DE1463887B2 - Bremsmotor mit einer elektromagnetischen lueftbaren innenbacken-trommelbremse - Google Patents

Description

_: —_: Durch die britische Patentschrift 752 328 ist es an

'■'_r "'"',' '".'.']..' sich bekannt, den Spalt zwischen Elektromagnet und

'■''■'· ''■ '·· -■- Anker keilförmig auszubilden. Eine Übertragung der

Die Erfindung betrifft einen Bremsmotor mit einer 45 bekannten Einrichtung auf einen Bremsmotor mit elektromagnetisch lüftbaren Innenbacken-Trommel- einer Bremstrommel und ringförmigen Elektromagnebremse, die mit einem Ringmagneten mit ringförmi- ten führt jedoch zu einem relativ großen Magneten, ger Erregerspule und mit mit dem Ringmagneten zu- dem wegen kleiner Bremsflächen nur schwache sammenwirkenden Bremselementen versehen ist, die Federn zugeordnet werden könnn.
Bremsbeläge tragende Magnetanker aufweisen, beim 5° Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der ErBremsen durch die Kraft von zugeordneten Federn findung und dienen zur weiteren Erläuterung der Ergegen die Bremstrommel gedrückt werden und beim findung. Es zeigt

Lüften zur Anlage gegen den Ringmagneten ver- Fig. 1 einen Schnitt durch einen Bremsmotor,

schwenkt werden. Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen der Wir-

Aus der deutschen Patentschrift 760 064 ist ein 55 kungsweise des erfindungsgemäßen Bremsmotors,
Bremsmotor dieser Art bekannt. Der Magnetanker F i g. 4 ein Diagramm, welches die Erhöhung der

des bekannten Motors ist mittels einer Schneide auf magnetischen Anzugskraft veranschaulicht,
einem Schenkel des Magneten gelagert, während eine F i g. 5 und 6 Querschnitte durch bevorzugt zur

Bügelfeder mit zwei spiraligen Windungen auf der Anwendung kommende Ringmagneten,
anderen Seite des Magnetankers die notwendige⁶⁰ F i g. 7 bis 9 weitere Ausführungsformen der Er-Andrückkraft gegen die Bremstrommel bei entregtem findung.

Magneten liefert. Da die Schneidkante auch die Der Bremsmotor gemäß der Erfindung besitzt in

Bremskräfte übertragen muß, ist eine relativ hohe üblicher Weise eine Welle 1, die einen Läufer 2 trägt, Lagerreibung gegeben. Bei der Abnutzung der Brems- welcher mit einer Ständerwicklung 3 zusammenbeläge wird der Spalt zwischen Magnet und Magnet- 65 arbeitet. Die Welle 1 ist in Lagern 4 und 5 gelagert, anker um ein die Abnutzung übersteigendes Maß Auf einen sich über das Lager 5 hinaus erstreckenden größer, so daß der Magnet von vornherein stärker Wellenstummel 6 der Welle 1 ist eine Bremstromdimensioniert werden muß, um den Magnetanker mel 7 aufgekeilt, welche der Ableitung der Brems-

wärme dienende Kühlflügel8 trägt. Koaxial zu der Welle 1 ist ein im Querschnitt U-profilförmiger Ringmagnet 9 in der Bremstrommel 7 angeordnet. Die Schenkel des U-Profils bilden Polflächen 10 und 11 (Fig. 5). Zwischen den Schenkeln des U-Profils ist eine Magnetspule 12 angeordnet, welche mit Gleichstrom beschickt wird.

An Stelle eines U-profilförmigen Ringmagneten 9 kann auch der in F i g. 6 dargestellte doppel-U-profilförmige Ringmagnet 13 Verwendung finden, welcher zwei Magnetspulen 14 und 15 besitzt. Diese Magnetspulen werden gegensinnig vom Strom durchflossen. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß das Streufeld bedeutend geringer ist.

Gemäß der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform sind Blattfedern 16 an dem Ringmagneten 9 befestigt, welche an ihren freien Enden Bremselemente tragen, die je aus einem Betätigungsanker 17 und einem Bremsbelag 18 bestehen. Obwohl in F i g. 7 nur eine Feder 16 dargestellt ist, ist verständlich, daß mehrere derselben gleichmäßig um den Umfang des Ringmagneten 9 verteilt sind.

