DE661026C

DE661026C - Elektrische Wirbelstrombremse, insbesondere zum Abbremsen von Strassen- und Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE661026C
Application number: DES114075D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-12-07
Filing date: 1934-05-19
Publication date: 1938-06-09
Also published as: US2068820A; FR765123A

Description

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AUSGEGEBEN AM
9. JUNI 1938

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Wirbelstrombremse, insbesondere zum Abbremsen von Straßen- oder Schienenfahrzeugen, bei der eine mit dem zu bremsenden Körper verbundene Mctallscheibe zwischen den zu ihren beiden Seiten angeordneten Magnetpolen umläuft..

Bei derartigen Bremsen bereitet es große Schwierigkeit, auf einfache Weise eine ausreichende Kühlung zu bewirken. Andererseits hängt aber die Baugröße von Wirbelstrombremsen in erster Linie von der Kühlung ab. Bei einer leistungsfähigen Wirbelstrombremse erreicht die Bremsscheibe in wenigen Sekunden Temperaturen von 700 bis 8oo°, so daß sie rotglühend wird. Die große, in der Bremsscheibe entwickelte Hitze hat das Bestreben, auf die Welle der Bremsscheibe überzugchen und sich in dieser zu den Wellenlagern fortzupflanzen, so daß die Lager ebenfalls sehr heiß \verden, was zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Lagereigenschaften dieser Lager führt.

Es besteht daher bei den in Rede stehenden Wirbelstrombremscn die Aufgabe, nicht nur die Bremsscheibe selbst, sondern auch die Welle der Bremsscheibe und vor allem die Lager der Bremsscheibe wirksam zu kühlen, da sonst die Lager sehr weit von der Bremsscheibe entfernt angebracht werden müßten, was eine übermäßig starke Bemessung der Bremsscheibenwelle und eine große Baulänge zur Folge haben würde.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein die Bremsscheibe umschließendes und mit seinen Seitenwänden die Lager der Bremsscheibenwelle tragendes Gehäuse in der Nähe der Lager Frischluftöffnungen und Leitflächen sowie am Umfang Abluftöffnungen aufweist, die so angeordnet sind, daß der von der umlaufenden Bremsscheibe geförderte Kühlluftstrom über die Lager zur Welle und schließlich zur Bremsscheibe geführt wird.

Es werden also in außerordentlich einfächer Weise die obengenannten, für Wirbelstrombremsen hoher Leistung wichtigen Kühlbedingungen erfüllt.

Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß es bei Dynamomaschinen sowohl bekannt ist, den umlaufenden Anker zur Erzeugung eines Kühlluftstromes zu lie-

nutzen und die durch Gehäuseöffnungen in der Nähe der Lager angesaugte Kühlluft durch Leitflächen über die Lager der Welle zu den Abluftöffnungen .am Gehäuseumfang zu führen. Bei Dynamomaschinen treten aber niemals Temperaturen auf, die auch nur annähernd die Höhe haben, wie die bei Wirbelstrombremsen hoher Leistung auftretenden Temperaturen.

ίο Es ist auch schon bei einer Wirbelstrombremse vorgeschlagen worden, die Bremsscheibe selbst als Lüfter auszubilden. Bei dieser bekannten Anordnung wird aber die Luft zuerst dem Umfang der Bremsscheibe zugeführt.

Gemäß der Erfindung werden an den Lufteintrittsöffnungen des Gehäuses Führungswände angebracht, durch die die einströmende Lujft zu einer gründlichen Bespülung der Wellenlager gezwungen wird.

Weiterhin empfiehlt es sich, die Bremsscheibe mit vorzugsweise radial verlaufenden Durchbrechungen zu versehen, wie es an sich bereits für scheibenförmige Läufer von Asynchronmotoren bekannt ist. Diese Durchbrechungen verbessern die Wärmeabfuhr von der Bremsscheibe selbst, sie ergeben außerdem eine Vielzahl von radialen Stegen, die in der Nähe des Scheibenumfanges¹ und der Scheibenmitte verbunden sind, so daß zwei benachbarte Stege einen geschlossenen Stromkreis bilden, der von den induzierten Strömen durchflossen wird. Auf diese Weise wird dem induzierten Strom ein bestimmter Weg vorgeschrieben, so daß die Wirkung der Scheibe der des Käfigs eines Asynchronmotors nahe kommt und der Wirkungsgrad der Bremse noch weiter erhöht wird. Durch schaufeiförmige Krümmung der genannten Stege läßt sich auch noch die Wirkung der umlaufenden Scheibe als Ventilatorrad erhöhen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. ι einen Längsschnitt durch eine Bremse gemäß der Erfindung.

Abb. 2 stellt eine Ansicht von der Seite auf einen Teil der Bremsscheibe und die auf der einen Seite der Bremsscheibe liegenden Magnetpole dar, während die Abb. 3 und 4 zwei andere Ausf ührungsformen der Bremsscheibe veranschaulichen. In den Abbildungen ist mit 40 die abzubremsende Welle bezeichnet, auf der die Bremsscheibe mit ihrer Nabe 41 aufgekeilt ist. Die Bremsscheibe besteht zweckmäßig aus einem Metall von hoher Permeabilität, z. B. aus weichem Stahl oder Eisen. Zu beiden Seiten der Bremsscheibe befinden sich Magnetpole 46, 47, die durch die Wicklungen 48 derart erregt werden, daß die Polaritäten zweier einander gegenüberliegender Polstück« entgegengesetzt sind, so daß die von einem Polstück zum anderen gerichteten Kraftlinien durch die Bremsscheibe hindurchgehen.

