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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Wirbelstrom-Bremsgerät zur Verringerung einer Belastung
einer Reibungsbremse für
Großfahrzeuge oder
dergleichen und insbesondere auf ein Wirbelstrom-Bremsgerät, bei welchem
der Magnetfluß eines
Dauermagneten (der nachstehend als Magnet bezeichnet wird) wirksam
auf eine Bremstrommel einwirkt.
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Bei einem herkömmlichen Wirbelstrom-Bremsgerät ist die
Form eines Seitenbereichs einer ferromagnetischen Platte im wesentlichen rechteckig,
die Fläche
einer außenliegenden
Oberfläche
im wesentlichen gleich groß wie
die iner innenliegenden Oberfläche
und der Magnetfluß von
dem Magneten wird nicht durch die ferromagnetischen Platten abgezogen
und auch nicht zusammengedrückt, sondern
tritt direkt in eine Bremstrommel ein. Wenn somit die Form des Seitenbereichs
der ferromagnetischen Platte ähnlich
einem Trapezoid ausgebildet ist und die Fläche der außenliegenden Oberfläche schmaler
als die Fläche der
innenliegenden Oberfläche
gemacht wird, ist es möglich,
den Magnetfluß, der
in die Bremstrommel eintritt, mit Hilfe der ferromagnetischen Platten
aus den Magneten abzuziehen, um so die Dichte des Magnetflusses
groß zu machen,
wodurch die Bremskraft verbessert wird. Bei dem vorstehend umrissenen
Aufbau läßt sich
jedoch der Randeffekt (konzentrierte Wirkung des Magnetflusses)
der außenliegenden
Oberfläche
der ferromagnetischen Platten nur schwer erreichen und es ist außerdem schwierig,
die ferromagnetischen Platten in einen außenliegenden, rohrförmigen Abschnitt eines
aus Aluminium gefertigten Führungsrohres
einzugießen.
Auch wenn das Führungsrohr
durch Schmieden gefertigt wurde, vergrößert sich eine Zugabe für die maschinelle
Bearbeitung der außenliegenden,
peripheren Oberfläche
und der innenliegenden, peripheren Oberfläche des äußeren rohrförmigen Abschnitts und das Volumen
der ferromagnetischen Platte verkleinert sich, wenn man berücksichtigt,
daß eine
Trennlinie (vgl. Bezugszeichen in 3)
belassen werden muß.
Insbesondere bei einem Wirbelstrom-Bremsgerät, bei dem ein unbewegliches
Magnet-Tragerohr und ein bewegliches Magnet-Tragerohr axial in einem hohlen Abschnitt
eines Führungsrohres
angeordnet sind, wirkt dann, wenn nicht gebremst wird, wobei ein
Magnetpaar, nämlich ein
linker und rechter Magnet, mit von einander unterschiedlicher Polarisierung
einer gemeinsamen ferromagnetischen Platte gegenübersteht, ein Leckmagnetfluß aus den
Magneten auf die Bremstrommel ein und es wird ein Widerstands-Drehmoment
erzeugt. Deshalb ist es erforderlich, die Stärke der ferromagnetischen Platten
zu erhöhen
und das Volumen zu vergrößern, um
das Widerstands-Drehmoment zu unterdrticken, das hinsichtlich der
Bremsleistung unvorteilhaft ist.
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Bei einem Wirbelstrom-Bremsgerät, bei dem ein
guter Leiter wie zum Beispiel Kupfer auf die einander gegenüber liegenden
Enden einer Bremstrommel als Beschichtung aufgebracht oder aufgetragen ist,
wird die Bremskraft verbessert, wenn die Ebene der ferromagnetischen
Platten eine Rechteckform ohne Abrundung an den Eckbereichen aufweist.
Der gesamte Umfang der Seiten der ferromagnetischen Platten muß jedoch
maschinell bearbeitet werden, wodurch sogar dann, wenn die ferromagnetischen Platten
in das aus Aluminium gefertigte Führungsrohr eingegossen sind,
die ferromagnetischen Platten in die Bremstrommel angezogen oder
aufgenommen werden, so daß die
ferromagnetischen Platten unter Umständen aus dem Führungsrohr
heraus bewegt werden. Des weiteren wird das Führungsrohr zum Zeitpunkt der
Abkühlung
deutlich zusammengezogen, nachdem die ferromagnetischen Platten
in das aus Aluminium gefertigte Führungsrohr eingegossen worden,
und gegebenenfalls bilden sich Risse in Abschnitten aus, die nahe
den Eckbereichen der ferromagnetischen Platten in dem Führungsrohr
liegen.
