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Mehrpolige dauermagnetische Wirbelstrombremse für Fahrzeuge, insbesondere
Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrpolige dauermagnetische Wirbelstrombremse
für Fahrzeuge.
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Diese Art von Bremsen kann insbesondere von Bedeutung für Kraftfahrzeuge
sein, um während längerer Zeit beim Bergabfahren bremsen zu können.
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Mehrpolige dauermagnetische Wirbelstrombremsen sind an sich bekannt.
Bei einer bekannten Bremse dieser Art wird zur Regelung der Bremse das fliegend
angeordnete Magnetsystem oder Bremsscheibensystem mechanisch festgehalten oder abgebremst..
Für eine gute Regelung weist das mechanische Abbremsen dieselben Nachteile auf wie
die üblicherweise in Fahrzeugen benutzten Reibungsbremsen.
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Bekannt sind auch bereits magnetische Bremsen für Fahrzeuge, bei denen
der magnetische Kraftfluß durch Elektromagnete erzeugt wird, so daß eine elektrische
Energiequelle für diese Bremsen in Kraftfahrzeugen zur Verfügung stehen muß. Die
Versorgung mit elektrischer Energie ist aber störanfällig, so daß leicht Störungen
in der Bremswirkung auftreten können. Bei dieser bekannten Ausführungsform sind
die Elektromagnete in ein Gebilde aufgenommen, das auf einem sich drehenden Teil
des Fahrzeuges sitzt. Dieses Gebilde besteht aus einem zylindrischen Körper, der
an einer der Stirnflächen mit einem zylindrischen Spalt versehen -ist, in welchem
ein wassergekühlter Zylinder, in dem die Wirbelströme erzeugt werden, in axialer
Richtung verschiebbar angeordnet ist. Die Wasserkühlung findet dabei nur an der
Stirnfläche des Zylinders statt. Trotz der Wasserkühlung wird bei Anwendung dieser
bekannten Ausführungsform der Zylinder, in dem die Wirbelströme erzeugt werden,
eine Temperaturerhöhung erfahren, so daß sich der Durchmesser dieses Zylinders vergrößert.
Mit Rücksicht darauf kann die Gefahr, daß dieser Zylinder auf der Außenseite das
Magnetgebilde berührt, nur verhütet werden, wenn der zylindrische Spalt in dem Magnetgebilde
wesentlich größer gewählt wird, als für eine gute Bremswirkung erwünscht ist. Außerdem
wird dieses Magnetgebilde, obgleich es auf einem sich drehenden Teil des Fahrzeuges
sitzt, nur wenig zweckmäßig gekühlt, da die Elektromagnetwicklung praktisch vollständig
eingeschlossen ist. Obgleich bei dieser Ausführungsform der wassergekühlte Zylinder,
in dem die Wirbelströme erzeugt werden, in axialer Richtung verschiebbar angeordnet
ist, wird die Bremse erst durch Erregen der Elektromagnete wirksam gemacht. Wenn
die Magneten nicht erregt werden, so befindet sich der Zylinder in dem zylindrischen
Spalt des Magnetgebildes, wodurch die Abkühlung beeinträchtigt wird. Da bei dieser
Ausführungsform ein Topfmagnet mit einer einzigen Windung verwendet wird, ist es
erforderlich, eine Änderung des magnetischen Flusses zu bewerkstelligen. Die erzielbare
Änderung ist jedoch stets geringer als bei einem Magnetgebilde mit stetig wechselnden
Polen.
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Eine- andere bekannte Ausführungsform besteht aus einer Kupplung zwischen
dem Verbrennungsmotor und der hinteren Welle bei einem Fahrzeug. Obgleich angegeben
ist, daß diese Ausführungsform auch als Bremse anwendbar ist, hat es sich experimentell
gezeigt, daß die Bremskraft verhältnismäßig gering ist. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß diese bekannte Bremse nicht nach dem Wirbelstromprinzip arbeitet. Das sich drehende
Dauermagnetgebilde ist von einem in axialer Richtung verschiebbaren Käfigankergebilde
umgeben, so daß die Bremskraft bei gleichen Abmessungen niedriger ist als bei einer
dauermagnetischen Bremse nach dem Wirbelstromprinzip.
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Es sind ferner andere elektromagnetische Bremsen für Fahrzeuge bekannt,
bei denen das Elektromagnetgebilde auf einem sich drehenden Teil sitzt und von einem
durch eine Flüssigkeit gekühlten Zylinder, in dem die Wirbelströme erzeugt werden,
umgeben ist. Auch diese Bremsen brauchen eine elektrische Energiequelle, so daß
sie äußerst störanfällig sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bei einer
Wirbelstrombremse eingangs erwähnter Art zu beseitigen. Die Erfindung besteht
darin,
daß das Dauermagnetgebilde auf einem sich mit den Rädern des Fahrzeuges drehenden
Teil sitzt und von einem durch eine Flüssigkeit gekühlten und in axialer Richtung
verschiebbaren Zylinder, in dem die Wirbelströme erzeugt werden, umgeben ist.
