DE2943135C2 - Wirbelstrom-Bremsvorrichtung - Google Patents
Wirbelstrom-BremsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wirbelstrom-Bremsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Wirbelstrom-Bremsvorrichtung ist aus der FR-PS 14 99 231 bekannt Diese Konstruktion dient
zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit
Bei den bekannten Wirbelstrom-Bremsvorrichtungen dieser Bauart wird der Spulenträger im allgemeinen von
einer oder zwei quer auf dein Fahrzeugrahmen angeordneten Platten gebildet Die Montage der Spulen auf
diesem Träger macht im allgemeinen die Verwendung spezieller Arbekomittel erforderlich, und/oder aber es
müssen komplizierte und teure Arbeiten, insbesondere Schweißarbeit, vorgenommen werden. Darüber hinaus
sind die derart angeordneten Spulen nicht gegenüber äußeren Einwirkungen geschützt. Sie sind vielmehr
leicht zugänglich für Schmutz, Spritzer, Steinschlag oder aber Waschmittel (Wasserstrahlen usw.).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirbelstrom-Bremsvorrichtung
der eingangs erwähnten bekannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß die Montage vereinfacht und ein Schutz gegen äußere Einwirkungen
gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Im folgenden seien weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung angegeben, die einzeln oder in Kombination
verwendet werden können:
Die zwei Halbschalen bilden jeweils zum einen zwei ebene ringförmige, querverlaufende Anlageflächen, die
axial gegeneinander anliegen, und zum anderen zwei ringförmige zylindrische, ineinandergreifende Anlageflächen.
Die ebenen Anlageflächen haben einen wesentlich größeren mittleren Durchmesser als die zylindrischen
Anlageflächen. In der Wand des Gehäuses sind Abzugsöffnungen vorgesehen, die mit einer für Luft,
nicht aber für Flüssigkeiten durchlässigen Substanz versehen sind. Das Gehäuse wird beim Gießen zusammen
mit Rippen hergestellt, welche die Kühlung erleichtern und die winkelmäßige Positionierung jeder der nicht
kreisförmigen Polplatten um die Achse einer einzigen Befestigungsschraube herum sicherstellen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie gemäß
der Beschreibung von Ausführungsbeüpielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Wirbelstrom-Bremsvorvorichtung,
Fig.2 eine teilweise weggebrochene Endansicht der
erfindungsgemäßen Wirbelstrom-Bremsvorrichtung.
Die Wirbelstrom-Bremsvorrichtung dient zum Abbremsen einer Welle eines Fahrzeuggetriebes, wobei
die Welle an ihren beiden Enden winkelmäßig, insbesondere unter Verwendung von Kardanvorrichtungen, mit
zwei weiteren Wellen in Verbindung steht, von denen die eine zum Getriebe führt, während die andere die
Verbindung zum rückwärtigen Teil des Fahrzeugs herstellt.
Im einzelnen besteht die Wirbelstrom-Bremsvorrichfung
aus folgenden Teilen:
Der Stator besteht aus einem toriodförmigen, hohlen Gehäuse 9 und darin gehalterten Erregerspulen 2. Das
Gehäuse 9 besteht aus magnetischem Metall oder einer amagnetischen Legierung. Es ist an den senkrecht zur
Ringachse verlaufenden Wänden 10 mit Öffnungen 11 versehen.
Jede Erregerspule 2 besteht aus der vollständig im Gehäuse 9 befindlichen Wicklung 6 und einem magnetisch
aktiven Teil. Dieser magnetisch aktive Teil wird von einem Spulenkern 5, der parallel zur Ringachse
angeordnet ist und durch die Öffnungen 11 im Gehäuse
9 eng passend hindurchreicht, sowie daran angeschraubten Polplatten 7 gebildet die allein über das Gehäuse f*
hinaus vorspringen.
Die Platten 3 sind aus Magnetmaterial gefertigt; sie laufen auf beiden Seiten des Stators an den Polplatten 7
vorbei und sind außen mit Kühlrippen 21 versehen.
