SE450444B - Elektrisk fordonsbroms - Google Patents

Description

450 444 av "autonom“ typ, av skäl som har samband med den tvärgående horisontella utsträckningen, använda vissa av de rotorer som tillverkas för bromsar med samma effekt av den fribärande typen.

Ett huvudsyfte med uppfinningen är att eliminera denna olägen- het, varigenom främst en tillverkning av rotorer i större serier möjliggöres.

För detta ändamål ersättes den kringlöpande infattningen på statorer för elektriska bromsar enligt uppfinningen av en upp- stående kant, som skjuter ut ur plattan i riktning för rotorns axel, men som icke längre sträcker sig utmed de båda vertikal- kanterna på plattan; i höjd med bromsens axel ligger denna uppstående kant innanför spolkransen och dess motsvarande inre avsnitt är anslutna genom sneda radiella förlängningar som sträcker sig genom vardera två närgränsande spolar till yttre avsnitt som sträcker sig till plattans omkrets.

Närmare bestämt sträcker sig denna förstärkningskant för plattan utmed en sluten kurva, som har två symmetriska halvor i förhållande till bromsens vertikala axialplan, varvid varje hälft av denna kurva innefattar, i successiv anslutning till varandra, ett horisontellt eller i huvudsak horisontellt avsnitt som sträcker sig ovanför en övre spole, utmed plattans övre kant, ett krökt avsnitt, som sträcker sig vid sidan om och utanför nämnda spole, ett snett radiellt avsnitt, som sträcker sig mot bromsens axel mellan nämnda spole och närmast intilliggande nedre spole, ett i huvudsak vertikalt avsnitt innanför spolkransen, ett snett radiellt avsnitt, som sträcker sig utåt mellan två spolar, ett krökt avsnitt, som sträcker sig vid sidan om och utanför en nedre spole och ett horisontellt eller i huvudsak horisontellt avsnitt, som sträcker sig nedanför sistnämnda nedre spole utmed plattans nedre kant. 450 444 I föredragna utföringsformer tillämpas dessutom den ena och/eller den andra av följande anordningar: - i en broms av angivet slag, innefattande åtminstone en krans med åtta identiska spolar på inbördes lika avstånd från varandra kring bromsens axel, sträcker sig de övre och nedre avsnitten på den uppstående förstärkningskanten horisontellt, de krökta avsnitten sträcker sig över var- sin båge av 1350 och de sneda radiella avsnitten sluttar 45° mot horisontalen, - de vertikala kanterna på plattan ligger i varsitt verti- kalplan som ligger tangentiellt i förhållande till två över varandra belägna sidospolar, - plattans förstärkningskant är förlängd utåt i höjd med varje anslutningszon mellan ett krökt avsnitt och ett snett radiellt avsnitt genom en horisontell fläns, som sträcker sig utåt och som slutar nära plattans kant. - plattan och dess uppstående kanter utgöres av ett enda gjutet metallblock, - i sådana fall där bromsen är av autononltyp, vilket bety- der att statorn uppbäres av fordonets chassi och rotorn är insatt mellan två homokinetiska kopplingar på trans- missionsaxeln, och är fastsatta på den ena axiella änden av en axeltapp, som i sin tur är svängbart anordnad i det inre av en muff som begränsar statorplattans mitt, inne- fattar rotorn som stöd för varje rotorring en klocka, vars stora bas bildar en fastsättningsfläns för denna ring och vars ringformade topp är fastsatt på nämnda axeltapps ände, medan statorn innefattar ett ringformat hålrum avsett att med spel uppta varje enhet bestående av en sådan ring och en sådan fläns. 450 444 Bortsett från dessa viktigaste anordningar innefattar uppfin- ningen vissa anordningar som företrädesvis användes samtidigt och som kommer att förklaras längre fram.

Nedan kommer vissa föredragna föredragna utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till bifogade rit- ningar utan att uppfinningen skall anses vara inskränkt till dessa utföringsformer. fig l i ritningarna visar i schematisk axialvy en känd utfö- ringsform av en stator för en elektrisk fordonsbroms samt detta fordons chassibalkar. fig 2 visar i schematisk axialvy en andra utföringsform av en sådan stator i enlighet med uppfinningen. fig 3 och 4 visar i sidovy med vissa delar borttagna respek- tive i planvy, en broms utrustad med en stator utförd enligt fig 2.

I varje fall innefattar den elektriska fordonsbromsens stator åtminstone en krans av identiska spolar l i regelbunden för- delning kring bromsens axellinje X och med varsin axellinje Y, som är parallell med axellinjen X.

