VVirbels.trombremse Die Erfindung bezieht sich auf eine Wirbelstrombremse
mit im Stator angeordneten und mit Kühlschlitzen versehenen Wirbelstromkörpern und
einer oder mehreren ringförmigen Spulen zur Erzeugung des Magnetflusses sowie einem
hierzu koaxial angeordneten, an seinem Umfang mit Zähnen versehenen Rotor.VVirbels.trombremse The invention relates to an eddy current brake
with eddy current bodies arranged in the stator and provided with cooling slots and
one or more annular coils for generating the magnetic flux and one
this coaxially arranged rotor provided with teeth on its circumference.
Es sind bereits Wirbelstrombremsen bekannt, bei denen der Rotor an
seinem Umfang mit Zähnen versehen ist. Bei einer bekannten Ausführungsform ist der
Rotor senkrecht zur Rotorachse in drei Teile unterteilt. Das Mittelteil ist an seinem
Umfang mit Zähnen versehen, während die zu beiden Seiten dieses Mittelteiles angeordneten
Teile des Rotors einen geringeren Durchmesser und eine glatte Oberfläche besitzen.
Der Stator ist derartig ausgebildet, daß er beide Seitenteile des Rotors ringförmig
umschließt, während sich das Mittelteil des Rotors zwischen den beiden Statorteilen
befindet. In den den Seitenteilen des Rotors zugewandten Flächen des Stators sind
Nuten vorgesehen, deren Tiefe der Höhe der Zähne des Rotormittelteiles entspricht.
Bei dieser Ausführungsform fließt bei schwacher Erregung der Hauptteil des Magnetflusses
über die beiden Rotorseitenteile. Infolge der Nutung des Stators entstehen in den
Rotorseitenteilen Wirbelströme, die eine Bremswirkung zur Folge haben. Bei größerer
Erregung fließt nach Erreichen der Sättigung in den Rotorseitenteilen der Magnetfluß
auch über das Mittelteil des Rotors. Infolge der Zahneinteilung an dem äußeren Umfang
des Rotormittelteiles und der Zahneinteilung des Stators soll zwischen den Zähnen
des Rotors und Stators eine Blockierwirkung eintreten, die eine Abbremsung zur Folge
haben soll. Diese Ausführungsform zeigte jedoch, da die Bremswirkung im wesentlichen
auf den in den beiden Rotorseitenteilen erzeugten Wirbelströmen beruhte und eine
Abbremsung infolge der Blockierwirkung nicht eintrat, nicht den gewünschten Erfolg.
Der über den mittleren Rotorteil fließende Magnetfluß erzeugt je nach dem Verhältnis
der Zähnezahl des Rotors und des Stators keine oder nur eine geringe Bremswirkung,
so daß der größte Teil dieses Magnetflusses nutzlos aufgewendet wird.Eddy current brakes are already known in which the rotor is on
its circumference is provided with teeth. In a known embodiment, the
Rotor divided into three parts perpendicular to the rotor axis. The middle part is on his
Perimeter provided with teeth, while those arranged on both sides of this central part
Parts of the rotor have a smaller diameter and a smooth surface.
The stator is designed in such a way that it is annular on both side parts of the rotor
encloses, while the middle part of the rotor between the two stator parts
is located. In the surfaces of the stator facing the side parts of the rotor
Grooves provided, the depth of which corresponds to the height of the teeth of the rotor center part.
In this embodiment, when the excitation is weak, most of the magnetic flux flows
over the two rotor side parts. As a result of the grooving of the stator arise in the
Eddy currents on the rotor side parts, which have a braking effect. With larger
After reaching saturation, excitation flows in the rotor side parts of the magnetic flux
also over the middle part of the rotor. As a result of the tooth division on the outer circumference
of the rotor center part and the tooth division of the stator should be between the teeth
of the rotor and stator a blocking effect occur, which results in a deceleration
should have. However, this embodiment showed that the braking effect was essentially
based on the eddy currents generated in the two rotor side parts and one
Deceleration did not occur due to the blocking effect, not the desired result.
The magnetic flux flowing over the middle part of the rotor generates depending on the ratio
the number of teeth of the rotor and the stator has little or no braking effect,
so that most of this magnetic flux is wasted.
