Elektromagnetisch gelüftete Scheibenbremse Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenbremse, bei der der Bremsdruck durch Feder kraft erzeugt und durch einen Elektromagneten auf gehoben wird.
Bei einer bekannten Scheibenbremskonstruktion ist die Bremsscheibe axial verschiebbar auf einer Keil welle gelagert und wird durch eine zentrale Brems feder auf der Welle gegen die stillstehende, mit Reib belägen versehene Gegenfläche gedrückt. Ein kon zentrisch um die Welle angeordneter feststehender Elektromagnet zieht bei Erregung der Spule die als Anker ausgebildete Bremsscheibe entgegen der Feder kraft an, wobei der Hub derselben begrenzt wird, da ein Luftspalt zwischen dem stillstehenden Elektro magnet und der rotierenden Bremsscheibe verbleiben muss. Diese Konstruktion hat verschiedene Nachteile. Durch die einseitige Wirkung der Bremsfeder werden die Lager der Welle axial belastet.
Auch die Gegen fläche wird durch den Druck der Bremsfeder axial belastet. Die Verschiebbarkeit der Bremsscheibe auf der Welle erfordert eine hohe Genauigkeit in der Be arbeitung der Welle und der Bohrung der Brems scheibe. Zudem besteht immer eine gewisse Gefahr des Verkantens.
Bei einer anderen bekannten elektromagnetischen Scheibenbremse wird unter der Wirkung eines Elek tromagneten eine Bremskraft erzeugt. Der Elektro magnet ist konzentrisch um eine Welle angeordnet, auf welcher, axial verschiebbar, zwei Bremsscheiben links und rechts des Elektromagneten angeordnet sind.
Die beiden Bremsscheiben vervollständigen den Magnetkreis des Elektromagneten und werden beim Erregen der Spule gegen den stillstehenden Elektro magneten angezogen. Sie erzeugen durch die Rei bung auf dem Magneten das Bremsmoment. Eine Feder zwischen den beiden Scheiben löst dieselben vom Magneten bei Entregung der Spule. Diese Kon struktion hat durch die symmetrische Anordnung der zwei Bremsscheiben zum Elektromagneten den Vor teil, dass weder auf die Welle noch auf den Elektro magneten axiale Kräfte ausgeübt werden. Nachteilig ist jedoch die Notwendigkeit der axialen Verschieb barkeit der Bremsscheiben.
Zudem ist die Wirkungsweise mit der geforder ten Sicherheit z. B. im Hebezeugbetrieb nicht ver einbar, da dort die Bremswirkung bei Stromausfall, d. h. Entregung des Elektromagneten, eintreten muss.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer elektromagnetisch gelüfteten Scheibenbremse, bei der die Bremsscheiben axial nicht verschiebbar sind und bei der keine axialen Kräfte auf die Welle oder die stillstehenden Teile resultieren.
Die erfindungsgemässe, elektromagnetisch gelüftete Scheibenbremse ist dadurch gekennzeichnet, dass die selbe zwei in konstantem Abstand voneinander an geordnete, ausserhalb des Magnetflusses liegende Bremsscheiben aufweist, zwischen welchen min destens ein ringförmiger Elektromagnet koaxial zu den Bremsscheiben angeordnet ist, dessen sich durch das erzeugte Magnetfeld gegenseitig anziehende Teile unter Wirkung mindestens eines elastischen Organs stehen, welches Organ die genannten Teile entgegen der Magnetwirkung gegen die Bremsscheiben zu pressen bestrebt ist.
Auf beiliegender Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Ansicht, Fig. 2 einen Horizontalschnitt und Fig.3 einen Vertikalschnitt einer ersten Aus führungsform, Fig. 4 eine Ansicht, Fig. 5 einen Horizontalschnitt, Fig.6 einen Vertikalschnitt,
Fig. 7 einen Detailschnitt der Federanordnung in grösserem Massstab und Fig. 8 einen Detailschnitt der Lagerung des Elek tromagneten in grösserem Massstab einer zweiten Aus führungsform.
