Was ist eine Magnetkupplung?
Eine Magnetkupplung ist ein Gerät, das die Verbindung und Trennung zwischen zwei koaxialen Wellen ermöglicht. In Bezug auf den Betrieb funktioniert eine Magnetkupplung ähnlich wie eine normale Kupplung, und beide Elemente haben in den meisten Maschinen ungefähr dieselbe Funktion. Ein Motor treibt ein Schwungrad an und eine Kupplungsscheibe, die aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten besteht, wird darauf gelegt. Der Unterschied zwischen Magnetkupplungen und Standardmodellen besteht darin, wie die Druckplatte das Ein- und Ausrücken der Kupplungsscheibe mit dem Schwungrad steuert. Bei normalen Kupplungen wird eine Membranfeder verwendet, um die Kupplungsscheibe und das Schwungrad zu verbinden, während bei Magnetkupplungen ein elektromagnetisches Feld verwendet wird.
Eine Magnetkupplung besteht aus vier Hauptkomponenten: einem Feld oder einer Spule; einen Rotor, der dem Schwungrad einer regulären Kupplung entspricht; einen Anker, der der Kupplungsscheibe entspricht; und ein Hub, auch als Ausgang bekannt. Wenn ein Strom durch die Spule fließt, wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, dessen Kraft stark genug sein muss, um die Kraft der Federn zu überwinden, die den Rotor und den Anker trennen. Dieses elektromagnetische Feld zieht den Anker in Kontakt mit dem Rotor und bewirkt, dass sich der Anker bewegt. Mit dem Anker verbunden ist die Nabe, die mit der zweiten Welle verbunden ist.
Die Funktionalität und Leistung einer Magnetkupplung hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Um eine Überhitzung der Spule zu vermeiden, ist eine konstante Spannung unerlässlich. Anfängliche Reibungseffekte zwischen Anker und Rotor sind ein Problem, das behoben wird, indem die Kupplungsscheibe poliert wird, um die Oberfläche abzunutzen und so glatt wie möglich zu machen. Um schnellere Reaktionszeiten zu erzielen, wird eine als Übererregung bekannte Technik implementiert. Hier wird die Spule kurzzeitig mit einer Spannung beaufschlagt, die um ein Vielfaches höher ist als der Standardwert. Beispielsweise ergibt das Anlegen einer Anfangsspannung, die das 15-fache der normalen Spulenspannung beträgt, eine Reaktionszeit, die dreimal schneller ist als die Standardreaktionszeit.
Ein typisches Automobil verwendet reguläre Kupplungen, um Gänge zu schalten und Drehmoment vom Motor auf die Kurbelwelle zu übertragen. Die meisten Fahrzeuge mit Klimaanlage verwenden jedoch eine Magnetkupplung, damit der Luftkompressor den Motor mit Strom versorgt, wenn die Klimaanlage über das Armaturenbrett eingeschaltet wird. Dieselbe Technologie wird auch häufig in Hochleistungsbremssystemen eingesetzt. Magnetkupplungen werden auch in zahlreichen anderen Maschinen eingesetzt, die täglich verwendet werden, von Kopiermaschinen bis hin zu Rasenmähern.