DE925414C

DE925414C - Brake or clutch activated by the effect of a magnetic field

Info

Publication number: DE925414C
Application number: DEB13752A
Authority: DE
Inventors: Max Baermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-02-15
Filing date: 1951-02-15
Publication date: 1955-03-21

Description

Durch die Wirkung eines Magnetfeldes betätigte Bremse oder Kupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine durch die Wirkung eines Magnetfeldes betätigte, nach dem Wirbelstromprinzip arbeitende Bremse oder Kupplung für den Fahrzeug- oder Maschinenbau. Es ist in der elektrischen Instrumententechnik bekannt, die Wirkung von Wirbelströmen zur Bremsung oder auch zum Antrieb umlaufender Teile zu benutzen, so z. B. bei elektrischen Zählern oder Geschwindigkeitsanzeigegeräten. Derartige Instrumente und Geräte sind zwar auch mit Dauermagneten ausgerüstet, jedoch handelt es sich hier um sehr kleine Drehmomente, so daß solchen bekannten Ausführungsformen keine praktische Bedeutung für :die Bremsung oder auch Kupplung von Fahrzeugen zukommt. Man hat auch schon vorgeschlagen, solche Wirbelstrombremsen mittels starker Elektromagnete zum Zweck der Fahrzeugbremsung herzustellen. Derartige Bremsen besitzen zwar ein ausreichendes Bremsmoment, sind jedoch für die Erregung der Elektromagnete an eine Stromquelle gebunden. Sie sind wegen des hohen Gewichtes teuer in der Anschaffung und im Verbrauch. Ferner versagen sie bei. irgendwelchen Störungen in der Stromzufuhr. Da ferner der Stromverbrauch sehr groß ist, genügen meistens nicht die vorhandenen Sammler, es müssen vielmehr eigens für diesen Zweck Gleichstrommaschinen eingebaut werden.Brake or clutch operated by the action of a magnetic field The invention relates to an actuated by the action of a magnetic field, brake or clutch for the vehicle or vehicle operating according to the eddy current principle Mechanical engineering. It is known in electrical instrument technology to have the effect to use eddy currents to brake or drive rotating parts, so z. B. in electrical counters or speed indicators. Such Instruments and devices are also equipped with permanent magnets, but act These are very small torques, so that such known embodiments no practical relevance for: braking or coupling of vehicles. It has also already been proposed to use such eddy current brakes by means of strong electromagnets for the purpose of vehicle braking. Such brakes have a sufficient braking torque, however, are necessary for the excitation of the electromagnets at a Power source bound. They are expensive to buy because of their weight and in consumption. Furthermore, they fail at. any disturbances in the power supply. Furthermore, since the power consumption is very high, the existing ones are usually not sufficient Collectors, DC machines have to be built in specifically for this purpose will.

Die Nachteile werden nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag dadurch vermieden, daß Dauermagnete für- die Erzeugung von Wirbelströmen Anwendung finden, bei denen die Feldstärke zum Zweck der Veränderung der Brems- oder Kupplungskraft durch Verstellung dieser Magnete gegenüber den zugehörigen Polschuhen in gewünschter Weise geregelt werden kann. Hierbei werden nicht nur die Wirbelströme zur Bremsung herangezogen, sondern auch die Hysteresearbeit, die in dem Eisen entsteht, aus welchem die Brems- oder Kupplungselemente aufgebaut oder mit welchem sie ausgerüstet sind. Durch die Verwendung von Dauermagneten großen Energieinhalts, wie insbesondere solcher aus Aluminium-Nickel-Legierungen oder aus mit Hilfe eines Bindemittels gepreßten zerkleinerten Magnetstählen dieser Art, erübrigen sich besondere Stromquellen, so daß die erfindungsgemäße Wirbelstrombremse oder Kupplung unabhängig von den übrigen Teilen des Fahrzeuges ist. Sie kann daher leicht in jedes Fahrzeug nachträglich eingebaut werden, ohne daß der elektrische Teil der maschinellen Anlage erweitert oder ergänzt werden müßte. Andererseits kann durch die Verstellbarkeit der Dauermagnete die Feldstärke in demselben Maß geändert werden, wie dies bei Elektromagneten durch Änderung der Stromstärke erreicht wird.According to the proposal according to the invention, the disadvantages are thereby Avoid using permanent magnets for the generation of eddy currents, where the field strength for the purpose of changing the braking or clutch force by adjusting these magnets with respect to the associated pole pieces in the desired Way can be regulated. This will not only the eddy currents used for braking, but also the hysteresis work that arises in the iron, from which the brake or clutch elements are built or with which they are equipped are. Through the use of permanent magnets with a large energy content, such as in particular those made of aluminum-nickel alloys or pressed with the aid of a binder crushed magnetic steels of this type, special power sources are unnecessary, so that the eddy current brake or clutch according to the invention is independent of the rest Parts of the vehicle is. It can therefore easily be retrofitted in any vehicle can be installed without expanding the electrical part of the machine system or should be supplemented. On the other hand, the adjustability of the permanent magnets the field strength can be changed to the same extent as with electromagnets Change in amperage is achieved.

