DE1912558U - ELECTRIC BRAKE MOTOR. - Google Patents

Description

233-5.1.65233-5.1.65

Patentanwalt Dipl.-Phys. GERHARD LIEDL - 3 München 22, SfeinsdorfstraSe Patent attorney Dipl.-Phys. GERHARD LIEDL - 3 Munich 22, SfeinsdorfstraSe

Telefon 298Ί62 Fernschreiber 05/22208Telephone 298Ί62 telex 05/22208

B 2215B 2215

Firma H E E M A ¥ S.K.A. Motorenwerk AG., DORTlOTlD, Schälerstraße 49Company HEEMA ¥ SKA Motorenwerk AG., DORTlOTlD, Schälerstraße 49

■und.■ and.

Firma EMA Elektromotorische Antriebe G-.m.Td.H.,Company EMA Elektromotorische Antriebe G-.m.Td.H.,

GEVELSEEEGGEVELSEEEG

BremselektromotorBrake electric motor

Die Feuerung "betrifft einen Bremselektromotor, bei dem eine oder mehrere Polflächen eines oder mehrerer Magneten auf einen oder mehrere Betätigungsanker wirken, deren Bewegung bei Erregung und Entregung des Magneten auf ein oder auf mehrere Bremselemente übertragen wird.The furnace "relates to an electric brake motor in which one or more pole faces of one or more magnets act on one or more actuating armatures, their movement when energizing and de-energizing the magnet on or is transferred to several braking elements.

Bei Bremselektroinotoren besteht eine "bestimmte Beziehung zwischen der Baugröße und dem zur Verfügung stehenden Bremsmoment. Ein großes Bremsmoment "bedingt starke Federkräfte, mit denen die Br ems elemente an eine oder mehrere G-egenf lachen, z.B. an die Innenfläche einer Bremstrommel, angedrückt werden. Zur Überwindung dieser starken [Federkräfte sind wiederum starke elektro-magnetische Kräfte erforderlich, was vom Standpunkt der magnetischen Sättigung und Erwärmung zu einer gewissen Baugröße des Elektromagneten zwingt. Hz η war der Ansicht, daß alle Möglichkeiten ausgeschöpft sind, wenn bei einer bestimmten, vorgeschriebenen Hubbewegung für die Brennelemente, z.B. von 2 mm, der Hagriet gerade so dimensioniert wird, daß er über den durch den Hub der Bremselemente bedingten Luftspalt z.B. von 2 mm hinweg die !federkraft noch überwinden kann, mit welcher die Bremselemente an die Gegenfläche angedrückt werden.In electric brake motors there is a "certain relationship between the size and the available braking torque. A large braking torque" requires strong spring forces with which the braking elements are pressed against one or more joint surfaces, e.g. the inner surface of a brake drum. To overcome these strong spring forces, strong electromagnetic forces are required, which, from the standpoint of magnetic saturation and heating, forces the electromagnet to have a certain size. Hz η was of the opinion that all possibilities have been exhausted if, with a certain, prescribed stroke movement for the fuel elements, e.g. of 2 mm, the Hagriet is dimensioned in such a way that it spans the air gap caused by the stroke of the braking elements, e.g. of 2 mm away the! spring force can still be overcome with which the braking elements are pressed against the mating surface.

Gemäß der Neuerung zeigt es sich nun in überraschender Weise, daß durch einen Kunstgriff die angegebenen Verhältnisse verbessert werden können, d.h. also, daß z.B. bei einem Bremselektromotor einer bestimmten Größe und bei einer bestimmten magnetischen Leistung des Magneten stärkere !Federn, die die Bremselemente an ihre Gegenflächen andrücken, verwendet und dementsprechend größere Bremsmomente erzielt werden können.According to the innovation, it is now surprisingly found that the specified conditions are improved by a trick can be, i.e. that e.g. with an electric brake motor of a certain size and with a certain magnetic power of the magnet stronger! springs that press the braking elements against their counter surfaces, and accordingly larger braking torques can be achieved.

