An einen Elektromotor angebaute Scheibenbremse Auf dem Anwendungsgebiet der Elektromotoren 'besteht in vielen Betriebsfällen die Forderung, dass die Läuferwelle nach dem Ausschalten des Motors sofort stillstehen und in diesem Zustand auch gegen ein äusseres Drehmoment verharren soll. Es sind zahl reiche Lösungen dieser Aufgabenstellung bekannt geworden, z. B. kann ein verschiebbar angeordneter Läufer nach dem Abschalten des Feldes durch Feder kräfte gegen Bremsflächen gepresst werden. Andere Konstruktionen benutzen auf der Welle befestigte, sich mit dem Läufer drehende Bremsscheiben. Alle diese Ausführungen sind jedoch dann nicht mehr brauchbar, wenn man an einen elektrischen Brems motor die weitere Forderung stellt, wozu z.
B. seine Verwendung in Präzisionsschleifmaschinen zwingt, dass der von jeder Unwucht freie Motorläufer diese Eigenschaft trotz der angebauten Bremsvorrichtung und unbeeinflusst von Bremsvorgängen auch über die ganze Zeit seiner Lebensdauer beibehält.
Voraussetzung zur Erfüllung dieses ausserge wöhnlichen Anspruches wird es, dass man alle infolge des Bremsvorganges dem Verschleiss unterworfenen Teile, wie z. B. die Bremsbeläge, nicht mehr auf der Läuferwelle anordnet.
Gegenstand der Erfindung ist eine Scheiben bremse mit elektromagnetischer Betätigung, angebaut an einen Elektromotor mit auf der Achse starr be festigtem Lüfter. Erfindungsgemäss weist der zur Kühlung der Maschine dienende Lüfter beiderseits radial versetzte Bremsflächen auf, auf die zwei mit Reibbelag versehene axial gegeneinander verschieb bare Druckringe wirken.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung ist darin zu sehen, dass es auf diese Art möglich wird, einen völlig unwuchtfreien Lauf des Motors trotz der angebauten Bremsvorrichtung auf lange Zeit sichern zu können und dass diese Eigenschaft von der Anzahl der vorgenommenen Bremsungen unbeeinflusst bleibt.
Es ist weiterhin als vorteilhaft hervorzuheben, dass die Lüfterschaufeln gleichzeitig als Kühlrippen für die Bremse benutzt werden können. Somit ist für eine gute Abführung der erzeugten Reibungswärme gesorgt, die sich wegen der schlechten Wärmeleit- eigenschaften der Bremsbeläge überwiegend auf den als Bremsscheibe ausgebildeten Lüfter überträgt. Es wird deshalb möglich, für die sehr gedrängte Bau weise des deutschen Normmotors eine in ihren Ab massen entsprechende Motorbremse mit hohem Bremsmoment zu bauen.
Eine besonders wirtschaftliche Fertigung der Bremsscheibe ist dadurch erreicht, dass man die Bremsbeläge radial versetzt anordnet. Die Gussform für dieses Stück wird dadurch wesentlich verbilligt, da sich das Einsetzen von Kernen umgehen lässt.
Es bedeutet keinen erheblichen Mehraufwand, wenn die Reibbeläge jedes Druckringes zwei ver schiedene Durchmesser aufweisen. Man kann bei einer verschiedene Grössen umschliessenden Baureihe dafür sorgen, dass die grösseren Bremsbeläge eines Motors zugleich in den Abmassen mit den kleineren Belägen der nächst grösseren Type übereinstimmen. Vermeidet man weiterhin durch Wahl eines gemein samen Durchmessers für die beiden unterschiedlich grossen Bremsbeläge das Auftreten von Abfall bei ihrem Ausscheiden aus Platten, so erscheint die obige Massnahme gerechtfertigt, da man für n ver schiedene Typen mit n + 1 unterschiedlichen Brems belägen auskommt.
Die Befestigung des für die Bremse erforder lichen Elektromagneten an einem der beiden Druck ringe ist im Rahmen der Konstruktion vorteilhaft, weil sich damit eine besondere Halterungsvorrichtung im Gehäuseschild erübrigt und man deshalb letzteres in einer besonders leichten Bauweise ausführen kann. Ausserdem wird auf diese Weise erreicht, dass die Winkelstellung der Betätigungshebel unabhängig vom Verschleiss bleibt.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung bei spielsweise näher beschrieben.
