AT350U1 - ELECTRIC MOTOR BRAKE DEVICE - Google Patents
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Description
AT 000 350 UlAT 000 350 ul
Die Erfindung betrifft eine elektrische Motorbremsvorrichtung zur Messung des Drehmomentes einer Kraftmaschine mit einem mit einer Welle umlaufenden Rotor und einem Stator, welcher an seinen beiden jeweils einen scheibenförmigen Lagerschild mit einem Lagerzapfen aufweisenden Stirnseiten jeweils über ein Lager m einem Gehäuse pendeln^ gelagert ist.The invention relates to an electric motor brake device for measuring the torque of an engine with a rotor rotating with a shaft and a stator, which is mounted on both of its two pendulum-shaped end shields with a bearing journal on a bearing in a housing.
Um das Drehmoment einer Kraftmaschine mit einer elektrischen Motobremsvorrichtung zu messen, wird das Reaktionsmoment über einen Hebelarm und eine Kraftmeßdose festgestellt. Bei bekannten elektrischen Motorbremsvorrichtungen ist der Stator der elektrischen Bremse pendeln/ im Gehäuse über Wälzlager aufgehängt.In order to measure the torque of an engine with an electric motor brake device, the reaction torque is determined via a lever arm and a load cell. In known electric motor brake devices, the stator of the electric brake is oscillating / suspended in the housing via roller bearings.
Diese Wälzlager dürfen, um ein Einschlagen zu verhindern, kein Lagerspiel aufweisen. Um das zu erreichen, werden sie üblicherweise axial vorgespannt. Durch die Axiallast entsteht ein Reibungsanteil, der sich als Hysteresisverlust beim Drehmomentmessen zeigt. Um diese Verluste zu verringen, wurden hydrostatische Lager für diese Pendellager bereits eingesetzt.These roller bearings must not have any bearing play to prevent them from knocking in. To achieve this, they are usually axially preloaded. The axial load creates a friction component that shows up as a hysteresis loss when measuring torque. In order to reduce these losses, hydrostatic bearings have already been used for these self-aligning bearings.
Die bekannten Ausführungen bestehen aus jeweils zwei Ringen, von denen der äußere festeht und der innere schwimmend ausgeführt ist. Gegen zu große Verdrehung ist ein Stift mit viel Spiel vorgesehen.The known designs each consist of two rings, of which the outer is fixed and the inner is designed to be floating. A pin with a lot of play is provided against excessive rotation.
Axiale Kräfte werden durch Anlaufen des schwimmenden Ringes an die Gehäuseteile aufgenommen. Dabei entsteht wieder Reibung, die auf die Messung Einfluß nehmen kann.Axial forces are absorbed by the floating ring against the housing parts. This creates friction again, which can influence the measurement.
Weiters ist bei dieser Lagerung durch das große Gewicht der Innenmaschine (Rotor und Stator) oder der gesamten Bremse (Rotor, Stator und Gehäuse) der Spalt unten kleiner als oben.Furthermore, due to the heavy weight of the internal machine (rotor and stator) or the entire brake (rotor, stator and housing), the gap at the bottom is smaller than at the top.
Aus dem oberen Bereich jedes Lagers fließt daher mehr Öl ab als aus dem unteren Bereich, was die erforderliche Ölmenge überflüssigerweise vergrößert.Therefore, more oil flows out of the upper area of each bearing than from the lower area, which unnecessarily increases the amount of oil required.