Dies wurde gemäß der vorliegenden Neuerung dadurch erreicht, daß der oder die Betätigungsanker so gestaltet und so relativAccording to the present innovation, this was achieved in that the actuating armature or armatures designed so and so relative

zu den zugeordneten Polflächen angeordnet sind, daß mindestens eine Teilfläche des Betätigun^sankers einen wesentlich geringeren Abstand von der zugeordneten Polfläche als eine andere Teilfläche hat, und daß der Betätigungsanker eine Schwenkbewegung um eine jenseits der zuerst genannten Teilfläche gelegene Achse durchführt.are arranged to the assigned pole faces that at least a partial surface of the actuator armature a substantial has a smaller distance from the associated pole face than another partial face, and that the actuating armature performs a pivoting movement about an axis located on the other side of the first-mentioned partial surface.

Es ist in der Elektrotechnik, z.B. in der Relais-Technik allgemein bekannt, Anker von Ilagneten eine Schwenkbewegung durchführen zu lassen. Es handelt sich jedoch hierbei nicht um Falle, bei denen bei Entregung des Ilagneten eine äußerst starke federkraft zur Wirkung kommen soll, wie dies bei den hier betrachteten Bremselektromotoren der Pail ist.It is in electrical engineering, e.g. in relay technology well known, Ilagneten anchor a pivoting movement to be carried out. However, it is not a case of cases in which, when the Ilagneten is de-excited, an extremely high one strong spring force should come into effect, as is the case with the Brake electric motors considered here is the Pail.

Gemäß einer bevorzugten Ausfülirungsform ist der Luftspalt zwischen dem Betätigungsanker und der zugeordneten Polfläche keilförmig.According to a preferred embodiment, the air gap is wedge-shaped between the actuating armature and the associated pole face.

Besonders günstig ist es, wenn die oder der Betätigungsanker an Blattfedern befestigt sind, wobei bei Anzug des Magneten sich eine Teilfläche der Blattfeder und/oder des Betätigungsankers nach der anderen an die Polfläche in einer anschmiegenden Bewegung anlegt. Der Magnet kann ein Ringmagnet sein. Die Bremselemente können in einem Ringraum zwischen einer Bremstrommel und dem Ringmagneten angeordnet sein. Die Bremselemente können je aus einem Betätigungsanker und einem unmittelbar daran befestigten, z.B. aufgenieteten Bremsbelag,It is particularly favorable if the one or more actuating armatures are attached to leaf springs, whereby when the magnet is attracted, one part of the leaf spring and / or of the actuating armature after the other clings to the pole face in a Movement. The magnet can be a ring magnet. The braking elements can be in an annular space between a Be arranged brake drum and the ring magnet. The braking elements can each consist of an actuating armature and a direct attached, e.g. riveted, brake lining,

bestehen. Sie können weiterhin je paarweise an einer Achse angelenkt sein, welche vorzugsweise unmittelbar an dem Ringmagneten "befestigt ist.exist. You can continue to work in pairs on one axis be hinged, which is preferably attached directly to the ring magnet ".

Die beiliegende .Zeichnung dient der weiteren Erläuterung des Gegenstandes der Neuerung.The accompanying drawing serves for further explanation the subject of innovation.

Es zeigen:Show it:

Pig. 1 einen Schnitt_eines Bremselektromotors,Pig. 1 a section of a brake electric motor,

Pig. 2 und 3 schematische Darstellungen des gemäß der Neuerung ausgenützten "Abrolleffektes"jPig. 2 and 3 are schematic representations of the according to FIG Innovation exploited "roll-off effect" j

Pig. 4 ein Diagramm, welches die Erhöhung der magnetischen Anzugskraft veranschaulicht;Pig. 4 is a graph showing the increase in magnetic attraction force;

Pig. 5 und 6 bevorzugte Querschnitte des Ringmagneten; Pig. 7 bis 10 verschiedene Ausführungsbeispiele.Pig. 5 and 6 preferred cross sections of the ring magnet; Pig. 7 to 10 different embodiments.

Der Bremsmotor gemäß der Neuerung besitzt in üblicher Weise eine Welle 1, die einen Läufer 2 trä^t, welcher mit einer Ständerwicklung 3 zusammenarbeitet. Die Welle 1 ist in Lagern 4 und 5 gelagert. Aui einen sich über das Lager 5 hinaus erstreckenden Wellenstummel 6 der Welle 1 ist eine Bremstrommel 7 aufgekeilt, welche der Ableitung der BremswärmeThe brake motor according to the innovation has in the usual way a shaft 1, which trä ^ t a rotor 2, which with a Stator winding 3 cooperates. The shaft 1 is supported in bearings 4 and 5. Take a break from camp 5 Extending stub shaft 6 of the shaft 1 is keyed to a brake drum 7, which dissipates the braking heat

