DE2103660A1 - - Google Patents

Description

R. 9
22.1.1971 Gl/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 V/irbel strombremse mit Kühleinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wirbelstrombremse in. Fahrzeugen mit einem feststehenden, induzierenden Teil mit Magnetpolen und einem vor deren. Polflächen rotierenden induzierten Teil, der Lufterschaufein hat.

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Stuttgart

Durch die französische Patentschrift Ί 012 675 ist beispielsweise eine Wirbelstrombremse bekannt geworden, gegen deren Rotor durch Düsen Wasser gespritzt wird, wenn ihre Temperatur eine bestimmte Grenze erreicht. Diese Verdampfungskühlung ist intensiv, hat' aber insofern Nachteile, als sich beim Kühlen Wasserdampf bildet, der kondensiert und sich auf den umgebenden Teilen niederschlägt. Das bei jedem Bremsen zugeführte Wasser begünstigt bei Fahrzeugen in Verbindung mit Staub und Schmutz die Korrosion des Rotors und der übrigen Teile der Wirbelstrombremse sowie auch der vom Dampf beaufschlagten Teile des Fahrzeugs..Bei dieser Einrichtung besteht außerdem die Gefahr eines Kühlwassermangels, wenn nicht rechtzeitig der Vorrat erneuert wird, oder daß der Kühlwasservorrat einfriert. In einem solchen Fall überhitzt sich die Wirbelstrombremse und verliert dabei ihre Wirksamkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, für eine Wirbelstrombremse, deren Rotor zum Fördern eines Kühlluftstromes Lüfterflügel trägt, eine betriebssichere Zusatzkühleinrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß gegen die dem induzierenden Teil zugewandten Fläche des induzierten Teils feststehende Blasluftdüsen gerichtet sind, die bei hoher Temperatur des induzierten Teils Blasluft gegen dessen dem induzierenden Teil zugewandten Fläche blasen.

Eine besonders einfache Versorgung der Zusatzkühleinrichtung mit Blasluft läßt sich dadurch erzielen, daß die Blasluftdüsen über ein Ventil mit der Druckluftversorguhgseinrichtung der Druckluftbremsanlage des Fahrzeugs verbunden sind.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher "beschrieben. Es zeigen:"

Fig. 1 eine Wirbelstrombremse im Längsschnitt,

Fig. 2 die Wirbelstrombremse nach Fig. 1 in Seitenansicht teilweise im Schnitt,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wirbelstrombremse im Längsschnitt und

Fig. 4· eine Schaltungsanordnung der Kühleinrichtung einer Wirbelstrombremse.

Auf dem Umfang eines Tragringes 11, der am Getriebekasten eines Kraftfahrzeuges befestigt ist, sind im gleichen Abstand mehrere Polkerne 12 radial abstehend befestigt,-auf denen Erregerwicklungen 13 sitzen. Im Innern des Tragringes 11 ist mittels eines Kugellagers 16 eine Nabe 17 drehbar gelagert, in die ein Antriebswellenstumpf 18 des Fahrzeuggetriebes mit Keilnut- oder Zahnwellenprofil formschlüssig eingreift und an der die Hauptantriebswelle 19 befestigt ist. Die Nabe 17 trägt eine Trommel 20, deren zylindrischer Teil 21 die freien Polflächen 1A- der Polkerne 12 mit geringem Luftspalt umläuft.

Auf der Außenseite der Stirnwand 22 der Trommel 20 sind aerodynamsich gestaltete Lüfterschaufeln 23 angeordnet, welche sich als Kühlrippen 24· auf der Außenseite des zylindrischen Teils 21 fortsetzen. Die Lufterschaufeln 23 und die Kühlrippen 24 sind teilweise von einer Haube 25 abgedeckt, so daß Kanäle gebildet werden, durch die beim Umlaufen der Trommel 20 Luft gefördert wird, welche an der Oberfläche der Trommel 20, der Luft er schaufeln 23 und der Kühlrippen 24

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vorbeistreichend diese kühlt. Außerdem hat die Trommel 20 in der Stirnwand 22 Durchbrüche 27, die von als Lüfterschaufeln 26 gebildeten Stegen begrenzt werden. Die Lüfterschaufeln 26 saugen beim Umlaufen der Trommel 20 Luft an und fördern diese durch die Zwischenräume zwischen den Polkernen 12 mit den Erregerwicklungen 13.

