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    公开号:WO1986005028A1
    申请号:PCT/DE1986/000051
    申请日:1986-02-13
    公开日:1986-08-28
    发明作者:Siegfried Winkelmann；Rudolf Schneider
    申请人:Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag；
    IPC主号:H02K7-00
    专利说明:
    [0001] Magnetkörper für Motorbremsen
    [0002] Die Erfindung betrifft Magnetkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und geht aus von den üblicherweise am zweiten Wellenende von Motoren und ähnlichen Antrieben etc. angeordne¬ ten Magnetkörpern mit Gleichstrom-Erregerspulen, welche mit Distanz- bzw. Einstell-Stücken sowie mit Schrauben direkt am Motorflansch befestigt werden. Solche Magnetkörper zeigen bei¬ spielsweise die Montagehinweisblätter 3/83 der Firma K. E. Brink¬ mann GmbH, D-4924 Barntrup oder H. L. E. 14.438/9.79/65 432 der Firma H. Lenze KG, D-4923 Extertal.
    [0003] Die hiernach bekannten Magnetkörper sind als massive ein- oder zweistückige Rotationsteile hergestellt, die im Halbschnitt eine zur Ankerscheibe hin offene U-Form aufweisen, deren Innen¬ raum die z. B. auf einen Kunststoffträger ringförmig aufgewickel¬ te Erregerspule aufnimmt. Damit bilden Auß.en- und Innenschenkel der U-Form axiale Polflächen, und der magnetische Rückschluß er¬ folgt über den Rücken der U-Form des Magnetkörpers. Zwischen dem Magnetkörper und dem Motorflansch ist drehfest aber axial beweglich eine, die offene Seite der U-Form im stromlosen Zustand mit Luftspalt überdeckende Ankerscheibe vorgesehen, ge¬ gen welche magnetseitig gehäusefest abgestützte Federn anliegen, so daß die Ankerscheibe im spannungslosen Zustand gegen eine mit der Motorwelle umlaufende Reibscheibe durch Federkraft angepreßt wird.
    [0004] Die Verwendung solcher Bremsen ist nicht auf die unmittelbare Anbringung an Elektromotoren beschränkt, sondern kann auch auf Wellen anderer Antriebe ähnlich eingesetzt werden.
    [0005] Für Großserienfertigungen hat sich die vorbekannte Gestal¬ tung der Magnetkörper indessen noch nicht als kostengünstig und materialsparend genug erwiesen: Zunächst stellte die Herstellung des Magnetkörpers als meistens noch nachzubearbeitendes Gieß- oder Preßteil einen Kostenfaktor von erheblichem Belang dar.
    [0006] Außerdem gelang es mit üblichen Mitteln selten, die Spulen¬ abmessungen genau genug einzuhalten, um deren korrekte Be¬ festigung im U-förmigen Innenraum des Magnetkörpers ohne weitere Montagehilfen bzw. Sicherungselemente zuverlässig sicherzustellen.
    [0007] Auch verursacht die Einbringung vieler lose einzusetzender Distaήzstücke beim Zusammenbau der Bremsen noch Montageer¬ schwernisse.
    [0008] Weiterhin können von den bekannten Arten von Magnetkörpern die Ansprüche für höchste elektrische Sicherheiten nur mit zusätzlichen Aufwendungen erreicht werden.
    [0009] Ebenfalls machte die geschlossene Ringbauweise des Magnet¬ körpers eine spezielle Kabeleinführungsöffnung und geson¬ derte Abdichtungen derselben bzw. Isolierungen notwendig.
    [0010] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Magnetkörper- Konstruktion zu finden, mit welcher die aufgezeigten Nachteile ohne Funktionsbeeinträchtigung vermeidbar bzw. verminderbar und die Herstellungskosten mittels großseriengerechter Fertigungs¬ möglichkeiten deutlich senkbar sind.
    [0011] Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 dadurch erreicht, daß die konventionelle geschlossene Ringform der der Ankerplatte zugeordneten Polflächen und Rückflußquerschnitte unter Beibehaltung ihrer Größe aufgege¬ ben und in Richtung fertigungsgünstigerer, jedoch ebenfalls ring¬ förmig angeordneter Einzelquerschnitte geändert wurde, welche schließlich wieder den magnetischen erforderlichen Gesamtquer¬ schnitt aufweisen können.