Antalet spolar är jämnt och skulle exempelvis kunna vara lika med sex eller tio, men företrädesvis uppgår antalet till åtta, vilket förutsättes i det följande.

Fördelningen av dessa spolar är sådan att axellinjerna för de i sidled längst utåt belägna spolarna ligger parvis över varandra; detta har till följd att axellinjerna för de två övre spolarna befinner sig på samma nivå och samma sak gäller för axellinjerna för de båda nedre spelarna. 450 4-44 Kärnorna för de båda spolarna l uppbäres av en och samma ver- tikalt tvärgående platta 2, som är urtagen i sin mitt så att den för bromsning avsedda transmissionaxeln A på fordonet, kan sträcka sig koaxiellt med axellinjen X.

Den centrala urtagningen ansluter sig till formen av en muff 3 i vars inre axeln A är svängbart anordnad med hjälp av lämp- liga rullager.

Plattan 2 är förstärkt genom en förstärkningsribba eller kant 4. som sträcker sig vinkelrätt mot plattans mittplan, dvs parallellt med axellinjen X över en höjd, som i regel ligger mellan l/4 och 3/4 av varje spoles l axiella utsträckning.

I kända utföringsformer, som schematiskt framställs i fig l, är denna förstärkningsribba 4 en sluten infattning som omger plattan 2.

Denna infattning 4 har förtjockade zoner 5 som utgör fastsatt- ningstappar för statorn (1, 2, 3) på fordonets chassi och framförallt på de två i chassit ingående balkar 6, genom för- medling av lämpliga dämpande stödanordningar (ej visade).

Avståndet L mellan dessa två balkar 6 är förhållandevis litet och eftersom det är omöjligt att utöka detta avstånd, bör den horisontella tvärgående totalutsträckningen av bromsen i vissa fall minskas i största möjliga utsträckning för en given bromseffekt.

För ovan beskrivna stator är denna dimension Ll nätt och jämnt större än den totala tvärgående utsträckningen l för hela spolkransen l med tanke på att den innefattar två gånger in- fattningens 5 tjocklek samt av den tillkommande tjocklek som svarar mot tapparna 6. 450 444 Det kan i övrigt påpekas att man vid utrustning av ett fordon med given hög vikt med en elektrisk broms ofta kan välja mellan två monteringstyper för en sådan broms, nämligen: - den "autonoma" monteringen, vid vilken statorn är monte- rad på fordonets chassi och rotorn är placerad på statorn genom förmedling av rullager och är i sin tur ansluten till återstående delen av transmissionsaxeln på fordonet med hjälp av homokinetiska kopplingar, - och den fribärande monteringen, som ibland identifieras genom varumärket "FOCAL", där statorn är fribärande mon- terad på växellådans hus eller bakaxelstället på fordo- net, medan rotorn ävenledes fribärande uppbäres vid änden av en axeltapp som skjuter ut från växellådan.

Av standardiseringsskäl skulle det vara fördelaktigt om för en viss given bromseffekt, rotorerna för de använda bromsarna kunde vara desamma oberoende av den tillämpade monterings- typen.

Men för fribärande montering är de armar som uppbär varje skiva böjda och diametern för den fastsättningsring som avslu- tar dessa armar vid sin mot skivan motsatta ände, är förhål- landevis stor på sådant sätt att en homokinetisk förbindelse skall kunna upptas i det inre av det bildade rotorelementet.

Dessa omständigheter kräver en förhållandevis stor diameter för spolkransen som omger nämnda ring; vid samma effekt är det främre platsbehovet hos en fribärande monterad broms således i regel större än hos en broms med samma effekt, som fastsättes på autonomt sätt.

För att således kunna använda en motsvarande rotor vid fri- bärande montering på en broms med samma effekt vid autonom 450 444 montering, måste man principiellt öka ytterdimensionen hos sistnämnda rotor.

Det är tydligt att under dessa betingelser de ovan nämnda be- gränsningarna, i avseende på det mellan de båda balkarna 6 tillgängliga utrymmet, ibland är oförenliga med nyss nämnda krav på dimensionsökning.

Praktiken visar att i vissa fall nämnda begränsning omöjliggör allmän användning av samma slags rotor i samband med de olika föreslagna monteringssätten.

Uppfinningen möjliggör en sådan allmän användning genom att den innebär en minskning med några centimeter av den horison- tella utsträckningen i tvärriktningen hos statorn av en broms av autonom typ, för ett givet värde av den totala horisontella utsträckningen av dess spolkrans.

