DE1114573B - Mit einem Elektromotor zusammengebaute Bremsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einem Elektromotor zusammengebaute Bremsvorrichtung, bei der aktive Teile des magnetischen Kreises des Stators des Motors wesentliche Teile der Bremsvorrichtung bilden, die unter Verwendung nachgiebiger Mittel 5 unmittelbar auf den Rotor des Motors wirkt und durch das Erregerfeld des Stators betätigt wird.

In manchen Fällen ist es erwünscht, die Drehung der Abtriebswelle des Motors so rasch wie möglich anzuhalten, nachdem der Motor entregt worden ist. Bisher wurden die meisten elektromagnetischen Bremsen in Verbindung mit Motoren verwendet, um die Drehung der Abtriebswelle anzuhalten, wenn der Motor entregt wird. Diese Ausführungsform der Bremse weist für gewöhnlich eine Feder auf, um eine zusätzliche Bremsscheibe bzw. zusätzliche Bremsarme od. dgl. gegen die Antriebswelle zu drücken. Diese Bremsausführungen benötigen ein Magnetfeld, um die Bremse zu lösen. Bisher wurde dieses Magnetfeld auf einem der folgenden zwei Wege hergestellt:

Erstens wurden die Statorpolstücke noch verlängert, um hierdurch den Hauptflußpfad des Motors auszunutzen, um die Bremse zu lösen. In diesem Falle muß der Hauptfiußpfad geändert werden, wodurch die Leistung des Motors vermindert und seine Aufwendigkeit, seine Kosten, sein Gewicht und seine Gesamtlänge stark gesteigert werden.

Ein zweiter Weg, dem Problem zu begegnen, besteht darin, eine Hilfswicklung vorzusehen, um die Bremse zu betätigen. Dies läßt den Hauptflußpfad des Motors ungestört, steigert aber wiederum die Aufwendigkeit, Kosten, Gewicht und Länge des Motors, während seine Verläßlichkeit vermindert wird.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Bremse für einen Elektromotor zu schaffen, bei der der Hauptflußpfad ausgenutzt, aber nicht merklich geändert wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Bremse für einen Elektromotor zu schaffen, die das Gesamtgewicht oder die Größe des Motors nicht steigert, was insbesondere für Flugzeugsteueranlagen eminent wichtig ist.

Sodann ist ein Ziel der Erfindung, eine Bremse für einen Elektromotor zu schaffen, die geringste Kosten und kleinsten Aufwand bedingt.

Erfindungsgemäß wird das auf einfachste Weise dadurch erreicht, daß die gesamte Bremsvorrichtung einschließlich der nachgiebigen Mittel in den magnetischen Kreis der Statorfeldpole eingebettet ist, wobei die zur Bremsvorrichtung gehörenden aktiven Teile Mit einem Elektromotor zusammengebaute Bremsvorrichtung

Anmelder:

Lear, Incorporated,
Santa Monica, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Dezember 1958

Arthur J. Huff, Grand Rapids, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

des magnetischen Kreises des Stators unmittelbar bremsend auf den Rotor wirken.

Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, daß die Polschuhe des Stators Aussparungen aufweisen, in denen eine Mehrzahl von Kolben oder Stößeln gelagert ist, und daß nachgiebige Mittel vorgesehen sind, welche die Kolben oder Stößel gegen den Rotor drücken, wobei die Kolben oder Stößel aus magnetisierbarem Material bestehen, derart, daß, wenn die Statorwicklungen erregt werden, der ausgebildete Fluß bewirkt, daß die Kolben oder Stößel vom Rotor magnetisch weggezogen werden.

Ferner wird dies vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Kolben oder Stößel aus magnetisierbarem Material in den Aussparungen des Stators gleitend derart gelagert sind, daß der normale Verlauf des Magnetflusses bei laufendem Motor praktisch nicht gestört wird, und daß die nachgiebigen Mittel die Kolben oder Stößel gegen den Rotor drücken, wobei diese Mittel stark genug sind, um die Kolben oder Stößel gegen den Rotor zu halten, wodurch die Bewegung des Rotors abgebremst wird, andererseits aber weich genug sind, um durch die Flußkraft überwunden zu werden, welche die Kolben oder Stößel radial auswärts vom Rotor weg in den Polschuh hineinzieht, wenn das Statorfeld erregt wird.

Der Kolben oder Stößel kann an demjenigen Abschnitt, welcher den Rotor berührt, einen Bremsschuh aufweisen.

109 707/106

Der Rotor kann an seinem Umfang ein Bremsband aufweisen, das mit dem Kolben oder Stößel in Reibungsberührung steht, wenn das Statorfeld entregt wird.

Der Kolben oder Stößel kann ferner eine an ihm angebrachte Welle aufweisen, die sich durch das Gehäuse hindurch erstreckt, um einen äußeren Schalter gleichzeitig mit dem Bremsen und Lösen des Rotors zu betätigen.