Bei anderen bekannten Ausführungen von Motorbremsvorrichtungen sind hydraulische Kissen vorgesehen, die keinerlei axiale Kräfte aufnehmen können. Bei diesen werden die Axial-kräfte ein'fach über einen prismatischen Körper, der in ein Ölbad taucht, am Gehäuse abgestützt. Hier wird ebenfalls das Meßergebnis durch den Reibungseinfluß verfälscht.In other known designs of engine braking devices, hydraulic pads are provided that cannot absorb any axial forces. The axial forces are simply supported on the housing by a prismatic body that is immersed in an oil bath. Here, too, the measurement result is falsified by the influence of friction.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Motorbremsvorrichtung der eingangs genannten AT 000 350 UlThe object of the invention is to avoid these disadvantages and an engine braking device of the aforementioned AT 000 350 Ul
Art derart weiterzubilden, daß das Meßergebnis von der Lagerung möglichst wenig beeinflußt wird.Type in such a way that the measurement result is influenced as little as possible by the storage.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die erforderliche Schmierölmenge zu verkleinert-Another object of the invention is to reduce the amount of lubricating oil required.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Lager hydrostatische Pendellager sind, wobei eines der beiden Pendellager als axial bewegliches Loslager und das andere als axial unbewegliches Festlager ausgeführt ist, und die Lager jeweils aus einem am Lagerzapfen des Lagerschildes aufgeschobenen ^^n^bestehen, welcher sich über zwei drehgesicherte Lagerkörpe^, die beidseitig einer die Wellenachse beinhaltenden Längsmittelebene und unterhalb einer zur Längsmittelebene normal stehenden, die Wellenachse beinhaltenden Querebene angeordnet sind, wobei jeder Lagerkörper aus einem Lagerkissen und einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Stützkörper besteht, und wobei jeweils das Lagerkissen am Stützkörper kippbar und der Ring des Festlagers am Lagerkissen axial verschiebegesichert gelagert ist. Die Abstützung des Stators gegenüber dem Gehäuse erfolgt dabei lediglich über die zwei Lagerkörper. Eine Schmierung des Lagers ist daher nur in diesem Bereich erforderlich.According to the invention this is achieved in that the bearings are hydrostatic self-aligning bearings, one of the two self-aligning bearings being designed as an axially movable floating bearing and the other as an axially immovable fixed bearing, and the bearings each consist of a ^^ n ^ pushed onto the bearing journal of the end shield, which over two non-rotatable bearing bodies, which are arranged on both sides of a longitudinal center plane containing the shaft axis and below a transverse plane normal to the longitudinal center plane and containing the shaft axis, each bearing body consisting of a bearing cushion and a support body firmly connected to the housing, and each bearing cushion tiltable on the support body and the ring of the fixed bearing on the bearing cushion is axially secured against displacement. The stator is supported in relation to the housing only via the two bearing bodies. Lubrication of the bearing is therefore only necessary in this area.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Lagerfläche zwischen Lagerkissen und Stützkörper jeweils kalottenförmig ausgebildet ist. Durch die damit erzielte kippbare Lagerung der Lagerkissen auf den Stützkörpern kann sich der Lagerspalt zwischen Ring und Lagerkörper selbsttätig gleichmäßig einstellen.It is preferably provided that the bearing surface between the bearing cushion and the support body is in each case dome-shaped. As a result of the tiltable mounting of the bearing cushions on the support bodies, the bearing gap between the ring and the bearing body can adjust itself automatically.
Ein eigener axialer Anschlag kann entfallen, wenn die Außenfläche des Ringes des Festlagers zumindest teilweise torusartige Gestalt aufweist und mit einer entsprechend geformten Kontaktfläche des Lagerkissens zusammenwirkt. Der Ring des Festlagers und die mit diesem Ring zusammenwirkenden Lagerkörper wirken selbstzentrierend, sodaß ein axialer Anschlag nicht erforderlich ist. Beim Auftreten von Wärmedehnungen der Innenmaschine kann sich diese frei ohne axiale Zu-satzkräfte bewegen. pie axiale Verschiebbarkeit des Stators gegenüber dem Gehäuse ist dadurch gegeben, daß die Außenfläche des Ringes des Loslagers sowie die Kontaktfläche des Lagerkissens zylindrisch geformt sind. AT 000 350 UlA separate axial stop can be omitted if the outer surface of the ring of the fixed bearing is at least partially toroidal in shape and interacts with a correspondingly shaped contact surface of the bearing cushion. The ring of the fixed bearing and the bearing bodies interacting with this ring act self-centering, so that an axial stop is not necessary. If thermal expansion occurs on the internal machine, it can move freely without additional axial forces. Pie axial displacement of the stator relative to the housing is given in that the outer surface of the ring of the floating bearing and the contact surface of the bearing cushion are cylindrical. AT 000 350 ul
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lagerspalte des Lagers zwischen Ring und Lagerkissen jeweils über Kanäle im Lagerkissen und in Stützkörper und einer Drosselbohrung mit einem Druckölanschluß verbunden sind. Das Schmieröl kann dadurch fein dosiert nur in der erforderlichen Menge den eigentlichen Lagerbereichen zugeführt werden.In a further development of the invention it is provided that the bearing gaps of the bearing between the ring and the bearing cushion are each connected to a pressure oil connection via channels in the bearing cushion and in the support body and a throttle bore. As a result, the lubricating oil can only be fed into the actual storage areas in the required amount.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 und 2 eine elektrische Motorbremsvorrichtung mit Teilschnitten, Fig. 3 eine Vorderansicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Festlager, Fig. 4 einen Schnitt durch das Festlager nach der Linie IV-IV in Fig 3, Fig. 5 eine Teilansicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Loslager, Fig. 6 ein Loslager im Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 und 8 zwei Detailansichten eines Stützkörpers eines erfindungsgemäßen Lagers. In Fig. 4 ist ein Lagerkörper um etwa 45° nach unten, in Fig. 6 ein Lagerkörper um etwa 135° nach oben, in die Zeichenebene gedreht.The invention is explained in more detail with reference to the figures. 1 and 2 show an electric motor brake device with partial sections, FIG. 3 shows a front view of a fixed bearing designed according to the invention, FIG. 4 shows a section through the fixed bearing along the line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 shows a partial view of a fixed bearing according to the invention 6, a floating bearing in section along the line VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 and 8 two detailed views of a support body of a bearing according to the invention. In Fig. 4, a bearing body is rotated by about 45 ° down, in Fig. 6 a bearing body by about 135 ° up, in the plane of the drawing.
