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Wirbelstromgerät, insbesondere Bremse Die Erfindung betrifft ein Wirbelstromgerät,
insbesondere eine Wirbelstrombremse, z. B. für Straßenfahrzeuge und Eisenbahnen,
für Hebezeuge, Minenbohrgeräte od. dgl.
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Derartige Geräte enthalten im allgemeinen in an sich bekannter Weise
einen einen Anker bildenden Rotor, welcher aus zwei in einer gewissen gegenseitigen
Entfernung auf einer gemeinsamen Welle befestigten Scheiben besteht, sowie einen
Induktor mit wenigstens einem Elektromagneten, welcher in dem Zwischenraum zwischen
den beiden Scheiben des Rotors um die Welle herum angeordnet ist. Wenn während der
Drehung des Rotors der z. B. dem Stator angehörende Elektromagnet mit einem elektrischen
Strom gespeist wird, erzeugt er ein Magnetfeld, welches sich über die Scheiben schließt
und in diesen Wirbelströme erzeugt, wodurch der Rotor gebremst wird. Die aufgenommene
kinetische Energie wird im wesentlichen in Wärme umgewandelt, welche in den Scheiben
des Rotors entwickelt wird. Um eine Zerstörung- des Geräts zu vermeiden, muß diese
Wärme durch eine wirksame Kühlung in die umgebende Luft abgeführt werden.
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Die Erfindung bezweckt insbesondere, derartige Geräte hinsichtlich
der Kühlung und der Leichtigkeit ihrer Herstellung, Wiederinstandsetzung, Unterhaltung
und Schmierung zu verbessern.
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Das den Gegenstand der Erfindung bildende Gerät ist dadurch gekennzeichnet,
daß einerseits die Elektromagneten, deren Kerne -vom. einem gemeinsamen Halter getragen
werden, welcher senkrecht zu der Welle des Geräts liegt und mit einer zentralen
Hülse starr verbunden ist, in welcher die Welle gelagert ist, sich beiderseits dieses
Halters befinden und um die zentrale Hülse herum zwei Kränze bilden, welche in den
auf jeder Seite des
Halters zwischen diesem und den beiden Scheiben
des Rotors vorhandenen Zwischenräumen liegen, und daß andererseits vorzugsweise
durch mit dem Rotor starr verbundene Lüfterflügel gebildete Belüftungsmittel vorgesehen
sind, um einen Kühlluftstrom durch diese Zwischenräume und zwischen den Elektromagneten
hindurchzutreiben.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber
erläutert. Fig. I zeigt in einem Axialschnitt eine erfindungsgemäße Bremse; Fig.
2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II der Fig. I ; Fig. 3, 4 und 5, 6 zeigen in
einer in der Achsrichtung bzw. in der Querrichtung geschnittenen Halbansicht zwei
weitere erfindungsgemäß ausgebildete Bremsen; Fig. 7, 8 und 9, io zeigen in einem
Axialschnitt bzw. im Querschnitt Teile von Statoren von gemäß zwei weiteren Ausführungsformen
der Erfindung ausgebildeten Bremsen; Fig. I I und 12 zeigen schaubildlich Teile
von gemäß zwei weiteren Ausführungsformen der Erfindung ausgebildeten Statoren;
Fig. 13, 14 und 15 zeigen Endansichten von Teilen von gemäß drei weiteren Ausführungsformen
der Erfindung ausgebildeten Statoren; Fig. 16 und 17 zeigen in einem Axialschnitt
bzw. in einer Endansicht einen induzierenden Elektromagneten, dessen Kern mit einem
erfindungsgemäßen Polschuh versehen ist; Fig. 18 ist eine Teilansicht eines gemäß
einer Abwandlung des Gegenstands der Fig. 16 und 17 ausgebildeten Kerns und Polschuhs;
Fig. I9 und 2o zeigen in Endansicht bzw. in einem Axialschnitt Teile von Statoren
mit Kernen und Polschuhen, welche gemäß zwei weiteren Ausführungsformen der Erfindung
ausgebildet und zusammengesetzt sind; Fig. 2I und 22 zeigen in den Ansichten der
Fig. I und 2 entsprechenden Ansichten eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Bremse; Fig. 23 zeigt schaubildlich einen Elektromagnetkern der in Fig. 2I und 22
dargestellten Bremse; Fig. 24 und 25 zeigen in einem Axialschnitt bzw.
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in einer Endansicht, wobei gewisse Teile geschnitten dargestellt sind,
noch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wirbelstrombremse ; Fig.26
zeigt in Seitenansicht die Hälfte einer Halteschale der Bremse der Fig. 24 und 25;
Fig. 27 zeigt die gleiche Schale im Schnitt längs der Linie XXVII-XXVII der Fig.
26; Fig. 28 und 29 zeigen ebenfalls in einem Axialschnitt bzw. in einer Endansicht
die zentrale Hülse der Bremse der Fig. 24 und 25; Fig. 30 ist ein Schnitt längs
der Linie XXX-XXX der Fig. 24; Fig. 3, zeigt schließlich in einer geschnittenen,
der Ansicht der Fig. 24 entsprechenden Ansicht eine weitere Ausführungsform der
Bremse.