Fig.l stellt dabei eine Schnittzeichnung der Bremsvorrichtung dar, während Fig.2 eine Seitenansicht der Bremsvorrichtung zeigt. Auf der Läuferwelle 1 des Bremsmotors ist die als Läufer ausgebildete Bremsscheibe 2 fest an geordnet. Ihren zwei radial versetzten Bremsflächen stehen die Bremsbeläge 11 und 12 der Druckringe 4 und 6 gegenüber. Die Führung letzterer übernimmt das Bremsgehäuse 10. Die feste Verbindung des Magnetgehäuses 25 mit dem Druckring 4 stellt die Rippe 8 dar.
Die Bremse arbeitet folgendermassen: Mit dem gleichzeitigen Einschalten des Motors und der Er regung des Magneten wird der Magnetanker 13 ent gegen der Wirkung der Federn 14 und 15 in das Magnetgehäuse 25 gezogen. Seiner Bewegung folgen die Hebelbrücke 9 und die daran befestigten, in gleicher Weise wirkenden Hebel 3 und 26.
Die zweite Halterung des Hebels 3 auf der Schneide 19 eines sich am Druckring 4 abstützenden Winkels 7 und dem Schneidenlager 18 des Zugbolzens 5 wird in ihrer Stellung im Verlauf dieser Bewegung dabei derart verändert, dass die sich am Winkel 7 und über einen Ring 22 am Zugbolzen 5 abstützende Feder 20 Gelegenheit bekommt, dem Druckring 4 und dem Zugbolzen 5 eine gegensinnige Bewegung zu erteilen. Dadurch werden auf der einen Seite der Druckring 4 mit dem Bremsbelag 11 von der Bremsscheibe 2 abgehoben.
Auf der Gegenseite überträgt eine in den Druckring 6 eingelassene Mitnehmerfeder 23 die Bewegung des Zugbolzens 5 auf den Bremsbelag 12, der ebenfalls die Bremsscheibe 2 freigibt.
Dafür, dass die Bewegung der Feder 20 zu einem gleichmässigen Abheben der Bremsbeläge 11 und 12 von der Bremsscheibe 2 führt, wurden zwei sich an dem Bremsgehäuse 10 abstützende Schleppanschläge 16 und 17 vorgesehen. Sie sind mit kleinem Spiel in Nuten der Druckringe 4 und 6 eingelassen, dessen Grösse die von der Feder 20 hervorgerufene Bewe gung der Druckringe 4 und 6 begrenzt. Um diese Aufgabe erfüllen zu können, überwiegt die Wirkung der Schleppanschläge 16 und 17 den Einfluss der Feder 20 auf die Druckringe 4 und 6. Die Brems scheibe kann jetzt bei eingeschaltetem Motor frei umlaufen.
Schaltet man nun den Motor und damit gleich zeitig den Bremsmagneten ab, wird der Magnetanker 13 infolge der an der Hebelbrücke 9 angreifenden Federn 14 und 15 aus seinem Magnetgehäuse 25 gezogen. Die ebenfalls zwangläufige Stellungsände- rung des Hebels 3 führt über das Schneidenlager 18 und die Schneide 19 zu einer gegensinnigen Bewegung des Winkels 7 und des Zugbolzens 5. Über den Winkel 7 drückt die Hebelbewegung den Druckring 4 und den Bremsbelag 11 gegen die Fläche der Brems scheibe 2, während eine weitere Kraft über den Zug bolzen 5, die Endmutter 24, den Druckring 6 mit dem Bremsbelag 12 gegen die zweite Fläche der Bremsscheibe 2 presst.
Wenn sich die Stärke der Bremsbeläge 11 und 12 wegen des Verschleisses verringert, überwindet die grosse Kraft des Bremsmagneten die Federkraft der Schleppanschläge 16 und 17 und zwingt sie, inner halb der Führungsnuten am Bremsgehäuse 10 zu gleiten, bis die Druckringe 4 und 6 die Bremsbeläge 11 und 12 wieder gegen die Bremsscheibe 2 drücken.
Beim folgenden Lüften der Bremse schiebt die Feder 20, dabei die Reibkraft der Mitnehmerfeder 23 überwindend, den Zugbolzen 5 durch den Druckteller 6 hindurch, so dass sich die Endmutter 24 von ihrer Unterlage auf dem Druckteller 6 abhebt. Unter der Wirkung einer Drehfeder 27, diese stützt sich einer seits am Zugbolzen 5 und zum anderen an der End- mutter 24 ab, kann sich nun die Endmutter 24 selbsttätig nachstellen, indem sie, von der Drehfeder 27 in Drehbewegung versetzt, wieder auf ihre Unter lage des Drucktellers 6 aufsetzt.