Zweckmäßig wird gemäß der Erfindung der Abstand der auf den Leiter wirkenden Pole der Dauermagnete so gering gewählt, daß durch die gegenseitige Beeinflussung ein möglichst inhomogenes Feld innerhalb des wirksamen Luftspaltes bei geringster Schwächung der Luftspaltinduktion entsteht. Bei Innehaltung des optimalen Wertes des Polabstandes erreicht die Erzeugung von Wirbelströmen ein Maximum und damit auch die Bremswirkung durch diese Wirbelströme. Es ist selbstverständlich, daß man diesen Effekt auch bei elektromagnetischer Anordnung ausnutzen kann. Als Werkstoff, in dem die Wirbelströme erzeugt werden, wird vorteilhaft ein guter Leiter, wie z. B. Kupfer, gewählt.According to the invention, the distance on the conductor is expedient acting poles of the permanent magnets chosen so low that by mutual influence a field that is as inhomogeneous as possible within the effective air gap with the smallest The air gap induction is weakened. If the optimal value is maintained of the pole spacing, the generation of eddy currents reaches a maximum and thus also the braking effect due to these eddy currents. It goes without saying that one can take advantage of this effect even with an electromagnetic arrangement. As a material, in which the eddy currents are generated, a good conductor, such as. B. copper selected.

Sofern aber die im Feldbereich der Magnete liegenden Teile Eisen enthalten, entsteht neben dem Bremseffekt durch Wirbelströme noch ein zusätzlicher Bremseffekt durch die Hysteresearbeit im Eisen. Um für beide Bremseffekte ein Optimum zu erhalten, werden die Wirbelströme in einem urimagnetischen Werkstoff mit geringem elektrischem Widerstand und in einem zum Rückschluß der Kraftlinien dienenden ferromagnetischen Körper von vorzugsweise großer Reinheit erzeugt, wobei zweckmäßig der Werkstoff mit guter elektrischer Leitfähigkeit unmittelbar auf den ferromagnetischen Körper aufgebracht ist. Ein . ferromagnetischer Körper von vorzugsweise großer Reinheit, wie z. B. reines- Eisen, wird deswegen vorgeschlagen, weil ein solcher Werkstoff nicht nur einen guten Eisenrückschluß darstellt, sondern gleichzeitig wegen seiner höheren elektrischen Leitfähigkeit das. Entstehen von Wirbelströmen begünstigt. Zur Unterstützung dieser Eisenleitfähigkeit ist auf diesen Körper noch ein unmagnetischer Werkstoff mit geringem elektrischem Widerstand, wie z. B. Kupfer, unmittelbar aufgebracht. Hierbei werden die Querschnitte von Kupfer und Eisen so bemessen, daß im Hinblick auf eine maximale Bremswirkung und unter Berücksichtigung der Erwärmung die Größe der Wirbelströme und der Hysteresearbeit diesen Bedingungen angepaßt ist. Die Verstellung der Magnete zwecks Änderung der Feldstärke kann auf die verschiedenste Art und Weise in Verbindung mit einer Bremse oder Kupplung verwirklicht werden. Ein Vorschlag gemäß der Erfindung besteht darin, daß zwei oder mehr in axialer Richtung magnetisierte Magnete radial verschiebbar so angeordnet sind; daß sie zum Zweck des Bremser oder Kuppelns in einen U-förmigen, im Kraftlinienbereich mit einem elektrisch gut leitenden Werkstoff belegten ferromagnetischen Ringkörper und zum Zweck des Abschaltens in einen als Kurzschluß dienenden, konzentrisch und koaxial dazu angeordneten zweiten U-förmigen ferromagnetischen Ringkörper radial hineinbewegt werden können. Hierbei stehen sich die U-förmigen ferromagnetischen Ringkörper mit ihren offenen Seiten einander gegenüber, so daß sich die Magnete in einem geschlossenen Körper durch beliebigen äußeren. Antrieb,. wie z. B. nach Art der Backen eines Dreibackenfutters, mittels Spirale bewegen lassen. Dabei sind vorteilhaft die U-Schenkel des Kurzschlußringes nach den Enden hin zugespitzt, so daß bei der Herausbewegung der Magnete aus dem als Kurzschluß dienenden Ringkörper in den zur Bremsung dienenden Ringkörper die magnetische Wirkung infolge der Übersättigung an den äußeren zugespitzten Kanten nicht plötzlich auftritt.But if the parts lying in the field area of the magnets contain iron, In addition to the braking effect due to eddy currents, there is also an additional braking effect through the hysteresis work in the iron. In order to obtain an optimum for both braking effects, the eddy currents in a urimagnetic material with little electrical Resistance and in a ferromagnetic one serving to infer the lines of force Body of preferably great purity is produced, the material being expedient with good electrical conductivity directly onto the ferromagnetic body is upset. A . ferromagnetic body of preferably great purity, such as B. pure iron is proposed because such a material not only represents a good iron inference, but at the same time because of it higher electrical conductivity that favors the formation of eddy currents. To support this iron conductivity there is a non-magnetic one on this body Material with low electrical resistance, such as B. copper, applied directly. Here, the cross-sections of copper and iron are dimensioned so that with regard to to a maximum braking effect and taking into account the heating the size the eddy currents and the hysteresis work is adapted to these conditions. The adjustment the magnets to change the field strength can be done in various ways can be implemented in conjunction with a brake or clutch. A suggestion according to the invention consists in that two or more magnetized in the axial direction Magnets are arranged so as to be radially displaceable; that they are for the purpose of the brakeman or Coupling in a U-shaped, in the force line area with an electrically good conductive Material covered ferromagnetic ring body and for the purpose of switching off in a second, which serves as a short circuit and is arranged concentrically and coaxially thereto U-shaped ferromagnetic ring body can be moved radially into it. Here the U-shaped ferromagnetic ring bodies stand with their open sides opposite each other, so that the magnets move in a closed body any external. Drive,. such as B. in the manner of the jaws of a three-jaw chuck, let it move by means of a spiral. The U-legs of the short-circuit ring are advantageous here pointed towards the ends, so that when moving the magnets out of the serving as a short-circuit ring body in the ring body serving for braking the magnetic effect due to the oversaturation at the outer pointed edges does not occur suddenly.

