DE20318076U1

DE20318076U1 - Magnetkraftbremse

Info

Publication number: DE20318076U1
Application number: DE20318076U
Authority: DE
Original assignee: Komos Komponenten Module GmbH; Komos Komponenten Module Systeme GmbH
Current assignee: Komos Komponenten Module GmbH; Komos Komponenten Module Systeme GmbH
Priority date: 2003-11-22
Filing date: 2003-11-22
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2013-11-23

Abstract

Magnetkraftbremse gekennzeichnet dadurch, dass in einem Kunststoffgehäuse mit äußeren Befestigungselementen ein lateral magnetisierter Dauermagnet formschlüssig so befestigt ist, dass seine Magnetpole zur offenen Seite des Gehäuses weisen und gegenüber eine Kunststoffachse mit einem Flansch angeordnet ist, der formschlüssig einen Ferromagnetischen Ring trägt , der durch das Gehäuse koaxial geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremselement zur definierten Verzögerung einer Drehbewegung, welche die erforderliche Bremskraft mit Hilfe eines Permanentmagneten erzeugt. Zusätzlich werden Möglichkeiten zur gezielten Anpassung an unterschiedliche technische Aufgabenstellungen aufgezeigt.
Stand der Technik
Aus dem Automobilbau sind unterschiedliche Bremselemente bekannt, welche die Bewegung von Abdeckungen, Getränkehaltern und Lüftungselementen , nach dem Entriegeln langsam in ihre Endlage bewegen. Diese sind

1. Fluidbremse: In einer hermetisch verschlossenen Kapsel bewegt sich ein Schaufelrad gegen dem Strömungswiderstand eines viskosen Fluids. Die Bremswirkung wird durch die Spaltbreite und Viskosität des Fluids sowie der Geometrie des Schaufelrades bestimmt.
2. Backenbremse Im Patent DE 10061030 ist eine Vorrichtung beschrieben , bei der in einer fest stehenden Führungseinheit zwei bewegliche Bremsklötze durch eine vorgespannte Schraubenfeder gegen eine koaxial umlaufende Bremstrommel gedrückt werden.
Die Bremskraft wird durch die Federkraft und die Reibkraft aus der Werkstoffpaarung Bremsklötze und Bremstrommel bestimmt.
3. Fliehkraftbremse: Aus der Fernmeldetechnik ist eine Bremse zum Regeln der Ablaufgeschwindigkeit der Wählerscheibe bekannt. Durch die Rotation der Achse werden Fliehgewichte gegen die Wand der Bremstrommel geschleudert. Die Bremswirkung ist proportional zur Rotationsgeschwindigkeit.
4. Wirbelstrombremse Die einfachste Wirbelstrombremsen findet man in den Elektrizitätszählern. Dabei rotiert eine Aluminiumscheibe im Luftspalt eines Permanentmagneten. Die Bremswirkung ist proportional zur Rotationsgeschwindigkeit.

