DE10355719A1 - Elektromagnetbremse - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetbremse, mit einer Spule, die in einem magnetisch leitendem Stator angeordnet ist, einer magnetisch leitenden Druckplatte, die in geringem Abstand zum Stator angeordnet ist und mit diesem durch Verschiebung entlang einer Achse in Anlage gebracht werden kann, einer Bremsscheibe und einem die Druckplatte bei inaktiver Spule in Abstand zum Stator haltendes Federmittel. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Elektromagnetbremse darzustellen, die eine möglichst geringe Baugröße, geringes Gewicht und einen hohen Wirkungsgrad aufweist und einfach herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass magnetisch wirksame, der Druckplatte (4) gegenüberliegende, Anlagebereiche (7) des Stators (3) in ihrer Summe eine deutlich größere Fläche aufweisen als die Summe von zu den Anlagebereichen parallelen Statorquerschnittsflächen (8) in einem mittleren Bereich des Stators (3), wobei die Anlagebereiche (7) des Stators (3) aus einem äußeren Ringbereich (7a) und einem inneren Ringbereich (7b) bestehen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetbremse, mit einer Spule, die in einem magnetisch leitendem Stator angeordnet ist, einer magnetisch leitenden Druckplatte, die in geringem Abstand zum Stator angeordnet ist und mit diesem durch Verschiebung entlang einer Achse in Anlage gebracht werden kann, einer Bremsscheibe und einem die Druckplatte bei inaktiver Spule in Abstand zum Stator haltendes Federmittel. Bekannte Elektromagnetbremsen sind aufgrund ihrer geometrischen Anordnung in der Regel überdimensioniert oder bei optimiertem Wirkungsgrad nicht wirtschaftlich herstellbar. Überdimensioniert sind sie, weil der Luftspalt zwischen der Druckplatte und dem Stator groß genug sein muss, damit die Bremsscheibe sicher abheben kann. Mit zunehmendem Verschleiß der Bremsscheibe vergrößert sich der Luftspalt entsprechend. Gewöhnlich sind die einander zugekehrten Flächen zwischen Stator und Druckplatte aus fertigungstechnischen Gründen relativ klein, so dass sich der Widerstand, den die Magnetfeldlinien im Bereich des Luftspalts überwinden müssen sehr groß ist.
- Fertigungstechnisch bedingt sind Luftspaltquerschnitte und Eisenquerschnitte gleich groß dimensioniert, wodurch die Eisenquerschnitte überdimensioniert sind. Im Idealfall könnten die Eisenquerschnitte deutlich geringer sein. Eine Elektromagnetbremse dieser Art ist aus der DE-OS 30 36 382 bekannt.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Elektromagnetbremse darzustellen, die eine möglichst geringe Baugrösse, geringes Gewicht und einen hohen Wirkungsgrad aufweist und einfach herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass magnetisch wirksame, der Druckplatte (
4 ) gegenüberliegende, Anlagebereiche (7 ) des Stators (3 ) in ihrer Summe eine deutlich größere Fläche aufweisen als die Summe von zu den Anlagebereichen parallelen Statorquerschnittsflächen (8 ) in einem mittleren Bereich des Stators (3 ), wobei die Anlagebereiche (7 ) des Stators (3 ) aus einem äußeren Ringbereich (7a ) und einem inneren Ringbereich (7b ) bestehen. Die vergrößerten Anlagebereiche bewirken eine Verringerung des Widerstandes, den die Magnetfeldlinien im Luftspalt zu überwinden haben, dadurch wird eine Erhöhung der Magnetkraft bewirkt bzw. kann bei gleicher Magnetkraft die Baugröße verringert werden. - Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Zweckmäßigerweise wird der Stator mehrteilig ausgeführt, um die Herstellbarkeit und Montage zu vereinfachen.