För detta ändamål eliminerar man de avsnitt på statorns för- stärkningsinfattning 4 som sträcker sig utmed den tvärgående plattans 2 vertikala kanter och man begränsar denna platta på sidorna vid sina båda horisontella ändar genom en vertikalkant X (fig 2) belägen i ett vertikalplan som sträcker sig tangen- tiellt i förhållande till de två över varandra belägna inbör- des motsvarande sidospolarna 1.

För att undvika en försvagning av plattan 2 genom eliminering av nämnda avsnitt, anordnas andra uppstående kanter 7 (fig 2) som sträcker sig över samma höjdavsnitt som de eliminerade avsnitten men innanför spolkransen.

I den schematiskt i fig 2 visade utföringsformen är de uppstå- ende kanterna 7 fortrarande raka och vertikala på samma sätt som de eliminerade avsnitten på infattningen 4 och de är an- slutna till de överliggande och nedanför befintliga kvarstå- ende avsnitten 8 på infattningen 4 genom anslutningar i S-form 450 444 som sträcker sig genom vardera två intill varandra belägna spolar l. ' Varje anslutning med S-form innefattar: - ett böjt avsnitt 9 som sträcker sig utmed en cirkelbåge av l35° utgående från en ände av ett av de horisontella avsnitten 8, - ett radiellt avsnitt 10 som sluttar 450 mot horisontalen och som sträcker sig mot axellinjen X från närgränsande ände av det böjda avsnittet 9, - och ett avsnitt ll som sträcker sig utmed en cirkelbåge av 45° med motsatt krökningsriktning mot det böjda avsnittet 9.

Varje anslutningszon mellan ett böjt avsnitt 9 och ett avsnitt 10 är förlängt genom en horisontell fläns 12, som slutar prak- tiskt taget i höjd med en vertikalkant 1 på plattan 2, eller närmare bestämt på ett mycket kort avstånd av storleksordning- en exempelvis 2 - 3 mm bortom denna kant.

Under dessa betingelser är den totala bredden hos statorn i fråga mycket nära bredden l; skillnaden mellan bredden Ll i den tidigare kända ovan beskrivna konstruktionen och denna bredd L2 är förhållandevis stor och kan uppnå ett värde av flera centimeter.

Med andra ord har den horisontella tvärgående utsträckningen av bromsen tillhörande den autonoma typen minskats i förhål- lande till ett givet värde för den totala horisontella bredden l hos spolkransen.

Omvänt medger den nya ovan beskrivna uppstående kanten en ök- ning vid ett givet värde för bromsens horisontella tvärgående 1111- 450 444 platsbehov av diametern för dess spolkrans och alla andra dia- metrar som har samband därmed, särskilt diametern för rotor- fastsättningsringar.

I praktiken har denna fördel medgivit en lösning av följande speciella problem: det är önskvärt att på ett fordon vars balkar 6 ligger på ett givet avstånd L montera en autonom broms med förmågan att alstra ett bromsmoment C, som svarar mot en total bredd l för spolkransen, varvid monteringssättet skall vara fribärande; med den kända infattningen överstiger emellertid olyckligtvis den totala bredden Ll för den mot denna krans svarande statorn L; man skulle alltså vara tvungen vid de kända konstruktionerna att använda en krans med mindre diameter för att lösa det uppträdande problemet, dvs en rotor som skiljer sig från den som användes för en fribärande lagrad broms; om alla övriga faktorer är oförändrade, medger däremot den genom uppfinningen erhållna utrymmesvinsten ett bibehål- lande av ovannämnda spolkrans vid den avsedda autonoma monte- ringen och således användningen därpå av samma rotor som för en fribärande monterad broms.

Användningen av dessa rotorer vid autonom montering medför vissa modifikationer i konstruktionen som kommer att förklaras närmare med hänvisning till fig 3 och 4.

Om man använder beteckningen l3 för tappen eller centralnavet hos en autonom broms, dvs den del av fordonets transmissions- axel A som är roterbart lagrad med hjälp av rullager 14 i statormuffen 3, monteras rotorskivorna på denna broms i regel vid ändarna av denna tapp med hjälp av en krans av armar eller vingar, som är anordnade i huvudsak i samma tvärgående plan som nämnda ände, I rotorer av fribärande typ är som bekant armarna eller ving- arna 15, som förbinder skivorna 16 med fastsättningsringar 17, snedställda i radialriktningarna icke endast i tvärgående 450 444 10» plan, såsom visas i fig 4, utan även i axiella plan såsom visas i fig 3.

Varje fastsättningsring 17 uppvisar således en förhållandevis stor diameter och är belägen det i inre av motsvarande spol- krans av spolar l.