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Bei den herkömmlichen Wirbelstrom-Bremsgeräten, die
in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 6-38504 und 6-38505 oder ähnlichen
Vorveröffentlichungen
beschrieben werden, ist der Seitenbereich der ferromagnetischen
Platten so geformt, daß eine
außenliegende
Oberfläche
eines hintenliegenden Abschnitts in Drehrichtung einer Bremstrommel
nach hinten vorsteht und eine hintenliegende Oberfläche in einer
Richtung geneigt ist, die der Drehrichtung der Bremstrommel entgegengesetzt
ist. Die vorstehend umrissene Konstruktion soll die Magnetflüsse von
den Magneten zur Bremstrommel verteilen, um auf diese Weise die
Bremsleistung zu verbessern. In neuerer Zeit kann jedoch die Verteilung der
Magnetfelder bei Drehung der Bremstrommel mit hoher Drehzahl gemessen
werden und infolgedessen wurde festgestellt, daß sich bei Drehung der Bremstrommel
mit hoher Bremszahl die Magnetflüsse,
die auf die Bremstrommel einwirken bzw. mit denen die Bremstrommel
beaufschlagt wird, konzentrieren und sich nicht verteilen, damit
die Dichte des Magnetflusses groß wird, um auf diese Weise
den Randeffekt der ferromagnetischen Platten zu verbessern, was
zu einer Erhöhung
der Bremskraft beitragen kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
unter anderem die Aufgabe zugrunde, ein Wirbelstrom-Bremsgerät zu schaffen,
bei welchem bei Drehung einer Bremstrommel mit hoher Geschwindigkeit
Magnetflüsse,
die von Magneten aus auf eine Bremstrommel ausgeübt werden bzw. einwirken, so
konzentriert werden, daß die
Dichte des Magnetflusses groß wird, um
so den Randeffekt der ferromagnetischen Platten zu verbessern und
die Bremskraft zu erhöhen.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgaben
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgesehen, ein Wirbelstrom-Bremsgerät zu schaffen, bei welchem ein
Führungsrohr,
das aus einem nicht-magnetischen Material besteht und im Querschnitt
einen hohlen Abschnitt in Form eines Rechtecks aufweist, im Inneren einer
Bremstrommel angeordnet ist, die mit einer Drehwelle verbunden ist,
wobei eine Anzahl von ferromagnetischen Platten auf dem Umfang in
gleichmäßigen Abständen auf
einem außenliegenden, rohrförmigen Abschnitt
des Führungsrohres
angeordnet ist, wobei mindestens eines von Magnetträgerohren
beweglich in dem hohlen Abschnitt des Führungsrohres angeordnet ist
und Magnete mit einer außenliegenden,
peripheren Fläche
des Magnettragerohres so verbunden sind, daß sich ihre Polarisierungen
bezüglich
der ferromagnetischen Platte in Umfangsrichtung abwechselnd unterscheiden,
wobei sich dieses Bremsgerät
dadurch auszeichnet, daß eine
Fläche
einer außenliegenden
Fläche
der ferromagnetischen Platte so ausgebildet ist, daß sie schmaler
ist als die einer innenliegenden Fläche der ferromagnetischen Platte,
und daß die
außenliegende
Fläche
in Drehrichtung der Brems trommel von der innenliegenden Fläche aus
vorwärts
gespannt ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Form eines seitlichen Abschnitts der ferromagnetischen Platten ähnlich einem
Parallelogramm ausgeführt,
wodurch die Randwirkung des vorderen Abschnitts in Drehrichtung
einer Bremstrommel auch dann herbeigeführt werden kann, wenn die ferromagnetischen
Platten nicht verdickt sind, um so den Aufwand zur maschinellen
Bearbeitung der ferromagnetischen Platten vor dem Gießen zu verringern.
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Bezüglich der Form des seitlichen
Abschnitts der ferromagnetischen Platten werden Magnetflüsse, welche
die Bremstrommel von den Magneten aus erreichen, auf die vorderen
Abschnitte der ferromagnetischen Platten (in Drehrichtung der Bremstrommel) konzentriert
und deshalb ist die Vorderfläche
der ferromagnetischen Platten in Drehrichtung der Bremstrommel von
der Innenfläche
hin zur Außenfläche der
ferromagnetischen Platten geneigt und wird die Stärke des
Abschnitts in der letzten Hälfte
der ferromagnetischen Platten allmählich nach hinten dünner gestaltet.
Mit anderen Worten ist die rückwärtige Fläche der
ferromagnetischen Platten in Drehrichtung der Bremstrommel von der
Innenfläche
aus hin zur Außenfläche nach
vorn geneigt. Wenn jedoch die Stärke
des rückwärtigen Abschnitts
der ferromagnetischen Platten zu dünn ist, dann schwächt sich
die Wirkung beim Durchtritt des Magnetflusses ab und der Magnetfluß verteilt
sich nach außen,
wenn nicht gebremst wird. Deshalb wird bevorzugt, daß die Stärke des
rückwärtigen Abschnitts
der ferromagnetischen Platten schrittweise oder in abgestufter Form dünner gemacht
wird, um dann, wenn nicht gebremst wird, ein Austreten des Magnetflusses
zu verhindern.