- Es wird bevorzugt den Stator aus einem ringscheibenförmigen Bereich, einem äußeren hohlzylindrischen Bereich, einem inneren hohlzylindrischen Bereich eines einstückigen Statorteils und zumindest einem weiteren ringscheibenförmigen Bereich auszuführen, der mit dem einstückigen Statorteil mechanisch fest verbunden ist, wobei ein Luftspalt radial zwischen dem weiteren ringscheibenförmigen Bereich und dem inneren hohlzylindrischen Bereich verbleibt, der größer als der doppelte Abstand zwischen der Druckplatte und dem Stator ist. Der Luftspalt ist notwendig um den magnetischen Fluss über die Druckplatte zu zwingen. Der mehrteilige Aufbau mit Ringscheibenelementen weist einfache und damit leicht herstellbare Geometrien auf.
- Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht der Stator aus einem ringscheibenförmigen Bereich, einem äußeren hohlzylindrischen Bereich, einem inneren hohlzylindrischen Bereich eines einstückigen Statorteils und zwei weiteren ringscheibenförmigen Bereichen, die mit dem einstückigen Statorteil mechanisch fest verbunden sind, wobei ein Luftspalt radial zwischen den beiden weiteren ringscheibenförmigen Bereichen verbleibt, der größer als der doppelte Abstand zwischen der Druckplatte und dem Stator ist. Durch die Verwendung von zwei zusätzlichen ringscheibenförmigen Bereichen, ist es einfacher symmetrische Luftspalt-Querschnitte auszubilden.
- Bei zusammengesetztem Stator ist der äußere Ringbereich der Anlagefläche aus der Summe der Querschnittsflächen des äußeren hohlzylindrischen Bereichs und des äußeren ringscheibenförmigen Bereichs gebildet und der innere Ringbereich der Anlagefläche aus der Summe der Querschnittsflächen des inneren hohlzylindrischen Bereichs und des inneren ringscheibenförmigen Bereichs gebildet. Durch die vergrößerte Anlagefläche verringert sich der magnetische Widerstand.
- Eine optimale Ausnutzung des Magnetkreises wird erreicht, wenn die Fläche des äußeren Ringbereichs zumindest annähernd der Fläche des inneren Ringbereichs entspricht.
- Der äußere hohlzylindrische Bereich des Stators ist vorzugsweise axial länger ausgebildet als der innere hohlzylindrische Bereich, wobei er die Druckplatte und die Bremsscheibe umgreift. Damit bildet der äußere hohlzylindrische Bereich ein erstes Gehäuseteil, wodurch die Teileanzahl verringert ist.
- Die Abschlussplatte bildet ein zweites Gehäuseteil, das mit dem äußeren hohlzylindrischen Bereich des Stators mechanisch verbunden ist.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 Eine Elektromagnetbremse aus dem Stand der Technik, -
2 eine erste Ausführungsform einer Elektromagnetbremse nach der Erfindung, -
3 eine zweite Ausführungsform der Elektromagnetbremse in unbestromtem Zustand, -
4 die zweite Ausführungsform der Elektromagnetbremse in bestromtem Zustand und -
5 eine Ansicht eines Stators der zweiten Ausführungsform. -
1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Elektromagnetbremse1 aus dem Stand der Technik, mit einem Stator3 , einer Druckplatte4 , einer elektrischen Spule2 , einer Bremsscheibe5 und einer Abschlussplatte10 . Der Stator3 besteht aus einem ringscheibenförmigen Bereich3a , einem äußeren hohlzylindrischen Bereich3b und einem inneren hohlzylindrischen Bereich3c , die zusammen an drei Seiten einen magnetisch leitenden ringförmigen Aufnahmeraum für die Spule2 begrenzen. Die Druckplatte4 besteht aus einem magnetisch leitenden Werkstoff und wird bei bestromter Spule2 gegen den Druck eines Federmittels6 (hier Druckfeder) an den Stator3 magnetisch angezogen. Um eine ausreichende Magnetkraft zu erzeugen muss der Querschnitt der Statorfläche, die der Druckplatte gegenüberliegt relativ groß sein. Bei bestromter Spule2 und angezogener Druckplatte4 ist eine Bremsscheibe5 gelüftet, die zwischen einer feststehenden Abschlussplatte10 und der Druckplatte4 angeordnet ist. -
