DE720699C

DE720699C - Eddy current brake excited by permanent magnets

Info

Publication number: DE720699C
Application number: DEL99534D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Welsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-11-28
Filing date: 1939-11-28
Publication date: 1942-05-13

Description

Durch Dauermagnete erregte Wirbelstrombremse Während bei den bekannten elektromagnetisch erregten Wirbelstrombremsen das Bremsmoment in einfacher Weise dadurch aufgehoben werden kann, daß die Erregung abgeschaltet wird, ist dies bei Wirbelstrombremsen, die durch Dauermagnete erregt werden, nicht der Fall; das Drehmoment kann nicht ohne weiteres aufgehoben werden.Eddy current brake excited by permanent magnets While in the known electromagnetically excited eddy current brakes the braking torque in a simple manner can be canceled by turning off the excitation, this is at Eddy current brakes energized by permanent magnets are not the case; the torque cannot be canceled easily.

Die vorliegende Erfindung ,gestattet es nun, bei einer durch Dauermagnete erregten Wirbelstrombremse, bei der das eine der beiden Systeme, entweder das Magnetsystem :oder das Bremssrheihensystem, fest auf der abzubremsenden Welle angeordnet ist, das Bremsmoment nach Wahl ein- oder ausschalten zu können und außerdem mit einem mechanischen Spalt zwischen Magneten und Bremsscheibe zu arbeiten, der nahezu Null ist. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Betätigung der Bremse durch Festhalten des fliegend angeordneten Systems erfolgt.The present invention now makes it possible to use permanent magnets excited eddy current brake, in which one of the two systems, either the magnet system : or the brake row system is firmly arranged on the shaft to be braked, to be able to switch the braking torque on or off of your choice and also with a mechanical gap between magnet and brake disc to work that is almost zero is. According to the invention this is achieved in that the actuation of the brake by The on-the-fly system is held in place.

An Hand der in Fig. r und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele sei der Erfindungsgedanke näher erläutert, wobei jede Abbildung eine Wirbelstrombremse nach der Erfindung in Schnitt und Ansicht wiedergibt. In Fg. z bedeutet a einen glockenförmigen Tragkörper, der auf der abzubremsenden Welle fliegend angeordnet ist. Er ist am ;äußeren Umfang mit einer Bremsfläche b vers-eh*n. und trägt in radialer Anordnung eine Anzahl von hufeisenförmigen Dauermagneten e. Die Nord- und Südpole N, S dieser Magnete umfassen die Bremsscheibe f aus unmagnetischem Werkstoff, etwa Kupfer. Durch diese Bremsscheibe, die auf der abzubremsenden Welle etwa mittels Nut und Feder befestigt ist, wird das fliegend angeordnete Magnetsystem axial geführt. Das Magnetsystem kann über die Bremsfläche b durch ein Bremsband d bzw. dessen Bremsbelag e festgehalten werden.On the basis of the exemplary embodiments shown in FIGS. R and 2 the idea of the invention explained in more detail, with each figure an eddy current brake reproduces according to the invention in section and view. In Fig. Z, a means one bell-shaped support body which is overhung on the shaft to be braked is. It is on the; outer circumference with a braking surface b vers-eh * n. and carries in radial Arrangement a number of horseshoe-shaped permanent magnets e. the North and south poles N, S of these magnets enclose the brake disc f made of non-magnetic Material, such as copper. Through this brake disc, which is on the shaft to be braked is attached by means of tongue and groove, the overhung magnet system axially guided. The magnet system can over the braking surface b by a braking band d or its brake lining e are held.

