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DE3542372A1 - Elektrische bremse - Google Patents

Elektrische bremse

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Publication number
DE3542372A1
DE3542372A1 DE19853542372 DE3542372A DE3542372A1 DE 3542372 A1 DE3542372 A1 DE 3542372A1 DE 19853542372 DE19853542372 DE 19853542372 DE 3542372 A DE3542372 A DE 3542372A DE 3542372 A1 DE3542372 A1 DE 3542372A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pole piece
brake
pole
core
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19853542372
Other languages
English (en)
Other versions
DE3542372C2 (de
Inventor
Gérard Paris Dancygier
André Saint Gratien Marandet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Electrical and Power SAS
Original Assignee
Labavia SGE Bois D'arcy
Labavia SGE SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Labavia SGE Bois D'arcy, Labavia SGE SARL filed Critical Labavia SGE Bois D'arcy
Publication of DE3542372A1 publication Critical patent/DE3542372A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3542372C2 publication Critical patent/DE3542372C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/02Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type
    • H02K49/04Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type
    • H02K49/046Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type with an axial airgap
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/003Dynamic electric braking by short circuiting the motor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description

LABAVIA - S.G.E. Bois d'Arcy, Frankreich ELektrische Bremse
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Bremse zum Abbremsen einer rotierenden Welle und mit:
- einerseits einem elektromagnetischem Induktionsstator, der mit dem Lager der Welle fest verbindbar ist und wenigstens einen diskontinuierlichen Kranz elektrischer Pole mit alternierender Polarität aufweist,
10
- und andererseits einer drehbaren Induktionsscheibe aus magnetischem Material, die mit der Welle verbunden und koaxial zum Polkranz in der Weise anbringbar ist, daß sie axial vor dem Polkranz vorbeiläuft, wobei sie von diesem nur durch einen engen ringförmigen Luftspalt getrennt ist.
Von diesen Bremsen betrifft sie besonders diejenigen, bei denen die Pole des Polkranzes durch zylindrische oder prismische Kerne aus magnetischem Material mit sie umgebenden Wicklungen aus elektrisch leitendem Draht gebildet sind, wobei sich die Kerne parallel zur Achse der Welle erstrecken und in Höhe des Luftspaltes in Polschuhen enden, die im wesentlichen durch
25
BAD ORIGINAL
- «i
■ *
a a
ss
an den Kernen angebrachte Platten gebildet sind. j
Die Erfindung bezieht sich ferner besonders, jedoch > nicht ausschließlich, auf Fahrzeugbremsen, bei denen
c der Rotor an der Antriebs- bzw. Transmissionswelle
zum Abbremsen des Fahrzeugs und am Fahrgestell befestigt | ist, auf dem die Bremse und die Welle gelagert sind. j
Nachstehend bedeuten: ι
j.
— "Umfangsrlchtung11 die Richtung auf einem zur Achse ί
der Bremse konzentrischen Umkreis, \
- "Umfangsquerschnitt" eines Polschuhs der Querschnitt =
.,C- dieses Polschuhs längs einer zur Achse des Geräts !
konzentrischen Zylinderfläche, die durch die Mitte '
der Stirnfläche dieses Polschuhs und senkrecht ·
zu dieser Stirnfläche verläuft, ι
2Q - "Eingangshorn" und "Ausgangshorn" eines Polschuhs j jeweils der "stromaufwärts" gelegene oder "hintere" , Rand und der "stromabwärts" gelegene oder "vordere"
Rand dieses Polschuhs in Umfangsrichtung relativ j
- i zur Richtung des Vorbeilaufs an der Rotorscheibe, :
und zwar in dem Sinne, daß beim Vorbeilaufen an : jedem Polschuh jeder Punkt der Scheibe vom Eingangs- j
horn zum Ausgangshorn des Polschuhs wandert. j
j Bei bekannten Bremsen dieser Art hat der Umfangsquer- ■;
schnitt jedes Polschuhs eine symmetrische Kontur j
relativ zu einer Ebene, die durch die Achse der '
Bremse und die Achse des entsprechenden Kerns verläuft !
