DE700201C - High performance eddy current brake - Google Patents
High performance eddy current brakeInfo
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- DE700201C DE700201C DE1935L0087682 DEL0087682D DE700201C DE 700201 C DE700201 C DE 700201C DE 1935L0087682 DE1935L0087682 DE 1935L0087682 DE L0087682 D DEL0087682 D DE L0087682D DE 700201 C DE700201 C DE 700201C
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochleistungswirbelstrombremse mit einer betriebsmäßig stillstehenden, nach Art einer Pendeldynamomaschine gelagerten und mit einer Flüssigkeitsdurchlaufkühlung versehenen Wirbelstrombahn.The invention relates to a high performance eddy current brake with an operationally stationary, mounted like a pendulum dynamo machine and with an eddy current path provided with fluid flow cooling.
Die bekannten Wirbelstrombremsen mit betriebsmäßig stillstehender Wirbelstrombahn und Flüssigkeitsdurchlaufkühlung haben den Nachteil, daß sie, wenn diese als Fahrzeug oder Prüfstandbremsen gebaut werden, im Verhältnis zur Baugröße eine sehr geringe Bremsleistung aufweisen. Würde man die Bremsleistung der bekannten Wirbelstrombremsen erhöhen wollen, so erhöht sich nicht nur das Gewicht, sondern es wird auch das räumliche Ausmaß derart vergrößert, daß eine Verwendung als Fahrzeugbremse nicht . mehr möglich ist.The known eddy current brakes with an operationally stationary eddy current path and liquid flow cooling have the disadvantage that they, when used as a vehicle or test bench brakes are built, a very small one in relation to the size Have braking performance. One would consider the braking performance of the well-known eddy current brakes want to increase, not only does the weight increase, but the spatial extent is also increased in such a way that a use as a vehicle brake is not. more is possible.
Auch sind Wirbelstrombremsen mit topfförmigen Magneten bekannt, jedoch konnte bisher die besonders hohe Leistung der Topfmagneten nicht voll ausgenutzt werden, da die in diesem Fall entstehende starke Wärmebildung den Wirkungsgrad· der Topf magneten wieder stark herabmindert.Eddy current brakes with cup-shaped magnets are also known, but could So far, the particularly high performance of the pot magnets are not fully exploited, since the strong heat generated in this case reduces the efficiency of the pot magnets again greatly diminishes.
Die Erfindung geht aus von den bekannten Wirbelstrombremsen mit einer betriebsmäßig stillstehenden, nach Art einer Pendeldynamomaschine gelagerten und mit einer Flüssigkeitskühlung versehenen Wirbelstrombahn. Erfindungsgemäß ist der das Feld erregende Magnet ein umlaufender Topfmagnet mit einem Ringluftspalt an einer Stirnseite, in den eine mit magnetisch leitenden Körpern durchsetzte zylinder- oder topfförmige Wirbelstrombahn aus elektrisch gut leitendem Werkstoff mit veränderlicher Eintauchtiefe hineinragt.The invention is based on the known eddy current brakes with an operationally stationary, mounted like a pendulum dynamo machine and with a liquid cooling provided eddy current path. According to the invention is that which excites the field Magnet a rotating pot magnet with an annular air gap on one face, in a cylindrical or cup-shaped eddy current path interspersed with magnetically conductive bodies made of electrically conductive material with variable immersion depth protrudes.
Durch den Erfindungsgegenstand sind nunmehr die bekannten Übelstände beseitigt worden. Die vorteilhaften Einzelmerkmale bekannter Wirbelstrombremsen wurden zur Erzielung einer Wirbelstrombremse kleiner Bauart und besonders hoher Leistung kombi~ niert und derart miteinander verschmolzen, daß eine über den Leistungsdurchschnitt bekannter Bremsen wesentlich hinausgehende Steigerung der Leistung erzielt ist.The subject of the invention now eliminates the known inconveniences been. The advantageous individual features of known eddy current brakes were used for Achieving an eddy current brake of small design and particularly high performance combined and merged with one another in such a way that one is better known than the average Braking a significant increase in performance is achieved.
