Durch Wechselstrom unmittelbar elektromagnetisch gesteuerte Bremse
für Wechsel- oder Drehstrommotoren Die Erfindung betrifft eine durch Wechselstrom
unmittelbar elektromagnetisch gesteuerte Bremse für Wechsel- oder Drehstrommotoren.
Die Aufgabe besteht darin, eine Bremse mit möglichst hoher Bremskraft ohne hohe
Stromverluste bei geringster Baugröße, ferner mit größter Lüft- und Einfallgeschwindigkeit
sowie mit einer bestimmten hohen Schaltzahl je Minute zu schaffen. Die Bremse soll
sich einfach und sicher als Ganzes am Motor anbauen lassen; ihre Teile sollen gegen
Erschütterung gesichert und gegen Verschmutzung geschützt sein. Schließlich darf
die Bremse beim Lauf des Motors eine bestimmte Höchsttemperatur nicht überschreiten,
zumal der Motor sich beim Lauf oftmals selbst stark erwärmt.Directly electromagnetically controlled brake by alternating current
for AC or three-phase motors The invention relates to an alternating current
Directly electromagnetically controlled brake for AC or three-phase motors.
The task is to create a brake with the highest possible braking force without high
Current losses with the smallest size, furthermore with the highest ventilation and incidence speed
as well as with a certain high number of operations per minute. The brake should
can be easily and safely attached to the engine as a whole; their parts should against
Shocks must be secured and protected against contamination. Finally allowed
the brake does not exceed a certain maximum temperature when the engine is running,
especially since the engine itself often heats up significantly while running.
Durch Wechselstrom, vorwiegend durch ringförmige Spulen mit Mehrphasenwechselstrom
unmittelbar gespeiste elektromagnetische Bremsen für Wechsel- oder Drehstrommotoren
sind bereits bekannt. Hierbei dienen radial und sternförmig angeordnete lamellierte
Magnetjoche und ihnen gegenüber angeordnete Anker zum Lüften sowie Federn zum Einfallen
der Bremse. Die Magnetjoche sind entsprechend dem Mehrphasenstrom verschiedentlich
mehr als zweischenklig und- ebenso wie die Ankerauf Scheiben befestigt, die in einer
bekannten Ausführung fest auf der Motorwelle sitzen, während die an der rotierenden
Ankerscheibe befestigte Bremsscheibe einer am Motor befestigten Bremsfläche gegenübersteht.
Bei einer weiteren bekannten Bauart sind die Trägerscheiben der Magnetjoche und
Anker am Motorgehäuse auf verhältnismäßig langen Stehbolzen unter Einschaltung von
mehreren Schraubenfedern befestigt, die gleichzeitig die Bremsscheiben tragen. Diese
letztere Bauart ist verhältnismäßig sper-rig und läßt keinen kompakten Bremsblock
erkennen. Um insbesondere beim Betrieb mit hohen Schaltzahlen eine genügende Betriebssicherheit
zu erreichen, müssen hierbei sehr hohe Ansprüche an die Montagegenauigkeit der einzelnen
Bremsbestandteile gestellt werden. Weiterhin sind ähnliche elektromagnetische Bremsen
mit konischen Bremsscheiben bekanntgeworden, die jedoch für Gleichstrombetrieb bestimmt
sind und somit bei Anschluß an Wechselspannung besonderer, zusätzlicher Einrichtungen
bedürfen. Diese bekannten Bremsen besitzen auch Lüfter, die meist nur am Anfang
wirksam sind, so daß sich die Wärme um die Magnetjoche und in den Spulen staut,
zumal ruhende Luft um diese Teile herum ein schlechter Wärmeleiter ist. Auch ist
die Anbringung einer blockartigen Bremse an einem Motor bei einem gleichstromgespeisten
Ringmagneten mittels Befestigungsschrauben durch den Ringmagneten bekannt. Diese
Anordnung bringt Verluste im Magneten mit sich und überträgt Wärme von der Bremse
auf den Motor. Ferner ist ein solcher Magnet zu träge und daher für hohe Schaltzahlen
nicht verwendbar. Auch wird die in den Magnetjochen und dem Spulendraht entstehende
Wärme durch die Einbettung dauernd nach außen und an Rippen, Spalte, Schlitze und
Öffnungen gebracht, wo die Kühlluft vorbeistreicht, die die Wärme abführen soll.
