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Elektromagnetische Bandbremse bzw. Kupplung.
Soll ein Drehmoment während des Betriebes beliebig abgebremst oder auf eine andere Welle übertragen werden, so werden in herkömmlicher Weise geeignete Reibflächen mittels elektromagnetischer oder mechanischer Kraftwirkung gegeneinander gepresst, die die Umfangskraft aufnehmen bzw. das
Drehmoment übertragen. Sieht man von den leicht verschliessbaren Stoffen (wie Holz, Leder, Asbest usw.) ab, so ergeben sich infolge der niedrigen Reibungsziffern der widerstandsfähigeren Materialien die nötigen Anpressungsdrücke als ausserordentlich gross, und durch die dazu noch nötigen Steuerorgane werden derartige Maschinenteile so kompliziert, schwer und unsicher im Betrieb, dass in speziellen Fällen, wo einfache Funktion und geringes Gewicht ausschlaggebend sind, mechanisch gesteuerte Bandbremsen bzw. Reibkupplungen keinen Eingang finden können.
Ausserdem ist bei mechanisch gesteuerten Band- bremsen nicht derselbe Bremswiderstand bei den Drehsinn wechselndem Drehmoment zu erzielen.
Die Erfindung betrifft nun eine elektromagnetische Bandbremse bzw. Kupplung, bei welcher gegenüber dem Bekannten weitaus günstigere Resultate, namentlich bezüglich Einfachheit, geringem
Gewicht und Energieverbrauch, erzielt werden. Ausserdem kann bei dem Erfindungsgegenstand nach beiden Drehrichtungen gebremst werden und ist hiebei der erzielte Bremswiderstand vollkommen der gleiche. Ferner kann ohne Vorspannung gearbeitet werden, woraus sich wieder eine wesentliche Entlastung der Achslager ergibt.
Gemäss der Erfindung besteht die elektromagnetische Bandbremse bzw. Kupplung aus einem aus ferromagnetischem Material hergestellten, mit einer geeignet angeordneten Erregerwicklung versehenem Bremsband und einem aus ebensolchem Material hergestellten scheibenförmigen oder zylindrischen Bremskörper, welcher von dem Bremsband ein oder mehrmals umschlungen ist, so dass durch den das Bremsband und den Bremskörper durchsetzenden Kraftfluss und durch Festhalten des einen Bandendes und Freibeweglichlassen des andern Bandendes ausser der durch die Erregung der Stromspule entstehenden magnetischen Haftkraft noch die sogenannte Bandwirkung erzielt wird.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 eine elektromagnetische Bandbremse im Querschnitt, Fig. 2 dieselbe im axialen Schnitt, Fig. 3 die Verwendung der Erfindung als Kupplung im Axialschnitt, Fig. 4 dieselbe im Querschnitt und Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Bremse, u. zw. ein Teilstück derselben im Schnitt sowie eine Einzelheit in Draufsicht.
Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen umschlingt das aus ferromagnetischem Material hergestellte Bremsband 1 eine zylindrische Scheibe 2 nahezu einmal. Die Scheibe 2 ist ebenfalls aus ferromagnetischem Material hergestellt und auf einer Welle 8 bzw. 8 a (Fig. 3 und 4) aufgekeilt.
Nach den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1-4 besitzt das Bremsband einen U-förmigen Querschnitt, wobei die Bremsbandschenke11'als Bremsflächen auf den Umfang der Scheibe 2 einwirken.
Die Bremsbandschenkel J'sind in geeigneten Abständen mit radialen Einschnitten 3 versehen, wodurch eine bessere Federung des Bremsbandes erreicht wird, ohne dessen Wirkung zu beeinträchtigen. Das Bremsband 1 kann auch aus einer Anzahl U-förmiger Lamellen oder aus einzelnen U-förmigen Elementen bestehen, die auf ein ringförmiges, elastisches Band aufgezogen sind. Ausserdem kann das Bremsband 1 auch von rechteckigem Querschnitt sein und innen Ansätze 4 aufweisen (Fig. 5), die in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind und auf den Umfang der Scheibe 2 einwirken. Die beiden Enden des offenen Bremsbandes weisen geeignet geformte Nasen 5 auf, die in eine entsprechend geformte Ausnehmung 6 des Gehäuses 7 der Vorrichtung eingreifen.