In den Fig. 1, 2 und 3 sind mit 1 die beiden Stän der bezeichnet, welche einen Elektromagneten tragen. Dieser weist ein Joch 2, eine Ankerplatte 3 und eine Spule 4 auf. Das Joch 2 und die Ankerplatte 3 be sitzen je auf beiden Seiten einen Lappen, in welchen Lagerbüchsen 5 eingepresst sind. Das Joch 2 und die Ankerplatte 3 sind mittels diesen Lagerbüchsen 5 auf je einen Bolzen 6 axial verschiebbar gelagert, welche Bolzen in den beiden Ständern 1 eingelassen sind. Zur Erzeugung des Bremsdrucks sind Druck federn 7 zwischen Lagerbüchsen 5 eingespannt, welche Federn 7 das mit einem Bremsbelag 8 versehene Joch 2 und die mit Bremsbelag 9 der Ankerplatte 3 gegen Bremsscheiben 13, 13' pressen.
Die Bremsscheiben 13, 13' sind auf einem Stern rad 12 mit Schrauben 14 befestigt, welches Stern rad 12 aus magnetisch schlecht leitendem Material besteht und mit der Welle 10 bei<B>11</B> verkeilt ist. Die Scheiben 13, 13', welche stets gleichen Abstand von einander aufweisen, liegen praktisch ausserhalb des Magnetflusses.
Die beschriebene Scheibenbremse gemäss den Fig. 1, 2 und 3 arbeitet wie folgt: Durch die Druckfedern 7 werden der Brems belag 8 an die Bremsscheibe 13 und der Brems belag 9 an die Bremsscheibe 13' angepresst. Da die Kräfte in entgegengesetzter Richtung gleich gross sind, ist der resultierende Axialdr uck auf den Rad stern 12 und damit die Welle 10 gleich Null. Da das Joch 2 und die Ankerplatte 3 auf den Bolzen 6 leicht verschiebbar gelagert sind, wirkt auch auf die Ständer 1 keine Axialkraft.
Das Drehmoment der Bremse wird von den Bolzen 6 aufgenommen. Die dabei auftretenden Kräfte sind klein, da der Abstand der Bolzen von der Drehachse gross ist. Beim Erregen der Spule 4 be wegen sich das Joch 2 und die Ankerplatte 3 gegen einander, so dass die Bremsbeläge 8 und 9 von den Bremsscheiben 13 und 13' abgehoben werden. Durch nicht dargestellte Anschläge kann ein gleich grosses Bremsspiel an beiden Bremsseiten eingestellt werden. Auch im gelüfteten Zustand resultieren weder auf die Welle 10 noch auf die Ständer 1 axiale Kräfte.
In den Fig. 4 bis 8 ist eine zweite Ausführung der Scheibenbremse gemäss der Erfindung dargestellt, wobei die Teile, welche bereits in der ersten Ausfüh rung vorhanden waren, die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 besitzen.
Gemäss der zweiten Ausführung werden anstelle der zwei Druckfedern 7 eine Anzahl, im gezeich neten Beispiel acht, Federanordnungen 15 verwendet, welche am Umfang der Ankerplatte 3 gleiehmässig verteilt sind. Eine solche Federanordnung ist in der Fig.7 in grösserer Darstellung gezeigt. Die Anker- platte 3 ist an ihrem Umfang mit Gewindelöchern versehen, in welche mit einer zylindrischen Bohrung versehene Einstellschrauben 15.1 eingeschraubt sind. In der zylindrischen Bohrung gleitet ein Bolzen 15.2, welcher einen bombierten Kopf 15.4 aufweist, wobei zwischen diesem und der Einstellschraube 15.1 eine Druckfeder<B>15.3</B> eingespannt ist, welche den Kopf 15.4 gegen das Joch 2 presst.
