帶有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子片的用于旋轉(zhuǎn)式元件、尤其軸的制動(dòng)的渦流制動(dòng)器和帶有這種渦流制 ...的制作方法
【專利說(shuō)明】帶有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子片的用于旋轉(zhuǎn)式元件、尤其軸的制動(dòng)的渦流制動(dòng)器和帶有這種渦流制動(dòng)器的裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子片的用于旋轉(zhuǎn)式元件、尤其軸的制動(dòng)的渦流制動(dòng)器。
[0002]這種類型的帶有轉(zhuǎn)子片的渦流制動(dòng)器例如由文獻(xiàn)DE 101 14 183 A1和文獻(xiàn)DE36 02 612 A1 已知。
[0003]在此，在文獻(xiàn)DE 101 14 183 A1中所描述的渦流制動(dòng)器具有兩個(gè)定子，所述定子在此也被稱為定子半部。為所述兩個(gè)定子配置了四個(gè)片狀的轉(zhuǎn)子，其中，這兩個(gè)定子中的每一個(gè)都分別布置在兩個(gè)片狀的轉(zhuǎn)子之間，從而使得兩個(gè)片狀的轉(zhuǎn)子(在此也被稱為轉(zhuǎn)子半部)沿軸向方向相鄰地且在其徑向內(nèi)部的環(huán)形區(qū)域中尤其借助螺紋連接成對(duì)地相互連接，這樣的轉(zhuǎn)子對(duì)在此被稱為“中間轉(zhuǎn)子片”。在其徑向外部的環(huán)形區(qū)域中，這兩個(gè)轉(zhuǎn)子半部以軸向的凈距相互間隔地布置。在此，在四個(gè)片狀的轉(zhuǎn)子中的每一個(gè)中，在由定子所形成的非均勻磁場(chǎng)的作用下感應(yīng)出渦流。
[0004]在所述已知的渦流制動(dòng)器(DE 101 14 183 A1和DE 36 02 612 A1)中，轉(zhuǎn)子片的材料必須這樣選擇，從而使其硬度和強(qiáng)度能經(jīng)受所施加的負(fù)載，其中，尤其這種針對(duì)高負(fù)載的設(shè)計(jì)通常對(duì)于磁導(dǎo)率和導(dǎo)電性造成負(fù)擔(dān)。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供這種類型的在所述缺點(diǎn)方面改進(jìn)的渦流制動(dòng)器。
[0006]所述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)帶有權(quán)利要求1的特征部分的渦流制動(dòng)器解決的，即，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子片具有第一分片和第二分片，其中，這兩個(gè)分片在構(gòu)成該所述分片的材料方面不同。
[0007]基于該措施提供了一種渦流制動(dòng)器，其中，分片的不同材料的有利性質(zhì)出于不同的功能性而有利地相互結(jié)合地使用，從而使渦流制動(dòng)器例如無(wú)論在旋轉(zhuǎn)式元件轉(zhuǎn)速較高還是較低的情況下都能在具有高強(qiáng)度和高剛性的同時(shí)還具有較高的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0008]在此一方面有利的是，第一分片具有比第二分片更高的磁導(dǎo)率和/或更高的可導(dǎo)電性，所述第一分片的側(cè)面構(gòu)成轉(zhuǎn)子片的朝向定子的外側(cè)。另一方面有利的是，第二分片具有比第一分片更高的機(jī)械強(qiáng)度和/或機(jī)械剛性，所述第二分片的側(cè)面構(gòu)成轉(zhuǎn)子片的背離定子的外側(cè)。由此可以借助第一分片實(shí)現(xiàn)高制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)借助第二分片賦予轉(zhuǎn)子片必要的穩(wěn)定性和剛性。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明的渦流制動(dòng)器的一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方式中，第一分片由純鐵構(gòu)成，從而尤其在所有轉(zhuǎn)速下優(yōu)化轉(zhuǎn)子片的磁導(dǎo)率并進(jìn)而優(yōu)化能通過(guò)渦流制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明的渦流制動(dòng)器的另一個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)方式中，第二分片由鋼構(gòu)成，從而使第二分片適用于對(duì)第一分片進(jìn)行穩(wěn)定化，并且由此為整個(gè)轉(zhuǎn)子片賦予理想的強(qiáng)度和剛性。