dienende Kühlflügel 8 trägt. Koaxial zu der vJelle 1 ist
ein im Querschnitt U-profilförmiger Ringmagnet 9 in der
Bremstrommel 7 angeordnet. Die Schenkel des U-'Profiles bilden Polflächen 10 und 11 (I¹Ig. 5). Zwischen den Schenkeln des U-Profiles ist eine Magnetspule 12 angeordnet, welche mit Gleichstrom "beschickt wird.serving cooling wing 8 carries. Coaxial to the vJelle 1 is
a cross-sectionally U-shaped ring magnet 9 in the
Brake drum 7 arranged. The legs of the U 'profile form pole faces 10 and 11 (I ¹ Ig. 5). A magnetic coil 12 is arranged between the legs of the U-profile and is fed with direct current.

Anstelle eines U-profilförmigen Ringmagneten 9 kann auch
der in Fig. 6 dargestellte doppel-U-profilförmige Ringmagnet 13 Verwendung finden, welcher zwei Mahnetspulen 14 und 15 "besitzt. Diese Magnetspulen werden gegensinnig vom Strom durchflossen. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß das Streufeld "bedeutend geringer ist.Instead of a U-shaped ring magnet 9 can also
The double U-profile ring magnet 13 shown in FIG. 6 can be used, which has two Mahnet coils 14 and 15 ″. Current flows through these magnet coils in opposite directions. This embodiment has the advantage that the stray field ″ is significantly lower.

Gemäß der in Pig. 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 Pig. 7 nur eine leder 16 dargestellt ist, ist verständlich, daß mehrere derselben gleichmäßig um den Umfang des Ringmagneten 9 verteilt sind.According to the Pig. 7 are the embodiment shown
Leaf springs 16 attached to the ring magnet 9 ″, which at their free ends carry braking elements, each consisting of an actuating armature 17 and a brake lining 18. Although only one leather 16 is shown in Figure 7, it can be understood that several of these evenly around the The circumference of the ring magnet 9 are distributed.

Bei der in Tig. 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 gebogeneAt the one in Tig. 8 is a
A leaf spring 19 forming an open 3/4 circular ring is attached with its center to the ring magnet 9. The diameter of the leaf spring 19 is slightly larger than the outer diameter of the ring magnet 9. The leaf spring 19 is curved in a circle

Betätigungsanker 20, welche sich etwa über 1/4 des Umfanges des Ringmagneten 9 erstrecken. Auf die Betätigungsanker sind wiederum Bremsbeläge 21 aufgenietet.Actuating armature 20, which extends about 1/4 of the circumference of the ring magnet 9 extend. Brake linings 21 are in turn riveted onto the actuating armature.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform sind leicht gekrümmte Betätigungsanker 22 vorgesehen, Vielehe um eine an dem Ringmagneten 9 befestigte Achse 23 drehbar sind. Die Betätigungsanker 22 tragen Bremsbeläge 24.In the embodiment shown in Fig. 9 are light curved actuating armature 22 is provided, polygons are rotatable about an axis 23 attached to the ring magnet 9. the Actuating armatures 22 carry brake linings 24.

Bei der in Fig.10 dargestellten Ausführungsform ist eine rechtwinklig abgebogene und gekröpfte Blattfeder 25 vorgesehen, welche mittels Schraiiben 26 an einer Seitenfläche des Ringmagneten 9 befestigt ist.In the embodiment shown in Fig.10 is a At right angles bent and cranked leaf spring 25 is provided, which by means of screws 26 on a side surface of the Ring magnet 9 is attached.

Wenn - wie dies in Fig. 2 dargestellt ist - ein 4 cm χ 1 cm großer Betätigungsanker 27 parallel zu einer Polfläche 28 mit einem Luftspalt von 1 mm angeordnet wird, so wird bei einer Feldstärke von 5.000 G-auß auf den Betätigungsanker 27 eine Kraft P = 4 Kg ausgeübt.If - as shown in Fig. 2 - a 4 cm χ 1 cm large actuating armature 27 is arranged parallel to a pole face 28 with an air gap of 1 mm, then at a field strength of 5,000 G-outside on the actuating armature 27 a force of P = 4 kg is exerted.

Wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, derselbe Betätigungsanice r 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 5 »000 G-auß eine Anzugskraft von 4,83 kg. Biese Kraft errechnet sich wie folgt:As shown in Fig. 3, it becomes the same operating anice r 27 is arranged so that it can rotate about an axis 29 that the mean stroke of the actuating armature is 1 mm, then this also results with a magnetic field strength of 5,000 G-out one Tightening force of 4.83 kg. This force is calculated as follows:

Die Kraft P setzt sich aus einer Summe von ve.schieden großen Teilkräften ρ zusammen, die einerseits verschieden lange Wege zurücklegen und die andererseits einen unterschiedlichen Abstand 1 von der Drehachse 29 haben. Nach dem S tr alii ens at ζ ist die Relation zwischen Bewegungsstrecke und Abstand vom Drehpunkt gleich, so daß P als S umine der Kräfte ρ mal dem Abstand 1 von dem Drehpunkt 29 genommen v/erden kann, womit aLich die Hebelwirkung erfaßt wird. Infolge der linear verschiedenen magnetischen leidstärken ergibt sich gegenüber den Bewegungslängen eine umgekehrt quadratische Kraftwirkung der Teilkräfte p? es ist also ρ = c/l", v/orin c eine 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 kg und 0,6 kg sind die an den beiden Enden einfach zu ermittelnden Werte. Damit wird y = 3/x i^nd das Integral ist über die Begrenzung 1 cm bis 5 cm zu stallen:The force P is made up of a sum of different sizes Partial forces ρ together, which on the one hand have different long paths and which, on the other hand, have a different distance 1 from the axis of rotation 29. After the S tr alii ens at ζ the relation between the distance of movement and the distance from the pivot point is the same, so that P as S umine of the forces ρ times the Distance 1 can be taken from the pivot point 29, whereby the leverage is recorded. As a result of the linearly different Magnetic pain, there is an inversely quadratic force effect compared to the length of movement of the partial forces p? so it is ρ = c / l ", v / orin c is a constant is. The equation thus represents a hyperbola as it is plotted in FIG. It's the area to determine this hyperbola. The marginal values of 3 kg and 0.6 kg are the values that are easy to determine at both ends. So y = 3 / x i ^ nd the integral is over the limit 1 cm to 5 cm stables:

r⁵ r⁵ χ ⁵ ι ⁵I r ⁵ r ⁵ χ ⁵ ι ⁵ I.

J ydx = J ^di; F = 3 In σ ] = (3 In 5) - (5 In 1) J ydx = J ^ di; F = 3 In σ] = (3 In 5) - (5 In 1)

⁵ ι ⁵I ⁵ ι ⁵ I.

F = 3 In σ ]F = 3 In σ]

1 ^X 1 ■ ' 11 ^X 1 ■ '1

In 5 = 1,61In 5 = 1.61

In 1 = 0
P = 3 x 1,61 = 4,83 kIn 1 = 0
P = 3 x 1.61 = 4.83 k

Die Kraft ist also bei .dem gewählten Beispiel um 21 fo größer. Dieser Wert ist nicht "bei allen Aus führung sf onnen der gleiche. Er ist umso größer, je näher entsprechend -Pig. 3 das linke Segmentende sich dsm Drehpunkt nähert. Praktisch "bringt jedoch eine weitere Verlängerung des Betätigungsankers in Richtung auf den Drehpunkt keine wesentliche Verstärkung mehr, da infolge Eisensättigung der I¹IuB nicht unendlich werden kann. TJm den angegebenen Wert von 21 Jb kann bei dein dargestellten Beispiel die Stärke der Federkraft erhöht v/erden, was einen wesentlichen Gewinn im Bremsmoment mit sich bringt.In the example chosen, the force is therefore 21 % greater. This value is not "the same in all designs. It is greater the closer the left segment end approaches the pivot point Reinforcement more, since the I ¹ IuB cannot become infinite due to iron saturation. TJm the specified value of 21 Jb can increase the strength of the spring force in the example shown, which brings with it a significant gain in the braking torque.