Bei der in F i g. 8 dargestellten Ausführungsform ist eine einen offenen ³/4-Kreisring bildende Blattfeder 19 mit ihrer Mitte an dem Ringmagneten 9 befestigt. Der Durchmesser der Blattfeder 19 ist etwas größer als der Außendurchmesser des Ringmagneten 9. Die Blattfeder 19 trägt kreisförmig gebogene Betätigungsanker 20, welche sich etwa über ein Viertel des Umfanges des Ringmagneten 9 erstrecken. Auf die Betätigungsanker sind wiederum Bremsbeläge 21 aufgenietet.

Bei der in F i g. 9 dargestellten Ausführungsform ist eine rechtwinklig abgebogene und gekröpfte Blattfeder 25 vorgesehen, welche mittels Schrauben 26 an einer Seitenfläche des Ringmagneten 9 befestigt ist.

Wenn — wie dies in F i g. 2 dargestellt ist — ein 4 ■ 1 cm großer Betätigungsanker 27 parallel zu einer Polfläche 28 mit einem Luftspalt von 1 mm angeordnet wird, so wird bei einer Feldstärke von 5000 Gauß auf den Betätigungsanker 27 eine Kraft P = 4 kg ausgeübt.

Wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, derselbe Betätigungsanker 27 um eine Achse 29 so drehbar angeordnet, daß der mittlere Hub des Betätigungsankers 1 mm beträgt, dann ergibt sich — ebenfalls bei einer magnetischen Feldstärke von 5000 Gauß — eine Anzugskraft von 4,83 kg. Diese Kraft errechnet sich wie folgt:

Die Kraft P setzt sich aus einer Summe von verschieden großen Teilkräften ρ zusammen, die einerseits verschieden lange Wege zurücklegen und die andererseits einen unterschiedlichen Abstand 1 von der Drehachse 29 haben. Nach dem Strahlensatz ist die Relation zwischen Bewegungsstrecke und Abstand vom Drehpunkt gleich, so daß P als Summe der Kräfte ρ mal dem Abstand 1 von dem Drehpunkt 29 genommen werden kann, womit auch die" Hebelwirkung erfaßt wird. Infolge der linear verschiedenen magnetischen Feldstärken ergibt sich gegenüber den Bewegungslängen eine umgekehrt quadratische Kraft-

ίο wirkung der Teilkräfte p; es ist also ρ = eil², worin c erne Konstante ist. Die Gleichung stellt also eine Hyperbel dar, wie diese in Fig. 4 aufgezeichnet ist. Es ist der Flächeninhalt dieser Hyperbel zu ermitteln. Die Randwerte 3 und 0,6 kg sind die an den beiden Enden einfach zu ermittelnden Werte. Damit wird y = 3/x, und das Integral ist über die Begrenzung 1 bis 5 cm zu stellen:

₅ 5

_ao fydx= f--dx;F= 13 In x] = (3 In 5)-(3InI) ι JXi ι

In 5 = 1,61
InI = O
P = 3 · 1,61 = 4,83 kg

Die Kraft ist also bei dem gewählten Beispiel um 21% größer. Dieser Wert ist nicht bei allen Ausführungsformen der gleiche. Er ist um so größer, je näher entsprechend Fig. 3 das linke Segmentende sich dem Drehpunkt nähert. Praktisch bringt jedoch eine weitere Verlängerung des Betätigungsankers in Richtung auf den Drehpunkt keine wesentliche Verstärkung mehr, da infolge Eisensättigung der Fluß nicht unendlich werden kann. Um den angegebenen

3S Wert von 21 °/o kann bei dem dargestellten Beispiel die Stärke der Federkraft erhöht werden, was einen wesentlichen Gewinn im Bremsmoment mit sich bringt.

Ein weiterer Gewinn ergibt sich bei den in den F i g. 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen, da dort die Schwenkbewegung noch von einem »Abrolleffekt« der Blattfeder überlagert wird. Der Luftspalt in der Nähe des Befestigungspunktes zwischen der Blattfeder und dem Ringmagneten ist unendlich klein. Bei Anzug des Magneten wird nun zuerst dieser Luftspalt geschlossen, wobei sich dann eine Teilfläche nach der anderen der Blattfeder an die Polfläche des Ringmagneten anschmiegt. Es hat sich gezeigt, daß auf Grund dieses Abrolleffektes die Federn wesentlich über den theoretisch aus den Darstellungen gemäß F i g. 2 bis 4 errechneten Wert hinaus gesteigert werden konnten. Dementsprechend ergaben sich hervorragende Bremsleistungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