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Diese und weitere Zielsetzungen und
Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlich aus dem Studium der
nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung,
in welcher:
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1 eine
Schnittansicht von vorn ist, welche einen Nicht-Bremszustand eines
Wirbelstrom-Bremsgeräts darstellt,
bei welchem die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt;
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2 eine
Schnittansicht von der Seite ist, welche einen Bremszustand bei
dem Wirbelstrom-Bremsgerät
zeigt;
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3 eine
Schnittansicht von der Seite mit der Darstellung der Verbindungskonstruktion
der ferromagnetischen Platten ist, mit welcher diese mit einem außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt eines Führungsrohrs
in dem Wirbelstrom-Bremsgerät
verbunden werden;
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4 eine
Draufsicht mit der Darstellung der Verbindungskonstruktion der ferromagnetischen Platte
ist;
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5 eine
Seitenansicht einer anderen ferromagnetischen Platte zeigt;
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6 eine
Seitenansicht einer weiteren ferromagnetischen Platte darstellt;
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7 eine
Seitenansicht einer anderen ferromagnetischen Platte ist;
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8 eine
Seitenansicht noch einer weiteren ferromagnetischen Platte zeigt;
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9 eine
perspektivische Ansicht mit der Darstellung der Verbindungskonstruktion
der ferromagnetischen Platte ist, mittels derer diese mit einem außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt eines Führungsrohres
verbunden ist, das aus einer dünnen Edelstahlplatte
gebildet wurde;
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10 eine
Schnittansicht von der Seite ist, welche die Verbindungskonstruktion
der ferromagnetischen Platten bezüglich des außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitts darstellt;
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11 eine
Schnittansicht von der Seite ist, welche noch eine weitere Verbindungskonstruktion der
ferromagnetischen Platten darstellt, mit welcher diese mit dem außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt verbunden sind;
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12 eine
Schnittansicht von der Seite ist, welche noch eine andere Verbindungskonstruktion der ferromagnetischen
Platten darstellt, mittels welcher diese mit dem außenliegenden,
rohrförmigen Abschnitt
verbunden sind;
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13 eine
Schnittansicht von vorn mit der Darstellung eines weiteren Wirbelstrom-Bremsgeräts ist,
bei welchem die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt;
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14 eine
Schnittansicht von der Seite mit der Darstellung eines Nicht-Bremszustands
des Wirbelstrom-Bremsgeräts
ist;
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15 eine
Schnittansicht von der Seite mit der Darstellung eines Bremszustands
des Wirbelstrom-Bremsgeräts darstellt,
und
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16 eine
Schnittansicht von vorn ist, welche noch ein weiteres Wirbelstrom-Bremsgerät zeigt, bei
welchem die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt.
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Entsprechend der Darstellung in 1 weist das Wirbelstrom-Bremsgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Bremstrommel 7 auf, die aus einem leitenden
Werkstoff gebildet und mit einer umlaufenden Abtriebswelle 1 verbunden
ist, die beispielsweise zu einem Schaltgetriebe für ein Fahrzeug
gehört;
ferner ist ein Führungsrohr 10,
das aus einem nicht-magnetischen Material besteht, im Inneren der
Bremstrommel 7 angeordnet und es sind ein bewegliches Magnettragerohr 14 sowie
ein unbewegliches Magnettragerohr 14A in einem hohlen Abschnitt
in Form eines Rechtecks im Querschnitt des Führungsrohres 10 aufgenommen.
Die Bremstrommel 7 weist auf einer Erhebung 5 einen
Flanschabschnitt 5a auf. Der Flanschabschnitt 5a ist
zusammen mit einem Stirnwandabschnitt der Bremstrommel 3 einer
Parkbremse auf einem Befestigungsflansch 2 übereinander
angeordnet, welcher über
Keilnuten auf die Drehwelle 1 aufgepaßt und an dieser befestigt und
mit Hilfe einer Vielzahl von Bolzen 4 und Muttern fest
angebracht ist. Ein Ende der Bremstrommel 7, das mit Kühlrippen 8 versehen
ist, ist mit einer Reihe von Speichen 6 verbunden, die
sich radial von der Erhebung 5 aus erstrecken.
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Das Führungsrohr 10 mit
einem kastenförmigen
Querschnitt wird dadurch gebildet, daß beispielsweise eine Stirnwandung 11,
die aus einer ringförmigen
Platte gebildet ist, mit einem rohrförmigen Körper mit C-förmigem Querschnitt
verbunden ist. Das Führungsrohr 10 ist
dabei mit Hilfe geeigneter Mittel an einem Getriebe befestigt, das
beispielsweise zu einem Schaltgetriebe gehört. Ein außenliegender, rohrförmiger Abschnitt 10a des
Führungsrohres 10 ist
mit einer Reihe von Öffnungen 25 in
gleichmäßigen Abständen auf
dem Umfang versehen, wohingegen in jede Öffnung 25 eine ferromagnetische
Platte 15 eingepaßt
und mit dieser verbunden ist. Vorzugsweise ist die ferromagnetische
Platte 15 ein Gußteil,
wenn das Führungsrohr 10 ein
Formteil ist. Genau genommen genügt
es hinsichtlich der Festigkeit des Führungsrohres 10, daß nur der
außenliegende,
rohrförmige
Abschnitt 10a zum Verbinden der ferromagnetischen Platte 15 aus
einem nicht-magnetischen Werkstoff gebildet ist.
