DE1068357B

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Publication number: DE1068357B
Application number: DENDAT1068357D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-05

Description

Dynamoelektrische Maschine mit permanentmagnetischer Bremsenanordnung Es sind dynamoelektrische Maschinen bekannt, bei denen der den Rotor umgebende Stator über den Rotor übersteht und dadurch eine Kammer für einen auf der Rotorwelle axial beweglichen Teil einer Bremsenanordnung bildet, der sich an seinem einen Ende in die durch den Stator gebildete Kammer hinein erstreckt; der axial bewegliche Teil steht unter der Kraft einer auf der Rotorwelle vorgesehenen Schraubenfeder, und es wird der genannte Teil, wenn der Rotor läuft, durch das vom Stator erzeugte Magnetfeld gegen die Kraft der Schraubenfeder in die durch den überstehenden Teil des Stators gebildete Kammer hineingezogen. Die Bremswirkung beruht dabei auf der Entspannung der zuvor gespannten Schraubenfeder, wenn das Magnetfeld des Stators beim Abschalten des Motors zusammenbricht.Dynamo-electric machine with permanent magnetic brake arrangement Dynamo-electric machines are known in which the stator surrounding the rotor protrudes beyond the rotor and thereby creates a chamber for one axially on the rotor shaft Moving part of a brake assembly forms, which is at one end in extending into the chamber defined by the stator; the axially movable part is under the force of a coil spring provided on the rotor shaft, and it becomes said part when the rotor is running due to the magnetic field generated by the stator against the force of the helical spring in the through the protruding part of the stator formed chamber pulled into it. The braking effect is based on relaxation the previously tensioned coil spring when the magnetic field of the stator is switched off the engine breaks down.

Es ist ferner bekannt, bei einer Anordnung der vorstehend erörterten Art die Rotorwelle hohl auszubilden und eine die Rotorwelle durchsetzende koaxiale Welle dadurch mit dem Rotor zu kuppeln, daß auf der Welle axial verschiebbare Kupplungs- bzw. Bremsscheiben vorgesehen sind, die elektromagnetisch durch Ringspulen gesteuert werden und entweder zur Berührung mit einer festen Bremsbelegung oder zur Berührung mit einer mit dem Rotor umlaufenden Kupplungsbelegung gebracht werden. Es übergreifen sich dabei die Felder des überhängenden Teiles der Statorwicklung und der einen Ringspule im Sinne der Erzielung einer Kupplungswirkung.It is also known in an arrangement of those discussed above Type of the rotor shaft to be hollow and a coaxial one that penetrates the rotor shaft To couple the shaft with the rotor, that axially displaceable coupling or brake disks are provided, which are controlled electromagnetically by toroidal coils and either for contact with a fixed brake pad or for contact be brought with a clutch assignment rotating with the rotor. It spill over the fields of the overhanging part of the stator winding and the one Ring coil in the sense of achieving a coupling effect.

Eine weitere bekannte magnetische Bremsenanordnung für Elektromotoren sieht vor, daß ein eine Verlängerung der Rotorwelle umgebender ringförmiger Dauermagnet und ein ringförmiger Elektromagnet gemeinsam zur Steuerung der Bremse verwendet werden. Auf der Verlängerung der Rotorwelle ist eine Schraubenfeder vorgesehen, welche einen axial auf der verlängerten Rotorwelle verschiebbaren Bremsenteil von den Ringmagneten weg und in die Bremsfreigabestellung preßt. Die den Elektromagneten erregende Ringspule wirkt so, daß sie, wenn sie von Strom durchflossen wird, ein dem Dauermagneten entgegengesetztes Magnetfeld erzeugt und die Schraubenfeder dann die Bremsenanordnung löst. Als Erregerstrom für die Spule wird zweckmäßigerweise der Motorstrom verwendet,. so daß, wenn der Motorstrom abgeschaltet wird, nur mehr das magnetische Feld des ringförmigen Dauermagneten wirkt und den beweglichen Bremsenteil anzieht und dadurch eine Bremswirkung hervorruft. Es muß hierbei der Permanentmagnet verhältnismäßig stark bemessen sein, so daß er gegen die Kraft der Schraubenfeder den beweglichen Bremsenteil, wenn der Motorstrom abgeschaltet wird, anziehen kann.Another known magnetic brake assembly for electric motors provides that an annular permanent magnet surrounding an extension of the rotor shaft and a ring-shaped electromagnet used in common to control the brake will. A helical spring is provided on the extension of the rotor shaft, which is an axially displaceable on the elongated rotor shaft brake part of presses the ring magnet away and into the brake release position. The electromagnets Exciting toroidal coil acts in such a way that it acts when current flows through it The magnetic field opposite to the permanent magnet is generated and the coil spring then the brake assembly releases. The excitation current for the coil is expediently the motor current used. so that when the motor current is switched off, only more the magnetic field of the ring-shaped permanent magnet acts and the movable brake part attracts and thereby creates a braking effect. It must be the permanent magnet be relatively large, so that it is against the force of the coil spring Can apply the moving part of the brake when the motor power is switched off.

Die Erfindung bezieht sich auf eine dynamoelektrische Maschine, bei welcher der den Rotor umgebende Stator über den Rotor übersteht und dadurch eine Kammer für einen auf der Rotorwelle axial beweglichen Teil einer Bremsenanordnung bildet, der sich an seinem einen Ende in die durch den Stator gebildete Kammer hinein erstreckt und in axialer Richtung unter der Kraft einer auf der Welle vorgesehenen Schraubenfeder und einer um die Welle herum vorgesehenen Permanentmagnetanordnung steht; die Erfindung kennzeichnet sich dabei dadurch, daß der axial bewegliche Teil der Bremsenanordnung sowohl durch die an ihm angreifende Feder als auch durch die Kraftwirkung der Permanentmagnetanordnung vom Rotor weg und in die Bremsstellung vorgespannt wird.The invention relates to a dynamo-electric machine at which the stator surrounding the rotor protrudes beyond the rotor and thereby a Chamber for a part of a brake arrangement that is axially movable on the rotor shaft forms, which at its one end into the chamber formed by the stator extends and in the axial direction under the force of one provided on the shaft Coil spring and a permanent magnet arrangement provided around the shaft stands; the invention is characterized in that the axially movable part the brake assembly both by the spring acting on it and by the Force action of the permanent magnet arrangement away from the rotor and into the braking position is biased.

