DE1089052B - Wirbelstrombremse - Google Patents

Description

• Wirbelsttbmbremse Es sind Wirbelstrombremsen vorgeschlagen worden, bei denen der Stator zwei in netisch gegensätzliche glattflächige Pole und-.Durchlaufkanäle für ein flüssiges Kühlmittel aufweist und der Rotor walzenförmige Gestalt hat. Die- ringförmige Erregerspule ist dabei im Stator urnden#walzenf&rmigen Rotor herum angeordnet. Bei dieser. Konstruktion ist -die Erregerspule verhältnismäßig groß bemessen. Ihr Innenwiderstand ist daher im allgemeinen beträchtlich. Dies ist nachteilig, weil ein beachtlicher -Teil -der in die Erregerspule eingespeisten, elektrischen Energie in Wärme umgesetzt wird und daher' für den'Aufbau des Magnetfeldes der Brenis(A verlorengeht. Bei Bremsen großer Bremsleistung ist dieser Energieverlust durchaus schädlich und unerwühscht. Eine andere bekannte Wirbelstrombremse der;in Rede stehenden Art ist mit einem Stator, der die riiigförmige Erregerspule Zwischen U.#förinigen Poistücken - trägt und mit einem Rotor, der sich mit zw-ei# an der Rotorwelle befestigten Umlaufkörpern zu beiden Seiten des Stators erstreckt, ausgerüstet. Bei dieser # Bremse wird die in Wärme umgesetzte Bremsenergie mittels Kühlluft abgeführt. Große Bremsleistungen können wegen der vorgesehenen Luftkühlung hier nicht erzielt werden.
• Durch die Erfindung- ist eine Wirbelstrombremse, vorzugsweise großer- tremsleistung, geschaffein, bei der. die, aufgezeigten Nachteile vermieden sind. Sie bezieht sich auf eine Wirbelstrombremse mit einem beweglich abgestützten, im wesentlichen zylinderförmigen Stator, der-*Z'wei magnetisch gegensätzliche glattflächige Pole an den Stirnseiten aufweist, der ferner im Bereich zwischen den Polen, in dem Wirbelströme induziert und in Wärme umgesetzt werden ! mit Durchlaufkanälen für ein Kühlmittel versehen ist und eine ringförmige Erregerspule trägt, und mit einem koaxi'al zum Stator gelagerten Rotor, der sich mit zwei an der Rotorwelle befestigten magnetisierbaren Unila'ufkörpern zu beiden Seiten des Stators erstreckt. Dabei weisen die Umlaufkörper hinsichtlich ihrer Polflächen außen an kandzonen gleichmäßig verteilt angeordnete magnetische Inhornogenitäten, insbesondere sektorförmige Ausnehmungen, auf, wie dies an sich bekannt ist.
• Gemäß der Erfindung stehen dabei die beiden Umlaufkörper durch ein magnetisch leitendes Konstruktionselement derart miteinander in Verbindung, daß sie magnetisch gegensätzliche Pole der Erregerspule darstellen und beim Umlauf des Rotors Wirbelströme im Stator induzieren.
• Entsprechend der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der mitflere Teil der Rotorwelle, die gegebenenfalls aus magnetisch leitenden und --magnetisch nichtleitenden Teilen zusammengesetzt ist, als magnetisch leitendes Konstruktionselement dienen öder die Rotorwe Ile aus magnetisch nichtleitendeni Werkstoff bestehen und eine auf derRatorwelle auf- geschrumpfte Hülse aus magnetisch leitendem Werkstoff Verbindungsglied der beiden Umlaufkörper sein.
• Weitere Erfindungsmerkmale bestehen darin, daß.. der Stator in einem Gehäuse beweglich äbgestützt.ist und das Gehäuse auf Lenkerfedern ruht, die so angeordnet sind, daß sich ihre Längsachsen in der Rotorachse schneiden.