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Das bewegliche Magnettragerohr 14,
dessen Abmessung in axialer Richtung etwa halb so groß ist wie
der hohle Abschnitt des Führungsrohres 10,
ist aus einem magnetischen Werkstoff gebildet und in dem hohlen
Abschnitt des Führungsrohres 10 angeordnet.
Insbesondere stützt
sich das bewegliche Magnettragerohr 14 auf einem innenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt 10b ab, der mit Hilfe eines Gleitlagers oder
Rollenlagers 12 umkehrbar in Drehung versetzbar ist. Ein
Arm 16 erstreckt sich in axialer Richtung aus dem Magnettragerohr 14 über einen
kreisrunden Schlitz 18a nach außen, der in der Stirnwandung
des Führungsrohres 10 vorgesehen
und mit einer Stange eines Betätigungselements 20 verbunden ist.
Das Magnettragerohr 14 weist Magnete 24 auf, die
einer linken Hälfte
jeder ferromagnetischen Platte 15 gegenüberstehen und mit der äußeren Umfangsfläche des
Magnettragerohrs 14 in der Weise verbunden sind, daß Polarisierungen
bezüglich
der ferromagnetischen Platte 15 unterschiedlich sind und
sich entlang des Umfangs abwechseln.
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Das unbewegliche Magnettragerohr 14A, das
aus einem magnetischen Werkstoff gefertigt ist, weist ebenfalls
Magnete 24A in gleicher Anzahl wie die Magnete 24 auf,
und die Magnete 24A sind dabei ähnlich wie die Magnete 24 in
gleichen Abständen
in Umfangsrichtung angeordnet. Das Magnettragerohr 14A ist
mit dem innenliegenden, rohrförmigen
Abschnitt 10b des Führungsrohres 10 mittels
geeigneter Einrichtungen verbunden. Dabei ist jedoch festzustellen,
daß das
Magnettragerohr 14A mit dem außenliegenden, rohrförmigen Abschnitt 10a des
Führungsrohres 10 verbunden
sein kann.
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Das Betätigungselement 20,
das mit der linken Stirnwandung des Führungsrohres 10 verbunden
ist, weist einen Zylinder 18 mit darin eingepaßtem Kolben 17 auf,
während
sich eine Stange vom Kolben 17 aus nach außen erstreckt
und mit dem Arm 16 verbunden ist.
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Gemäß der Darstellung in 2 weist die ferromagnetische
Platte 15 eine Außenfläche 50a mit schmaler
Fläche, eine
Innenfläche 50b mit
breiter Fläche,
welche eine Außenfläche eines
Magneten 24 überdeckt,
eine Vorderfläche 15a,
eine rückwärtige Fläche 15b und
zwei parallel zueinander verlaufende Seitenflächen 50c auf (vgl. 4). Die Vorderfläche 15a ist
in Drehrichtung (d. h. in einer Richtung, die durch den Pfeil y
angedeutet wird) der Bremstrommel 7 von der Innenfläche 50b aus
zur Außenfläche 50a hin
geneigt.
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Gemäß der Darstellung in 3 und 4 wird in der ferromagnetischen Platte 15 vorher
durch Schmieden eine Trennlinie 15c ausgebildet, welche den
gesamten Umfang umschließt
und bezüglich
der Plattenoberfläche
geneigt ist, während
sie in den außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt 10a des Führungsrohres 10 eingegossen
ist. Nach dem Gießen des
Führungsrohres 10 werden
die außenliegende Umfangsfläche und
die innenliegende Umfangsfläche
des außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitts 10a des Führungsrohres 10 maschinell
so fertig bearbeitet, daß sie
zylindrische Flächen
bilden, wie dies durch die strichpunktierten Linien 50 und 51 in 3 dargestellt ist. Dank
dieses Merkmals werden zwar ein vornliegender Endabschnitt und ein
hintenliegender Endabschnitt der Trennlinie 15c im wesentlichen entfernt,
doch bleiben beide Seitenabschnitte der Trennlinie 15c auf
den beiden Seitenflächen 50c erhalten,
um so eine starke Verbindung zwischen dem außenliegenden, rohrförmigen Abschnitt 10a und
der ferromagnetischen Platte 15 zu erreichen.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung steht eine Fläche
der Außenfläche 50a der ferromagnetischen
Platte 15 der innenliegenden Umfangsfläche der Bremstrommel 7 gegenüber und
ist schmaler ausgebildet als die den Magneten 24 und 24A zugewandte
Innenfläche 50b,
im Unterschied zu einer Fläche,
die ähnlich
einem herkömmlichen rechteckförmigen Parallelflach
ist, so daß die Dichte des
Magnetflusses von den Magneten 24 und 24A zur
Bremstrommel hin (was auch für
die umgekehrte Richtung gilt) im vorderen Endbereich der ferromagnetischen
Platte 15 (d. h. dem vorderen Abschnitt in Drehrichtung
der Bremstrommel 7) ein Maximum erreicht. Außerdem ist
die Vorderfläche 15a der
ferromagnetischen Platte 15 in Drehrichtung der Bremstrommel 7 nach
vorn geneigt, und auch die rückwärtige Fläche 15b ist
in Drehrichtung der Bremstrommel 7 so nach vorn geneigt,
daß sich
die Magnetflüsse von
den Magneten 24 und 24A zur Bremstrommel 7 hin
auf den vorderen Endbereich der ferromagnetischen Platte 15 konzentrieren.