Bei einer anderen bekannten Wirbelstrombremse ist der Rotor walzenförmig
ausgebildet und besitzt ebenfalls an seinem Umfang zahnförmige Ansätze. Der Wirbelstromkörper,
d. h. der Körper, in dem die Wirbelströme erzeugt werden, umschließt rohrförmig
den Rotor. Der Wirbelstromkörper ist senkrecht zur Rotorachse in der Mitte geteilt
und besitzt Aussparungen zur Aufnahme der den Magnetfluß erzeugenden Spule. Der
Magnetfluß tritt bei dieser Anordnung radial aus dem Wirbelstromkörper aus und in
die Zähne, beispielsweise an der rechten Seite der Erregerspule, ein. Der Magnetfluß
fließt nunmehr axial in den linken Teil des Rotors und tritt hier aus den Zähnen
in den Wirbelstromkörper wieder ein, so daß der Magnetkreis geschlossen ist. Infolge
der Drehbewegung des Rotors wechselt in dem Wirbelstromkörper die Magnetfeldstärke,
so daß in dem Wirbelstromkörper Wirbelströme entstehen, die ein Gegendrehmoment
und damit eine Abbremsung des Rotors erzeugen. In den Zähnen selbst ändert sich
der Magnetfluß nicht, so daß hier keine Wirbelströme entstehen. Die in dem Wirbelstromkörper
infolge der Wirbelstrombildung erzeugte Wärme wird mit Hilfe eines Kühlmittels abgeführt.In another known eddy current brake, the rotor is cylindrical
formed and also has tooth-shaped approaches on its circumference. The eddy current body,
d. H. the body in which the eddy currents are generated encloses in a tubular shape
the rotor. The eddy current body is divided in the middle perpendicular to the rotor axis
and has recesses for receiving the coil generating the magnetic flux. Of the
With this arrangement, magnetic flux exits and enters the eddy current body radially
the teeth, for example on the right side of the excitation coil. The magnetic flux
now flows axially into the left part of the rotor and emerges from the teeth here
into the eddy current body again, so that the magnetic circuit is closed. As a result
the rotary motion of the rotor changes the magnetic field strength in the eddy current body,
so that eddy currents arise in the eddy current body, which create a counter torque
and thus generate a deceleration of the rotor. Changes in the teeth themselves
the magnetic flux does not, so that no eddy currents arise here. The ones in the eddy current body
Heat generated as a result of the formation of eddy currents is removed with the aid of a coolant.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wirbelstrombremse zu schaffen,
bei welcher der Magnetweg im Rotor möglichst kurz ist und bei welcher der Rotor
ein möglichst geringes Trägheitsmoment besitzt. Erreicht wird dies gemäß der Erfindung
dadurch, daß die Wirbelstromkörper zu beiden Seiten des Rotors angeordnet sind und
der von der Erregerspule erzeugte Magnetfluß die Wirbelstromkörper und die Zähne
des Rotors parallel zur Rotorachse durchfließt. Bei einer derart ausgebildeten Wirbelstrombremse
ist es möglich, den Rotor scheibenförmig auszubilden. An sich ist die scheibenförmige
Ausbildung eines Rotors bekannt; jedoch sind bei den bekannten Anordnungen die scheibenförmigen
Rotoren derart angeordnet, daß der Magnetfluß den Rotor auch radial durchfließt.
Hierdurch wird ein längerer Magnetweg innerhalb des Rotors erforderlich, der gemäß
der Erfindung verhindert wird.The object of the invention is to create an eddy current brake,
at which the magnetic path in the rotor is as short as possible and at which the rotor
has the lowest possible moment of inertia. This is achieved according to the invention
in that the eddy current bodies are arranged on both sides of the rotor and
the magnetic flux generated by the excitation coil affects the eddy current bodies and the teeth
of the rotor flows through parallel to the rotor axis. With an eddy current brake designed in this way
it is possible to make the rotor disc-shaped. In itself it is disk-shaped
Known training of a rotor; however, in the known arrangements, the disk-shaped
Rotors arranged in such a way that the magnetic flux also flows radially through the rotor.