P463 887 auch über den zu erwartenden größeren Spalt hinweg Patentansprüche: -s anziehen zu können. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Brems-

1. Bremsmotor mit einer elektromagnetisch motor zu schaffe^ bei dem der Magnet trotz starker lüftbaren Innenbacken-Trommelbremsej^die^iiiit 5 Federkräfte der Bremselemente relativ klein äusgeeinem Ringmagneten mit ringförmiger Erreger- führt werden kann.

spule und mit mit dem Ringmagneten zusammen- Diese Aufgabe wird bei einem Bremsmotor der

wirkenden Bremselementen versehen ist, die eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch Bremsbeläge tragende Magnetanker aufweisen, gelöst, daß die Federn sich in Umfangsrichtung des beim Bremsen durch die Kraft von zugeordneten io Ringmagneten erstreckende Blattfedern sind, die die Federn gegen die Bremstrommel gedrückt wer- aus den Magnetankern und den hieran befestigten den und beim Lüften zur Anlage gegen den Ring^ - Bremsbelägen bestehenden Bremselemente an ihrem magneten verschwenkt werden, dadurch ge- freien Ende bzw. an ihren freien Enden tragen und kennzeichne t,. daß die Federn sich in Um- am Ringmagneten einseitig oder mittig befestigt sind, fangsrichtung des Ringmagneten (9) erstreckende 15 und daß bei nicht erregtem Ringmagneten dieBrems-Blattfedern (16,19/25); sind, die die aus den elemente mit ihren Magnetankern und Bremsbelägen Magnetankern (17,20) und den hieran befestigten schräg zum Ringmagneten und zur Bremstrommel Bremsbelägen (18,- 21) bestehenden Bremsele- liegen, so daß zwischen dem Ringmagneten und den mente an ihrem freien Ende bzw. an ihren freien Magnetankern jeweils ein keilförmiger Luftspalt be-Enden tragen und am Ringmagneten (9) einseitig 20 steht.

oder mittig befestigt sind, und daß bei nicht er- Die Blattfedern können am äußeren Umfang des

regtem Ringmagneten (9) die Bremselemente mit Ringmagneten befestigt sein. Auch können sich die ihren Magnetankern (17, 20) und Bremsbelägen Blattfedern tangential in Umfangsrichtung des Ring-(16,19, 25) schräg zum Ringmagneten (9) und magneten erstrecken. Weiterhin ist es von Vorteil, zur Bremstrommel (7) liegen, so daß zwischen 25 wenn die Blattfedern in etwa rechtwinklig abgebogen dem Ringmagneten (9) und den Magnetankern und an einer Seitenfläche des Ringmagneten befestigt (17, 20) jeweils ein keilförmiger Luftspalt besteht. sind.

2. Bremsmotor gemäß Anspruch 1, dadurch Da die Schwenkachse der Bremselemente durch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (16,19) am die Biegsamkeit der Blattfeder geschaffen wird, ist äußeren Umfang des Ringmagneten (9) befestigt 30 die Lagerreibung des Ankers vermieden. Da bei nicht sind. angezogenem Anker ein keilförmiger Spalt zwischen

3. Bremsmotor gemäß Anspruch 1 oder 2, da- Anker und Magnet auftritt, ist eine im Vergleich zu durch gekennzeicEnet, daß sich die Blattfedern einem parallelen Spalt größere Anzugskraft des Ma-(16,19) tangential in.Umfangsrichtung des Ring- gneten gegeben. Da die Anker parallel und in Vermagneten (9) erstrecken. 35 längerung der Blattfedern an diesen befestigt sind,

4. Bremsmotor gemäß Anspruch 1, dadurch tritt die Abnutzung der Bremsbeläge hauptsächlich gekennzeichnet, daß die Blattfedern (25) in etwa am freien Ende der Anker auf, so daß im Bereich rechtwinklig abgebogen und an einer Seitenfläche der engsten Stelle des Spaltes durch Abnutzung der des Ringmagneten (9) befestigt sind. Bremsbeläge keine merkliche Spaltvergrößerung ge-

40 schaffen wird. Die erhöhte Anzugskraft des Magneten für diese Stelle bleibt somit aufrechterhalten.