Die Wirkungsweise der Bremse ist folgende: im ungebremsten Zustand nimmt die umlaufende Bremsscheibe f das fliegend angeordnete Magnetsystem a, b; c mit. Ist zwischen den beiden Systemen kein Geschwindigkeitsunterschied vorhanden, so geschieht diese Mitnahme infolge der Reibung, bei Geschwindigkeitsunterschieden außerdem zusätzlich infolge von Wirbelströmen bzw. Wirbelstrombildung in der Bremsscheibe. Wird nun das Bremsband d angezogen, so wird die kleine umlaufende Masse des Magnetsystems u, b, c sehr schnell bis zum Stillstand verzögert, so daß alsdann das eigentliche Wirbelstrombremsmoment voll zur Wirkung kommt. Mit Ausnahme während der kurzen Verzögerungszeit der Massen a, b, c entstehen die Verluste während der eigentlichen Bremsung fast ausschließlich in Form von Wirbelströmen in der Bremsscheibe, so daß die Bremse also praktisch ohne Verschleiß arbeitet.The mode of operation of the brake is as follows: in the unbraked state, the rotating brake disk f takes the overhung magnet system a, b; c with. If there is no speed difference between the two systems, this entrainment occurs as a result of friction, and in the case of speed differences also as a result of eddy currents or eddy current formation in the brake disc. If the brake band d is now tightened, the small rotating mass of the magnet system u, b, c is decelerated very quickly to a standstill, so that the actual eddy current braking torque then comes into full effect. With the exception of the short delay time of the masses a, b, c , the losses occur during the actual braking almost exclusively in the form of eddy currents in the brake disc, so that the brake works practically without wear.

Nach dem in Fig.2 dargestellten Beispiel besteht der Tragkörper a aus einer unmagnetischen Scheibe, etwa aus Aluminium, die mit axial verlaufenden Bohrungen zur Aufnahme der somit axial magnetisierten Dauermagnete c versehen ist. Auf der abzubremsenden Welle sind zwei Bremsscheiben f, etwa aus Gußeisen, fest angeordnet. Diese Scheiben können- in ihrem axialen Abstand zueinander genau eingestellt werden, so daß die zwischen ihnen mit kleinem Spalt sitzenden Magnete c sich frei drehen können. Magnetische Spalte können in Form von unmagnetischen Blechen auf den Polflächen angebracht werden. Im Interesse kurzer Kraftlinienwege ist die Anordnung so getroffen, daß benachbarte Magnete nach Möglichkeit unterschiedliche Polarität haben. Die konzentrische Lagerung des Tragkörpers a erfolgt bei diesem Beispiel nicht auf der Welle unmittelbar, sondern auf zylinderischen Flä-chen ä der Bremsscheiben mit Hilfe von Bremsbelägen. Durch diese Lagerung sowie die Polflächen wird die allseitige Führung -der beiden Systeme gegeneinander gewährleistet. Zwischen die Polflächen und die Bremsscheiben kann gegebenenfalls eine dünne Schmierschicht, etwa Graphit, eingebracht werden. Die Bremsfläche des Tragkörpers (t. ist als konische -Rille b ausgebildet, in die der Bremsklotz h gesenkt werden kann. Hierdurch kann in gleicher Weise wie bei der Anordnung nach Fig. r die Wirbelstrombremsung der Welle ein- und ausgeschaltet werden.According to the example shown in FIG. 2, the support body a consists of a non-magnetic disc, for example made of aluminum, which is provided with axially extending bores for receiving the permanent magnets c thus axially magnetized. Two brake disks f, for example made of cast iron, are fixedly arranged on the shaft to be braked. These disks can be precisely adjusted in their axial distance from one another, so that the magnets c sitting between them with a small gap can rotate freely. Magnetic gaps can be attached to the pole faces in the form of non-magnetic sheets. In the interest of short lines of force, the arrangement is made so that neighboring magnets have different polarity if possible. The concentric mounting of a supporting body is carried out in this example, not directly on the shaft but on cylindrical spots on the like of the brake discs by means of brake pads. This storage and the pole faces ensure that the two systems are guided on all sides against one another. If necessary, a thin layer of lubricant, such as graphite, can be introduced between the pole faces and the brake disks. The braking surface of the support body (t. Is designed as a conical groove b into which the brake pad h can be lowered. This enables the eddy current braking of the shaft to be switched on and off in the same way as in the arrangement according to FIG.