Infolgedessen ist die ferromagnetische Platte 15 in ihrem
Seitenbereich so aufgebaut, daß ihre
Form der Form eines Parallelogramms nahe kommt. Die beiden Seitenflächen 50c der
ferromagnetischen Platte 15 sind zu Ebenen ausgebildet,
die parallel zueinander verlaufen und senkrecht auf der Drehwelle 1 der
Bremstrommel 7 stehen.
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Zwar handelt es sich bei den in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen um einen einfachen
Aufbau, bei welchem die rückwärtige Fläche 15b der
ferromagnetischen Platte 15 in Drehrichtung der Bremstrommel 7 geneigt
ist, doch sollte auch beachtet werden, daß die Außenfläche 50a der ferromagnetischen
Platte 15 von der Innenfläche 50b aus nach vorn
gespannt wird und daß die
zweite Hälfte der
Außenfläche 50a keine
einfache geneigte Fläche ist,
sondern zu einer kreisrunden rückwärtigen Fläche 15b in
der Weise ausgebildet sein kann, daß die Stärke der ferromagnetischen Platte 15 in
Drehrichtung der Bremstrommel 7 nach hinten zu allmählich dünner wird,
wie dies in 5 dargestellt
ist. Des weiteren ist die ferromagnetische Platte 15 mit
einer rückwärtigen Fläche 15d versehen,
um zu verhindern, daß sich
die rückwärtige Fläche 15d und
die Innenfläche 50b unter
einem spitzen Winkel überkreuzen,
wodurch man eine enge Verbindung mit dem außenliegenden, rohrförmigen Abschnitt 10a erhält. Die rückwärtige Fläche 15d ist
dabei so ausgebildet, daß sie
bei dem in 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine Fläche
darstellt, die sich von dem diametral in der Mitte liegenden Teil
der Bremstrommel 7 aus diametral nach außen erstreckt;
dabei ist aber zu beachten, daß man
dann, wenn die rückwärtige Fläche 15d,
die von der Innenfläche 50b aus
in Drehrichtung der Bremstrommel 7 nach hinten geneigt
ist, sich mit der rückwärtigen Fläche 15b schneidet,
die in Drehrichtung der Bremstrommel 7 geneigt ist, was
in 7 dargestellt ist,
eine engere Verbindung mit dem außenliegenden, rohrförmigen Abschnitt 10a des
Führungsrohres 10 erhalten
kann, das aus Aluminium gebildet ist.
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Bei den in 6 und 7 dargestellten
Ausführungsbeispielen
besteht die Vorderseite der ferromagnetischen Platte 15 aus
der Vorderfläche 15a,
die im wesentlichen senkrecht zur Innenfläche 50b verläuft, und
einer Vorderfläche 15e,
die in Drehrichtung der Bremstrommel 7 nach vorn geneigt
ist, wodurch sich der Magnetfluß von
dem Magneten 24 zur Bremstrommel 7 auf einen Bereich
konzentriert, in dem sich die Außenfläche 50a und die Vorderfläche 15e überkreuzen.
Durch diese Anordnung wird der Magnetfluß, der von dem Magneten 24 über die
ferromagnetische Platte 7 zur Bremstrommel 7 hin
fließt,
vom vorderen Endabschnitt der ferromagnetischen Platte 15 so
gezogen, daß die
Dichte des Magnetflusses groß wird,
um so im Inneren der Bremstrommel 7 einen stärkeren Wirbelstrom
zu erzeugen, wodurch sich die Bremsleistung verbessern läßt. Um außerdem die
Anordnung zu vereinfachen, kann die rückwärtige Fläche in der gleichen Form wie
die rückwärtige Fläche 15b oder
als Kombination aus der rückwärtigen Fläche 15b und
der rückwärtigen Fläche 15d gemäß der Darstellung
in 5 bis 7 ausgebildet werden und es wird die
Vorderfläche 15a so
ange ordnet, daß sie
gemäß der Darstellung
in 8 senkrecht zur Innenfläche 50b verläuft.
