DE202006015241U1 - Eddy current brake for non-contact torque transmission has an armature ring with a ring body for rotating around a hinge pin and cooling ribs on its outer periphery - Google Patents

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Abstract

Circulated with cooling air and shaped as a single piece from the ring body of an armature ring, cooling ribs take the shape of fins and are distributed with even gaps parallel to a hinge pin (D) over the periphery of the ring body. They extend over more than half the length of the ring body. A cooling airflow can leave an eddy current brake (1) through a ventilation grid (G).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelstrombremse mit einem um eine Drehachse drehbeweglichen, einen Ringkörper umfassenden Ankerring, der an seinem Außenumfang mit Kühlrippen versehen ist, die von Kühlluft umströmbar sind.The The invention relates to an eddy current brake with a about an axis of rotation rotatable, a ring body comprehensive anchor ring, on its outer circumference with cooling fins is provided by the cooling air flow around are.

Wirbelstrombremsen sind allgemein bekannt. Derartige Wirbelstrombremsen ermöglichen eine berührungslose Drehmomentübertragung. Eine derartige Wirbelstrombremse weist einen umlaufenden Ankerring auf, in dem Wirbelströme induziert werden. Diese Wirbelströme bewirken ein abremsendes Drehmoment. Durch die Wirbelströme wird somit ein Widerstand erzeugt, der zur Erhitzung des Ankerringes führt. Um die erzeugte Wärme abführen zu können, sind außen an der Wirbelstrombremse Lüfter angeordnet, die Kühlluft auf den Außenmantel des Ankerringes leiten. Um die zu kühlende Oberfläche des Ankerringes zu vergrößern, sind am Außenumfang des Ankerringes Kühlrippen vorgesehen, die stegförmig ausgeführt sind und auf den Ankerring aufgeschweißt sind.Eddy current brakes are well known. Such eddy current brakes allow a contactless Torque transmission. Such an eddy current brake has a circumferential anchor ring on, in the eddy currents be induced. These eddy currents cause a decelerating Torque. Through the eddy currents Thus, a resistance is generated, which is used to heat the anchor ring leads. To the generated heat lead away to be able to are outside at the eddy current brake fan arranged the cooling air on the outer jacket lead the anchor ring. To cool the surface of the Anchor ring to enlarge are on the outer circumference of the anchor ring cooling fins provided, the bar-shaped accomplished are welded on the anchor ring.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wirbelstrombremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Kühlung des Ankerringes bewirkt.task The invention is an eddy current brake of the aforementioned To create kind, which causes an improved cooling of the anchor ring.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kühlrippen einstückig aus dem Ringkörper des Ankerringes ausgeformt sind. Durch die einstückige Ausformung der Kühlrippen aus dem Ankerring ergibt sich ein gleichmäßiger Wärmeübergang vom Ringkörper zu den Kühlrippen. Dies war beim Stand der Technik nicht der Fall. Durch die aufgeschweißten Kühlrippen ergab sich zwischen dem Ringkörper des Ankerringes und den Kühlrippen eine Trennfuge, die einen schlechten Wärmeübergang bewirkte. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass sich durch die einstückige Ausformung der Kühlrippen eine verbesserte Stabilität des Ankerringes ergibt. Die Kühlrippen haben erfindungsgemäß nicht nur Kühl-, sondern auch Versteifungsfunktion. Durch die einstückige Ausformung wird die Steifigkeit des Ankerringes erheblich erhöht. Bei entsprechender Wärmeentwicklung und einem Betrieb der Wirbelstrombremse mit hohen Drehzahlen ergibt sich für den Ankerring aufgrund der erhöhten Stabilität eine geringere und gleichzeitig eine gleichmäßigere Aufweitung. Bei geringen Drehzahlen kann durch die erhöhte Stabilität des Ankerringes vermieden werden, dass bei der Versorgung der elektromagnetischen Spulen mit Nennstrom die magnetische Anziehungskraft zwischen einem Spulenkörper und dem Ankerring so groß ist, dass der Ankerring nach innen gezogen wird und in Kontakt mit dem Außendurchmesser des Spulenkörpers gelangt. Spurrillen an der Oberfläche zwischen Ankerring und Spulenkörper können durch die erfindungsgemäße Lösung somit vermieden werden. Die erfindungsgemäße Wirbelstrombremse ist daher mit einem kleineren Luftspalt betreibbar, wodurch größere Drehmomente übertragen werden können, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Die erfindungsgemäße