Anstatt in axialer Richtung magnetisierte Magnete vorzusehen, kann man gemäß der Erfindung auch mit in radialer Richtung magnetisierten Magneten arbeiten, die axial verschiebbar so angeordnet sind, daß sie zum Zweck des Bremsens oder Kuppelns in einen U-förmigen, im Kraftlinienbereich mit einem elektrisch gut leitenden Werkstoff belegten ferromagnetischen Ringkörper und zum Zweckdes Abschaltens in einen als. Kurzschluß dienenden, konzentrisch und koaxial dazu angeordneten zweiten ferromagnetischen Ringkörper axial hineinbewegt werden können. Bei dieser Anordnung ist die Ebene der Bewegungsrichtung der Magnete somit um 9o° gegenüber der vorbeschriebenen Anordnung gedreht und entsprechend auch die Stege der U-förmigen Ringkörper. Auch hierbei laufen bei dem als Kurzschluß dienenden U-förmigen Ringkörper die Flansche nach den offenen Seiten hin spitz zu, um ein langsames Wirksamwerden der Magnete in der Brems- bzw. Kupplungsstellung zu erreichen.Instead of providing magnets magnetized in the axial direction, can work according to the invention with magnets magnetized in the radial direction, which are axially displaceable so that they are for the purpose of braking or coupling into a U-shaped, in the force line area with an electrically good conductive material occupied ferromagnetic ring body and for the purpose of switching off in an as. Short circuit serving, concentrically and coaxially arranged therewith second ferromagnetic Annular body can be moved axially into it. In this arrangement, the plane is the direction of movement of the magnets thus by 90 ° compared to the above-described arrangement rotated and accordingly also the webs of the U-shaped ring body. Here too run after the flanges in the U-shaped ring body serving as a short circuit the open sides are pointed to allow the magnets in the To achieve braking or clutch position.

Man kann aber gemäß der Erfindung bei der Regelung der Feldstärke durch Verstellung der Magnete auch so vorgehen, daß zwei oder mehr quer zur Achs magnetisierte Magnete verdrehbar angeordnet .sind, derart, daß ihre Pole jeweils zum Zweck des Bremsens oder Kuppelns mit Polstücken, zwischen denen das die Wirbelströme oder die Hysteresearbeit erzeugende Magnetfeld entsteht, und zum Zweck des Abschaltens mit einem Kurzschlußkörper in Verbindung gebracht werden können. Anstatt einen besonderen Kurzschlußkörper zu verwenden, kann man aber auch gemäß der Erfindung die Polschuhe so gestalten, daß sie, wenn der Magnet zwischen den Polschuhen stehst, er durch diese unmittelbar kurzgeschlossen wird. Durch die Anwendung drehbarer Magnetkörper ist eine besonders empfindliche Regelung der Feldstärke möglich, wobei in der Abschaltestellung durch den Kurzschluß die Streuung, die eine unerwünschte Bremsung verursachen könnte, fast vollständig vermieden wird.However, according to the invention, one can regulate the field strength by adjusting the magnets also proceed so that two or more transversely to the axis magnetized magnets are rotatably arranged so that their poles each for the purpose of braking or coupling with pole pieces between which the eddy currents or the magnetic field generating the hysteresis is created, and for the purpose of switching off can be brought into connection with a short-circuit body. Instead of a special one To use short-circuit body, but you can also according to the invention, the pole pieces Make it so that when the magnet is between the pole pieces, it goes through these is immediately short-circuited. By using rotatable magnetic body is a particularly sensitive control of the field strength is possible, with the switch-off position through the short circuit, the scatter which could cause undesired braking, is almost completely avoided.

Besonders günstige Verhältnisse in dieser Hinsicht erzielt man dadurch, daß gemäß der Erfindung ein oder mehrere um ihre Längsachse drehbare, quer zur Achse magnetisierte Dauermagnetpaare so in einem Kurzschlußkörper angeordnet sind, daß der Kraftfluß in der Arbeitsstellung von dem ersten Magnetpol über mit Abstand davon angeordnete und relativ zum Feld bewegte, aus einem mit einem elektrischen Leiter belegten ferromagnetischen Werkstoff bestehende Brems- bzw. Kupplungselemente zu dem zweiten Magnetpol verläuft und sich über den Kurzschlußkörper schließt, während zum Zweck des Abschaltens die Dauermagnete so verdreht werden können, daß die Kraftlinien vollständig innerhalb des Kurzschlußkörpers verlaufen. Die paarweise Anordnung der Dauermagnete gestattet in einwandfreier Weise,. in der Abschaltstellung ein völliges Verschwinden des Feldes herbeizuführen.Particularly favorable conditions in this regard are achieved by that according to the invention, one or more rotatable about its longitudinal axis, transverse to the axis magnetized permanent magnet pairs are arranged in a short-circuit body that the power flow in the working position from the first magnetic pole over at a distance therefrom arranged and moved relative to the field, from one with an electrical conductor occupied ferromagnetic material to existing brake or clutch elements the second magnetic pole and closes over the short-circuit body, while for the purpose of switching off the permanent magnets can be rotated so that the lines of force run completely within the short-circuit body. The pairing of the Permanent magnets allowed in an impeccable manner. in the shut-off position a complete Cause the field to disappear.