Durch eine nicht dar gestellte Handlüftvorrichtung kann der Bolzen 15.2 bezüglich der Einstellschraube<B>15.1</B> so verschoben wrden, dass der auf den Bremsscheiben 13 und 13' wirkende Bremsdruck aufgehoben wird. Durch die Verteilung der Federanordnungen<B>15</B> am Umfang des Elektromagneten werden die auf das Joch 2 und die Ankerplatte 3 wirkenden Biegemomente reduziert, so dass diese Teile leichter gebaut werden können.
Die dargestellte Lagerung des Elektromagneten gemäss Fig. 4 bis 6 vermeidet gleitende Teile. Eine der zwei Lageranordnungen ist in Fig. 8 vergrössert gezeigt.
Auf dem Bolzen 16.1 sind Scheiben 16.3 angeord net, welche durch Ringe 1.6.4 voneinander getrennt und Mittels der Muttern 16.2 befestigt sind. Die Scheiben werden an ihrem Umfange im Joch 2, be ziehungsweise in der Ankerplatte 3 durch je einen Deckel 16.6 festgehalten, wobei zwischen den Schei ben wiederum Distanzringe<B>16.5</B> angeordnet sind.
Durch die Elastizität der Scheiben 16.3 in axialer Richtung ist das freie Spielen von Joch 2 und Anker platte 3 in der gleichen Richtung gewährleistet.
Die zuletzt beschriebene zweite Ausführung der Scheibenbremse gemäss Fig. 4 bis 8 arbeitet im übri gen wie diejenige nach Fig. 1 bis 3.
Es versteht sich, dass auch nur die Federanord nung oder nur die elastische Lagerung auf die Kon struktion nach Fig. 1 bis 3 angewendet werden kann.
Electromagnetically released disc brake The present invention relates to a disc brake in which the brake pressure is generated by spring force and is lifted by an electromagnet.
In a known disc brake construction, the brake disc is axially displaceable on a wedge shaft and is pressed by a central brake spring on the shaft against the stationary, provided with friction linings mating surface. A con centric arranged around the shaft fixed electromagnet pulls the armature designed as an armature brake disc against the spring force when the coil is excited, the stroke of the same is limited because an air gap between the stationary electric magnet and the rotating brake disc must remain. This construction has several disadvantages. Due to the one-sided action of the brake spring, the shaft bearings are axially loaded.
The counter surface is also axially loaded by the pressure of the brake spring. The displaceability of the brake disc on the shaft requires a high degree of accuracy in the machining of the shaft and the bore of the brake disc. In addition, there is always a certain risk of tilting.
In another known electromagnetic disc brake, a braking force is generated under the action of an elec tromagnet. The electric magnet is arranged concentrically around a shaft on which, axially displaceable, two brake discs are arranged on the left and right of the electromagnet.
The two brake discs complete the magnetic circuit of the electromagnet and are attracted to the stationary electric magnet when the coil is excited. They generate the braking torque through the friction on the magnet. A spring between the two discs releases them from the magnet when the coil is de-energized. Due to the symmetrical arrangement of the two brake discs in relation to the electromagnet, this construction has the advantage that neither the shaft nor the electric magnet are subjected to axial forces. The disadvantage, however, is the need for axial displaceability of the brake discs.
In addition, the mode of action with the required security z. B. in hoist operation not ver compatible, since there the braking effect in the event of a power failure, d. H. De-excitation of the electromagnet, must occur.
The present invention aims to create an electromagnetically released disc brake in which the brake discs cannot be moved axially and in which no axial forces result on the shaft or the stationary parts.
The electromagnetically ventilated disc brake according to the invention is characterized in that it has two brake discs arranged at a constant distance from one another and located outside the magnetic flux, between which at least one annular electromagnet is arranged coaxially to the brake discs, its mutually attractive due to the generated magnetic field Parts are under the action of at least one elastic organ, which organ tries to press said parts against the magnetic action against the brake discs.
In the accompanying drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely: Fig. 1 is a view, Fig. 2 is a horizontal section and Fig. 3 is a vertical section of a first embodiment, Fig. 4 is a view, Fig. 5 is a horizontal section, Fig .6 a vertical section;
7 shows a detailed section of the spring arrangement on a larger scale and FIG. 8 shows a detailed section of the mounting of the electromagnet on a larger scale of a second embodiment.