Die in den Pig. 2 und 3 dargestellten "Verhältnisse werden nun näherungsweise auch bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform auftreten, obgleich hier die Polfläche des Ringmagneten xmä die Ankerfläche 22 gekrümmt sind. Ein weiterer Gewinn ergibt sich bei den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsiormen, 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 'feilfläche nach der anderen der Blattfeder an die IPolfläche des Ringmagneten anschmiegt. Es hat sich gezeigt, daß aufgrund dieses Abrolleffektes die Federn wesentlich über aen theoretisch aus den Darstellungen gemäß Fig. 2 bis 4 errechneten Wert hinaus gesteigert werden konnten. Dementsprechend ergaben sich hervorragende Brenisleistungen.The one in the Pig. 2 and 3 will now approximately also occur in the embodiment shown in FIG. 9, although here the pole face of the ring magnet xmä the armature face 22 are curved. A further benefit results from the embodiments shown in FIGS. because there the pivoting movement is still superimposed by a "rolling effect" of the leaf spring. The air gap near the attachment point between the leaf spring and the ring magnet is infinitely small. When the magnet is attracted, this air gap is now closed first, with a filing surface afterwards conforms the other of the leaf spring to the IPolfläche of the ring magnet. It has been found that due to this Abrolleffektes the springs could be increased substantially theoretically aen from the representations according to FIGS. 2 to 4 calculated value addition. Accordingly, resulted in excellent Brenisleistungen.

Claims (6)

S chut ζ ans prücheS chut ζ ans claims 1. Elektromotor, "bei dem eine oder mehrere Polilächen eines oder mehrerer Magneten auf einen oder mehrere Betätigungsanker vri_rken, deren Bewegung bei Erregung und Entregung des Magneten auf ein oder mehrere Bremselemente übertragen v/ird, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Betatigungsanker (17» 20, 22, 27) gestaltet und so relativ zu den zugeordneten Polflächen (10, 11) angeordnet sind, daß mindestens eine Teilfläche des Betätiguaagsankers einen wesentlich geringeren Abstand von der PoIflache als eine andere Teilfläche hat, und daß der Betätigungsanker eine Schwenkbewegung um eine jenseits der zuerst genannten Teilfläche gelegene Achse durchführt .1. Electric motor, "in which one or more pole faces of one or more magnets vri_rken on one or more actuating armatures, the movement of which is transmitted to one or more braking elements when the magnet is excited and de-energized, characterized in that the actuating armature or armatures (17 "20, 22, 27) are configured and arranged relative to the associated pole faces (10, 11), that at least one partial area of the Betätiguaagsankers has a substantially smaller distance from the PoIflache eilfläche than another T, and that the operation lever a pivoting movement about an axis located on the other side of the first-mentioned sub-area. 2. Bremselektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daf3 der Luftspalt zwischen dem Betätigiingsanker (17, 20, 22, 27) und der zugeordneten Polfläche (10, 11) keilförmig ist.2. Brake electric motor according to claim 1, characterized in that daf3 the air gap between the actuating anchor (17, 20, 22, 27) and the associated pole face (10, 11) is wedge-shaped. 3. Bremselektromotor nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Betätigungsanker (17, 20, 22, 27) an Blattfedern (16, 19» 25) befestigt sind und daß bei Anzug des Magneten sich eine Teilfläche der Blattfeder und/oder des Betatigungsankers nach der anderen an die Polfläche (10, 11) in einer anschmiegenden Bewegung anlegt.3. Electric brake motor according to claims 1 or 2, characterized in that that the actuating armature (s) (17, 20, 22, 27) are attached to leaf springs (16, 19 »25) and that when tightened of the magnet, one part of the surface of the leaf spring and / or of the actuating armature after the other on the pole face (10, 11) applies in one snug movement. 4. Bremselektromotor nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet ein Ringmagnet (9) ist und daß die Bremselemente in einem Ringraum zwischen einer Bremstrommel (7) und dem Ringmagneten (9) angeordnet sind.4. Brake electric motor according to one of claims 1 "to 3, characterized characterized in that the magnet is a ring magnet (9) and that the braking elements in an annular space between a Brake drum (7) and the ring magnet (9) are arranged. 5. B-^emselektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente je aus einem Betätigungsanker und einem unmittelbar daran befestigten, z.B, aufgenieteten Bremsbelag bestehen,5. B- ^ emselektromotor according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the braking elements each consist of an actuating anchor and a directly attached to it, e.g. riveted Brake lining exist, 6. Bremselektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsanker je paarweise an einer Achse (29) angelenkt sind, welche vorzugsweise unmittelbar an dem Ringmagneten (9) befestigt ist.6. Brake electric motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuating armatures are each articulated in pairs on an axis (29) which is preferably attached directly to the ring magnet (9).