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Die verschiedenen in der Zeichnung dargestellten Geräte können vorteilhaft
als Wirbelstrombremse benutzt werden, z. B. für Kraftfahrzeuge, z. B. Lastwagen.
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Das Gerät enthält allgemein in an sich bekannter Weise einen vorzugsweise
-durch zwei in einer gewissen Entfernung voneinander auf der gleichen zu bremsenden
Welle I befestigte Scheiben gebildeten Rotor und in dem Zwischenraum zwischen den
Scheiben 2 und 2a die induzierenden Elektromagneten 3, 3a, welche gleichzeitig mit
dem Lager der Welle I einen Teil des induzierenden Stators des Gerätes bilden: Das
erfindungsgemäße Gerät ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagneten 3, 3a,
deren Kerne 4, 4a von einem gemeinsamen Halter getragen werden, welcher senkrecht
zu der Welle I des Gerätes liegt und mit einer zentralen Hülse 5, 5a starr verbunden
ist, in welcher die Welle gelagert ist, sich beiderseits dieses Halters befinden
und um die zentrale Hülse 5, 5, herum zwei Kränze bilden, welche in
den auf jeder Seite des Halters zwischen diesem und den beiden Scheiben 2, 2a des
Rotors vorhandenen Zwischenräumen liegen, und daß vorzugsweise- durch mit dem Rotor
starr verbundene Lüfterflügel gebildete Belüftungsmittel vorgesehen sind, um einen
Kühlluftstrom durch diese Zwischenräume und zwischen den Elektromagneten hindurchzutreiben.
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Bei einer ersten Ausführungsform bilden die beiden Kernkränze 4 und
4a, die Hülse 5 und der Halter einen einzigen Teil, welcher entweder in einer Form
vollständig aus einem ferromagnetischen Werkstoff hergestellt wird oder dadurch,
daß um Kerne aus einem ferromagnetischen Werkstoff, welche in diesem Fall vorzugsweise
aus Stäben aus gezogenem weichem Stahl bestehen, der Halter und die Hülse, welche
zweckmäßig aus einer Leichtlegierung bestehen, herumgegossen werden.
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Der Halter selbst liegt zweckmäßig in der Quersymmetrieebene der Bremse
und bildet dann entweder eine flache Platte, wie dies für verschiedene Ausführungsformen
in Fig. I bis 12 dargestellt ist, oder eine Reihe von Speichen 9, welche die zentrale
Hülse 5 mit den Kernen der Elektromagneten verbinden, wie dies für verschiedene
Ausführungsformen in Fig. 13 bis 15 dargestellt ist.
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In beiden Fällen ist der Halter mit Flanschen 8 (Fig. 2) oder 8a (Fig.4
und 6) oder 15 (Fig. 22) oder entsprechenden Mitteln, z. B. Vorsprüngen 49 (Fig.
25), versehen, welche zur Befestigung der gesamten Bremse an dem Fahrgestell eines
Fahrzeugs oder an einem festen Gestell dienen. Die Bremse kann so mit zwei gegenüberliegenden
Seiten ihres Stators zwischen zwei Längsträgern des Fahrgestells eines Fahrzeugs,
z. B. eines Lastwagens, befestigt werden und so die Rolle einer die Steifigkeit
des Fahrgestells erhöhenden Verstrebung spielen.
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Falls der Halter, die Hülse und die Kerne des Stators ein einziges
in der Form hergestelltes Stück aus magnetischem Werkstoff bilden, ist es zweckmäßig,
daß dieses Stück etwa überall die gleiche Dicke hat, um zu verhindern, daß in dem
Stator während seiner Erstarrung und seiner Abkühlung
in der Form
innere Spannungen entstehen.
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Hierfür sind die Kerne zweckmäßig hohl und sind entweder rohrförmig,
so daß sie in der Längsrichtung von einem Kanal Io durchdrungen werden (wie in Fig.
7 bis Io und I9 und 2o gezeigt); oder sie haben die Form einer Rinne mit V-förmigem
oder U-förmigem Querschnitt, deren freie Schenkel zweckmäßig gegen den Umfang der
Bremse gerichtet sind und unterhalb der Elektromagneten 3, 3a Kanäle I I abgrenzen
(wie in Fig. 5 und 6 und I I bis 13 dargestellt), oder- eine beliebige andere geeignete
Form, deren Querschnitt an ein Y oder ein Kleeblatt (Fig. I4 und I5), ein X, einen
Stern od. dgl. erinnert, so daß dann jeder Kern 4 mehrere zu seiner Achse parallele
Nuten enthält, welche innerhalb der Elektromagneten 3, 3a mehrere in der Längsrichtung
liegende Belüftungskanäle abgrenzen.
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Der so ausgebildete Stator ist kräftig, leicht und billig.