Wirbelstrombremse kann daher eine größere Leistung erzielen.These Task is inventively characterized solved, that the cooling fins one piece from the ring body are formed of the anchor ring. Due to the one-piece shape of the cooling fins From the anchor ring results in a uniform heat transfer from the ring body the cooling fins. This was not the case with the prior art. Through the welded-on cooling fins emerged between the ring body the anchor ring and the cooling fins a parting line, which caused a poor heat transfer. Another Advantage of the invention is solution it that through the one-piece Shape of the cooling fins an improved stability of the anchor ring results. The cooling fins do not have according to the invention only cooling, but also stiffening function. Due to the one-piece shape the rigidity of the anchor ring is significantly increased. at corresponding heat development and operation of the eddy current brake at high speeds results for the Anchor ring due to the raised stability a smaller and at the same time a more even expansion. At low Speeds can be increased by the stability Anchor ring can be avoided when supplying the electromagnetic Coils with rated current the magnetic attraction between one bobbins and the anchor ring is so big that the anchor ring is pulled inwards and in contact with the outer diameter of the bobbin arrives. Ruts on the surface between anchor ring and bobbins can by the inventive solution thus be avoided. The eddy current brake according to the invention is therefore operable with a smaller air gap, thereby transmitting larger torques can be as is the case in the prior art. The eddy current brake according to the invention can therefore a greater performance achieve.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlrippen stegförmig gestaltet und erstrecken sich in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Ringkörpers verteilt achsparallel zu der Drehachse. Dadurch wirken die Kühlrippen zum Einen als „Schaufeln" für den Transport der Kühlluft in Umfangsrichtung. Zum Anderen wird in Längsrichtung des Ankerringes eine Versteifung erzielt.In Embodiment of the invention, the cooling fins are web-shaped and extend at regular intervals over the Circumference of the ring body distributed axially parallel to the axis of rotation. As a result, the cooling fins act on the one hand as "shovels" for transport the cooling air in the circumferential direction. On the other hand, in the longitudinal direction of the anchor ring achieved a stiffening.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erstrecken die Kühlrippen sich über mehr als die Hälfte der Länge des Ringkörpers. Zudem enden die Kühlrippen zu beiden Stirnseiten des Ringkörpers in Abstand vor den Stirnseiten. Die Kühlrippen erstrecken sich somit nicht über die gesamte Länge des Ankerringes. An den außenliegenden Umfangsrändern des Ankerringes kann somit der Luftspalt zum Gehäuse gering gehalten werden, wodurch sich zum Einen eine gute Führung der Kühlluftströmung und zum Anderen eine kompakte Bauweise ergeben kann.In Further embodiment of the invention, the cooling fins extend over more than half of Length of the Ring body. In addition, the cooling fins end to both ends of the ring body at a distance in front of the end faces. The cooling fins thus extend no over the entire length of the anchor ring. On the outside peripheral edges the anchor ring can thus be kept low the air gap to the housing, resulting in a good management of the cooling air flow and on the other a compact Construction can result.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlrippen durch Fräsen aus dem Ringkörper ausgeformt. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, da sich eine vergleichsweise einfache und dennoch exakte Fertigungsmöglichkeit ergibt. Bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die einstückig ausgeformten Kühlrippen durch Guß-, Strangpreß- oder Schmiedeverfahren hergestellt.In Another embodiment of the invention, the cooling fins are made by milling formed the annular body. This is a particularly advantageous embodiment, since a comparatively simple and nevertheless exact production possibility results. In non-illustrated embodiments of the invention are the one piece formed by cooling fins Molding-, extruded or forging produced.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.Further Advantages and features of the invention will become apparent from the claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention, which is illustrated with reference to the drawings.