Beim Einschalten des Statorfeldes wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung der axial bewegliche Teil der Bremsenanordnung zuerst gegen die Kraft der Schraubenfeder und die Kraft der magnetischen Anordnung zurückgezogen und wird dann bei vollem Lauf der Maschine, wenn der Motorstrom herabgesunken ist, nur mehr gegen die Kraft der gespannten Schraubenfeder in der zurückgezogenen Stellung gehalten. Beim Ausschalten der Maschine und Nachlassen des Statorfeldes gelangt dann der axial bewegliche Bremsenteil unter der Kraft der sich entspannenden Schraubenfeder immer stärker in den Bereich der magnetischen Kräfte des Permanentmagneten, die um so stärker werden, je mehr sich der axial bewegliche Bremsenteil dem nicht verschiebbaren festen Bremsenteil nähert. Es findet dadurch eine sehr schnelle und doch stoßfreie Bremswirkung statt.When the stator field is switched on, in the arrangement according to the invention the axially movable part of the brake assembly first against the force of the coil spring and the force of the magnetic assembly is withdrawn and then at full When the motor current has dropped, the machine can only run against the force the tensioned coil spring is held in the retracted position. When switching off The axially movable brake part then arrives at the machine and the stator field diminishes under the force of the relaxing coil spring ever stronger in the area the magnetic forces of the permanent magnet that the stronger the more the axially movable brake part is fixed to the non-displaceable part Brake part is approaching. As a result, it has a very fast and yet shock-free braking effect instead of.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung und ihrer Wirkungsweise dienen die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen, welche verschiedene Ausführungsformen erläutern. Von den Figuren zeigt: Fig. 1 einen in der Längsrichtung liegenden Vertikalschnitt, welcher die beweglichen Teile in der Bremsstellung zeigt, Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt, bei welchem die beweglichen Teile in der Freigabestellung gezeigt sind, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Magnetanordnung, Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Erfindung in Schnittdarstellung, wobei die beweglichen Teile der Bremse in Freigabestellung gezeigt sind, Fig. 5 einen Schnitt der Bremsvorrichtung der Anordnung gemäß Fig. 4 allein, wobei jedoch die beweglichen Teile in Bremsstellung gezeigt sind, Fig. 6 eine Endansicht des Motors, und zwar von der linken Seite in Fig. 4 und 5 betrachtet, Fig. 7 eine teilweise gebrochene Ansicht des kolbenförmigen Teiles.Serve for a more detailed explanation of the invention and its mode of operation the following description and drawings depicting various embodiments explain. The figures show: FIG. 1 a vertical section lying in the longitudinal direction, which shows the moving parts in the braking position, Fig. 2 shows a corresponding one Section in which the moving parts are shown in the release position, FIG. 3 shows a cross section through the magnet arrangement, FIG. 4 shows another embodiment of the invention in sectional view, the moving parts of the brake in the release position 5 shows a section of the braking device of the arrangement according to FIG. 4 alone, but with the moving parts shown in the braking position, Fig. 6 is an end view of the engine, viewed from the left in FIGS. 4 and 5; Fig. 7 is a partially broken view of the piston-shaped part.

In Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Bremsenanordnung bei einem Induktionsmotor gezeigt, der einen Kurzschlußläufer und ein Gehäuse 1 besitzt, in welchem Stator und Rotor untergebracht sind. An der linken Seite ist ein Gehäusefortsatz 2 vorgesehen, der eine sich senkrecht zur Drehachse erstreckende Speichenanordnung 3 zeigt. Die Speichenanordnung 3 trägt einen sich in der Längsrichtung erstreckenden Flansch 4, welcher an gewissen im Abstand liegenden Stellen seines Umfanges durch radiale Rippen 4a verstärkt ist. Die glockenförmige Kappe 5 schließt das Gehäuse ab und besitzt nach außen eine Verschlußkappe 5a und nach innen einen Flanschring 5b, in welchem in üblicher Weise das Kugellager 6 gelagert ist.In Figs. 1 and 2, a brake assembly according to the invention is at a Induction motor shown having a squirrel cage rotor and a housing 1, in which stator and rotor are housed. There is a housing extension on the left 2 is provided which has a spoke arrangement extending perpendicular to the axis of rotation 3 shows. The spoke arrangement 3 carries one extending in the longitudinal direction Flange 4, which at certain points at a distance of its circumference through radial ribs 4a is reinforced. The bell-shaped cap 5 closes the housing and has a cap 5a to the outside and a flange ring to the inside 5b, in which the ball bearing 6 is mounted in the usual way.

