DE3513494A1 - Magnetic brake - Google Patents

Magnetic brake

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DE3513494A1 DE19853513494 DE3513494A DE3513494A1 DE 3513494 A1 DE3513494 A1 DE 3513494A1 DE 19853513494 DE19853513494 DE 19853513494 DE 3513494 A DE3513494 A DE 3513494A DE 3513494 A1 DE3513494 A1 DE 3513494A1
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    • F16D2129/06—Electric or magnetic
    • F16D2129/065—Permanent magnets

Abstract

In a magnetic brake 1, a permanent magnet 9 is inserted directly into a magnet housing 7 of U-shaped cross-section which surrounds an electromagnet 8. A brake disc 5 which rotates in operation, is designed as an axially springy brake plate. An armature disc 6 is connected in a sprung manner to a housing 3. When the electromagnet 8 is switched off, the permanent magnet 9 pulls the brake plate 5 and the armature disc 6 against the magnet housing 7, the brake plate 5 and a motor shaft 2 connected to it thereby being braked. <IMAGE>

Description

. . 12.04.1985," 0435A. . April 12, 1985, "0435A

PatentabteilungPatent department

MagnetbremseMagnetic brake

Die Erfindung betrifft eine Magnetbremse entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a magnetic brake according to the preamble of claim 1.

Durch die DE-OS 26 38 944 ist eine derartige Magnetbremse bekannt, die auch als Reibungskupplung verwendet werden kann. Obwohl diese bereits gegenüber anderen bekannten Konstruktionen eine verhältnismäßig kompakte Bauweise aufweist, hat sie dennoch beim Gebrauch als Magnetbremse eine dicke Bremsscheibe mit einer breiten und hohen Nabe, also ziemlich große rotierende Massen, welche durch ihre Trägheitslast die Antriebsdynamik reduzieren und auch eine erhebliche Bremsleistung erfordern. Außerdem muß der in einem magnetischen Nebenkreis geschaltete Permanentmagnet verhältnismäßig groß sein, um bei Erregung den durch eine Weicheisenwand von ihm getrennten Elektromagneten kompensieren zu können. Um die Streuflüsse der beiden Magneten zu verringern sind noch in der Nabe, im Magnetkörpergehäuse und in der Bremsscheibe unmagnetische Einsätze erforderlich, die den Aufbau der Magnetbremse kompliziert und fertigungsraäßig noch aufwendiger machen.From DE-OS 26 38 944 such a magnetic brake is known, which is also used as a friction clutch can be. Although this is a relatively compact one compared to other known constructions Has construction, it still has a thick brake disc with a wide one when used as a magnetic brake and high hub, i.e. rather large rotating masses, which reduce the drive dynamics due to their inertial load and also require significant braking power. In addition, it must be in a secondary magnetic circuit switched permanent magnet to be relatively large, to by a soft iron wall of it when excited to be able to compensate for separate electromagnets. In order to reduce the leakage flux of the two magnets non-magnetic inserts are still required in the hub, in the magnet body housing and in the brake disc make the structure of the magnetic brake complicated and production-related even more expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Magnetbremse der eingangs genannten Art den Permanentmagneten und die rotierende Masse der Bremsscheibe so klein wie möglich zu halten und außerdem die zur Funktion der Magnetbremse erforderlichen Teile stark zu reduzieren. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. The invention is based on the object of a magnetic brake of the type mentioned above, the permanent magnet and the rotating mass of the brake disc so to keep it as small as possible and also to greatly reduce the number of parts required for the function of the magnetic brake. This object is achieved by the features characterized in claim 1. Advantageous further training of the invention are characterized in the subclaims.