Fig. 1 zeigt eine elektrische Motorbremsvorrichtung 1 in Längsansicht mit Teilschnitten. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem mit der Welle 2 umlaufendem Rotor 3 sowie einem über die schematisch angedeuteten Lagert 4 und 5 im Gehäuse 6 gelagerten Stator 7. Im Bereich der Stirnseiten weist der Stator 7 scheibenartige Lagerschilde 8 und 9 mit Lagerzapfen 10 und 11 auf, welche sich über die Lager 4 und 5 am Gehäuse 6 abstützten.Fig. 1 shows an electric motor brake device 1 in longitudinal view with partial sections. The device 1 consists of a rotor 3 rotating with the shaft 2 and a stator 7 mounted in the housing 6 via the schematically indicated bearings 4 and 5. In the region of the end faces, the stator 7 has disk-like end shields 8 and 9 with bearing pins 10 and 11, which were supported on the housing 6 via the bearings 4 and 5.
Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Stator über einen Hebelarm 12 mit einer Kraftmeßdose 13 verbunden, um das Drehmoment zu messen.As can be seen in FIG. 2, the stator is connected to a load cell 13 via a lever arm 12 in order to measure the torque.
Bei konventionellen Vorrichtungen sind die Lager 4 und 5 als Wälzlager ausgebildet.In conventional devices, the bearings 4 and 5 are designed as roller bearings.
Die erfindungsgemäße Lagerung für den Stator 7 sieht vor, daß die Lager 4 und 5 als hydraulische Pendellager ausgeführt sind, wobei das eine Pendellager 4 als Festlager 14 und das andere' Pendellager 5 als Loslager 15 ausgeführt ist.The bearing according to the invention for the stator 7 provides that the bearings 4 and 5 are designed as hydraulic self-aligning bearings, one self-aligning bearing 4 as a fixed bearing 14 and the other 'self-aligning bearing 5 as a floating bearing 15.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist beim Fest-lager 14 über den Lagerzapfen 10 des Lagerschildes 8 ein Ring 16 a^f ge schoben, welcher eine zum Teil torusartig gestaltete Kontaktfläche 16 ^ aufweist. Über diese steht der Ring 16 in Kontakt mit entsprechend geformten Kontaktflächen 17' zweier Lagerkissen 17, welche über jeweils einen Stützkörper 18 am Gehäuse 6 der Bremsvorrichtung 1 abgestützt AT 000 350 Ul sind. Lagerkissen 17 und Stützkörper 18 bilden zusammen den Lagerkörper 35. Die Stützkörper 18 weisen eine kalottenförmig gestaltete Fläche 20 auf, auf der sich die Lagerkissen 17 kippbar in allen Richtungen selbsttätig einstellen können.As shown in FIGS. 3 and 4, in the fixed bearing 14 a ring 16 a ^ f is pushed over the bearing journal 10 of the end shield 8, which has a partially toroidal contact surface 16 ^. About this the ring 16 is in contact with correspondingly shaped contact surfaces 17 'of two bearing pads 17, which are supported by a support body 18 on the housing 6 of the brake device 1 AT 000 350 Ul. Bearing cushions 17 and support body 18 together form the bearing body 35. The support bodies 18 have a spherically shaped surface 20 on which the bearing cushions 17 can adjust themselves in a tiltable manner in all directions.
Beim in Fig. 5 und 6 dargestellten Loslager 15 ist analog zum Festlager 14 ebenfalls ein Ring 19 auf einen Lagerzapfen 11 des Lagerschildes 9 aufgeschoben. Dieser weist allerdings eine zylindrische Form auf und wirkt mit zylindrischen Kontaktflächen 221 der als Zylinder ausgeführten Lagerkissen 22 zusammen. Die Lagerkissen 22 sind wieder über Kalottenflächen 23 auf fest mit dem Gehäuse 6 verbundene Stützkörper 24 abgestützt und können sich durch Kippen in alle Richtungen selbsttätig einstellen. Beim Auftreten von Wärmedehnungen der aus Rotor 3 und Stator 7 bestehenden Innenmaschine 37 gegenüber dem Gehäuse 6 kann sich diese frei ohne axiale Zusatzkräfte bewegen.In the floating bearing 15 shown in FIGS. 5 and 6, a ring 19 is also slid onto a bearing journal 11 of the end shield 9, similarly to the fixed bearing 14. However, this has a cylindrical shape and interacts with cylindrical contact surfaces 221 of the bearing pads 22 designed as cylinders. The bearing cushions 22 are again supported on dome surfaces 23 on support bodies 24 which are fixedly connected to the housing 6 and can be set automatically in all directions by tilting. When thermal expansions of the inner machine 37 consisting of rotor 3 and stator 7 relative to the housing 6 occur, the latter can move freely without additional axial forces.