Die Motorwelle 7 erstreckt sich durch das Gehäuse und den Gehäusefortsatz bis zu dem glockenförmigen Endteil, wo sie in dem Kugellager gelagert ist. Das Ende der Welle ist bei 7a abgesetzt, um den Innenring des Kugellagers aufzunehmen. Innerhalb des Gehäuses 1 trägt die Welle 7 den Rotor 8. Der Rotor 8 ist von dem Stator 9 umgeben, welcher, wie aus Fig. 1 zu ersehen, über das Ende des Rotors übersteht. Es bildet sich eine enge Kammer 11 von kreisförmiger Begrenzungsfläche, welche das dem Rotor zugewendete Ende des massiven axial beweglichen Teiles 12 aufzunehmen vermag. Der axial bewegliche Teil 12, der im nachfolgenden mit »Kolben« bezeichnet wird, besteht zweckmäßigerweise aus gewalztem Stahl, kann aber aus jedem beliebigen Material bestehen, welches man in Solenoiden als Anker benutzt. Der Außendurchmesser ist etwas geringer als der Innendurchmesser des Stators 9, so daß der Kolben sich in die Kammer 11 hineinbewegen und aus ihr herausbewegen kann, ohne durch den Stator behindert zu werden. Das Ende 12a des Kolbens 12, welches dem Rotor 8 zugewendet ist, besitzt eine zylindrische Höhlung 13, in welcher eine Schraubenfeder 14 angeordnet ist, die den Kolben 12 in die Bremsstellung, die in Fig. 1 gezeigt ist, rückt. Der Kolben 12 dreht sich auf der Welle 7, wobei eine Passung von etwa 1/l0 mm zwischen ihnen herrscht.The motor shaft 7 extends through the housing and the housing extension up to the bell-shaped end part where it is mounted in the ball bearing. The end the shaft is stepped down at 7a to accommodate the inner ring of the ball bearing. Within of the housing 1, the shaft 7 carries the rotor 8. The rotor 8 is surrounded by the stator 9, which, as can be seen from Fig. 1, protrudes beyond the end of the rotor. It educates a narrow chamber 11 of circular boundary surface, which the rotor facing end of the massive axially movable part 12 is able to accommodate. Of the axially movable part 12, which is hereinafter referred to as "piston", consists expediently made of rolled steel, but can be made of any material, which is used as an anchor in solenoids. The outside diameter is a little smaller than the inner diameter of the stator 9 so that the piston moves into the chamber 11 can move in and out of it without being hindered by the stator will. The end 12a of the piston 12, which faces the rotor 8, has a cylindrical cavity 13 in which a helical spring 14 is arranged, which moves the piston 12 into the braking position shown in FIG. The piston 12 rotates on shaft 7 with a fit of about 1/10 mm between them prevails.

Am anderen Ende 12 b ist der Kolben 12 konisch und besitzt einen manschettenartigen Teil 15. Gegen das Außenende des manschettenartigen Teiles schließt ein Polstück 16 ab, welches die Form eines flachen Ringes besitzt und einen Durchmesser hat, der etwas geringer ist als der Innendurchmesser des Teiles 3. Das Polstück 16 kann aus einem beliebigen Material sein, vorzugsweise besteht es aus kalt gewalztem Stahl. Es ist an dem Kolben 12 mittels Schrauben 17 befestigt, welche in Schraublöcher 18 im Kolben 12 eingreifen. In Fig. 1 und 2 ist nur eine derartige Schraube gezeigt. Es werden jedoch in der Regel zwei oder mehr winkelmäßig im gleichen Abstand versetzte Schrauben um die Motorachse herum angeordnet sein. Zwischen dem Polstück 16 und dem Kolben 12, d. h. außen auf der Manschette 15, ist eine ringförmige Masse 19, aus Bremsmaterial bestehend, angeordnet. Es besteht aus üblichem Material und wird mittels des Polstückes 16 und der Schrauben 17, die es durchsetzen, gehalten.At the other end 12 b, the piston 12 is conical and has a sleeve-like shape Part 15. A pole piece closes towards the outer end of the sleeve-like part 16 from, which has the shape of a flat ring and has a diameter, which is slightly smaller than the inner diameter of part 3. The pole piece 16 can be of any material, preferably it consists of cold rolled steel. It is attached to the piston 12 by means of screws 17 which are screwed into screw holes 18 engage in piston 12. In Figs. 1 and 2, only one such screw is shown. However, there are usually two or more angularly offset at the same distance Screws can be arranged around the motor axis. Between the pole piece 16 and the piston 12, d. H. on the outside of the cuff 15, there is an annular mass 19, consisting of braking material, arranged. It is made of common material and will held by means of the pole piece 16 and the screws 17 which penetrate it.

Die äußere Oberfläche dieser Bremsmasse, die in Fig. 2 mit 21 bezeichnet ist, besitzt die Form eines Konusstumpfes. An der Innenseite der Flanschfläche 4 ist eine entsprechende konusstumpfförmige unter einem Winkel zur Rotationsachse des Motors verlaufende Fläche vorgesehen. Die konusstumpfförmige Fläche 22 des Flansches 4 bildet den festen Teil der Bremse. Der bewegliche Bremsenteil, nämlich die konusstumpfförmige Fläche 21 der Bremsmasse, wirkt in der Bremsstellung mit dem Flansch zusammen. In der Freigabestellung befindet sich, wie aus Fig. 2 zu ersehen, ein Zwischenraum 23 zwischen den konusstumpfförmigen Flächen 21 und 22. Es befindet sich ferner ein schmaler Zwischenraum 24 zwischen dem Rotor 8 und dem Kolben 12, der sich infolge der begrenzten Zusammenpreßbarkeit der Feder 14 ergibt.The outer surface of this braking compound, denoted by 21 in FIG. 2 is, has the shape of a truncated cone. On the inside of the flange surface 4 is a corresponding truncated cone at an angle to the axis of rotation the engine running surface is provided. The frustoconical surface 22 of the flange 4 forms the fixed part of the brake. The movable brake part, namely the truncated cone-shaped one Surface 21 of the braking mass, interacts with the flange in the braking position. In the release position is, as can be seen from Fig. 2, a gap 23 between the frustoconical surfaces 21 and 22. There is also a narrow space 24 between the rotor 8 and the piston 12, which is due to the limited compressibility of the spring 14 results.

Damit der Kolben 12 mit der Welle 7 zusammen umläuft, sind zwei sich nach hinten erstreckende Antriebsbolzen 25 in das Polstück 16 eingeschraubt, welches zu diesem Zweck Schraublöcher 25 a besitzt. Die freien Enden der Bolzen 25 ragen in lange schmale Bohrungen 26 eines Kopfstückes 27, welches auf der Welle einstellbar vorgesehen ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat das Kopfstück die Form eines im wesentlichen zylindrischen Magneten, der an der Mantelfläche der Welle angeordnet ist.So that the piston 12 rotates together with the shaft 7, there are two rearwardly extending drive pin 25 is screwed into the pole piece 16, which has screw holes 25 a for this purpose. The free ends of the bolts 25 protrude in long narrow bores 26 of a head piece 27, which is adjustable on the shaft is provided. In the present embodiment, the head piece has the shape a substantially cylindrical magnet, which is attached to the outer surface of the shaft is arranged.