(mit diesen zusammenfällt). ·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brem- j se der gattungsgemäßen Art anzugeben, deren durch -
BAD ORIGINAL
β ί -
die Wirbelströme bewirktes Bremsmoment bei gegebenem Gewicht und Raumbedarf der Bremse höher ist.
Erfindungsgemäß i-st diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Umfangsquerschnitt jedes Polschuhs asymmetrisch in Bezug auf eine Ebene ist, die durch die Achse der Bremse und die Achse des entsprechenden Kerns verläuft, so daß sein Eingangshorn sich weiter als sein Ausgangshorn über diese Ebene hinaus erstreckt.
Bevorzugte Ausführungsformen können allein oder in Kombination darin bestehen,
- daß jeder Polschuh in einer Draufsicht in Richtung der Achse der Bremse weitgehend die Form eines gleichseitigen Trapezes mit abgerundeten Ecken aufweist, dessen Mittelpunkt in Umfangsrichtung relativ zur Achse des entsprechenden Kerns entgegengesetzt zur Drehrichtung der Scheibe versetzt ist,
- daß bei einer Bremse der vorstehend genannten Art der Querschnitt jedes Kerns weitgehend die Form eines gleichseitigen Trapezes mit vorzugsweise abgerundeten Ecken aufweist,
- daß die Dicke jedes Polschuhs senkrecht zu seiner Stirnfläche über seine gesamte Ausdehnung konstant ist,
- daß die Dicke jedes Polschuhs senkrecht zu seiner Stirnfläche relativ klein ist, so daß das Verhältnis dieser Dicke zum Außendurchmesser der Scheibe zwischen 1/50 und 1/30 liegt,
- daß eine Seitenfläche des Ausgangshorns jedes Polschuhs senkrecht zur Stirnfläche dieses Polschuhs
■ * 4 -Α» ι» "-■ β S Afc S -ϊ. 3
! und tangential zur Seitenfläche des entsprechenden j Kerns verläuft,
;■ - daß das Eingangshorn jedes Polschuhs sich in Umfangs-
I 5 richtung mindestens bis zur Seitenfläche der Wicklung
i erstreckt, die den Kern umgibt, der durch den
■ benachbarten Polschuh abgeschlossen ist.
i Neben diesen hauptsächlichen Ausführungsformen sind 10 andere Weiterbildungen möglich.
j Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnungen eines bevorzugten
■ Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen: I -
, Fig. 1 in Draufsicht einen Teil des Induktionsstators
j einer erfindungsgemäßen Wirbelstrombremse
1 für Fahrzeuge,
20 Fig. 2 einen Teil eines "in Umfangsrichtung" geführten Schnitts II-II der in Fig. 1 dargestellten Anordnung und eines Teils des Induktionsrotors der Bremse in vergrößertem Maßstab und abgewickelt, wobei dieser Schnitt die Magnetfeldver-
25 teilung in den magnetischen Teilen darstellt,
Fig. 3 zum Vergleich einen ähnlichen Schnitt wie
den nach Fig. 2 durch eine bekannte Stator-Rotor-Anordnung zur Darstellung der Magnetfeldver-30 teilung in den magnetischen Teilen, die vor der
vorliegenden Erfindung nicht bekannt war,
Fig. 4 ein Kurvendiagramm zur Verdeutlichung der Vorteile der Erfindung und
Fig. 5 eine schematische Darstellung zweier Pole
einer Abwandlung einer erfindungsgemäßen
BAD ORIGINAL
Wirbelstrombremse.
Der Stator der Bremse weist in an sich bekannter Weise einen Kranz aus einer geradzahligen Anzahl
r identischer Elektromagnete 1 (im vorliegenden Falle sind es acht) auf, die gleichmäßig um die Achse X der Bremse herum verteilt angeordnet sind und jeweils einen zylindrischen oder prismischen Kern 2 mit einer zur Achse X paralellen Achse Y und einer
-^q den Kern umgebenden Wicklung 3 aus elektrisch leitendem Draht aufweisen.
