DE2937968A1

DE2937968A1 - Schaltbare, dauermagnetische bremse

Info

Publication number: DE2937968A1
Application number: DE19792937968
Authority: DE
Inventors: Max 5060 Bergisch Gladbach Baermann
Original assignee: Individual
Current assignee: BAERMANN, HORST, 5064 ROESRATH, DE
Priority date: 1979-09-20
Filing date: 1979-09-20
Publication date: 1981-04-02
Also published as: DE2937968C2

Description

Beschreibung
Gegenstand der Erfindung nach der Patentanmeldung P 29 31 539.7 (Patent Nr ) ist eine schaltbare, dauermagnetische Eremse mit Polstücken wechselnder Polarität an denen feststehende und verdrehbare Dauermagnete anliegen, wobei die feststehenden Dauermagnete nit den einen Pol an den seitlichen eg;enüberliegenden Flächen der Polstücke und mit dem anderen Pol nn flückschlußteilen anliegen und daß die verdrehbaren Dauermagnete, die quer zur DrehaChse magnetisiert sind, auf ihren Polflächen mit segmentförmigen Eisenpolschuben versehen sind derart, daß sie Dauermagnetsysteme bilden, deren Drehachsen senkrecht zur abzubremsenden Fläche verlaufen, wobei die Sisenpolschuhe in gegenüberliegende segmentförmige Aussparungen der Polstücke eingreifen, die dem Querschnitt der segmentförmigen Polschuhe so angepaßt sind, daß die wirhsamen Poleisen (Polstücke und segmentförmige Eisenpolschuhe) im eingeschalteten Zustand einen geschlossenen viereckigen Querschnitt aufweisen und zur Vermeidung von Streuverlusten allseitig von Dauermagnet material mit jeweils gleicher Polarität umgeben sind.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine weitere Ausgestnl tung der schaltbaren, dauermagnetischen Bremse nach der Hauptanmeldung ; insbesondere ict es Aufgabe der Erfindung, neue Anwendungsgebiete der Erfindung nach der Hauptanmeldung zu erschließen, die Streuverluste weiter zu verringern und damit die Bremskraft bzw. das Bremsmoment zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bremse ringförmig, segmentförmig oder polygonal ausgebildet ist und daß ein- oder beidseitig der Polflächen der Polstücke wechselpder Polarität WirbelstronlbresTisscheiben angeordnet sind, die mit den abzubremsenden Teilen des Fahrzeuges fest verbunden sind.
Durch diese Ausbildung läßt sich die Bremse als Retarder sowohl für Schienen- als auch für Landfahrzeuge, wie z.B. Lastkraftwagen, Autobusse und Hänger einsetzen.
In den meisten Fällen werden die die magnetischen Kraftlinien erzeugenden Bremskörper an feststehenden Teilen des Fahrzeuges, z.E. am Fahrgestell und die Wirbelstrombremsscheiben auf den abzubremsenden Teilen, wie z.B. den Achsen des Fahrzeugs, angebracht. Bei Kraftfahrzeugen ist es auch möglich, die Bremse zwischen dem antreibenden und getriebenen Teil einzubauen, soda, sie im gewünschten Augenblick ein Bremsmoment auf den zwischen dem Getriebekasten und der Achsbrücke liegenden Teil der Übertragungswelle des Fahrzeugs aucübt.
Selbstverständlich können die Bremsen nach der Erfindung auch fiir andere Anwendungsgebiete, wie z.B. Aufzüge, kränze und dergl.
Verwendung finden.
Der besonciere Vorteil der Bremse nach der Erfindung ist ihre Unabhängigkeit von einer Stromquelle, die bei verschiedenen Fahrzeugen, wie z.B. LKW-Hängern oder Güterwagen nicht vorlanden ist. Außerdem arbeitet sie verschleißfrei.
In einer bevorzugten AuskJildung sind die Polstiicke der Bremse so ausgebildet, daß ihre Polflächen an gegenüberliegenden Seiten den ferromagnetischen Wirbelstrombremsscheiben gegenüberstehen. Es ist zweckmäßig, die WirbelstrolDbremsscheiben auf der einen Seite rnit einem Belag aus elektrisch gut leitendem Material und auf der anderen Seite mit Kühlrippen bzw. Lüfterflügeln zu versehen, die aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen, wie z.B. Aluminillm oder Kupfer.
