DE2403868C2 - Eddy current brake - Google Patents
Eddy current brakeInfo
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- DE2403868C2 DE2403868C2 DE19742403868 DE2403868A DE2403868C2 DE 2403868 C2 DE2403868 C2 DE 2403868C2 DE 19742403868 DE19742403868 DE 19742403868 DE 2403868 A DE2403868 A DE 2403868A DE 2403868 C2 DE2403868 C2 DE 2403868C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wirbelstrombremse zum Abbremsen von zwei nicht angetriebenen Rädern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an eddy current brake for braking two non-driven wheels according to the preamble of claim 1.
Bei den bisher bekannten Wirbelstrombremsen sind die Scheiben und der Stator so eingebaut, daß die einander gegenüberliegenden Flächen einer jeden Scheibe und des entsprechenden Polschuhkranzes ursprünglich, & h„ wenn das Fahrzeug leer ist und still steht, parallel sind. Infolge der unvermeidlichen Elastizität der Achsbrücke biegt sich diese jedoch im Betrieb durch. Selbst sehr geringe Durchbiegungen sind groß genug, um die parallele Lage dieser sich gegenüberliegenden Flächen so weit zu stören, daß die Scheiben an dem oberen Abschnitt der Poischuhkränze aneinander reiben. Diese Reibung ist für das Arbeiten der Bremse und ihre Lebensdauer sehr schädlich.In the previously known eddy current brakes, the disks and the stator are installed so that the one another opposite faces of each disc and the corresponding pole piece originally, & h "when the vehicle is empty and stationary, are parallel. As a result of the inevitable elasticity of the axle bridge however, this flexes during operation. Even very small deflections are large enough to accommodate the to disturb parallel position of these opposing surfaces so far that the discs on the upper section the poi-shoe wreaths rub against each other. This friction is essential for the working of the brake and its service life very harmful.
Eine Wirbelstrombremse entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der FR-PS 12 67 191 bekannt Indessen enthält diese Druckschrift keinen Hinweis auf einen divergierenden LuftspaltAn eddy current brake according to the preamble of claim 1 is from FR-PS 12 67 191 known, however, this document contains no reference to a diverging air gap
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine parallele Lage der Scheiben für den Fall sicherzustellen, daß das Fahrzeug belastet und in Betrieb istThe invention is based on the object of ensuring a parallel position of the panes in the event that that the vehicle is loaded and in operation
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem by the characterizing Features of claim 1.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Achsbrücken infolge des Leichtbaues bei Nutzfahrzeugen, Anhängern und dergleichen auf eine bestimmte Last ausgelegt sind. Da aber bereits das maximal zugelassene Gewicht zu einer Durchbiegung der AchsbrückeThe invention is based on the knowledge that the axle bridges due to the lightweight construction in commercial vehicles, Trailers and the like are designed for a specific load. But since the maximum permitted Weight to a deflection of the axle bracket
führt und Überlastungen nicht auszuschließen sind, besteht
die Gefahr, daß sich die Schemen der Bremswellen und der Polschuhkranz berühren Diese Gefahr wird
gemäß der Erfindung beseitigt
In der ATZ 1969, S. 275-281 hat man infolge Temperaturen von über 600° C eine Aufweitung festgestellt
Durch die kegelige Formung wird der Luftspalt vergrößert Allerdings handelt es sich bei diesen Wirbelstrombremsen
nicht um solche, die in Achsbrücken eingebaut werden, so daß sie insoweit gattungsfremd sind, da die
zwei Scheiben des Rotors auf ein und demselben Wellenstumpf sitzen. Aus diesem Umstand läßt sich die Erfindung
nicht herleiten, da die thermisch bedingte Vergrößerung des Luftspaltes den Fachmann veranlaßt,
nach einer Abhilfe in dieser Richtung zu suchen. Er wird demzufolge die Kühlung verbessern, um das unerwünschte
Aufweiten (verringerte Erregung) zu verhindern. leads and overloads cannot be ruled out, there is a risk that the schemes of the brake shafts and the pole piece touch each other. This risk is eliminated according to the invention
In ATZ 1969, pp. 275-281, a widening was found due to temperatures of over 600 ° C. The conical shape increases the air gap to the extent that they are alien to the species, since the two disks of the rotor sit on one and the same stub shaft. The invention cannot be derived from this fact, since the thermally induced enlargement of the air gap causes the person skilled in the art to look for a remedy in this direction. He will therefore improve the cooling to prevent the unwanted expansion (decreased excitation).