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

MBBMBB

12.04.1985; 0435A Hi/thApril 12, 1985; 0435A Hi / th

9712 Patentabteilung9712 Patent Department

Durch die Erfindung ist mit dem im Magnetkörpergehäuse integrierten Permanentmagneten und der nahezu schwungmassenlosen Bremslamelle ein völlig neues Konzept einer Magnetbremse verwirklicht. Weil die nahezu trägheitslose Bremslamelle das einzige rotierende Teil ist, tritt keine Reduzierung der Antriebsdynamik auf und wird zu ihrer Abbremsung kaum Energie verbraucht. Bei ausgeschaltetem Elektromagneten geht der Kraftfluß des im Magnetkörpergehäuses eingesetzten Permanentmagneten in einem direkten Kreislauf durch die Ringe der Bremslamelle und durch die Ankerscheibe. Es ist also nur der eine Hauptkreis der Kraftlinien und kein Nebenstromkreis vorhanden. Der eingeschaltete Elektromagnet erzeugt ein gleich großes entgegengesetztes Kraftfeld wie der Permanentmagnet, so daß sich ihre Kraftwirkungen aufheben. Dabei wird die Ankerscheibe durch die mit dem Gehäuse verbundenen Federn an das Gehäuse gezogen und die Bremslamelle, die zugleich in ihrem inneren Teil als Axialfeder ausgebildet ist, wird von dem Magnetkörper abgehoben, so daß die Bremslamelle frei rotieren kann. Die Lage des Permanentmagneten innerhalb des elektromagnetischen Kreises ist dadurch möglich, daß als Werkstoff dafür einen seltene Erden-Magnet verwendet wird, der keine Einbuße an magnetischer Energie bei Arbeitspunktverschiebungen aufweist. Der einfache Aufbau der erfindungsgemäßen Magnetbremse, bei der die Bremslamelle durchgehend aus ferromagnetischem Stahl sowie das Magnetkörpergehäuse und die Ankerscheibe durchgehend aus Weicheisen bestehen, ergibt somit eine äußerst kurze Baulänge mit wenigen Einzelteilen, wodurch auch die Fertigung stark vereinfacht wird.The invention makes it possible to use the permanent magnet integrated in the magnet body housing and the almost inertia-free Brake disc realized a completely new concept of a magnetic brake. Because the almost inertia If the brake plate is the only rotating part, there is no reduction in the drive dynamics and it becomes too their deceleration hardly consumes any energy. When the electromagnet is switched off, the flow of force of the im Magnet body housing used permanent magnets in a direct circuit through the rings of the brake disc and through the armature disk. So it is only the one main circuit of the lines of force and not a secondary circuit available. The activated electromagnet creates an opposing force field of the same size as the permanent magnet, so that their force effects cancel each other out. The armature disk is then replaced by the Housing connected springs pulled to the housing and the brake plate, which at the same time in its inner part is designed as an axial spring, is lifted from the magnet body so that the brake plate rotate freely can. The position of the permanent magnet within the electromagnetic circuit is possible in that a rare earth magnet is used as the material for this, which does not lose magnetic energy has at operating point shifts. The simple structure of the magnetic brake according to the invention, in which the Brake disc made entirely of ferromagnetic steel as well as the magnet body housing and the armature disk consist entirely of soft iron, thus results in a extremely short overall length with a few individual parts, which also greatly simplifies production.

ORlGiNAL INSPECTEDORlGi NAL INSPECTED

MBBMBB

9712 3513454 9712 3513454

PatentabteilungPatent department

12.04.1985, 0435A Hi/thApril 12, 1985, 0435A Hi / th

Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Bs zeigenThe invention is explained below with reference to the embodiment shown in the drawing. Bs show

Fig. 1 einen Halbschnitt durch eine Magnetbremse undFig. 1 is a half section through a magnetic brake and

Fig. 2 eine auseinanderzogene perspektivische Darstellung der drei Hauptteile der Magnetbremse nach Fig. 1.Fig. 2 is an exploded perspective view of the three main parts of the magnetic brake according to Fig. 1.