Weitere Möglichkeiten zur Veränderung der Feldstärke zwischen den Reibungs- oder Kupplungsgliedern bestehen gemäß der Erfindung darin, daß die vorzugsweise stabförmigen Magnete durch Kippen, Schrägstellen oder Aneinanderlegen in eine solche Lage gebracht werden, daß sie sich gegenseitig kurzschließen, wobei in den Zwischenstellungen jede gewünschte Feldstärke im Luftspalt erreicht werden kann.Further possibilities to change the field strength between the Friction or coupling members are according to the invention in that the preferably Rod-shaped magnets by tilting, inclining or placing them next to one another in such a way Be able to short-circuit each other, with in the intermediate positions any desired field strength can be achieved in the air gap.

Eine andere vorteilhafte Anordnung der verstellbaren Magnete ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Polrad oder -kranz, bestehend aus radial magnetisierten, auf einem Rückschlußring befestigten Dauermagneten, einem konzentrisch und koaxial hierzu angeordneten Polschuhkranz gegenübersteht, wobei das Polrad. oder der Polkranz derart verstellbar angeordnet ist, daß seine Pole zum Zweck des Bremsens oder Kuppelns den Polschuhen des Polschuhkranzes gegenüberstehen und zum Zweck des Abschaltens so verstellt werden, daß die Pole des Polrades oder -kranzes sich über die Polschuhe des Polschuhkranzes kurzschließen. Auch bei dieser Art der Verstellung der Magnete werden Zwischenstellungen durchlaufen, bei denen die Pole noch teilweise kurzgeschlossen sind und die Feldstärke den Höchstwert noch nicht erreicht hat. Die Anwendung einer Vielzahl von Polen auf einem Polrad ermöglicht die Unterbringung größerer magnetischer Energie und damit eine Steigerung der Bremswirkung der gesamten Anordnung. Die gleiche Bremswirkung läßt sich erreichen bei einem zu einer Zahnstange abgewickelten Polrad, wobei dieser Zahnstange die Polschuhe gegenüberstehen, über welche die Kraftlinien des Magnets auf den abzubremsenden oder mitzunehmenden, gegebenenfalls mit Kupfer belegten Rückschluß wirken. Bei einer Relativbewegung .dieser Zahnstange zu den Polschuhen über eine halbe Polteilung werden die Magnete über die Polschuhe kurzgeschlossen.Another advantageous arrangement of the adjustable magnets is thereby characterized in that a pole wheel or ring, consisting of radially magnetized, permanent magnets attached to a return ring, one concentric and coaxial opposite this arranged pole shoe ring, wherein the pole wheel. or the polar wreath is arranged adjustable in such a way that its poles for the purpose of braking or coupling face the pole pieces of the pole piece and for the purpose of switching off be adjusted so that the poles of the pole wheel or ring are over the pole shoes short-circuit the pole piece. Even with this type of adjustment of the magnets intermediate positions are passed through in which the poles are still partially short-circuited and the field strength has not yet reached the maximum value. The application of a A large number of poles on a pole wheel enables larger magnetic ones to be accommodated Energy and thus an increase in the braking effect of the entire arrangement. The same Braking effect can be achieved with a pole wheel unwound into a rack, this rack facing the pole shoes, over which the lines of force of the magnet on the one to be braked or taken along, possibly with copper proven conclusion. With a relative movement .this rack to the Pole shoes over half a pole pitch, the magnets are short-circuited via the pole shoes.

Vorteilhaft ist gemäß der Erfindung die Wirbelstrombremse oder Kupplung mit einer üblichen Reibungsbremse oder Kupplung derart vereinigt, daß zunächst die Wirbelstrom- oder Hysteresebremse eingeschaltet und dann erst die Reibungsbremse in Tätigkeit gesetzt wird. Bei dieser kombinierten Anordnung wird im Fall des Bremsens oder Kuppelns zuerst die Wirbelstrom- oder Hysteresebremse eingeschaltet, die die Hauptbremsarbeit ohne Verschleiß so lange durchführt, bis die Relativgeschwindigkeit zwischen dem sich bewegenden und dem stehenden Teil so gering geworden ist, daß der Wirbelstrombremseffekt auch bei voll eingeschaltetem Magnetfeld nicht mehr die gewünschte Bremskraft erzeugt. Dann erst wird man zweckmäßig die mechanische Bremse oder Kupplung in Tätigkeit setzen, die dafür zu sorgen hat, daß die Relativgeschwindigkeit Null wird.According to the invention, the eddy current brake or clutch is advantageous combined with a conventional friction brake or clutch in such a way that initially the Eddy current or hysteresis brake switched on and only then the friction brake is put into action. With this combined arrangement, in the event of braking or clutch the eddy current or hysteresis brake switched on first, which the Performs main braking work without wear until the relative speed between the moving and the stationary part has become so small that the eddy current braking effect is no longer the same even when the magnetic field is fully switched on desired braking force generated. Only then is the mechanical brake useful or activate the clutch that has to ensure that the relative speed Becomes zero.