Die Übertragung des Gedankens, die »thermische« Aufweitung zur Durchbiegung der Achsbrücke (gezielte »mechanische« Aufweitung) heranzuziehen, hat auch durch die CH-PS 2 76 889 nicht nahegelegen, die lehrt, die beiden Luftspalte bei thermischer Verformung gleich groß zu halten. Eine Divergenz im Sinne der Erfindung ist hieraus nicht herleitbar. Da gerade beiThe transfer of the thought, the "thermal" expansion to deflect the axle bridge (targeted To use »mechanical« expansion), was not obvious even through CH-PS 2 76 889, which teaches to keep the two air gaps the same in the event of thermal deformation. A divergence within the meaning of the invention cannot be derived from this. Right now at
scheinbar einfachen Gegenständen ein logischer Zu* sammenhang zu fordern ist, der hier nicht gegeben ist, hat die Erfindung durch die genannten Druckschriften nicht nahegelegen.apparently simple objects a logical connection is required, which is not given here, the invention was not obvious from the cited publications.
iook
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert:The invention is explained below by way of example with reference to the drawing:
F i g. 1 zeigt in einem Axialschnitt eine Wirbelstrombremse, welche in das zentrale Gehäuse einer Achsbrücke eingebaut ist, und bei welcher die Veränderung der Luftspalte durch eine Sdirägstellung des oberen Teils der Flächen des Polschuihkranzes erzielt ist.F i g. 1 shows an axial section of an eddy current brake which is inserted into the central housing of an axle bridge is built in, and in which the change in the air gap by a Sdirägstellung the upper Part of the surfaces of the Polschuihkranzes is achieved.
F i g. 2 zeigt eine ähnliche Bauart, bei welcher sich jedoch die Schräglage über die ganze Fläche des PoI-schuhkranzes erstrecktF i g. 2 shows a similar design, but in which the inclined position extends over the entire area of the PoI shoe rim
F i g. 3 ist eine geschnittene Teilansicht, weiche einen an dem Ende eines Kerns eines Elektromagneten befestigten oberen Polschuh mit nicht parallelen Flächen zeigt.F i g. 3 is a partial cross-sectional view showing one upper pole piece with non-parallel faces attached to the end of a core of an electromagnet shows.
F i g. 4 ist eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung, bei welcher der Polschuh mit parallelen Flächen an einer schrägen Endfläche des Kerns befestigt ist.F i g. 4 is one of the F i g. 3 corresponding representation, in which the pole piece with parallel surfaces is attached to an inclined end face of the core.
F i g. 5 zeigt eine Wirbelstrombremse, deren Scheiben dem Polschuhkranz gegenüberliegende kegelstumpfförmige Flächen besitzen.F i g. 5 shows an eddy current brake, the discs of which are frustoconical and opposite the pole piece Own areas.
F i g. 6 zeigt eine Wirbelstrombremse mit gegenüber dem Statur schräg liegenden Scheiben.F i g. 6 shows an eddy current brake with disks that are inclined with respect to the stator.
Die dargestellten Wirbelstrombremsen wmsen einen das Magnetfeld erzeugenden Stator auf, welcher im wesentlichen durch eine gerade Zahl von Elektromagneten mit zylindrischen Kernen 1 gebildet wird, deren jeder in einer aus zwei Wicklungen bestehenden Spule 2 angeordnet ist Diese Kerne 1 haben parallele Achsen, sind kreisförmig um die Achse des ringförmigen Stators herum angeordnet und in einem bei 4 starr mit dem Gehäuse der Achsbrücke verbundenen Halter 3 befestigt Die beiden Enden der Kerne sind mit flachen Polschuhen versehen, welche in Draufsicht etwa trapezförmig sind. Diese Polschuhe bilden so am Ende des Stators einen Polschuhkranz 6.The eddy current brakes shown are one the magnetic field generating stator, which is essentially an even number of electromagnets is formed with cylindrical cores 1, each of which in a coil consisting of two windings 2 These cores 1 have parallel axes, are circular around the axis of the annular Arranged around the stator and fastened in a holder 3 rigidly connected to the housing of the axle bridge at 4 The two ends of the cores are provided with flat pole pieces, which are approximately trapezoidal in plan view are. These pole shoes thus form a pole shoe ring 6 at the end of the stator.
