Als Bremse oder Kupplung ausgebildete Einrichtung. Die Erfindun- bezieht sich auf eine als Bremse oder Kupplung ausgebildete Ein richtung, bei welcher die Brems- bzw. Kupp- lungskrä fte durch einen magnetischen Kraft- Iluss erzeugt werden, insbesondere für Fahr- zeng-e, wie auch für Werkzeugmaschinen, Aufzüge, Getriebe usw., welche Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist,
dass der magne tische Kraftfluss von einem Dauermagnet- svstem erzeugt wird, wobei die Lagen von hlcmenten desselben in bezug auf die zu beeinflussenden Organe veränderlich sind, damit die Grösse des wirksamen Kraftfluss- anteils und dadurch die Grösse der auf die zu beeinflussenden Organe einwirkenden Kräfte einstellbar ist. .
Es sind Kupplungen bekanntgeworden, bei denen permanentmagnetisch erzeugte Kräfte zur Übertragung von Bewegungen, vor allem durch flüssigkeits- oder gasdichte Wandungen hindurch, Verwendung finden. All diesen Geräten ist im Gegensatz zu der #; orliegenden Erfindung gemeinsam, dass sie mit Permanentmagnetsystemen arbeiten, die in ihrer Kräftewirkung unveränderlich sind.
Derartige Kupplungen sind demnach nicht ausschaltbar, sondern dienen lediglich dem Zwecke der Übertragung von Drehmomenten unter Vermeidung einer direkten mechani- sehen Verbindung. Weiterhin sind Bremsen und Kupplungen bekanntgeworden, bei denen elektromagnetisch erzeugte Kräfte Verwen- dung finden. Dieses Prinzip hat bei zahlrei- eben Konstruktionen, wie z. B.
Lamellen kupplungen und -bremsen, Schienenbremsen, Scheibenbremsen und -kupplungen, Wirbel strombremsen und Bremsen und Kupplungen mit magnetischen Flüssigkeiten usw.,Terwen- dung gefunden. Bei derartigen Geräten las sen sich die erforderlichen Kräfte sehr leicht durch Verändern der sie erzeugenden .elek trischen Ströme auf die gewünschte Grösse einstellen. Gerade im Fahrzeugbetrieb sind durch dieses Prinzip erhebliche Schwierigkei ten bedingt, die sich letztlich in mangelnder Betriebssicherheit solcher Anlagen auswir ken, da. diese bei Ausfall der elektrischen Stromversorgung völlig unbrauchbar werden. Darüber hinaus belasten sie vor allem Stra ssenfahrzeuge durch das hohe Gewicht heute üblicher Stromquellen in beachtlichem Masse.
Auch der Ausfall von Schaltgeräten und elek trischen Leitungen kann zu schweren Be triebsstörungen führen.
Alle diese Schwierigkeiten werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt. Durch die Anwendung permanentmagnetisch er zeugter Kräfte entfällt die Notwendigkeit der Bereitstellung entsprechend dimensionierter Stromquellen sowie die Betriebsgefährdung, die im Versagen von Schaltgeräten, Leitimgs- brüehen usw. begründet liegt. Anderseits bietet der Erfindungsgedanke die Vorzüge der elektromagnetischen Anordnung, nämlich die Einstellbarkeit der Kräfte, in gleichem Masse wie diese. Die l-Iögliehkeit des Einstellens perma nentmagnetisch erzeugter Kräfte kann z. B.
dadurch erreicht werden, dass die Magnete zwischen Weicheisenpolschuhen derart ver stellt werden können, dass die von ihnen aus gehenden Kraftlinien über diese Polschuhe denjenigen Bauteilen zugeleitet werden, die zum Bremsen oder Kuppeln beeinflusst wer den müssen, während sie in der Ruhestellung der Anlage in eine solche Lage gebracht wer den, dass ihre Kraftlinien nur innerhalb der Weicheisenpolschube verlaufen.
Die Einrich tung wird selbstverständlich zweckmässig so ausgebildet, dass der 3Tagnet zwischen diesen beiden Endstellungen jede Zwischenlage ein nehmen kann, so dass der von ihm ausgehende Kraftfluss in einem beliebig einstellbaren Verhältnis teilweise über die Polschuhe die Brems- oder Kupplungskräfte liefert und teilweise innerhalb der Polschuhe naeh aussen hin wirkungslos verläuft. Die Grösse dieses Verhältnisses hängt allein von der Stellung der Magnete in bezug auf die Polschuhe ab.
Das Umlenken der Kraftlinien mit dem Ziele, sie nach aussen hin unwirksam zu ma chen, kann aber auch dadurch bewirkt wer den, da.ss die hfagnete aus ihren Polsehuhen heraus in besondere Leitstücke aus ferro- magnetischem Werkstoff hineinbewegt wer den, über die sich die Kraftlinien schliessen können und somit unwirksam werden.
Eine weitere Möglichkeit der Verstellung besteht darin, dass der Magnet mit vorzugs weise walzen- oder stabförmiger Gestalt mit zylinderförmigen Polflächen in einem Körper aus ferromagnetischemWerkstoff derart dreh bar gelagert ist., dass dieser in der Einschalt stellung der Bremse oder Kupplung einen Teil des magnetischen Kreises bildet, während sich die Kraftlinien in der Ausschaltstellung ausschliesslich über diesen Körper schliessen, ohne nach aussen hin wirksam zu werden.
Man kann aber auch die Verstellmöglich- keit dadurch schaffen, dass prismatische Magnete derart angeordnet sind, dass ihr Kraftfluss zum Zwecke des Bremsens oder Kuppelns über die zu beeinflussenden Bau elemente verläuft, während sie in der Ruhe- stellung dureh Kippen, Schrägstellen oder Aneinanderlegen so zusammengeführt sind, dass sie sich mit ungleichliami;,en Polen cinan. der nähern bzw. berühren, wodurch sich die von ihnen ausgehenden.
