DE2733898A1

DE2733898A1 - Wirbelstrombremse, deren stator einen kranz von elektromagneten aufweist

Info

Publication number: DE2733898A1
Application number: DE19772733898
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Labavia SGE SARL
Current assignee: Labavia SGE SARL
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1977-07-27
Publication date: 1978-02-02
Also published as: US4135106A; FR2360162B1; ATA553677A; CH617547A5; FR2360162A1; CA1088985A; JPS5317872A; SE7708744L; AT353346B; ES461655A1; GB1585804A; SE433897B

Description

.ΝΊ

PATENTANWALT

L 7-26

LABAVIA S.G.E.

45, rue de Courcelles

75008 PARIS

Wirbelstrombremse, deren Stator einen Kranz von Elektromagneten aufweist.

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SIEHERTSTR. 4 · 8000 MÜNCHEN 86 ■ POB 880340 ■ KABEL: RIIEtNPATENT ■ TEL·. (089) 471079 · TELEX .1-33639

Die Erfindung betrifft die Wirbelstrombremse!! für Fahrzeuge mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator einen in Bezug auf die Achse der Bremse querliegenden Halter, durch wichen in seinem Zentrum ein Abschnitt der zu bremsenden VeUe dea Fahrzeugs tritt, und wenigstens einen von diesem Halter getragenen Kranz von gleichmäßig um diese Achse herum verteilten Elektromagneten aufweist, wobei jeder Elektromagnet einen axial an dem Halter angebrachten Kern, eine diesen Kern umgebende Spule von isoliertem Leiterdraht und einen auf das dem Halter abgewandte axiale Ende des Kerns aufgesetzten Polschuh, dessen Querschnitt größer als der des Kerns ist, aufweist, während der Rotor eine Ankerscheibe aus einem ferromagnetischen Material aufweist, welche an dem obigen Wellenabschnitt befestigt werden kann und so angeordnet ist, daß sie an jedem Kranz von Polachuhen vorbeiläuft.

Bei den bekannten Ausfuhrungen ist jede Spule axial von zwei Isolierscheiben eingefaßt, wobei außen und bisweilen innen an 1>vr eine starre isolierende Hülle vorbeiläuft, wobei die Verbindung zwischen der Spule, den Scheiben, den Hüllen, dem Halter, dem Kern und dem Polschuh durch Leimen erfolgt·

Trotz der Qualität der benutzten -Leime kommt es vor, daß mit der Zelt infolge der sehr harten Betriebsbedingungen dieser Bremsen (Insbesondere Stöße und Erwärmung, wobei die erreichten Temperaturen häufig 500° C übersteigen) wenigstens gewisse der vereinigten Elemente sich voneinander ablösen, was Verdrehungen der Spulen gegenüber den Hüllen und/oder den entsprechenden Kernen und daher Abnutzungen des isolierenden Überzugs des Leiterdrahtes zur Folge haben kann, was zu Kurzschlüssen oder sogar Unterbrechungen

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der äußeren Anschlußdrähte führen kann.

Außerdem ist die durch die Vereinigung von verklebten Elementen gewährleistete Dichtigkeit häufig heikel. Wenn insbesondere ein mit einer Bremse der obigen Art ausgerüstetes Fahrzeug, z.B. ein Rundfahrtauto oder Autobus, mit einem Wasserstrahl gewaschen wird, welcher gewisse Reinigungsprodukte enthält, können diese die Isolierstoffe der Spulen angreifen.

Die Erfindung bezweckt insbesondere, diesen verschiedenen Nachteilen abzuhelfen.

Sie ist wesentlich dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule vor ihrer Anbringung an dem Halter vollständig von einem einstückigen, unmittelbar aufgeformten Mantel aus einem harten Isolierstoff umhüllt wird, dessen Winkelstellung an dem Halter durch das Zusammenwirken wenigstens eines an den Hantel mitangeformten exzentrischen Halteelements (Vorsprung oder Ausnehmung) mit wenigstens einem exzentrisch an dem Halter vorgesehenen komplementären Halteelement festgelegt wird.