Der Stator ist zwischen zwei ringförmigen Scheiben 7 angeordnet, in welchen Wirbelströme erzeugt werden, wenn die Elektromagnete durch einen elektrischen Strom erregt werden und eine Drehbewegung zwischen dem Stator und den Scheiben 7 vorhanden ist Die einander gegenüberliegenden Flächen einer jeden Scheibe 7 und des Polschuhkranzes 6 sind durch einen Luftspalt 8 getrennt Jede Scheibe 7 trägt auf ihrer dem Stator abgewandten Seite Kühlrippen 9, deren radiale Ränder miteinander durch einen ringförmigen Flansch 10 verbunden sind, welcher eben (F i g. 4) oder kegelstumpfförmig (Fig. 3) sein kann. Arme 11 verbinden die Scheibe 7 mit einer Nabe 12, weiche ihrerseits am Ende einer Bremswelle 13 befestigt ist, weiche in einem Achstrichter 14 der Achsbrücke mit Hilfe von Wälzlagern 16 und 15 drehbar gelagert sind, von denen das eine in der Nähe der Nabe 12 liegt Die Bremswellen 13 sino mit den am Ende der Achstrichter 14 hegenden Rädern mit Hilfe von Übertragungsorganen verbunden, welche em Übersetzungsgetriebe und gegebenenfalls eine Gleitkupplung enthalten, welche nicht dargestellt sind.The stator is arranged between two annular discs 7 in which eddy currents are generated, when the electromagnets are excited by an electric current and a rotary motion between the stator and disks 7 are the opposing faces of each Disc 7 and the pole shoe ring 6 are separated by an air gap 8. Each disc 7 carries on its Side facing away from the stator cooling ribs 9, the radial edges of which are connected to one another by an annular Flange 10 are connected, which can be flat (Fig. 4) or frustoconical (Fig. 3). Connect arms 11 the disc 7 with a hub 12, which in turn is attached to the end of a brake shaft 13, soft in an axle funnel 14 of the axle bridge with the help of roller bearings 16 and 15 are rotatably mounted, of which the one near the hub 12 is located Wheels connected with the help of transmission organs, which em transmission gear and possibly contain a sliding coupling, which are not shown.
Die Wirbelstrombremsen sind in ihrer normalen Stellung des F.inbaus in ein Fahrzeug dargestellt, d. h. der obere und der untere Teil der Zeichnungen entspricht in der Wirklichkeit oben und unten gegenüber der Fahrbahn. The eddy current brakes are in their normal position the installation in a vehicle is shown, d. H. the upper and lower parts of the drawings correspond to in the reality above and below opposite the road.
Ferner ist angenommen, daß das Fahrzeug stillsteht Und unbelastet istIt is also assumed that the vehicle is stationary And is unencumbered
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Veränderung der Luftspalte nach oben auf ihre obere Hälfte beschränkt Diese gestrichelt angedeutete Veränderung wird dadurch erzielt, daß die oberen Ab-In the embodiment shown in Fig. 1, the change in the air gap is up to their upper half limited This change, indicated by dashed lines, is achieved by the fact that the upper
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65 schnitte der Außenflächen 17 des Polschuhkranzes 6 nach oben symmetrisch in bezug auf die Mittelebene 18 des ringförmigen Stators senkrecht zu der Achse desselben konvergieren. 65 sections of the outer surfaces 17 of the pole piece 6 converge upwards symmetrically with respect to the central plane 18 of the annular stator perpendicular to the axis of the same.
Die in Fig.2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der der F i g. 1 nur dadurch, daß die beiden Außenflächen 19 der Polschuhe über ihre Gesamtheit nach oben konvergieren.The embodiment shown in Figure 2 differs differs from that of FIG. 1 only in that the two outer surfaces 19 of the pole pieces over their entirety converge upwards.
Sowohl bei einer teilweisen Konvergenz (Fig. 1) als auch bei einer vollständigen Konvergenz (F i g, 2) kann diese auf zweierlei Weise hergestellt werden, wie dies in F i g. 3 und 4 dargestellt istBoth with a partial convergence (FIG. 1) and with a complete convergence (FIG. 2) can these can be produced in two ways, as shown in FIG. 3 and 4 is shown
In F i g. 3 sind es die Polschuhe 20, welche mittels einer nach oben gerichteten Konvergenz ihrer beiden gegenüberliegenden Flächen 21 und 22 die gewünschte teilweise oder vollständige Konvergenz der Außenflächen des Polschuhkranzes herstellen, während die Endflächen 23 der Kerne 1 senkrecht zu der Achse des Stators bleiben.In Fig. 3, it is the pole shoes 20, which means an upward convergence of their two opposite surfaces 21 and 22 the desired produce partial or complete convergence of the outer surfaces of the pole piece, while the End faces 23 of the cores 1 remain perpendicular to the axis of the stator.