In Figs. 1, 2 and 3, the two Stän are denoted by 1, which carry an electromagnet. This has a yoke 2, an armature plate 3 and a coil 4. The yoke 2 and the anchor plate 3 be each sitting on both sides of a cloth, in which bearing bushes 5 are pressed. The yoke 2 and the anchor plate 3 are mounted axially displaceably by means of these bearing bushes 5 on each of a bolt 6, which bolts are embedded in the two uprights 1. To generate the brake pressure, pressure springs 7 are clamped between bearing bushes 5, which springs 7 press the yoke 2 provided with a brake pad 8 and the brake pad 9 of the anchor plate 3 against brake disks 13, 13 '.
The brake discs 13, 13 'are attached to a star wheel 12 with screws 14, which star wheel 12 consists of magnetically poorly conductive material and is wedged with the shaft 10 at 11. The disks 13, 13 ', which are always at the same distance from one another, are practically outside the magnetic flux.
The disc brake described according to FIGS. 1, 2 and 3 works as follows: By means of the compression springs 7, the brake lining 8 is pressed against the brake disc 13 and the brake lining 9 against the brake disc 13 '. Since the forces in the opposite direction are equal, the resulting axial pressure on the wheel star 12 and thus the shaft 10 is zero. Since the yoke 2 and the anchor plate 3 are mounted on the bolt 6 so as to be easily displaceable, no axial force acts on the uprights 1 either.
The torque of the brake is absorbed by the bolts 6. The forces that occur are small because the distance between the bolts and the axis of rotation is large. When the coil 4 is energized, the yoke 2 and the armature plate 3 move against each other so that the brake linings 8 and 9 are lifted off the brake disks 13 and 13 '. An equally large brake play can be set on both brake sides by means of stops (not shown). Even in the released state, there are no axial forces either on the shaft 10 or on the stator 1.
4 to 8, a second embodiment of the disc brake according to the invention is shown, the parts which were already present in the first Ausfüh tion have the same reference numerals as in FIGS.
According to the second embodiment, instead of the two compression springs 7, a number, eight in the example shown, spring assemblies 15 are used, which are equally distributed on the circumference of the anchor plate 3. Such a spring arrangement is shown in a larger representation in FIG. The armature plate 3 is provided on its circumference with threaded holes, into which adjusting screws 15.1 provided with a cylindrical bore are screwed. A bolt 15.2, which has a cambered head 15.4, slides in the cylindrical bore, a compression spring 15.3 being clamped between this and the adjusting screw 15.1, which presses the head 15.4 against the yoke 2.
By means of a manual release device, not shown, the bolt 15.2 can be displaced with respect to the adjusting screw 15.1 in such a way that the brake pressure acting on the brake disks 13 and 13 'is canceled. Due to the distribution of the spring arrangements <B> 15 </B> on the circumference of the electromagnet, the bending moments acting on the yoke 2 and the armature plate 3 are reduced, so that these parts can be built more easily.
The illustrated mounting of the electromagnet according to FIGS. 4 to 6 avoids sliding parts. One of the two bearing arrangements is shown enlarged in FIG.
On the bolt 16.1 disks 16.3 are angeord net, which are separated from one another by rings 1.6.4 and fastened by means of the nuts 16.2. The disks are held at their circumference in the yoke 2, or in the anchor plate 3 by a cover 16.6 each, with spacer rings 16.5 being arranged between the disks.
Due to the elasticity of the discs 16.3 in the axial direction, the free play of yoke 2 and armature plate 3 is guaranteed in the same direction.
The last-described second embodiment of the disc brake according to FIGS. 4 to 8 operates in the rest of the conditions like that of FIGS. 1 to 3.
It goes without saying that only the Federanord voltage or only the elastic mounting can be applied to the construction of FIGS. 1 to 3.