1 zeigt in einer Frontansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wirbelstrombremse, auf der drei Lüfter angeordnet sind. 1 shows a front view of an embodiment of an eddy current brake according to the invention, are arranged on the three fans.

2 die Wirbelstrombremse nach 1 in einem Längsschnitt und in vergrößerter Darstellung, 2 the eddy current brake after 1 in a longitudinal section and in an enlarged view,

3 in einem Längsschnitt ausschnittsweise die Wirbelstrombremse nach 1 im Bereich der Befestigung eines Lüfters, 3 in a longitudinal section of the eddy current brake 1 in the field of mounting a fan,

4 in perspektivischer und aufgeschnittener Darstellung die Wirbelstrombremse nach 2, 4 in perspective and cutaway view of the eddy current brake 2 .

5 in vergrößerter Schnittdarstellung einen Ankerring der Wirbelstrombremse nach 2, und 5 in an enlarged sectional view of an anchor ring of the eddy current brake 2 , and

6 den Ankerring nach 5 in perspektivischer Darstellung. 6 the anchor ring after 5 in perspective view.

Eine Wirbelstrombremse 1 gemäß den 1 bis 6 weist ein Gehäuse auf, in dem eine abzubremsende Welle 3 drehbar gelagert ist. Mit der Welle 3 ist ein Ankerring 4 bis 7 drehschlüssig verbunden. Der Ankerring 4 bis 7 weist eine Ankerringnabe 6 auf, die mittels einer Verzahnung drehfest auf der Welle 3 angeordnet ist. Die Welle 3 ist um eine Drehachse D drehbar in dem Gehäuse der Wirbelstrombremse 1 gelagert. Die Ankerringnabe 6 ist über einen scheibenartigen Ringflansch 5 fest mit einem Ringkörper 4 des Ankerringes verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ankernabe 6, der Ringflansch 5 und der Ringkörper 4 miteinander verschweißt. Der Ringkörper 4 ist als im wesentlichen zylindrisches Hohlprofil ausgeführt und ist koaxial zur Drehachse D durch den Ringflansch 5 gehalten. Der Ringkörper 4 umschließt mantelartig einen radial innen angeordneten Spulenkörper, der mehrere elektromagnetische Spulen 8 umfasst. Der Spulenkörper ist fest mit dem Gehäuse der Wirbelstrombremse 1 verbunden. Sobald die Spulen 8 mit Strom beaufschlagt sind, wirken bei einer Drehung der Welle 3 Wirbel ströme zwischen dem Spulenkörper und dem Ankerring 4 bis 6, insbesondere dem Ringkörper 4.An eddy current brake 1 according to the 1 to 6 has a housing in which a shaft to be braked 3 is rotatably mounted. With the wave 3 is an anchor ring 4 to 7 rotationally connected. The anchor ring 4 to 7 has an anchor ring hub 6 on, by means of a toothing rotatably on the shaft 3 is arranged. The wave 3 is rotatable about a rotation axis D in the housing of the eddy current brake 1 stored. The anchor ring hub 6 is via a disc-like ring flange 5 firmly with a ring body 4 connected to the anchor ring. In the illustrated embodiment, the Ankernabe 6 , the ring flange 5 and the ring body 4 welded together. The ring body 4 is designed as a substantially cylindrical hollow profile and is coaxial with the axis of rotation D through the annular flange 5 held. The ring body 4 Covers a shell-like radially inwardly arranged bobbin, the plurality of electromagnetic coils 8th includes. The bobbin is fixed to the housing of the eddy current brake 1 connected. Once the coils 8th are energized, act upon rotation of the shaft 3 Vortex flows between the bobbin and the anchor ring 4 to 6 , in particular the ring body 4 ,

Um die hierdurch entstehende Wärme abzuleiten, ist der Ringkörper 4 radial außenseitig mit Kühlrippen 7 versehen (2 bis 6), die neben ihrer Kühlfunktion zur axialen Versteifung des Ringkörpers 4 beitragen. Die Kühlrippen 7 sind einstückig durch Fräsen aus dem Ringkörper 4 ausgeformt. Wie anhand der 5 und 6 erkennbar ist, sind die Kühlrippen 7 stegförmig gestaltet und erstrecken sich achsparallel zu der Drehachse D über einen Grossteil der axialen Länge des Ringkörpers 4. Die Stirnenden jeder Kühlrippe 7 enden in Abstand zu den gegenüberliegenden Stirnkanten des Ringkörpers 4, wobei sie mit schräg abfallenden Stirnkanten enden (5). An den gegenüberliegenden Stirnrandbereichen des Ringkörpers 4 sind somit keine Kühlrippen 7 mehr vorhanden. Vielmehr ist dieser Randbereich jeweils als glatte, zylindrische Oberfläche gestaltet.In order to dissipate the resulting heat, the ring body 4 radially outside with cooling fins 7 Mistake ( 2 to 6 ), in addition to their cooling function for axial stiffening of the annular body 4 contribute. The cooling fins 7 are integrally by milling from the ring body 4 formed. As based on the 5 and 6 is recognizable, are the cooling fins 7 designed web-shaped and extend axially parallel to the axis of rotation D over a majority of the axial length of the annular body 4 , The front ends of each fin 7 ends at a distance from the opposite end edges of the annular body 4 , where they end with sloping front edges ( 5 ). At the opposite end edge regions of the annular body 4 are therefore no cooling fins 7 more available. Rather, this edge region is designed in each case as a smooth, cylindrical surface.

Wie anhand der 2 bis 6 erkennbar ist, ragen die Kühlrippen 7 radial nach außen von der zylindrischen Mantelfläche des Ringkörpers 4 ab. Jede Kühlrippe 7 ist im Querschnitt zahnartig gestaltet, wobei jede Kühlrippe sich zu ihren Grund und damit zu ihrem zylindrischen Mantel des Ringkörpers 4 hin erweitert. Zwischen zwei Kühlrippen ergeben sich hierdurch jeweils keine scharfen Kanten, sondern vielmehr abgerundete Flächen. Dies ist in 6 gut erkennbar.As based on the 2 to 6 recognizable, the cooling ribs protrude 7 radially outward from the cylindrical surface of the annular body 4 from. Every fin 7 is tooth-shaped in cross-section, each cooling rib to its base and thus to its cylindrical shell of the annular body 4 extended. Between two cooling fins, this results in no sharp edges, but rather rounded surfaces. This is in 6 good to see.