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Fig. 2I und 22 zeigen einen Stator, welcher ähnliche Vorteile aufweist
und gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Bei diesem
Stator besteht der gemeinsame Halter aus zwei symmetrischen parallelen Platten I2
und I2a, welche zweckmäßig aus Stahlblech bestehen und in einem einzigen Stanzvorgang
ausgeschnitten und geformt werden. Bei dem gleichen Stanzvorgang werden eine Reihe
von Öffnungen in die beiden Platten eingeschnitten, nämlich eine mittlere Öffnung
für die Anbringung der zentralen Hülse und um diese herum eine Reihe von Öffnungen
für das Einsetzen der Kerne der Elektromagneten.
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Diese Kerne bestehen aus zylindrischen Stäben. Hierzu sei bemerkt,
daß in der nachstehenden Beschreibung jede Fläche als zylindrisch gilt, welche durch
eine Gerade beschrieben wird, welche parallel zu einer gegebenen Richtung eine geschlossene
Linie durchläuft.
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Diese Stäbe werden zweckmäßig von gezogenen Profilen aus weichem Stahl
abgeschnitten. Sie haben dann ein sehr regelmäßiges Gefüge und besitzen eine ausgezeichnete
Durchlässigkeit für den magnetischen Fluß. Jeder Kern 4 wird, wie in Fig. 23 gezeigt,
in seiner Mitte von einem Metallring 13 umgeben, welcher einen Rechteckquerschnitt
hat und am Ende an den Umfang des Kerns angeschweißt ist, wie bei 14 dargestellt.
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Die zentrale Hülse 5 wird durch ein Metallrohr gebildet, welches von
einem Ring 13a umgeben ist, welcher auf diesem Rohr in der gleichen Weise wie die
Ringe 13 an den Kernen 4 befestigt ist.
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Die beiden Platten I2 und I2a werden mit ihren hierfür vorgesehenen
Öffnungen beiderseits auf die Hülse 5 und die Kerne 4 aufgeschoben, einander genähert,
bis sie gegen die Ringe 13 und 13, stoßen, und mit Lichtbogenschweißung an die sie
durchdringenden Kerne 4 und die Hülse 5 angeschweißt.
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Die Platten 12 und 12a haben zweckmäßig einen etwa quadratischen Umriß
mit einem rechtwinklig umgebogenen, als Befestigungsflansch dienenden Rand 15. In
den Platten sind ferner beliebige Öffnungen zur etwaigen Befestigung der Streben
16 vorgesehen sowie, wie weiter unten erläutert, Belüftungslöcher I7 um die Hülse
5 herum und Löcher 18 für die elektrischen Verbindungen der Spulen.
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Die Bremse wird zweckmäßig so ausgebildet, daß ein Ringraum zwischen
der zentralen Hülse 5 und den Elektromagneten 3 und 3a besteht: Dieser Ringraum
kann bei den oben beschriebenen Ausbildungen erhalten werden oder auch in der weiter
unten unter Bezugnahme auf Fig. 24 bis 27 beschriebenen.
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In diesem Ringraum ist, wie -insbesondere in Fig. I, 2 und 21,22 gezeigt,
ein Lüfter I9 angeordnet, welcher auf Drehung entweder mit der Welle I durch einen
mit Öffnungen 2ob, 2oc für den Luftdurchtritt versehenen Flansch 2o oder unmittelbar
mit den Scheiben 2 und 2a (nicht dargestellte Ausführungsform) fest verbunden ist.
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Dieser Lüfter I9 wird benutzt, um durch das Gerät einen Kühlluftstrom
zu treiben, und zwar vorzugsweise in Zusammenarbeit mit einem zweiten Lüfter, welcher
durch flügelförmige radiale Rippen 21 und 2Ia gebildet wird, welche die Scheiben
2 und 2a mit der Welle I verbinden. Einer dieser Lüfter arbeitet als Axiallüfter,
wobei dann seine Flügel die Welle I schraubenförmig umgeben, und der andere Lüfter
arbeitet als Fliehkraftlüfter, wobei dann seine Flügel etwa in radialen Ebenen liegen.
Die schraubenförmige Schräglage der Flügel des Axiallüfters wird in bezug auf den
Drehsinn der Welle I so gewählt, daß die Förderung dieses Lüfters auf die Flügel
des Fliehkraftlüfters gerichtet ist.
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Gemäß einer ersten Lösung bildet der Ventilator I9 den Fliehkraftlüfter,
welcher dann durch die Löcher 2ob von dem Axiallüfter 2I gespeist wird und diese
Luft nach dem Umfang des Gerätes fördert, wobei sie um die Elektromagneten strömt
und deren Kühlung bewirkt. Der Umlauf der Kühlluft erfolgt in diesem Fall in dem
Sinn der in Fig. i und 5 eingezeichneten Pfeile F und Fa.
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Gemäß einer anderen Lösung ist der Lüfter ig der Axiallüfter und der
Lüfter 2 1 der Fliehkraftlüften Dieser letztere ist dann mit einem Prallblech 22
versehen, so daß die Kühlluftströme, welche sich in der Richtung der strichpunktiert
in Fig. i, 3 und 2I dargestellten Pfeile F2 und F2 u
ausbilden, auf ihrem
Weg die Scheiben 2 und 2a an ihrer Außenfläche kühlen.