Stehende Luft als Umgebung der wärmeerzeugenden Teile, wie bei den bekannten Einrichtungen
vorhanden, ist aber ein schlechter Wärmeleiter, so daß die Wärme gestaut wird. Kühlluft,
die an die Joche, Anker und Spulen ohne Umhüllung dringt, bringt wiederum Schmutzteilchen
aus der Luft mit, die sich an diesen Teilen ablagern und so zu Verschmutzungen führen.Electromagnetic brakes for AC or three-phase motors that are directly fed by alternating current, predominantly through ring-shaped coils with polyphase alternating current, are already known. Laminated magnetic yokes arranged radially and in a star shape and anchors arranged opposite them are used for releasing and springs for engaging the brake. Depending on the multiphase current, the magnet yokes are sometimes more than two-legged and, like the armature, are fastened to disks, which in a known embodiment are firmly seated on the motor shaft, while the brake disk fastened to the rotating armature disk faces a braking surface fastened to the motor. In a further known design, the carrier disks of the magnet yokes and armature are fastened to the motor housing on relatively long stud bolts with the involvement of several helical springs which simultaneously support the brake disks. This latter type is relatively spermi- cides rig and leaves no compact brake block visible. In order to achieve sufficient operational reliability, especially when operating with a high number of switching operations, very high demands must be placed on the assembly accuracy of the individual brake components. Furthermore, similar electromagnetic brakes with conical brake disks have become known, but they are intended for direct current operation and therefore require special, additional devices when connected to alternating voltage. These known brakes also have fans, which are usually only effective at the beginning, so that the heat builds up around the magnet yokes and in the coils, especially since static air around these parts is a poor conductor of heat. It is also known to attach a block-type brake to a motor in the case of a DC-fed ring magnet by means of fastening screws through the ring magnet. This arrangement results in losses in the magnet and transfers heat from the brake to the motor. Furthermore, such a magnet is too slow and therefore cannot be used for high numbers of operations. The heat generated in the magnet yokes and the coil wire is also continuously brought outwards through the embedding and to ribs, gaps, slots and openings, where the cooling air sweeps past, which is supposed to dissipate the heat. Standing air as the environment of the heat-generating parts, as is present in the known devices, is, however, a poor conductor of heat, so that the heat is accumulated. Cooling air, which penetrates the yokes, armatures and coils without a cover, in turn brings dirt particles from the air with it, which are deposited on these parts and thus lead to contamination.
Man hat auch schon Solenoide mit einem Aluminiumgehäuse zur Ableitung
der Wärme und Sicherung gegen Schmutz umgeben. In dem Gehäuse sind hierbei lamellierte
Bleche zur Verstärkung der Solenoide vorgesehen, welche selbst um einen Aluminiumkern,
in dem sich ein Pol befindet, gewickelt sind, so daß ein Eisenteil in das Solenoid
zu dem Pol bewegt wird. Diese Ausgestaltung ist völlig andersartig als beim Gegenstand
der Erfindung; abgesehen davon wird ein wesentlicher Teil der Wärme an den zu regelnden
Teil, ein Ventil, übermittelt, was im Falle der Bremse bei einem Elektromotor unerwünscht
ist.One already has solenoids with an aluminum housing for dissipation
surrounded by heat and protection against dirt. In the case there are lamellas
Sheets provided to reinforce the solenoids, which are themselves around an aluminum core,
in which there is a pole, are wound so that an iron part in the solenoid
is moved to the pole. This configuration is completely different from that of the object
the invention; apart from that, a significant part of the heat is sent to the to be regulated
Part, a valve, is transmitted, which is undesirable in the case of the brake in an electric motor
is.