Problem
Aus den dargestellten Vorteilen haben alle diese Bremselemente auch Nachteile.
So hängt die Viskosität des Fluids in der Fluidbremse wesentlich von der Temperatur ab. Bei Temperaturen ab 90°C geht die Bremskraft stark zurück.
Dem Einsatz der Backenbremse sind Grenzen bei der Miniaturisierung gesetzt. Je kleiner das Bremselement sein soll um so größer muss die Federkraft sein.
Dies bedarf einen höheren technischen Aufwand und somit ist diese Lösung auch sehr kostenintensiv.
Die Fliehkraftbremse ist selbstregelnd und aufwändig in der Herstellung.
Die Wirbelstrombremse ist ebenfalls selbstregelnd. Eine spürbare Bremswirkung setzt aber bei einer höheren Rotationsgeschwindigkeit ein.
Ziel der Erfindung ist es, eine kostengünstige Lösung des Problems zu finden , die allen Umgebungseinflüssen sowie physikalischen und technischen Ansprüchen gerecht wird.
Erfindung
Diese Probleme werden mit den Maßnahmen der Ansprüche 1 bis 11 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall ein einfach herzustellendes, mechanisch stabiles und individuell anpassungsfähiges Bremselement für den Einsatz z.B. im Automobilbau realisiert welches unempfindlich gegenüber Verschmutzung, Hitze und Kälte ist und nahezu jede geforderte Größe reproduziert werden kann.
Darstellung der Erfindung
1 stellt den Gesamtaufbau einer ausgeführten Magnetkraftbremse mit Befestigungselement (4) dar.
2 zeigt das Gehäuse (1) , den Deckel (2), das Koppelelement (3) , den Permanentmagneten (5) und das Rotorenelement (6).
3 macht die Kombination von Achse (6.1) und Jochplatte (6.2) zum Rotationselement (6) deutlich .
4 stellt symbolisch den lateral magnetisierten Permanentmagneten dar.
Erfindungsgemäß besteht die Magnetkraftbremse aus einem Gehäuse (1), in welchem ein lateral magnetisierter Permanentmagnet (5) formschlüssig eingesetzt und verbunden ist und das mit Hilfe der Befestigungselemente (4) mit einem Chassis oder Geräteträger befestigt werden kann. Durch die laterale Magnetisierung werden Streufelder vermieden und durch die Anzahl der Polpaare und deren Abstände wird die Magnetkraft variiert.
Der Magnetkreis wird durch die Ferromagnetische Jochplatte (6.2) geschlossen, die formschlüssig mit der Achse (6.1) über den Achsflansch verbunden ist und gleichzeitig als Reibeelement dient. Idealer weise ist die Jochplatte so dimensioniert, dass sie das Gehäuse vollständig verschließt, da das Eindringen von magnetisierbaren und anderweitigen Fremdkörpern zum Blockieren oder zur völligen Zerstörung führen kann.
Für besonders raue Umgebungsbedingungen kann ein zusätzlicher elastischer Verschluss (Deckel (2) ) vorgesehen werden.
Die mechanische Kopplung mit dem abzubremsenden Körper erfolgt z.B. über ein Zahnrad (3) als Koppelelement. Weitere Koppelelemente können Reibrad oder ein Schneckenrad sein.
Alternativ sind Dreikant , Vierkant ,Sechskant oder andere Achsformen möglich.
Die zur Erzielung der Bremswirkung erforderliche Reibung findet zwischen den Reibelement (6.2) und dem ringförmigen Permanentmagneten(5) sowie dem Gehäuse(1) statt.
Durch die Wahl eines geeigneten Kunststoffes und der Toleranzauswahl für die Achse (6.1) kann die Bohrung als Gleitlager oder als zusätzliche Bremsfläche dienen.
Weiterführung der Erfindung
Als weitere Ausgestaltung der Erfindung können die Befestigungselemente (4) durch eine formschlüssige Gestaltung der Oberfläche des Gehäuses (1) als Vieleck ersetzt werden. Dadurch kann das Bremselement selbst als Lager montagefreundlich eingesetzt werden.
Durch eine konische Gestaltung der Achsbohrung des Permanentmagneten (5) und eine entsprechende Gestaltung der Achse (6.1) kann eine zusätzliche Reibfläche gewonnen werden.
Die Fuge zwischen dem Gehäuse (1) und dem Flansch der Achse (6.1) kann ebenfalls als als dichtende Reibfläche gestaltet werden.
Einen Ersatz der Hakenelemente (4) am Umfang des Gehäuses (1) können ersetzt werden durch am Boden befindliche Schraubenelemente.
Die Weiterführung der Erfindung kann dahingehend erreicht werden, das rotationssymmetrische Permanentmagnete durch rechteckige bzw. quadratische Geometrien ersetzt werden.

Claims

Magnetkraftbremse gekennzeichnet dadurch, dass in einem Kunststoffgehäuse mit äußeren Befestigungselementen ein lateral magnetisierter Dauermagnet formschlüssig so befestigt ist, dass seine Magnetpole zur offenen Seite des Gehäuses weisen und gegenüber eine Kunststoffachse mit einem Flansch angeordnet ist, der formschlüssig einen Ferromagnetischen Ring trägt , der durch das Gehäuse koaxial geführt wird.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass der Dauermagnet eine axiale zylindrische Bohrung aufweist.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1 gekennzeichnet, dass der Dauermagnet zylindrische quadratische bzw. rechteckige Formen annehmen kann.
Magnetkraftbremse dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet eine axiale konische Bohrung aufweist.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1 und 2, 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Achse bis in die Bohrung des Dauermagneten hineinragt und als Gleitlager ausgeführt ist.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Achse so an die Bohrung des konischen Dauermagneten angepasst ist, dass ein zusätzliches Reibmoment entsteht.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1,2 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Gehäuses den Dauermagneten überragt und nach außen konisch erweitert ist so das er mit dem Flansch der Achse ein konische Fuge bildet, die als dichtende Reibfläche genutzt werden kann.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1 und 2 oder 4 gekennzeichnet dadurch, dass die Gehäusewand nach außen konisch gestaltet ist und der Achsflansch das Gehäuse so überragt, dass sich auf der Außenseite eine konische Dichtfuge ergibt.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1 und 2 oder 4 gekennzeichnet dadurch, dass Achse und Flansch vollständig innerhalb des Gehäuses befinden, diese durch eine elastische Kappe (Deckel) so verschlossen ist, dass sich nur der Achsstumpf mit einem angeformten oder aufgesetzten Koppelelement herausragt.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1 bis 9 gekennzeichnet dadurch, dass der Außenmantel des Gehäuses als Vieleck oder Vielzahn gestaltet ist, so dass es formschlüssig in eine Aufnahmeöffnung zur Übertragung des Bremsmomentes eingesetzt werden kann.
Magnetkraftbremse nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente am Boden des Gehäuses als Schraubenelemente ausgeführt sind und in den Aufnahmeöffnungen eines Chassis oder Geräteträgers eine mechanische Verbindung herstellen.