För montering av varje ring 17 på motsvarande ände av axel- tappen l3, använder man i föreliggande fall en klocka 18, som har en ringformad topp 19 och en axiellt utvidgad stor bas 20.

Den ringformade toppen 19 är fast förbunden med motsvarande ände av axeltappen 13 i vinkelriktningen genom samverkan mellan komplementära längsgående spår 21, 22 och axiellt genom fastskruvning av en mot klockans topp anliggande mutter 23 på en gängad tapp 24 som avslutar axeltappen.

Den vidgade stora basen 20 bildar en kant på vilken ringen 17 är fastsatt genom fastskruvning av utifrån lättillgängliga axiella skruvar 25 med däremellan insatta fastspännbrickor 26.

Dessutom anordnas i statorn på muffens 2 utsida, ringformade fördjupningar 27 med tillräcklig storlek för att med spel kunna uppta de enheter som bildas av varsin stor klockbas 20 och de där uppburna elementen.

Det bör observeras att detta monteringssätt underlättar regle- ring av luftspalterna genom ändring av tjockleken hos mellan- läggen 26 tack vare skruvarnas 25 lättillgänglighet.

I den visade föredragna utföringsformen är bromsen symmetrisk i förhållande till plattaus 2 tvärgående mittplan. Den inne- fattar två identiska kransar av spolar l på vardera sidan om plattan, varvid spolarna 1 dessa kransar är grupperade parvis kring gemensamma kärnor, som sträcker sig axiellt genom plat- 450 444 ll tan, och två rotoraggregat innefattande varsin skiva 16, en vingkrans 15 och en fastsättningsring 17.

Den enhet som består av plattan 2 och de uppstående kanterna 7 - 12 på dess båda sidor, består företrädesvis av ett enda gjutet metallblock.

Genom denna utföringsform blir det möjligt att efter önskan, för flänsarna 12 välja större tjockleksvärden än för återstå- ende delen av de uppstående kanterna, varigenom man horison- tellt i flänsarnas ändpartier, kan anordna gängade hål 28 och för mottagande av fixeringsskruvar.

På figurerna 3 och 4 kan man dessutom observera: - polära utvidgningar 29 som avslutar spolarna l, och mitt- för vilka skivorna 16 rör sig förbi, så att avstånden mellan dessa utvidgningar och dessa skivor bestämmer luftgapen, - en ring 30 som förenar ändarna med största diameter på vingarna 15 i varje krans, varvid en sådan ring är till- verkad genom gjutning tillsammans med vingarna och mot- svarande skiva l6, - ett fastsättningsbeslag 3l som är fastskruvat på klockans 19 topp med hjälp av axiella, utifrån lättillgängliga skruvar 32, - i de övre sidoytorna 34 upptagna hål 33>i plattan 2 utan- för de uppstående kanterna 7 - l2 och avsedda att tjänst- göra som lyfthål, - och på ytorna 34 anordnade anslutningar 35 för strömtill- försel eller jordning. . ._í.,._..-.._._.__... _ 450 444 12 Ett studium av fig 4 visar dessutom följande: - de vertikala avsnitten 7 på förstärkningskanterna på plattan 2 är icke raka utan vågformade på sådant sätt att de ansluter sig till spolarnas l konturer och att de bättre frilägger intilliggande fördjupningsvolym, varvid denna fördjupning för övrigt icke är avgränsad genom sammanhängande kanter i hela sin ringformade utsträck- ning, - plattan 2 innefattar icke några nedre sidoytor på utsidan av de uppstående kanterna 7 - 12.

Av det föregående framgår att oberoende av den tillämpade ut- föringsformen; enligt uppfinningen erhållits en stator för en broms, vars konstruktion och fördelar (särskilt den relativt svaga utsträckningen i tvärriktningen, och den därav erhållna möjligheten att förenhetliga konstruktioner av vissa rotorer och förenkla luftgapets inställning) torde tillräckligt klart framgå av det föregående.

