JP3558641B2 - 電磁式ヒステリシスブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の電磁式ヒステリシスブレーキに関する。
この種のヒステリシスブレーキは、ZF社のカタログ「″Hysteresekupplungenund−bremsen″（ヒステリシスクラッチアンドブレーキ）KB2」で知られている。
電磁式ヒステリシスブレーキは、例えば、いわゆる糸ブレーキとして繊維機械で採用されている。このような機械の代表的な特色は、互いに並列に配置されるとともに並行して同じプロセスを経過する多数の生産ユニットにある。
個々の糸ブレーキは、中央で電気制御される。これは最良のプロセス経過に対するトルクを、電流で調整（形成）することを意味する。しかし、そのすべてのブレーキは、同じ電流で精確に同じトルクを有していなければならない。その場合、不可避の製造誤差に基づいて生ずるブレーキの空隙、特に環状空隙の幅ないし大きさの乱れが、機械に採用されているすべてのブレーキを一様なトルクに調節ないし検定しなければならないという問題を産み出す。これはかなりの経費と時間がかかることを意味する。
本発明の目的は、冒頭に述べた形式の電磁式ヒステリシスブレーキを、一様なトルクを有するように行う調節を単純な処置によって行えるように構成することにある。
本発明によればこの目的は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の手段によって達成される。
本発明はこの目的の解決に際して、空隙の大きさがトルク経過の特性に影響を与えるという認識から出発している。例えば空隙が大きくなればなるほど、トルクは小さくなる。
しかし、上述したように種々の大きさに空隙がばらつくことは避けられない。
いまや調整可能な空隙が「人為的に」作られることによって、かつこの調整可能な空隙を適当に変化させることによって、最終的にヒステリシスブレーキの全空隙の合計が同じに維持され、これによってヒステリシスブレーキに対して精確に規定ないし予め選択されたトルクを得ることができる。
そのためには、冒頭に述べた形式のヒステリシスブレーキの製造後に、一旦標準電流を調整（形成）し、そして調整可能な空隙を、最小値から最大値まで所望のトルクが得られるように変化させるだけでよい。
内側磁極リング部分と外側磁極リング部分との間の空隙を、調整可能に簡単に形成する。このために、特に内側磁極リング部分をポット状に包囲する外側磁極リング部分と内側磁極リング部分の端面との間の空隙を提案する。
空隙を精確に調整するために、有利には空隙が回転軸線に向かってくさび状に拡大して形成されている。
内側磁極リング部分と外側磁極リング部分との間のこのくさび形状の発生は、種々の方式で行うことができる。
即ち、例えば円板ばね状に形成された弾性座金を、両磁極リング部分間に配置することができる。この弾性座金は弾性変形可能とされ、かつこの座金の弾性変形によって、内側磁極リング部分と外側磁極リング部分との間の空隙を調整できる。
他の構成においては、外側磁極リング部分が内側磁極リング部分の側にくさび形状を有する。しかしこの場合、外側磁極リング部分は、この範囲が弾性変形できねばならない。あるいは（それと逆に）内側磁極リング部分が外側磁極リング部分の側の端面に相応したくさび形状乃至円板形状あるいは中空形状を有する。
空隙の大きさは、種々の方式で変化させることができる。このために、例えば簡単に、空隙を調整できる取付けボルト、詳しくは内側磁極リング部分と外側磁極リング部分との間の間隔を変化させることができる取付けボルトを設ける。
このために構造的な実施態様において、外側磁極リング部分の背面が中央孔を有し、この中央孔を通して取付けボルトが差し込まれ、内側磁極リング部分にねじ込まれていることが有利である。
残留空隙を意図して残すことによって、即ちボルトを完全に締め付けないことによって、磁極における種々の環状空隙を補償できる。これは例えば、同じ磁石コイル電流において総合空隙抵抗の合計、従ってトルクも一様にできることを意味する。このようにして簡単なトルク調整ができる。
以下、図を参照して本発明の二つの実施例を原理的に説明する。
図１は円板ばね状に形成された座金を備えた実施例において、空隙が最大となっている状態を示す縦断面図、
図２は図１における実施例の空隙が最小となっている状態を示す縦断面図、
図３は図１におけるIII−III矢視線に沿った断面図、
図４は本発明に係る他の実施例の縦断面図である。
ヒステリシスブレーキは原理的に公知の構造形式を有しているので、実施例を参照しながら、本発明にとって重要な部分についてだけ詳細に説明する。
図１乃至図３の実施例におけるヒステリシスブレーキは、軸２に堅固に取り付けられたアンカー１を有している。このアンカー１からは永久磁石材料製のヒステリシスリング３が突出しており、その軸線は軸２の軸線と同軸とされている。
定置若しくは固定されているブレーキ磁石４は、外側磁極リング部分５および内側磁極リング部分６を有している。外側磁極リング部分５は円筒部分７と円板状背面８とを備えたポット形状をしている。円板状背面８は一方の側面側において内側磁極リング部分６を包囲し、内側磁極リング部分６は反対側がアンカー１の手前に間隔を隔てて位置している。また、内側磁極リング部分６は、球軸受９によって軸２から分離されている。
内側磁極リング部分６は種々の直径で段状に形成され、磁石コイル10は、内側磁極リング部分６の段部と外側磁極リング部分５の内周壁との間にはめ込まれている。
アンカー１の側における外側磁極リング部分５の内径、および内側磁極リング部分６の外径は、ヒステリシスリング３がその中で回転する環状空隙11が生ずるように設計されている。
円板状背面８と、この側に位置する内側磁極リング部分６の端面6aとの間に、円板ばね状の座金15が配置されている。この座金15は、その形状に基づいて、回転軸線に向けてくさび状に拡大した環状空隙12を形成している。
必要なトルクを発生させるために、公知のように外側磁極リング部分５の磁極16は、円周方向において、内側磁極リング部分６の磁極17に対してずらされている（図３参照）。この図から、ブレーキに対する取付け舌片18も理解できる。
所望トルクの調整（形成）は、空隙12の大きさの変化によって達成される。このために、外側磁極リング部分５の背面８は、取付けボルト13が差し込まれる中央孔を備えている。取付けボルト13は、内側磁極リング部分６のねじ孔14の中に突出している。
取付けボルト13の制御した締め付けによって、空隙12の大きさが相応して変化させられる。取付けボルト13の締め付けによって、円板状座金15が相応して変形され、詳しくは最大で空隙12が完全に無くなるまで変形される。この位置は図２に示されている。
このことは、最小トルクの調整のために空隙12の幅をできるだけ大きくし、最大トルクの調整のために空隙12を零にさせることを意味している。この処置によって、複数のヒステリシスブレーキに対して、簡単に同じトルク調整が達成され、詳しくは、特に環状空隙11の製造公差とは無関係に達成される。
図４には、外側磁極リング部分５と内側磁極リング部分６の端面6aとの間に、調整可能な空隙12を形成するための異なった実施例が示されている。基本的にはこの実施例も図１から図３の実施例と同じように構成されているので、同一部分に対して同一符号が利用されている。
図１から図３の実施例と異なって、別個の座金15の代わりに、外側磁極リング部分の背面８は、軸２に回転軸線の方向に隙間が形成され、これが回転軸線の方向にも拡大されているように、僅かに円錐状に形成されている。この実施例の場合、勿論、背面８が弾性的に形成される必要があり、取付けボルト13を締め付けた際に背面８が相応して変形し、これが極端な場合に、中間に位置する空隙12なしに内側磁極リング部分６の端面6aの全体に接する。単純化するために、図４には上側半部に空隙12が存在する状態が、下側半部に空隙が存在しない状態が示されている。
その代わりに、内側磁極リング部分の端面が内側に向かってないしはアンカーの方向に外側から内側に湾曲されているときにも同じ結果が得られる。
符号の説明
１ アンカー
２ 軸
３ ヒステリシスリング
４ ブレーキ磁石
５ 外側磁極リング部分
６ 内側磁極リング部分
6a 端面
７ 円筒部分
８ 円板状背面
９ 球軸受
10 磁石コイル
11 環状空隙
12 空隙
13 取付けボルト
14 ねじ孔
15 座金
16 磁極
17 磁極
18 取付け舌片