    [0012] Hiermit gelingt es, die Eisenteile aus Blech- bzw. Flachma¬ terial mit nur minimalen Fertigungsbearbeitungsflachen zu gewinnen und statt teurer Formkostenanteile für Guß- oder Preßverfahren nun mit Stanz- bzw. Schnittwerkzeugen arbei¬ ten zu können. Weiterhin ist eine hochpräzise Fertigung unter Einbeziehung bisherigen Montageaufwandes z. B. durch die Doppelnutzung des Kunststoffmantels als Träger der Seitenschenkel-Einzel¬ teile möglich geworden. Dabei sind letztere sowohl bei der Herstellung der Wicklung als auch erst bei der Endmontage anbringbar.
    [0013] Auch die unverlierbare Einbeziehung der Distanzstücke in den Kunststoffmantel erleichtert die Herstellung und Mon¬ tage.
    [0014] Außerdem wird die Gefahr von Wicklungsbeschädigungen bei der Endmontage praktisch ausgeschlossen und die elektrische Sicherheit allgemein erheblich verbessert. So braucht das Kabel nicht mehr durch eine 3ohrung im Mag¬ netkörper-Ring radial herausgeführt werden und erfordert keinen besonderen Schutz mehr, da es nun in einem axialen Freiraum zwischen zwei benachbarten Seitenschenkel-Einzel¬ teilen liegt, die ihrerseits radial von außen her an den Kunststoffmantel angelegt und von ihm getragen werden kön¬ nen.
    [0015] Weitere Vorteile werden mit den in den Unteransprüchen auf¬ gezeigten Maßnahmen erreicht:
    [0016] Nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die als Rücken des Mag¬ netkörpers vorgesehene Ringscheibe erst bei der Endmontage mit der Windung zusammengebaut werden braucht. Nach Anspruch 3 wird erreicht, daß die für die Ringanord¬ nung der einzelnen Seitenschenkel-Teile verwendeten Ele¬ mente ebenfalls aus nur sehr wenig Bearbeitung erfordern¬ den Flachmaterialstücken übernommen werden können. Nach Anspruch 4 wird erreicht, daß die Einzelteile, aus denen sich der Magnetkörper erfindungsgemäß zusammensetzt, bereits bei Ummantelung der Wicklung mit derselben fest zusammengeführt und letztere dadurch auch beschädigungs¬ geschützt werden k-ann.
    [0017] Nach Anspruch 5 wird erreicht, daß keine gesonderte Halte- rung der Wicklung im U-Querschnitt des Magnetkörpers mehr vorgesehen werden braucht und der Kunststoffmantel eine arbeits- und Werkstoffsparende Doppelfunktion ausübt. Nach Ansprüchen 6 und 7 werden Kosten für separate Werkzeuge und Bereitstellung bzw. Beschaffung eingespart. Nach Anspruch 8 wird erreicht, daß keine lose angelieferten Distanzstücke oder Hülsen zu montieren sind und axiale Öff¬ nungen im Kunststoffmantel auch Führungsaufgaben bei Ein¬ satz mehrerer am Umfang verteilt angeordneter Druckfedern von ihm mit übernommen werden können.
    [0018] Nach Anspruch 9 wird eine sehr preisgünstige und einfach zu montierende Federart bzw. Federanordnung erreicht.
    [0019] Die Erfindung ist in den folgenden Zeichnungen in Einzel¬ heiten anhand eines Beispieles dargestellt:
    [0020] Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer Motorbremse mit angebautem Magnetkörper.
    [0021] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt zu Fig. 1.