In F i g. 4 sind alle Polschuhe 24 des Stators identisch, d. h. sie haben parallele Flächen, und die gewünschte teilweise oder vollständige Konvergenz wird durch eine entsprechende Schräglage der Endi lachen 25 der Kerne 1 erzieltIn Fig. 4, all pole shoes 24 of the stator are identical, i. H. they have parallel faces, and the one you want partial or complete convergence is achieved by a corresponding inclination of the Endi laugh 25 of the Cores 1 scored
In praktischer Hinsicht kann die gewünschte Konvergenz durch eine Bearbeitung entweder der Außenflächen der Polschuhe oder der Endflächen der Kerne hergestellt werden, wobei diese Elemente in beiden Fällen andern Halter 3 des Stators angebracht sind (F ig. 1).In practical terms, the desired convergence can be achieved by machining either of the outer surfaces of the pole pieces or the end faces of the cores, these elements in both cases are attached to the other holder 3 of the stator (Fig. 1).
F i g. 5 zeigt eine Abwandlung, bei welcher die Divergenz des oberen Abschnitts des Luftspaltes nicht durch eine Schräglage der Außenflächen 26 des Polschuhkranzes hergestellt wird, weiche eben bleiben, sondern dadurch, daß den dem Stator gegenüberliegenden Flächen der Scheiben 7 eine kegelstumpfförmige Form 26 gegeben wird, und zwar derart, daß die große Grundseite des Kegelstumpfs von der Außenseite 27 des Polschuhkranzes 6 weiter entfernt ist als die kleine Grundseite desselben.F i g. 5 shows a modification in which the divergence of the upper portion of the air gap does not pass an inclined position of the outer surfaces 26 of the pole piece is produced, which remain flat, but instead that the surfaces of the disks 7 opposite the stator have a frustoconical shape 26 is given, in such a way that the large base of the truncated cone from the outside 27 of the pole piece 6 is further away than the small base of the same.
Bei allen in F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausfünrungsformen sind die Scheiben 7 und der Stator auf die gle;che gemeinsame Achse ausgerichtetWith all in FIG. Embodiments 1 to 5 shown are the disks 7 and the stator on the same ; aligned common axis
Bei dem in F i g. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einander gegenüberliegenden Flächen der Scheiben 7 und des Polschuhkranzes 6 ebtn, und die Veränderung des Luftspaltes nach ober, wird durch eine Schräglage der Achsen 28 und 29 der Scheiben 7 nach unten erhalten, so daß sie sich von dem Stator entfernen. Die Schräglagen der Achsen der Scheiben sind in bezug auf die Achse 30 des ringförmigen Stators symmetrisch.In the case of the FIG. 6 are the opposite surfaces of the disks 7 and the pole piece 6 ebtn, and the change in the air gap upwards is obtained by tilting the axes 28 and 29 of the disks 7 downwards so that they move away from the stator. The inclinations of the axes of the disks are symmetrical with respect to the axis 30 of the annular stator.
Die Größe der nach oben gerichteten Divergenz des Luftspalts ist zweckmäßig so bemessen, daß der Luftspalt 8 an seiner höchsten Stelle um 1 bis 5 mm, und vorzugsweise um 1,5 bis 3 mm, größer ist als an seiner tiefsten Stelle. Diese Werte gelten nur für den Fall, daß sich die Divergenz des Luftspaltes über d\p, ganze Höhe der einander gegenüberliegenden Flächen 7 erstreckt (Fig. 2 und 6). Falls sie sich nur über den oberen Abschnitt des Luftspaltes erstreckt (F i g. 1 und 5), sind die obigen Werte klc:ner und müssen z. B. halbiert werden.The size of the upward divergence of the air gap is expediently dimensioned so that the air gap 8 is 1 to 5 mm, and preferably 1.5 to 3 mm, larger at its highest point than at its deepest point. These values only apply in the event that the divergence of the air gap extends over d \ p , the entire height of the opposing surfaces 7 (FIGS. 2 and 6). If it extends only over the upper portion of the air gap (F i g. 1 and 5), the above values are klc: ner and must z. B. be halved.
Wie die«; aus F i g. 1, 2, 5 und 6 hervorgeht, wird jede zufällige Berührung zwischen den oberen Rändern der einander gegenüberliegenden Flächen .der Scheiben und des Polschuhkranzes bei einer Durchbiegung des mittleren Abschnitts der Achsbrücke nach unten verhindert, wobei eine derartige. Durchbiegung von der Belastung des Fahrzeugs und/oder Von beim Fähren des Fahr' zeugs auftretenden Stoßen herrühren kann.As the"; from Fig. 1, 2, 5, and 6 will be each accidental contact between the upper edges of the opposing surfaces .der disks and of the pole shoe ring prevents the central section of the axle bridge from bending downwards, being such a. Deflection from the load of the vehicle and / or from when ferrying the Fahr ' stuff occurring bumps can result.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (9)
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