Die weiteren Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der' folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. The further details of the invention emerge from the 'following description the embodiments shown in the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. ι das erste Ausführungsbeispiel in Seitenansicht und teilweise im Schnitt,Fig. Ι the first embodiment in side view and partially in section,
Fig. 2 bis 4 eine Draufsicht auf verschiedene Ausführungen des den Ringspalt enthaltenden Teils des Feldmagneten der Ausführung nach Fig. 1, FIGS. 2 to 4 show a plan view of different designs of the part of the field magnet containing the annular gap of the design according to FIG. 1,
Fig. 5 einen Querschnitt eines in der Ausbildung der Wirbelstrombahn von der Ausführung nach Fig. 1 abweichenden, im übrigen aber mit ihr übereinstimmenden Ausfüh-Fig. 5 is a cross section of one in the formation of the eddy current path of the embodiment according to Fig. 1 different, but otherwise identical design
rungsbeispiels, Fig. 6 einen Teil der Wirbelstrombahn des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 in Einzeldarstellung.approximately example, Fig. 6 shows a part of the eddy current path of the embodiment Fig. 5 in detail.
Wie schon oben angedeutet, ist die neue S Hochleistungsbremse insbesondere auch für* sogenannte Bremsprüf einrichtungen bestimmt, wie man sie z. B. zur Ermittlung der Ausgangsleistung von Motoren usw. benutzt. Fig.i zeigt nun die neue Bremse mit einer diesem ίο Verwendungszweck angepaßten Ausrüstung. Zur Erzeugung der Bremskraft dient der Elektromagnet i. Er ist im Ausführungsbeispiel in an sich bekannter Weise nach Art eines Topfmagneten ausgebildet. Sein Eisent5 weg umfaßt den Kern ia, den mit diesem \rerbundenen, vorzugsweise verschraubten Bodenteil I6, den mit dem Bodenteil I6 verschraubten zylindrischen Mantelteil ic, den mit diesem verschraubten ringförmigen Polschuh id und den mit dem Kern ia verschraubten oder in sonstiger Weise verbundenen scheibenförmigen Polschuh ie. Die Polschuhe ι d und ie schließen zwischen sich einen ringförmigen Spalt i/ ein. ig ist die von dem Eisenweg des Magneten umschlossene Erregerwicklung. Die den Luftspalt begrenzenden Flächen der Polschuhe id und ig können gemäß den vergrößerten Einzeldarstellungen nach Fig. 2 bis 4 gestaltet sein. Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind zu beiden Seiten des Luftspaltes if, d.h. sowohl an dem Polschuh id wie an dem Polschuh I1,, Arbeitspole ida bzw. \ea gebildet. Durch die Verwendung des Ausdruckes »Arbeitspole« soll angedeutet werden, daß es bei den betreffenden Polen nicht auf deren magnetische Polarität ankommt, sondern daß es sich vielmehr um Pole handelt, durch die der magnetische Fluß in Teilfüße zerlegt und so auf den anderen Polschuh weitergeleitet wird. Kurzum, es handelt sich also darum, durch die Bildung einer Vielheit von Arbeitspolen in bekannter Weise längs des Ringspaltes if ein stark wechselndes Feld zu erzeugen, wodurch erst eine hohe Bremsleistung bzw. überhaupt eine Bremsleistung bei Verwendung einer Magnetform mit Ringspalt ermöglicht ist.As already indicated above, the new S high-performance brake is also intended in particular for so-called brake testing devices, as they are used e.g. B. used to determine the output power of motors, etc. Fig.i now shows the new brake with equipment adapted to this purpose. The electromagnet i serves to generate the braking force. In the exemplary embodiment, it is designed in a manner known per se in the manner of a pot magnet. Be Eisent5 away comprises the core i a, the r with this \ erbundenen, preferably screwed back part I 6, the screwed with the bottom part I 6 cylindrical jacket i c, the i d with this screwed annular pole piece and is screwed to the core i a or connected in any other way disc-shaped pole shoe i e. The pole shoes ι d and i e include an annular gap i / between them. i g is the excitation winding enclosed by the iron path of the magnet. The surfaces of the pole shoes i d and ig delimiting the air gap can be designed in accordance with the enlarged individual representations according to FIGS. In the embodiment according to FIG. 2, working poles i da and \ ea are formed on both sides of the air gap if, ie on both pole piece i d and pole piece I 1. The use of the term "working poles" is intended to indicate that the relevant poles do not depend on their magnetic polarity, but rather that they are poles through which the magnetic flux is broken down into partial feet and thus passed on to the other pole piece . In short, it is a matter of generating a strongly changing field by forming a plurality of working poles in a known manner along the annular gap if , which only enables high braking power or even braking power at all when using a magnet shape with an annular gap.