    [0022] In Fig. -1 legt sich an den Motorflansch 1, welcher ein Wel¬ lenlager 2 für das breπisenseitige Wellenende 3 umfaßt, stirnsei¬ tig die aus Bremsnaben-Flansch 4 und Reibkörpern 5 zusammenge¬ setzte Bremsscheibe im stromlosen Zustand an. Die auf der Motor abgewandten Seite der Reibkörper 5 angeordnete Ankerscheibe 6 wird im Beispiel lose radial geführt sowohl vom aus dem Wellen¬ lager 2 vorspringenden Wellenende 3 als auch durch Ausnehmungen bzw. Bohrungen 7 an ihrem Außenrand hindurchgreifende Distanz¬ hülsen 8 bzw. Halteschrauben 9 , welche sie auch gegen Mitdrehen festhalten. Bei extrem kurzem Wellenende 3 könnte die Anker¬ scheibe 6 auch durch die Hülsen 8 alleine ausreichend geführt sein. In axialer Richtung weist die Ankerscheibe 6 auf jeweils einer ihrer Stirnflächen einen Luftspalt 10 auf gegenüber Stirn¬ flächen von Seitenschenkelstücken 11, 12, aus magnetisierbarem Werkstoff, die entlang dem äußeren und inneren Umfang der Wick¬ lung 13 bzw. des diese umschließenden Kunststoffmantels 14 ko¬ axial zum Wellenende 3 befestigt sind. Die z. B. an gebogenen Guß- bzw. Blechstücken bestehenden Sei¬ tenschenkelstücke 11, 12 haben dabei in Umfangsrichtung Abstand zueinander und in die vorgesehenen Lücken können Auskragungen 15 des Kunststoffmantels 14 hineingreifen, welche zusätzlich Halte¬ nuten 16 zum radialen Arretieren der Seitenschenkelstücke 11, 12 haben können. Die Biegeradien der einzelnen Teilstücke 11, 12 brauchen hierbei nicht unbedingt auf das Zentrum des gesamten Magnetkörpers selbst bezogen sein.
    [0023] In axialer Richtung werden die Seitenschenkelstücke 11, 12 zwi¬ schen der Ankerscheibe 6 einerseits und einer vorzugsweise gleichartig bemessenen Ringscheibe, die den Rücken 17 des U-Quer- schnittes des hieraus den einzelnen Seitenschenkelstücken 11, 12 bestehenden Magnetkörpers bilden, festgehalten und gleichzeitig gegen die Motor abgewandte Stirnseite der inneren und äußeren Seitenschenkelstücke 11, 12 zwecks guten Magnetstromdurchganges auf Anlage gehalten. In den innerhalb der inneren Seitenschenkel¬ stücke 11 verbleibenden Freiraum zwischen Rücken 17 und Anker¬ scheibe 6 ist/sind Druckfeder(n) 18 mit Vorspannung eingesetzt, welche nur bei Stromdurchgang durch die Wicklung 13 infolge der daraus verursachten Anziehungskraft des Magnetkörpers 11, 12, 13, 17 von der sich dann von den Reibkörpern 5 abhebenden Anker¬ scheibe 6 unter Überwindung des Luftspaltes 10 zusammengedrückt werden können.
    [0024] Die Stromversorgung der Wicklung 13 erfolgt dabei über das in den Kunststoffmantel 14 in einer von dessen Auskragungen 15 einge¬ bettete Kabel 19, welches hierbei gegen Beschädigungen günstig geschützt ist. Ebenfalls, allerdings in axialer Richtung, in den Kunststoffmantel 14 im Bereich der speichenartig vorhande¬ nen Lücken bzw. der Auskragungen 15 eingebettet untergebracht sind die Distanzhülsen 8 bzw. Halteschrauben 9. Da sie aus dem gleichen Durchmesser wie die äußeren Seitenschenkelteilstücke 11, 12 liegen, wird der Bauraum durch entsprechend vergrößerte Außen¬ abmessungen des Magnetkδrpers gespart. Auf dem gleichen Durch¬ messer können in weitere Axialbohrungen des Kunststoffmantels 14 im Bereich der Aussparungen 15 auch einzelne Druckfedern 18 auf etwa dem gleichen Durchmesser wie die Distanzhülsen untergebracht werden, so daß auch der innere Freiraum des Magnetkörpers ver- kleinert bzw. für andere Zwecke genutzt werden könnte. Gemäß dieser Bauweise ist also zumindest keine separate Montage von Wicklung 13 und Distanzhülse 8 mehr nötig und Ankerscheibe 6 und Rücken 17 können identisch ausgeführt sein. Da die Funktion eines erfindungsgemäßen Magnetkörpers 11, 12, 13, 17 sowie auch dessen Leistung durch entsprechende Vergrößerung der magnetisch wirk¬ samen Teilquerschnitte unter Ausnutzung der dabei vorgesehenen Lücken zwischen den Seitenschenkelstücken 11, 12 ohne Durchmes¬ servergrößerung für Schrauben bzw. Hülsen und eventuelle Federn bei mit konventionellen Magnetkörpern vergleichbarer Leistung gelingt, kommen die material- und arbeitskostensparenden Vor¬ teile der Erfindung sowohl Herstellern als auch Anwendern voll zugute.