Alle Kerne 2 sind auf einem gemeinsamen Träger 4 in Form beispielsweise wenigstens einer Schale montiert, die ihrerseits am Fahrgestell des Fahrzeugs oder auch am Achsgehäuse oder am Getriebekasten des Fahrzeugs befestigt sein kann.
Jede Wicklung 3 wird durch eine an einem Ende ihres Kerns 2, z.B. mittels einer Schraube 6, angeschraubte, über den Rand des Kerns überstehende Platte 5 gehalten, wobei die gewünschte Drehwinkellage der Platte um die Schraube herum durch den Eingriff eines exzentrischen Zapfens 7, der an der Platte befestigt ist, in eine komplementäre Vertiefung des Kerns sichergestellt ist.
Die Außenflächen der Platten 5 liegen in derselben Ebene senkrecht zur Achse X und bilden auf diese Weise einen ebenen diskontinuierlichen Kranz.
Die Wicklungen sind elektrisch durch Verbindungungs- j und Steuermittel mit einer Gleichstromquelle verbunden, ' und ihre Stromversorgung aus der Gleichstromquelle ' ; erfolgt in der Weise, daß die aufeinanderfolgenden j Platten 5 des Kranzes, der noch ausführlicher beschrie-
9* **■ fr & * ff * #» =i .
ben wird, elektrische Pole bilden, deren Polarität abwechselnd positiv und negativ ist, wobei die Platten 5 "Polschuhe" dieser Pole bilden.
Der Rotor der Bremse weist ferner in an sich bekannter Weise wenigstens eine kontinuierliche Seheibe 8 (Fig. 2 und 3) auf, die mit einem Teil 9 (Fig. 1) der Transmissionswelle des Fahrzeugs in der Weise drehfest verbunden ist, daß sie an dem Statorkranz : vorbeiläuft, wobei die Scheibe und der Kranz durch einen ringförmigen Luftspalt e (Fig. 2 und 3) getrennt : sind. ■ :
Die Weite des Luftspalts e ist gering und beträgt : beispielsweise etwa 1 bis 2 mm. \
Die Rotorscheibe 8 dreht sich in Richtung des Pfeils F relativ zu dem Statorkranz.
Die Kerne 2, Platten 5 und Scheibe 8 bestehen alle aus einem ferromagnetisehen Material, so daß sie für den durch die in den Wicklungen 3 fließenden Ströme erzeugten magnetischen Fluß Magnetkreise bilden, die den Luftspalt e jeweils zweimal durchsetzen.,
! Dieser Fluß induziert in der Scheibe 8 bei deren i
Drehung Wirbelströme, die der Drehung entgegenwirken, so daß die Fahrzeugwelle abgebremst wird.
Bei den bekannten elektrischen Bremsen dieser Art ist der oben definierte "Umfangsquerschnitt" jeder Platte oder jedes Polschuhs 5 symmetrisch relativ zu einer mit der Achse X der Bremse und der Achse Y des entsprechenden Magnetkerns 2 zusammenfallenden Ebene.
Mit anderen Worte, das. Eingangshorn E und das Ausgangs- ; BAD ORIGINAL
- 10 -
horn S jedes Polschuhs haben gleiche Umfangsquerschnitte, wie Fig. 3 zeigt.
Bei Betätigung der Bremse ist daher die Verteilung des magnetischen Flusses auf die beiden Polhörner E und S im Stillstand der Bremse gleich.
Bislang wußte man nicht, wie diese Verteilung aussieht, wenn sich der Rotor 8 zu drehen beginnt, und zwar wegen der durch die Gegeninduktion bewirkten Störungen.
Zwar ist die Gegeninduktion schon seit langem bei elektrodynamischen Maschinen mit Kollektor und Induktionsspule untersucht worden.