As a result, a longer magnetic path is required within the rotor, according to FIG
the invention is prevented.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Spule zur Erregung
des Magnetflusses außerhalb
des Rotors angeordnet und von einem
rohrförmigen Rückflußkörper umschlossen.According to a further feature of the invention, the coil is used for excitation
the magnetic flux outside
of the rotor and arranged by a
tubular reflux body enclosed.
Die Zeichnung stellt ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung
dar. Die Rotorwelle 1 ist in den Lagern 4 der Lagerständer 2 und 3 drehbar angeordnet.
Auf der Welle 1 ist der scheibenförmige Rotorkörper 5 befestigt. Der Rotorkörper
5 besitzt an seinem äußeren Umfang Zähne 6. Zu beiden Seiten der Rotorzähne 6 sind
ringförmige Wirbelstromkörper 7 und 8 angeordnet. Die Wirbelstromkörper sind mit
Kühlschlitzen 9 versehen. Die in den Wirbelstromkörpern 7 und 8 infolge der Wirbelstrombildung
erzeugte Wanne wird mit Hilfe eines in den Kühlschlitzen fließenden Kühlmittels,
beispielsweise Wasser, abgeführt. Zwischen den Wirbelstromkörpern 7 und 8 sind die
Ringspule 10 zur Erzeugung des Magnetflusses und der ringförmige Rückflußkörper
11 angeordnet. Der von der Spule 10 erzeugte Magnetfluß fließt von dem Wirbelstromkörper
7 über den Luftspalt 13 in den Wirbelstromkörper 8 und von diesem über den Rückflußkörper
11 in den Wirbelstromkärper 7, entsprechend der eingezeichneten Feldlinie 12, zurück.
Infolge des großen Luftspaltes 13 ist die Magnetfeldstärke entlang der Feldlinie
12 gering. Befindet sich jedoch ein Zahn 6 des Rotors 5 innerhalb des Luftspaltes
13, so nimmt der magnetische Widerstand erheblich ab, und die Magnetfeldstärke erreicht
einen maximalen Wert. Durch das in seinem Wert wechselnde Magnetfeld entstehen in
den Wirbelstromkörpern 7 und 8 Wirbelströme, die in bekannter Weise ein Gegendrehmoment
erzeugen und die Drehbewegung des Rotors 5 bremsen.The drawing represents a schematic embodiment of the invention
The rotor shaft 1 is rotatably arranged in the bearings 4 of the bearing stands 2 and 3.
The disk-shaped rotor body 5 is attached to the shaft 1. The rotor body
5 has teeth 6 on its outer circumference. The rotor teeth 6 are on both sides
annular eddy current bodies 7 and 8 arranged. The eddy current bodies are with
Cooling slots 9 provided. The in the eddy current bodies 7 and 8 as a result of the eddy current formation
created tub is with the help of a coolant flowing in the cooling slots,
for example water, discharged. Between the eddy current bodies 7 and 8 are the
Annular coil 10 for generating the magnetic flux and the annular reflux body
11 arranged. The magnetic flux generated by the coil 10 flows from the eddy current body
7 via the air gap 13 into the eddy current body 8 and from there via the reflux body
11 in the eddy current body 7, corresponding to the field line 12 shown, back.
As a result of the large air gap 13, the magnetic field strength is along the field line
12 low. However, there is a tooth 6 of the rotor 5 within the air gap
13, the magnetic resistance decreases significantly, and the magnetic field strength reaches
a maximum value. The magnetic field, which changes in value, creates in
the eddy current bodies 7 and 8 eddy currents, which in a known manner a counter torque
generate and brake the rotation of the rotor 5.
Die ringföhnigen Wirbelstromkörper 7 und 8 sowie die Spule 10 und
der Rückflußkörper 11 sind über die Lagerschilde 14 und 15 mit den Lagerständern
2 und 3 verbunden. Der Zufluß des Kühlmittels erfolgt an den Zuflußstutzen 16. Das
erwärmte Kühlmittel tritt an den Stellen 17 wieder aus.The annular eddy current bodies 7 and 8 and the coil 10 and the return body 11 are connected to the bearing stands 2 and 3 via the end shields 14 and 15. The inflow of the coolant takes place at the inflow connection 16. The heated coolant emerges again at the points 17.