Gemäß der Erfindung wird das Gehäuse 9 durch zwei ίο Halbschalen 9i, 92 gebildet Die Halbschalen 9i, 92 sind
mit Hilfe je einer einzigen Befestigungsschraube 8, durch welche die Polplatten 7 an die Spulenkerne 5
angeschraubt sind, axial gegeneinander festgezogen und verspannt
Die Polplatten 7 sowie die Platten 3 sind derart angeordnet und befestigt daß bei der Drehung der Welle 1
die Platten 3 den Stator axial rahmenartig umfassen und an den Polplatten 7 unter Aufrechterhaltung eines Luftspaltes
vorbeilaufen.
Die beiden Halbschalen 9|, 92 weisen jeweils einerseits
zwei querverlaufende Ringanlageflächen 12 axial gegeneinander anliegend, andererse;-... zwei zylindrische
Ringaniagefiächen 13, die ineinandergeschoben sind,
auf. Die ebenen Anlageflächen 12 besitzen einen größeren mittleren Durchmesser als die zylindrischen Anlageflächen
13 und bilden einen Anschlag, der die axiale Verspätung durch Axialverschraubung ermöglicht
Die Ringaniagefiächen 13 stellen die relative Querzentrierung der beiden Halbschalen bei ihrer gegenseitigen
dicht passenden Einfügung sicher.
Beim Anziehen einer Polplatte 7 gegen den zugehörigen
Spulenkern 5 durch das Einschrauben einer entsprechenden Schraube 8 findet aufeinanderfolgend die
Berührung zwischen dem Umfang dieser Polplatte 7 und dem Rand der gegenüberliegenden Öffnung 11 und
sodann die gegenseitige Berührung zwischen den beiden quer verlaufenden Anlageflächen 12 der Halbschalen
statt, bevor sich die Polplatte und der Spulenkern berühren. Demnach ist der Abstand parallel zur Achse
der Bremsvorrichtung zwischen den Außenoberiiächen der beiden Wände 10 der Halbschalen 9, und 92, die
einfach axial eine gegen die andere gesetzt sind, etwas gröLer gegenüber der Axiallänge der Spulenkerne 5.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß bei Beendigung des Anziehens, d. h. am Ende des Einschraubens der
Schrauben 8, die beiden Halbschalen 9, und 92 fest gegeneinander
angezogen sind, wodurch das auf diese Weise gebildete Gehäuse einer Vorspannwirkung ausgesetzt
ist, die sowohl hinsichtlich seines mechanischen Widerstandes als auch hinsichtlich der Verschlußdichte
des Gehäuses günstig ist.
Das Anschrauben der Polplatten 7 an den Spulenkernen 5 gestattet außerdem nicht nur die Bildung und den
Verschluß des Gehäuses für die Teile 5,6 und 7, sondern
auch d'-c Befestigung dieser Teile am Gehäuse.
Die Wicklungen 6 der Erregerspulen sind vollständig von dem Gehäuse δ eingeschlossen, so daß lic gegenüber
allen Einwirkungen von außen (Schmutz, Kies, Waschwasser, Schläge usw.) mechanisch geschützt sind.
Infolge dessen läßt sich die Dicke und/oder die Leistungsfähigkeit
des auf diesen Wicklungen vorgesehenen Schutzmantels 14 reduzieren.
Wenn erforderlich, können elastische Scheiben 15 zv/ischen den Polplatten 7 und den Rändern der Öffnungen
11 derart vorgesehen sein, daß gewisse unterschiedliche
thermische Dehnungen möglich sind, und ein eventuell irreversibles Kriechen der Halbschalen ausgeglichen
werden kann.
Um während des Arbeitens der Bremsvorrichtung die Gefahr von inneren Überdrücken infolge Erwärmung
zu vermeiden, können in der Gehüusewand Abzugsöffnungen
16 angeordnet sein, so daß das Gehäuseinnere mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Um das F.indringen
von unerwünschten Stoffen, wie Waschflüssigkeiten od. dg!., in das Gehäuseinnere durch diese Abzugsöffnungen
16 zu verhindern, sind diese mit einem Sintermaterial oder einem anderen, für Luft, nicht aber
für Flüssigkeiten durchlässigen Material versehen.