Allfällige axiale Kräfte von außen werden am Festlager 14 über den torusförmigen Ring 16, die Lagerkissen 17 und die Stützkörper 18 am Gehäuse 6 abgefangen.Any axial forces from outside are intercepted on the fixed bearing 14 via the toroidal ring 16, the bearing pads 17 and the support body 18 on the housing 6.
Eine durch die Wellenachse 2' und die Lagerkörper 35 bzw. 36 auf gespannte Ebene 35’ bzw. 36' weist gegenüber der Längsmittelebene 3 8 einen Winkel a. von etwa 45° auf.A plane 35 ’or 36 ′ spanned by the shaft axis 2 ′ and the bearing bodies 35 or 36 has an angle a with respect to the longitudinal center plane 38. from about 45 °.
Die Stützkörper 18 und 24 sind jeweils über Verschraubungen 25 am Gehäuse 6 niedergespannt.The support bodies 18 and 24 are each clamped onto the housing 6 via screw connections 25.
Die Verschraubungen 25 können zugleich als Ölanschluß 26 ausgeführt sein. Das Drucköl wird über einen Ölanschluß 26 aus einem nicht näher dargestellten Druckölsystem über die Rohrleitungen 27 zugeführt und gelangt über eine Drossel 28 und ölkanälejfi 29 und 30 in den Stützkörpern 18, 24 und den Lagerkissen 17, 22 zu den Lagerspalten 31, 32. Das aus den Lagerspal ten 31, 32 aus tretende Öl wird im "Gehäuse 6 an der tiefsten Stelle gesammelt und über jeweils einen Ölaustritt 33, 34 und eine Rohrleitung 33', 34' aus dem Festlager 14 bzw. dem Loslager 15 abgesaugt. Mit der Drossel 28 in jeder Verschraubung 25 wird sichergestellt, daß alle vier Lagerspalte 31, 32 gleichmäßig mit Öl versorgt werden. ,pie Kontaktflächen 16', 19', 17', 22' zwischen den Ringen 16 bzw. 19 und den Lagerkissen 17 bzw. 22 bilden die eigentliche hydrostatische Lagerung. Durch die Last und den Ölfluß durch die Lagerspalte 31 und 32 stellt sich jeweils in den Lagerkissen 17 und 22 ein bestimmter Öldruck fein. Je nach AT 000 350 UlThe screw connections 25 can also be designed as an oil connection 26. The pressure oil is supplied via an oil connection 26 from a pressure oil system, not shown, via the pipes 27 and passes through a throttle 28 and oil channels 29 and 30 in the support bodies 18, 24 and the bearing cushions 17, 22 to the bearing gaps 31, 32 The bearing gaps 31, 32 made of escaping oil are collected in the " housing 6 at the lowest point and extracted from the fixed bearing 14 and the floating bearing 15 via an oil outlet 33, 34 and a pipe 33 ', 34'. The throttle 28 in each screw connection 25 ensures that all four bearing gaps 31, 32 are evenly supplied with oil. , Pie contact surfaces 16 ', 19', 17 ', 22' between the rings 16 and 19 and the bearing pads 17 and 22 form the actual hydrostatic bearing. Due to the load and the oil flow through the bearing gaps 31 and 32, a certain oil pressure is fine in the bearing pads 17 and 22, respectively. Depending on AT 000 350 Ul
Last wird der Lagerspalt 31 bzw. 32 größer oder kleiner und der Druck umgekehrt kleiner oder größer.Load becomes the bearing gap 31 or 32 larger or smaller and the pressure conversely smaller or larger.
Durch die kippbare Lagerung der Lagerkissen 17 und 22 auf den Stützkörpem 18 und 24 kann sich der Lagerspalt 31 bzw. 32 am Ring 16 bzw. 19 immer gleichmäßig selbsttätig einstellen. \Due to the tiltable mounting of the bearing cushions 17 and 22 on the support bodies 18 and 24, the bearing gap 31 or 32 on the ring 16 or 19 can always set itself automatically. \
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Lapse due to non-payment of renewal fee |