1010

Eine Magnetbremse 1, die zum Abbremsen einer Motorwelle 2 verwendet wird, besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 3, einem Magnetkörper 4, einer Bremslamelle 5 und einer Ankerscheibe 6. Der Magnetkörper besteht aus einem Magnetkörpergehäuse 7, das einen Elektromagneten 8 umfaßt, und einem Permanentmagneten 9. Letzterer ist hier in den inneren Ring des im Querschnitt U-förmigen Magnetkörpergehäuses 7 eingesetzt. Die Bremslamelle 5, die zweckmäeig als Stanzteil hergestellt ist, weist entsprechend Fig. 2 ein rechteckiges Lagerloch 5a auf, mit dem sie auf nicht näher dargestellte Art fest mit der Motorwelle 2 verbunden ist. Durch ihren Aufbau mit mehreren konzentrischen Ringen kann die Bremslamelle 5 zugleich derart als Axialfeder wirken, daß sich ihr Lagerteil gegenüber den beiden äußeren Ringen 5b und 5c axial verschieben kann. An die Ankerscheibe 6 sind mit Schrauben 11 Federn 12 angesetzt, die wiederum mit gleichen Schrauben 11 an das Gehäuse 3 geschraubt sind.A magnetic brake 1, which is used to brake a motor shaft 2, consists essentially of a housing 3, a magnet body 4, a brake plate 5 and an armature disk 6. The magnet body consists of a Magnet body housing 7, which comprises an electromagnet 8, and a permanent magnet 9. The latter is inserted here in the inner ring of the magnet body housing 7, which is U-shaped in cross section. The brake plate 5, which is expediently manufactured as a stamped part, has a rectangular bearing hole 5a according to FIG. 2, with which it is firmly connected to the motor shaft 2 in a manner not shown in detail. Through their structure with several concentric rings, the brake plate 5 can act as an axial spring at the same time in such a way that its bearing part can move axially with respect to the two outer rings 5b and 5c. To the armature disk 6 are with Screws 11, springs 12 attached, which in turn are screwed to the housing 3 with the same screws 11.

Bei laufender Motorwelle 2 muß selbstverständlich die Bremslamelle 5 ebenfalls frei umlaufen können. Es muß deshalb zwischen dem Magnetkörper 4, der Bremslamelle 5 und der Ankerscheibe 6 jeweils ein Abstand A vorhandenWhen the motor shaft 2 is running, the brake plate 5 must of course also be able to rotate freely. It must therefore, there is a distance A between the magnet body 4, the brake disk 5 and the armature disk 6

3535

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

MBBMBB

2525th

12.04.1985; 0435A Hi/th ο π ι ο / CApril 12, 1985; 0435A Hi / th ο π ι ο / C

9712 OO I Ο Η· ν.9712 OO I Ο Η ν.

PatentabteilungPatent department

sein (siehe Fig. 2). In diesem Betriebszustand, bei dem der Abstand Ά etwa 0,2 mm beträgt, ist der Elektromagnet 8 eingeschaltet, der ein gleich großes Gegenfeld zum Permanentmagneten 9 erzeugt, so daß durch die Luftspalte der Hagnetbremse keine Kraftlinien fließen. Wird der Strom im Elektromagneten 8 abgeschaltet, so kann der strichpunktiert in die Fig. 2 eingezeichnete Kraftlinienfluß 13 des Permanentmagneten 9 wirken. Wenn der Permanentmagnet 9 seine Pole entsprechend der Eintragung N und S hat, so geht der Kraftlinienfluß 13 vom Nordpol N durch das Hagnetkörpergehäuse 7, in den oberen Ring 5c der Bremslamelle 5, durch die Ankerscheibe 6 und zurück durch den unteren Ring 5b wieder in das Magnetkörpergehäuse 7 zum Südpol S. Dabei werden die Bremslamelle 5 und die Ankerscheibe 6 an das Hagnetkörpergehäuse 7 gezogen, wodurch auf die Bremslamelle 6 und damit auf die Hotorwelle 2 eine Bremswirkung ausgeübt wird.(see Fig. 2). The electromagnet is in this operating state, in which the distance Ά is approximately 0.2 mm 8 switched on, which generates an equal opposing field to the permanent magnet 9, so that through the air gaps the magnetic brake no lines of force flow. If the current in the electromagnet 8 is switched off, so can the line of force flux 13 of the permanent magnet 9 drawn in dash-dotted lines in FIG. 2 act. If the Permanent magnet 9 has its poles corresponding to the entry N and S, the flux of force lines 13 goes from North pole N through the magnet body housing 7, in the upper ring 5c of the brake disk 5, through the armature disk 6 and back through the lower ring 5b again into the magnet body housing 7 to the south pole S. The Brake disk 5 and the armature disk 6 are drawn to the magnet body housing 7, whereby the brake disk 6 and thus a braking effect is exerted on the Hotorwelle 2.