Die Wirbelstrombremse ist ihrer Natur nach eine Schlupfbremse, aber keine Stillstands- oder Haltebremse. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann sie jedoch leicht als Haltebremse verwendet werden. Infolge der konischen Ausbildung der Bremsfläche b: sowie des Bremsklotzes lt (Fig. 2) genügt eine verhältnismäßig schwache Krafteinwirkung auf den Klotz k', um das Magnetsystem :a, b, c = festzuhalten und die Schlupfdrehzahl der Wirbelstrombrernse zu erzeugen. Die in den Lagerflächen g entstehenden mechanischen Verluste sind nur gering und unterstützen außerdem wirksam das Wirbelstrommoment. Erhöht man nunmehr den auf den Klotz h ausgeübten Druck, so nimmt auch der Druck in den Flächen ä zu bis zu einem Maß, das die Stillstands- oder Haltekraft zu erzeugen im Stande ist.The eddy current brake is by nature a slip brake, but not a standstill or holding brake. According to a further concept of the invention, however, it can easily be used as a holding brake. Due to the conical design of the braking surface b: and the brake pad lt (Fig. 2), a relatively weak force on the pad k 'is sufficient to hold the magnet system: a, b, c = and to generate the slip speed of the eddy current brake. The mechanical losses occurring in the bearing surfaces g are only small and also effectively support the eddy current moment. If the pressure exerted on the block h is now increased, the pressure in the surfaces - also increases up to a level that is capable of generating the standstill or holding force.

Verzichtet man auf die Haltebremse, so kann die Bremsung auch auf folgende Weise eingeleitet werden. An Stelle der Bremsfläche b erhält der Tragkörper :eine Zahnung, während der Bremsklotz bzw. das Bremsband durch eine federnde Klinke ersetzt wird, die durch Eingreifen in die Zahnung das fliegend angeordnete System augenblicklich stilhetzt.If the holding brake is not used, braking can also be applied can be initiated in the following manner. Instead of the braking surface b, the supporting body receives : a toothing, while the brake pad or the brake band by a resilient pawl is replaced, which by engaging the teeth of the overhung system instantly stalking.

Die Verwendung von Dauermagneten bietet den Vorteil, daßelektrische Energie nicht verbraucht wird. Das schließt jedoch nicht aus, daß zur Fernbetätigung der Bremse außer Druckluft oder öl auch kleine Elektromagnete mit Ruhe- oder Arbeitsstrom benutzt werden können.The use of permanent magnets offers the advantage that electrical Energy is not consumed. However, this does not preclude remote control the brake apart from compressed air or oil also small electromagnets with idle or working current can be used.

Bremsen nach der Erfindung unterliegen praktisch keinem Verschleiß und brauchen nicht nachgestellt zu werden. Sie sind daher immer da zweckmäßig anzuwenden, wo betriebsmäßig häufig wiederkehrende Bremsungen vorgenommen werden, beispielsweise zum Stillsetzen von Werkzeugmaschinen und von Fahrzeugen. Sie können auch als 'v otbremse beim Ausbleiben der Netzspannung Verwendung finden.Brakes according to the invention are practically not subject to wear and do not need to be adjusted. They are therefore always to be used appropriately, where frequently recurring braking operations are carried out, for example for stopping machine tools and vehicles. They can also be called 'v Emergency brake can be used if there is no mains voltage.

Claims

PATENT CLAIMS: r.

Eddy current brakes excited by permanent magnets Magnet system or brake disk system fixed on the shaft to be braked, characterized in that the actuation of the brake by holding the flying arranged system takes place. Eddy current brake excited by permanent magnets according to claim i, characterized in that the one system on the second system axial; is mounted.

3. Eddy current brzmse excited by permanent magnets according to claim: i, characterized in that a system on the second system is axial and radial. is stored. q. WirbeIstrambremse excited by permanent magnets according to claim i to 3, characterized in that only one system when the brake pressure is low higher brake pressure, however, both systems are shut down.