Die Magnetanordnung besteht aus einem Zylinderring 28 aus ferromagnetischem Material, zu dem verschiedene andere Bauteile gehören, von denen das Polstück als eines angesehen werden kann. Sie wird mittels einer Schraube 29, deren inneres Ende gegen eine abgeflachte Fläche 7 b der Welle 7 wirkt, auf derselben festgehalten. Dadurch, daß die Schraube 29 auf der flachen Fläche 7 b eingestellt werden kann, ist die Magnetanordnung 27 auf der Welle 7 axial beweglich, so daß zwischen der Magnetanordnung und dem benachbarten Ende des Polstückes 16 ein größerer oder kleinerer Abstand 30 erzielt werden kann.The magnet assembly consists of a cylinder ring 28 made of ferromagnetic Material that includes various other components, one of which is the pole piece as a one can be viewed. It is by means of a screw 29, the inner end of which acts against a flattened surface 7 b of the shaft 7, held on the same. Because the screw 29 can be adjusted on the flat surface 7 b, the magnet assembly 27 is axially movable on the shaft 7 so that between the Magnet assembly and the adjacent end of the pole piece 16 a larger or smaller Distance 30 can be achieved.

Der ringförmige Teil 28 besitzt eine ringförmige Höhlung 22', in welcher ein Ringmagnet 31 aus stark magnetischem Material angeordnet ist; der Ringmagnet kann beispielsweise aus einer Legierung aus Eisen, Nickel, Kobalt, Kupfer und Aluminium bestehen, die eine vergütete gehärtete Legierung ist. Der Magnet 31 ist an seinen Seitenwandungen durch nichtmagnetisches Material, beispielsweise ausgehärtetem Harz, bekleidet. Es sind eine Reihe geeigneter Harze in monomerer Form auf dem Markt. Das Harz wird in flüssiger Form zwischen den Seitenwandungen des Magneten 31 und den entsprechenden Flächen des Hohlringkörpers 28 vorgesehen, mit Hilfe eines flüssigen Katalyten ausgehärtet, so daß es sich zu einer Manschette 32 formt, welche den Magneten 31 festhält und zugleich eine magnetische Isolation bildet, insofern es verhindert, daß das magnetische Feld die betreffenden Teile des Ringkörpers 28 erreicht.The annular part 28 has an annular cavity 22 'in which a ring magnet 31 made of a strongly magnetic material is arranged; the ring magnet can for example consist of an alloy of iron, nickel, cobalt, copper and aluminum, which is a tempered, hardened alloy. The magnet 31 is clad on its side walls by non-magnetic material, for example hardened resin. There are a number of suitable resins on the market in monomeric form. The resin is provided in liquid form between the side walls of the magnet 31 and the corresponding surfaces of the hollow ring body 28, cured with the aid of a liquid catalyte, so that it forms a sleeve 32, which holds the magnet 31 in place and at the same time forms a magnetic insulation, insofar as it prevents the magnetic field from reaching the relevant parts of the annular body 28.

Nachdem der Magnet 31 in den ringförmigen Körper 28 in der genannten Weise eingebaut ist, wird die gesamte Anordnung unter Ausschluß der Bolzen 25 in einem starken magnetischen Feld magnetisiert. Dementsprechend wird der Magnet 31 der eine der beiden Magnetpole der Magnetanordnung 27. Der ringförmige Körper 28 wird der andere Pol. Wenn die Magnetanordnung 27 mittels der Einstellschraube 29 auf der Welle 7 angeordnet ist, übt sie eine starke magnetische Anziehung auf das Polstück 16 aus. In der in Fig. 1 dargestellter Bremsstellung bewirken die so erzeugten magnetischen Kräfte, unterstützt durch die Feder 14, daß der feste und der bewegliche Bremsenteil fest gegeneinandergezogen werden. Dieser Zustand herrscht vor, bis der Motor mit Strom gespeist wird.After the magnet 31 in the annular body 28 in the aforementioned Way is installed, the entire assembly excluding the bolts 25 in magnetized by a strong magnetic field. Accordingly, the magnet 31 becomes one of the two magnetic poles of the magnet arrangement 27. The annular body 28 becomes the other pole. If the magnet assembly 27 is by means of the adjusting screw 29 is arranged on the shaft 7, it exerts a strong magnetic attraction on the Pole piece 16 from. In the braking position shown in Fig. 1, the generated magnetic forces, supported by the spring 14, that the fixed and the movable Brake part are pulled tightly against each other. This condition prevails until the Motor is fed with electricity.

Bei Erregung des Motors entwickelt sich ein starkes magnetisches Feld im Stator 9. Der Teil des Stators, welcher über den Rotor 8 übersteht und die Kammer 11 bildet, übt eine starke Anziehung auf den Kolben 12 aus, welcher, wie bereits erwähnt, drehbar auf der Welle 7 angeordnet ist. Die anziehende Kraft ist besonders stark am Anfang, wenn der Rotor 8 und die Welle 7 sich zu drehen beginnen. Wenn sich die Anziehungskräfte ausbilden, wird der Kolben 12 zurückgezogen, und das bewegliche Bremsenelement 19 verläßt seine Bremsstellung ungeachtet der Vorspannung durch die Feder 14 und der magnetischen Kräfte, die durch die Magnetordnung 27 auf das Polstück ausgeübt werden. Nachdem der Motor sich in volle Bewegung gesetzt hat, nimmt die Anziehungskraft erheblich ab; indessen bleibt sie nach wie vor wirksam, insofern der Kolben 12 weiter angezogen wird.When the motor is excited, a strong magnetic field develops in the stator 9. The part of the stator which protrudes over the rotor 8 and forms the chamber 11 exerts a strong attraction on the piston 12, which, as already mentioned, rotates on the Shaft 7 is arranged. The attractive force is particularly strong at the beginning when the rotor 8 and the shaft 7 start to rotate. When the attractive forces develop, the piston 12 is withdrawn and the movable brake element 19 leaves its braking position regardless of the bias by the spring 14 and the magnetic forces exerted by the magnet assembly 27 on the pole piece. After the motor has set in full motion, the pulling force decreases considerably; however, it remains effective as long as the piston 12 is tightened further.