In vorteilhafter Weise erfolgt die Verstellung der verdrehbaren Dauermagnetsyster,1e über einen zentral angeordneten Zahnring, der an seinem inneren und äußeren Umfang mit einer Verzahnung versehen ist, wobei die an den verdrehbaren Magnetsystemen befestigten Verstellscheiben in die innere Verzahnung und Betätigungsglieder in die äußere Verzahnung eingreifen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
Es eigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Bremse in Achsrichtung.
Fig.2 eine teilweise geschnittene und abgebrochene Ansicht der Bremse senkrecht zur Acise.
Fig.3 eine Draufsicht auf die Wirbelstrombremssclleibe in abgebrochener Darstellung.
Fig.4 einen senkrechten Teilschnitt durch die Wirbelstrombremsscheibe.
Auf der abzubremsenden Welle 1 sind gemäß Fig. 1 zwei Bremsscheiben 2 im Abstand zueinander befestigt. Zwischen den beiden Bremsscheiben, durch Luftspalte 3 getrennt, ist der ringförmig ausgebildete I3remskörper 4 mit den verdrehbaren Dauermagnetsyste.en 5 angeordnet, der an feststehenden Teilen des Fahrzeugs, z.B. am Fahrgestell befestigt und mittels Kugellagern 6 auf der abzubremsenden Welle gelagert ist.
Die den Polflächen 7 des Bremskörpers 4 zugewandten Flächen der rotierenden Bremsscheiben sind mit einem elektrisch gut leitendem Werkstoff 8, z.B. eines durch Galvanisieren aufgebrachten Kupferbelages versehen.
Der Aufbau des Bremskörpers 4 ist aus Fig.2 erkennbar.
Der feststehend angeordnete Bremskörper 4 der Bremse ist in dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet. Der Gesamtaufbau entspricht im wesentlichen dem Aufbau nach dem Hauptpatent. Hierbei sind die Polstücke 10 aus ferro-magnetisch gut leitendem Material ringförmig im Abstand zueinander angeordnet. Die gegenüberliegenden Flächen der Polstücke 10 weisen segmentförmige Aussparungen 11 auf.
In diese Aussparungen ragen die verdrehbaren Dauermagnetsysteme 5 iii Gleitsitz hinein.
Die verdrehbaren Dauermagnetsysteme 5 bestehen aus je einem Dauermagneten 12, der quer zur Drehachse, die senkrecht zur Rotationsebene der Wirbelstrombremsscheiben 2 verläuft, magnetisiert ist. Die Pole der Dauermagnete 12 sind in der Zeichnung iii N und S gekennzeiclrnet. Auf den Polflächen 13,14 der Magnete 12 sind segmentförmige Eisenpolschuhe 15 angebracht, die in segmentförmige Aussparungen 11 der Polstücke 10 hineinragen.
Hierbei sind die segmentförmigen Aussparungen 11 dem Querschnitt der seglnentformigen RiLschu11e genau angepaßt, sodaß sich im eingeschalteten Zustand ein geschlossener, rechteckiger Eisenquerschnitt ergibt.
Außerdem sind innerlialb des Bremskörpers 4 feststehende Dauermagnete 16 angeordnet, die in radialer Richtung magnetisiert sind und mit dem einen Pol an den nicht ausgesparten Flächen 17 der Polstücke 10 und ihrem Gegenpo; an den inneren bzw. äußeren Seiten der Rückschlußringe 18 anliegen. wie in der Zeiclinung durch die Buchstaben N und S gekennzeichnet, liegen die Polflächen der feststehenden Magnete 16 mit abwechselnder Polarität an den nicht ausgesparten Flächen der Polstücke 10 an, sodaß die Polstücke abwechselnd mit einem Nord- und eineiii Südpol magnetisiert werden.
In der unteren Hälfte der Fig.2 der gebrochenen Darstellung ist die Bremse im eingeschalteten Zustand gezeigt. Bei dieser Darstellung greifen die segmentförmigen Eisenpolschuhe 15, die einen Nordpol aufweisen, in die segmentförmigen Aussparungen der mit einem Nordpol magnetisierten Pol stücke 10 Illld die gegenüberliegenden segementförmigen Polschuhe, die den Südpol aufweisen, jeweils in die mit einem Südpol magnetisierten polstücke ein.
Die jeweiligen Polaritäten der segmentförmigen Polschube und der Polstücke sind durch die Buchstaben N und S gekennzeichnet.