Bevorzugte Ausführungsformen können außerdem das eine und/oder das andere der nachstehenden Merkmale aufweisen:

- In einer Bremse, bei welcher der Halter öffnungen aufweist, durch welche «ν^,ιΌ die Kerne treten, sind die Ausnehmungen in den BMndern der öffnungen ausgeschnittene Einschnitte, und die Vorsprünge sind an den entsprechenden ringförmigen Stirnflächen der Mäntel vorgesehene Ansätze.

- Bei einer Bremse, bei welcher der Halter zwei jeden Elektromagneten übergreifende Rippen besitzt, werden die Vorsprünge durch Abschnitte dieser Rippen und die Ausnehmungen durch konkave Bereiche gebildet, welche diese Abschnitte unter Berührung übergreifen und vorzugsweise seitlich in an die Mantel mitangeformten axialen Ansätzen ausgeschnitten sind.

- Der Mantel einer jeden Spule besitzt eine eine Umdrehungsfläche bildende zylindrische Innenfläche, an welcher wenigstens drei Abstandslängsrippen vorspringen, welche mit dem Kern in Berührung kommen, wobei die In der Winkelrichtung zwischen den Rippen und radial zwischen dem Kern und dem Mantel verbleibenden Räum· mit IeIa gefüllt sind.

- Die Winkelstellung des Mantels an dem Polschuh und/ oder an dem Kern wird durch Zusammenwirken wenigstens einer exzen-

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trisen an einem der beiden Elemente, deren gegenseitige Winkelstellung festgelegt werden soll (Hantel einerseits und Polschuh oder Kern andererseits)» vorgesehenen Anlagefläche mit wenigstens einer an dem anderen Element vorgesehenen komplementären Anlagefläche festgelegt.

- Bei einer Bremse gemäß dem vorhergehenden Absatz sind die Anlageflächen einerseits die scharfen Kanten von in die Innenfläche des Mantels eingelassenen Leisten» welche radial von dieser Fläche vorspringen und aus einem härteren Material als die Kerne bestehen, und andererseits Längsnuten, welche durch diese Kanten in der zylindrischen Seitenfläche des entsprechenden Kerns gebildet werden, wobei derartige Anlageflächen außerdem eine axiale Festlegung der Spule an dem Kern gewährleisten·

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Axialschnitt längs der Linie I-I der Fig. 2 und der Fig. 3 eine Spule einer erfindungsgemäßen Wirbelstrombremse und einen Teil ihres Halters.

Fig. 2 ist eine in Richtung des Pfeils II der Fig. 1 gesehene Ansicht auf das Ende der gleichen, von ihrem Halter getrennten Spule.

Fig. 3 ist eine in Richtung des Pfeils III der Fig. 1 gesehene Ansicht eines Teils des Halters ohne die Spule.

Fig. 4 zeigt eine in Richtung des Pfeils IY der Fig. gesehen· Ausfuhrungsabwandlung der erfindungsgemäßen Spule.

Fig. 5 ist ein· längs der TiInIe V-V der Fig. 4 geschnittene Teilansicht der durch die Spule und den Halter der Fig. 4 gebildeten Anordnung.

Es sei eine Wirbelstrombremse für Fahrzeuge mit einem Stator und einem Rotor betrachtet.

In an sich bekannter Weise enthält der Stator einen querliegenden Halter, d.h. welcher im wesentlichen in einer zu der Achs· der Bremse senkrechten Ebene liegt und wenigstens einen Kranz von um diese Achse herum verteilten Elektromagneten, im allgemeinen 6 oder 8, trägt, während der Rotor eine Ankerscheibe aus einem ferromagnetischen Material enthält, welche mit der zu bremsenden Welle des Fahrzeugs fest verbunden werden kann und an dem Stator so angebracht 1st, daß sie vor jedem Elektromagnetkranz desselben vorbeiläuft.

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Jeder Elektromagnet besitzt, ebenfalls In an sich bekannter Weise, einen axialen Kern 1 aus Weicheisen o.dgl., eine zylindrische Spule 2 aus isoliertem, im al !gemeinen emailliertem Leiterdraht, und einen flachen (nicht dargestellten) Polschuh, welcher, im allgemeinen durch Schrauben, auf ein axiales Ende des Kerns aufgesetzt ist, wobei die querliegende, im allgemeinen trapezförmige Oberfläche des Polschuhs etwas größer als die des Kerns ist.