15
In einem solchen Falle sind die Induktionswindungen jedoch nach Anzahl, Dimension und Richtung vollständig definiert, und in jeder ist der Strom nach Betrag j und Richtung gleich. Es ist daher leicht, den Gegen-20 induktionsfluß, der jeder Windung entspricht, zu j berechnen und den Gesamteinfluß dieser Flüsse auf i j die Örtlichen Sättigungen des Magnetkreises zu bestim- J men.
j 25 um derarige Sättigungen zu vermeiden, ist bereits
! vorgeschlagen worden, bei bestimmten Maschinen dieser j Art die Länge der Polhörner in Umfangsrichtung zu ändern, und zwar in verschiedenen Richtungen, je ! nach dem, ob es sich bei diesen Maschinen um Motoren : 30 oder Generatoren handelt (siehe US-PS 22 40 652).
' Bei Maschinen mit Wirbelstrombremse liegen die Verhältnisse jedoch völlig anders.
Die auf in sich kurz geschlossenen Bahnen fließenden Wirbelströme sind schwierig zu identifizieren, zu
BAD ORIGINAL·*?·:
* * · of · »''i ff β „ *l S # " ■* a *τ i, j* ρ
* Ü * * tiJ J. ■ J. j
- 11 - ι
lokalisieren und zu messen, und es ist bislang nicht gelungen, sie hinreichend abzugrenzen, um daraus für das Sattigungsverhalten der Polhörner beim Betrieb der Bremse auswertbare Informationen abzuleiten. 5. .
Unter Anwendung moderner Rechenverfahren mittels Rechner ist es der Anmelderin jedoch gelungen, dieses Verhalten zu ermitteln und den Verlauf der Magnetfeldlinien in der Masse der magnetischen Teile während des Betriebs der Bremse sogar sichtbar zu machen.
So hat sie festgestellt, daß, wenn sich der Rotor 8 bei einem symmetrischen Aufbau aller Pole, wie bei der bekannten Bremse nach Fig. 3, in Richtung des Pfeils F dreht, der magnetische Fluß im Ausgangshorn S stärker als im Eingangshorn E konzentriert ist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wo die den magnetischen Fluß darstellenden Feldlinien L im Ausgangshorn S viel dichter beieinander liegen, so daß dort die örtliche magnetische Induktion viel höher ist.
ι Diese Konzentration fuhrt zu einer sehr viel rasche-
j ren Sättigung des Ausgangshorns S als des Eingangs-ί horns E, wenn man die Stromstärke in der Wicklung
! 25 des betreffenden Polschuhs 5 allmählich steigert.
Um das Erreichen der Sättigung des Ausgangskerns S bei Erhöhung der Wicklungsstromstärke zu verzögern, wird der Polschuh 5 erfindungsgemäß in Umfangsrichtung nach hinten bzw. rückwärts, d.h. entgegengesetzt zur Drehrichtung F der Rotorscheibe 8, versetzt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Wie sich gezeigt hat, wird dadurch das magnetische Feld gleichmäßiger über das gesamte Volumen jedes Polschuhs verteilt, wobei das Ausgangshorn in gewis-
BAD ORfGINAt
- 12 -
ser Weise von seiner zu hohen Induktion zu gunsten j
j des vorher unterbelasteten Eingangshorns entlastet i
wird.
Dies wird durch die in Fig. 2 dargestellte Verteilung der Feldlinien L veranschaulicht. Diese Verteilung ergibt sich bei den gleichen Betriebsbedingungen wie sie der Fig. 3 zugrundeliegen. Der einzige Unterschied gegenüber dem Aufbau nach Fig. 3 besteht in der Versetzung der Polschuhe in Umfangsrichtung nach hinten.
Insbesondere sind alle Abmessungen der Polschuhe unverändert geblieben,
15
Der Winkel #C dieser Versetzung in Umfangsrichtung . liegt vorzugsweise zwischen A/25 und A/7, wenn man mit A die winkelmäßige Polteilung bezeichnet, d.h. den Winkel zwischen zwei Ebenen, die mit der Achse X und jeweils einer der Achsen Y zweier aufeinanderfolgender Polschuhe 5 zusammenfallen. Im dargestellten Falle, bei dem die Anzahl der Pole gleich acht ist, liegt der Winkel ^vorzugsweise zwischen 2 und 7°.