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Ein vorteilhafter Zusammenbau der Anordnung der Teile des Rotors ist
in Fig. i und 21 gezeigt, bei welchem der Innenring des Kugellagers 6, der Flansch
2o, die Scheibe :2 und gegebenenfalls das Prallblech 22 auf jedes zu diesem Zweck
abgedrehte Ende der Welle z aufgeschoben und auf dieser durch eine einzige Mutter
23 (23a) blockiert werden, welche auf das mit Gewinde versehene Ende der Welle aufgeschraubt
ist.
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Bei der in Fig. 2i und 22 dargestellten Bremse wird zweckmäßig als
Eintritt der Kühlluft der zwischen den Platten 12 und 12" befindliche Raum benutzt,
wobei die Luft von dem Lüfter ig durch
die Löcher I7 der Platten
I2 gemäß dem in der Zeichnung durch die vollausgezogenen Pfeile F3 und F3a angegebenen
Weg angesaugt wird, auf welchem sie die Kühlung des Stators, des inneren Teiles
und der Scheiben des Rotors der Bremse bewirkt.
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In dem oben beschriebenen Fall, daß jeder Elektromagnet 3, 3a der
Bremse von wenigstens einem Längskanal durchdrungen wird, welcher entweder vollständig
innerhalb des Kerns liegt, wie bei Io dargestellt, oder eine Längsnut zwischen diesem
und der ihn umgebenden Spule bildet, wie z. B. bei I I dargestellt, ist es zweckmäßig,
diese Kanäle zur Kühlung der Elektromagneten heranzuziehen, indem man in ihnen wenigstens
aus den von den Lüftern I9 und/oder 2I erzeugten Kühlluftströmen abgeleitete Luftströme
strömen läßt.
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Hierfür stehen die Kanäle, z. B. Io oder I I, von zwei gleichachsig
beiderseits des gemeinsamen Halters 7 (oder I2, I2a) angeordneten Kernen 4 und 4a
mit der Außenluft zwischen zwei gleichachsigen Spulen 3,3a durch eine Öffnung 24
in Verbindung, welche in der Zone der Verbindung der Kerne mit dem Halter und etwa
in der Dicke desselben, vorzugsweise an dem Umfang desselben, liegt.
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Bei den in der Masse der Kerne liegenden Kanälen Io wird diese Öffnung
durch einen Schlitz gebildet, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, wenn die Kerne 4
über den Umfang des Halters 7 vorspringen, oder durch einfache Löcher, wie in Fig.
9 und Io gezeigt, wenn die Kerne 4 innerhalb des Umfangs des Halters 7 liegen.
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Wenn die entsprechenden Kerne 4 und 4a eine durchlaufende Rinne bilden,
welche den Halter 7 parallel zur Welle durchdringt (in Fig. I2 dargestellter Fall),
entsteht die Öffnung 24 an der Stelle des Halters 7 durch den Abstand zwischen den
beiden Spulen 3 und 3a, wenn diese auf ihren gleichachsigen Kernen 4 und 4a in einer
Flucht liegen. Bei einer Anordnung der in Fig. I I dargestellten Art, bei welcher
die Kerne 4 nicht in einer Flucht beiderseits des Halters 7 liegen, sondern gegeneinander
versetzt sind, stehen die Kanäle I I mit der Außenluft auf der Seite des Halter
7 durch Nuten 25 in Verbindung, welche in diesen eingeschnitten sind und bei dem
Aufsetzen der Spulen 3 auf die Kerne 4 frei bleiben.
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Je nach der gewählten Richtung des Kühlluftstroms strömt die Luft
in den Kanälen Io oder II entweder längs der Pfeile F4 und F4a (Fig. 5), wobei die
Luft durch den Lüfter I9 und/oder 2I durch die Kanäle I I gedrückt wird und sie
durch ihre gemeinsame Öffnung 24 verläßt, oder längs der Pfeile F5 und F5a (Fig.
7), wobei dann die Luft durch den Lüfter I9 und/oder 2I durch die Öffnung 24 angesaugt
wird und hierauf die Kanäle Io beiderseits des Halters 7 durchströmt. -Die Spulen
3 und 3a können auf ihren Kernen durch einfaches Aufschieben mit Preßsitz oder auf
beliebige andere geeignete Weise gehalten werden. Sie können auch auf dem entsprechenden
Kern 4 oder 4a durch einen Polschuh gehalten werden, welcher eine Art Platte 26
bildet, welche durch eine Schraube 27 an dem freien Ende der Kerne 4 oder 4a gehalten
wird.
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Diese Platte kann kreisförmig sein, wobei dann die Schraube 27 durch
den Mittelpunkt der Platte geht.