Kühlrippen 17, die zusammen mit dem Gehäuse 9 beim Gießen hergestellt sind, dienen der Abführung von
Wärme. Bestimmte Kühlrippen können als Anschläge dienen, um eine unerwünschte winkelmäßige Versetzung
der Polplatten 7 um ihre Befestigungsschraube 8 herum zu verhindern, wie im linken oberen Teil der
Fig. 2 erkennbar ist.
Zur Förderung der Wärmeabfuhr kann man gleichfalls das nicht durch die Spulen eingenommene Innenvohimpn ein ClphüiKPs Q mit pinpm ρρριρπριρπ Mntprial
vorzugsweise einem zellenförmigen Material, ausfüllen,
das nach dem Schließen des Gehäuses in diesen Raum eingespritzt wird. Dieses Material kann sogar mindestens
einen Teil des Schutzmantels 14 ersetzen.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine Bremsvorrichtung mit
schwacher oder mittlerer Leistung, die zwei Lager 4 aufweist, ζ. B. Kugel- oder Rollenlager, die jeweils von
zwei Büchsen 18 getragen werden, welche jeweils zusammen mit den beiden Halbschalen 9| und 9j eingegossen
wurden. Die beiden Rollenlager 4 liegen in Axialrichtung einerseits in den Büchsen 18 an Rastscheiben
19, die aus Sprengringen bestehen, welche in Nuten dieser Büchsen sitzen, und andererseits befinden sich die
Lager 4 auf der Welle 1 in axialer Anlage an den Ringbünden 20 der Welle 1. Die durch Stanzen hergestellten
Platten 3 sind außen mit Kühlrippen 21 ausgestattet und sind winkelmäßig auf die beiden Enden der Welle 1
aufgekeilt, wobei innere Längsrillen 22 in den mittleren Bohrungen dieser Platten mit komplementären Außenrillen
23 auf den Enden der Welle 1 zusammenwirken. Mit Löchern ausgestattete Platten 24 ermöglichen das
Ankuppeln des Endes der Welle 1 an zwei außen liegende Kardanvorrichtungen, wobei diese Platten 24 mit
Schrauben 25 an Naben 26 der Platten 3 befestigt sind. Die auf das Ende der Welle 1 aufgesteckten Drehelemente
werden dadurch zusammengebaut, daß man eine Schraube 27 in dem Ende der Welle 1 anzieht, wobei
durch diesen Anziehvorgang nacheinander die folgenden Elemente gegen den Kopf der Schraube 27 hingezogen
werden: eine Ringscheibe 28, die Nabe 26 einer der Platten, eine odrr mehrere Spreizscheiben 29, ein eine
Dichtungsverbindung 31 tragender Ring 30, eines der beiden Lager 4 und einer der Bünde 20.
Ein Schmierrohr 32 versorgt die Kammer 33 mit Fett, die innen durch das Ende der Welle 1, außen durch die
innere Längswand des Gehäuses 9 und an ihren beiden Axialenden durch die Lager 4 und ihre Dichtverbindungen
31 begrenzt ist Dieses Schmierrohr erstreckt sich radial zwischen zwei Kühlrippen 17 entlang einer Wand
10 des Gehäuses. Das System aus Schrauben 34 und Muttern 35, das zwischen den qucrvcrlaufendcn Umfangsrändern
der beiden Halbschalen vorgesehen ist, verhindert wirkungsvoll die gegenseitige Winkelverschiebung
der Halbschalen um die Achse der Bremsvorrichtung; diese Systeme sind im allgemeinen nicht notwendig
in Anbetracht der oben beschriebenen Vorspannung des Gehäuses 9, die jedweden relativen winkelmäßigen
Verschiebungen entgegenwirkt.
Ferner sind äußere massive Platten 36 beim Gießen
to zusammen mit den Halbschalen ausgebildet, und zwar außen begrenzt durch horizontale und vertikale Tragebenen,
in die horizontal oder vertikal verlaufende Gewinde eingeschnitten sein können, und zwar unabhängig
von der gewünschten Befestigungsart für den Stator am Fahrzeugrahmen, so daß keine unabhängigen Befestigungssysteme
erforderlich sind. Ferner kann eine Abzugsöffnung 37 das Innere des Gehäuses 9 mit der äußeren
Umgebung verbinden und kann zur Aufnahme eines Stopfens dienen, der die elektrischen Versorgungslei-
■m tlinppn für Hip Wirkliinopn fi pnthält In nf*n Rincr-ynnpn
o- · - - -- ο— - - -
— ο—
der drehbaren Platten 3 sind Einlasse 38 vorgesehen,
welche die aktiven Teile mit ihren Naben 26 verbinden, um die Kühlung der Platten und ihrer Rippen 21 durch
Luftzirkulation gemäß den Pfeilen Fzu erleichtern.
Der Aufbau der beschriebenen Bremsvorrichtung ist besondern für solche Geräte geeignet, die relativ schwache
Bremsmomente von z. B. zwischen 30 und 80 mkg hervorrufen; der Aufbau kann aber auch für Bremsvorrichtungen
vorgesehen sein, die höhere Bremsmomente
jo erzeugen.
Das Gehäusematerial kann ganz aus Metall oder einer amagnetischen Legierung bestehen, die hinreichend
leicht und beständig ist, wie z. 3. ein Aluminiumlegierungs-Gußstück
mit einer mechanischen Zugfestigkeit von 17 kg/mm2 und einer Wanddicke in der Größenordnung
von 5 mm.
In Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels
können insbesondere folgende Maßnahmen vorgesehen sein:
Wenn die Bremsvorrichtung nicht zur oben beschriebenen »autonomen« Bauart gehört, wobei mit dem
Wort »autonom« eine Bremsvorrichtung bezeichnet wird, die direkt auf dem Fahrgestell befestigt und jeweils
mit dem Getriebegehäuse und der Achse durch Kardanwellen verbunden ist, kann die Bremsvorrichtung
z. B. direkt freitragend mit einem Getriebegehäuse oder einer Achse verbunden werden, wobei das Ende
der Welle 1 dann direkt durch das äußere Ende der Welle gebildet wird, das aus dem Gehäuse vorsteht oder
der erwähnten Achse zugeordnet ist. Diese letztgenannte Ausführungsvariante hat sich in der Fraxis als die
bedeutsamste herausgestellt. Wenn das Gehäubc 9 die
Wicklungen 6 der Erregerspulen 2 enthält und zumindest gegenüber Flüssigkeiten dicht abgeschlossen ist,
wird der in Rede stehende »Abschluß« noch durch das Anschrauben der Polplatten 7 an den Spulenkernen 5
sowie durch die gegenseitige axiale Anordnung auf den beiden das Gehäuse bildenden Hslbschalen erzielt, wobei
aber die Halbschalen örtlich durchbrochen sein kön-
nen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (15)
1. Wirbelstrombremsvorrichtung, insbesondere für Fahrzeuge mit folgenden Merkmalen:
1. Der Stator besteht aus einem toroidförmigen,
hohlen Gehäuse und darin gehalterten Erregerspulen.
1.1.1. Das Gehäuse besteht aus amagnetischem Metall oder einer amagnetischen
Legierung.
1.1.2. Es ist an den senkrecht zur Ringachse verlaufenden Wänden mit öffnungen
versehen.
1.2. Jede Erregerspule besteht aus der
vollständig im Gehäuse befindlichen Wicklung und einem magnetisch aktiven
Teil.
1.2.1. Der magnetisch aktive Teil wird von
einem Spulenkern, der parallel zur Ringachse angeordnet ist, und daran angeschraubten Polplatten gebildet,
und
1.2.2. reicht durch die Öffnungen im Gehäuse
eng passend hindurch.
2. Der Induktionsrotor besteht aus einer im Statorgehäuse rollengelagerten Welle und zwei
darauf aufgekeilten Platten.