Betrachtet man dagegen den Winkel des Polbogens um die Achse X, über den sich ein Polschuh erstreckt, dann liegt das Verhältnis dieses Polbogenwinkels zu der oben definierten winkelmäßigen Polteilung vorzugsweise zwischen 0,65 und 0,90. Im dargestellten
^O Ausführungsbeispiel liegt dieses Verhältnis bei etwa 0,80.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner
dafür gesorgt, daß
35
j - die Dicke jedes Polschuhs 5 in axialer Richtung über seine gesamte Ausdehnung konstant ist,
- jede einen Polschuh 5 bildende Platte weitgehend die Form eines gleichschenkligen Trapezes mit abgerundeten Ecken aufweist,
^ - die Seitenfläche T des Ausgangshorns S jedes
Polschuhs, die der Seitenfläche T„ des Ausgangshorns des benachbarten Polschuhs gegenüberliegt, eine Tangente zur Seitenfläche N des durch den betreffenden Polschuh abgeschlossenen Kerns 2 iU bildet, und zwar mindestens bis zur Höhe der zylind rischen Drehfläche, deren Krümmungsachse mit der Achse X der Bremse zusammenfällt und die die Achsen Y der Kerne 2 aufweist,
- die Seitenfläche T£ des Eingangshorns jedes Polschuhs tangential zur Seitenflächen B der Wicklung oder Spule 3, die den benachbarten Kern umgibt, verläuft und
- die sich gegenüberliegenden ebenen Seitenflächen T^ und T_ der aufeinanderfolgenden Polschuhe einen kleinen Winkel zwischen sich einschließen und jeweils in einer Ebene liegen, die mit der Achse X der Bremse zusammenfällt, doch können diese Seitenflächen auch parallel zueinander sein.
Versuche haben überraschenderweise ergeben, daß bei Bremsen, deren Polschuhe in Umfangsrichtung in der erwähnten Weise nach hinten versetzt sind, ^Q die Bremsdrehmomente sehr viel hoher als bei gleichen Bremsen mit zu den Kernen konzentrischen Polschuhen sind. - ■ . .
Diese Verbesserung ergibt sich anschaulich aus dem OD in Fig. 4 dargestellten Kurvendiagramm, bei dem auf der Abzisse die Drehzahl η des Rotors der Bremse
BAD ORIGtNAL
- 14 -
in Umdrehungen pro Minute und auf der Ordinate das durch die jeweilige Bremse auf die Welle ausgeübte Drehmoment M in Newton-Meter aufgetragen sind.
Die Kurve 10 dieser Fig. 4 entspricht einer Bremse mit herkömmlichen, d.h. konzentrisch zu den jeweiligen Kernen angeordneten Polschuhen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Kurve 11 entspricht derselben Bremse, bei der jedoch die Polschuhe relativ zu den entsprechenden Kernen in Umfangsrichtung nach hinten versetzt sind, d.h. entgegengesetzt zur Drehrichtung F der Rotorscheibe, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.
Man sieht, daß die - bei sonst gleichen Verhältnissen - durch die Versetzung der Polschuhe "nach hinten" bewirkte Erhöhung des Bremsmoments beträchtlich ist und mehr als 15 Prozent in kaltem Zustand bei bestimmten Drehzahlen des Rotors beträgt, insbesondere bei relativ niedrigen Drehzahlen, in der Größenordnung von 500 bis 1000 Umdrehungen pro Minute. Bei höheren Drehzahlen sind die magnetischen Kreise gewöhnlich nicht gesättigt, so daß der durch die Erfindung erzielte Vorteil weniger stark ausgeprägt ist.
Bei allen oben in Bezug auf die Fig. 1 bis 3 angegebenen Fällen ist jeder Magnetkern 2 durch eine zylindrische Fläche begrenzt, die konzentrisch zu seiner Achse Y ist.