Diese Spule 2 ist es, welche erfindungsgemäß vollständig von einem auf die Spule auf geformtem Hantel 3 aus einem wärmehärtenden plastischen Isolierstoff eingehüllt ist, welcher mit den benutzten Leimen und der Isolierschicht der Drähte der Spulen verträglich ist, wobei an dem Hantel Anlageflächen oder Vorsprünge vorgesehen sind, welche zu der Achse der betreffenden Spule exzentrisch liegen und mit komplementären Anlagefläohen oder Vorsprangen zusammenwirken können, welche an dem Halter und gegebenenfalls an der durch den Kern und den Polschuh gebildeten Anordnung zur Festlegung der gegenseitigen Winkelstellung vorgesehen sind.

Diese kombinierte doppelte Wirkung der Umhüllung und der Festlegung der Winkelstellung bringt die verschiedenen nachstehenden Nachteile in Fortfall:

Es besteht keine Gefahr einer Verdrehung zwischen der Spule und dem Halter und somit des Abreißena von Isoliermaterial und des Bruchs von Drähten mehr, und die Dichtigkeit der Wicklungen ist ausgezeichnet, wobei sie insbesondere Waschungen und andere äußere Angriffe ohne weiteres aushalten.

Bei der ersten, in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ansführungsform ist der querliegende Halter eine Metallschale 4, welche einen Krane von um die Achse der Bremse herum verteilten kreisförmigen Öffnungen 5 aufweist. Diese Achse ist in Flg. 1 nicht dargestellt, aber liegt in dem oberen Teil derselben.

Die Elemente zur Festlegung der Winkelstellung des Hanteis 3 gegenüber der Schale 4 umfassen hier drei radial in den Rändern der Öffnungen 5 ausgeschnittene Einschnitte 6 von allgemein Rechteckform und drei mitangeformte Ansätze 7 von allgemein paralleleplpedischer Form mit abgerundeten Ecken, welche an einer ringförmigen Stirnfläche des Hantele 3 vorspringen und genaa in die Einschnitte 6 eingreifen können.

Einer der Ansätze 7 enthält die Ausgänge der Drähte 8

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der Spule 2 und wird radial von einem Fortsatz 9 verlängert, welcher die Bolle des Ansatzes übernimmt und diese Drahtanstritte bis nach außerhalb der Spule führt.

Dieser Portsatz 9 liegt seinerseits in einem durch Ziehen in der Schale 4 gebildeten Becher 10, welcher radial dem entsprechenden Einschnitt 6 gegenüberliegt.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt, wie an sich bekannt, die Anbringung eines jeden Elektromagneten an der Schale durch Anfachrauben des zentralen Kerns 1 des Elektromagneten auf ein Plättchen, welches breiter als die Öffnung 5 ist und auf der Seite der Schale liegt, welche der Spule abgewandt ist, wobei dieses Plättchen für den Elektromagneten einen zweiten Polschuh bilden kann, welcher der größeren Festigkeit wegen durch. Punktschweissung an der Schale befestigt ist.

Bei einer zweiten, in Flg. 4 und 5 dargestellten

Ausführungsform wird der Halter wiederum durch eine Schale 4 gebildet, der Boden derselben ist aber nicht flach, wie oben, sondern so gezogen, daß er eine Folge von geradlinigen Rippen 11 mit einem vorzugsweise abgerundeten Profil bildet, welche sich radial sternförmig von einem zentralen Abschnitt aus erstrecken, welcher durch Ziehen bis auf die Höhe der Rippen gebracht ist, wobei durch jede kreisförmige öffnung 5 ein nicht dargestellter Kern tritt, welcher so von zvei derartigen Rippen Übergriffen wird, welche längs der beiden Arme eines V verlaufen und durch einen abgerundeten Teil des zentralen Abschnitts verbunden sind, wobei ihre Konvexität der Achse der Bremse zugewandt ist. Ein derartiger Halter 1st insbesondere in der von der Anmelderin am 28. November 1974 eingereichten französischen Patentschrift 74 39096 beschrieben.

In diesem Fall sind es die Rippen 11, welche die

Vorsprünge des Halters zur Festlegung der Winkelstellung der Spulen bilden. Die Hantel 3 dieser Spulen weisen hierfür je zwei konkave Bereiche 12 auf, welche sich unter Berührung gegen einen Abschnitt der Rippe 11 legen.