Für diese Zwecke gemäß der Erfindung können erste und zweite Kolben oder Stößel vorgesehen sein, die aus magnetisierbarem Material bestehen und im Stator gleitend gelagert sind, sowie erste und zweite Federvorrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie die ersten bzw. zweiten Kolben oder Stößel in Berührung mit dem Rotor drücken, wobei die eine Federvorrichtung weicher als die andere ist, derart, daß ein allmählicher Flußaufbau im Stator bewirkt, daß sich einer der Kolben oder Stößel vom Rotor weg gegen die stärkere Feder bewegt.

Der Rotor kann an seinem Umfang Einkerbungen aufweisen, um den mittels der weicheren Feder gegen ihn gedrückten Kolben oder Stößel so anzunehmen, daß hierdurch eine Stellungsverriegelungsvorrichtung geschaffen wird, wenn der Kolben oder Stößel in die Einkerbungen eintritt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht durch den Motor,

Fig. 2 einen Teil der einen äußeren Schalter enthaltenden Bremse,

Fig. 3 eine teilweise Ansicht der Bremse, die ein zwangläufiges Verriegelungsmittel für sie enthält, und

Fig. 4 eine teilweise Ansicht des Motors, der ein Bremsband auf dem Rotor aufweist.

Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 10. Polstücke 11 und 12 sind innerhalb des Gehäuses 10 gelagert und an ihm befestigt. Wicklungen 13, 14 sind an dem Polstück 11, Wicklungen 15, 16 am Polstück 12 angeordnet. Ein Rotor 17 ist auf einer Welle 18 gelagert und zwischen den Polstücken 11 und 12 am Gehäuse 10 drehbar abgestützt. Kolben oder Stößel 19 und 20 sind in den Polstücken 11 bzw. 12 gelagert. Federn 21 und 22 drücken die Kolben 19 bzw. 20 gegen den Rotor 17. Aus Fig. 1 geht weiter hervor, daß die Kolben oder Stößel 19 und 20 vom Rotor 17 zurückgezogen sind, wodurch der Rotor gegenüber dem Gehäuse 10 drehbar ist.

Wenn der Motor entregt ist, drücken die Federn 21 und 22 die Kolben oder Stößel 19 bzw. 20 gegen den Rotor 17, wodurch sie die Drehung des Rotors beschränken. Wird der Motor erregt, wird in den Polstücken 11 und 12 ein magnetischer Flußpfad aufgebaut. Man sieht, daß, wenn die Kolben oder Stößel gegen den Rotor 17 bewegt sind, der durch die Polstücke 11 und 12 und die Kolben oder Stößel 19 und 20 verlaufende Fluß tatsächlich gestört sein würde. Der Fluß übt eine Kraft aus, um sich den Weg geringsten magnetischen Widerstands auszusuchen. Demgemäß werden die Kolben oder Stößel 19 und 20 vom Rotor 17 weggezogen, und der die Kolben oder Stößel durchlaufende Flußpfad hat dann einen geraden Pfad oder den Pfad geringsten magnetischen Widerstandes. Es versteht sich, daß die Federn 21 und 22 so gewählt werden, daß sie eine Kraft gegen die Kolben oder Stößel erzeugen, die die Drehung des Rotors 17 anhält, doch daß diese Kraft klein genug ist, um von der Flußkraft in den Polstücken 11 und 12 überwunden zu werden.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der sich eine Stange 23 vom Kolben oder Stößel 19 aus fort erstreckt. Ein Schalter 24 ist an der Stange 23 angebracht und wird von ihr betätigt. Mit anderen Worten kann dieser Schalter einen äußeren

ίο Motor oder Schaltkreisunterbrecher in Abhängigkeit vom Bremsen und Lösen des Rotors 17 mittels des Kolbens oder Stößels 19 betätigen.

Eine Bremsauskleidung 25 aus Asbest oder einem ähnlichen Werkstoff kann an demjenigen Abschnitt des Kolbens oder Stößels 19 angebracht sein, der mit dem Rotor 17 in Berührung kommt, um dessen Abnutzung zu vermindern.

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei der für den Rotor 17 zwangläufige Verriegelungsmittel vorgesehen sind. In diesem Falle ist der Kolben oder Stößel 19 in dem Polstück 11 in derselben Weise gelagert, wie es zu Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist. Indessen ist hier ein Kolben 26 in einem Loch im Kolben oder Stößel 19 gelagert, und eine zweite Feder 27 drückt den Kolben 26 gegen den Rotor 17. Bei dieser Ausführungsform weist ferner der Rotor 17 Ausschnitte 28 auf, die den Kolben 26 aufnehmen. Die Feder 27 wird hier so gewählt, daß sie weicher als die Feder 21 ist. Es geht hieraus hervor, daß, wenn sich der Fluß dank der der Erregung des Motors ausbildet, die weichere Feder 27 zuerst von dem Fluß überwunden wird, der den Kolben 26 gegen das Gehäuse 10 drückt, bevor die Feder 21 von dem Fluß überwunden wird, der den Kolben 19 gegen das Gehäuse 10 drückt. Demgemäß werden die zwangläufigen Verriegelungsmittel zuerst und dann die Gleitbremse oder Kolben 19 gelöst, was dem Rotor die Drehung gestattet. Wenn der Motor entregt ist und der Fluß abzunehmen beginnt, drückt die stärkere Feder 21 den Kolben 19 zuerst gegen den Rotor 17, wodurch die Drehung des Rotors 17 praktisch angehalten wird, und dann, wenn der Fluß abnimmt, drückt die weichere Feder 27 den Kolben 26 gegen den Rotor 17 und in einen der Schlitze 28, wodurch für den Rotor 17 eine zwangläufige Verriegelung geschaffen wird.