Unter diesen Bedingungen beeinflußt eine Änderung
der durch die Linien L in den Fig. 2 und 3 dargestellten Magnetfeldverteilung theoretisch nur den sehr kleinen Teil des Volumens jedes Polschuhs, der sich längs der Zylinderfläche erstreckt, die den Querschnit-
- 15 -
ί ten dieser Figuren entspricht.
i ■ ■
ι .
j Um das Volumen jedes Polschuhs zu vergrößern, in j dem die Magnetfeldverteilung in der oben beschriebenen
j 5 Weise durch die einfache Versetzung der Polschuhe ;
j "nach hinten" verbessert wird, kann man jedem Magnetkern i die Form eines Prismas oder Zylinders geben, dessen i Querschnitt dem des Polschuhs ähnelt, der diesen
\ Kern abschließt, oder weitgehend angenähert ist.
10 . i
Im Falle der Fig. 5. ist dieser Querschnitt jedes
ι Kerns durch ein Trapez mit abgerundeten Ecken 2-
j begrenzt, das der Grundform der oben angegebenen
j Polschuhe 5 ähnelt. In diesem Falle hat die elektri-
j 15 sehe Wicklung weitgehend die Form einer prismatischen
; Muffe 3., mit trapezförmigem Querschnitt und weitgehend
! konstanter Dicke.
Die Erfahrung zeigt, daß bei einer derart verbesser- ; 20 ten Bremse das Bremsdrehmoment noch weiter verbessert j wird, und zwar so, wie es sich durch die Kurve 12 ; in Fig. 4 ergibt. In diesem Falle erhöht sich das Drehmoment gegenüber der vorstehend betrachteten bekannten Bremse (Kurve 10) um mindestens 20% bei 25 bestimmten Drehzahlen.
.Wie Fig. 2 zeigt, hat die erfindungsgemäße Versetzung nach hinten die Unterdrückung oder Vermeidung eines sehr wichtigen Teils des Ausgangshorns S zur Folge,
30 der bei den bekannten Konstruktionen sehr rasch gesättigt wird. Wenn das Eingangshorn E fast ausschließlich bis zum Punkt des Bestehens ausgebildet wird und da dieses Eingangshorn weniger empfindlich gegen eine magnetische Sättigung ist, ist es möglich, .
35 dieses Polhorn ebenso wie den gesamten Polschuh im Vergleich zu bekannten Konstruktionen bei vorgege-
BAD ORIGINAL
benem Verhalten zu verkleinern, so daß auch das Gewicht und der Raumbedarf verringert werden.
Darüber hinaus kann das Verhältnis der Dicke des Polschuhs zum Außendurchmesser der Induktionsscheibe der Bremse, das im allgemeinen größer als 1/30 ist, niedriger als 1/35 liegen und sogar bis zu 1/50 heruntergehen.
Infolgedessen ergibt sich, unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform, ein sehr einfaches und wirksames Mittel, um das Drehmoment einer elektrischen Bremse zu erhöhen, da man lediglich ihre Polschuhe geringfügig •'nach hinten" zu versetzen braucht.
Wie sich aus Vorstehendem ergibt, ist die Erfindung nicht auf die speziell beschriebenen Anwendungsund Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfaßt sie auch alle Abwandlungen, insbesondere:
- solche, bei denen der Induktionsstator der Bremse
zwei Polkanäle mit abwechselnder Polarität aufweist, die zwei Kränze aus Polschuhplatten aufweisen, von denen jeder Plattenkranz einer Induktionsrotorscheibe zugeordnet und die beiden fest miteinander verbundenen Scheiben den Induktor axial einrahmen,
- solche, bei denen die Polschuhe mit den Kernen einteilig aus magnetischem Material, diese verlängernd, hergestellt sind, z.B. in einer Form mit den Kernen, statt durch getrennt hergestellte und an den Kernen angebrachte Platten,
- solche, bei denen die Polschuhe eine grundsätzlich andere Form als die eines gleichseitigen Trapezes mit abgerundeten Ecken aufweisen, wobei die Ecken
BAD ORIGINAL
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I * » S S ί £ i - i
* f· k * S % » s" ■ ι
des Trapezes nicht abgerundet zu sein brauchen und das Trapez selbst anders als gleichseitig sein kann, z.B. rechtwinklig, oder sogar um die :
Achse der Bremse leicht gekrümmt sein kann und !