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Es ist jedoch zweckmäßiger, dieser Platte die Form eines Dreiecks
oder eines gleichschenkligen Trapezes zu geben, wie in Fig. I7 und I9 dargestellt,
deren Scheitel zu der Welle I der Bremse gerichtet ist, so daß die gleichen Seiten
dieser Platte etwa radial in bezug auf die Welle I liegen. Wenn in diesem Fall die
Platte mittels einer einzigen Schraube befestigt werden soll, werden zweckmäßig
Mittel vorgesehen, um die Drehung der Platten um diese einzige Befestigungsschraube
25 zu verhindern. Diese Mittel können durch entsprechende Vorsprünge und Vertiefungen
an den Kernen 4 und ihren Platten 26 gebildet werden, welche ineinander eingreifen,
wenn die Platte mit der Schraube 27 an dem entsprechenden Kern befestigt wird. Bei
dem in Fig. I6 bis I8 dargestellten Fall sind die Vorsprünge bei 28 an den Kernen
4 und die Vertiefungen bei 29 an den Platten 26 vorgesehen.
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Diese Vorsprünge und Vertiefungen können in besonders einfacher Weise
auf einer Drehbank hergestellt werden.
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Wenn die Kerne 4 gleichzeitig mit dem Halter 7 geformt werden, ist
es zweckmäßig, auch die Vorsprünge 28 anzuformen. Diese Vorsprünge sind so angeordnet,
daß ihre Hüllfläche eine mit der Hülse 5 gleichachsige Umdrehungsfläche ist. Die
endgültige Fertigstellung der Oberflächen erfolgt auf einer Drehbank, indem der
gesamte Halter 7 mit den Kernen 4 um die Achse der zentralen Hülse 5 in Umdrehung
versetzt wird, Für die Bearbeitung der Polschuhe genügt es, diese an einem geeigneten
Halter in der gleichen gegenseitigen Stellung zu befestigen, welche sie auf der
Bremse einnehmen sollen, diesen Halter an einer Drehbank anzubringen, ihn um den
Symmetriepunkt der Anordnung in Umdrehung zu versetzen- und die Vertiefungen so
auszuarbeiten, daß sie als Hüllfläche die gleiche obige Umdrehungsfläche haben.
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Die Vertiefungen an den Polschuhen 26 entsprechen dann den Vorsprüngen
an den Kernen 4 derart, daß die Polschuhe, wie oben angegeben, durch eine einzige
Schraube 27 an den Kernen befestigt werden können, ohne daß sich die Polschuhe in
ungewünschter Weise gegenüber den Kernen verdrehen können.
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Die so in den Polschuhen 26 hergestellten Vertiefungen 29 können eine
kreisbogenförmige Nut bilden, wie in Fig.17 gezeigt, oder eineAbflachung, wie in
Fig. 18 dargestellt.
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Bei dem Fall der Fig. 18 kann die Bearbeitung auf die durch einen
dicken Strich angegebenen Flächen beschränkt werden.
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Zwei Lösungen zur Befestigung eines Polschuhs an einem mit einem Kühlkanal
io versehenen Kern sind in Fig. i9 und 2o gezeigt.
Gemäß Fig. I9
hat der Polschuh 26 eine U-förmige oder hufeisenförmige Form, so daß er einen die
Mündung des Kanals Io umgreifenden Ausschnitt besitzt.
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In Fig. 2o ist der Polschuh an der Verlängerung des Kerns 4 jenseits
des freien Endes der Spule 3 befestigt, welche durch eine diese Verlängerung umgebende
Abstandshülse 30 gegen den Halter 7 gedrückt wird. Ein in bezug auf die Welle
I des Geräts radial liegendes Loch 3I durchdringt sowohl die Hülse 3o als auch die
Verlängerung des Kerns 4 und mündet in den Kanal Io.
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Gemäß einer anderen in Fig. 24 bis 27 dargestellten vorteilhaften
Ausführungsform der Erfindung wird der gemeinsame Halter der Kerne 4, 4, durch zwei
Schalen gebildet, deren Böden 37, 37,
in ihrer Mitte bei 38, 38a ausgeschnitten,
gegeneinandergelegt und durch die Ränder der mittleren Öffnungen 38 und 38a an einem
Bund 39 einer zentralen Hülse 5a befestigt sind, in welcher die Welle I gelagert
ist.
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Diese z. B. durch Formung hergestellte zentrale Hülse 5, besitzt
zweckmäßig auf ihrer Außenseite Rippen 40, welche an den Enden der Hülse ansetzen
und an dem Bund 39 endigen.
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Jede Schale wird zweckmäßig aus einem Metallblech gezogen, wobei an
dem zweckmäßig quadratischen Umfang des Bodens 37, 37a eine Seitenwand 44
41, und um die mittlere Öffnung 38, 38a herum eine Reihe von Öffnungen 42, 42a zur
Aufnahme der Kerne 4 vorgesehen sind.
