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 />
! " # $ % & ' ( ) !* !! !" !# !$ !% !& !' !( !)<br />
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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 />
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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 />
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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