[0011]被認(rèn)為有利的是，第一分片的片厚至少是在制動(dòng)運(yùn)行中作用在轉(zhuǎn)子片的背離定子的外側(cè)上的電磁場(chǎng)的透入深度。通過(guò)該措施能夠確保，在制動(dòng)過(guò)程中磁通以及渦流活動(dòng)大體上完全發(fā)生在第一分片內(nèi)部。優(yōu)選地，這樣設(shè)置第一分片的片厚，從而使在第二分片中沒(méi)有磁通且沒(méi)有渦流活動(dòng)發(fā)生。
[0012]此外還被認(rèn)為有利的是，第二分片澆注在第一分片上，因?yàn)橛纱四軌虼_保第二分片的朝向第一分片的側(cè)面完全與第一分片相連。通過(guò)該措施可以完全有利地確保，第二分片理想地支承和加固第一分片。然而作為備選，第二分片也可以通過(guò)其他緊固方式一例如通過(guò)鉚接或借助卡夾或夾持連接緊固在第一分片上。
[0013]為了優(yōu)化這兩個(gè)分片的連接，優(yōu)選規(guī)定，第一分片在其朝向第二分片的側(cè)面上具有使與第二分片的接觸面擴(kuò)大的輪廓。所述輪廓可以鍛造在第一分片上。優(yōu)選地，所述輪廓具有相對(duì)于轉(zhuǎn)子片的旋轉(zhuǎn)軸線同心的、波紋狀的結(jié)構(gòu)，其中，平面的凹空從旋轉(zhuǎn)軸線開始沿徑向方向中斷所述輪廓，由此在第二分片澆注在第一分片的情況下不構(gòu)成氣塞。
[0014]還被認(rèn)為有利的是，第二分片沿轉(zhuǎn)子片的旋轉(zhuǎn)軸線的方向在邊緣側(cè)搭接(或者叫包封)第一分片，以便更好地保護(hù)第一分片不受機(jī)械應(yīng)力的損傷。
[0015]為了優(yōu)化對(duì)轉(zhuǎn)子片的冷卻，被認(rèn)為有利的是，第二分片在其背離第一分片的側(cè)面上設(shè)有散熱片。
[0016]此外還認(rèn)為有利的是，第二分片在其背離第一分片的側(cè)面上設(shè)有支座，所述支座適合與旋轉(zhuǎn)式元件構(gòu)成傳遞轉(zhuǎn)矩的連接。通過(guò)該措施進(jìn)一步通過(guò)支座加強(qiáng)了轉(zhuǎn)子片。
[0017]本發(fā)明還涉及一種裝置，其具有旋轉(zhuǎn)式元件和用于制動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)式元件的渦流制動(dòng)器，所述渦流制動(dòng)器根據(jù)權(quán)利要求1至13所述構(gòu)成。這種類型的裝置可以例如是軌道機(jī)車，其中，待制動(dòng)的旋轉(zhuǎn)式元件可以是輪組的輪軸。
[0018]進(jìn)一步結(jié)合圖1至圖6對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳盡的闡述。在此在附圖中:
[0019]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置示意圖，所述裝置呈軌道機(jī)車的形式，其帶有呈輪組軸形式的旋轉(zhuǎn)軸并且?guī)в懈鶕?jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的渦流制動(dòng)器，
[0020]圖2以放大圖方式示出圖1所示意性示出的根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的渦流制動(dòng)器的截面圖，
[0021]圖3示出圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的渦流制動(dòng)器的另一視圖，和
[0022]圖4至圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式的渦流制動(dòng)器的截面圖。
[0023]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的呈軌道機(jī)車方式的裝置1。所述軌道機(jī)車具有兩個(gè)呈軸(輪組軸)形式的旋轉(zhuǎn)式元件2。在所述旋轉(zhuǎn)式元件2上分別緊固有連個(gè)輪子3。軸2通過(guò)在此未示出的軸承可旋轉(zhuǎn)地固持在軌道機(jī)車的轉(zhuǎn)向架4上。此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置1還具有根據(jù)第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式的渦流制動(dòng)器5，用于制動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸2。
[0024]旋轉(zhuǎn)式的渦流制動(dòng)器的第一實(shí)施方式具有片狀的結(jié)構(gòu)，其帶有兩個(gè)與待制動(dòng)的軸2固定相連的轉(zhuǎn)子6 (所謂的外轉(zhuǎn)子)和定子，在此，所述定子沿軸2的旋轉(zhuǎn)軸線A的軸向方向以相對(duì)于轉(zhuǎn)子間距很小地布置在轉(zhuǎn)子6之間。定子7的旋轉(zhuǎn)軸承8構(gòu)成用于使所配屬的軸2貫穿的貫穿孔9。定子7通過(guò)扭力臂10支承在轉(zhuǎn)向架4上。然而代替在此所示的兩個(gè)轉(zhuǎn)子6，也可以僅設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)子。