Um diese Ein- und Ausschaltvorgänge möglichst sicher durchführen zu können, ist in einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens eine Anordnung getroffen, derart, daß auf die Magnete und/oder die mechanische Bremsvorrichtung unmittelbar verstellend wirkende Kräfte, wie z. B. Federkräfte, wirken, die das Bestreben haben, gegebenenfalls mit oder über Dämpfungs- und Verzögerungseinrichtungen die Kupplung zu betätigen, sofern sie nicht von willkürlich steuerbaren Kräften aufgehoben werden. Durch diese Anordnung wird gleichzeitig eine selbsttätige Auslösung der die Kupplung oder Bremse betätigenden Kräfte herbeigeführt für den Fall, daß Brüche im Betätigungsgestänge auftreten, welche ein Einschalten der Bremse auf normale Weise unmöglich machen.In order to carry out these switching on and off processes as safely as possible can, an arrangement is made in a further development of the inventive concept, such that on the magnets and / or the mechanical braking device directly adjusting forces, such. B. spring forces act, which have the endeavor, if necessary, the clutch with or via damping and delay devices to operate, unless they are canceled by arbitrarily controllable forces. This arrangement also causes the clutch to be released automatically or brake actuating forces brought about in the event that breaks in the actuating linkage occur which make it impossible to switch on the brake in a normal way.

Gegenüber allen bekannten Bremsen mechanischer oder elektrischer Art hat die erfindungsgemäße Bremse den Vorteil unbedingter Betriebssicherheit bei geringstem Bedarf an Energie. Außerdem unterliegt sie keinem Verschleiß.Compared to all known brakes of a mechanical or electrical type the brake according to the invention has the advantage of unconditional operational reliability with the lowest possible Need for energy. In addition, it is not subject to wear and tear.

In der Zeichnung sind ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Bremskraft vom Polabstand veranschaulicht, sowie Ausführungsbeispiele von Bremsen und Kupplungen gemäß der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i die Abhängigkeit der Bremskraft vom Polabstand bei verschiedenen Luftspalten, Abb.,o einen Ausschnitt aus einer Bremse oder Kupplung, bei welcher die Magnete radial beweglieh sind, . Abb.3 einen Schnitt durch eine Bremse oder Kupplung, bei welcher die Magnete axial beweglich sind, Abb.4 einen Schnitt durch eine Bremse oder Kupplung mit drehbaren Magneten und gesondertem Rückschlußkörper, Abb. 5 einen Schnitt durch eine Bremse oder Kupplung mit drehbaren Magneten., bei welcher die Magnete durch die Polschuhe selbst kurzgeschlossen werden, Abb.6 einen Schnitt durch eine Bremse oder Kupplung unter Verwendung von Dauermagnetpaaren die in einem Rückschlußkörper drehbar gelagert sind, Abb. 7 einen Schnitt durch eine Bremse oder Kupplung, bei der in einem U-förmigen Körper durch Kippen Magnete untereinander kurzgeschlossen werden, Abb. 8 einen Schnitt durch eine Bremse oder Kupplung, bei der in einem U-förmigen Körper Magnete durch Aufeinanderlegen kurzgeschlossen werden können, Abb. 9 eine Polradanordnung mit kranzförmig angeordneten Magneten und einem konzentrisch dazu liegenden Polschuhring.In the drawing are a diagram showing the dependency of the braking force illustrated by the pole spacing, as well as embodiments of brakes and clutches illustrated for example according to the invention, namely Fig. i shows the dependency the braking force from the pole spacing with different air gaps, Fig., o an excerpt from a brake or clutch in which the magnets are radially movable,. Fig.3 a section through a brake or clutch, in which the magnets are axially are movable, Fig.4 a section through a brake or clutch with rotatable Magnet and separate back yoke body, Fig. 5 a section through a brake or coupling with rotatable magnets., in which the magnets pass through the pole pieces are short-circuited themselves, Figure 6 shows a section through a brake or clutch using permanent magnet pairs those in a return path body are rotatably mounted, Fig. 7 a section through a brake or clutch, at which are short-circuited in a U-shaped body by tilting magnets with one another be, Fig. 8 a section through a brake or clutch, when in a U-shaped Body magnets can be short-circuited by laying one on top of the other, Fig. 9 a Magnet wheel arrangement with magnets arranged in a ring and one concentric to it lying pole shoe ring.