Die in den Drehrichtungen der Welle 8 (bzw. 8 a, 8 b, Fig. 3 und 4) liegenden Begrenzungswände 9 der Ausnehmung 6 bilden Widerlager für die Bremsband-
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nasen 5, an welchen diese je nach dem Drehsinn des abzubremsenden bzw. zu übertragenden Drehmomentes abgestützt werden, wobei das jeweils nicht anliegende Bremsbandende frei beweglich bleibt, so dass die Bremswirkung in beiden Drehsinnen immer vollkommen dieselbe ist. Im Hohlraum des Bremsbandes nach Fig. 1-4 ist eine Erregerspule 10 eingesetzt, die. nicht besonders befestigt zu werden braucht, da sie keinerlei Kraftwirkung erfährt.
Zwischen Erregerspule 10 und dem äusseren Umfang der Bremsscheibe 2 befindet sich ein Luftspalt 11, durch welchen der aus der Schenkelabnutzung des Bandes 1 sich ergebenden Schrumpfung des Bremsbanddurchmessers Rechnung getragen ist. Die Erregerspule 11 ist gemäss Fig. 1 und 2 durch die Drähte 12 mit den am Gehäuse vorgesehenen Stromanschlusssehrauben 1.'3 leitend verbunden.
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gekeilt ist. Die Stromzufuhr zur Erregerspule 10 wird durch Bürsten von Schleifringen M abgenommen, die an der Nabe 14 isoliert angeordnet sind.
Wird bei den Einrichtungen gemäss Fig. 1-4 die Erregerspule 10 durch Einschalten eines elektrischen Stromes, vorteilhaft Gleichstromes, erregt, so bildet sich ein ringwulstförmiges, magnetisches Feld aus, welches das Bremsband 1 sowie den Kranz der Bremsscheibe 2 als Pfad benutzt und dadurch das Bremsband mit seinen Schenkeln T mit grosser Kraft an den zylindrischen Umfang der Bremsseheibe 2
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die umgekehrte Richtung, so vertauschen sieh die Rollen der beiden Nasen 5.
Aus magnetischen oder maschinenbaulichen Gründen kann es erforderlich sein, dass ein kleinerer oder grösserer spezifischer Anpressdruck nötig wird. Dies wird bei voller Ausnutzung der magnetischen Eigenschaften des Bremsbandes durch Verbreitern oder Verschmälern der Bremsbandschenkel. T'un- mittelbar vor ihrer Schleiffläche erzielt.
Das Bremsband muss mit Rücksicht auf sein sicheres Loslösen von der Bremsscheibe beim Ausschalten des Stromes eine der Remanenzwirkumg entsprechende Vorspannung (analog einem aussenspannenden Kolbenring) oder eine zwischen den Nasen 6 wirkende Druckfeder erhalten, also nach aussen federnd-in das Gehäuse eingebracht werden.'Bei magnetisch hochgesättigten Haftflächen, also bei hohen spezifischen Pressungen, empfiehlt sich Querschnittsverengung der Berührungsflächen der Bremsband- schenkel 1', um den magnetischen Widerstand des übrigen Kraftlinienweges herabzusetzen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Bandbremse nach Fig. 5 bilden die in entsprechenden Abständen voneinander angeordneten Ansätze 4 mit Polschuhen versehene Polzapfen, auf denen die Erregerspulen- ? sitzen, so dass sieh der magnetische Kraftfluss durch Bremsscheibe, Polzapfen und Band schliesst.
Die analytische Untersuchung zeigt, dass bei der magnetischen Bandbremse im Gegensatz zur unmagnetischen die Umfangskraft proportional dem Radius der Bremsseheibe wächst, was einen weiteren, ausserordentlichen Vorteil bedeutet.-
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetische Bandbremse bzw.
Kupplung, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe aus einem aus ferromagnetischem Material hergestellten, mit einer Erregerwicklung versehenem Bremsband (1) sowie einem von diesem ein oder mehrmals umschlungenen, scheibenförmigen oder zylindrischen Bremskörper (2) besteht, der wie das Bremsband oei. gtromdurchflossener Erregerwicklung von dem magnetischen Kraftfluss durchsetzt wird, wobei durch Festhalten des einen Bremsbandendes und Frei- beweglichlassen des andern Bremsbandendes ausser der durch die Erregung der Wicklung entstehenden magnetischen Haftkraft die sogenannte Bandwirkung erzielt wird.