2 zeigt eine erste Ausführungsform der Elektromagnetbremse1 nach der Erfindung, mit einem Stator3 mit Spule2 , einer Bremsscheibe5 , die zwischen einer Druckplatte4 und einer Abschlussplatte10 angeordnet ist und durch den Druck eines Federmittels6 gegen die Abschlussplatte gedrückt wird. Der Stator besteht aus einem ringscheibenförmigen Bereich3a , einem äußeren hohlzylindrischen Bereich3b einem inneren hohlzylindrischen Bereich3c , einem inneren ringscheibenförmigen Bereich3d und einem äußeren Ringscheibenförmigen Bereich3e , die zusammen an vier Seiten einen magnetisch leitenden ringförmigen Aufnahmeraum für die Spule2 begrenzen. Der Aufnahmeraum ist nicht komplett geschlossen, so dass ein Luftspalt8 zwischen innerem und äußerem ringscheibenförmigen Bereich3d ,3e verbleibt. Der Luftspalt8 ist so dimensioniert, dass nahezu keine magnetischen Feldlinien diesen überwinden können. Ein Abstand9 zwischen dem Stator3 und der Druckplatte4 ist so gewählt, dass nahezu alle Feldlinien diesen überwinden können, so dass die Druckplatte gegen die Kraft des Federmittels6 vom Stator angezogen werden kann. Die Ausführungsform aus2 stellt eine Idealform dar, die in der Praxis so nicht umsetzbar ist, weil deren Herstellung unwirtschaftlich wäre. -
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der innere ringscheibenförmige Bereich3d und der äußere ringscheibenförmige Bereich3e vom Stator3 getrennt ist. Beide Ringscheiben werden erst nach der Montage der Spule2 in/an den Stator montiert, vorzugsweise über eine Pressverbindung. Weiter ist der äußere hohlzylindrische Bereich3b deutlich länger ausgebildet als der innere hohlzylindrische Bereich3a , wodurch der äußere hohlzylindrische Bereich3b als Gehäuseteil der Elektromagnetbremse1 dienen kann. Das Ende des äußeren hohlzylindrischen Bereichs3b ist mit einer Abschlussplatte10 verbunden, die als zweites Gehäuseteil dienen, in dem neben den Statorteilen und der Spule2 eine Druckplatte4 , ein Federmittel6 und eine Bremsscheibe5 angeordnet sind, wobei sich die Bremsscheibe5 zwischen der Abschlussplatte10 und der Druckplatte4 befindet und die Druckplatte4 zwischen dem Stator3 und der Bremsscheibe5 . In3 ist die Elektromagnetbremse1 im unbestromten Zustand gezeigt, wodurch zwischen dem Stator3 und der Druckscheibe4 ein Luftspalt („Abstand")9 besteht, der durch das Federmittel6 aufrecht erhalten wird. -
4 zeigt die Magnetbremse aus3 in einem bestromten Zustand, wodurch die Druckplatte4 unmittelbar am Stator3 anliegt und damit die Bremsscheibe lüftet. - In
5 ist eine Ansicht des Stators3 der zweiten Ausführungsform dargestellt, mit dem inneren hohlzylindrischen Bereich3c , dem äußeren hohlzylindrischen Bereich3b , dem inneren ringscheibenförmigen Bereich3d und dem äußeren ringförmigen Bereich3e , die vom Luftspalt8 voneinander getrennt sind. -
- 1
- Elektromagnetbremse
- 2
- Spule
- 3
- Stator
- 3a
- ringscheibenförmiger Bereich
- 3b
- äußerer hohlzylindrischer Bereich
- 3c
- innerer hohlzylindrischer Bereich
- 3d
- innerer Ringbereich
- 3e
- äußerer Ringbereich
- 4
- Druckplatte
- 5
- Bremsscheibe
- 6
- Federmittel
- 7
- Anlagebereich
- 7a
- äußerer Anlagebereich
- 7b
- innerer Anlagebereich
- 8
- Statorquerschnittsfläche
- 9
- Abstand
- 10
- Abschlussplatte
Claims (9)
- Elektromagnetbremse (