Bei dem Schaubild sind auf der Ordinate die Bremskräfte und auf der Abszisse die Polabstände aufgetragen. In Abhängigkeit davon sind drei Schaulinien 1, 2 und 3 für die verschiedenen Luftspalte, und zwar für i = 2 mm, i = 2,5 mm und 1 = 3 mm aufgezeichnet, die alle die gleiche Charakteristik bzw. ein Maximum für einen bestimmten Polabstand zeigen. Hierbei ist zu bemerken, daß unter Luftspalt der Abstand zwischen Magnet und dem ferromagnetischen Brems- oder Kupplungsring oder -scheibe verstanden wird, der sich ergibt aus dem Luftspalt zusätzlich der Dicke des Kupferleiters. Die dargestellten Verhältnisse beziehen sich auf eine ganz bestimmte Polform, da der optimale Abstand jeweils abhängig von der Ausbildung der Polfläche ist. Der Polabstand a sowie auch der Luftspalt i sind in der Abb. 9 zur Erläuterung nochmals besonders gekennzeichnet.In the diagram, the braking forces are on the ordinate and the The pole spacings are plotted on the abscissa. Depending on this, there are three sight lines 1, 2 and 3 for the different air gaps, namely for i = 2 mm, i = 2.5 mm and 1 = 3 mm recorded, all of which have the same characteristic or a maximum for show a certain pole spacing. It should be noted here that under an air gap the distance between the magnet and the ferromagnetic brake or clutch ring or disk is understood, which results from the air gap in addition to the Thickness of the copper conductor. The relationships shown relate to a whole certain pole shape, since the optimal distance depends on the training of the Pole face is. The pole spacing a as well as the air gap i are shown in Fig. 9 Explanation is again specially marked.

In Abb. 2 bedeutet 4 einen U-förmigen Körper aus ferromagnetischem Material, der abgebremst werden soll. In dem Körper sind an den Schenkeln beiderseits Kupferschienen 5 befestigt. Die axial magnetisierten Stabmagnete 6 sind in diesem Körper radial geführt und können in radialer Richtung in einen zweiten U-förmigen, als Kurzschlußring dienenden feststehenden Körper 7 aus ferromagnetischem Material hineinbewegt werden. Die Schenkelenden 8 dieses U-förmigen Kurzschlußkörpers laufen spitz zu, um an dieser Stelle eine Übersättigung herbeizuführen.In Fig. 2, 4 means a U-shaped body made of ferromagnetic Material to be braked. In the body are on both sides of the thighs Copper bars 5 attached. The axially magnetized bar magnets 6 are in this Body guided radially and can in the radial direction in a second U-shaped, as a short-circuit ring serving fixed body 7 made of ferromagnetic material be moved in. The leg ends 8 of this U-shaped short-circuit body run pointed to cause oversaturation at this point.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 sind in dem U-förmigen, abzubremsenden Körper 9 aus ferromagnetischem Material radial magnetisierte Magnete Io axial verschiebbar angeordnet. In der strichpunktiert gezeichneten Kurzschlußstellung werden sie von einem U-förmigen Kurzschlußring i i mit zugespitzten Flanschenden aus ferromagnetischem Material aufgenommen. Zwischen den Schenkeln des Ringes 9 und dem Magnet selbst sind Kupferringe 12 befestigt. Diese Kupferringe 12 begrenzen zusammen mit den Polflächen des Magnets einen Luftspalt.In the embodiment according to Fig. 3 are in the U-shaped, to be braked Body 9 made of ferromagnetic material, radially magnetized magnets Io, axially displaceable arranged. In the short-circuit position shown in dash-dotted lines, they are of a U-shaped short-circuit ring i i with pointed flange ends made of ferromagnetic Material recorded. Between the legs of the ring 9 and the magnet itself copper rings 12 are attached. These copper rings 12 delimit together with the pole faces of the magnet an air gap.

Bei der Anordnung nach Abb. 4 sind drehbar gelagerte, quer zur Achse magnetisierte Magnetkörper 13 zwischen Polschuhen 14 derart drehbar gelagert, daß sie in der Betriebsstellung diesen Polschuhen und in der Kurzschlußstellung Rückschlußkörpern 15 gegenüberstehen. Zwischen den Polschuhen und dem abzubremsenden Bremselement 16 aus ferromagnetischem Werkstoff befindet sich eine Kupferplatte 17 und der Luftspalt 18.In the arrangement according to Fig. 4, rotatably mounted, transverse to the axis magnetized magnetic body 13 rotatably mounted between pole pieces 14 such that they in the operating position of these pole pieces and in the short-circuit position yoke bodies 15 face. Between the pole pieces and the braking element to be braked 16 made of ferromagnetic material is a copper plate 17 and the air gap 18th

Eine andere Möglichkeit des Kurzschlusses bei einer derartigen Bremse oder Kupplung zeigt Abb. 5, bei der die Drehmagnete I9 zwischen Polschuhen 2o drehbar gelagert sind, wobei diese Polschuhe einander sich bis auf einen geringen Abstand so weit nähern, daß in der Abschaltestellung die Nord- und Südpole der Magnete gleichzeitig beiden Polschuhen gegenüberliegen und von diesen kurzgeschlossen werden. Zwischen den wirksamen Polschuhflächen und dem abzubremsenden Teilei aus ferromagnetischem Werkstoff befindet sich eine Kupferplatte 22, die ihrerseits den Luftspalt 23 zum Polschuh begrenzt.Another possibility of a short circuit with such a brake or coupling is shown in Fig. 5, in which the rotary magnets I9 can be rotated between pole pieces 2o are stored, these pole pieces each other except for a small distance approach so far that in the disconnected position the north and south poles of the magnets are at the same time two pole pieces are opposite and are short-circuited by these. Between the effective pole shoe surfaces and the part to be braked made of ferromagnetic Material is a copper plate 22, which in turn, the air gap 23 for Pole shoe limited.

