DE2104366C3 - Elektromagnetisch gegen Federdruck lüftbare Reibungsbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch gegen Federdruck lüftbare Reibungsbremse für Elektromotoren mit auf Bremsbacken wirkendem beweglichen Anker und selbsttätigem Verschleißausgleich, bei der im Magnetanker ein auf einen' Bremsbelag wirkender Druckbolzen geführt ist, auf dem eine Büchse zwischen zwei Anschlägen um eine dem Normalhub entsprechende Strecke axial verschieblich angeordnet ist, wobei der Druckbolzen mit dem Magnetanker einerseits und über die Büchse mit dem feststehenden Magnetkörper andererseits durch je an lieh bekannte, in Bremsausrückrichtung als Gesperre wirkende, flachkegelige Ringspannscheiben zusammenwirkt, nach Patent 16 75 157.

Derartige Bremsen, welche beispielsweise mit Elektromotoren zu einer Einheit zusammengebaut werden, haben den Zweck, den Motor und die von ihm angetriebenen Maschinen bei Ausfall oder beim Abschalten der Speisespannung stillzusetzen. 1st zum Lüften einer solchen Reibungsbremse z. B. ein Elektromagnet vorgesehen, so ist dieser Elektromagnet für einen bestimmten Magnethub ausgelegt. Ein Überlchreiten dieses Hubes durch zunehmenden Verschleiß hat zur Folge, daß entweder der Magnet durch den tunehmenden Luftspalt die Bremse nicht mehr lüften kann oder aber er müßte entsprechend überdimensioniert werden, was bei den meist engen Platzverhältnissen nachteilig ist. Man sieht daher einen Verschleißausgleich vor, welcher bewirkt, daß auch bei sich abnutzendem Bremsbelag der Magnetanker den Magnethub möglichst beibehält.

Bekannt ist eine durch einen Magneten mit auf einen Bremsbacken wirkendem beweglichen Anker gegen die Kraft einer Feder lüftbare Reibungsbremse mit selbsttätigem Verschleißausgleich (DT-OS 16 75 155), welche sich dadurch kennzeichnet, daß der Bremsbakken gegenüber dem Anker und einem um den Maenet-Normalhub beweglichen Steueranschlag nur in Richtung des Bremshubes verschiebbar ist Hierbei sind zwischen dem BremsbackeR, Anker und Steueranschlag zur Bremsfläche hin erweiterte Zwischenräume angeordnet, in welchen unter Federdruck stehende Klemmkörper beweglich eingebracht smd Diese Klemmkörper dienen einmal zur Übertragung der Bremskraft und zum anderen bewirken sie den Verschleißausgleich. .

Des weiteren ist ein Nehmerzylinder mit Nachstellvorrichtung mit einer im Kolben gleitend bewegbaren Kolbenstange bekannt (DT-PS 10 91 883), welcher zwei einseitig iji Bremslöserichtung wirkende Gesperre aufweist, von denen das eine die Bewegung der Kolbenstange im Kolben und das andere die Bewegung des Kolbens i«i Zylinder verhindert Nach einem weiteren Merkmal sind auf dem zwischen Kolben und Belagträger im Kolben verschiebbar angeordneten Druckbolzen zwei bei Betätigung verschiebbare, beim Lösen selbstsperrende Klemmscheiben oder andere Klemmeiemente derart angeordnet, daß die eine Klemmscheibe am Kolben durch Federdruck anliegt, während die andere Klemmscheibe zwischen zwei Anschlägen im Zylinder bewegbar ist Die Klemmscheiben sind also derart ausgebildet, daß eine Verschiebung des Druckbolzens in Betätigungsrichtung (Bremseinrückrichtung) nicht gehemmt wird, jedoch bei einer Verschiebung in entgegengesetzter Richtung (Bremsausrückrichtung) die selbstsperrende Wirkung der Klemmscheiben einsetzt Die selbstsperrende Wirkung wird dadurch erreicht daß sich die am Innendurchmesser der Scheiben angeordneten Segmente in den Bolzen eindrücken und somit eine relative Verschiebung der Teile gegeneinander verhindern. Durch das Eindrücken der Segmente in den Bolzen ist aber ein stufenloser Verschleißausgleich nicht gewährleistet, da sich die Segmente erst wieder eindrücken können, wenn der aufgetretene Verschleiß größer als die Einkerbbreite der Segmente in den Bolzen ist. Dadurch bedingt, kann nach Abnutzung des Bremsbelages der Bolzen nicht wieder verwendet werden.