2020th

3535

Claims (6)

12.04.1985, 0435A u ., 9712 3 5 1 3 4 S Patentabteilung Magnetbremse PatentansprücheApril 12, 1985, 0435A u., 9712 3 5 1 3 4 S patent department magnetic brake patent claims 1. Magnetbremse mit einem, einen Permanent- und einen Elektromagneten aufweisenden, feststehenden Magnetkörper, einer Ankerscheibe, die durch Federn mit einem Gehäuseteil der Bremse verbunden ist, und mit einer zwischen dem Magnetkörper und der Ankerscheibe befindlichen drehbaren Bremsscheibe, dadurch gekennzeichnet , daß der als schmaler King ausgebildete Permanentmagnet (9) in einem der Umfassungsringe eines den Elektromagneten (8) umfassenden, nur zur Bremsscheibe (5) hin offenen, im Querschnitt U-förmigen Magnetkörpergehäuses (7) eingesetzt ist und daß die Bremsscheibe als dünne Ringlamelle (5) ausgebildet ist, die außen zwei durch schmale Stege verbundene Ringe (5b, 5c) aufweist, wobei diese Ringe etwa den gleichen Durchmesser und die gleiche Breite wie die den Elektromagneten (8) umfassenden Ringe des Magnetkörpergehäuses (7) haben.1. Magnetic brake with a permanent magnet and a fixed magnet body, an armature disk, which is connected by springs to a housing part of the brake, and with a between the magnet body and the armature disk located rotatable brake disc, characterized in that the designed as a narrow King Permanent magnet (9) in one of the surrounding rings of the electromagnet (8), only for Brake disc (5) open towards, in cross-section U-shaped magnetic body housing (7) is used and that the Brake disc is designed as a thin ring lamella (5), the outside two rings connected by narrow webs (5b, 5c), these rings having approximately the same diameter and the same width as that of the electromagnet (8) have comprehensive rings of the magnet body housing (7). 2. Magnetbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Permanentmagnet (9) innerhalb des inneren Ringes des Magnetkörpergehäuses (7) eingesetzt ist.2. Magnetic brake according to claim 1, characterized in that the permanent magnet (9) is inserted within the inner ring of the magnet body housing (7). 3. Magnetbremse nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Permanentmagnet (9) aus einem seltene Erden-Magneten besteht.3. Magnetic brake according to claim 1 and / or 2, characterized in that the permanent magnet (9) consists of a rare earth magnet. MBBMBB 30 35 30 35 12.04.1985,. 0435A Hi/thApril 12, 1985 ,. 0435A Hi / th 9712 Patentabteilung9712 Patent Department 4. Magnetbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3r dadurch gekennzeichnet, daß die aus ferromagnetischem Stahl bestehende Bremslamelle (5) fest in einer Welle (2) gelagert ist und zwischen ihrem Lagerteil (5a) und ihrem inneren, dem Hagnetkörpergehäuse gegenüberliegenden Ring (5b) weitere mit Stegen verbundene Ringe aufweist, die eine elastische axiale Verschiebung des Lagerteils relativ zum Ring (5b) zulassen.
104. Magnetic brake according to one or more of claims 1 to 3 r, characterized in that the brake disc (5) made of ferromagnetic steel is fixedly mounted in a shaft (2) and between its bearing part (5a) and its inner ring opposite the magnet body housing (5b) has further rings connected with webs, which allow an elastic axial displacement of the bearing part relative to the ring (5b).
10 5. Hagnetbremse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Hagnetkörpergehäuse (7) und die Ankerscheibe (6) aus Weicheisen bestehen.5. magnetic brake according to claims 1 to 4, characterized characterized in that the magnet body housing (7) and the armature disk (6) are made of soft iron. 1515th 6. Hagnetbremse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Permanentmagnet (9) im Flußkreis (13) des Elektromagneten (8) angeordnet ist, wobei der Flußkreis durch das Hagnetkörpergehäuse (7), den inneren und äußeren Ring (5b, 5c) der Bremslamelle (5) und die Ankerscheibe (6) verläuft.6. magnetic brake according to claims 1 to 5, characterized in that the permanent magnet (9) is arranged in the flux circuit (13) of the electromagnet (8), the flux circuit through the magnet body housing (7), the inner and outer ring (5b, 5c) of the brake plate (5) and the armature disk (6) runs. 2525th INSPECTEDINSPECTED
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