Propozycja Innowacyjnej Technologii

PROPOZYCJA
INNOWACYJNEJ TECHNOLOGII
Wielotarczowe sprzęgło magnetoreologiczne
Marzec, 2013 r.
1.
WSTĘP
Przedmiotem wynalazku jest wielotarczowe sprzęgło magnetoreologiczne.
Sprzęgła magnetoreologiczne są urządzeniami, w których przestrzeń pomiędzy tarczami bądź
tarczą i korpusem wypełniona jest cieczą magnetoreologiczną. Ciecz magnetoreologiczna
cechuje się tym, że zwiększa swoją lepkość pod wpływem pola magnetycznego - istnieje
zatem możliwość sterowania lepkością cieczy magnetoreologicznej za pomocą pola
magnetycznego. Wartość sił stycznych występujących w warstwach cieczy oraz na styku
cieczy i tarcz (elementów obwodu magnetycznego) zależna jest od wartości indukcji
magnetycznej. Tak więc sprzęgła magnetoreologiczne są sprzęgłami lepkościowymi, w których
wartość przenoszonego momentu steruje się polem magnetycznym. Źródłem pola
magnetycznego w sprzęgłach magnetoreologicznych mogą być cewki zasilane prądem bądź
magnesy trwałe.
2.
OPIS WYNALAZKU
Wielotarczowe sprzęgło wynalazku posiada dwa źródła pola magnetycznego: magnes trwały
oraz cewkę elektromagnetyczną. Dodatkowo, dla zwiększenia wartości momentu
sprzęgającego w stosunku do sprzęgła jednotarczowego o walcowym kształcie tarcz,
zastosowano układ profilowanych tarcz sprzęgła.
Zastosowanie dwóch źródeł pola magnetycznego daje możliwości płynnej regulacji momentu
sprzęgającego względem wartości momentu zależnego od pola magnetycznego wytwarzanego
przez magnes trwały. Zastosowanie profilowanych tarcz sprzęgła wpływa na zwiększenie
powierzchni oddziaływania cieczy (a zatem momentu sprzęgającego) przy zachowaniu
niezmiennych wymiarów gabarytowych sprzęgła tj. średnicy, długości.
Idea
działania
sprzęgła
oparta
jest
na
wykorzystaniu
zmiany
lepkości
cieczy
magnetoreologicznej wypełniającej przestrzenie pomiędzy tarczami wału i tarczami części
zdawczej pod wpływem pola magnetycznego. W sprzęgle znajdują się dwa źródła pola
magnetycznego: magnes trwały i cewka zasilana prądem. Tarcze części zdawczej osadzone są
w korpusie, w skład którego wchodzą m. innymi: uszczelnienia przestrzeni wypełnionej
cieczą, łożyska wału wejściowego. Magnes trwały jest źródłem stałego pola magnetycznego
zapewniającego wytworzenie podstawowego momentu sprzęgającego. Cewka sprzęgła
zasilana ze źródła prądu wytwarza pole magnetyczne, które może odwzbudzić układ,
zmniejszając pole magnetyczne oddziaływujące na ciecz magnetoreologiczną, a tym samym
Str. 2/4
ul. Jagiellońska 38A
41-800 Zabrze
e-mail: [email protected]
www.citt.polsl.pl
zmniejszając wartość momentu sprzęgającego lub po zmianie kierunku przepływu prądu,
dowzbudzić układ – zwiększając pole magnetyczne i zarazem zwiększając wartość momentu
sprzęgającego.
Str. 3/4
ul. Jagiellońska 38A
41-800 Zabrze
e-mail: [email protected]
www.citt.polsl.pl
Wartość momentu sprzęgającego wytwarzanego przez sprzęgło magnetoreologiczne zależy od
parametrów cieczy magnetoreologicznej oraz od wielkości powierzchni czynnej tarcz powierzchni styczności tarcz z cieczą magnetoreologiczną. W celu zwiększenia powierzchni
czynnej tarcz zastosowano tarcze profilowane, które zapewniają zachowanie stałej grubości
zarówno szczeliny z cieczą magnetoreologiczną jak i samych tarcz (warunek ten jest istotny
ze względu na rozkład pola magnetycznego w obszarze czynnym sprzęgła). Moment
sprzęgający przenoszony jest przez tarcze części zdawczej element osadzenia łożysk i
element zdawczy sprzęgła.
Potrzeba zasilania cewki sprzęgła wiąże się z koniecznością zastosowania układu zasilania
umożliwiającego ruch obrotowy korpusu sprzęgła względem obudowy sprzęgła. Układ taki
zawiera kołnierz obudowy, osadzenie obudowy, łożysko osadzenia obudowy, szczotki oraz
pierścienie ślizgowe. Innym – alternatywnym - rozwiązaniem może być transformator
obrotowy z prostownikiem w zależności od rodzaju zastosowania sprzęgła.
3.
ZALETY ROZWIĄZANIA
Zalety i przewagi nad dotychczasowymi rozwiązaniami:
-
zastosowanie dwóch źródeł energii, w tym cewki, dzięki której można płynnie regulować
moment sprzęgający, czyli szybkość wzbudzania i rozbudzania. Dzięki temu możliwe jest
płynne sterowanie napędem np. maszyn,
-
możliwość zrezygnowania z przekładni, mechanizmu różnicowego w zmiennych układach
napędowych zastosowanych w motoryzacji (samochody specjalnego zastosowania,
napędzane na 4 koła),
-
lepsze wykorzystanie objętości sprzęgła, chłodzenia.
Rozwiązanie jest chronione patentem (decyzja UP RP z 21.03.2013 r., zgłoszenie
nr P.387720)
4.
SZCZEGÓŁOWE INFORMACJE
W wypadku zainteresowania wynalazkiem prosimy o kontakt z:
Centrum Innowacji i Transferu Technologii Politechniki Śląskiej
ul. Jagiellońska 38A, 41-800 Zabrze
tel. 32 278 7512
e-mail: [email protected]
Str. 4/4
ul. Jagiellońska 38A
41-800 Zabrze
e-mail: [email protected]
www.citt.polsl.pl