Erfindungsgemäß ist daher bei einer durch Wechselstrom unmittelbar
elektromagnetisch gesteuerten Bremse für Wechsel- oder Drehstrommotoren, die durch
eine ringförmige Spule gesteuerte, radial und sternförmig zur Motorwelle angeordnete
lamellierte Magnetjoche und Anker zum Lösen der Bremse und Schließen durch Federkraft
aufweist, ein am Motorgehäuse
anflanschbarer, ringtopfförmiger,
mit einem Hohlraum um die Welle versehener Block aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff,
vorzugsweise Aluminium, vorgesehen, der die lamellierten U-Magnetjoche radial und
sternförmig eingebettet derartig umschließt, daß die U-Magnetjoche durch eine gemeinsame
ringförmige Spule mit Einphasenwechselstrom erregt werden und daß an den freien
Enden der U-Magnetjoche Kurzschlußrahmen angeordnet sind. Ferner befindet sich gegenüber
dem Block mit den U-Magnetjochen eine- Scheibe, ebenfalls aus nichtmagnetisierbaremWerkstoff,
vorzugsweise Aluminium, in die lamellierte I-Anker radial und sternförmig, der Anzahl
und Anordnung der Magnetjoche entsprechend, eingebettet sind. Diese Scheibe dient
als Träger für den Innenkonus der Bremse und ist mit einer im Hohlraum des Blockes
axial verschiebbaren Nabe versehen. Der Block mit den U-Magnetjochen und die Trägerscheibe
zur Aufnahme der Anker und des Bremskonus sind allseitig dadurch der Wärmeableitung
ausgesetzt, daß der Block außen am Umfang Kühlrippen in axialer Richtung aufweist,
die im Luftstrom eines in an sich bekannter Weise an der Bremsscheibe angebrachten
Lüfters liegen. Schließlich sollen die U-Magnetjoche bzw. die I-Anker zusätzlich
z. B. durch Nuten in entsprechenden Vorsprüngen des nichtmagnetisierbaren Blockes
bzw. in der ihm gegenüberliegenden Scheibe gehaltert sein. Die Einbettung der Joche
in einen Block aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff, vorzugsweise Aluminium, und
die Einbettung der Anker in ähnlicher Weise in eine Scheibe gewährleistet sowohl
die ständige gute Wärmeableitung aus den eingebetteten Teilen als auch die unbedingt
feste Halterung der Teile bei Betrieb mit häufigen hohen Beanspruchungen durch Ein-
und Ausschalten der Bremse. Diese Einbettung der Joche und Anker ist bei modernen
Gießverfahren nicht umständlicher als die Anbringung der einzelnen Joche und Anker
auf Scheiben und deren Befestigung. Im Gegenteil, durch moderne Gießformen und Vorbereitung
wird die Fertigung hoher Stückzahlen nach Art von Massenartikeln ermöglicht. Die
Gestaltung zu einem Block ermöglicht ferner dessen einfache Anbringung als ringtopfförmiger
Körper mit DIN-Flansch an den Motor und die Fernhaltung der Wärme vom Motor.According to the invention, therefore, it is direct with an alternating current
Electromagnetically controlled brake for AC or three-phase motors that run through
an annular coil controlled, arranged radially and star-shaped to the motor shaft
Laminated magnetic yokes and armature for releasing the brake and closing by spring force
has, one on the motor housing
flange-mountable, ring-pot-shaped,
block made of non-magnetizable material with a cavity around the shaft,
preferably aluminum, provided that the laminated U-magnet yokes radially and
Embedded in a star shape in such a way that the U-magnet yokes are connected by a joint
ring-shaped coil are excited with single-phase alternating current and that to the free
Ends of the U-magnet yokes short-circuit frames are arranged. It is also opposite
the block with the U-magnet yokes a disk, also made of non-magnetizable material,
preferably aluminum, in the lamellar I-anchor radially and star-shaped, the number
and arrangement of the magnet yokes are embedded accordingly. This disc serves
as a carrier for the inner cone of the brake and is with one in the cavity of the block
axially displaceable hub provided. The block with the U-magnet yokes and the carrier disk
to accommodate the armature and the brake cone, the heat dissipation is on all sides
exposed to the fact that the block has cooling ribs on the outside of the circumference in the axial direction,
which are attached to the brake disc in a manner known per se in the air stream
Fan. Finally, the U-magnet yokes or the I-armature should also
z. B. by grooves in corresponding projections of the non-magnetizable block
or be held in the disc opposite it. The embedding of the yokes
in a block made of non-magnetizable material, preferably aluminum, and
embedding the anchor in a similar manner in a disk ensures both
the constant good heat dissipation from the embedded parts as well as the unconditional
fixed mounting of the parts during operation with frequent high stresses due to
and switching off the brake. This embedding of the yokes and anchors is common with modern
The casting process is no more cumbersome than attaching the individual yokes and anchors
on panes and their attachment. On the contrary, through modern molds and preparation
the production of large quantities in the manner of mass-produced articles is made possible. the
Design to form a block also enables it to be easily attached as a ring pot-shaped
Body with DIN flange on the motor and keeping the heat away from the motor.
Durch Einphasenwechselstrom und zweischenklige U-Magnetjoche wird
eine kleine Baugröße erreicht, durch stärkeren Spulendraht eine bessere mechanische
Sicherheit erzielt. Der Abfallneigung des einphasigen Wechselstroms wird durch die
an den Schenkelenden der Magneten angebrachten Kurzschlußrahmen vorgebeugt, die
während des Stromdurchganges ein gegenüber dem Erregerfeld um 90° verschobenes Magnetfeld
aufbauen, so daß die Wir- ; kung eines Zweiphasenwechselstroms zu erwarten ist.