Trotz der beträchtlichen Masse des Kolbens 12 ist die Wirkung sehr prompt, und es ergibt sich ein praktisch sofortiges Lösen der Bremse. Solange der Motor läuft, ist die Kraft der Feder 14 und des Polstückes 12 nicht hinreichend und zieht den Kolben nicht in Bremsstellung, in Anbetracht der vom Stator entwickelten Anziehungskraft. Diese Kraft herrscht weiter vor, wenn auch in verringertem Maße, selbst wenn sich der Motor unter Vollast dreht. Wenn indessen der Motor abgeschaltet wird, so verschwindet die Anziehungskraft sehr schnell, worauf die Feder 14 sich auswirken kann und die Rückwärtsbewegung des Kolbens die Bremsstellung einleitet.Despite the considerable mass of the piston 12, the effect is great promptly, and the brake is released almost immediately. As long as the If the motor is running, the force of the spring 14 and the pole piece 12 is insufficient and does not pull the piston into the braking position, considering that developed by the stator Attraction. This force continues to prevail, albeit to a lesser extent, even when the engine rotates under full load. If, however, the engine is switched off the force of attraction disappears very quickly, whereupon the spring 14 is and the backward movement of the piston initiates the braking position.

Wenn diese Bewegung einsetzt, nähert sich das Polstück 16 am äußeren Ende des Kolbens 12 der Magnetanordnung 27. Letztere ist, wie bereits erwähnt, einstellbar auf der Welle 7 angeordnet. Ist sie geeignet eingestellt, so beginnt die Anziehung auf das Polstück 16, sich bald bemerkbar zu machen, und es findet eine Beschleunigung des Kolbens in die Bremsstellung statt. Es erfolgt also ebenso wie die Freigabe auch der Übergang in die Bremsstellung sehr prompt, ungeachtet der Masse und der Trägheit des Kolbens.When this movement begins, the pole piece 16 approaches on the outside End of the piston 12 of the magnet arrangement 27. The latter is, as already mentioned, adjustable arranged on the shaft 7. If it is appropriately adjusted, then the attraction begins on the pole piece 16 to make itself felt soon, and it finds an acceleration of the piston in the braking position instead. So it takes place in the same way as the release also the transition to the braking position very promptly, regardless of the mass and the Inertia of the piston.

Die Erfindung beschreibt demgemäß für eine dynamoelektrische Maschine, beispielsweise einen Motor, eine sehr einfache, robuste und vollständig narrensichere Bremse. Sie ist leicht herstellbar, die Teile sind nicht kostspielig, und auch der Zusammenbau ist einfach. Die Bremswirkung ist insofern bemerkenswert, als der Kolben den jeweiligen Bedürfnissen, sei es Übergang in die Bremsstellung oder umgekehrt, sehr schnell folgt. Dementsprechend kann ein unter Vollast laufender Motor in nur wenigen Sekunden zum Halten gebracht werden.The invention accordingly describes for a dynamo-electric machine, for example a motor, a very simple, robust and completely foolproof one Brake. It's easy to make, the parts aren't expensive, and so is the Assembling is easy. The braking effect is remarkable in that the piston the respective needs, be it transition to the braking position or vice versa, follows very quickly. Accordingly, an engine running at full load can only be stopped for a few seconds.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 besitzt der Körper 3 einen sich in Längsrichtung erstreckenden Flansch 4, die radialen Rippen 4a entfallen jedoch. In Fig. 4 ist auch das andere Ende des Motors gezeigt, und dieses Ende besitzt eine Verschlußkappe 5' und eine Kugellageranordnung 6', welche der Kappe 5 und der Lageranordnung 6 ähnlich sind.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the body 3 has a flange 4 extending in the longitudinal direction, the radial ribs 4a are omitted However. Also shown in Fig. 4 is the other end of the motor and has that end a closure cap 5 'and a ball bearing assembly 6', which of the cap 5 and the Bearing arrangement 6 are similar.

Im nachstehenden sind Teile, die in ähnlicher Weise wirken, aber von verschiedener Ausgestaltung sind, mit Bezugszeichen über 100 versehen. Innerhalb des Gehäuses 1 ist auf der Welle 7 der Rotor 108 angeordnet, welcher in diesem Fall einen Kernteil 208a besitzt. Der Stator 9 umgibt den Rotor 108 und ragt zum Teil über denselben hinaus. Ein Teil des Stators 9 wird durch eine unsymmetrisch angeordnete Feldwicklung 10 gebildet. An dem linken Ende ragt der Stator nicht nur über den Rotor hinaus, sondern erstreckt sich weit bis in den Gehäuseansatz 2 in der in Fig. 4 und 5 ersichtlichen Form hinein. Innerhalb des überstehenden Teiles ist die ziemlich tiefe Kammer 111 gebildet, welche im wesentlichen eine ringförmige Gestaltung besitzt und nicht nur das benachbarte Ende, sondern einen wesentlichen Teil des metallischen Kolbens aufnimmt.Below are parts that act in a similar way, but of different configurations are provided with reference numerals above 100. Within of the housing 1, the rotor 108 is arranged on the shaft 7, which in this case has a core part 208a. The stator 9 surrounds the rotor 108 and partially protrudes beyond the same. Part of the stator 9 is arranged asymmetrically Field winding 10 is formed. At the left end, the stator not only protrudes over the Rotor addition, but extends far into the housing extension 2 in the Fig. 4 and 5 form into it. Inside the protruding part that's pretty much Deep chamber 111 is formed, which has a substantially annular configuration and not just the adjacent end, but a substantial part of the metallic Piston receives.

