sensor<br />

Einsatzgebiete<br />

• messen, prüfen, testen in Entwicklung <strong>und</strong> Serienproduktion<br />

(End of Line Prüfung)<br />

• Lastsimulation für Antriebsmaschinen<br />

bei gleichzeitiger Drehmoment- <strong>und</strong><br />

Drehzahlmessung<br />

• damit also Leistungsbestimmung möglich<br />

• integrierbar in alle Messdaten Erfassungssysteme<br />

mittels A / D Wandlung<br />

• damit Einbindung in automatisierte<br />

Messabläufe möglich<br />

Kühlwasser<br />

Anschluss<br />

Kennlinie<br />

• Es können die Kennfelder der luftgekühlten<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong> verwendet werden<br />

• Die grüne Dauerlastlinie findet hier<br />

keine Anwendung<br />

• Bei wassergekühlten <strong>Wirbelstrombremsen</strong><br />

pendelt sich die Dauerlastlinie zwischen<br />

Heiß- <strong>und</strong> Kaltlinie ein


20<br />

Verspannungs-Prüfstand<br />

Eine sehr häufige Anwendung der Wirbelstromkupplung ist<br />

der Einsatz als Verspannungselement in einem sogenannten<br />

Verspannungsprüfstand. Belastungsprüfungen an Maschinenelementen<br />

wie z.B.<br />

• Kupplungen<br />

• Verbindungswellen<br />

• Antriebsriemen<br />

• Ketten usw.,<br />

bei denen der Prüfling einer Belastung unter einer bestimmten<br />

Drehzahl ausgesetzt werden soll, können mit Hilfe der<br />

auf Seite 21 dargestellten Anordnung durchgeführt werden.<br />

Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt in der hohen Energieeffizienz.<br />

Vom Antriebsmotor muss lediglich die in der Wirbelstromkupplung<br />

umgesetzte Schlupf Leistung Pv aufgebracht<br />

werden. Die Belastungsdaten wie Drehmoment <strong>und</strong><br />

Drehzahl sind die Gleichen, wie wenn der Antrieb gegen eine<br />

Bremse gefahren wird.<br />

Jedoch unter einem wesentlich geringeren Energieaufwand.<br />

Die aufgezeigte Anordnung veranschaulicht diesen Sachverhalt<br />

anhand eines Zahlenbeispiels: Es soll eine Verbindungswelle,<br />

ausgebildet als Doppelmembrankupplung, mit einer<br />

Torsionsbeanspruchung von 40 Nm bei einer Drehzahl von<br />

3000 1/min im Dauerbetrieb getestet werden.<br />

Es wird eine Wirbelstromkupplung der Baugröße WEK – C<br />

10 eingesetzt.Die Schlupfdrehzahl ist:<br />

ns = (3000 – 2727) 1/min = 273 1/min (siehe i = 1:1,1 ins<br />

Schnelle) Das von der Wirbelstromkupplung erzeugte Moment<br />

beträgt: M = 44 Nm (einstellbar über Erregerstrom)<br />

Die in der Kupplung umgesetzte Schlupfleistung: Pv = M x<br />

ns = 1,25 kW. Diese muss von der Wirbelstromkupplung als<br />

Wärme abgeführt werden.<br />

Das Verlustleistungsdiagramm zeigt für diese Kupplung eine<br />

mögliche Leistungsabfuhr von 5 kW bei einer Ankerringdrehzahl<br />

von 3000 1/min, d.h. thermisch ist die Kupplung auf keinen<br />

Fall überlastet. Wird das gleiche Belastungsprofil direkt<br />

mit einer Bremse umgesetzt, so ergibt sich eine erforderliche<br />

Antriebsleistung als Verlustleistung:<br />

Pv = M x n = 40 Nm x 3000/9,55 1/s = 12,56 kW<br />

Ein energetischer Vergleich zeigt, dass die Energie Ersparnis<br />

durch den Verspannungsprüfstand bei (12,56 – 1,25) kW /<br />

12,56 kW = 90 % liegt.<br />

Durch die hohe Energie Ersparnis ist<br />

• eine kleinere <strong>und</strong> damit kostengünstigere Bau Größe<br />

des Wirbelstromelementes möglich.<br />

• ein kleinerer <strong>und</strong> somit auch kostengünstigerer Antriebsmotor<br />

einsetzbar.<br />

• keine Wasserkühlung erforderlich trotz hoher Momente<br />

bei gewünschter Prüfdrehzahl


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

21


22<br />

FERTIGUNGSPROGRAMM UNSERES KOOPERATIONSPARTNERS<br />

(PRODUCTION PROGRAM FROM OUR COORPERATION PARTNER)<br />

Unser weiteres Lieferprogramm<br />

Alle genannten Produkte können auf die jeweiligen individuellen K<strong>und</strong>enwünsche <strong>und</strong> Anforderungen anpasst werden.<br />

Kupplungen<br />

Bremsen<br />

Elektromagnetkupplungen<br />

Federdruckkupplungen<br />

<strong>Wirbelstromkupplungen</strong><br />

Elektromagnetbremsen<br />

Federdruckbremsen<br />

<strong>Wirbelstrombremsen</strong><br />

Zubehör für elektrisch betätigte Kupplungen <strong>und</strong> Bremsen<br />

Regler, Steller, Kraftsensoren, Auswertsysteme etc.<br />

Gummi-Wellen-Reifen-Kupplungen<br />

Kupplungs-Bremskombinationen<br />

Elastomer Fertigung<br />

Herstellung von Elastomer-Formartikeln<br />

Komplette Kupplungen sowie Ersatz- <strong>und</strong> Verschleißteile für eine Vielzahl diverser Hersteller.


WIRBELSTROMBREMSEN / WIRBELSTROMKUPPLUNGEN<br />

23<br />

Fertigungsprogramm unseres Kooperationspartners<br />

Alle genannten Produkte können auf die jeweiligen individuellen K<strong>und</strong>enwünsche <strong>und</strong> Anforderungen anpasst werden.<br />

REEL Antriebstechnik GmbH<br />

Elastische Bolzenkupplungen (bis 1.300000Nm) / Bauart Elbo B/ ELBO-R<br />

Elastische Klauenkupplungen – durchschlagend (bis 330.000Nm) / Bauart REELFLEX, REEL<br />

Starre Kupplungen<br />

Schalenkupplungen ähnlich DIN 115<br />

Scheibenkupplungen DIN 116<br />

Elastische Zahnringkupplungen (bis 9.500Nm) / Bauart ZARIFLEX<br />

Antriebselemente<br />

Flachriemenscheiben<br />

Keilrippenscheiben<br />

Keilriemenscheiben<br />

Kraftbandscheiben<br />

Schwungscheiben<br />

REEL Antriebstechnik GmbH<br />

kontakt@reel-antriebstechnik.de<br />

www.reel-antriebstechnik.de


<strong>HAT</strong> Hummert Antriebstechnik GmbH<br />

Emmy-Noether-Straße 5<br />

86899 Landsberg am Lech<br />

Germany<br />

T +49 (0) 8191| 42815-0<br />

F +49 (0) 8191| 42815-29<br />

info@hummert-antriebstechnik.de<br />

www.hummert-antriebstechnik.de<br />

USt.-ID-Nr. DE 812359742<br />

Amtsgericht Augsburg | HRB 20767<br />

Druckschrift Wirbelstrom 12/2020

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