Jeder Bereich 12 bildet zweckmäßig die äußere Flanke eines auf der entsprechenden Bndfläche oder Stirnfläche des Hanteis 3 vorgesehenen Ansatzes 13.

Die axiale Höhe dieses Ansatzes 13 ist vorzugsweise kleiner als die der Rippen 11, so daß ein Zwischenraum 14 zwischen

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jeder Spule und den gegenüberliegenden Boden der Schale 4 verbleibt. Hierdurch wird sichergestellt, daß die axiale Anlage eines jeden Mantels 3 an dem Halter 4 tatsächlich längs der Bereiche des Mantels erfolgt, so daß die gewünschte Festlegung der Winkelstellung erhalten wird·

Man sieht noch auf Fig. 4 einen zusätzlichen Ansatz 15» welcher die Aufgabe des obigen Fortsatzes 9 erfüllt und die Drahtaustritte 8 der Spule aufnimmt und führt»

Gemäß -vorteilhaften Ausführungaabwand lungen, welche getrennt oder gleichzeitig in Kombination mit wenigstens einem der obigen Merkmale benutzt werden können, erzielt man außerdem die Festlegung der Winkelstellung des Mantels 3 gegenüber der durch den Kern und den Polschuh gebildeten Anordnung durch das eine und/oder das andere der nachstehenden Merkmale:

Se können geradlinige Leisten in der Längsrichtung in die zylindrische Innenfläche 3a des Mantels 3 so eingesetzt werden, daß jede außerhalb dieser Fläche eine scharfe Kante 16 aus einem härteren Material als das die Kerne 1 bildende besitzt, wobe^/fjede dieser Kanten mit einer entsprechenden Hut zusammenwirkt, welche durch sie selbst in der zylindrischen Seitenfläche des entsprechenden Kerns 1 bei der Anbringung der Spule auf dem Kern gebildet wird. Die scharfen Kanten 16 sind zweckmäßig etwa geradlinig und liegen in Richtung auf die Achse und das freie Ende des Kerns etwas schräg·

In dem bevorzugten Fall, in welchem die mit de« Polschuh in Berührung stehende Stirnfläche 3b des Mantels 3 in der Querrichtung über den Polschuh wenigstens in. einer Zone übersteht, benutzt man für die gewünschte Festlegung der Winkelstellung des Mantels gegenüber dem Polschuh einerseits wenigstens einen Abschnitt der Kante des Polschuhs und andererseits die Flanke wenigstens eines in dieser überstehenden Zone der Fläche 3b vorgesehenen Ansatzes, wobei diese Flanke so angeordnet ist, daß sie mit diesem Kantenabschnitt in Berührung kommt.

Auf den Figuren sieht man noch Längerippen 18, welche auf der zylindrischen Innenfläche 3a des Mantels 3 radial nach innen vorspringen. Diese an den Mantel mitangeformten Rippen 18 gestatten, die Fläche 3a etwas von dem von ihr umgebenen Kern 1 entfernt zu halten, was in der Winkelrichtung schmale Räume 19 zwischen diesen

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Rippen 18 mid radial zwischen dem Kern und dem Hantel bestehen läßt, welche mit Leim gefüllt werden können, um die Verbindung zwischen dem Hantel und dem Kern zu verbessern.

Unabhängig von der gewählten Ausftihrungsform erhält man schließlich eine Wirbelstrombremse, deren Spulen vollkommen dicht sind, und deren Winkelstellung an ihren Haltern sowie an den ihnen sugeordneten Kernen und Polschuhen streng festgelegt ist·