Claims (2)

1. 内側磁極リング部分（６）と外側磁極リング部分（５）を備えた２分割構造の磁極リングと磁石コイル（10）とを有する静止ブレーキ磁石、および軸（２）に接続されたアンカー（１）およびこのアンカー（１）と一緒に回転する永久磁石材料製のヒステリシスリング（３）を備え、このヒステリシスリング（３）が内側磁極リング部分（６）と外側磁極リング部分（５）との間に形成された磁極リングの環状空隙（11）中に突出している電磁式ヒステリシスブレーキにおいて、
   内側磁極リング部分（６）は、アンカー（１）から離れた側において軸（２）の軸線の周りで半径方向に延びる端面（6a）を有し、
   外側磁極リング部分（５）は、端面（6a）に対向する円板状背面（８）と円筒部分（７）とを具備して内側磁極リング部分（６）を包囲するポット状に形成され、
   端面（6a）と円板状背面（８）との間には弾性変形可能な円板ばね状に形成された弾性座金（15）が配置され、
   円板状背面（８）と弾性座金（15）との間には、前記軸線に向かってくさび状に拡大する空隙（12）が前記軸線の周りに形成され、
   円板状背面（８）に形成された中央孔に差し込まれた取付けボルト（13）が内側磁極リング部分（６）にねじ込まれ、
   取付けボルト（13）の制御された締め付けによって前記弾性座金（15）が変形し空隙（12）が調整可能であることを特徴とする電磁ヒステリシスブレーキ。
2. 内側磁極リング部分（６）と外側磁極リング部分（５）を備えた２分割構造の磁極リングと磁石コイル（10）とを有する静止ブレーキ磁石、および軸（２）に接続されたアンカー（１）およびこのアンカー（１）と一緒に回転する永久磁石材料製のヒステリシスリング（３）を備え、このヒステリシスリング（３）が内側磁極リング部分（６）と外側磁極リング部分（５）との間に形成された磁極リングの環状空隙（11）中に突出している電磁式ヒステリシスブレーキにおいて、
   内側磁極リング部分（６）は、アンカー（１）から離れた側において軸（２）の軸線の周りで半径方向に延びる端面（6a）を有し、
   外側磁極リング部分（５）は、端面（6a）に対向する円板状背面（８）と円筒部分（７）とを具備して内側磁極リング部分（６）を包囲するポット状に形成され、
   円板状背面（８）は、端面（6a）との間に前記軸線に向かってくさび状に拡大する空隙（12）を形成するように円錐状に形成され、
   円板状背面（８）に形成された中央孔に差し込まれた取付けボルト（13）が内側磁極リング部分（６）にねじ込まれ、
   取付けボルト（13）の制御された締め付けによって円板状背面（８）が弾性変形し空隙（12）が調整可能であることを特徴とする電磁ヒステリシスブレーキ。

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