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Elektrodynamische Bremse Die Erfindung betrifft elektrodynamische
Bremsen, d.h. Bremsen mit einem scheibenförmigen Rotor aus einem magnetisierbaren
Werkstoff, welcher mit einer zu bremsenden Achse fest verbunden ist, sowie mit zwei
Gruppen bildenden, seitlich von dem Rotor und beiderseits desselben angeordneten
Polstücken, welche in dem Rotor bei ihrer Erregung mit einem elektrischen Strom
und bei Drehung des Rotors ihnen gegenüber Wirbelströme in dem Rotor erzeugen.
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Diese Wirbelströme üben nicht nur eine Bremswirkung auf den sich drehenden
Rotor aus, sondern erzeugen in ihm auch Wärmemengen, welche durch eine geeignete
Kühlung abgeführt werden müssen.
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Die Erwärmung des Rotors, welche trotz seiner Kühlung unvermeidlich
ist, hat auch eine Erwärmung der ihn tragenden Welle zur Folge. Die Erwärmung dieser
Welle hat eine Dehnung derselben zur Folge, die man bisher dadurch berücksichtigt
hat, daß man dem einen Lager der Welle auf einer Seite des Rotars die Form eines
Drucklagers gab, welches jede Längsbewegung der Welle gegenüber dem Teil des Gestells
verhinderte, in welchem dieses Lager untergebracht war. Das auf der anderen Seite
des Rotors liegende andere, Lager der Welle ist dagegen so ausgebildet, daß es ein
Gleiten der Welle gegenüber dem Gestell in der Längsrichtung zuläßt. Diese Ausbildung
soll gestatten, daß sich die Welle unter dem Einfluß der Erwärmung, welcher sie
ausgesetzt ist, frei in einer Richtung ausdehnt. Diese einseitige Verlängerung der
Welle bewirkt eine Verstellung des Rotors in dem zwischen den beiden Gruppen von
Polstücken vorgesehenen Zwischenraum, dessen Breite praktisch unveränderlich ist.
Diese Verstellung bewirkt eine Entfernung des Rotors von der einen Gruppe von Polstücken
und eine Annäherung an die andere Gruppe. Wenn somit in kaltem Zustand der Luftspalt
zwischen
dem Rotor und jeder der beiden Polstückgruppen denselben Wert hat, so daß auf beiden
Seiten des Rotors die gleiche Zugkraft entsteht, solange die Bremse kalt ist, werden
diese Zugkräfte ungleich, sobald die Bremse sich erwärmt und die den Rotor tragende
Welle sich einseitig verlängert. Diese Ungleichheit der Zugkräfte bewirkt bei den
bekannten Bremsen ein Verziehen oder eine schirmförmige Verformung des Rotors.
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Dieser Nachteil ist bei der erfindungsgemäßen Bremse vermieden. Diese
ist dadurch gekennezeichnet, daß die Halter der sich beiderseits des Rotors befindenden
Polstückgruppen so angebracht sind, daß sich ihr Abstand in Abhängigkeit von den
Längenänderungen verändert, welche die Welle des Rotors infolge der Temperaturschwankunegen
erfährt, und zwar derart, daß die beiderseits des Rotors zwischen diesem und den
Polstücken bestehenden Luftspalte einander gleichbleiben. Diese Veränderung des
Abstandes der Halter der Polstücke wird zweckmäßig mit Hilfe von Anschlägen erhalten,
welche symmetrisch beiderseits des Rotors angeordnet sind und mit der Welle desselben
so zusammenwirken, daß sie sich bei einer Verlängerung der Welle infolge Erwärmung
voneinander entfernen, während sie sich in dem entgegengesetzten Fall einander nähern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die elektrodynamische
Bremse noch so ausgebildet, daß sich die Polstücke unter der Einwirkung der zwischen
dem Rotor und diesen Polstücken bei der Erregung derselben auftretenden Zugkraft
dem Rotor nähern können, wobei diese Annäherungsbewegung durch Anschläge begrenzt
wird, wobei eine Gegenkraft ausübende elastische Mittel vorgesehen sind, um die
Polstücke von dem Rotor zu entfernen, wenn sie nicht erregt sind.