Der Kolben 112 ist am besten in Fig. 4 zu sehen; er besteht vorzugsweise aus Gußeisen, kann aber aus jedem beliebigen für Solenoidanker brauchbaren Material bestehen; er ist, wie aus Fig. 5 zu sehen, in seine Bremsstellung gleitfähig ausgebildet.The piston 112 is best seen in Figure 4; it preferably consists made of cast iron, but can be made of any material useful for solenoid anchors exist; as can be seen from FIG. 5, it is designed to be slidable into its braking position.

Bei dieser Ausführungsform ist eine zweite in Form eines Konusstumpfes zulaufende Fläche komplementärer Formgebung an der Innenseite des Längsflansches 4 vorgesehen. Die Innenfläche ist, wie durch Bezugsziffer 215 angedeutet, durch vier Bremsbeläge üblicher Art gebildet, die vier im wesentlichen trapezförmige Segmente sind, die in umgekehrter Anordnung zueinander vorgesehen sind. Sie sind auf ihren Sitzflächen mit üblichem Harz angekittet. Es können die Flanschfläche 4 oder die Belegung 25 oder auch beide als fester Bremsenteil betrachtet werden.In this embodiment, a second is in the form of a truncated cone tapered surface of complementary shape on the inside of the longitudinal flange 4 provided. As indicated by reference numeral 215, the inner surface is through four brake pads of the usual type formed, the four substantially trapezoidal segments are provided in the reverse order to each other. You are on theirs Seating areas cemented with common resin. It can be the flange surface 4 or the Occupancy 25 or both can be viewed as a fixed part of the brake.

Der bewegliche Bremsenteil, nämlich die konusförmige Außenfläche des Kolbenteiles 112 tritt mit den Bremsbelägen 215 in Wechselwirkung, wenn sich die Teile in der in Fig. 2 dargestellten Bremslage befinden. Wenn die Teile sich in Freigabestellung befinden, wie es Fig. 1 zeigt, befindet sich ein Spalt 216 zwischen dem Bremsbelag 215 und dem äußeren Ende 12 b des Kolbens. Unter diesen Verhältnissen ist ein verhältnismäßig nur geringer Abstand 217 zwischen dem Rotor 108 und der Stirnfläche des Kolbens 112 in Anbetracht der Tatsache, daß ein ringförmiger Anschlag 12 c am Ende 12 a des Kolbens 112 sich befindet, wie in Fig. 5 und 7 gezeigt ist.The movable brake part, namely the conical outer surface of the Piston part 112 interacts with the brake pads 215 when the Parts are in the braking position shown in FIG. If the parts are in Release position, as shown in FIG. 1, there is a gap 216 between the brake pad 215 and the outer end 12 b of the piston. Under these circumstances is a relatively small distance 217 between the rotor 108 and the End face of the piston 112 in view of the fact that an annular stop 12 c is located at the end 12 a of the piston 112, as shown in FIGS.

Damit sich der Kolben 112 zusammen mit dem Rotor 108 dreht, besitzt der letztere zwei aus Metall bestehende, sich nach außen hin erstreckende Bolzen 118. Die festen Enden der Bolzen sind im Rotor 108 eingekittet. Die freien Enden stecken in langen zylindrischen Bohrungen des Kolbens 112. Es drehen sich daher die Bolzen 118 zusammen mit dem Rotor und der Welle 7. Dabei kann der Kolben 112 auf der Oberfläche der Welle hin- und hergleiten.So that the piston 112 rotates together with the rotor 108, has the latter two outwardly extending bolts made of metal 118. The fixed ends of the bolts are cemented into the rotor 108. The free ends stuck in long cylindrical bores of the piston 112. It therefore rotate the bolts 118 together with the rotor and the shaft 7. The piston 112 slide back and forth on the surface of the shaft.

Am inneren Ende des Kolbens 112 befindet sich eine Ringnut 220, die mit einem Teil 8a des Kernes des Rotors 108 zusammenwirkt, wie das. aus Fig. 4 zu ersehen ist. Mit dem anderen Ende des Kolbens 112 hängt ein ringförmiger Teil 128 zusammen, der eine Ringnut 122' besitzt, in welcher ein Ringmagnet 131 aus ferromagnetischem Material, wie zuvor beschrieben wurde, eingefügt ist. Der Ringmagnet 131 besitzt Überzüge, die den zuvor mit 32 bezeichneten Überzugsmanschetten entsprechen. Die Stirnfläche 224 des Kolbens und die Stirnfläche des Ringmagneten 131 schließen, wie Fig. 7 dies erkennen läßt, bündig miteinander ab. Der Ringmagnet 131 wirkt als der eine Pol und der Kolben mit seinem eingesetzten Ringteil 128 als der andere Pol des Permanentmagneten, wenn der Kolben 112 zusammengesetzt und magnetisiert ist. Die magnetischen Kräfte werden durch eine Feder 114 unterstützt, die in einer Ringnut 113 des Kolbens vorgesehen ist; auf diese Weise werden, wie noch näher erörtert wird, in der Bremsstellung die Teile zusammengehalten.At the inner end of the piston 112 there is an annular groove 220 which cooperates with a part 8a of the core of the rotor 108, as can be seen from FIG. An annular part 128 is connected to the other end of the piston 112 and has an annular groove 122 'into which an annular magnet 131 made of ferromagnetic material, as described above, is inserted. The ring magnet 131 has coatings which correspond to the coating sleeves previously designated 32. The end face 224 of the piston and the end face of the ring magnet 131 are flush with one another, as can be seen in FIG. 7. The ring magnet 131 acts as one pole and the piston with its inserted ring part 128 acts as the other pole of the permanent magnet when the piston 112 is assembled and magnetized. The magnetic forces are supported by a spring 114 which is provided in an annular groove 113 of the piston; in this way, as will be discussed in more detail, the parts are held together in the braking position.