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Auch wenn vorstehend ein Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, bei dem die ferromagnetische Platte 15 in
den außenliegenden,
rohrförmigen Abschnitt 10a des
hohlen Führungsrohres 10 eingegossen
ist, das aus Aluminium hergestellt ist, ist dabei doch zu beachten,
daß bei
den in 9 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispielen
der außenliegende,
rohrförmige
Abschnitt 10a des Führungsrohres 10 aus
einer dünnen
Edelstahlplatte gebildet ist. Die ferromagnetische Platte 15 ist
in eine Öffnung 25 eingepaßt, die
in dem außenliegenden,
rohrförmigen Abschnitt 10a vorgesehen
und durch Schweißen oder
ein ähnliches
Verfahren mit diesem verbunden ist. Vorzugsweise ist an dem außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt 10a eine nutfärmige
Verstärkungsrippe 31 ausgebildet,
die sich in axialer Richtung erstreckt. Alternativ kann die Verstärkungsrippe 31 auch
in radialer Richtung von einer außenliegenden Umfangsfläche 40a des
außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitts 10a aus nach außen verlängert werden.
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Die ferromagnetische Platte 15 kann
in der Form angeschlossen werden, daß sich die Innenfläche 50b mit
einer innenliegenden Umfangsfläche 40b des
außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitts 10a überdeckt,
wie dies in 9 und 10 dargestellt ist, oder
sie kann so verbunden werden, daß die außenliegende Umfangsfläche 40a mit
einer außenliegenden
Umfangsfläche 40a des
außenliegenden, rohrförmigen Abschnitts 10a zusammenfällt oder
sich mit dieser deckt, wie dies in 11 dargestellt
ist. Außerdem
kann die ferromagnetische Platte 15 in einem in der Mitte
befindlichen Abschnitt zwischen der Außenfläche 50a und der Innenfläche 50b in
die Öffnung 25 des
außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitts 10a eingepaßt und
daran angeschweißt
werden, wie dies aus 12 zu
entnehmen ist.
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Wird nicht abgebremst, weisen die
Magnete 24 und 24a, die alle der gemeinsamen ferromagnetischen
Platte 15 gegenüberliegen,
Polarisierungen auf, die einander entgegengesetzt sind, wie aus 1 ersichtlich ist. Zu diesem
Zeitpunkt bilden die Magnete 24 und 24A kurzgeschlossene
Magnetkreise w zwischen der ferromagnetischen Platte 15 und den
Magnettragerohren 14 und 14A und beaufschlagen
die Bremstrommel 7 nicht mit einem magnetischen Feld.
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Im Bremszustand dagegen weisen die
Magnete 24 und 24A, die in axialer Richtung ausgerichtet sind
und der gemeinsamen ferromagnetischen Platte 15 gegenüberstehen,
die gleiche Polarisierung auf, wie dies aus 2 ersichtlich ist. Dabei wirken auf die
Bremstrommel 7 über
die ferromagnetischen Platten 15 Magnetfelder ein. Wenn
die umlaufende Bremstrommel 7 Magnetfelder kreuzt, dann
fließen Wirbelströme in die
Bremstrommel 7 und es erhält die Bremstrommel 7 das
Brems-Drehmoment. Zu diesem Zeitpunkt bilden die Magnete 24 und 24A zwischen
der Bremstrommel 7 und den Magnettragerohren 14 und 14A Magnetkreise
z.