Kraftlinien ganz oder teilweise über die Magnete selbst schliessen und somit, nach aussen hin nur die gewünschte Wirkung ausüben.
Anstatt die magnetischen Kräfte durch Verstellung der Magnete zu beeinflussen, kann man auch so vorgehen, dass die Dauer magnete bzw. dieganzen lIa-lletsysteme einer seits undloder die zu beeinflussenden Brems- oder Kupplungselemente anderseits in ihrer Lage derart veränderlich angeordnet sind, dass sie zum Zwecke des Bremsens oder Kup- pelns einander genähert und zum Zwecke des Lösens oder Entkuppelns voneinander ent fernt werden können.
All diesen Möglichkeiten zur Einstellung permanentmagnetischer Kräfte zum Zwecke des Bremsens oder Kuppelns kann gemein sam sein, dass diese Kräfte von ihrer maimal möglichen Grösse beginnend bis zum völligen Verschwinden kontinuierlich eingestellt wer den können, ohne dass dabei der Kraftfluss eine den Magneten schädigende Unterbrechung erfährt.
Vielmehr kann der Einfluss desjeni gen Teils der von den Magneten ausgehenden Kraftlinien, .der nzeht zur Erzielung der jeweils geu-änschten Kraftwirkung benötigt wird, entweder durch Veränderung der Lage des Magnetsystems oder durch Umlenkung auf andere Bauelemente des Magnetspstems aufgehoben werden. Die meisten der genann ten Anordnungen können so ausgebildet. wer den, dass die zum Verstellen der 1Tagnete und damit zum Einstellen des gewünschten Brems oder Kupphlngszustandes erforderliche Kraft sehr klein ist, :da. sie von den magnetischen Kräften des Systems kaum beeinflusst wird.
Die Umsetzung dieser regelbaren Ma,net- kräfte in Brems- oder Kupplungskräfte kann auf verschiedene Art erfolgen. Man kann dies z. B. in der Weise durehführen, dass ein der Form der Magnete angepasster, als Kupp- lungs- oder Bremselement dienender elektri scher Leiter in dem Magnetfeld umläuft.. Bei der Formgebung des umlaufenden elektrisch leitenden Körpers muss man natürlich darauf bedacht sein, dass nicht unnötig grosse Luft spalte in den Magnetkreis eingeschaltet wer- den. Wenn man z.
B. mit Magnetanordnun gen arbeiten will, bei denen die Kraftlinien im vom elektrischen Leiter durchlaufenden Luftspalt parallel zur Drehachse des Leiters verlaufen, wird man also zweckmässig etwa scheibenförmig geformte elektrische Leiter verwenden. Wählt man dagegen eine Anord nung, bei -der die Kraftlinien senkrecht zur Drebaclise des elektrischen Leiters verlaufen, so muss man ihm eine hohlzylinderförmige Gestalt. neben. Dabei entstehen in diesem Lei ter in bekannter )Veise Foucault- oder Wirbel ströme, die bremsend wirken.
Für den Betrieb derartiger Anlagen ist die Betrachtung der Grössen: Oberfläche und Volumen des Wirbelstromkörpers bzw. der ihn durchsetzenden Feldstärke unter dem Ge sichtspunkt der Änderung der Bremsleistung mit der Drehzahl von grosser Wichtigkeit. Um nicht bei höheren Drehzahlen untragbare Bremszeiten zu erhalten, ist anzustreben, die Bremsleistung mindestens proportional mit der Drehzahl steigen zu lassen und hierzu das Verhältnis von Oberfläche zum Volumen des Wirbelstromkörpers bmv. zur Feldstärke auf einen entsprechenden Wert zu bringen.
Dieser Wert muss so gewählt werden, dass die durch die Foucaultschen Ströme im Wirbelstromkör- per erzeugte Wärme bei gegebenen Kühlver hältnissen so weit abgeführt wird, dass dessen Widerstandsver jrösserung infolge Tempera turerhöhung niemals so gross werden kann, dass das Bremsmoment mit- zunehmender Drehzahl kleiner wird.
Darüber hinaus muss bei der Bildung dieses Verhältnisses noch be- riieksiehtigt werden, dass bei Nennlast und höchstzulässiger Drehzahl der Widerstand des Wirbelstromkörpers keinen höheren Wert als den dreifachen, vorzugsweise das Doppelte seines Wertes bei Raumtemperatur erreicht.
Bei dieser Bremsart ist die Bremsleistung abhängi- g von der Grösse der auftretenden Wirbelströme. Die Wirbelströme ihrerseits erden grösser, je grösser die Inhomogenität des erzeugenden Feldes bei sonst gleichen Ver hältnissen ist.
Um grosse Bremsleistungen zu erzielen., muss daher als Abstand der auf den Leiter wirkenden Magnetpole ein für die Aus bildung der Wirbelströme günstigster Wert gewählt werden, der sieh aus der gegenseiti gen Beeinflussung der Pole im Sinne einer Steigerung der Inhomogenität des Feldes und einer tragbaren Grösse der dadurch beding ten Schwächung der Luftspaltinduktion er gibt.
Um eine weitere Steigerung der Brems wirkung zu erzielen, ist es zweckmässig, dass die Wirbelströme gleichzeitig in einem Kör per aus unmagnetisierbarem Werkstoff mit geringem elektrischem Widerstand und in einem den Kraftlinien-weg schliessenden Kör per aus ferromagnetischem Werkstoff von vorzugsweise grosser chemischer Reinheit er zeugt werden. Dabei verbindet man zweck mässig diese beiden Körper fest miteinander.