• Gemäß anderen Erfindungsmerkmalen ist der Stator im Gehäuse derart gelagert, daß eine Verschiebung des Stators relativ zum Rotor in -Achsrichtung ungehindert erfolgen kann und Bewegungen des Stators in den übrigen fünf Freiheitsgraden elastisch nachgiebig möglich sind.
• . Weiterhin sollen erfindungsgemäß Lagerungselemente, welche den Stator in axialer Richtung einstellen und fixieren lassen und Drehbewegungen des Stators um alle die Rotorwelle rechtwinklig schneidenden Achsen verhindern, vorgesehen sein.
• Es ist zweckmäßig, entsprechend einem anderen Erfindungsmerkmal die Durchlaufkanäle für das Kühlmittel beispielsweise so mäanderartig ineinandergeschachtelt anzuordneh,' daß die vom Stator abzuleitende Wärme im Gegenstrom auf das Kühlmittel übergeht.
• Gemäß einem Erfindungsmerkmal ist die Wirbelstrombremse gekennzeichnet durch zwei am. Stator um 180 oder nahezu 180' versetzt angeordnete, mit dem Stator fest verbundene Gelenkzapfen, mit denen sich der Stator beim Bremsv.organg an Hebeln, welche im Gehäuse gelagert sind und mit einer Kraftmeßeinrichtung in Verbindung stehen, anlegt.
• Dabei ist es entsprechend weiterer Ausbildung der Erfindung vorteilhaft, wenn die Hebel an den. Stellen, an denen die Gelenkzapfen angreifen, gabelartige Aus--spa.ru,ugen--aufweisen.
• Die Lenkerfedern, auf denen das Gehäuse ruht, können erfindungsgemäß mit mechanischen oder elektrischen Dehnungsmeßelementen ausgerüstet sein, die das von der Bremse aufgenommene Drehmoment anzeigen lassen.
• Die erfindungsgemäße Wirbelstrombremse, die auch als Dynamometer dienen kann, ist-zur Prüfung schnell laufender Maschinen geeignet und zeichnet sich durch besonders einfache Herstellung und niedrige Betriebskosten aus.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wirbelstrombremse schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt, Abb. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt nach der Linie IJ der Abb. 1, Abb. 3 einen der Rotorerj in Ansicht.
• Auf dem Maschinenbett01 ist mittels der Lenkerfedern 2, 2' und 3, 3' das t;ehäuse 4 der Bremse um deren Achse elastisch nachgiebig abgestützt. In dem Gehäuse ist der Stator5 der Bremse angeordnet und mit Hilfe der Stäbe 6 (Abb. 2) an den Gehäuseseitenwänden 4a, 4b befestigt. Die magnetisch gegensätzlichen Pole 7 und 8 des Stators befinden sich an dessen Stirnseiten und sind ringscheibenförmig ausgebildet. Zwischen diesen Polen sind im Stator die Durchlaufkanäle 9 für ein Kühlmittel vorgesehen. Die Erregerspule 10 ist in einer mittleren Bohrung des Stators mit dem Stator fest verbunden. Durch die Erregerspule hindurch führt die Rotorwelle 11. Die Rotorwelle ist dabei mittels der Lager 12a, 12b im Gehäuse gelagert und mit einem Flansch 13 zum Anschluß an eine zu prüfende Maschine versehen. Auf die Rotorwelle 11, die in ihrem mittleren Teil lla aus magnetisch leitendem Werkstoff, im übrigen aber aus magnetisch nichtleitendem Werkstoff besteht, sind im mittleren Teil die UmlaufkÖrper 14 a, 14 b, die aus magnetisch leitendem Werkstoff bestehen und die Ausnehmungen 19 aufweisen, angebracht. In je einem dieser Umlaufkörper ist dabei einer der beiden magnetisch gegensätzlichen Pole des Rotors lokalisiert. Die Lagerungselemente 15 dienen zum Einstellen und Fixieren des Stators 5 der Bremse. Sie verhindern insbesondere Drehbewegungen des Stators um alle die Rotorwelle 11 rechtwinklig schneidenden Achsen. Mit den beiden Gelenkzapfen 16, die am Stator um 180 oder nahezu 180' zueinander versetzt angeordnet sind, legt sich der Stator beim Bremsvorgang an die im Gehäuse 4 der Bremse gelagerten Hebel 17 