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Im Zusammenhang mit der ferromagnetischen
Platte 15, die sich auf dem außenliegenden, rohrförmigen Abschnitt 10a des
Führungsrohres
erstreckt, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Fläche
der Außenfläche 50a schmaler
als die entsprechende Fläche
auf der Innenfläche 50b ausgebildet
und es wird die Außenfläche 50a in
Drehrichtung der Bremstrommel 7 von der Innenfläche 50b aus
in Vorwärtsrichtung
gespannt. Deshalb wird der Magnetfluß aus den Magneten 24 und 24A zur
Bremstrommel 7 hin am vorderen Endabschnitt der ferromagnetischen
Platte 15 abgezogen, so daß stärkere Magnetfelder die Bremstrommel 7 erreichen,
um so die Bremskraft zu erhöhen.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur
Verringerung von Wirbelströmen,
die in der Weise aufgebaut ist, daß ein aus nicht-magnetischem
Werkstoff gebildetes und einen hohlen Abschnitt mit einem Schnitt
in Form eines Rechtecks aufweisendes Führungsrohr 10 im Inneren
einer Bremstrommel 7 angeordnet ist, die mit einer Drehwelle 1 verbunden
ist, wobei eine Anzahl ferromagnetischer Platten 15 in gleichen
Abständen
auf dem Umfang auf einem außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt 10a des Führungsrohres 10 angeordnet
sind, wobei Magnete 24 und 24A jeweils mit Außenflächen eines
beweglichen Magnettragerohres 14 und eines unbeweglichen
Magnettragerohres 14A aus einem magnetischen Werkstoff
hergestellt sind, das in dem hohlen Abschnitt des Führungsrohres 10 in
der Weise angeordnet ist, daß die
Magnete den ferromagnetischen Platten 15 gegenüberliegen
und daß deren
Polarisierungen bezüglich
der ferromagnetischen Platten 15 im Wechsel auf dem Umfang
unterschiedlich sind, wobei das bewegliche Magnettragerohr 14 von
einem hydraulischen Betätigungselement
umkehrbar in Drehung versetzt und in eine Bremsposition geschaltet
werden kann, in welcher die Magnete 24 und 24A mit derselben
Polarisierung insgesamt der gemeinsamen ferromagnetischen Platte 15 gegenüberstehen, und
in eine Nichtbrems-Stellung, in welcher die Magnete 24 und 24A mit
unterschiedlicher Polarisierung insgesamt der gemeinsamen ferromagnetischen Platte 15 gegenüberstehen,
wie dies in 1 und 2 dargestellt ist. Die vorliegende
Erfindung beschränkt sich
jedoch nicht auf das vorstehend beschriebene Wirbelstrom-Bremsgerät, sondern
ist auch bei Wirbelstrom-Bremsgeräten anderer Art ebenso gut
einsetzbar.
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Bei den in 13 bis 15 dargestellten
Ausführungsbeispielen
ist ein Wirbelstrom-Bremsgerät
n der Weise aufgebaut, daß ein
Führungsrohr 10,
das aus einem nicht-magnetischen
Werkstoff gefertigt ist und einen hohlen -Abschnitt aufweist, der
im Querschnitt die Form eines Rechtecks besitzt, im Inneren einer
Bremstrommel 7 angeordnet ist, welche mit einer Drehwelle 1 verbunden
ist, wobei eine Reihe von ferromagnetischen Platten 15 in
gleichen Abständen auf
dem Umfang auf einem außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt 10a des Führungsrohres
befestigt ist, und wobei Magnete 24 mit den außenliegenden, peripheren
Flächen
eines Magnettragerohres 14 in der Weise verbunden sind,
daß die
Magneten 24 jeweils zu zweien der entsprechenden ferromagnetischen
Platte 15 gegenübersteht
und ihre Polarisierungen bezüglich
der ferromagnetischen Platte 15 jeweils paarweise in Umfangsrichtung
unterschiedlich sind, und daß das
Magnettragerohr 14 aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt
und in dem hohlen Abschnitt des Führungsrohres 10 von
einen hydraulischen Betätigungselement 20 in
umsteuerbare Drehung versetzbar ist.
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Eine Fläche auf einer Außenfläche 50a jeder ferromagnetischen
Platte 15 ist so ausgebildet, daß sie schmaler als eine Innenfläche 50b ist;
die Außenfläche 50a wird
dabei in Vorwärtsrichtung
in Drehrichtung der Bremstrommel 7 von den Innenflächen 50b aus
gespannt, und eine Vorderfläche 15a und
eine rückwärtige Fläche 15d der
ferromagnetischen Platte 15 sind in Drehrichtung der Bremstrommel 7 geneigt, wie
dies in 3 bis 12 zu erkennen ist.
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Ein Paar Magnete 24 von
unterschiedlicher Polarisierung steht im Nicht-Bremszustand der
gemeinsamen ferromagnetischen Platte 15 insgesamt gegenüber, und
ein Paar Magnete 24 mit gleicher Polarisierung steht insgesamt
der gemeinsamen ferromagnetischen Platte 15 im Bremszustand
gegenüber (vgl. 15).
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Bei dem in 16 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Inneren
einer Bremstrommel 7, die mit einer Drehwelle 1 verbunden
ist, ein Führungsrohr 10 angeordnet,
das aus einem nicht-magnetischen Werkstoff hergestellt ist und einen
hohlen Abschnitt mit einem Querschnitt in Form eines Rechtecks aufweist,
wobei eine Anzahl von ferromagnetischen Platten 15 in gleichen
Abständen
auf dem Umfang auf einem außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt 10 des Führungsrohres 10 angeordnet
ist; dabei sind Magnete 24 mit den Außenflächen eines beweglichen Magnettragerohres 14 verbunden,
das aus einem magnetischen Material hergestellt und axial beweglich
in dem hohlen Abschnitt des Führungsrohres 10 in
der Weise angeordnet ist, daß deren
Polaritäten
bezüglich
der ferromagnetischen Platten 15 sich in Umfangsrichtung
abwechseln. Eine Fläche
auf einer Außenfläche 50a der
ferromagnetischen Platte 15 ist dabei schmaler ausgebildet
als die Fläche
einer Innenfläche 50b,
während
die Außenfläche 50a in
Drehrichtung der Bremstrommel 7 von der Innenfläche 50b aus
nach vorn gespannt wird, wohingegen eine Vorderfläche 15a und
eine rückwärtige Fläche 15d der
ferromagnetischen Platte 15 in Drehrichtung der Bremstrommel 7 nach
vorn geneigt sind, wie dies in 3 bis 12 dargestellt ist.