Bei der abgeänderten Ausführung nach Fig. 3 verläuft der Polschuh ie auf der dem Ringspalt if zugewandten Seite nach einer Zylinderfläche, und es ist nur der Polschuh id mit Arbeitspolen versehen. Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist umgekehrt der Polschuh ie auf der dem Ringspalt zugewandten Seite mit Arbeitspolen versehen, während der Polschuh id auf der dem Ringspalt zugewandten Seite nach einer Zylinderfläche verläuft. In the modified embodiment according to FIG. 3, the pole piece i e runs on the side facing the annular gap i f after a cylindrical surface, and only the pole piece i d is provided with working poles. Conversely, in the embodiment according to FIG. 4, the pole shoe i e is provided with working poles on the side facing the annular gap, while the pole shoe i d extends along a cylindrical surface on the side facing the annular gap.
In den Ringspalt if taucht die als Zylinder ausgebildete Wirbelstrombahn 2 ein. Sie kann aus Kupfer oder aus einem sonstigen den elektrischen Strom möglichst gut leitenden Stoff bestehen. Zwischen dem Boden des Wirbelstromzylinders 2 und einer mit ihm verbundenen Scheibe 3 ist ein Hohlraum 2„ gebildet, in den über die Anschlüsse 3a, 36 : -Wasser oder eine sonstige Kühlflüssigkeit zu- bzw. abgeleitet werden kann.The eddy current path 2, which is designed as a cylinder, is immersed in the annular gap i f. It can be made of copper or some other material that conducts electricity as well as possible. A cavity 2 ″ is formed between the bottom of the eddy current cylinder 2 and a disk 3 connected to it, into which cavity 2 ″ can be supplied or discharged via the connections 3 a , 3 6 : water or some other cooling liquid.
Der Feldmagnet 1 ist mit Hilfe der eine Verlängerung des Magnetkernes ia bildenden Welle 4 und einer Lageranordnung 5, die mit der Grundplatte 6 verbunden ist, drehbar gelagert. An dem außer dieser Lageranordnung 4 herausragenden, in der Zeichnung nicht mehr sichtbaren Wellenstumpf 4 wird zweckmäßig eine Kupplung angebracht, die gestattet, den Feldmagneten mit der zu bremsenden Vorrichtung, beispielsweise mit einem Elektromotor, zu kuppeln.The field magnet 1 is rotatably mounted with the aid of the shaft 4, which forms an extension of the magnet core i a, and a bearing arrangement 5 which is connected to the base plate 6. A coupling is expediently attached to the shaft stub 4 which protrudes apart from this bearing arrangement 4 and is no longer visible in the drawing, which allows the field magnet to be coupled to the device to be braked, for example to an electric motor.
Die Zuführung des Er reger stromes zu der Wicklung ig erfolgt über zwei mit der Welle 4 unter Zwischenführung geeigneter Isolation verbundene Schleifringe 7 und 8 und die beiden Bürsten 9 und 10, deren gemeinsamer Halter 11 von der Lageranordnung 5 getragen wird.He energized current is supplied to the winding i g via two slip rings 7 and 8 connected to the shaft 4 with suitable insulation in between and the two brushes 9 and 10, the common holder 11 of which is carried by the bearing assembly 5.
Die aus dem Wirbelstromzylinder und der mit ihr verbundenen Platte 3 bestehende Einheit ist durch eine Schraub- oder sonstige Verbindung an dem vorderen Ende einer 9" Welle 12 befestigt. Diese ist einerseits in dem Lager 13 und andererseits mit Hilfe eines Kugellagers 14, das in einer Aussparung des Kernes ia längs verschiebbar ist, gelagert. Ein auf der Welle 12 befindlicher Bund I2a und ein Stellring 15 sichern die Welle 12 und die mit ihr verbundenen Teile gegen eine Längsverschiebung relativ zu dem das Lager 13 tragenden Lagerbock 16. Mit dem aus dem Lager 13 herausragenden Ende der Welle 10c 12 ist ein bei Bremsprüfeinrichtungen nach Art der Pendeldynamomaschinen üblicher Hebel 17 verbunden, der zur Aufhängung der Gewichte dient, mit deren Hilfe das auf den Bremszylinder 2 wirkende Drehmoment kornpensiert wird.The unit consisting of the eddy current cylinder and the plate 3 connected to it is fastened by a screw or other connection to the front end of a 9 "shaft 12 recess of the core i a is slidable along, stored. a on the shaft 12 befindlicher collar I2 a and an adjusting ring 15 secure the shaft 12 and its affiliated parts against longitudinal displacement relative to the bearing 13 supporting the bearing block 16. with the from the end of the shaft 10c 12 protruding from the bearing 13 is connected to a lever 17, which is common in brake testing devices of the type of pendulum dynamo machines and which is used to suspend the weights with the aid of which the torque acting on the brake cylinder 2 is compensated.