' Man kann aber auch für die Zu- und Abschaltung der Bremse bzw. Kupplung eine Magnetanordnung gemäß Abb. 6 wählen, bei der die Drehmagnetpaare 24 in einem diese Magnete auf dem größten Teil des Drehbereiches umfassenden Kurzschlußbügel 25 drehbar gelagert sind. Die Drehmagnetpaare 24 sind quer zur Achse magnetisiert und können, wie aus der Abbildung ersichtlich, in der gestrichelt gezeichneten Abschaltestellung ganz in den Kurzschlußbügel hineinbewegt werden. Sie begrenzen in der Betriebsstellung mit der an dem abzubremsenden Teil 26 aus ferromagnetischem Werkstoff befestigten Kupferplatte 27 einen Luftspalt 28.'But you can also switch the brake or clutch on and off choose a magnet arrangement according to Fig. 6, in which the rotary magnet pairs 24 in one these magnets on the largest part of the rotating range comprehensive short-circuit clip 25 are rotatably mounted. The rotating magnet pairs 24 are magnetized transversely to the axis and can, as can be seen from the figure, in the cut-off position shown in dashed lines be moved all the way into the shorting bar. They limit in the operating position with the attached to the part 26 to be braked made of ferromagnetic material Copper plate 27 an air gap 28.

Eine andere Art der Ein- und Abschaltung der Bremse bzw. Kupplung zeigt Abb. 7, bei der in dem U-förmigen Körper 29 aus ferromagnetischem Werkstoff, der an der Innenseite der Schenkel beispielsweise mit Kupferplatten 30 belegt ist, prismatische Magnetkörper 31 angeordnet sind, die, wie die Abbildung zeigt, gegeneinandergekippt werden können, so daß sich ihre ungleichnamigen Pole berühren. In dieser Stellung wird ihr äußeres Feld unwirksam, da der Kraftfluß sich jetzt innerhalb der Magnete schließt und nicht mehr, wie in dem anderen Teil der Abbildung, -wo die Vorrichtung in -Brems- bzw. Kupplungsstellung gezeichnet ist, über den Steg des U-förmigen Rückschlusses. Die Pole der Magnete liegen den Schenkeln des U-förmigen Körpers bzw. den darauf befestigten Kupferplatten mit Luftspalt 32 gegenüber.Another way of switching the brake or clutch on and off Fig. 7 shows in which in the U-shaped body 29 made of ferromagnetic material, which is covered on the inside of the legs, for example with copper plates 30, prismatic magnetic body 31 are arranged, which, as the figure shows, tilted against each other so that their opposite poles touch. In this position its external field becomes ineffective, since the power flow is now within the magnets closes and no longer, as in the other part of the figure, -where the device is drawn in -brake or clutch position, over the web of the U-shaped return path. The poles of the magnets are on the legs of the U-shaped body or on it attached copper plates with air gap 32 opposite.

Abb. 8 zeigt ähnliche Vorrichtungen wie Abb. 7, nur mit dem Unterschied, daß die Dauermagnete 33 zum Zwecke des Abschaltens der Bremse oder Kupplung so aufeinandergelegt werden, daß sie sich gegenseitig berühren. Auch in diesem Falle wird das äußere Magnetfeld aufgehoben. Beide Betriebsstellungen sind in der Abb. 8 dargestellt.Fig. 8 shows similar devices as Fig. 7, only with the difference that the permanent magnets 33 are placed on top of one another for the purpose of switching off the brake or clutch that they touch each other. In this case, too, the external Magnetic field canceled. Both operating positions are shown in Fig. 8.

Die in Abb. 9 dargestellte Bremse oder Kupplung besteht aus dem ferroma-gnetischen Polring 34 mit den daran befestigten Dauermagneten 35, den zu einem Polschuhkranz zusammengeschlossenen Polschuhen 36 und dem aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden abzubremsenden oder zu kuppelnden Teil 37, der auf der Polschuhseite mit einem Kupferring 38 armiert ist. Zwischen Kupferring und den Köpfen: der Polschuhe befindet sich ein Luftspalt 39. Der für die Feldstärke wirksame Luftspalt setzt sich zusammen aus dem eigentlichen Luftspalt und der Dicke des Kupferbelages 38 und ist durch die Begrenzungspfeile i gekennzeichnet. Abb. 9 zeigt sowohl die Betriebsstellung als auch die Abschaltestellung. In letzterer Stellung stehen die Magnete 35 um eine halbe Polteilung versetzt, so daß sie über die Polschuhe 36 unmittelbar kurzgeschlossen sind. Der Kraftlinienverlauf ist in beiden Fällen durch Pfeile dargestellt.The brake or clutch shown in Fig. 9 consists of the ferromagnetic Pole ring 34 with the permanent magnets 35 attached to it, which form a pole piece connected pole pieces 36 and consisting of ferromagnetic material Part 37 to be braked or to be coupled, which is on the pole shoe side with a copper ring 38 is armored. Between the copper ring and the heads: the pole pieces are located an air gap 39. The one for the field strength effective air gap is made up of the actual air gap and the thickness of the copper coating 38 and is indicated by the limiting arrows i. Fig. 9 shows both the operating position as well as the switch-off position. In the latter position, the magnets 35 are around one half pole pitch offset so that they are short-circuited directly via the pole shoes 36 are. The line of force is shown in both cases by arrows.