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Wenn das bewegliche Magnettragerohr 14 von
einem hydraulischen Betätigungselement 20 in eine
Bremsstellung bewegt wird und dabei nach vorn in die Bremstrommel 7 hinein
ragt, dann stehen die Magnete 24 insgesamt den ferromagnetischen
Platten 15 gegenüber,
wie dies in 2 gezeigt
wird, und wenn das Magnettragerohr 14 in axialer Richtung
von der Bremstrommel 7 weg in eine Nicht- Bremsstellung gebracht
wird, dann stehen die Magnete 24 den ferromagnetischen
Platten 15 nicht gegenüber.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist,
wie vorstehend beschrieben wurde, eine Fläche einer Außenfläche 50a der
ferromagnetischen Platte 15 schmaler als die Fläche auf
einer Innenfläche 50b ausgebildet,
während
die Außenfläche 50a in
Drehrichtung der Bremstrommel 7 nach vorn gespannt wird,
wodurch der Randeffekt der ferromagnetischen Platte 15 verbessert
wird und die Magnetflüsse,
die von dem Magneten 24 aus über die ferromagnetische Platte 15 auf
die Bremstrommel 7 ausgeübt werden, abgezogen werden.
Da, mit anderen Worten, der Magnetfluß des Magneten 24 abgezogen
wird, während er
durch die ferromagnetische Platte 15 übertragen wird und auf die
Bremstrommel 7 einwirkt, wird die Magnetflußdichte
auf der Bremstrommel 7 groß und es wird der im Inneren
der Bremstrommel 7 erzeugte Wirbelstrom stärker, um
so die Bremskraft zu verstärken.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist,
wie vorstehend beschrieben wurde, ein Führungsrohr, das aus einem nicht-magnetischen
Werkstoff hergestellt ist und einen hohlen Abschnitt mit einem Querschnitt
in Form eines Rechtecks aufweist, im Inneren einer Bremstrommel
angeordnet, die mit einer Drehwelle verbunden ist, während eine
Anzahl ferromagnetischer Platten in gleichen Abständen in Umfangsrichtung
mit einem außenliegenden,
rohrförmigen
Abschnitt des Führungsrohres
verbunden ist und Magnete mit den Außenflächen eines Magnettragerohres,
das in dem hohlen Abschnitt des Führungsrohres beweglich abgestützt ist,
verbunden sind, wobei eine Fläche
auf der Außenfläche der
ferromagnetischen Platte schmaler ausgestaltet ist als die Fläche auf
der Innenseite der ferromagnetischen Platte, und die Außenfläche in Drehrichtung
der Bremstrommel von der Innenfläche
aus nach vorn gespannt wird. Durch dieses Merkmal werden die Magnetflüsse, welche
die Bremstrommel erreichen, zum vorderen Endabschnitt der ferromagnetischen Platte
gezogen, wodurch das starke Magnetfeld auf die Bremstrommel einwirkt
und damit die Bremskraft verstärkt
wird.
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Bezugszeichen
- 1
- Drehwelle
- 2
- Befestigungsflansch
- 3
- Bremstrommel
- 4
- Bolzen
- 5
- Erhebung
- 5a
- Flanschabschnitt
- 6
- Speiche
- 7
- Bremstrommel
- 8
- Kühlrippe
- 10
- Führungsrohr
- 10a
- außenliegender,
rohrf. Abschnitt
- 10b
- innenliegender,
rohrf. Abschnitt
- 10c
- konische
Fläche
- 11
- Stirnwandung
- 12
- Rollenlager
- 14
- Magnettragerohr
- 14A
- Magnettragerohr
- 15
- ferromagnetische
Platte
- 15a
- Vorderfläche
- 15b
- rückwärtige Fläche
- 15c
- Trennlinie
- 15d
- rückwärtige Fläche
- 15e
- Vorderfläche
- 16
- Arm
- 17
- Kolben
- 18
- Zylinder
- 18a
- Schlitz
- 20
- Betätigungselement
- 24
- Magnet
- 24A
- Magnet
- 25
- Öffnung
- 31
- Verstärkungsrippe
- 40a
- außenliegende
Umfangsfläche
- 40b
- innenliegende
Umfangsfläche
- 50
- strichpunktierte
Linie
- 50a
- Außenfläche
- 50b
- Innenfläche
- 50c
- Seitenfläche
- 51
- strichpunktierte
Linie