Såsom redan framgår av ovanstående beskrivning är uppfinningen givetvis icke inskränkt till de användningsområden och den utföringsform som speciellt beskrivits; den omfattar tvärtom alla varianter. ref"

Claims (10)

450 444 13 PATENTKRAV

1. Elektrisk broms för bromsning av transmissionaxeln (A) på ett fordon, hos vilken statorn innefattar åtminstone en krans av spolar (l) i ett jämnt antal, vars enskilda axellinjer (Y) samtliga är parallella med axellinjen (X) för bromsen, varvid de längst åt sidan belägna spolarnas axellinjer (Y) ligger parvis över varandra i två vertikala plan, och varvid kärnorna för de olika spolarna samtliga uppbäres av en och samma tvär- gående platta (2), som är försedd med ett urtag i mitten på sådant sätt att den för bromsning avsedda axeln kan sträcka sig igenom, vilken tvärgående platta (2) är förstärkt genom en uppstående kant, varvid dessutom rotorn innefattar åtminstone en ringformad skiva (16) av ferromagnetiskt material anordnad att röra sig förbi mittför nämnda krans på kort avstånd däri- från, vilken skiva (16) är fast förbunden med axeln genom för- medling av i tur och ordning en krans av armar (15), som bil- dar ventilationsvingar, och en fastsättningsring (17), k ä n - n e t e c k n a d av att den uppstående förstärkningskanten på plattan (2) sträcker sig utmed en sluten kurva med två inbördes symmetriska halvor i förhållande till bromsens vertikala axialplan, och att varje halva av denna kurva inne- fattar i successiv anslutning till varandra ett horisontellt eller i huvudsak horisontellt avsnitt (8), som sträcker sig ovanför en övre spole (1) utmed plattans (2) övre kant, ett krökt avsnitt (9), som ansluter sig på sidan och utåt till spolen, ett radiellt snedställt avsnitt (10), som sträcker sig mot axellinjen (X) för bromsen mellan nämnda spole och intill- liggande och, längre ner belägna spole, ett i huvudsak verti- kalt avsnitt (7) i spolkransens inre, ett radiellt snedställt avsnitt (10), som sträcker sig utåt mellan två spolar, ett krökt avsnitt (9), som ansluter sig på sidan och utåt till en nedtill belägen spole och ett horisontellt eller i huvudsak horisontellt avsnitt (8) som sträcker sig nedanför sistnämnda nedtill belägna spole utmed plattans nedre kant. 450 444 14

2. Elektrisk broms enligt krav l, hos vilken varje krans innefattar åtta identiska spolar (l) på regelbundna inbördes avstånd, k ä n n e t e c k n a d av att de övre och nedre av- snitten (8) hos förstärkningskanten sträcker sig horisontellt, att de krökta avsnitten (9) sträcker sig utmed varsin båge av l35° och att de snedställda radiella avsnitten (10) sluttar 45° mot horisontalen.

3. Elektrisk broms enligt krav l eller 2,]cä n n e t e c'k- n a d av att de vertikala kanterna (X) på plattan (2) ligger i varsitt vertikalplan tangentiellt i förhållande till två på sidan över varandra belägna spolar (IL

4. Elektrisk broms enligt något av de föregående kraven, k ärln e t e c k n a'd av att förstärkningskanten för plattan är utåt förlängd i höjd med varje anslutningszon mellan ett krökt avsnitt (9) och ett snett radiellt avsnitt (10) genom en horisontell fläns (12), som sträcker sig utåt.

5. Elektrisk broms enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att varje fläns (l2) avslutas något bortom plattans vertikala kant och är längst utåt uppborrad med ett gängat hål (28).

6. Elektrisk broms enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k- n a d av att plattan (2) är fri från sidoytor som mynnar nedanför de nedre horisontella flänsarna (12).

7. Elektrisk broms enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att varje invändigt, i huvudsak vertikalt avsnitt (7) på den uppstående förstärkningskanten är vågformig på sådant sätt att den ansluter sig till närgränsan- de spolars konturer.

8. Elektrisk broms enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att plattan (2) uppbär två iden- tiska.spolkransar (l) på vardera sidan, avsedda att samverka 450 444 15 med två identiska skivor (16) utgörande delar av rotorn, och att varje platta är försedd med förstärkningskanter av lik- nande slag på sina två ytor.

9. Elektrisk broms enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att plattan och dess förstärkninga- kanter består av ett enda gjutet metallblock.

10. Elektrisk broms av autonom typ, dvs en broms vars stator uppbäres på fordonets chassi och vars rotor är insatt mellan två homokinetiska kopplingar på transmissionsaxeln och fast- satt på åtminstone en axiell ände av en axeltapp (13), som i sin tur är svängbart anordnad i det inre av en muff (3), som begränsar urtaget i statorplattan (2), enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att rotorn inne- fattar för uppbärande av varje rotorring (17) en klocka (l8L vars stora bas (20) utgör en kant för fastsättning på ringen och vars ringformade topp (19) är fastsatt på nämnda ände av axeltappen, och att statorn har en ringformad fördjupning (27), anordnad att med spel uppta varje enhet bestående av en sådan ring (17) och en sådan kant (20).