Beim Umlaufen der Trommel 20 entstehen, wenn die Wicklungen 13 erregt sind, in ihrem zylindrischen Teil 21 Virbelströme, deren Energie in Wärme umgesetzt wird. Bei kurzzeitigem Einschalten der Wirbelstrombremse genügt die Kühlleistung . der Lufterschaufein 23 und 26 um die entstandene Wärme abzuführen. Um auch bei längerer Einsehaltdauer der Wirbelstrombremse, beispielsweise bei Talfahrten des Fahrzeugs, und bei Stillstand der Bremse nach vorhergehendem Betrieb ein schnelles Abkühlen der Trommel zu gewährleisten, wird gegen die Innenseite des zylindrischen Teils 21 der Trommel 20 Druckluft geblasen. Dazu sind zwischen den einzelnen Erregerwicklungen 13 Rohrstutzen 30 angeordnet, die sich nahe der Innenfläche des zylindrischen Teils 21 erstrecken. Die Rohrstutzen 30 haben mehrere Düsenbohrungen 31, die schräg gegen die Innenseite des zylindrischen Teils 21 gerichtet sind. Die Rohrstutzen 31 sitzen an einem Druckluftversorgungsring 32, der auf Befestigungsaugen-35 des Tragringes 11 sitzt. Dem Druckluftversorgungsring wird durch einen Stutzen 33 und einen Schlauch 34- Druckluft zugeführt, die mit großer Geschwindigkeit aus den Düsenbohrungen 31 austritt und auf die Innenseite des. zylindrischen Teils 21 der Trommel 20 auftritt. Durch die dabei entstehenden Luftwirbel wird der zylindrische Teil 21 der Trommel 20 auch bei Stillstand sehr intensiv abgekühlt.

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Zum Abschirmen der Erregerwicklungen 15 gegen vom zylindrischen Teil 21 der Trommel 20 ausgehende Wärmestrahlung sind radial innerhalb der Rohrstutzen JO zwischen den Köpfen der Polkerne 12 Platten 36 angeordnet, Welche die aus den Düsenbohrungen 31 austretenden Kühlluftströme gegen den zylindrischen Teil 21 der Trommel 20 lenken.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist im wesentlichen genauso aufgebaut wie das oben beschriebene; bei ihm ist jedoch der Einlaß für die beim Umlaufen der Trommel 20 geförderte Kühlluft absperrbar. Die Stirnwand 22 der Trommel 20 hat bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Ringbereich nahe der Nabe 17 mehrere Durchbrüche 40, die voneinander durch Öpeichen 4-1 getrennt sind. Hinter den Speichen 41 hat die Stirnwand 22 einen Ringraum 42, von dem aus in der Stirnwand 22 Kanäle 43 radial nach außen führen. Diese Kanäle 43 werden durch Lufterschaufeln 44 begrenzt, die aerodynamisch so ausgebildet sind, daß beim Umlaufen der Trommel 20 Luft durch die Durchbrüche 40 und den Ringraum 42 angesaugt und durch die Kanäle 43 gedrückt wird. An die Lüfterschaufeln 44 schließen sich die Kühlrippen 24 an. Ein auf dem Rücken der Kühlrippen 24 aufliegender Blechmantel 45 deckt zwischen den Rippen 24 axial verlaufende Kanäle 46 ab.

Im Ringraum 42 der Trommel 20 ist ein Ring 47 gegen die Druchbrüche 40 axial verschiebbar angeordnet. Seine Fläche ist so bemessen, daß er die Durchbrüche 40 in einer seiner Endlagen überdeckt. Der Ring 47 ist am einen Ende an drei Stangen 48 befestigt, die in gleichmäßig auf einem Teilkreis des Tragringes 11 angeordneten, axialen Bohrungen geführt sind und diese durchsetzen. Das andere Ende jeder Stange 48 ist mit

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dem Kolben 50 von pneumatisehen Arbeitszylinaem 51 verbunden, die in erweiterten Bohrungen im Tragring 11 sitzen. Druckfedern 52 drücken bei nicht beaufschlagten Kolben 50 diese in ihre gezeichnete rechte Endstellung, so daß der Ring 47 . den Lufteinlaß durch die Durchbrüche 40 freigibt·

Die für die Arbeitszylinder 51 benötigte Druckluft wird einem Druckluftbehälter 56 entnommen und von einem Magnetventil 55 gesteuert (Fig. 4). Der Behälter 56, aus dem auch andere Einrichtungen des Kraftfahrzeugs gespeist werden, wird über ein Überströmventil 57 aus einem Vorratsbehälter 58 für die Druckluftbremsanlage des Fahrzeugs gespeist, zu der ein Bremsventil 59 und Bremszylinder 60 gehören. Ein Luftpresser 61, der vom Fahrzeugmotor angetrieben wird, drückt über einen Druckregler 62 Druckluft in den Vorratsbehälter 58.

Die Druckluft zum Kühlen des zylindrischen Teils 21 der Trommel 20 wird über ein Magnetventil 65 aus einem Behälter'66 entnommen, der über ein Überströmventil 67 aus dem Druckluftbehälter 56 mit Druckluft versorgt wird. Die Versorgung der Druckluftbehälter 56 und 66 ist durch die Überströmventile 57 und 67 so getroffen, daß der Druckluftbehälter 56 erst gefüllt wird, wenn im Vorratsbehälter 58 der Vorratsdruck erreicht ist, und der Behälter 66, wenn im Druckluftbehälter 56 der Vorratsdruck erreicht ist.