In der Nähe, gegenüber dem anderen Ende des Kolbens 112, befindet sich das ringförmige, aus Gußeisen bestehende Polstück 226. Das Polstück 226 ist mittels zweier Stellschrauben 227 an der Endkappe 5 befestigt. Diese Schrauben treten in Fig. 4 nicht in Erscheinung, da Fig. 4 und 5 Vertikalschnitte durch die Bremsenanordnung darstellen, sind aber in Fig. 6 zu erkennen. Die Schrauben 227, welche durch geeignete Öffnungen in dem Endteil s hindurchragen, gestatten, das Polstück 226 in jeder gewünschten Stellung relativ zu dem Teil 3 festzulegen. Normalerweise befindet sich ein ringförmiger Zwischenraum 228 zwischen dem Polstück 226 und der Welle 7 sowie ein Zwischenraum 229 zwischen dem Polstück 226 und der linken Stirnseite des speichenförmigen Teiles 3.Nearby, across from the other end of the piston 112, is located the annular, cast iron pole piece 226. The pole piece 226 is attached to the end cap 5 by means of two set screws 227. These screws kick not apparent in FIG. 4, since FIGS. 4 and 5 are vertical sections through the brake arrangement represent, but can be seen in FIG. 6. The screws 227, which by suitable Openings in the end portion s allow the pole piece 226 to protrude in any desired manner Position relative to part 3 to be determined. Usually there is an annular one Space 228 between pole piece 226 and shaft 7 and a space 229 between the pole piece 226 and the left face of the spoke-shaped part 3.

Bei der Einstellung des Polstückes 226 werden die Schrauben 227 so lange im Gegenuhrzeigersinn gedreht, bis das Polstück 226 den Teil 3 berührt. Die Schrauben 227 werden dann im Uhrzeigersinn gedreht, bis die Köpfe der Schrauben in dem glockenförmigen Gehäuseteil s festsitzen. Weiteres Drehen der Schrauben 227 im Uhrzeigersinn bewirkt eine nach außen gehende Bewegung des Polstückes 226 und die Bildung eines Zwischenraumes, welcher so groß oder so klein wie gewünscht sein kann, je nachdem wie stark die Schrauben 227 im Uhrzeigersinn gedreht werden.When adjusting the pole piece 226, the screws 227 become so long rotated counterclockwise until the pole piece 226 touches part 3. the Screws 227 are then turned clockwise until the heads of the screws sit tight in the bell-shaped housing part s. Continue turning the screws 227 clockwise causes outward movement of pole piece 226 and the formation of a gap which can be as large or as small as desired can, depending on how much the screws 227 are turned clockwise.

Um das Polstück 226 in der gewünschten Stellung festzulegen, sind in der Endfläche des Teiles 5 zwei Öffnungen 230 vorgesehen, und zwei Justierschrauben 231, die in Fig. 4 und 5 zu sehen sind, dienen diesem Zweck. Bei Drehen der Schrauben 231, was durch die Öffnungen 230 hindurch geschehen kann, kann das Polstück 226 zurückgerückt werden, indem die Schrauben 231 herausgedreht werden, bis sie gegen die Innenfläche des Verschlußteiles 5 anstoßen. Es wird dann das Polstück 226 in dieser Lage festgelegt. Wenn man die Schrauben 231 löst, kann das Polstück 226 durch weitere Betätigung der Schrauben 227 gelöst werden. Auf diese Weise ist eine sehr einfache Einstellungsmöglichkeit und Befestigung des Polstückes 226 gewährleistet.To set the pole piece 226 in the desired position, are two openings 230 are provided in the end face of part 5, and two adjusting screws 231, which can be seen in Figures 4 and 5, serve this purpose. When turning the screws 231, what can happen through the openings 230, the pole piece 226 can be moved back by unscrewing the screws 231 until they against the inner surface of the closure part 5 abut. It then becomes the pole piece 226 in set this location. If you loosen the screws 231, the pole piece 226 can through further actuation of the screws 227 can be loosened. That way is a very easy adjustment and attachment of the pole piece 226 guaranteed.

Zwischen dem Kolben 112 und dem Polstück 226 ergibt sich eine sehr starke gegenseitige Anziehung infolge des Magnetringes 131 und der nachfolgenden Magnetisierung. Das Polstück 226 kann sich nicht frei bewegen, da es durch die Schrauben 227 und 231 gehalten wird. Es kann sich daher die Anziehung des Kolbens 112 und des Polstückes 226 nur in einer Bewegung des Kolbens, d. h. in einer Bremswirkung äußern. Die Bremsteile nehmen die Freigabestellung, die in Fig. 4 gezeigt ist, nur an, wenn der Motor erregt wird. Wird die Motorwicklung nicht erregt, so hält die magnetische Anziehung zwischen Polstück 226 und Kolben 112, unterstützt durch die Wirkung der Feder 114, den Kolben in Bremsstellung.There is a great deal between the piston 112 and the pole piece 226 strong mutual attraction due to the magnetic ring 131 and the following Magnetization. The pole piece 226 cannot move freely because of the screws 227 and 231 is held. It can therefore be the attraction of the piston 112 and of the pole piece 226 only in one movement of the piston, i. H. in a braking effect to express. The brake parts take the release position, which is shown in Fig. 4, only on when the motor is energized. If the motor winding is not energized, it will hold magnetic attraction between pole piece 226 and piston 112, aided by the Effect of the spring 114, the piston in the braking position.

Wenn der Motor erregt wird, ergibt sich ein starkes magnetisches Feld im Stator 9. Der Teil des Stators, welcher über den Rotor 108 hinausragt, übt eine starke Anziehungskraft auf den Kolben 112 aus. Die anziehende Kraft ist besonders beim Anlaufen besonders stark, wenn sich Rotor 8 und Welle 7 erst zu drehen beginnen. Wenn die Anziehungskraft sich ausbildet, zieht sie den Kolben 112 in die Freigabestellung ungeachtet der Anziehungskraft der Feder 114 und der magnetischen Anziehung zwischen Kolben 112 und Polstück 226. Wenn der Motor unter Vollast läuft, nimmt die anfängliche Anziehungskraft erheblich ab; die Kraft bleibt indessen stark genug, so daß der Kolben 112 weiter angezogen bleibt.When the motor is energized, there is a strong magnetic field in the stator 9. The part of the stator which protrudes beyond the rotor 108 exercises a strong attraction force on the piston 112. The attraction is special particularly strong when starting up when rotor 8 and shaft 7 are only just beginning to turn. When the attractive force develops, it pulls the piston 112 into the release position regardless of the attraction of the spring 114 and the magnetic attraction between Piston 112 and pole piece 226. When the engine is running at full load, the initial Attraction significantly; the force, however, remains strong enough that the Piston 112 remains attracted.