Um die Kühlfunktion der Kühlrippen 7 nutzen zu können, sind dem Gehäuse der Wirbelstrombremse 1 außenseitig mehrere Lüfter 2 zugeordnet, die über entsprechende, nicht näher bezeichnete Schächte (3 und 4) Kühlluft in das Innere der Wirbelstrombremse fördern. Anhand 4 ist erkennbar, dass ein entsprechender Kühlluftstrom L durch einen entsprechenden Schacht auf den Ringkörper 4 und auf die Kühlrippen 7 gebracht wird. Anhand der 4 ist auch erkennbar, dass die eine Stirnseite des Gehäuses der Wirbelstrombremse 1 geschlossen ist, wohingegen die gegenüberliegende Stirnseite etwa auf Höhe des Ringkörpers 4 mit Lüftungsgittern G versehen ist. Durch diese Lüftungsgitter G kann die Kühlluftströmung L aus der Wirbelstrombremse wieder austreten. Der Kühlluftstrom L strömt somit längs der Kühlrippen 7 in Richtung der entsprechenden Stirnseite des Ringkörpers 4, die den Lüftungsgittern G zugewandt ist. Durch die Lüftungsgitter G kann die Kühlluftströmung L austreten. Beim Entlangströmen an den Kühlrippen 7 nimmt die Kühlluft Wärme auf und transportiert diese zur Umgebung hin ab. Hierdurch wird die Kühlung des Ringkörpers 4 bewirkt.To the cooling function of the cooling fins 7 to be able to use, are the housing of the eddy current brake 1 outside several fans 2 assigned via corresponding unspecified wells ( 3 and 4 ) Feed cooling air into the interior of the eddy current brake. Based 4 it can be seen that a corresponding cooling air flow L through a corresponding shaft on the ring body 4 and on the cooling fins 7 is brought. Based on 4 is also apparent that the one end face of the housing of the eddy current brake 1 is closed, whereas the opposite end face approximately at the height of the annular body 4 is provided with ventilation grilles G. Through these ventilation grille G, the cooling air flow L can escape from the eddy current brake again. The cooling air flow L thus flows along the cooling fins 7 in the direction of the corresponding end face of the annular body 4 , which faces the ventilation grilles G. Through the ventilation grille G, the cooling air flow L can escape. When flowing along the cooling fins 7 the cooling air absorbs heat and transports it to the environment. As a result, the cooling of the annular body 4 causes.

Claims (7)

Wirbelstrombremse mit einem um eine Drehachse drehbeweglichen, einen Ringkörper umfassenden Ankerring, der an seinem Außenumfang mit Kühlrippen versehen ist, die von Kühlluft umströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (7) einstückig aus dem Ringkörper (4) des Ankerringes (4 bis 7) ausgeformt sind.Eddy current brake with an about an axis of rotation rotatable, an annular body comprising anchor ring, which is provided at its outer periphery with cooling fins which are flowed around by cooling air, characterized in that the cooling fins ( 7 ) in one piece from the annular body ( 4 ) of the anchor ring ( 4 to 7 ) are formed. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (7) stegförmig gestaltet sind und sich in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Ringkörpers (4) verteilt achsparallel zu der Drehachse (D) erstrecken.Eddy current brake according to claim 1, characterized in that the cooling ribs ( 7 ) are web-shaped and at regular intervals over the circumference of the annular body ( 4 ) distributed axially parallel to the axis of rotation (D) extend. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (7) sich über mehr als die Hälfte der Länge des Ringkörpers (4) erstrecken.Eddy current brake according to claim 1, characterized in that the cooling ribs ( 7 ) over more than half the length of the ring body ( 4 ). Wirbelstrombremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (7) zu beiden Stirnseiten des Ringkörpers (4) in Abstand vor den Stirnseiten enden.Eddy current brake according to claim 3, characterized in that the cooling fins ( 7 ) to both end faces of the annular body ( 4 ) at a distance from the front ends. Wirbelstrombremse nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (7) an ihren gegenüberliegenden Stirnenden eine schräg abfallende Kante aufweisen.Eddy current brake according to one of claims 3 or 4, characterized in that the cooling fins ( 7 ) have at their opposite ends a sloping edge. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (7) durch Fräsen aus dem Ringkörper (4) ausgeformt sind.Eddy current brake according to claim 1, characterized in that the cooling ribs ( 7 ) by Frä sen from the ring body ( 4 ) are formed. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (7) vom Ringkörper (4) aus radial nach außen abragen.Eddy current brake according to claim 1, characterized in that the cooling ribs ( 7 ) of the ring body ( 4 protrude from radially outward.
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