In dieser Schaltstellung erfolgt somit durch die verdrehbaren Dauermagnetsysteme 5 eien zusätzliche Erhöhung der Induktion in den Polstiicken 10. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die wirksamen Poleisen (Polstiicke 10 und segmentförmige Eisenpolschuhe 15) allseitig von Dauermagne ten umgeben, sodaß Streuverluste weitgehendst vermieden werden.
Soll eine Ausschaltung dcr Bremse erfolgen, so werden die verdrehbaren Dauermagnetsysteme 5, deren Drehachsen senkrecht zur Abbildungsebene stehen, um 900 verdreht. Diese Schaltstellung ist in der abgebrochenen oberen Hälfte der Fig.2 gezeigt.
In dieser Stellung überbrücken die segmentförmigen Eisenpolschube 15 die jeweils benachbarten Pol stücke unterschiedlicher Polarität, sodaß sich die aus den Nord- und Siidpolen der fest-Stehenden und drehbaren Dauermagnete austretenden Kraftlinien über die segmentförmigen Polschube 15 kurzschließen, sodaß an den Polflächen 7 keine Kraftlinich austreten. Der Kraftlinienverlauf im kurzgeschlossenen Zustand ist durch gestrichelte Linien in der Zeichnung dargestellt.
Die Verdrchung der Dauermagnetsy syst CiiC 5 von der Aus- in die Einschaltstellung oder umgekehrt, erfolgt mittels eines Zahnlinks 19, der in seinen äußeren und inneren Umfang mit einer Verzahnung versehen ist. In die äußere Verzahnung 20 greift das mit einem Betätigungshebel 21 verbundene, drehbar gelagerte Zahnsegment 22 ein.
in die am inneren Umfang des Zabnringes 19 angebrachte Verzahung 23 greifen Verstellscheiben 24 ein, die vorzugsweise in der Mitte der verdrehbaren Dauermagnetsysteme 5 angebracht sind, wie aus Fig.1 erkennbar ist.
Bei Betätigung des Betätigungshebels 21 in der eingezeichneten Pfeilrichtung wird der Zahnring 19 über das Zahnsegment 22 in Pfeilrichtung verdreht. Dabei werden sämtliche verdrehbaren Dauermagnetsysteme 5 von der Ein- in ciie Ausschaltstellung oder in entgegengesetzter Richtung von der Aus- in die Einschaltstellung verdreht. Die Betätigung kann beispielsweise mechanisch, pneuinatisch oder hydraulisch erfolgen.
Der Bremskörper 4 ist an den gegenüberliegenden Seiten mit Verschlußscheiben 25 aus magnetisch nicht leitendem Material versehen. Die Scheiben sind mit ringförmig angeordneten Aussparungen versehen, die dem Querschnitt der Polstücke 10 entsprechen.
In diese Aussparungen ragen die Polstücke 10 mit ihren Polflächen 7 hinein. In den Verschlußscheiben sind auch die verdrehbaren Dauermagnetsysteme 5 mittels Lagerzapfen 26 drehbar gelagert.
Auf der dem Bremskörper abgewandten Außenfläche der Wirbelstronibremsscheiben 2 sind Lüfterflügel bzw. Kühlrippen 9 angebracht, um eine gute Kühlung und Wäreleitung der Bremsscheiben zu gewährleisten.
Die Anbringung und Befestigung der Kühlrippen 9 auf der dem Bremskörper abgewandten Außenfläche der Wirbelstrombremsscheiben 2 erfolgt in vorteilhafter Weise wie in den Figuren 3 und 4 dar,estellt ist. Die Wirbe Is trolllbremsscileiben si nd mit ausgefräßten Nuten 26 versehen, die in radialer Richtung verlaufen.
Die Nuten weisen, wie aus Fig.4 ersichtlich ist, Verankerungsstege 27 auf, sodaß ein T- oder schwalbenschwanzförmiger Querschnitt entsteht. Die Kühlrippen 9 werden mit ihrem dem Querschnitt der Nuten angepaßten Ende 28 in die Nuten 26 eingeschoben. Die Befestigung der in die Nuten 26 der Wirbelstrombremsscheiben 2 eingeschobenen Kühlrippen 9 erfolgt durch Andrücken der Verankerungsstege 27. Die Kühlrippen 9 können miteinander durch einen Luftleitring 29 verbunden sein.
Durch diese Ausbildung wird nicht nur eine einfache Befestigung der kühlrippen 9 auf den Wirbelstrombremsscheiben erreicht, sondern es erfolgt auch eine besonders gute Wärmeableitung von den Wirbelstrombremsscheiben 2 zu den Kühlrippen 9 hin, durch die große Berührungsfläche.
Die Brfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt, beispielskeise können zur Ein- und Ausschaltung der remse auch andere Verstelll- bzw. Verdreh-Mechanismen Anwendung finden.
Leerseite