Die Bremsenfreigabe ist sehr prompt, es wird praktisch ohne Verzug der Kolben 112 aus seiner Bremsstellung herausgerückt. Solange der Motor läuft, ist die von der Feder 114 auf den Kolben 112 ausgeübte Kraft nicht hinreichend groß, um entgegen der Anziehungskraft des Stators 9 eine Bremswirkung auszuüben. Diese Kraft dauert an, wenn auch nicht mit so großer Stärke, solange der Motor unter Vollast läuft. Wenn der Motor abgeschaltet wird, so verschwindet die anziehende Kraft des Stators sehr schnell, es leitet dann die Feder 114 die Rückwärtsbewegung in die Bremsstellung ein.The brake release is very prompt, it is practically without delay the piston 112 moved out of its braking position. As long as the engine is running If the force exerted by the spring 114 on the piston 112 is insufficient, in order to exert a braking effect against the attractive force of the stator 9. These Power lasts, if not as much, as long as the engine is at full load runs. When the motor is switched off, the attractive force of the disappears Stator very quickly, it then directs the spring 114 backward movement in the Brake position on.

Bei der Rückwärtsbewegung gelangt der Kolben 112 in größere Nähe zum Polstück 226. Wenn die gegenseitige Anziehung zwischen den beiden sich bemerkbar macht, ergibt sich eine schnelle Beschleunigung des Kolbens in die Bremsstellung. Der Bremsvorgang ebenso wie der Freigabevorgang aus der Bremsstellung erfolgt daher durch schnelle Bewegung des Kolbens, ungeachtet dessen beträchtlicher Masse und der Überwindung erheblicher Trägheitskräfte. Zum gewissen Teil sind diese Erscheinungen durch die Anwendung des ringförmigen Hohlraumes 220, in welche der Teil 208a des Stators 8 hineinragen kann, verringert.During the backward movement, the piston 112 comes closer to the Pole piece 226. When the mutual attraction between the two becomes noticeable makes, there is a rapid acceleration of the piston into the braking position. The braking process as well as the release process from the braking position therefore takes place by rapid movement of the piston, regardless of its considerable mass and overcoming considerable inertia. To a certain extent, these are appearances through the use of the annular cavity 220 into which the portion 208a of the Stator 8 can protrude, reduced.

Der Kolben kann von verschiedener Ausführungsform sein und in verschiedenster Weise auf der Welle befestigt sein. Entsprechendes trifft für das Polstück zu. Auch die Einstellmittel für das letztere können verschiedener Art sein. An dem äußeren Ende des Motors kann die Magnetanordnung, falls gewünscht, an dem kappenförmigen Endteil des Gehäuses vorgesehen sein, so daß keine Notwendigkeit besteht, den Magneten auf der Motorwelle anzuordnen. Der Magnet kann auch aus einer Mehrzahl symmetrisch zur Achse angeordneter Einzelmagnete ausgebildet sein, auch der Kolben kann von abweichender Ausgestaltung sein.The piston can be of various designs and in the most varied Way to be attached to the shaft. The same applies to the pole piece. Even the adjustment means for the latter can be of various types. On the outside At the end of the motor, the magnet assembly can, if desired, be attached to the cap-shaped End portion of the housing can be provided so that there is no need for the magnet to be arranged on the motor shaft. The magnet can also be symmetrical from a plurality be designed to the axis arranged individual magnets, and the piston can be of be different design.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Dynamo-electric machine in which the den The stator surrounding the rotor protrudes beyond the rotor and thereby creates a chamber for one forms on the rotor shaft axially movable part of a brake assembly, which extends at one end into the chamber formed by the stator and in the axial direction under the force of a helical spring provided on the shaft and a permanent magnet assembly provided around the shaft, thereby marked, that the axially movable part of the brake assembly both by the spring acting on it and by the force of the permanent magnet arrangement is biased away from the rotor and into the braking position.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the permanent magnet on the axially movable part the brake assembly is arranged.

3. Machine according to claim 1, characterized in that that the permanent magnet is fixed on the shaft.

4. Machine according to claim 3, characterized in that the magnet is a ring magnet.

5. Machine according to claim 4, characterized in that the ring magnet in an annular groove made of magnetic Material is arranged and in the same by a non-magnetic sleeve is surrounded.

6. Machine according to claim 1 or one of the following, characterized in that that one or more magnets symmetrical to the longitudinal axis of the axially movable part the brake assembly are arranged.

7. Machine according to claim 1 or one of the following, characterized in that the axially movable brake part is slidable and positively connected with respect to rotational movement with the rotor shaft and on the same is arranged. B.

Machine according to claim 7, characterized in that Bolts and bolt holes on the movable brake part or on which the rotary movement are provided on the same transmitting part of the shaft.

9. Machine according to claim 7, characterized in that the bolts are provided on the axially movable brake part are.

10. Machine according to claim 8 or 9, characterized in that the axially movable brake part has a plurality of axial bolts and that on the shaft a counterpart with a corresponding number of holes is provided.

11. Machine according to claim 10, characterized in that the magnetic device consists of one or consists of several magnets, which are arranged in a socket, whose axis of symmetry forms an extension of the longitudinal axis of the axially movable brake part. In Considered publications: German patent specifications No. 584 535, 666 658, 745 501; U.S. Patent Nos. 1948 037, 2,659,830; German interpretation document B 21278 VIIIb / 21 d1 (published on March 3, 1956).