an. Diese Hebel übertragen das vom Stator aufgenommene Bremsmoment auf eine Kraftmeßvorrichtung (nicht dargestellt). Als Anzeigemittel für das von der Bremse aufgenommene Bremsmoment können aber auch die an den Federstäben2,2und 3,3befestigten Dehnungsmeßelemente 18 dienen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRMIE: 1. Wirbelstrombremse mit einem beweglich abgestützten, im wesentlichen zylinderförmigen Stator, der zwei magnetisch gegensätzliche glattflächige Pole an den Stirnseiten aufweist, der ferner im Bereich zwischen den Polen, in dem Wirbelströme induziert und in Wärme umgesetzt werden, mit Durchlaufkanälen für ein Kühlmittel versehen ist und eine ringförmige Erregerspule trägt, und mit einem koaxial zum Stator gelagerten Rotor, der sich mit zwei an der Rotorwelle befestigten magnetisierbaren Umlaufkörpern zu beiden Seiten des Stators erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die bei-den Umlaufkörper (14a, 14b) durch ein magnetisch leitendes Konstruktionselement derart miteinander in Verbindung stehen, daß sie magnetisch gegensätzliche Pole der Erregerspule (10) darstellen und beim Umlauf des Rotors Wirbelströme im Stator induzieren.
2. 2. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil (Ila) der Rotorwelle (11), die gegebenenfalls aus magnetisch leitenden und magnetisch nichtleitenden Teilen zusammengesetzt ist, als magnetisch leitendes Konstruktionselement dient. 3. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (11) aus magnetisch nichtleitendem Werkstoff besteht und eine auf der Rotorwelle aufgeschrumpfte Hülse aus magnetisch leitendem Werkstoff als Verbindungsglied der beiden Umlaufkörper (14a, 14b) dient. 4. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß der Stator in einem Gehäuse (4) beweglich- abgestützt ist und das Gehäuse (4) auf Lenkerfedern (2, Z und 3, 3') ruht, die so angeordnet sind, daß sich ihre Längsachsen in der Rotorachse schneiden. 5. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (5) im Gehäuse (4) derart gelagert ist, daß eine Verschiebung des Stators relativ zum Rotor in Achsrichtung ungehindert erfolgen kann und Bewegungen des Stators (5) in den übrigen fünf Freiheitsgraden elastisch nachgiebig möglich sind. 6. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Lagerungselemente (15), welche den Stator in axialer Richtung einstellen und fixieren lassen und Drehbewegungeni des Stators um alle die Rotorwelle rechtwinklig schneidenden Achsen verhinderm 7. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufkanäle (9) so, beispielsweise mäanderartig, ineinandergeschachtelt angeordnet sind, daß die vom Stator abzuleitende Wärme im Gegenstrom auf das Kühlmittel übergeht. 8. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei am Stator um 180 oder nahezu 180' versetzt angeordnete, mit dem Stator (5) fest verbundene Gelenkzapfen (16), mit denen sich der Stator (5) beim Bremsvorgang an Hebeln (17), welche im Gehäuse (4) gelagert sind und mit einer Kraftmeßeinrichtung in Verbindung stehen, anlegt. 9. Wirbelstrombremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (17) an den Stellen, an denen die Gelenkzapfen angreifen, gabelartige Aussparungen aufweisen. 10. Wirbelstrombremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkerfedern (2, 2' und 3, 3"), auf denen das Gehäuse (4) ruht, mit mechanischen oder elektrischen Dehnungsmeßelementen (18) ausgerüstet sind, die das vom Rotor auf den Stator (5) übertragene Drehmoment anzeigen lassen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 950 938; Zeitschrift »DeutscheElektrotechnik«, 1956,S.220ff.