Claims

Schaltbare, dauermagnetische Bremse P a t e n t a n s p r ü c h e 1.Schaltbare, dauermagnetische Bremse mit Polstü wechselnder Polarität, an denen feststehende und verdrehbare Dauermagnete anliegen, wobei die fes stehenden Dauermagnete mit dem einen Pol an den seitlichen gegchüberliegenden Flächen der Polstü und mit dem anderen Pol an Rückschlußteilen anli und daß die verdrehbaren Dauermagnete, die quer Drehachse magnetisiert sind, auf ihren Polfläche mit segmentförmigen Bisenpolschusen verschen sin derart, daß sie Dauermagnetsysteme bilden, deren Drehachsen senkrecht zur abzubremsenden Fläche v laufen, wobei die Eisenpolschuhe in gegenüberliegende, segmentförmige Aussparungen der Polstücke eingrei die dem Querschnitt der segmentförmigen Polschuhe angepaßt sind, daß die wirksamen Poleisen (Polstü und segmentfömige Bisenpolschuhe) im eingeschalt Zustond einen geschlossenen viereckigen Querschni aufweisen und zur Vermeidung von Strouverluston a seitig von Dauermagnetmaterial mit jeweils gleich Polarität umgeben sind, nach Patentanmeldung P 29 31 539.7 (Patent Nr. .........................), d a d u r c h g e k e n n daß die Bremse ringförmig, Segementförmig oder polygonal ausgebildet ist und daß ein- oder beidseitig der Polfläclien (7) der Polstücke (10) wechselnder Polarität Wirbelstlrombremsscheiben (2) angeordnet sind, die mit den abzubreinsenden Teilen des Fahrzeuges fest verbunden sind.
2. Schaltbare, dauermagnetische Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (10) derart ausgebildet sind, daß ihre Polflächen (7) an gegenüberliegenden Seiten der Bremse vorhanden sind.
3. Schaltbare, dauermagnetische Bremse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der verdrehbaren Dauermagnetsysteme (5) über einen zentral angeordenten Zahnring (19) erfolgt, der an seine!n inneren und äußeren Umfang mit einer Verzahnung (20,23) versehen ist, wobei die an den verdrehbaren Magnetsystemen (5) befestigten Vers tel lscheiben (24) in die innere Verzahnung (23) und Betätigungsalieder (21,22) in die äußere Verzahnung (20) eingreifen.
4. Schaltbare, dauermagnetische Preitse nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheiben (2) auf der einen Seite mit einen Belag as elektrisch gut leitendem Material (8) und auf der anderen Seite mit Kühlrippen bzw. Lüfterflügeln (9) aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit versehen sind.
5. Schaltbare, dauerrnagnetische Bremse nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelstrombremsscheiben (2) mit in radiEtler Richtung verlaufenden Nuten (26) versehen sind, die Verankerungsstege (27) aufweisen derart, daß die Nuten einen T- oder. schwalbenschwanz-förmigen Querschnitt besitzen, in die die einen entsprechenden Querschnitt aufweisenden Enden (28) der Kühlrippen (9) eingreifen.
6. clial tbare, dauermaagnetische Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der in die Nuten (26) der liirbelstrombremsscheiben (2) eingeschobenen Kühlrippen (9) durch Andrücken der Verankerungss tege (27) erfolgt.