Die sich daraus ergebenden Eigenschaften sind daher eine einfache und betriebssichere
Bauart, Eignung für hohe Schaltzahlen, die Möglichkeit der Fertigung großer Stückzahlen,
Schutz gegen Wärme und Schmutz sowie die Erreichung größter Bremskra t bei geringem
Gewicht und kleiner Baugröße.With single-phase alternating current and two-legged U-magnet yokes
A small size is achieved, a better mechanical one through stronger coil wire
Security achieved. The tendency of single-phase alternating current to drop is increased by the
on the leg ends of the magnets attached short-circuit frame prevented the
a magnetic field shifted by 90 ° in relation to the excitation field during the passage of current
build up so that the we-; a two-phase alternating current is to be expected.
The resulting properties are therefore simple and reliable
Design, suitability for high numbers of operations, the possibility of producing large numbers,
Protection against heat and dirt as well as the achievement of the greatest braking force with little
Weight and small size.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und
zwar zeigt Fig.1 einen Längsschnitt durch die Achse der Motorwelle und zwar im oberen
Teil, gemäß Schnittlinie A der Fig. 2, im unteren Teil gemäß Schnittlinie B der
Fig. 2, . Fig. 2 eine Ansicht gemäß Linie C der Fig.1. Zum Abbremsen eines links
in der Zeichnung angedeuteten Wechsel- oder Drehstrommotors mit dem Läufer 23 auf
der Welle 7 dient die nachstehend beschriebene Bremse. Die Welle 7 greift durch
das Motorgehäuse 24 und ist in diesem mittels eines Wälzlagers gelagert; das Gehäuse
ist durch eine Scheibe 25 am Wälzlager gegen Staub abgeschlossen. Am rechten Ende
der Welle? sitzt hinter einem Bund die Bremsscheibe 9 mit dem Bremskonus und an
sich bekannten Lüfterflügeln 16; die Bremsscheibe 9 ist mit einer Schraube und Scheiben
zum Nachstellen beim Abrieb des Bremsbelages befestigt.The object of the invention is shown in the drawing, and
although FIG. 1 shows a longitudinal section through the axis of the motor shaft, namely in the upper one
Part, according to section line A of FIG. 2, in the lower part according to section line B of
Fig. 2,. FIG. 2 is a view along line C of FIG. To slow down a left
AC or three-phase motor with rotor 23 indicated in the drawing
the shaft 7 is used by the brake described below. The shaft 7 takes hold
the motor housing 24 and is supported in this by means of a roller bearing; the case
is closed by a disk 25 on the roller bearing against dust. At the right end
the wave? sits behind a collar, the brake disc 9 with the brake cone and on
known fan blades 16; the brake disc 9 is with a screw and washers
attached for readjustment when the brake lining wears off.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind radial und sternförmig zur
Welle 7 mehrere lamellierte U-Magnetjoche 1 angeordnet, die durch nichtmagnetisierbaren
Werkstoff, vorzugsweise Aluminium, in einem robusten Block 2 zusammengehalten werden
und dadurch sowohl gegen Staub und Schmutz geschützt als auch guter Wärmeableitung
ausgesetzt sind. Der leerdurch gebildete ringtopfförmige Magnetkörper 1., l besitzt
am Umfang axiale Kühlrippen 17 und ist mit dem Gehäuse des Motors durch DIN-Flansch
mittels Schrauben verbunden. An den Polenden '.der Magnete 1 sind Kurzschlußrahmen
3 aufgesetzt, um die Halteleistung der Magneten zu erhöhen und die Brummneigung
zu unterdrücken. Die den U-Magnetjochen 1 gegenüberliegenden und ihnen an Zahl entsprechenden,
ebenfalls lamellierten I-Anker 4 werden wie die Magneten 1 durch nicht magnetisierbaren
Werkstoff, ebenfalls vorzugsweise Aluminium, zusammengehalten und sind zu einer
Trägerscheibe 5 für den inneren Bremskonus gestaltet. Die Einbettung der U-Magnetjoche
bzw. der I-Anker in den nicht` magnetisierbaren Werkstoff erfolgt durch Verbundguß.