Die vorstehend beschriebenen Lösungen des Erfindungsgegenstandes umfassen lediglich einen Teil der möglichen Ausführungsformen. Darüber hinaus läßt sich der Erfindungsgegenstand in so vielen Variationen ausführen, daß eine Beschreibung und Darstellung nicht möglich ist. Mit der Beschreibung sollte lediglich der Grundgedanke offenbart, beschrieben und erläutert werden, ohne daß die dargestellten Ausführungsformen als die einzigen Lösungsmöglichkeiten angesehen werden. Jeder Fachmann wird in der Lage sein, beliebig viele Variationen auf Grund des offenbarten Erfindungsgedankens ausführen zu können..The above-described solutions of the subject invention include only part of the possible embodiments. In addition, the Subject matter of the invention run in so many variations that a description and Representation is not possible. The description should only give the basic idea disclosed, described and explained without affecting the illustrated embodiments are seen as the only possible solutions. Any professional will be in the Be able to have any number of variations on the basis of the disclosed inventive concept to be able to perform ..

Claims

PATENT CLAIMS: i. Actuated by the action of a magnetic field, brake or clutch for the vehicle or vehicle operating according to the eddy current principle Mechanical engineering, characterized by the use of adjustable permanent magnets by means of their field strength used to generate eddy currents and / or hysteresis work regulated in the desired manner for the purpose of changing the braking or clutch force will. z. Brake or clutch according to claim i, characterized in that the distance of the poles acting on the conductor is so small that due to the mutual influence a field that is as inhomogeneous as possible within the effective air gap with the smallest The air gap induction is weakened. 3. Brake or clutch according to claim i and 2, characterized in that the eddy currents are simultaneously in a non-magnetic Material with low electrical resistance and in one to infer the lines of force serving ferromagnetic bodies of preferably great purity are produced, where the material with good electrical conductivity is expediently directly is applied to the ferromagnetic body. 4. Brake or clutch according to claim i and 2, characterized in that two or more are magnetized in the axial direction Magnets are arranged radially displaceable so that they are for the purpose of braking or Coupling in a U-shaped, in the force line area with an electrically good conductive Material covered ferromagnetic ring body and for the purpose of switching off in a second, which serves as a short circuit and is arranged concentrically and coaxially thereto U-shaped ferromagnetic ring body can be moved radially into it. 5. Brake or coupling according to claim i and 2, characterized in that two or more magnets magnetized in the radial direction are arranged so that they can be axially displaced that they for the purpose of braking or coupling in a U-shaped, in the force line area a ferromagnetic ring body covered with a material with good electrical conductivity and for the purpose of disconnection in a concentric and serving as a short circuit coaxially arranged to the second U-shaped ferromagnetic ring body axially can be moved into. 6. brake or clutch according to claim i and 2, characterized characterized in that two or more magnets magnetized transversely to the axis can be rotated in this way are arranged that their poles each for the purpose of braking or coupling with Pole pieces between which the eddy currents or the hysteresis work generating Magnetic field is created, and for the purpose of switching off with a short-circuit body in Can be linked. 7. brake or clutch according to claim i and 2, characterized in that two or more magnets magnetized transversely to the axis are rotatably arranged in such a way that their poles are each for the purpose of braking or domes with pole pieces, between which the eddy currents or the hysteresis work generating magnetic field is created, and for the purpose of switching off between the pole pieces rotated and short-circuited by this. B. brake or clutch according to claim I and 2, characterized in that one or more rotatable about their longitudinal axes, Permanent magnet pairs magnetized transversely to the axis are arranged in a short-circuit body are that the power flow in the working position from the first magnetic pole over with Distance from it arranged and moved relative to the field, from one to one electric Conductor occupied ferromagnetic material existing brake or clutch elements runs to the second magnetic pole and closes over the short-circuit body, while for the purpose of switching off the permanent magnets are rotated so that the lines of force run completely within the short-circuit body. 9. Brake or clutch after Claims i and 2, characterized in that for the purpose of switching off or uncoupling the magnets by tilting, tilting or against each other, succumb to such a position be brought, .that they short-circuit each other. ok Brake or clutch according to claims i and 2, characterized in that a pole wheel or ring consists of made of radially magnetized, attached to a return ring Permanent magnet face a pole piece ring arranged concentrically therewith; where pole wheel or ring are arranged adjustable so that its poles for the purpose of braking or coupling face the pole pieces of the pole piece and for the purpose of Shutdown can be adjusted so that the poles of the pole wheel or ring are over short-circuit the pole pieces of the pole piece. i i. Brake or clutch after Claims I to Io, characterized in that the eddy current brake or clutch is combined with a friction brake or clutch in such a way that initially the eddy current or the hysteresis brake is switched on and only then does the friction brake work is set. 12. Brake or clutch according to claim I to II, characterized in that that on the magnets and / or the mechanical braking device directly adjusting acting forces, such as B. spring forces act, which have the endeavor, if necessary with or via damping and deceleration devices the clutch or brake to operate, provided they are not canceled by arbitrarily controllable forces. Attached publications: German Patent No. Io9 968, 743 847, 72o 699, 2I7 o86; P oh 1, "Electricity", B. and .9. Ed., Berlin 1943, p. 90.