Zwecks Verbesserung und weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach dem Hauptpatent ist es Aufgabe der Erfindung, den selbsttätigen Verschleißausgleich für eine elektromagnetisch gegen Federdruck lüftbare Reibungsbremse so auszubilden, daß dieser konstruktiv weniger aufwendig und hinsichtlich der Funktion weniger störanfällig ist und selbst auf allerkleinste Abnutzungen des Bremsbelages so exakt anspricht, daß der Hub des Magnetankers immer konstant bleibt und ein wirklich stufenloser Verschleißausgleich gewährleistet ist.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Anschläge für die Büchse durch die Innen- und Außenflächen der in eine Umfangsnut der Büchse hineinragenden Köpfe von fest im Magnetkörper angeordneten Bolzen verkörpert sind. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Ringspannscheiben kraftschlüssig auf den Druckbolzen einwirken zu lassen und so anzuordnen, daß sich die eine Ringspannr scheibe im Magnetanker und die andere Ringspannscheibe innerhalb der Büclhse abstützt.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient zur näheren Erläuterung derselben. Die im wesentlichen rotationssymmetrische, im Längsschnitt dargestellte Reibungsbremse besitzt einen feststehenden Magnetkörper 6, gegenüber welchem ein Magnetanker 1 verschiebbar gelagert ist. In

der dem Magnetanker I zugekehrten Stirnfläche 5 des Magnetkörpers 6 ist eine Magnetspule 7 angeordnet. In der Zeichnung ist die Bremsstellung dargestellt Bremsfedern 9 übertragen die Bremskraft über den Magnetanker 1 und eine sich in diesem abstützende Ringspannscheibe 13 auf einen Druckbolzen 2. welcher seinerseits über einen Bremsbelag 8 mit der Bremskraft Fd gegen eine rotierende Bremsscheibe 4 drückt Läßt man einen Strom durch die Magnetspule 7 fließen, so wird der Magnetanker 1 gegen die Wirkung der Federn 9 an den Magnetkörper 6 gezogen und die Bremse ist gelüftet Der Druckbolzen 2 trägt auf seinem zwischen Magnetanker 1 und Bremsscheibe 4 gelegenen Teil eine Büchse J, in welche zwei von einem in der Stirnfläche 5 des Magnetkörpers 6 fest angeordneten Anschlagbolzen 16 gebildete Anschläge 10 und 11 eingreifen und die axiale Verschiebung der Büchse 3 auf eine dem Normalhub entsprechende Strecke sn begrenzen. Gegenüber dem Druckbolzen 2 ist jedoch die Büchse 3 nur in Bremsausrückrichtung verschiebbar, da eine in der Büchse 3 angeordnete Ringspannscheibe 12 eine Bewegung in der Gegenrichtung verhindert die von der Ringspannscheibe 12 aufgebrachte Reibungskraft wird durch zusätzliche Tellerfedern 14 ebenso verstärkt wie diejenige der Spannscheibe 13 durch Tellerfedern 15.

Es ergibt sich folgende Wirkungsweise des Verschleißausgleiches: Zum Abbremsen des Motors wird die Erregung der Magnetspule 7 abgeschaltet, wodurch der Magnetanker 1 vom Magnetkörper 6 infolge der auf ihn einwirkenden Bremsfeder 9 abfällt und nach links bewegt wird. Die sich im Magnetanker 1 abstützende und unter einem bestimmten Schrägungswinkel α auf dem Druckbolzen 2 angreifende Ringspannscheibe 13 bewegt diesen ebenfalls mit nach links, bis dieser über den Bremsbelag 8 auf die Bremsscheibe 4 einwirkt. Solange aber am Bremsbelag 8 kein Verschleiß auftritt, bewegt sich der Magnetanker 1 und mit ihm der Druckbolzen 2 bei jedem Arbeitsspiel immer nur um den Normalhub Sn, wodurch die sich ebenfalls über die Ringspannscheibe 12 auf dem Druckbolzen 2 abstützende Büchse 3 an der Anschlagfiäche 10 des Bolzens 16 zur Anlage kommt Erst wenn am Belag 8 ein Verschleiß Δ V auftritt, bewegt sich der Magnetanker 1 und mit ihm der Druckbolzen 2 um das Maß AV weiter nach links, während eine Weiterbewegung der Büchse 3 infolge ihrer Anlage an der Anschlagfläche 10 verhindert wird, d. h., der Druckbolzen 2 verschiebt sich gegenüber der festgehaltenen Büchse 3 um das Maß Δ V weiter. Beim nachfolgenden Lüfthub wird der Magnetanker 1 und mit ihm der Druckbolzen 2 mit der Büchse 3 gegen den Magnetkörper 6 gezogen, wobei die Büchse 3 nach dem Lüften um das Maß Sn an der Anschlagfläche 11 zur Anlage kommt Eine weitere Verschiebung des Druckbolzens 2 gegenüber der Büchse 3 um das Maß /1V ist nun aber nicht mehr möglich, da die Ringspannscheibe 12 gegenüber dem Druckbolzen 2 als Gesperre wirkt Der Magnetanker 1 ist jedoch gegenüber dem Magnetkörper 6 noch um das Maß Δ V gelüftet Da dieser vom Magnetkörper 6 aber bis zu seiner Anlage an demselben angezogen wird, eine weitere Bewegung des Druckbolzens 2 durch das Gesperre 12 aber verhindert wird, verschiebt sich der Magnetanker 1 und mit ihm die Ringspannscheibe 13 auf dem Druckbolzen 2 um das Maß Δ V. Damit ist der Verschleiß ausgeglichen und für weitere Bremsvorgänge der Normalhub Sn wieder gewährleistet