- solche, bei denen die erwähnte Wirbelstrombremse nicht für ein Fahrzeug, sondern für eine andere Maschine mit einer rotierenden Welle zum Bremsen, z.B. einer Maschine zum Heben und Senken, verwendet wird.

Claims (8)

* β * Φ DR. ING. ULRICH KNOBLAUCH PATENTANWALT 6OOO FRANKFURT/MAIN 1, DEN 29 . NOV . 1985 KArI=NIANWALI KÜHHORNSHOFWEG 10 , POSTGIRO FRANKFURT/M. 34 25-605 H/IM DRESDNER BANK, FRANKFURT/M. 2300308 TELEFON: (069) 56 3000 TELEGRAMM:KNOPAT TELEX: 411 877 KNOPAD Patentansprüche
1. Elektrische Bremse zum Abbremsen einer rotierenden Welle (9) mit einerseits einem elektromagnetischen Induktionsstator, der mit dem Lager der Welle fest verbindbar ist, wobei der Stator wenigstens einen diskontinuierlichen Kranz elektrischer Pole mit alternierender Polarität aufweist, von denen jeder Pol durch einen zylindrischen oder prismatischen Kern (2) aus magnetischem Material und einer diesen umgebenden Wicklung (3) aus elektrisch leitendem Draht gebildet ist, der Kern sich parallel zur Achse der Welle erstreckt und durch einen Polschuh (5) abgeschlossen ist, und andererseits einer drehbaren Induktionsscheibe (8) aus magnetischem Material, die mit der Welle verbindbar und koaxial zum Polkranz anbringbar ist, so daß sie axial vor den Polschuhen vorbeiläuft und von diesen nur durch einen engen ringförmigen Luftspalt (e) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsquerschnitt jedes Polschuhs (5) asymmetrisch im Bezug auf eine Ebene ist, die durch die Achse (X) der Bremse und die Achse (Y) des entsprechenden Kerns (2) verläuft, so daß sein Eingangshorn (E) sich weiter als sein Ausgangshorn (S) über diese Ebene hinaus erstreckt.
BAD ORiQiNAL
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Polschuh (5) in einer Draufsicht in Richtung der Achse der Bremse weitgehend die Form eines gleichseitigen Trapezes mit abgerundeten Ecken aufweist, dessen Mittelpunkt in Umfangsrichtung relativ zur Achse des entsprechenden Kerns (2) entgegengesetzt zur Drehrichtung der Scheibe (8) versetzt ist.
3. Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt jedes Kerns (2) weitgehend die Form eines gleichseitigen Trapezes mit vorzugsweise abgerundeten Ecken aufweist.
4. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke jedes Polschuhs (5) senkrecht zu seiner Stirnfläche über seine gesamte Ausdehnung konstant ist.
& 5. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke jedes Polschuhs (5) senkrecht zu seiner Stirnfläche relativ klein ist, so daß das Verhältnis dieser Dicke zum Außendurchmesser der Scheibe (8) zwischen 1/50 und 1/30 liegt.
6. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenfläche des Ausgangshorns (S) jedes Polschuhs (5) senkrecht
zur Stirnfläche dieses Polschuhs und tangential zur Seitenfläche (ISf) des entsprechenden Kerns (2) verläuft.
7. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangshorn
(E) jedes Polschuhs (5) sich in Umfangsrichtung mindestens bis zur Seitenfläche der Wicklung
BAD ORIGINAL
■=>»*« * ft
— 3 —
(3) erstreckt, die den Kern umgibt, der durch ' den benachbarten Polschuh abgeschlossen ist.
8. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der umfangswinkel (oO der Versetzung jedes Polschuhs (5) nach hinten zwischen 1/25 und 1/7 der winkelmäßigen Polteilung liegt.
BAD ORIGINAL
DE19853542372 1984-12-05 1985-11-30 Elektrische bremse Granted DE3542372A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE3542372C2 DE3542372C2 (de) 1989-10-26

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CH (1) CH664653A5 (de)
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DZ (1) DZ865A1 (de)
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