Die Anwendung regelbarer Permanent magnetsyst,eme ist nicht. auf das Prinzip der Bremsung mit Hilfe von Wirbelströmen be schränkt. Auch die bei Reibungsbremsen oder -kupplungen erforderliche Anpresskraft, die auf die mechanisch in Eingriff zu bringenden Teile wirksam werden muss, kann von ihnen erzeugt. werden. Auch bei Anordnungen, die ein ferromagnetisches, trockenes, pastenförmi- ges oder flüssiges Medium, wie z. B.
Eisen kügelchen, Eisenschrot, Eisenpulver oder der gleichen, mit oder ohne Gleitmittel, wie Öl, Graphit oder dergleichen, verwenden, um das Mass der Bremsung oder Kupplung veränder lich zu gestalten, lassen sich solche verstell baren Permanentmagnetsysteme zur Einstel lung des gewünschten R.eibun.gszustandes ver tuenden.
Da, die Bremsleistung, die Wirbelstrom- bremsen aufzubringen imstande sind, mit ab nehmbarer Drehzahl kleiner wird und gegen Null strebt., ist eine solche Anordnung vor wiegend bei hohen Drehzahlen vorteilhaft. Bei Fahrzeugen jedoch benötigt man auch im Stillstand häufig eine Abbremsung. Es wird daher zweckmässig sein, eine Wirbelstrom= bremse mit einer Reibungsbremse derart zu kombinieren, dass bei Betätigung der Brems- anordnung zunächst die Wirbelstrombremse und erst bei kleinen Geschwindigkeiten bzw. im Stillstand die Reibungsbremse wirksam wird.
Eine solche Anordnung hat den Vor teil, dass die grossen Bremsleistungen, die bei Fahrzeugen bei hoher Geschwindigkeit erfor derlich sind, im wesentlichen durch eine v er schleissfreie Bremse aufgenommen werden können, so da.ss dadurch die Reibungsbremse erheblich kleiner ausgelegt werden kann und trotzdem kaum einem Verschleiss unterliegt.
Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung, die in der Zeichnung darge stellt sind, sind nachfolgend beschrieben. Es bedeuten Fig.1 eine Schienenbremse, teilweise im Längsschnitt und teilweise in Ansicht, in Ar beitsstellung, Fig. 2 die Schienenbremse nach Fig. 1 in Ruhestellung, Fig.3 einen Querschnitt nach der Linie I- -I der Fig.1 durch den Bremskörper, Fig.4 einen Querschnitt nach der Linie <B>11-</B> -11 der Fig. 2 durch den Bremskörper,
nim 5 einen Längsschnitt durch eine WVir- b@'s romhrenuse in Arbeitsstellung, Fig. 6 die @\'irbelstrombremse nach Fig. 5 teihveise in Ansieht, teilweise im Querschnitt, in Arbeitsstellung, Fig.7 die -Virbelstrombremse nach Fig. 5 in Ansicht, teilweise im Querschnitt, in Ruhe Stellung, Fig. 8 ein Schaubild der Abhängigkeit der Bremskraft vom Polabstand bei verschiedenen Tuftspalten,
F ig. 9 eine ZVirbelstrombremse, teilweise 'n _" nsicht und teilweise im Querschnitt, in ' rbeitsstellung, Fig. 10 die Wirbelstrombremse nach Fig. 9 tei=v-eise in Ansicht und teilweise im Quer- #clinitt, in Ruhestellung, Fig. 11 einen Längsschnitt, durch eine Ein scheibenkupplung in Ruhestellung,
Fig. 12 einen Längsschnitt durch die Ein- ±3eheibenkupplung nach Fig. 11 in Arbeits stellung, Fig. 13 eine Lamellenkupplung im Längs schnitt in Ruhestellung, Fig. 14 die Lamellenkupplung nach Fig.13 im Längsschnitt in Arbeitsstellung, Fig. 15 eine W irbelstrombremse teilweise in Ansicht, teilweise im Querschnitt, in Ar- beitsstelhing,
Fig. 16 die Wirbelstrombremse nach Fig.15 teilweise in Ansicht, teilweise im Querschnitt, in Ruhestellung, Fig. 17 einen Längsschnitt durch die Wir belstrombremse nach Fig.1:
5 bzw. 16, Fig. 18 einen Längsschnitt durch eine Wir belstr ombr emse, Fig. 19 dieWirbelstrombremse nach Fig.18 teilweise in Ansicht, teilweise im Querschnitt, in Arbeitsstellung, Fig. 20 dieZVirbelstrombremse nach Fig. 18 teilweise in Ansicht, teilweise im Querschnitt, in Ruhestellung, Fig.21 einen Längsschnitt. durch eine Wirbelstrombremse,
in einer zwischen der Ruhe- und der Arbeitsstellung liegenden Stel lung, Fig. 22 dieWirbelst.rombremse nach Fig. 21 teilweise in Ansicht, teilweise im Querschnitt, in @A rbeitsstellun-, Fig. 23 die-Wirbelstrombremse nach Fig. 21 teilweise in Ansieht, teilweise im Querschnitt., in Ruhestellung, Fig. 24 eine Draufsicht auf einen Teil der Magnetsysteme der Wirbelstrombremse nach Fig. 21,
Fig.2:5 eine Einseheibenkupplung mit einem Medium aus Öl und Eisenpulver, in Ruhestellung, Fig.26 die Kupplung nach Fig.25 in Arbeitsstellung.
Bei der in den Fig. 1 bis 4 daro@estellten Schienenbremse d'edeutet 1 einen Teil des Rah mens des Fahrzeuges, das sieh mittels Rädern, von welchen nur das Rad 2 dargestellt ist, auf der Schiene 3 bewegen kann. Mit. dem Rah menteil 1 steht das Joch 4 in fester Verbin dung, in welchem der Bremskörper 5 in ver tikaler Richtung versehiebbar gelagert ist..