In dem Verbundguß werden die U-Magnet= joche 1 bzw. die I-Anker 4, durch Nasen 21
und 22 gesichert, verankert. Die Zahl und Größe der U-Magnetjoche und I -Anker richtet
sich nach. der notwendigen Leistung. Die Trägerscheibe 5 ist durch Haltebolzen 10
gegen Verdrehen gegenüber dem Block 1, 2 gesichert und trägt am Umfang den konischen
Bremsbelag 6. Diese Trägerscheibe 5 weist ferner eine Nabe mit dem Führungsstück
26 auf, in dem eine Schraubenfeder 8 angeordnet ist, die links gegen eine Nase an
der Scheibe 25 im Gehäuse und rechts gegen eine Nase an der Trägerscheibe 5 anliegt.
Zwischen dem Führungsstück 26 und dem Block 2, z. B. an letzterem, befindet sich
eine Führungsbuchse 19. Eine allen U-Magnetjochen 1 gemeinsame ringförmige Spule
11, die in einer ringförmigen Ausnehmung des Magnetblockes 1, 2 liegt, erhält Wechselstrom
unmittelbar zusammen mit dem Motor.As can be seen from Fig. 1 and 2, are radial and star-shaped to
Shaft 7 arranged several laminated U-magnet yokes 1, which by non-magnetizable
Material, preferably aluminum, are held together in a robust block 2
and thus protected against dust and dirt as well as good heat dissipation
are exposed. The ring-pot-shaped magnetic body 1, 1 formed empty through
on the circumference axial cooling fins 17 and is with the housing of the motor by DIN flange
connected by screws. At the pole ends of the magnets 1 are short-circuit frames
3 to increase the holding power of the magnets and the tendency to hum
to suppress. The opposite to the U-magnet yokes 1 and corresponding to them in number,
Also laminated I-armatures 4 are like the magnets 1 by non-magnetizable
Material, also preferably aluminum, held together and are one
Carrier disk 5 designed for the inner brake cone. The embedding of the U-magnet yokes
or the I-anchor in the non-magnetizable material is made by composite casting.
In the composite casting, the U magnet yokes 1 and the I armatures 4 are formed by lugs 21
and 22 secured, anchored. The number and size of the U-magnet yokes and I-anchors are aligned
after. the necessary performance. The carrier disk 5 is secured by retaining bolts 10
secured against rotation with respect to the block 1, 2 and carries the conical on the circumference
Brake lining 6. This carrier disk 5 also has a hub with the guide piece
26, in which a coil spring 8 is arranged, the left against a nose
the disk 25 rests in the housing and on the right against a nose on the carrier disk 5.
Between the guide piece 26 and the block 2, for. B. on the latter is located
a guide bushing 19. An annular coil common to all U-magnet yokes 1
11, which is located in an annular recess in the magnet block 1, 2, receives alternating current
directly together with the engine.
Liegt nach Einschalten des Motors die ringförmige Spule 11 an Einphasenwechselstrom
und erregt die Magnetjoche, so wird die Trägerscheibe 5 durch' die 1-Anker 4 an
den Block 1, 2 herangezogen und gibt die Bremsscheibe 9 frei. In den magnetisierten
U-Magnetjochen entsteht ebenso wie in der Spule Wärme, die durch das Aluminium als
guter Wärmeleiter nach außen zu den im Strom des Lüfters liegenden Kühlrippen 17
geleitet wird. Gleichzeitig entsteht zwischen den Flächen von Innen- und Außenkonus
ein Spalt, durch den die Luft von dem vorbei streichenden Luftstrom abgesaugt wird
und durch öffnungen am Lüfter unter der Nabe nachströmt. Beim Ausschalten des Motors
wird die Trägerscheibe 5 in
axialer Richtung durch die Schraubenfeder
8 an den Außenkonus der Bremsscheibe 9 fest angedrückt und ist hierbei durch die
Haltebolzen 10 gegen Verdrehung gesichert. Der konische Bremsbelag 6 kann auch scheibenförmig
sein und axial auf eine oder mehrere Bremsscheiben, z. B. Lamellen, wirken.When the motor is switched on, the annular coil 11 is connected to single-phase alternating current
and when the magnet yokes are excited, the carrier disk 5 is activated by the 1 armature 4
the block 1, 2 used and releases the brake disc 9. In the magnetized
U-magnet yokes, like in the coil, generate heat that is generated by the aluminum as
Good heat conductor to the outside to the cooling fins 17 in the flow of the fan
is directed. At the same time, it arises between the surfaces of the inner and outer cones
a gap through which the air is sucked out by the passing air stream
and flows in through openings on the fan under the hub. When the engine is switched off
the carrier disk is 5 in
axial direction through the coil spring
8 firmly pressed against the outer cone of the brake disc 9 and is here by the
Retaining bolt 10 secured against rotation. The conical brake lining 6 can also be disc-shaped
be and axially on one or more brake discs, e.g. B. slats act.