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Der gleiche Ziehvorgang gestattet die Herstellung einer überhöhten
Zone an den Böden dieser Schalen, welche nach dem Innern der Schalen vorspringt
und deren Tiefe der halben Dicke des Bundes 39 entspricht, wobei diese Zone von
dem Rand der mittleren Öffnung 38, 38a bis in die Nähe der Öffnungen 42, 42a reicht,
welche sie in einem geringen Abstand umgeht und dabei zwischen. jedem Paar dieser
Öffnungen eine für die Versteifung der Schalen günstige radiale Rippe 43, 43, bildet.
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Die so hergestellten Schalen werden beiderseits auf die zentrale Hülse
5a aufgeschoben und an dem Bund 39 mit Hilfe von Bolzen 44 befestigt, welche die
Schalen in um die mittleren Öffnungen 38, 38a herum vorgesehenen Löchern 45, 45a
und den Bund 39 in entsprechenden Löchern 46 durchdringen.
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Der Bund 39 ist so zwischen den überhöhten Zonen der aneinandergelegten
Böden 37 und 37, gefaßt, welche jenseits dieser Zonen miteinander in Berührung kommen
und an wenigstens gewissen Stellen ihres Umfangs bei 47 miteinander verschweißt
sind.
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Die Kerne 4 werden in die paarweise einander gegenüberliegenden Öffnungen
42 und 42a eingesteckt und an den Rändern derselben durch einen Schweißwulst 48
befestigt, wobei diese Schweißwülste in den zwischen den Rippen 43, 43a und den
Öffnungen 42, 42a gebildeten Rinnen liegen.
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Ein derartiger Stator ist starr. Er besitzt außerdem Befestigungsorgane,
welche zweckmäßig durch Vorsprünge oder Erhebungen 49 gebildet werden, welche paarweise
auf die beiden gegenüberliegenden Seiten der Seitenwand ein und derselben Schale
aufgeschweißt sind und an beiden Schalen auf der gleichen Seite des Geräts liegen,
so daß man dieses mit Hilfe von in in den Erhebungen 49 vorgesehene Gewindesacklöcher
geschraubten Bolzen an einem beliebigen Teil des Fahrgestells des Fahrzeugs befestigen
kann, und zwar vorzugsweise, wie oben bereits ausgeführt, zwischen zwei Längsträgern
des Fahrgestells.
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Zur Festlegung der Winkelstellung der Scheiben 2 und 2a auf der Welle
I weist diese an den Enden einen Teil 50 mit nicht kreisförmigem Querschnitt auf,
auf welchen ein Teil 5 I mit kreisförmigem Querschnitt folgt, wobei die Erzeugenden
an den vorzugsweise abgerundeten Scheiteln SI, S2, S3 des Teiles mit nicht kreisförmigem
Querschnitt mit den Erzeugenden des Teiles mit kreisförmigem Querschnitt zusammenfallen,
und die Scheibe des Rotors besitzt in ihrer Nabe 53, 53a eine Bohrung mit entsprechenden
Querschnitten (s. Fig. 7).
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Die Anbringung der Scheiben an der Welle wird hierdurch erleichtert,
da sie in zwei Arbeitsgängen vorgenommen werden kann. Die Nabe 53, 53a wird zunächst
mit ihrem kreisförmig ausgebohrten Teil auf den Teil 5o mit nicht kreisförmigem
Querschnitt der Welle aufgeschoben, auf welchem die dann in der Achsrichtung geführte
und gehaltene Scheibe 2, 2, noch frei drehbar ist, so daß sie durch Verdrehung so
eingestellt werden kann, daß die entsprechenden Teile mit nicht kreisförmigem Querschnitt
auf der Welle bzw. in der Bohrung der Nabe 53, 53a zum Zusammenfallen gebracht werden
können, bevor die Scheibe vollständig auf die Welle i aufgeschoben wird, um sie
mit dieser auf Drehung starr zu verbinden, wobei die Scheibe schließlich in dieser
Stellung durch eine Mutter 23, 21, befestigt wird, welche auf das entsprechende,
mit Gewinde versehene Ende der Welle i aufgeschraubt ist.
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Die Welle i der Bremse dient häufig gleichzeitig zur Übertragung eines
Antriebsmoments. Es werden dann Kupplungsscheiben 54,54" an den Enden der Welle
i vorgesehen und z. B. durch Bolzen 55, 55, an den Naben 53, 51, befestigt.
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Um ein Lösen der Mutter 23, 23" durch Rüttelungen, denen das
Gerät ausgesetzt sein kann, zu verhindern, wird eine Platte 56, 56a, welche in ihrer
Mitte bei 57, 57a gemäß einem Umriß, welcher wenigstens teilweise dem der
Kanten der Mutter 23, 23a entspricht, auf diese aufgeschoben und durch die sie durchdringenden
Bolzen. 55, 55a an der Scheibe 54, 54a befestigt.
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Zweckmäßig wird in dieser Platte 56, 56a in der Nähe eines jeden Loches
für den Durchgang des Schaftes eines Bolzens 55, 55" ein U-förmiger Einschnitt vorgesehen,
welcher eine Zunge 58 bildet, welche aus der Ebene der Platte 56, 56a herausgebogen
und gegen eine Seite des Kopfes des entsprechenden Bolzens 55, 55a gelegt werden
kann, um diesen gegen jede ungewünschte Lockerung zu sichern.