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Die Zeichnungen ziegen beispielshalber mehrere Ausführungsformen der
Erfindung.
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Fig. I, 2, 3 und 5 der Zeichnung zeigen schematisch in einem axialen
Schnitt vier verschiedene elektrodynamische Bremsen, deren jede nach einer Ausführungsform
der Erfindung ausgebildet ist, während Fig. 4 die Abwandlung einer Einzelheit der
Fig. 3 zeigt; Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten
Bremse.
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Die Bremse weist einen scheibenförmigen Rotor I aus einem magnetisierbaren
Metall auf, welcher mit einer zu bremsenden Welle 2 fest verbunden ist. Der Rotor
dreht sich zwischen zwei Gruppen von Polstücken 3, 3a, welche nicht an der Drehbewegung
der, Welle 2 und des Rotors I teilnehmen.
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Bei einer Erregung der Polstücke 3, 3a durch einen elektrischen Strom
entsteht ein magnetischer Fluß, welcher in dem Rotor I Wirbelströme erzeugt, welche
auf den sich drehenden Rotor ihrerseits eine Bremswirkung ausüben und gleichzeitig
eine Erwärmung desselben zur Folge haben.
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Die bei dieser Erwärmung erzeugten Wärmemengen werden aus dem Rotor
durch in Fig. I bis 5 nicht dargestellte Ventilationsflüge abgeführt. Eine Polstückgruppe
3 ist z. B. an einem metallischen Seitenteil 4 befestigt, während die andere Gruppe,
3a, an einem Seitenteil 4a befestigt ist, wobei diese beiden Seitenteile im allgemeinen
dem Magnetgestell der Bremse angehören und infolgedessen aus einem magnetisierbaren
Metall bestehen, z. B. weichem Eisen oder weichem Stahl.
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In diesen Seitenteilen sind ferner die Lager 5 und 5a der Welle 2
untergebracht. Die Breite des Zwischenraumes zwischen den Polstückgruppen 3 und
3a ist nicht konstant, sondern in Abhängigkeit von den Längenänderungen, welche
die Welle 2 infolge ihrer Erwärmung oder ihrer Abkühlung erfährt, veränderlich,
wobei diese Veränderung so erfolgt, däß die Luftspalte a und b, welche den Rotor
I von jeder Polstückgruppe 3 und 3a trennen, im wesentlichen einander gleiche Werte
beibehalten.
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Hierfür ist die Bremse mit Anschlägen versehen, welche beiderseits
des Rotors I angeordnet sind und mit der Welle 2 so zusammenarbeiten, daß sie unabhängig
von den Verlängerungen oder Verkürzungen der Welle 2 stets symmetrisch zu der Mittelebene
des Rotors I bleiben. Diese Anschläge wirken auf die Halter 4 und 4a der Polstücke
ein, um die Luftspalte a und b einander gleichzuhalten (s. Fig. I und 2).