1 ), mit einer Spule (2 ), die in einem magnetisch leitendem Stator (3 ) angeordnet ist, einer magnetisch leitenden Druckplatte (4 ), die in geringem Abstand zum Stator (3 ) angeordnet ist und mit diesem durch Verschiebung entlang einer Achse in Anlage gebracht werden kann, einer Bremsscheibe (5 ) und einem die Druckplatte (4 ) bei inaktiver Spule (2 ) in Abstand zum Stator (3 ) haltendes Federmittel (6 ), dadurch gekennzeichnet, dass magnetisch wirksame, der Druckplatte (4 ) gegenüberliegende, Anlagebereiche (7 ) des Stators (3 ) in ihrer Summe eine deutlich größere Fläche aufweisen als die Summe von zu den Anlagebereichen parallelen Statorquerschnittsflächen (8 ) in einem mittleren Bereich des Stators (3 ), wobei die Anlagebereiche (7 ) des Stators (3 ) aus einem äußeren Ringbereich (7a ) und einem inneren Ringbereich7b ) bestehen. - Elektromagnetbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
3 ,3d ,3e ) mehrteilig ausgeführt ist. - Elektromagnetbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
3 ) aus einem ringscheibenförmigen Bereich (3a ), einem äußeren hohlzylindrischen Bereich (3b ), einem inneren hohlzylindrischen Bereich (3c ) eines einstückigen Statorteils und zumindest einem weiteren ringscheibenförmigen Bereich (3e ) besteht, der mit dem einstückigen Statorteil mechanisch fest verbunden ist, wobei ein Luftspalt (8 ) radial zwischen dem weiteren ringscheibenförmigen Bereich (3e ) und dem inneren hohlzylindrischen Bereich (3c ) verbleibt, der größer als der doppelte Abstand (9 ) zwischen der Druckplatte (4 ) und dem Stator (3 ) ist. - Elektromagnetbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
3 ) aus einem ringscheibenförmigen Bereich (3a ), einem äußeren hohlzylindrischen Bereich (3b ), einem inneren hohlzylindrischen Bereich (3c ) eines einstückigen Statorteils und zwei weiteren ringscheibenförmigen Bereichen (3d ,3e ) besteht, die mit dem einstückigen Statorteil mechanisch fest verbunden sind, wobei ein Luftspalt (8 ) radial zwischen den beiden weiteren ringscheibenförmigen Bereichen verbleibt, der größer als der doppelte Abstand (9 ) zwischen der Druckplatte (4 ) und dem Stator (3 ) ist. - Elektromagnetbremse nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Ringbereich (
7a ) der Anlagefläche (7 ) aus der Summe der Querschnittsflächen des äußeren hohlzylindrischen Bereichs (3b ) und des äußeren ringscheibenförmigen Bereichs (3e ) gebildet werden und der innere Ringbereich der Anlagefläche (7 ) aus der Summe der Querschnittsflächen des inneren hohlzylindrischen Bereichs (3c ) und des inneren ringscheibenförmigen Bereichs (3d ) gebildet werden. - Elektromagnetbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des äußeren Ringbereichs (
7a ) zumindest annähernd der Fläche des inneren Ringbereichs (7b ) entspricht. - Stellantrieb, gekennzeichnet durch eine Elektromagnetbremse (
1 ) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche. - Elektromagnetbremse nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere hohlzylindrische Bereich (
3b ) des Stators (3 ) axial länger ausgebildet ist als der innere hohlzylindrische Bereich (3c ), wobei er die Druckplatte (4 ) und die Bremsscheibe (5 ) umgreift. - Elektromagnetbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere hohlzylindrische Bereich (
3b ) des Stators (3 ) mit einer Abschlussplatte (10 ) mechanisch verbunden ist.
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DE10355719A Withdrawn - After Issue DE10355719B4 (de) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Elektromagnetbremse |
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DE (1) | DE10355719B4 (de) |
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- 2003-11-28 DE DE10355719A patent/DE10355719B4/de not_active Withdrawn - After Issue
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DE10355719B4 (de) | 2006-06-01 |
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