[0025]旋轉(zhuǎn)式的渦流制動(dòng)器5的定子7分別與至少一個(gè)用于形成空間非均勻磁場(chǎng)的勵(lì)磁線圈11相連。
[0026]所述至少一個(gè)勵(lì)磁線圈11通過(guò)電源12供電。定子7的至少一個(gè)勵(lì)磁線圈11的觸頭在此通過(guò)導(dǎo)線13、14連接在電源12上。在導(dǎo)線13、14的路徑上可以布置開關(guān)15。
[0027]在制動(dòng)運(yùn)行中一一也即在借助電源12激發(fā)至少一個(gè)勵(lì)磁線圈11時(shí)所形成的空間不均勻磁場(chǎng)感生出在所配屬的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子6中的渦流，所述渦流在其方面感生出與所述不均勻磁場(chǎng)相反的磁場(chǎng)，并且由此作用產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)子6的力。
[0028]優(yōu)選地，定子7設(shè)有在此未示出的齒形電極環(huán)，在激發(fā)勵(lì)磁線圈11時(shí)能夠在所述齒形電極環(huán)形成極性的功能性變換關(guān)系，也即形成交替變化的正極和負(fù)極。安裝在定子7的端側(cè)的轉(zhuǎn)子6在其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感生出渦流，所述渦流根據(jù)勵(lì)磁功率對(duì)轉(zhuǎn)子6制動(dòng)。
[0029]然而根據(jù)本發(fā)明的渦流制動(dòng)器尤其在轉(zhuǎn)子6和定子7的數(shù)量方面不限于所示結(jié)構(gòu)方式。
[0030]這樣，在此未示出的根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式的渦流制動(dòng)器的備選片狀結(jié)構(gòu)也可以具有兩個(gè)外部的定子，在所述定子之間沿軸的旋轉(zhuǎn)軸線的軸向方向以相對(duì)于定子極小的間距布置有一個(gè)轉(zhuǎn)子(所謂的內(nèi)轉(zhuǎn)子)。
[0031]此外，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式的渦流制動(dòng)器的另一備選和此處未示出的片狀結(jié)構(gòu)也可以具有三個(gè)轉(zhuǎn)子和兩個(gè)定子，其中，所述轉(zhuǎn)子和定子沿軸的旋轉(zhuǎn)軸線的軸向方向以一定間距交替相鄰地布置。
[0032]轉(zhuǎn)子和定子的其他任意類型的組合都是可以考慮的。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的渦流制動(dòng)器的第一實(shí)施方式5的主要細(xì)節(jié)還結(jié)合圖2和圖3更詳盡地闡述。
[0034]在第一實(shí)施方式5中，每個(gè)轉(zhuǎn)子5具有轉(zhuǎn)子片20和通過(guò)呈螺紋連接件方式的緊固件21、22、23與轉(zhuǎn)子片20相連的支座24。所述支座24用于使轉(zhuǎn)子片20和軸2轉(zhuǎn)矩傳遞地相連，并且為此具有在內(nèi)部環(huán)形區(qū)域中的緊固孔25，所述緊固孔25與軸2的凸緣27的緊固孔26相對(duì)應(yīng)，從而使支座24和軸2通過(guò)在此未示出的另一呈螺紋連接件方式的緊固件抗扭固定地相連。
[0035]根據(jù)圖3，支座24構(gòu)成法蘭盤，其帶有用于容納軸2的容納孔28并帶有徑向突出的支承臂29，在所述支承臂的自由端部區(qū)段上分別構(gòu)成另外兩個(gè)用于容納緊固件21、22的緊固孔30 (參照?qǐng)D2)。
[0036]轉(zhuǎn)子片20由兩個(gè)分片31、32組成。這兩個(gè)轉(zhuǎn)子片31、32在此在構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子片的材料方面不同。第一分片31在此滿足與第二分片32完全不同的功能。
[0037]由兩個(gè)分片31、32構(gòu)成的轉(zhuǎn)子片20也即是這樣設(shè)計(jì)，從而使該轉(zhuǎn)子片滿足兩個(gè)功能。也就是說(shuō)一方面具有良好的磁導(dǎo)率和良好的導(dǎo)電性，而且另一方面具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和良好的機(jī)械剛性。
[0038]在此，第一分片31具有比第二分片32更高的磁導(dǎo)率和更高的導(dǎo)電性，所述第一分片的側(cè)面33朝