Im Bremskörper 5 befinden sieh die drehbar Ige- lagerten Magnete 6, die über das Zahnrad 7 und die Zahnstange 8 durch die Stossstange 9 und den Kolben 10 verstellt werden können. Der Kolben 10 kann im Zylinder 11 pneu matisch oder hydraulisch auf und ab bewegt werden. In der Arbeitsstellung drücken die Federn 12 den Bremskörper 5 mit geringem Druck gegen die Schiene, während die Ma gnete 6 sich in einer solchen Stellung befin den, dass ihr Kraftfluss über die Polschuhe und die Schiene geschlossen wird und somit die Haftkraft zwischen Bremskörper und Schiene die Bremsung bewirkt.
(Vgl. Fig. 3, wo der Kraftlinienverlauf durch Pfeillinie zeichnerisch dargestellt ist.) Die in Fig.2 gezeigte Ruhestellung wird dadurch erreicht, dass über die Leitung 13 ein Druckmedium unter den Kolben 10 in,den Zylinder 11 ein geleitet. wird, wobei sich der Kolben zunächst gegen die Kraft der Feder 14 nach oben be wegt und dabei über die Zahnstange 8 und das Zahnrad 7 die Magnete 6 wieder.in die in Fig.4 gezeigte Ruhestellung verdreht. Der dabei entstandene Kraftlinienverlauf ist in Fig. 4 durch Pfeillinie dargestellt.
Erst nach dem die Feder 14 vollkommen gespannt ist, beginnen sieh unter der weiteren Einwirkung des sich hebenden Kolbens 10 die Federn 12 zusammenzudrücken, bis der Bremskörper 5 frei über der Schiene schwebt. Wird zum Zwecke des Bremsens in der Leitung 13 der Druck vermindert., so sinkt. der Kolben 10 ab, und der Bremskörper 5 legt. sich zunächst unter der Kraft der Federn 12 auf die Schiene auf.
Im weiteren Verlauf dieser Kolbenbewe- gung, werden die Magnete 6 durch die Feder 14 in Arbeitsstellung verdreht.. Der gleiche Vorgang erfolgt bei Störungen, wie Bruch. oder Undichtwerden der Leitung 13 und ähn- hches, selbsttätig, d. h. immer dann, wenn die unabhängigen Steuerkräfte den entgegenwir kenden Kraftspeicher freigeben, so dass die ser, in diesem Fall die Feder 14, die Magnete in Arbeitsstellung verdrehen kann.
Unter un abhängigen Steuerkräften werden also die jenigen verstanden, die über Hebel, Ventile oder dergleichen willkürlich, allein vom Wil len des Bedienenden abhängig, ausgelöst wer den können. An dieser Stelle sei erwähnt, dass inan bekannte Verzögerungseinrichtungen, wie z. B. Drosselventile, einbauen kann, um das selbsttätige Ingangsetzen der Bremse bei Betriebsstörungen zu verlangsamen.
Der in Fig.3 .dargestellte Querschnitt durch den Bremskörper 5 und die Schiene 3 zeigt, dass der Bremskörper aus den. Magneten 6, den Polschuhen 15, den die Kraftlinien ebenfalls leitenden Bremsbacken 16 und Verschluss- stücken 17 aus unmagnetischem Material auf gebaut ist.
Der Verlauf der Kraftlinien, wie er in der Arbeitsstellung vorhanden ist, ist durch eine Pfeillinie gekennzeichnet; Fig.4 zeigt die Lage der Magnete 6 innerhalb ihrer Polschuhe 15 in Ruhestellung und durch eine Pfeillinie -den geschlossenen, Verlauf der Kraftlinien innerhalb dieser Polschuhe.
In den Fig. 5 bis 7 ist ein Ausführungs beispiel einer Wirbelstrombremse dargestellt. Auf der abzubremsenden Welle 18 sind die beiden aus ferromagnetischem Werkstoff be stehenden Scheiben 19 mittels der Schrauben 20 in Abstand voneinander befestigt. An den einander zugekehrten Flächen dieser Scheibe sind Kupferringe 21 z. B. durch Schweissen befestigt. Zwischen diesen Scheiben sind zwei Platten 22 aus unmagnetisierbarem Werk stoff mittels der Bolzen 2.3 über Zwischen stücke 24 verbunden. Diese Platten sind an ruhenden Teilender Maschine oder des Fahr zeuges befestigt.
In diese Platten sind auf einer Kreislinie in gleichen Abständen Pol schuhe 25 eingelassen. Der Abstand der Plat ten 22 ist so gewählt, dass zwischen den Pol schuhen 25 einerseits und den Kupferringen 21 anderseits ein Luftspalt gebildet wird, da mit sich die Scheiben 19 ohne mechanische Berührung frei drehen können. Zwischen den beiden Platten 22 ist die Scheibe 2:6 aus un- magnetisierbarem Material so angeordnet., dass sie um die Büchse 27 drehbeweglich ist. Die Büchse 27 ist durch Schrauben 28 mit den Platten 22 verbunden.
In der Scheibe 26 sind prismatische Dauermagnetkörper 29 so be festigt, dass sie in der Einschaltstellung den Polschuhen 25 gegenüberstehen. In den Plat ten 22 ist. ferner ein Hebel 20 gelagert, dessen Ifebelarm mit seinem kugelförmig gestalteten Ende 31 in ein Gegenlager 32 eingreift, wel ches mit der Scheibe 26 in fester Verbindung steht. Durch Betätigen des Hebels 30 wird die Scheibe 26 mit ihren Magneten 29 relativ zu den Polschuhen 25 verdreht.