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Diese Anschläge können durch Schultern A und C sowie durch Lager 5
und 5a gebildet werden, wobei beide Lager die Form von Drucklagern haben. Bei der
in Fig. I, 2 und 5 dargestellten Bremse muß eines dieser Lager, z. B. das Lager
5, so ausgebildet sein, daß es ein Drucklager in beiden Richtungen bildet. Das andere
Lager 5a kann ebenfalls ein in beiden Richtungen wirkendes Drucklager sein. In gewissen
Fällen kann man sich jedoch damit begnügen, es so auszubilden, daß es nur eine Druckwirkung
nach dem Innern der Bremse zu. d.h. in Richtung auf den Rotor I zu ausübt. Wenn
sich somit die Welle 2 infolge ihrer Erwärmung zwischen den Schultern A und C ausdehnt,
werden die beiden Seitenteile 4 und 4a infolge der Druckwirkung der Lager 5 und
5a auseinandergedrückt. Um die Veränderung des Abstandes zwischen diesen beiden
Seitenteilen ohne Erzeugung von unnützen oder gefährlichen Beanspruchungen in denselben
zu ermöglichen, wird nur der Seitenteil 4 unmittelbar an dem Gestell der Anordnung
starr befestigt, z. B. an dem Fahrgestell des Fahrzeuges, an welchem die betreffende
Bremse angebracht ist, z. B. mittels eines Halters 6, so daß die Bremse frei tragend
gehalten wird. Ferner werden die die beiden Seitenteile 4 und 4a miteinander verbindenden
Streben 7 so ausgebildet, daß sie eine Längsbewegung des Seitenteils 4 in der Richtung
der Achse der Welle 2 zulassen. Hierfür können die Streben 7 ausziehbar gemacht
werden, man läßt jedoch besser den Seitenteil 4a auf den entsprechenden Enden der
Streben 7 gleiten. Ferner werden zweckmäßig auf die Streben Abstandsstücke 8 aufgeschoben,
deren Länge dem Abstand entspricht, welcher durch die Lager 5 und 511 den mitlleren
Teeilein der Sieiteenteile,4 und .f« giegeb@en -wird, wenn: die Welle 2 kalt ist.
Die Abstandsstücke haben insbesondere zum Zweck, die
Einwirkung
der Zugkraft auf die Lager 5, 5a zu verringern, solange die Welle 2 sich nicht erwärmt
hat (s. Fig. I).
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Zweckmäßig werden Federn oder andere elastische Vorrichtungen an den
freien Enden der Streben 7 zwischen der Außenseite des Seitenteils 4a und den auf
diese Enden der Streben 7 geschraubten Muttern 9 angebracht. Diese Federn sind z.
B. Tellerfedern Io, welche sich abplatten, wenn der Seitenteil 4a infolge einer
Dehnung der Welle 2 nach außen gedrückt wird.
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Diese elastischen Teile Io verhindern hauptsächlich unnütze und lärmende
Verstellunbgen des Umfanges des Seitenteils 4a.
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Die oben beschriebene und in Fig. I dargestellte Bremse arbeitet folgendermaßen:
Wenn sich infolge der Speisung der Polstücke 3 und 3a mit Strom die Bremse und insbesondere
die Welle 2 derselben zu erwärmen beginnen, erfährt die Welle eine Dehnung, welche
praktisch zwischen A und B und zwischen B und C die gleiche ist. Der Punkt B liegt
in der Mitte zwischen A und C und in der Mittelebene des Rotors I. Infolge der Druckwirkung
der Lager 5 und 5a wird der Seitenteil 4a um eine Strecke nach außen gedrückt, welche
das Doppelte des Betrages beträgt, um wellchen sich die Welle 2 in jedem der Abschnitte
A-B und B-C verlängert. Die Luftspalte a und b, welche gleich waren, solange die
Bremse kalt ist, vergrößern sich im selben Maße und bleiben einander gleich. Infolgedessen
bleiben die auf die beiden Seiten des Rotors wirkenden magnetischen Zugkräfte wesentlich
dieselben und suchen diesen nicht zu verziehen.
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Wenn sich die gesamte Bremse nach Unterbrechung des in den Polstücken
fließenden Stroms abkühlt, führt das Lager 5a, welches gemäß Fig. I als Drucklager
in beiden Richtungen wirkt, den Seitenteil 4a in seine, Ausgangsstellung zurück,
bis er gegen die Abstandsstücke 8 anschlägt, wobei die Werte der Luftspalte a und
b stets einander gleichbleiben.
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Wenn das Lager 5a nur eine Druckwirkung nach dem Innern der Bremse
zu hat, erfolgt die Rückführung des Seitenteils 4a durch die elastischen Elemente
Io, welche dann außer der obenerwähnten Wirkung noch diese zusätzliche Wirkung haben.