Die erzeugte Bremskraft ist abhängig von der Eintauchtiefe des Bremszylinders 2 in den Ringspalt if. Es ist daher, um die Bremskraft einstellen zu können, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Vorsorge getroffen, daß die Eintauchtiefe des Bremszylinders 2 geändert werden kann. Hierzu ist einmal der Lagerbock 16 mit einer Schlitzführung an den Stiften 6a und 66 der Grundplatte 6 geführt, so daß nach Lösen des Schraubenbolzens i6a der Lagerbock 16 in Richtung der Welle 12 verstellt werden kann. Die neue Stellung wird durch Anziehen des Bolzens i6fl gesichert. Bei der Verschiebung des Lagerbockes 16 in Richtung der Welle 12 nimmt er diese Welle und die mit ihr verbundenenThe braking force generated depends on the depth of immersion of the brake cylinder 2 in the annular gap i f . In order to be able to adjust the braking force, provision is therefore made in the device according to the invention that the depth of immersion of the brake cylinder 2 can be changed. For this purpose, the bearing block 16 is once guided with a slot guide on the pins 6 a and 6 6 of the base plate 6, so that the bearing block 16 can be adjusted in the direction of the shaft 12 after loosening the screw bolt i6 a. The new position is secured by tightening the bolt i6 fl. When the bearing block 16 is moved in the direction of the shaft 12, it takes this shaft and those connected to it
Teile mit. Hierbei verschiebt sich das Kugellager 14 in der für dieses Lager vorgesehenen Aussparung des Kernes iB. Es ist klar, daß für das Lager 14 der Welle 12 ein zweiter mit der Grundplatte verbundener Lagerbock vorgesehen werden könnte. Die dargestellte Ausführung, bei der das Lager 14 oder, allgemeiner gesagt, das zweite Lager für die Welle 12 von dem Kern 14 des Feldmagneten getragen wird, hat den Vorteil, daß sich auf diese Weise eine sehr genaue Einstellung der Wirbelstrombahn 2 gegenüber dem Ringspalt if ergibt, woraus wiederum, was unbedingt angestrebt wird, der Ringspalt if bzw. der Zwischenraum zwischen der Wirbelstrombahn 2 und den Polschuhen id und ie sehr klein bemessen werden kann.Share with. Here, the ball bearing 14 moves in the recess of the core i B provided for this bearing. It is clear that a second bearing block connected to the base plate could be provided for the bearing 14 of the shaft 12. The embodiment shown, in which the bearing 14 or, more generally, the second bearing for the shaft 12 is carried by the core 14 of the field magnet, has the advantage that in this way a very precise setting of the eddy current path 2 relative to the annular gap if results, from which, in turn, which is absolutely desirable, the annular gap i f or the space between the eddy current path 2 and the pole shoes i d and i e can be made very small.
Die Wirbelstrombahn 2 wird vorzugsweise aus Kupfer gebildet, einmal wegen der besonders guten elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer und zum anderen auch deswegen, weil Kupfer eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Mit einer Erhitzung des Kupfers ist naturgemäß im vorliegenden Fall einer Hochleistungsbremse zu rechnen. Man wird mit der Belastung der Bremse sogar so weit gehen können, daß das etwa im Anschluß 3a eingeführte Kühlwasser den Anschluß 36 als Dampf verläßt.The eddy current path 2 is preferably formed from copper, on the one hand because of the particularly good electrical conductivity of copper and on the other hand also because copper has a very high thermal conductivity. In the present case of a high-performance brake, heating of the copper is naturally to be expected. You will even be able to go so far with the load on the brake that the cooling water introduced approximately in connection 3 a leaves connection 3 6 as steam.
Es war schon oben hervorgehoben, daß der Ringspalt i/ möglichst klein bemessen werden soll, und zwar aus dem naheliegenden Grunde, den magnetischen Widerstand des Ringspaltes möglichst klein zu halten. Andererseits hat natürlich die Verringerung der Luftspaltbreite ihre Grenze an der gewünschten Leistungsfähigkeit der Bremse und auch an der erzielbaren Herstellungsgenauigkeit.It was already emphasized above that the annular gap i / should be dimensioned as small as possible should, for the obvious reason, the magnetic resistance of the annular gap to keep it as small as possible. On the other hand, of course, has the reduction in the air gap width their limit on the desired performance of the brake and also on the achievable manufacturing accuracy.