Die Bremsscheibe mit den Polstücken befindet sich im Innern eines geschlossenen Gehäuses 42, das gleichzeitig das Magnetgestell für die Polstücke darstellt. Die Seiten-.wandungen des Gehäuses 42 tragen ferner auch die zweckmäßig als Kugellager ausgebildeten Lager 45 der Welle 40.

Erfindungsgemäß ist das Gehäuse 42 in der Nähe der Welle 40 mit Einlaßöffnungen 50, mit Leitflächen 60 und an seinem Umfang mit Auslaßöffnungen 51 versehen. Auf diese Weise wirkt die umlaufende Bremsscheibe wie ein Ventilatorrad, das durch die zu seinen beiden Seiten gelegenen Öffnungen 50 einen kräftigen Luftstrom ansaugt und diesen durch die Öffnungen 51 wieder ausstößt. Durch die Lage der Einlaßöffnungen 50 und der Leitflächen 60 werden die zu beiden Seiten der Bremsscheibe erzeugten Luftströme gezwungen, unmittelbar an den Lagern 45 entlang zu streichen tind diese kräftig zu kühlen, ehe sie mit der Seitenwand der heißen Bremsscheibe selbst in Berührung kommen. Man erhält daher nicht nur eine günstige Kühlung der Bremsscheibe selbst, sondern gleichzeitig auch eine wirksame Kühlung der Lager der Bremsscheibemvelle und der Welle selbst, so daß trotz der großen Wärme, die in der Bremsscheibe entwickelt wird, und trotz der verhältnismäßig geringen Entfernung zwischen der Bremsscheibe und ihren Lagern letztere keine wesentliche für ihre Wirkung abträgliche Erhitzung erfahren. Um die Luft in besonders innige Berührung mit den Lagern 45 zu bringen, befinden sich die Öffnungen 50 in der Wandung von zylindrischen seitlichen Ansätzen des Gehäuses 42, welche Ansätze die Lager 45 enthalten. Ferner sind die Öffnungen 50 von konzentrischen, zur Luftführung dienenden Ringflanschen 60 des Gehäuses 42 umschlossen.

Die Bremsscheibe 42 ist zweckmäßigerweise nicht als Vollscheibe ausgebildet, sondern weist eine Vielzahl radialer oder annähernd radialer Durchbrechungen auf. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. ι und 2 besteht die Bremsscheibe aus der Nabe 41 und einer Felge 44 sowie aus gekrümmten Schaufeln 43, die zwischen sich radiale Zwischenräume frei lassen. Diese Schaufeln, die, wie aus Fig. ι hervorgeht, breiter sind als die Felge 44, erhöhen die Vcntilatonvirkung der Bremsscheibe erheblich. Gleichzeitig wird · durch die radialen Zwischenräume zwischen den Schaufeln die Kühlung der Bremsscheibe verbessert, und schließlich bilden immer je zwei benachbarte Schaufeln wegen ihrer !eilenden Verbindung durch die Nabe 41 und

die Felge 4 4 geschlossene Stromkreise, durch welche die Bremswirkung der Scheibe verbessert wird.

Bei der Ausführungsform der Bremsscheibe nach Fig. 3 weist die Bremsscheibe 52 nur am Rand kleine Schaufeln 54 zur Verbesserung der Ventilatorwirkung der Scheibe auf. In dem Hauptteil der Scheibe sind radiale Schlitze 53 zur Erleichterung der Kühlung der Scheibe und zur Schaffung der genannten geschlossenen Stromkreise vorgesehen.

Bei der Ausführungsform der Bremsscheibe nach Fig. 4 schließlich sind ebenfalls am Umfang der Scheibe 55 Schaufeln 59 angebracht. Ferner weist diese Scheibe Radialschlitze 56 und 57 auf, die abwechselnd bis zum Umfang der Scheibe bzw. bis zu ihrer mittleren Bohrung 58 reichen, mit der die Scheibe auf die Nabe 41 aufgeschoben wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden keine geschlossenen Stromkreise in der Scheibe gebildet.

Claims

Patentansprüche:

«5 i. Elektrische Wirbelstrombremse, bei

der eine mit der zu bremsenden Welle verbundene Metallscheibe zwischen zwei auf ihren beiden Seiten befindlichen Reihen von Magnetpolen umläuft, insbesondere zum Abbremsen von Straßen- und Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Bremsscheibe umschließendes und mit seinen Seitenwänden die Lager der Bremsscheibenwelle tragendes Gehäuse in der Nähe der Lager Frischluftölinuiigcn und Leitflächen sowie am Umfang AbluftöJinungen aufweist, die so angeordnet sind, daß der von der umlaufenden Bremsscheibe geförderte Kühlluftstrom über die Lager zur Welle und schließlich zur Bremsscheibe geführt wird.
2. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (42) mit rohrförmigen, die Welle (40) der Bremsscheibe (43) umschließenden Ansätzen versehen ist, die die Lager (45) und zwischen den Lagern und der Seitenwand des Gehäuses Lufteintrittsöffnungen (50) enthalten, welch letztere zur Führung der Luft außen an den Lagern (45) entlang von Ringkörpern (60) umschlossen sind. "
3. Wirbelstrombremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (43.) mit vorzugsweise radial verlaufenden Durchbrechungen versehen ist.
4. Wirbelstrombremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Stege der Bremsscheibe (43) in der Nähe der Scheibenmitte und in der Nähe des Scheibenumfangs metallisch miteinander verbunden sind, so daß immer zwei benachbarte Stege einen geschlossenen, von einem Induktionskreis durchflossenen elektrischen Stromkreis bilden.
5. Wirbelstrombremse nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege schaufeiförmig gekrümmt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen