Elektromagnetische Einrichtung mit Bremsband, insbesondere Kupplung oder Bandbremse. Die Erfindung betrifft eine elektromag netische Einrichtung mit Bremsband, insbe sondere Kupplung oder Bandbremse, und be steht im wesentlichen aus einem aus ferro- magnetischem Material hergestellten, mit einer Erregerwicklung versehenen Bremsband und einem von diesem umschlungenen scheiben förmig-zylindrischen Bremskörper, der, ebenso wie das Bremsband, bei stromdurchflossener Erregerwicklung dem magnetischen Kraft fluss ausgesetzt ist, so dass durch Festhalten des einen Bremsbandendes und Freibeweglich lassen des andern Bremsbandendes,
ausser der durch die Erregung der Wicklung ent stehenden magnetischen Haftkraft, die soge nannte Bandwirkung (das heisst Seilreibung) erzielt wird.
In der Zeichnung sind beispielsweise Aus führungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 eine elektromagnetische Bandbremse im Quer- schnitt, Fig. 2 dieselbe im achsialen Schnitt, Fig. 3 die Verwendung der Erfindung als Kupplung im Achsialschnitt, Fig. 4 dieselbe im Querschnitt und Fig. 5 eine weitere Aus führungsform der Bremse, und zwar ein Teil stück derselben im Schnitt sowie eine Einzel heit in Draufsicht.
Bei den veranschaulichten Ausführungs beispielen umschlingt das aus ferromagneti- schem Material hergestellte Bremsband 1 eine zylindrische Scheibe 2 nahezu einmal. Die Scheibe 2 ist ebenfalls aus ferromagne- tischem Material hergestellt und auf einer Welle 8 beziehungsweise 8a (Fig. 3 und 4) aufgekeilt.
Nach den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1 bis 4 besitzt das Bremsband U-förmi- gen Querschnitt, wobei die Bremsbandschenkel 1' als Bremsflächen auf den Umfang der Scheibe 2 einwirken. Die Bremsbandschenkel 1' sind in geeigneten Abständen mit radialen Einschnitten 3 versehen, wodurch eine bessere Federung des Bremsbandes erreicht wird, ohne dessen Wirkung zu beeinträchtigen.
Das Bremsband 1 kann auch aus einer An zahl U-förmiger Lamellen oder aus einzelnen U-förmigen Elementen bestehen, die auf ein ringförmiges elastisches Band aufgezogen sind. Ausserdem kann das Bremsband 1 auch von rechteckigem Querschnitt sein und innen Ansätze 4 aufweisen (Fig. 5), die in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind und auf den Umfang der Scheibe 2 einwirken. Die beiden Enden des offenen Bremsbandes weisen geeignet geformte Nasen 5 auf, die in eine entsprechend geformte Ausnehmung 6 des Gehäuses 7 der Vorrichtung eingreifen.
Die in den Drehrichtungen der Welle 8 (beziehungsweise 811, 8b Fig. 3 und 4) liegen den Begrenzungswände 9 der Ausnehmung 6 bilden Widerlager für die Bremsbandnasen 5, an welchen diese je nach dem Drehsinn des abzubremsenden beziehungsweise zu über tragenden Drehmomentes abgestützt werden, wobei das jeweils nicht anliegende Brems bandende frei beweglich bleibt, so dass die Bremswirkung in beiden Drehsinnen immer vollkommen dieselbe ist. Im Hohlraum des Bremsbandes nach Fig. 1 bis 4 ist eine Er regerspule 10 eingesetzt, die nicht besonders befestigt zu werden braucht, da sie keinerlei Kraftwirkung erfährt. Zwischen Erregerspule 10 und dem äussern Umfang der Bremsscheibe 2 befindet sich ein Luftspalt 11, durch welchen der aus der Schenkelabnützung des Bandes 1 sich ergebenden Schrumpfung des Bremsband durchmessers Rechnung getragen ist.
Die Erregerspule 11 ist gemäss Fig. 1 und 2 durch die Drähte 12 mit den am Gehäuse vorgesehenen Stromanschlussschrauben 13 lei tend verbunden.
Bei der in Fig.3 und 4 ersichtlichen Wellenkupplung bildet da Gehäuse 7 die zweite Kupplungshälfte, die mittelst einer Nabe 14 auf einer der beiden Wellen 8a, 8b (angetriebene oder treibende) aufgekeilt ist. Die Stromzufuhr zur Erregerspule 10 wird durch Bürsten von Schleifringen 15 abge- nommen, die an der Nabe 14 isoliert ange ordnet sind.
Wird bei den Einrichtungen gemäss Fig. 1 bis 4 die Erregerspule 10 durch Einschalten eines elektrischen Stromes, vorteilhaft Gleich stromes, erregt, so bildet sich ein ringwulst- förmiges, magnetisches Feld aus, welches das Bremsband 1 sowie den Kranz der Brems scheibe 2 als Pfad benützt und dadurch das Bremsband mit seinen Sehenkeln 1' mit grosser Kraft an den zylindrischen Umfang der Bremsscheibe 2 drückt, worauf sich sofort die sogenannte Bandwirkung geltend macht. Hierbei stösst die in der Bremsrichtung lie gende Nase 5 gegen das entsprechende Wider lager 9, während gleichzeitig die Nase 5 des andern Bremsbandendes in der Ausnehmung 6 sich von seinem Widerlager durch die Band zusammenziehung loslöst und freischwebend wird.
Hat das abzubremsende beziehungs weise zu übertragende Drehmoment die um gekehrte Richtung, so vertauschen sich die Rollen der beiden Nasen 5.
Aus magnetischen oder maschinenbau lichen Gründen kann es erforderlich sein, dass ein kleinerer oder grösserer spezifischer Anpressdruck nötig wird. Dies wird bei voller Ausnützung der magnetischen Eigenschaften des Bremsbandes durch Verbreitern oder Verschmälern der Bremsbandschenkel 1' un mittelbar vor ihrer Schleiffläche erzielt.
Das Bremsband muss mit Rücksicht auf sein sicheres Loslösen von der Bremsscheibe beim Ausschalten des Stromes eine der Re manenzwirkung entsprechende Vorspannung (analog einem aussenspannenden Kolbenring) oder eine zwischen den Nasen 5 wirkende Druckfeder erhalten, also nach aussen federnd in das Gehäuse eingebracht werden. Bei magnetisch hochgesättigten Haftflächen, also bei hohen spezifischen Pressungen, empfiehlt sich Querschnittsverengung der Berührungs flächen der Bremsbandschenkel 1', um den magnetischen Widerstand des übrigen Kraft linienweges herabzuzetzen.
Bei dein Ausführungsbeispiel der Band bremse nach Fig. 5 bilden die in entsprechen- den Abständen voneinander angeordneten Ansätze 4 mit Polschuhen versehene Pol zapfen, auf denen die Erregerspulen 16 sitzen, so dass sich der magnetische Kraftfluss durch Bremsscheibe, Polzapfen und Band schliesst.
Um die Bremsbänder im Falle einer Stromstörung auch mechanisch betätigen zu können, sind die Bremsbandenden mit Über tragungsorganen verbunden, bei deren Be tätigung sie sich geeneinander bewegen, wobei das Bremsband" angezogen wird. In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer sol chen Einrichtung veranschaulicht. Auf die Nasen 5 wirkt je ein Bolzen 17, die in der Wandung des Gehäuses 7 längsbeweglich geführt sind und von je einem zweiarmigen Hebel 18 beeinflusst werden. Die Hebel 18 besitzen einen kurzen und einen langen Hebelarm und sind in Ansatzlaschen 19 und den Zapfen 20 des Gehäuses 7 verschwenk- bar gelagert. Sie werden durch irgendeine geeignete Hebelvorrichtung betätigt.
Die analytische Untersuchung zeigt, dass bei der magnetischen Einrichtung mit Band bremse im Gegensatz zur unmagnetischen die Umfangskraft proportional dem Radius der Bremsscheibe wächst, was einen weiteren, ausserordentlichen Vorteil bedeutet.
Electromagnetic device with brake band, in particular clutch or band brake. The invention relates to an electromagnetic device with a brake band, in particular special clutch or band brake, and be available essentially from a ferromagnetic material made of a ferromagnetic material, provided with an excitation winding and a disc-shaped cylindrical brake body wrapped around this, as well as the brake band is exposed to the flow of magnetic force when the excitation winding is flowing through it, so that by holding one end of the brake band and leaving the other end of the brake band free to move,
In addition to the magnetic adhesive force created by the excitation of the winding, the so-called tape effect (i.e. rope friction) is achieved.
In the drawing, for example, embodiments of the subject matter of the invention are illustrated, namely FIG. 1 shows an electromagnetic band brake in cross section, FIG. 2 shows the same in axial section, FIG. 3 shows the use of the invention as a coupling in axial section, FIG Cross-section and Fig. 5 shows a further imple mentation of the brake, namely a part of the same in section and a single unit in plan view.
In the illustrated embodiments, the brake band 1 made of ferromagnetic material wraps around a cylindrical disk 2 almost once. The disk 2 is also made of ferromagnetic material and is keyed onto a shaft 8 or 8a (FIGS. 3 and 4).
According to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4, the brake band has a U-shaped cross-section, the brake band legs 1 ′ acting as braking surfaces on the circumference of the disk 2. The brake band legs 1 'are provided with radial incisions 3 at suitable intervals, whereby better suspension of the brake band is achieved without impairing its effect.
The brake band 1 can also consist of a number of U-shaped slats or individual U-shaped elements that are drawn onto an annular elastic band. In addition, the brake band 1 can also have a rectangular cross section and have lugs 4 on the inside (FIG. 5), which are arranged at equal distances from one another and act on the circumference of the disk 2. The two ends of the open brake band have suitably shaped lugs 5 which engage in a correspondingly shaped recess 6 in the housing 7 of the device.
The in the directions of rotation of the shaft 8 (or 811, 8b Fig. 3 and 4) are the boundary walls 9 of the recess 6 form abutments for the brake band lugs 5, on which they are supported depending on the direction of rotation of the torque to be braked or transmitted, with the end of the brake band that is not in contact remains freely movable, so that the braking effect is always completely the same in both directions of rotation. In the cavity of the brake band according to FIGS. 1 to 4, a He regerspule 10 is used, which does not need to be particularly attached because it does not experience any force. Between the excitation coil 10 and the outer circumference of the brake disk 2 there is an air gap 11 through which the shrinkage of the brake band diameter resulting from the leg wear of the band 1 is taken into account.
The excitation coil 11 is shown in FIGS. 1 and 2 by the wires 12 with the power connection screws 13 provided on the housing lei tend connected.
In the case of the shaft coupling shown in FIGS. 3 and 4, the housing 7 forms the second coupling half, which is keyed onto one of the two shafts 8a, 8b (driven or driving) by means of a hub 14. The power supply to the excitation coil 10 is removed by brushing slip rings 15 which are arranged on the hub 14 in an isolated manner.
If in the devices according to FIGS. 1 to 4, the excitation coil 10 is excited by switching on an electrical current, advantageously direct current, a toroidal magnetic field is formed, which the brake band 1 and the rim of the brake disc 2 as a path used and thereby the brake band with its legs 1 'presses with great force against the cylindrical circumference of the brake disc 2, whereupon the so-called band effect is immediately applied. This pushes the lying in the braking direction nose 5 against the corresponding abutment 9, while at the same time the nose 5 of the other end of the brake band in the recess 6 is released from its abutment by the band contraction and is free floating.
If the torque to be braked or transmitted has the opposite direction, the roles of the two lugs 5 are reversed.
For magnetic or mechanical engineering reasons, it may be necessary that a smaller or larger specific contact pressure is required. This is achieved with full utilization of the magnetic properties of the brake band by widening or narrowing the brake band legs 1 'un indirectly in front of their grinding surface.
In consideration of its safe detachment from the brake disc when the current is switched off, the brake band must be given a preload corresponding to the reference effect (analogous to an externally tensioning piston ring) or a compression spring acting between the lugs 5, i.e. it must be inserted into the housing in a resilient manner. In the case of magnetically highly saturated adhesive surfaces, that is to say at high specific pressures, it is advisable to narrow the cross-section of the contact surfaces of the brake band legs 1 'in order to reduce the magnetic resistance of the rest of the force line path.
In the embodiment of the band brake according to FIG. 5, the lugs 4 arranged at corresponding distances from one another form pole pins provided with pole shoes on which the excitation coils 16 sit so that the magnetic force flow through the brake disc, pole pin and band closes.
In order to be able to operate the brake bands mechanically in the event of a power failure, the brake band ends are connected to transmission organs, when activated they move together, the brake band being tightened. In Fig. 5, an embodiment of such a device is illustrated. A bolt 17 acts on each of the lugs 5, which are longitudinally movably guided in the wall of the housing 7 and are each influenced by a two-armed lever 18. The levers 18 have a short and a long lever arm and are in lugs 19 and the pins 20 of the Housing 7 pivotably mounted and operated by any suitable lever device.
The analytical investigation shows that in the case of the magnetic device with a band brake, in contrast to the non-magnetic device, the circumferential force increases proportionally to the radius of the brake disc, which means another extraordinary advantage.