    [0025] Bezugszeichen
    [0026] 1 Motorflansch
    [0027] 2 Wellenlager
    [0028] 3 Wellenende
    [0029] 4 Bremsflansch
    [0030] 5 Reibkörper
    [0031] 6 Ankerscheibe
    [0032] 7 Ausnehmungen in 6
    [0033] 8 Distanzhülsen
    [0034] 9 Halteschrauben
    [0035] 10 Luftspalt
    [0036] 11 Seitenschenkelstücke innen
    [0037] 12 Seitenschenkelstücke außen
    [0038] 13 Wicklung
    [0039] 14 Kunststoffmantel
    [0040] 15 Auskragungen
    [0041] 16 Haltenuten
    [0042] 17 Rücken des Magnetkörpers
    [0043] 18 Druckfeder(n)
    [0044] 19' Alternative Druckfedertaschen
    [0045] 20 Kabel
    权利要求:
    ClaimsMagnetkörper für MotorbremsenA n s p r ü c h e
    1. Magnetkörper (11, 12, 13, 17) für Motorbremsen, welcher mittels Schrauben (9) , die eine axial verschiebliche Ankerscheibe (6) drehfest halten, an einem Motorflansch (1) befestigt ist, aus dem ein Wellenende (3) herausragt, auf dem ein Bremsflansch (4) mit Reibkörper (5) gehaltert ist, wobei der zur Ankerscheibe (6) einen eisernen U-Querschnitt aufweisende MagnetJcörper (11, 12, 13, 17) eine mittels Gleichstrom erregbare, mit einem Kunststoffmantel (14) um¬ gebene Wicklung (13) beinhaltet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß 'der U-Querschnitt des Magnetkörpers (11, 12, 13, 17) aus mehreren Eisenformteilen (11, 12, 17) aus Blech- bzw. - Flach-Material gebildet ist, welche durch den unststoffmantel (14) zueinander und zur Wicklung (13) lagefixiert sind.
    2. Magnetkörper nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß der Rücken (17) des Magnetkörpers (11, 12, 13, 17) durch eine stirnseitig gegen den Kunststoffmantel (14) und gegen die axial gerichteten inneren und äußeren Seiten¬ schenkelstücke (11, 12) des Magnetkörpers (11, 12, 13, 17) mit¬ tels der Schrauben (9) angelegte Ringscheibe gebildet wird.
    3. Magnetkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Seitenschenkelstücke (11, 12) des Magnetkörpers segmentartig um die Wicklung (13) herum¬ gestellte Blechbiegeteile sind.
    4. Magnetkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens die Sei¬ tenschenkelstücke (11, 12) und die Wicklung (13) gemeinsam vom Kunststoffmantel (14) umspritzt sind.
    5. Magnetkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kunststoffman¬ tel (14) der Wicklung (13) sowohl gleichzeitig Trägerteil der Seitenschenkelstücke (11, 12) des Magnetkörpers (11, 12, 13, 17) als auch Isolierhülle der Wicklung (13) ist.
    6. Magnetkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch g e k e nn z e i c h n e t , daß der Rücken (17) des Magnetkörpers (11, 12, 13, 17) im wesentlichen gleiche Werkstoff¬ eigenschaften und Abmessungen wie die Ankerscheibe (6) aufweist.
    7. Magnetkörper nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Blechbiegeteile für innere und äußere Seitenschenkelstücke (11, 12) gleiche Abmessungen auf¬ weisen.
    8. Magnetkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß in den Kunststoffman¬ tel (6) auch noch axiale Schraubenhülsen bzw. Distanzstücke (8) ode Federtaschen unverschieblich mit eingebettet sind.
    9. Magnetkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß nur eine einzelne Druckfeder (18) vorgesehen ist, welche als Spiralfeder ausgebil'- det und im radialen Lichtraum zwischen den inneren Seitenschen¬ keln (11) und dem Wellenende (3) axial gegen innen vorspringende Bohrungskanten der Ankerscheibe (6) und der den Rücken (17) des Magnetkörpers bildenden Ringscheibe mit Vorspannung abgestützt ist.
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