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In gewissen Fällen' kann das durch die Welle i zu übertragende Antriebsmoment
das von den
Scheiben 2, 2a auf die Welle I zu übertragende Bremsmoment
erheblich übertreffen. Da die Scheiben 2,2a gewöhnlich aus Gußstahl bestehen, dessen
Festigkeit kleiner als die der Welle i ist, müssen zur Übertragung eines derartigen
Antriebsmoments lange dicke Naben 52,52, vorgesehen werden.
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Dieser Nachteil kann dadurch vermieden werden, daß an jedem Ende der
Welle I die Nabe der Scheibe 2 oder 2a des Rotors und die Nabe der Scheibe 59 oder
59ä zur Übertragung des Antriebsmoments voneinander unabhängig gemacht werden, wobei
wenigstens die Scheibe 59 unmittelbar mit ihrer Nabe 6o an der Welle I befestigt
ist, und zwar, wie in Fig.3I dargestellt, auf dem Teil 50 mit nicht kreisförmigem
Querschnitt derselben. Die Länge des Abschnitts 52 (Fig. 3I) mit nicht kreisförmigem
Querschnitt, mit welchem die Scheiben 2, 2a auf der Welle I festgelegt sind, kann
dann auf die beschränkt werden, welche für die Übertragung des Bremsmoments erforderlich
ist. Die Nabe des aus hochfestem behandeltem Stahl hergestellten Teiles 59-6o kann,
wie in Fig. 3I dargestellt, in eine entsprechende Bohrung eintreten, welche über
eine gewisse Länge der Nabe der Scheibe 2 reicht, und die beiden Naben der Scheibe
59 bzw. der Scheibe 2 können durch die gleiche Mutter 23 gegeneinandergepreßt und
an Ort und Stelle gehalten werden. Diese Mutter wird zweckmäßig durch eine eine
Schraubensicherung bildende Scheibe 6I festgehalten, welche ihrerseits an der Drehung
durch eine am Umfang angebrachte Zunge 62 verhindert wird, welche in eine hierfür
an der Außenseite der Nabe 6o vorgesehene Nut 63 tritt.
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Die Schmierung des Geräts erfolgt zweckmäßig durch zwei Schmierleitungen,
welche in dem gemeinsamen Halter der beiden Kränze von Elektromagneten vorgesehen
sind und zwischen dem Umfang dieses Halters und der zentralen Hülse 5a liegen. Diese
Leitungen dienen für die Zufuhr des Schmiermittels zu den Lagern der Welle und zur
Abfuhr des Überschusses.
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Bei dem dargestellten Fall, bei welchem der gemeinsame Halter durch
die beiden mit ihren Böden 37, 37a aneinander befestigten Schalen gebildet wird,
verlaufen diese beiden Leitungen zwischen den Böden in einem Kanal, welcher durch
zwei den Rippen 43 entsprechende radiale Rippen 64 und 64a gebildet wird, welche
wie diese der überhöhten Zone der Böden der Schalen angehören, wobei die Rippen
64, 64a so lang sind, daß sie bis zu dem Umfang der Schalen reichen.
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Die Zufuhrleitung wird durch ein Rohr 65 gebildet, welches an einem
Ende mit einem Schmierer 66 versehen und an seinem anderen Ende z. B. durch Einschrauben
mit einem radialen Kanal 67
verbunden ist, welcher in. der Masse des Bundes
39 liegt und sich in der Wand der zentralen Hülse 5,
in zwei Kanäle 68, 68a
teilt, welche zu der Achse der Hülse parallel sind und über Löcher 69,
69" zu den Lagern führen, im vorliegenden Fall den Kugellagern 70,7oa der
Welle I. Das Schmiermittel wird, nachdem es diese Lager von außen nach innen durchströmt
hat, durch einen Überlaufkanal 7 I (Fig. 26) abgeführt, welcher an der Innenwand
der Hülse 5, mündet und in die Masse dieser Hülse und des Bundes 39 so eingearbeitet
ist,. daß er an dem Umfang des Bundes an einer Stelle mündet, an welcher dieser
Umfang, welcher zweckmäßig gewellt ist, eine Vertiefung bildet, während das Rohr
zur Zufuhr des Schmiermittels an dem Scheitel einer dieser Vertiefung benachbarten
Erhebung befestigt ist. Das überschüssige Schmiermittel wird so in den freien Raum
zwischen den überhöhten Zonen der Böden der Schalen 37, 37a geführt, von wo es durch
den durch die Rippen 64, 64a gebildeten Kanal abgeführt wird, wobei es durch die
Ringräume zwischen der Außenseite des Rohres 65 zur Zufuhr des Schmiermittels und
der Innenseite dieses Kanals strömt.