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Claims

Patentansprüche

( 1· ) Wirbelstrombremse für Fahrzeuge mit einem

Stator und einemltator, bei welche* «er Stator selbst einen in Be» zug auf die Ichs· der Bremse querliegenden Halter, durch dessen Zentrum ein Abschnitt der zu bremsenden Welle des Fahrzeugs tritt, und wenigstens einen von diesem Halter getragenen Kranz von um diese Achse herum verteilten Elektromagneten, eine diesen Kern umgebende Spule aus isoliertem Leiterdraht und einen Polschuh aufweist, dessen Querschnitt größer als der des Kerns ist, und welcher auf das dem Halter abgewandte axiale Ende des Kerns aufgesetzt ist, während der Rotor eine Ankerscheibe aus einem ferromagnetischen Material aufweist, welche mit dem genannten Wellenabschnitt fest verbunden werden kann und so angeordnet ist, daß sie gegenüber einem jedem Polschuhkranz vorbeiläuft, wobei außerdem jede Spule in einem Hantel aus einem harten Isolierstoff untergebracht ist, welcher wenigstens ein exzentrisches Element zur Festlegung der Winkelstellung besitzt, welches mit wenigstens einem komplementären, exzentrisch an dem Halter vorgesehenen Element zusammenwirken kann, wobei diese Elemente zur Festlegung der Winkelstellung durch einen an einem der beiden Teile, deren gegenseitige Stellung festgelegt werden soll (Mantel und Halter)»vorgesehenen Torsprung und durch eine entsprechende, in dem anderen Teil vorgesehene Ausnehmung gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mantel (3) einer Spule (2) unmittelbar in einem einzigen Stück auf die Spule vor ihrer Anbringung an dem Halter aufgeformt ist, wobei das Element zur Festlegung der Lage dieses Mantels an diesen mitangeformt ist.
2. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, bei welcher der Halter Offnungen (5) enthält, durch welche axial die Kerne treten, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen in den Rändern der Öffnungen ausgeschnittene Einschnitte (16) sind, und daß die Vorsprung· an den entsprechenden ringförmigen Stirnfläohen der Mäntel vorgesehen· Ansätze (7) sind.
3· Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, bei welcher der Halter zwei jeden Elektromagneten übergreifend· Rippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dl· Vorsprung· durch Abschnitte dieser Rippen (11) gebildet werden, und daß die Ausnehmungen durch konkave

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Serelche (12) gebildet «erden, welche diese Abschnitte unter Berührung übergreifen und vorzugsweise seitlich In an die Mäntel (3) mitangeformten axialen Ansätzen (13) ausgebildet sind.
4· Wirbelstrombremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtaustritte (8) einer jeden Spule in einen an den Hantel dieser Spule mit angeformten Anaatz (9) eingebettet sind und axial an der ringförmigen, an dem Halter anliegenden Stirnfläche dieses Hanteis vorspringen.
5. Wirbelstrombremse nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch besondere, in dem Halter vorgesehene Vertiefungen (10) zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Ansätze (9), in welche die Drahtaustritte der Spulen eingebettet sind.
6. Wirbelstrombremse nach Anspruch 5, bei welcher der Halter durch ein ausgeschnittenes Blech gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die besonderen Vertiefungen (10) durch durch Ziehen verformte Abschnitte dieses Blechs gebildet werden.
7. Wirbelstrombremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der Hantel einer jeden Spule eine zylindrische, eine Umdrehungsfläche bildende Innenfläche aufweist, an welcher wenigstens drei, mit dem Kern in Berührung kommende Längs abst anderippen (18) vorspringen, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Winkelrichtung zwischen den Rippen (18) und radial zwischen dem Kern und dem Hantel freigelassenen Bäume (19) mit Leim gefüllt sind.
8. Wirbelstrombremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung des Mantels (3) auf dem Polschuh und/oder auf dem Kern durch das Zusammenwirken wenigstens einer exzentrisch an einem der beiden Elemente, deren gegenseitige Winkelstellung aufrechterhalten werden soll (Hantel einerseits und Polschuh oder Kern andererseits), vorgesehenen Anlagefläche mit wenigstens einer an dem anderen Element vorgesehenen zusätzlichen Anlagefläche verhindert wird.

9· Wirbelstrombremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die betrachteten Anlageflächen einerseits nicht in der Querrichtung an den entsprechenden Mänteln vor stehende Kanten von Polschuhen und andererseits die Innenflächen von an den entsprechenden ringförmigen Stirnflächen der Hantel vorgesehene Ansätze sind.

10· Wirbelstrombremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen einerseits die scharfen Kanten (16)

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von in die Innenfläche (3 a) des Mantels eingesetzten Leisten, welche radial aus dieser Fläche vorspringen und aus einem härteren Material als die Kerne sind, und andererseits Längsnuten sind, welche durch diese Kanten in der zylindrischen Seitenfläche des entsprechenden Kerns erzeugt «erden.

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