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Falls das Lager 5a ein Doppeldrucklager ist, können die elastischen
Elemente Io auf der Innen-Seite des Seitenteils 4a angeordnet werden, wie dies in
Fig. 3 angegeben ist, was gestattet, die Lager 5a von einem wesentlichen Teil der
Kräfte zu entlasten, welche von der auf die Polstücke 3a ausgeübten magnetischen
Zugkraft herrühren, und zwar selbst nach einer Ausdehnung der Welle 2.
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Es ist zu bemerken, daß es offenbar stets zweckmäßig ist, beim Arbeiten
der Bremse den Luftspalten a und b einen möglichst kleinen Wert zu geben, um bei
einer gegebenen Erregung der Polstücke einen möglichst großen magnetischen Fluß
zu erhalten, so daß die Bremse bei gegebenem Gewicht und Platzbedarf die größte
Leistung erhält. Ferner muß, wenigstens solange die Bremse nicht arbeitet, jede
inechanische Reibung des scheibenförmigen Rotors an einem der Polstücke vermieden
werden, wodurch nicht nur eine unerwünschte Bremswirkung, sondern auch eine schnelle
Abnutzung der Polstücke entstehen würde.
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Diese mechanische Reibung würde übrigens wenig stören, wenn sie während
des Arbeitens der Bremse aufträte, da dann einerseits diese Bremswirkung zu der
elektrischen Bremswirkung hinzutritt, und da andererseits die Abnutzung nicht sehr
erheblich wäre, da die Zeiten, während welcher die Bremse arbeitet, sehr kurz gegenüber
den Zeiten sind, während welcher die Bremse infolge der Unterbrechung des Stroms
in den Polstücken außer Betrieb gesetzt ist.
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Zur Erzielung kleinster Werte der Luftspalte a und b beim Arbeiten
der Bremse und größerer Werte, welche mit Sicherheit jede Reibung des Rotors an
der einen oder anderen Polstückgruppe ausschließen, wenn die Bremse außer Betrieb
ist, werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform den elektrischen Bremse die
Polstücke so angebracht, daß sie sich dem Rotor unter der Einwirkung der zwischen
dem Rotor und den Polstücken auftretenden Zugkraft nähern können, wenn sie vom Erregerstrom
durchflossen werden, wobei diese Annäherung durch Anschläge begrenzt wird, während
die Polstücke beim Aufhören ihrer Erregung von dem Rotor durch eine Gegenkraft ausübende
elastische Mittel entfernt werden.
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Hierzu ist noch zu bemerken, daß die beim Arbeiten der Bremse zur
Annäherung der Polstücke an den Rotor zur Verfügung stehenden Zugkräfte bei den
verschiedenen üblichen Modellen sehr groß sind (in der Größenordnung von I bis 3t).
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Eine derart ausgeführte elektrodynamische Bremse ist in Fig. 2 dargestellt.
Bei dieser Bremse sind die Federn II und IIª, deren jede z. B. aus mehreren Tellerfedern
besteht, zwischen jedem Lager 5 und 5ª der Welle 2, die beide die Form von Doppeldrucklagern
haben, und dem entsprechenden Seitenteil 4 bzw. 4ª angeordnet. Ferner kann jede
der Außenhülsen I2, I2ª, welche die Lager 5, 5ª umgeben und gegenüber diesen festliegen,
in der Richtung der Achse der Welle 2 axial gegenüber den zylindrischen Verlängerungen
I3, I3ª gleiten, welche auf der Außenseite der Seitenteile 4, 4ª befestigt sind
und sich gegen diese Hülsen I2, I2ª legen.
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Schließlich sind zur Begrenzung der Gleitbewegung der Seitenteile
4, 4ª auf den Hülsen I3, I2ª in Richtung auf den Rotor I Schultern oder Anschläge
I4, I4ª im Innern der zylindrischen Verlängerungen I3, I3a angebracht, wobei sich
diese Schultern gegen die äußeren Vorderflächen der Hülsen I2, I2a legen können.
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Der größte Abstand zwischen den Polstücken und dem Rotor wird durch
Anschläge I5 bestimmt, welche am einer ringförmigen Wand I6 befestigt sind, welche
auf der Außenseite des Seitenteils 4a liegt. Diese Wand ist durch Streben I7 starr
mit leim Se!i:ten:toi-l 4 verbunden.
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Schließlich steht der Seitenteill 4a noch un@teir der Einwirkung vorn
elastischen Eleiment-in ioa, weilchie
z. B. ebenfalls die Form von
Tellerfedern haben und zwischen der Außenfläche des Seitenteils 4ª und der Innenfläche
der ringförmigen Wand I6 angeordnet sind.
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Die Gesamtheit des Gestells 4, I6, I7 ruht auf einem Sockel S, welcher
an dem Gestell der Anordnung befestigt ist, welcher die Bremse angehört. Dieses
Gestell und der Sockel sind mit Ventilationsöffnungen O versehen.
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Die in Fig. 2 dargestellte Bremse arbeitet folgendermaßen: Solange
die Bremse außer Betrieb ist, sind die Federn II und IIª stark genug, um große Werte
der Luftspalte a und b herzustellen, wobei gleichzeitig die elästischen "Teile Ioª
zusammengedrückt werden, welche insbesondere jedes Spiel verhindern sollen.
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Bei der Einschaltung des Erregerstroms der Polstücke verkleinert die
auf die beiden Polstückgruppen wirkende Zugkraft die Luftspalte a und b auf einen
sehr kleinen Wert, welcher durch den Anschlag der Schultern I4, I4ª gegen die vorderen
Außenflächen der Hülsen I2, I2ª bestimmt ist, wobei die elastischen Elemente II
und IIª zusammengedrückt und gleichzeitig die elastischen Elemente Ioª entlastet
werden. Die Bremse arbeitet von da an unter den oben anläßlich der Beschreibung
der in Fig. I dargestellten Bremse erläuberten Bedingungen. Wenn nämlich jetzt die
Welle 2 infolge ihrer Erwärmung eine Verlängerung erfährt, so bewirkt diese infolge
des Anschlags der Teile I2, I4 und I2ª, I4ª sowie der Lager 5 und 5ª ein Auseinanderrücken
der Seitenteil 4 und 4ª und eine geringe Vergrößerung der Luftspalte a und b, wobei
gleichzeitig diese Luftspalte einander gleiche Werte behalten. Da die Größe der
Luftspalte bei Beginn der Inbetriebsetzung der Bremse sehr klein ist, bleiben diese
selbst nach einer gewissen Verlängerung der Welle 2 noch verhältnismäßig klein.
Nach der Unterbrechung des Erregerstroms und dem Verschwinden der Zugkraft der Polstücke
geben die Federn II, IIª den Luftspalten von neuem genügend gruße Werte, um jede
Gefahr eines Reibens des Rotors an den Polstücken auszuschließen, solange diese
letzteren von keinem Erregerstrom durchflossen werden.
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Bie der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ist das Lager 5 in dem
Seitenteil 4 ein einfaches Drucklager, während das Lager 5ª ein Doppeldrucklager
ist, welches in der Achsrichtung in beiden Richtungen mit dem Seitenteil 4ª starr
verbunden ist. Die an der Stelle des Lagers 5ª eine Nut 2b aufweisende Welle 2 besitzt
gegenüber diesem Lager ein axiales Spiel, dessen Größe 1/2 beträgt. Ein Dämpfungsring
I8 dient zur Dämpfung etwaiger Stöße, welche beim Auftreten plötzlicher Bewegungen
des Seitenteils 4a und des Lagers 5a gebenüber der Welle 2 entstehen können.
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Der Seitenteil 4a steht mit dem Lager 5a unter der Einwirkung von
Federn, deren jede z. B. durch mehrere Tellerfedern I9 gebildet werden kann, welche
den Seitenteil 4a nach außen zu drücken suchen. Diese Federn sind z. B. an den zwischen
den beiden Seitenteilen 4 und 4a angebrachten Streben 2o angeordnet, deren Zahl
z. B. vier oder Zahl z. B. vier oder fünf beträgt. In Fig. 3 ist eine einzige Strebe
2o dargestellt.
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Eine an jeder Strebe befestigte Stange 2I durchdringt in der Nähe
des Randes des Seitenteils 4'' vorgesehene Öffnungen und weist an ihrem äußeren
Ende einen Anschlag 22 auf, der z. B. durch einen Gummipuffer gebildet wird. Dieser
Anschlag begrenzt den Weg des Seitenteils 4'' nach außen auf einen Wert, welcher
i beträgt.
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Die in Fig. 3 dargestellte Bremser arbeitet folgendermaßen: Bei der
Speisung der Polstücke 3, 3a mit einem Erregerstrom nähern sich die diese Polstücke
tragenden Seitenteile 4, 4a unter der Einwirkung der magnetischen Zugkraft dem Rotor
I bei gleichzeitiger Zusammendrückung der Feder I9 soweit wie möglich. Ihre Bewegung
nach innen wird durch die durch die Streben 2o gebildeten Anschläge begrenzt, wobei
ein geringes Spiel zwischen den Ringflächen x und y der Welle 2 bestehenbleibt,
um die Lager 5 und 5a nicht schädlichen Stößen auszusetzen. Der Luftspalt zwischen
dem Rotor und jeder Polstückgruppe nimmt so einen Kleinstwert f an. Dieser Wert
ist beiderseits des Rotors der gleiche. Wenn sich die Welle 2 infolge einer Erwärmung
zwischen den Lagern 5 und 5a verlängert, drückt sie nach Aufholung dieses Spiels
die Seitenteile 4, 4a nach außen, so daß die Luftspalte beiderseits der Scheibe
I zunehmen, aber einander gleiche Werte beibehalten, welche jedoch verhältnismäßig
klein bleiben, da der Wert von E sehr klein gemacht werden kann. Wenn der Erregerstrom
unterbrochen wird und infolgedessen die magnetische Zugkraft aufhört, drücken die
Federn I9 den Seitenteil 4a nach rechts, was zunächst die Wirkung hat, das Lager
5a gegen den Dämpfungsring I8 zu drücken und den Luftspalt £ zwischen der Scheibe
I und der Polstückgruppe 3a um den Weist ,/2 zu vergrößern. Nachdem sich das Lager
5a gegen den Ring I8 gelegt hat, nimmt der weiter ändauernde Druck der Federn I9
nicht nur den Seitenteil 4a mit, sondern auch die Welle 2 und die Scheibe I, bis
der Seitenteil 4a durch Anschlag gegen die Anschläge 22 am Ende seines Weges angekommen
ist. Diese Bewegung der Welle 2 und der Scheibe I nach rechts hat ebenfalls den
Luftspalt E zwischen der Scheibe I und der Polstückgruppe 3 um den Betrag ,/2 vergrößert.
Infolgedessen hat der Luftspalt jetzt auf jeder Seite der Scheibe I den Wert a plus
y/2. Diese Summe ist genügend groß, um mit Sicherheit jedes Reiben dies Scheibe
I an einer der Polstückgruppen auszuschließen. Ferner bleiben die Werte der beiden
Luftspalte untereinander gleich.
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F9. q. zeigt einte! Alywandlung, bei welcher das Spiel .112 nicht
zwischen deim Doppi°3ldrucklager 5a und der Wolle z vorgesehen ist, sondiere zwischen
diesiem Labes und dem Seitenteil a.a. Hierfür kann der Seitenteil 4` .auf einer
Hülse 12a gleiten, welche das Lager 5a umgibt und mit diesem in der Richtung d°ir
Achse Üer Wellet 2 starr verbunden ist. Eine an, dem Seitenteil 4.a vorgesehene
Schulter id.a teigt sich gegen einen an deir Hülste, i2a vor-eisehiehnen
Anschlag
I2b, wenn der Seitenteil 4a unter der Einwirkung der Feder I9 seinen Gleitweg d/2
gegenüber der Hülse I2a zurückgelegt hat. Im übrigen arbeitet die Bremse der in
Fig. 4 dargestellten Anordnung genau so wie die unter Bezugnahme in Fig. 3 beschriebene.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Bremse wird die Elastizität der Seitenteile 23, 23a selbst benutzt, um die Vergrößerung
des Luftspalts während der Betriebszeiten zu erhalten, während welcher die Polstücke
nicht erregt sind. Bei dieser sich der Ausführungsform der Fig. I nähernden Ausführungsform
wird eines der Lager, z. B. das in dem Seitenteil 23 vorgesehene Lager 5, als Drucklager
für beide Richtungen ausgebildet, während das Lager 5a in dem Seitenteil 23a nur
in der Richtung nach innen eine Drucklagerwirkung haben oder auch ein in beiden
Richtungen wirkendes Drucklager sein kann. Die Streben 7 sind in dem Rand des Seitenteils
23 befestigt, während der Rand des Seitenteils 23a gegenüber den ihn durchdringenden
Enden der Streben gleiten kann. An den Streben sind Anschlaghülsen 8 angebracht.
Wenn die Polstücke von einem Erregerstrom dürchflossen werden, nehmen die Seitenteile
23 und 23a, welche normalerweise eben sind, unter der Einwirkung der magnetischen
Zugkraft eine leichte schirmförmige, Verformung an und legen sich mit ihrem Außenrand
gegen die Enden der Hülsen 8. Der Luftspalt zwischen der Scheibe I und jeder Polstückgruppe
erhält so seinen kleinsten Wert, welcher beiderseits der Scheibe I den gleichen
Betrag behält. Bei einer Verlängerung der Welle 2 zwischen den beiden Lagern 5 und
5a nimmt die Verformung der Seitenteile 23 und 23a weiter zu, die Werte der Luftspalte
beiderseits der Scheibe I bleiben jedoch gleich. Bei der Unterbrechung des Erregerstroms
nehmen die Seitenteile ihre ursprüngliche ebene Form wieder an, was eine beträchtliche
Vergrößerung der Luftspalte beiderseits der Schieibe I bewirkt.
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Natürlich muß die in Fig. 5 dargestellte und in der oben beschriebenen
Weise arbeitende elektrische Bremse an der Anordnung, der sie angehört, so angebracht
werden, daß die elastischen Bewegungen der Seitenteile 23, 23a nicht behindert werden.
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Fig. 6 bis 8 zeigen noch eine Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten
elektrodynamischen Bremse, wobei Fig. 6 diese Abwandlung in einem Augenblick darstellt,
wo die Polstücke erregt sind, während Fig. 7 die Verhältnisse zeigt, wenn die Polstücke
nicht erregt sind. In diesen Figuren tragen die Teile, welche gewissen Teilen der
Fig. 2 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen wie diese.
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Damit bei einer Bremse der in Fig. 2 dargestellten Art die Werte der
Luftspalte beiderseits des Rotors I stets einander gleichbleiben, muß offenbar die
Scheibe 4a stets zu sich selbst parallel bleiben. Diese Bedingung kann dadurch erfüllt
werden, daß man dieser Scheibe und ihrer Verlängerung beträchtliche Abmessungen
gibt. In zahlreichen Fällen erhält man jedoch so eine äußerst schwere Scheibe. Um
die Masse dieser Scheibe zu verringern und gleichzeitig den Parallelismus zwischen
der Scheibe 4a und der Wand I6 des Gestells gewährleisten zu können, sind bei der
in Fig. 6 bis 8 dargestellten Bremse tangentiale Kuppelstangen 24 zwischen der Scheibe
4a und dieser Wand I6 angeordnet, welche an dieser Scheibe bzw. an dieser Wand gelenkig
befestigt sind und der Scheibe bei ihren Gleitbewegungen gegenüber der Wand I6 eine
leichte Verdrehung um diese Achse erteilen können, wobei die Amplitude dieser Verdrehung
von der Amplitude der axialen Be wegung abhängt.
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Es genügt im allgemeinen, drei Kuppelstangen 24 vorzusehen, deren
Gelenkpunkte gleich weit von der Achse der Welle 2 entfernt sind, welche gleichzeitig
die Achse der gesamten Bremse ist. Diese drei Kuppelstangen sind zweckmäßig an den
drei Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet. Diese letzte Bedingung ist
jedoch keineswegs unerläßlich. Es ist ferner zweckmäßig, diese Kuppelstangen ziemlich
nahe an dem Umfang der Scheibe 4a anzuordnen.
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Wenn sich die Scheibe in der Stellung der Fig. 7 befindet, in welcher
der Abstand zwischen der Scheibe 4a und der Wand I6 am kleinsten ist, haben diese
Kuppelstangen eine sehr schräge Lage. Sie richten sich auf, wobei sie der Scheibe
4a mit ihrer Verlängerung I3a eine leichte Verdrehung gegenüber der Wand I6 erteilen,
wenn sich die Scheibe 4a von der Wand I6 entfernt, um in die in Fig. 6 dargestellte
Lage zu gelangen. Wenn sich nun die Scheibe 4a infolge einer Verlängerung der Welle
2 von neuem der Wandfläche I6 etwas nähert, verändern die Kuppelstangen wiederum
ihre Schräglage, wobei sie der Scheibe 4a eine leichte Verdrehung erteilen, wodurch
der Parallelismus zwischen dieser Scheibe und der Wand I6 aufrechterhalten wird.
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Es ist noch zu bemerken, daß die Länge der Kuppelstangen so gewählt
werden muß, daß für keine Lage die Resultierende der auf sie wirkenden Kräfte in
ihre Längsachse fällt. Insbesondere muß dafür gesorgt werden, daß, wenn die Polstücke
erregt sind und sich in der in Fig. 6 dargestellten Lage befinden, der Winkel zwischen
der Achse einer jeden Kuppelstange und der auf der Scheibe 4a errichteten und durch
das diese Kuppelstange mit der Wand I6 verbindende Gelenk gehenden Normalen kleiner
ist als der Winkel zwischen der gleichen Normalen und der Resultierenden der Zugkraft
einerseits und der von dem Bremsmoment herrührenden Längsreaktion andererseits.
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Die leichte Verdrehung der Polstücke 3a ist nicht nachteilig. Ferner
erzeugt die von dem Bremsmoment herrührende Tangentialreaktion in der Kuppelsta.nge
eine Kraft, welche einia Längskomponente hat, welche die auf die Lager wi!rkein.de
Taugentialreaktion verkleiniert.
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Die Gelenkei, welche die Enden der Kupp:eilst,ang-2q. mit der Schei!he'4a,
bzw. mit der Wand. 16 geleinkig verbinden, werden, zweckmäßig auf die in Fig.8 gezeigtie
Weise ausgebildet. Gegmäß dieser Figur w@eirden die Eiiden eiiner jeden Kuppelsta,nge
durch
Kugeln 25 und 26 gebildet, welche zwischen einem ersten, an einem Ende einer innen
und außen mit Gewinde versehenen Hülse 28 vorgesehenen sphärischen Sitz 27 und einem
zweiten sphärischen Sitz 29 gefaßt sind, welcher in einem Gewindestöpsel 3o angebracht
ist, welcher in das Innengewinde der Hülse 28 geschraubt ist und im Innern derselben
mittels eines Splintes 3I an Ort und Stelle gehalten wird. Eine der Hülsen 28 ist
mittels ihres Außengewindes unmittelbar in den entsprechenden Teil eingeschraubt,
z. B. die Wand I6, während die andere Gewindehülse 28 in eine zweite Hülse 32 eingeschraubt
ist, welche ebenfalls innen und außen mit Gewinde versehen und in den anderen Teil,
d. h. die Scheibe 4a, eingeschraubt ist.
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Die erfindungsgemäß ausgebildeten elektrodynamischen Bremsen können
zur Bremsung einer beliebigen Bewegung dienen, z. B. zur Bremsung der Bewegung eines
Fahrzeuges (Lastwagen, Personenwagen usw.), eines Krans, eines Minenbohrers usw.