In Fig. 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem bei gleicher Spaltbreite und gleicher Stärke des Wirbelstromzylinders dennoch ein wesentlich geringerer magnetischer Widerstand des Luftspaltes vorhanden ist. Das ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt, daß in an sich bekannter Weise in dem die Wirbelstrombahn bildenden Körper, im Ausführungsbeispiel in dem Wirbelstromzylinder 2, magnetisch leitende Stücke 20 eingelagert sind. Bei ihrer Verteilung kommt es auf eine genaue Regelmäßigkeit nicht an. Sie können vielmehr in gewisser Weise regellos in.die dem magnetischen Feld ausgesetzte Wirbelstrombahn eingestreut sein. In Fig. 5 und 6 ist angenommen, daß ziemlich kompakte Einzelstücke aus magnetisch leitendem Stoff eingelagert sind. Statt dessen könnten auch Eisenspäne oder Eisengrieß in größeren oder kleineren Mengen in die Kupfermasse eingelagert sein. Die eingelagerten magnetisch lei- *> <> tenden Teile haben die Wirkung, daß sie für den magnetischen Fluß eine gut leitende Brücke bilden. Andererseits sind diese Teile umgeben vom Kupfer oder von sonstigem elektrisch gut leitendem Stoff des Wirbelstrom- 6S Zylinders, so daß also der Gesamtkörper einerseits einen für den magnetischen Fluß gut leitenden Körper und andererseits auch einen für den elektrischen Strom ausgezeichnet leitenden Körper abgibt. Die übrige Ausbildung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 und 6 kann genau dem nach den Fig. 1 bis 4 entsprechen und ist daher in den Fig. 5 und 6 nicht näher angegeben.In Fig. 5 and 6 an embodiment is illustrated in which, with the same gap width and the same thickness of the eddy current cylinder, a significantly lower magnetic resistance of the air gap is present. According to a further development of the invention, this is achieved in that magnetically conductive pieces 20 are embedded in the body forming the eddy current path, in the exemplary embodiment in the eddy current cylinder 2, in a manner known per se. Exact regularity does not matter when they are distributed. Rather, they can in a certain way be scattered randomly in the eddy current path exposed to the magnetic field. In Fig. 5 and 6 it is assumed that fairly compact individual pieces of magnetically conductive material are embedded. Instead, iron filings or iron grit could also be incorporated into the copper mass in larger or smaller quantities. The embedded magnetically conductive parts have the effect of forming a good conductive bridge for the magnetic flux. These parts the other hand, are surrounded by copper or of other electrically highly conductive material of the eddy current 6 S cylinder, so that, therefore, the overall body of the one part, on the other hand outputs a for the magnetic flux highly conductive body and an excellent conductive for the electrical current body. The rest of the design of the embodiment according to FIGS. 5 and 6 can correspond exactly to that according to FIGS. 1 to 4 and is therefore not specified in more detail in FIGS.
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1935L0087682 DE700201C (en) | 1935-03-12 | 1935-03-12 | High performance eddy current brake |
| GB31417/36A GB485296A (en) | 1935-03-12 | 1936-11-17 | Improvements in or relating to brakes |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1935L0087682 DE700201C (en) | 1935-03-12 | 1935-03-12 | High performance eddy current brake |
| GB31417/36A GB485296A (en) | 1935-03-12 | 1936-11-17 | Improvements in or relating to brakes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE700201C true DE700201C (en) | 1940-12-23 |
Family
ID=25986380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1935L0087682 Expired DE700201C (en) | 1935-03-12 | 1935-03-12 | High performance eddy current brake |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE700201C (en) |
| GB (1) | GB485296A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE947398C (en) * | 1952-09-23 | 1956-08-16 | Armand Zouckermann | Electrodynamic eddy current brake |
| DE950939C (en) * | 1949-10-22 | 1956-10-18 | Cie Telma | Eddy current brake |
| DE1197174B (en) * | 1960-08-03 | 1965-07-22 | S E A Soc D Electronique Et D | Winding for an axial air gap AC machine |
| DE2929095A1 (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-19 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | HYSTERESIS CLUTCH |
-
1935
- 1935-03-12 DE DE1935L0087682 patent/DE700201C/en not_active Expired
-
1936
- 1936-11-17 GB GB31417/36A patent/GB485296A/en not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE2929095A1 (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-19 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | HYSTERESIS CLUTCH |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB485296A (en) | 1938-05-17 |
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