Fig. 6 zeigt die Stellung, bei welcher die Magnete den Polschuhen 25 gegenüberstehen, also die Betriebsstellung der Wirbelstrom- bremse. Die Magnete 29 sind in der Richtung parallel zur Achse der Anordnung so magne tisiert, dass Nord- und Südpole miteinander abwechseln. Der Kraft.fluss verläuft demnach in dieser Stellung vom Nordpol des einen Magneten über den Polschuh durch den Luft spalt und den Kupferring 21 zur ferronragne- tischen Scheibe 19 und von dort wieder über Kupferring,
Luftspalt und Polschuhe zurück zum benachbarten Südpol. Die Ausschaltstel lung ist in Fig. 7 dargestellt. Durch Bet.äti- gnng cles Hebels 30 über das Gegenlager 3\_' wird die Scheibe 26 mit den eingelassenen Magneten so weit verdreht, dass die Magnete mit ihren Polen zwischen den Polschuhen stehen. In diesem Falle nimmt der magne tische Fluss seinen Weg von einem Nordpol zu dem Südpol des Nachbarmagneten quer durch die Polschuhe, ohne den Wirbelstrom- körper zu durchsetzen.
Der in Fig.6 einge tragene Abstand a zwischen den Polen der Magnete bzw. den Polschuhen ist hierbei so gewählt, dass für die Ausbildung der Wirbel- ströme ein günstigster Wert erzielt wird, der sich aus der gegenseitigen Beeinflussung der Pole im Sinne einer Steigerung der Inlromo- genit.ät des Feldes bei geringster Schwächurir der Luftspaltinduktion ergibt.
Der Einfluss dieses Polabstandes a ergibt sich aus dem irr. Fig. 8 dargestellten Schau bild. Hier ist. in Abhängigkeit vom Polabstand der Zierlauf der Bremskräfte K für verschie dene Luftspalte in Kurvenform dargestellt, und zwar zeigt die Kurve 33 in Fig. 8 die Grösse der Bremskraft bei einem Luftspalt von 2 nim, Kurve 34 bei einem Luftspalt von 2,5 mm und Kurve 3.5 bei einem Luftspalt von 3 mm.
Aus dem ausgeprägten Maximum die ser Kurven lässt sich; erkennen, dass die Ge- samtbrenrskraft bei richtiger Wahl des Pol abstandes nennenswert grösser wird als die Summe der Bremskräfte einer gleichen An- zahl von Einzelanordnungen, die sieh in eineng so grossen Abstand voneinander befinden, dass sie sich gegenseitig nicht. beeinflussen. Die Grösse des optimalen Polabstandes hängt von dem mir Zierwendung kommenden Magnet werkstoff und der Form der Pole ab.
Bei der Wirbelstrombremse nach den Fig. 9 und 10 sind quer zu ihrer Längsachse magnetisierte, walzen- oder stabförmige i1a- gnete 3-6 mit z@-linderförrnigen Polflächen in einem gesonderten, die Kraftlinien schliessen den ferromagnetischen Körper 37 drehbar gelagert.. Zwischen diesen Magneten sind Weicheisenpolsehuhe 38 mit entsprechend gekrümmten Flächen angeordnet.
Die Kör per 37 sowie die Polschuhe 38 sind in einen scheibenförmigen Trägerkörper 39 aus un- magnetisierbarem Werkstoff eingespritzt.. Um die auf einer Kreislinie angeordneten lIa- gnetsv steme läuft frei beweglieb die aus ferro- magnetischem Werkstoff bestehende Brems trommel 40, die innen mit. dem Kupferring 41 belegt ist, dessen Durchmesser so gross ist, dass sieh der Luftspalt. 42 bildet.
Der Kraft linienverlauf ist aus den in der Fig. 9 einge zeichneten Pfeilen erkennbar. Die drehbaren Magnete können dureli an ihren Achsen 43 angreifende Hebel 44 in Pfeilrichtung betätigt werden. Zu diesem Zweck befindet sieh an dem freien Ende eines jeden Hebels ein Zap fen 45, der in dein Langloch 46 einer dreh- be@vegliehen Scheibe 47 gleitet.
Bei einer Dreh bewegung dieser Scheibe werden. die Zapfen 45 mitgenommen und verdrehen auf diese Weise die l,1agnete um 90 . Fig. 9 zeigt die Betriebs stellung, bei welcher die Magnetpole den Pol- sehuhen gegenüberstehen.
Durch Drehen der Scheibe 47 in Pfeilrichtung wird die Ruhe stellun g bewirkt, bei der die Kraftlinien ent sprechend dem in Fig.10 eingezeichneten Pfeil ganz in dem R.ilei-,sehlusskörper@ 37 ver laufen. Auf diese Weise wird erreicht., dass die Polschuhe 38 völlig frei von Kraftlinien sind.
Die in den Fig.11 und 12 dargestellte magnetische Kupplung besteht aus einem treibenden und einem getriebenen Teil. Der getriebene Teil setzt. sieh zusammen aus einem ferromagnetischen Rotationskörper 47, der auf eine Welle 48 aufgekeilt ist. Im Körper 47 befindet sich ein ringförmiger Raum, in wel chem ein ringförmiger, in radialer Richtung magnetisierter Magnet 49 axial versehiebbar angeordnet ist.
Dieser Magnet ist an einem Ring 50 aus unmagnetisierbarem Material be festigt., der wiederum mit dem an dem Flansch 51 angebrachten Gestänge 52 verbunden ist. Der Flansch 51 ist auf der Welle mittels eines Ilebels 5 3 und Klaue 54 derart verschiebbar, dass durch Betätigung des Handgriffes 55 der Flansch 51 mit dem Gestänge 52 axial bewegt werden kann, wobei dann der ring förmige Magnetkörper 49 aus dem ringförmi gen Raum des Körpers 47 heraustritt.
Der dem Körper 47 gegenüberliegende Körper 56 besteht aus zwei ringförmigen, konzentrisch zueinander angeordneten Magnetpolsehuhen 57 und 58, von denen ein ringförmiger Raum begrenzt wird. Der innere ringförmige Ma- gnetpolsehuh ist auf einem Körper 60 befe stigt, der gleichzeitig das Kugellager 61 trägt. Dieses Kugellager dient zur Lagerung der Seheibe 64, die axial verschiebbar auf einer Keilwelle 59 angeordnet ist. Der Körper 60 ist. weiterhin mit dem Flansch 62 der Welle 48 durch Schrauben 63 verbunden.
Mit der Welle 48 drehen sieh also gleichzeitig auch die beiden Körper 47 und die ringförmigen Polschuhe 57 und 58 sowie der Ringmagnet mit seinen zugehörigen Steuerorganen. Wenn nijn der Ringmagnet während der Umdrehung des treibenden Teils mittels des Handgriffes 55 aus dem Körper 47 in den freien Raum zwischen den konzentrischen, ringförmigen Polschuhen hineinbewegt wird, dann werden diese Polschuhe magnetisch induziert, so dass bei der dargestellten Ausführungsform der innere Polsehuhring zu einem Nordpol und der äu )
ere zu einem Südpol wird. Unter dein hinfluss des so entstehenden magnetischen Feldes wird die anzutreibende Scheibe 64 fegen den Druck der Feder 65 angezogen und legt sich an die Polschuhe an. Wird nun der Magnetring 49 weiter in den Raum zwi schen den Polschuhen hineingeschoben, so wächst der Anpressdruck infolge der steigen- den magnetischen Wirkung so weit an, bis schliesslich die Scheibe 64 durch die entste hende Reibung mitgenommen wird. Dieser Zustand ist in der Fig.12 veranschaulicht.
Zum Lösen der Kupplung wird der Hand griff 55 in entgegengesetzter Richtung be wegt, wobei der ringförmige Magnet wieder in den Körper 47 zurüekgesehoben wird, so dass sich die Kraftlinien innerhalb dieses Kör pers schliessen. Die angetriebene Scheibe 64 wird von der Feder 65 wieder in die Aus gangsstellung zurückbewegt. Diese Bewegung ist durch den Stellring 66 begrenzt.
In den Fig. 13 und 14 ist eine La.mellen- kupplung dargestellt, bei welcher die An- presskraft zwischen den Lamellen durch regel bare Magnetsysteme erzeugt wird. Fig.13 zeigt die Kupplung im ausgeschalteten, Fig. 14 im eingeschalteten Zustand. Auf der Betriebswelle 94, die mit Keilnuten versehen ist, sind die Lamellen 95 axial verschiebbar angeordnet..
Weiter trägt. diese Welle einen Polschuhkörper 96, über den die Kraftlinien der Magnete 97 in Arbeitsstellung über die Welle 94 auf die Lamellen 95 geleitet werden. Zwischen den Lamellen 95 befinden sich Aussenlamellen 98, die in dem aus ferro- ma.gnetischem Werkstoff bestehenden Gehäuse 99 gelagert und durch Keilnuten gegen Ver drehen gesichert sind. Weiter befinden sich in dem Gehäuse 99 zylindeiförmige Hohl räume, in welchen die Magnete 97 drehbar gelagert sind.
In Fig. 13 haben die Magnete 97 eine solche Stellung, dass ihr Kraftfluss sich innerhalb des Gehäuses 99 in Pfeilrich tung schliesst. Die Magnete können durch auf ihre Achse befestigte Zahnräder 100 mittels der Zahnstangen 101 über den Flansch 102 von der Hebelanordnung 103 verdreht wer den. Wird diese Hebelanordnung betätigt, so verschiebt sieh der Flansch 102 auf der Welle 104 und damit auch die Zahnstangen 101, die in Dingriff mit den Zahnrädern 100 die Magnete 9 7 um 90 verdrehen.
In dieser Stel lung kommen die Magnete mit dem Polschuh körper 96 in Verbindung, so dass jetzt- der Kraftfluss von dem Magneten 97 ausgehend über den Polschuhkörper 96 weiter über die Welle 9-1- zu den Innenlamellen 95, über die Aussenlamellen<B>98</B> in das Gehäuse 99 und von diesem zurück auf den andern Magnet pol verläuft.
Werden diese Magnete in die vorbeschriebene Stellung gebracht-, so breitet sich zwischen den aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Innen- und Aussen lamellen ein magnetisches Feld aus, welches das Bestreben hat, in Abhängigkeit von der Grösse des Kraftflusses diese Lamellen an einanderzupressen. Der Grad der Reibung zwischen den Lamellen kann durch die Stel lung der Magnete zu den kraftflussführenden Teilen auf jeden Zwischenwert eingestellt werden. In voll eingeschalteten i Zustand ist die Kupplung zeichnerisch in Fig.11 dar gestellt.
Bei der '@% irbelstrombremse nach den Fig. 1:5 bis 17 sind auf einem an ruhenden 1la.schinenteilen, z. B. einem Winkeleisen, be festigten Körper 67 zwei Scheiben 68, 69 aus unmagnetisierbarem Werkstoff angeordnet, die sternförmige Gestalt besitzen und von denen eine jede längs ihres Umfanges Ma gnete 70 trägt., die in axialer R,icht-ung in bezug auf die Dreliaehse so magnetisiert sind,
dass die an der einen Scheibe befestigten Magnete mit entgegengesetzter Polarität den an der andern Scheibe befestigten gegenüber stehen (siehe Fig.l5).
Diese Körper können auf dem Körper 67 mittels des Zahnrades 71 und der an den Scheiben befindlichen Innen. und Aussen ver- zahnun:g 7'? und 73 durch Bet-ätigüng des Hebels 71 so gegeneinander verdreht. werden, dass die ungleichnamig magnetisierten Ma- gnete sich, berühren (siehe Fig. 16), wobei ihre magnetische Wirkung nach aussen aufgehoben wird, weil die Kraftlinien nunmehr im In nern der Magnete verlaufen.
Im Betriebszu stand stehen die 1-1agnet.e auseinander (siehe Fig. 15), und ihr Kraftfluss verläuft beispiels- weise vom Nordpol über einen am ,Magneten befestigten dünnen Polschuh 75 (Fig.17) über den Luftspalt durch die Kupferscheibe 76 zur aus ferromagnetiscliem '@Terli:stoff be stehenden Bremstrommel 77, die den Magne- ten auf drei Seiten umfasst. Von dieser flie ssen die Kraftlinien über Kupfer, Luftspalt und Polschuh zum Südpol des Magneten zu Hick.
Die hierbei in dem Leiter entstehenden Wirbelströme bewirken eine Bremsung der Bremstron Zmel und der damit verbundenen Zfelle 78.
Die Fi-.18 bis 20 zeigen eine Ausfüh- rungsform@einer V irbelstronibremse, bei der durch Kippen oder Schrägstellen die Magnete mit- ihren ungleichnamigen Polen zur Berüh rung gebraeht werden, so dass sich ihr Kraft fluss in ihnen selbst. schliesst. Auf der abzu bremsenden Welle 118 ist die Bremstrommel 119 aus ferromagnetisch.em Material durch den Stift 120 befestigt..
Die Welle 118 kann an ihrem freien Ende durch das Lager 121 im Bremsschild 122 abgefangen werden. Die ses Bremsschild 122 ist an ruhenden Teilen der Masehine oder des Fahrzeuges, die durch den Winkel 123 angedeutet sein sollen, befe stigt. Die Bremstrommel 119 umfasst mit ihren zylinderförmigen Rippen 121 die 1Ta- gnete 12.5 auf drei Seiten. Diese Rippen 121 tragen auf ihren den lIagiieten zugewanclten Seiten einen Belag 1'j6 aus Kupfer oder einem andern elektriseh gut leitenden Mate rial.
Die 3lagnete 125 sind über kleine Wel len 127 im Bremsschild 122 drehbar gelagert. Sie sind quer zu ihrer Drehachse derart magnetisiert, dass benachbarte Magnete mit entgegrengesetzter Polarität. auf die Brems trommel zuweisen und tragen an ihren Polen Polschuhe l38 aus ferromagnetiseliem Mate rial.
Bei der Wa.hl des gegenseitigen Polab standes der über den ganzen -Umfang der Bremsanordnung verteilten Magnete wird auf die Beschreibung des Schaubildes Fig. 8 ver wiesen.
Das Kippen bzw. Schrägstellen der Magnete aus der Arbeitsstellung, die in Fig. 19 gezeichnet ist., in die in Fig. 20 wie- der,-e---ebene Ruhestellung erfolgt von dem Handhebel 129 über die Kurbelarme 130, die in die LatiYlöclier 131 in der am Bren zssehild 122 drehbar gelagerten Scheibe 132 eingreifen und -die auf den --lIa-netwell.en 127 befestigt sind.
In der Arbeitsstellung verlaufen die Kraftlinien vom Nordpol eines Magneten über dessen Polschuh, den Luftspalt, den heiter, die Bremstrommel und weiter über den Leiter und: den Luftspalt zum Polschuh des Südpols des nächstfolgenden Magneten, von dort durch diesen Magneten selbst und von dessen.
Nordpol in vorbeschriebenerWeise zum Südpol der ersten Magneten. Durch Be- @vegen des Handhebels 129 und das dadurch bewirkte Kippen der Magnete legen sich deren Polschuhe in der in Fig.20 gezeichneten 'eise derart aneinander, dass der Kraftfluss aussehliesslieh von Magnet zu Magnet ver läuft. Da nunmehr keine Kraftlinien mehr auf den Leiter einwirken können, ist die Breiase abgestellt.
In den Fig.21 bis 24 ist. eine Ausfüh- riingsforni. einer Wirbelstrombremse darge stellt., bei der ein feststehender Körper 79 einen zweiten ringförmigen Körper 80 trägt, auf dem die Ringscheiben 87. über die Zahn- riider 82 verdreht . werden können. Zu diesem Zweck haben diese Scheiben 81 an einem Teil ihres Innenkreises eine Verzahnung 83.
Der Körper 80 weist. mehrere nebeneinanderlie- (rendc Ausnehmungen oder Schlitze 84 auf, iii welehein die Magnetträger 85 mit den Magneten 86 radial beweglich angeordnet sind. Die gleichzeitige Bewegung der Magnet triiger erfolgt durch Bolzen 87, die an ihren Enden in spiralig verlaufenden Langlöchern 88 der Scheiben 81 geführt, sind.
Durch die l)ewegung dieser Scheiben in der einen oder anfflern Richtung mittels der Zahnräder 82 @verderr diese Magnetträger in radialer R.ich- tung hin oder her bewegt. Die Bremstrommel 89 trägt. auf ihrer Innenseite die Kreisring seheiben 90 aus Kupfer oder einem andern elektrisch leitenden Stoff, die sich in Arbeits stellung zwischen den Magneten 86 frei drehen l:ünnen (siehe Fig. 21).
In diesen Kreisring seheiben entstehen unter der Einwirkung des von den Magneten ausgehenden Feldes W ir- belströnie, die die Bremsung der Trommel<B>89</B> wid der damit verbundenen Welle 91 verur- saehen. Die Bremskraft kann hierbei dadurch gelindert werden, dass die Magnete in radialer Richtung mehr oder weniger in den Bereich der kreisscheibenförmigen Leiter gebracht werden.
Der die Wirbelströme verursachende Kraftfluss verläuft hierbei von dem Nordpol eines Magneten über den Luftspalt., den Kup ferleiter, über den zweiten Luftspalt zum Süd pol des gegenüberliegenden Magneten, von dort durch den ferromagnetisehen Magnet träger hindurch zu dem daneben angeordne ten Nordpol und von dort. zurück über Luft spalt, Leiter, Luftspalt. zu dem gegenüber liegenden Südpol auf dem ersten Magnet träger zurück. Zur Verdeutlichung des Kraft flusses ist dieser in gestrichelten Linien in der Fig. 24 gezeichnet.
Die Betriebsstellung der Wirbelstrombremse ist aus Fig. 22 zu er kennen. Hier befinden sich die Magnete ganz im Bereich der Ringscheiben aus Kupfer, wo bei die Enden der Führungsachsen 87 die äusserste Lage in den spiraligen Langlöchern erreicht haben. Fig. 23 zeigt die Ruhestellung, bei welcher die Magnete aus dem Bereich der scheibenförmigen Leiter herausbewegt und in Pfeilrichtung auf den Mittelpunkt derBremse zu bewegt worden sind.
In dieser Stellung können demnach keine Wirbelströme mehr entstehen, und die Bremswirkung ist. somit. aufgehoben. Die beiden Zahnräder 82 werden durch eine Welle 92 mittels des Handhebels 93 betätigt.
Die Fig. 25 und 26 zeigen eine Kupplung, bei der die Reibung zwischen d en in Eingriff zu bringenden Teilen über ein Medium aus Öl und Eisenpulver unter dem Einfluss eines regelbaren Dauermagnetsystems in gewünsch- l em Masse eingestellt werden kann. Die im Lager 105 laufende angetriebene Welle 106 trägt ein Gehäuse 107 in Form eines hohlen Rotationskörpers aus ferromagnetisehem Werk stoff, das zum Teil mit. einem Öl- und Eisen- pulvergemisch 108 gefüllt ist.
Im Zentrum des (xehäuses 107 ist das Lahmer 109 zur Auf nahme des freien Endes der anzutreibenden Welle 110 angebracht. Auf dieser Welle 110 ist die Kupplungsscheibe 111 befestigt, die wie diese aus ferromagnetischem Material be steht.. Das Gehäuse 10'7 trägt einen zylinder- förmigen Ansatz 112, der die Welle 110 in einem solchen Abstand umgibt, dass der ring förmige, radial magnetisierte Magnet 113 in ihn hineingeschoben werdien kann.
Diesem zylindrischen Ansatz 112 gegenüber ist auf der Welle 110 ein topfförmiger Körper 11.1 aus ferromagnetischem Material befestigt, der ebenfalls den Ringmagneten 113 in sich auf nehmen kann.
Aus der in Fig. 25 gezeichneten Ruhestellung heraus, in der der Magnet 113 in dem topfförmigen Körper 114 liegt, der, wie durch Pfeillinie angedeutet, dessen magnetischen Kraftfluss schliesst., kann durch Verschieben des Ringmagneten über die Schubstangen 115 und den Flansch 116 durch den Handhebel 117 die Kupplung eingeschal tet werden.
Hat man durch Bewegen des Ile- bels 117 den Magneten in die Lage versclio- ben, die in Fig. 26 gezeichnet ist., so verläuft. sein Kraftfluss nunmehr vom Nordpol des Magneten über den zylinderförmigen Ansatz 112, das Gehäuse 1.07, das Öl- und Eisenpul- vergemisch 108, die Kupplungsscheibe 111 und die Antriebswelle 110 zurück zum Südpol des Magneten, wie in Fig.26 als Pfeillinie eingezeichnet ist.
Unter der Wirkung des magnetischen Kraftflusses wird das Öl- und Eisenpulvergemisch 108 fest zwischen das Gehäuse 1.07 und die Kupplungsscheibe<B>11.1</B> gezogen und stellt somit je nach Grösse des eingestellten Kraftflusses eine mehr oder min der feste Verbindung zwischen diesen bei den her.
sehen Polschuhen derart. verstellbar sind, da!;') zurn Zwecke des Bremsens oder Kuppelns die Kraftlinien über diese Polschuhe und die ztt beeinflussenden Bauelemente ziuti Zwecke des Lösens der Bremse oder Kupplung mindestens teilweise innerhalb der Polschuhe verlaufen.
2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein quer zu seiner Läti,saclise magnetisierter, prismatischer Magnetkörper mit zylinderförmigen Polflächen zwischen Weicheisenpolschuhen drehbar angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass prismatische Magnete derart zwischen Weicheisenpolschuhen angeordnet sind und finit diesen ein Magnetsystem bilden, dass die Elemente dieses Magnetsystems senkrecht. zur Magnetisierungseinrichtung der Magnete und relativ zueinander verschiebbar sind.
4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Magnete der art verstellbar sind, da.ss die Kraftlinien zum Zwecke des Bremsens oder Kuppelns den zu beeinflussenden Bauelementen zugeleitet, zum Zwecke des Lösens der Bremse oder Kupplung mindestens teilweise über geson derte ferromagnetische Leitstücke geführt werden.
5. Einrichtung nach Patentanspruch Lind Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass quer zu ihrer Achse magnetisierte, pris matische Magnete mit zylinderförmigen Pol flächen zwischen Weicheisenpolschuhen und einem gesonderten, die Kraftlinien schliessen den, ferromagnetisehen Körper drehbar an geordnet sind.
6. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete zwischen den in Einschalt stellung die Kraftlinien führenden Bauele menten einerseits und gesonderten, in Aus schaltstellung die Kraftlinien schliessenden ferromagnetischen Körpern anderseits ver schiebbar angeordnet sind.
7. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass prismatische, quer zu ihrer Längsaelise magnetisierte Magnete