Fig. 4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der auf dem Rotor 17 ein Bremsband 29 angeordnet ist, um die Lebensdauer der Bremse und demgemäß des Motors weiter zu verlängern. Das Bremsband 29 besteht vorzugsweise aus nichtmagnetisierbarem Material, wie Bronze oder Kupfer. Wie aus Fig. 4 weiter hervorgeht, werden die Kolben 19 und 20 mittels der Federn 21 und 22 gegen das Bremsband 29 gedrückt, wenn der Motor entregt ist. Obwohl die Erfindung an Hand eines speziellen Ausführungsbeispieles veranschaulicht und beschrieben worden ist, versteht sich, daß sie mannigfaltige Abwandlungen im gesamten sowie im einzelnen zuläßt, ohne daß hierdurch von Sinn, Zweck und Geltungsbereich der Erfindung abgewichen zu werden braucht.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Mit einem Elektromotor zusammengebaute Bremsvorrichtung, bei der aktive Teile des magnetischen Kreises des Stators des Motors wesent-

liehe Teile der Bremsvorrichtung bilden, die unter Verwendung nachgiebiger Mittel unmittelbar auf den Rotor des Motors wirkt und durch das Erregerfeld des Stators betätigt wird, dadurch ge kennzeichnet, daß die gesamte Bremsvorrichtung einschließlich der nachgiebigen Mittel in den magnetischen Kreis der Statorfeldpole eingebettet ist, wobei die zur Bremsvorrichtung gehörenden aktiven Teile des magnetischen Kreises des Stators unmittelbar bremsend auf den Rotor wirken.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe des Stators Aussparungen aufweisen, in denen eine Mehrzahl von Kolben oder Stößern gelagert ist, und daß nachgiebige Mittel vorgesehen sind, welche die Kolben oder Stößel gegen den Rotor drücken, wobei die Kolben oder Stößel aus magnetisierbarem Material bestehen, derart, daß, wenn die Statorwicklungen erregt werden, der ausgebildete Fluß bewirkt, daß die Kolben oder Stößel vom Rotor magnetisch weggezogen werden.

3. Bremsvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben oder Stößel aus magnetisierbarem Material in den Aussparungen des Stators gleitend derart gelagert sind, daß der normale Verlauf des Magnetflusses bei laufendem Motor praktisch nicht gestört wird, und daß die nachgiebigen Mittel die Kolben oder Stößel gegen den Rotor drücken, wobei diese Mittel stark genug sind, um die Kolben oder Stößel gegen den Rotor zu halten, wodurch die Bewegung des Rotors abgebremst wird, andererseits aber weich genug sind, um durch die Flußkraft überwunden zu werden, welche die Kolben oder Stößel radial auswärts vom Rotor weg in den Polschuh hineinzieht, wenn das Statorfeld erregt wird.

4. Bremsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben oder Stößel einen Bremsschuh an denjenigen Teilen von ihnen besitzen, welche den Rotor berühren.

5. Bremsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor an seinem Umfang ein Bremsband aufweist, das mit den Kolben oder Stößeln in Reibungsberührung steht, wenn die Feldpole entregt werden.

6. Bremsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kolben oder Stößeln eine Stange angebracht ist, die sich durch das Gehäuse hindurch erstreckt, um einen äußeren Schalter gleichzeitig mit dem Bremsen und Lösen des Rotors in Wirksamkeit zu setzen.

7. Bremsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch erste und zweite Kolben, die aus magnetisierbarem Material bestehen und in den Polschuhen gleitend gelagert sind, sowie durch erste und zweite Federvorrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie die ersten bzw. zweiten Kolben oder Stößel in Berührung mit dem Rotor drücken, wobei eine der Federvorrichtungen weicher als die andere Federvorrichtung ist, derart, daß, wenn eine allmählich magnetische Erregung der Polschuhe bewirkt wird, sich einer der Kolben oder Stößel vom Rotor weg und gegen die weichere Feder bewegt, bevor sich der andere Kolben oder Stößel vom Rotor weg gegen die stärkere Feder bewegt.

8. Bremsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor am Umfang Einkerbungen aufweist, um denjenigen Kolben aufzunehmen, der durch die weichere Feder gegen den Rotor gedrückt wird, wodurch eine Verriegelungsvorrichtung geschaffen wird, wenn der Kolben in die Rotoreinkerbungen eintritt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 741119, 847 933,
307, 860 822;

schweizerische Patentschrift Nr. 93 681.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 707/106 9.