Beim Einschalten der Wirbelstrombremse durch Schließen eines Schalters 70 fließt der Erregerstrom nicht nur zu den Erregerwicklungen 13ϊ sondern auch zu dem Elektromagnet 71 des Magnetventiles 55» so daß das Ventil den Durchlaß vom Druckluftbehälter 56 zu den Arbeitszylindern 51 absperrt und die Arbeitszylinder 51 entlüftet. Die Druckfeder 52 schiebt dabei

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den KoITden 50 in die rechte Endlage, so daß der Ring 47 von den Durchbrächen 40 weggezogen wird. Die umlaufende Trommel 20 fördert dann mit ihren Lufterschaufein 44 Luft, welche die Rippen 24 und die Außenseite des zylindrischen Teils 21 der Trommel 20 "bestreicht und diese Teile dabei kühlt. Beim Ausschalten der.Wirbelstrombremse durch öffnen des Schalters 70 öffnet das Magnetventil 55 wiederum die Druckluftzufuhr zu den Arbeitszylindern 51> so daß deren Korben 52 den Ring 47 wieder vor die Durchbrüche 40 in der Trommelstirnwand 22 schieben, so daß der Kühlluftzufluß abgesperrt wird.

Zum Steuern der Zufuhr von Druckluft aus dem Behälter 66 zu den Rohrstutzen 30 mit den Düsenbohrungen 31 zum zusätzlichen Kühlen der Trommel 21 und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur der Wirbelstrombremse ist an einer der Polflächen 14 ein Temperaturfühler, beispielsweise ein NTC-Widerstand 73 befestigt, der einen elektrischen Schaltverstärker 74 so steuert, daß beim Erreichen einer Temperaturgrenze, beispielsweise 150°, an den Polflächen 14 der Elektromagnet 72 des Hagnetventils 65 erregt wird, so daß dos Elektromagnetventil 65 den Durchlaß vom Druckluftbehälter 66 zu den Rohrstutzen 30 öffnet. Nach Absinken der Temperatur im Bereich des NTC-Widerstands 73 unterhalb die bestimmte Temperaturgrenze schaltet der Schaltverstärker 74 den Erregerstrom für den Elektromagnet 72 wieder ab.

Um dem Fahrei· anzuzeigen, daß die Wirbelstrombremse stark er wärmt ist, "bzw. daß Druckluft aus dem Behälter 66 gegen die Trommel 20 geblasen wird, ist an den Ausgang des Schaltverstärkers 74 außerdem eine Kontrollampe 75 geschaltet, die am Armaturenbrett im Fahrzeug angeordnet ist. Beim Aufleuchten dieser Kontrollampe während des Stillstandes des Fahrzeugs,

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wenn also die Trommel 20 nicht umläuft, ist es für den Fahrer wichtig, daß er den Fahrzeugmotor nicht abschaltet, sondern diesen weiterlaufen läßt, damit der Luftpresser genügend Druckluft in den Behälter 66 fördert.

Anstelle des von der Druckluft-Bremsanlage des Fahrzeugs gespeisten Behälters 66 und des Magnetventils 65 kann auch ein gesondertes von einem Elektromotor angetriebenes Gebläse verwendet werden, das vom Schaltverstärker 74- gesteuert wird.

Die beim Bremsen durch die V/irb el strombremse erwärmte Luft kann zum Warmhalten des Fahrzeugmotors bei langen Talfahrten verwendet werden, um zu verhindern, daß der Motor zu stark abkühlt.

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Claims (1)

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   Ansprüche

   *-1. !wirbelstrombremse in Fahrzeugen mit einem feststehenden, induzierenden Teil mit Magnetpolen und einem vor deren Polflächen rotierenden induzierten Teil,, der Lufterschaufein hat, dadurch gekennzeichnet, daß gegen die dem induzierenden Teil (12,13,14) zugewandten Fläche des induzierten Teils (20,21) feststehende Blasluftdüsen (31) gerichtet sind, die bei hoher Temperatur des induzierten Teils (20,21) Blasluft gegen dessen dem induzierenden Teil zugewandten Fläche blasen.

   2. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasluftdüsen (31) zwischen den Magnetpolen des feststehenden Teils (11-14) angeordnet sind.

   3. Wirbelstrombremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, > daß die Blasluftdüsen (31) an einem Düsenträger (30) angeordnet sind.

   Wirbelstrombremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Blasluftdüsen (31) mit einem von einem Thermostat gesteuerten Gebläse verbunden sind.

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   ORlQiNAL

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   5. Wirbelstrombremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Blasluftdüsen (31) über ein Ventil (65) mit der Druckluftversorgungseinrichtung der Druckluftbremsanlage des Fahrzeugs verbunden sind.

   6. Wirbelstrombremse nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Blasluftdüsen (31) über ein Ventl (65) mit einem Druckluftvorratsbehälter (66) verbunden sind, welcher an die Versorgungseinrichtung der Druckluft-Betriebsbremsanlage angeschlossen ist.

   7. Wirbelstrombremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftvorratsbehälter (66) über ein Überströmventil (67) aus dem Druckluftvorratsbehälter (58) der Betriebsbremse gefüllt wird.

   8. Wirbelstrombremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen des Ventils (65) von einem Thermostat (73) in der Wirbelstrombremse gesteuert wird.

   9. Wirbelstrombremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß radial innerhalb der Blas?uftdüsen (31) zwischen den Magnetpolen Luftleitplatten (36) angeordnet sind.

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