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Es ist zu bemerken, daß dieses Schmiersystem auch für den Fall anwendbar
ist, daß der gemeinsame Halter nicht durch zwei Schalen gebildet wird, sondern wie
in Fig. I bis I5 aus einem Stück mit den Kernen und der zentralen Hülse gegossen
wird, wobei dann der Zuführungskanal 65 und der Überlaufkanal 7I in dieser einen
Block bildenden Anordnung liegen und von dem Umfang des Halters 7 oder 9 bis in
die zentrale Hülse 5 reichen.
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Die an den Enden der zentralen Hülse 5 oder 5a liegenden Lager der
Welle I sind zweckmäßig als einander entgegenwirkende Drucklager ausgebildet. Diese
Drucklager haben z. B. eine innere Anlagefläche. Die mit Schultern versehene Welle
I wird zwischen diesen Drucklagern, im vorliegenden Fall den beiden Kugellagern
7o und 7oa (Fig.24), durch an den Enden der Hülsen 5" befestigte Ringe 72 und 72a
gehalten. Diese Ringe 7:2 und 72a gewährleisten gleichzeitig die Abdichtung
des Schmierkreises innerhalb der Hülse 5a. Der zwischen diesen Schultern liegende
Teil der Welle erwärmt sich verhältnismäßig wenig, was gerade seine Lagerung zwischen
zwei Drucklagern gestattet. Es sind die außerhalb dieser Schultern liegenden Teile
der Welle i, d. h. die die Naben 53 und 53a tragenden Teile, welche sich am stärksten
erwärmen und ausdehnen, da aber das gesamte Gerät symmetrisch ist, bleiben die Luftspalte
zwischen den Scheiben 2, 2a und den Elektromagneten 3-4, 3,-4, einander während
des Arbeitens des Gerätes gleich.
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Die Kühlung der verschiedenen Teile des Gerätes wird durch einen Luftstrom
erzielt, welcher durch das Gerät in Richtung der Pfeile F2 und F2, mit Hilfe der
Speichen 73, 73a angesaugt wird, welche die Scheiben 2, 2a mit ihren Naben
verbinden und als sich über die Außenseite der Scheiben 2,:2" erstreckende Lüfterflügel
ausgebildet sind. Dieser Luftstrom tritt an dem Umfang des Geräts zwischen dem gemeinsamen
Halter und den Innenseiten der Scheiben des Rotors ein und kühlt auf seinem Weg
die Spulen 3 und 3" die Innenseite der Scheiben 2 und 2" und die zentrale Hülse
5,
bevor er zwischen dem Innenrand einer jeden ringförmigen Scheibe und ihrer
Nabe 53 oder 53" austritt,
wo er durch die Fliehkraft abgelenkt
wird und dann die Außenseite der Scheiben kühlt.
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Zwischen den gleichzeitig die Rolle von Speichen spielenden Flügeln
73 ist eine gewisse Zahl von Rippen 74, 74a angeordnet, welche gleichzeitig die
Lüfterwirkung und die Kühl- und Strahlfläche der Scheiben. vergrößern. Die inneren
Enden 75, 75a dieser Rippen umgreifen zweckmäßig den Innenrand einer jeden ringförmigen
Scheibe 2, 2a, wobei sie bis zu der Ebene der Innenseite der Scheiben reichen.
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Zweckmäßig wird -eine gerade Zahl von induzierenden Spulen 3, 3a mit
gleichen elektromagnetischen Kenngrößen vorgesehen, so daß sie je nach der Spannung
der elektrischen Ausrüstung des Fahrzeugs parallel oder in Reihe geschaltet werden
können. Das gleiche Gerät kann z. B. entweder mit einer Spannung von 24 V gespeist
werden, wobei dann seine Spulen in Reihe geschaltet sind, oder mit einer Spannung
von 12 V, wobei dann die gleichen Spulen parallel geschaltet sind.
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An den vier Ecken des im wesentlichen eine quadratische Form besitzenden
gemeinsamen Halters angeordnete Klemmleisten erleichtern die Herstellung der Verbindungen
und verhindern Schaltungsfehler. Diese Klemmleisten durchdringen den Halter und
bilden auf jeder Seite desselben eine Gruppe von mehreren Klemmen, welche sich durch
verschiedene Farben unterscheiden und an welche die mit den entsprechenden Farben
markierten Endender Wicklungsdrähte der Spulen angeschlossen. sind. Jede Klemmengruppe
wird von einem Deckel aus Isolierstoff 76 überdeckt. Durch geeignete gegenseitige
Verbindungen der Klemmleisten können die Spulen nach Belieben in Reihe oder parallel
geschaltet werden. Das Zufuhrkabel tritt durch eine in der Seitenwand 4I einer der
Schalen angebrachte Nut 77 und wird an einen der Klemmkästen angeschlossen, welcher
die Form eines besonderen doppelten Klemmkastens hat und einen Isolierdeckel 78
besitzt.
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Die an dem unteren Teil des Gerätes liegenden Spulen werden von einer
Schutzhülle aus - einem sehr starren Isolierstoff umgeben, z. B. aus einem Polyester,
um sie gegen Steinschlag oder Schmutzspritzer zu schützen, welche während des Fahrens
des Fahrzeugs auftreten können.