Die von der Ringspannscheibe 13 aufgebrachte Reibungskraft Fr, analog auch die der Ringspannscheibe 12, ist abhängig von dem Schrägungswinkel κ der Ringspannscheibe, der so gewählt ist, daß reine Selbsthemmung vorhanden ist Da die Reibungskraft dem Produkt aus der Normalkraft Fn und dem Reibungskoeffizienten μο zwischen Ringspannscheibe und Druckbolzen entspricht und größer sein muß als die Bremskraft Fo, so ergibt sich als Funktionsbedingung, daß der Tangens des Schrägwinkels κ^ μο. Dadurch also, daß der Schrägungswinkel« so gewählt ist, daß er immer kleiner als der Reibungswinkel ρ ist, wobei tang == μο, baut sich aus der vom Magnetanker über die Ringspannscheibe in Bremseinrückrichtung auf den Druckbolzen zu übertragenden Bremskraft Fo eine entgegengesetzt wirkende Reibungskraft Fr auf, die stets größer ist als die Bremskraft Fd, auf Grund der Bedingung tan« ^ μο, d. h., die Ringspannscheibe wirkt gegenüber dem Druckbolzen selbsthemmend. So kann auf Grund des kräfteverhältnisses eine Verschiebung des Druckbolzens gegenüber der Ringspannscheibe entgegen der Bremseinrückrichtung nicht erfolgen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Erfüllung der Bedingung »Selbsthemmung« kleinste Nachstellverschiebungen möglich sind und ein wirklich stufenloser Verschleißausgleich gewährleistet ist, ferner eine Wiederverwendung des Druckbolzens nach Erneuerung des Bremsbelages möglich wird.

Darüber hinaus ist durch den erfindungsgemäßen konstruktiven Aufbau des Verschleißausgleiches eine kompakte Bauform und eine zuverlässige Wirkung selbst bei der Übertragung großer Bremskräfte gewährleistet, wobei die erforderliche Bremskraft stets konstant gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch gegen Federdruck lüfibare Reibungsbremse for Elektromotoren mit auf Bremsbacken wirkendem beweglichen Anker und selbsttätigem Verschleißausgleich, bei der im Magnetanker

, ein auf einen Bremsbelag wirkender Druckbolzen geführt ist, auf dem eine Büchse zwischen 2 Anschläger! um eine dem Normalhub entsprechende jo Strecke (Sn) axial verschieblich angeordnet ist, wobei der Druckbolzen mit dem Magnetanker, einerseits und über die Büchse mit dem feststehen- ' I den Magnetkörper andererseits durch je eine an sich bekannte, in Bremsausrückrichtung als Gesperre wirkende, flachkegelige Ringspannscheibe zusammenwirkt, nach Patent 16 75 157, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (10, 11) für die Büchse (3) durch die Innen- und Außenflächen der in eine Umfangsnut der Büchse (3) hineinragenden Köpfe von fest im Magnetkörper (6) angeordneten Bolzen (16) verkörpert sind.

2. Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspannscheiben (12,13) kraftschlüssig auf den Druckbolzen (2) einwirken und sich die eine Ringspannscheibe (13) im Magnetanker (1) und die andere Ringspannscheibe (12) innerhalb der Büchse (3) abstützt.