2.1. Die Platten sind aus Magnetmaterial gefertigt
2.2. Sie laufen auf beiden Seiten des Stators an den Polplatten vorbei und
23. sind außen mn Kühlrippen versehen.
dadurch gekennzeichnet, daß
3. das Gehäuse (9) durch zwei Halbschalen (9,, 92)
gebildet wird,
4. die Spulenkerne (5) in den öffnungen (11) des Stators eng passend gelagert sind,
5. die Polplatten (7) an der Außenseite des Gehäuses (9) anliegen
6. und die Halbschalen (9|, 92) durch Anschrauben
der Polplatten (7) an die Spulenkerne (5) axial gegeneinander festgezogen und verspannt sind.
2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Polplatten (7) und
dem Statorgehäuse (9) in einer Ausnehmung des Gehäuses (9) Scheiben (15) vorgesehen sind, die im
Durchmesser kleiner als die Polplatten (7) sind.
3. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbschalen
(9t, 92) jeweils einerseits zwei quer verlaufende
Ringanlageflächen (12) axial gegeneinander anliegend, andererseits zwei zylindrische Ringanlageflächen
(13), die ineinandergeschoben sind, aufweisen.
4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die quer verlaufenden Anlageflächen
(12) einen größeren mittleren Durchmesser besitzen als die zylindrischen Anlageflächen (13).
5. Bremsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Abzugsöffnungen (16) in der Wand des Gehäuses vorgesehen sind, und daß die öffnungen
mit einer für Luft, aber nicht für Flüssigkeiten durch-
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lässigen Substanz ausgefüllt sind.
6. Bremsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (9) mit Rippen (17) einheitlich ausgebildet ist, die zur Verbesserung der
Kühlung und zur Sicherstellung der winkelmäßigen Lage jeder der nicht kreisförmigen Polplatten (7) um
die Achse einer einzigen Befestigungsschraube (8) herum dienen.
7. Bremsvorrichtung nach einem odei mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
daß die Büchsen (18) zur Aufnahme der Rollenlager (4) in das Gehäuse beim Gießen desselben
eingegossen sind.
8. Bremsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das von den Erregerspulen (2) freigelassene Volumen im Gehäuse (9) mit einem zellenförmigen
Material ausgefüllt ist, welches nach dem Schließen des Gehäuses (9) eingespritzt ist
9. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß mit Löchern versehene
Platten (24) mit Schrauben (25) an den Naben der Platten (3) befestigt sind und das Ankuppeln der
Welle (1) an zwei außen liegende Kardanvorrichtungen ermöglichen.
10. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit
der auf das Ende der Welle (1) aufgesteckten Drehelemente aus einer Ringscheibe (28), einer Nabe (26),
einer der Platten (3), einer oder mehreren Spreizscheiben (29), einem eine Dichtungsverbindung tragenden
Ring (30), einem der beiden Lager (4) und einem der Bünde (20) besteht, die gegen den Kopf
einer Schraube (27) im Ende der Welle (1) anziehbar sind.
11. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmierrohr (32) sich radial zwischen zwei Kühlrippen (17)
entlang einer Wand (10) des Gehäuses (9) erstreckt und zur Versorgung einer Kammer (33) mit Fett
dient, die innen durch die Weile (1), außen durch die innere Längswand des Gehäuses (9) sowie an ihren
Enden durch Lager (4) und die Dichtungsverbindungen (31) begrenzt ist.
12. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit
den Halbschalen (9|, 92) äußere massive Platten (36) ausgebildet sind, die außen durch horizontale und
vertikale Tragebenen begrenzt sind.
13. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abzugsöffnung (37) des Gehäuses (9) zur Aufnahme eines
Stopfens dient, der die elektrischen Versorgungsdrähte für die Erregerspulen (2) enthält.
14. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringzonen
der Platten (3) Einlasse (38) vorgesehen sind, welche die aktiven Teile mit ihren Naben (26) verbinden.
15. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß diese direkt
freitragend mit einem Getriebegehäuse oder einer Achse verbunden ist, wobei das Ende der Welle (1)
aus dem Gehäuse vorsteht oder der Achse zugeordnet ist.
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