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Gemäß der Erfindung wird eine Kombination verschiedener an sich bekannter
Konstruktionsmöglichkeiten geschaffen, wodurch insbesondere für Kraftfahrzeuge eine
Bremse erhalten wird, welche die in der Praxis an sie zu stellenden Anforderungen
einwandfrei erfüllt. Durch Anwendung eines mehrpoligen Dauermagnetgebildes ist die
Bremse unabhängig von der Versorgung mit elektrischer Energie, während das Wirbelstromprinzip
eine hinreichende Bremskraft bei geringen Abmessungen ermöglicht. Der Zylinder,
in dem die Wirbelströme erzeugt werden, unterliegt am meisten einer Erhitzung, Mit
Rücksicht darauf wird dieser Teil durch eine Flüssigkeit gekühlt, wodurch eine sehr
intensive Kühlung möglich ist. Diese Abkühlung kann auf einfache Weise an das bereits
vorhandene Kühlsystem des Kraftfahrzeuges angeschlossen werden. Da sich der Zylinder,
in dem die Wirbelströme erzeugt werden, nicht mit den Rädern des Fahrzeuges dreht,
läßt sich der An schluß an den Kühlkreislauf einfach durchführen. Das Dauermagnetgebilde
ist infolge der Drehbewegung, wenn die Bremse außer Betrieb ist, d. h. wenn der
wassergekühlte Zylinder von dem Magnetgebilde abgeschoben ist, selbsttätig einer
Luftkühlung unterworfen. Dabei ist die Lage der Magneten auf der Außenseite vorteilhaft.
Eine intensive Kühlung ist besonders wichtig, wenn das dauermagnetische Material
ein oxydisches, keramisches Material ist, das der Formel M O - 6 Fee O ; entspricht,
wobei M mindestens eines der Elemente Ba, Sr oder Pb sein kann, das bis zu maximal
0,41% durch Ca ersetzbar ist. Die dauermagnetischen Eigenschaften dieses Materials
sind-in höherem Maße von der Temperatur abhängig als Magnetstahl.
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An Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels wird
die Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Ansicht mit teilweise waagerechtem
Schnitt durch eine Dauermagnetbremse in einem Kraftfahrzeug; Fig. 2 ist ein Schnitt
längs der Linie II-II der Fig. 1.
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Auf einer Kardanwelle 1 zwischen einem Differentialgehäuse 2 und einer
Kreuzkupplung 3 ist ein Dauermagnetgebilde 4 mittels Bolzens 5 befestigt. Das Dau.ermagnetgebilde
besteht aus flachen Dauermagneten 6, die in tangentialer Richtung magnetisiert sind;
sich entsprechende Pole zweier benachbarter Magnete sind einander zugewendet. Zwischen
den Dauermagneten 6 befinden sich dünne Platten 6a aus weichmagnetischem Material,
wodurch auf der Außenseite des Dauerrnagnetgebildes 4 eine große Anzahl Nord- und
Südpole gebildet werden. Das Dauermagnetgebilde 4 ist von einem Zylinder 7, vorzugsweise
aus Kupfer, umgeben, der seinerseits auf der Außenseite wieder von einem Zylinder
8 aus ferromagnetischem Material umgeben ist, wodurch die magnetischen Kraftlinien
sich leicht schließen. Der Zylinder 8 ist mit einem Kühlmantel 9 umgeben, der mit
einer Eintritts- 10 und einer Austrittsöffnung 11 versehen ist, die an den Kühlkreislauf
des Motors angeschlossen werden können. -Auf der Hinterachse 12 des Kraftfahrzeuges
sind Schienen 13 und 14 befestigt, durch welche das Wasserkühlsystem 7, 8, 9 in
axialer Richtung leicht verschiebbar geführt wird. Dieses System ist gegen Drehung
gesichert. Das System ist mit Rädern 15 versehen. Damit die Lage des Systems 7,
8, 9 zu der des Magnetsystems 4 konzentrisch ist, ist das Wasserkühlsystem noch
mit weiteren Rädern 16 versehen. Mittels Kabels 17 wird das Wasserkühlsystem 7,
8,- 9 gegen die Wirkung einer Feder od. dgl. über das Dauermagnetsystem 4
gezogen. Wenn die Bremse außer Betrieb gestellt werden soll, lösen die Kabel 17
das Wasserkühlsystem, so daß dieses sich durch die Federwirkung in Richtung der
Hinterachse 12 verschiebt.