Mit dieser beim Lüfthub erfolgten Bewegung der Endmutter 24 ist eine selbsttätige Berücksichtigung des aufgetretenen Verschleisses erfolgt. Eine Abdeck- haube 28 deckt die selbsttätige Nachstellvorrichtung gegen Schmutz und äussere Einflüsse ab.
Das weitere Lüften der Bremse erfolgt dann wieder nach Massgabe des kleinen Spieles der Schlepp anschläge 16 und 17 unter der im Verhältnis zu der Kraft der Schleppanschläge 16 und 17 geringeren Kraft der Feder 20. Ein am Bremsgehäuse 10 be festigtes Gehäuseschild 21 sichert die Bremsvorrich tung gegen äussere Einflüsse.
In Fig. 2 stellt das Teil 105 den Zugbolzen, die Teile 104 und 106 die Druckringe, das Teil 124 die Endmutter dar. Abweichend werden hier die Funk tionen der Schleppanschläge 16 und 17 und der Mit nehmerfeder 23 von anderen Bauelementen wahr genommen. Die Feder 130 stützt sich einerseits über ein Metallplättchen 131 am Bremsgehäuse 110 und auf der anderen Seite über ein Metallstück 132 an dem in diesem Gebiet mit einer Fläche versehenen Zugbolzen 105 ab. Die in Fig. 1 von der Mitnehmer- feder 23 auf den Zugbolzen 5 wirkende Reibkraft wird hier in Fig.2 durch das unter Federdruck stehende Metallstück 132 ausgeübt.
Durch dieses Element wird die Bewegung des Zugbolzens 105 auf den Druckteller 106 übertragen, die ihre Begrenzung in dem Spiel der Metallplättchen 131 innerhalb der Nuten des Druckringes 106 findet.
Nach dem in der Fig. 1 beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel muss die Federkraft der Schleppan schläge 16 und 17 grösser als die Federkraft der Mit nehmerfeder 23 sein. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird die gleiche Wirkung dadurch erreicht, dass man für das Metallplättchen 131 und das Metall stück 132 Materialien mit unterschiedlichem Rei- bungskoeffizienten vorsieht, derart, dass der Reib widerstand des Metallplättchens<B>131</B> am Brems gehäuse 110 stärker ist als der Reibwiderstand des Metallstückes 132 auf dem Zugbolzen 105.
Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, kann eine zweite analog aufgebaute und gleich wirkende Anordnung von Feder, Metallstück und Metallplättchen in der Nut des Druckringes 104 vorgesehen werden.
Der in einer Nut des Druckringes 104 angeord nete Schleppanschlag weist neben der Feder 134 und dem Metallplättchen 135 ein Brückenstück 136 auf, welches den Druck der Feder 134 auf das Metall plättchen 137 überträgt, dabei den Zugbolzen 105 überbrückend.
Der Vorteil der Anordnung nach Fig.2 kann darin gesehen werden, dass es möglich ist, die die Funktion der Mitnehmerfeder 23 und der Schlepp anschläge 16 und 17 ausübenden Elemente in eine Nut des Druckringes 106 einzubauen.
Disc brake attached to an electric motor In the field of electric motors, there is a requirement in many operating cases that the rotor shaft stop immediately after the motor is switched off and that it should remain in this state even against an external torque. There are numerous solutions to this problem are known such. B. can be a slidably arranged rotor after switching off the field by spring forces are pressed against braking surfaces. Other designs use brake discs mounted on the shaft and rotating with the rotor. However, all of these versions are then no longer useful if you make the further requirement of an electric brake motor, including z.
For example, its use in precision grinding machines means that the motor rotor, which is free of any imbalance, maintains this property over the entire service life despite the built-in braking device and unaffected by braking processes.
The prerequisite for fulfilling this extraordinary claim is that all parts subject to wear as a result of the braking process, such as. B. the brake pads are no longer arranged on the rotor shaft.
The invention relates to a disc brake with electromagnetic actuation, attached to an electric motor with a fan fixed rigidly on the axis. According to the invention, the fan, which is used to cool the machine, has braking surfaces which are radially offset on both sides and which are acted on by two pressure rings which are provided with a friction lining and can be axially displaced against one another.
The advantage of the arrangement according to the invention can be seen in the fact that it is possible in this way to ensure a completely unbalance-free running of the motor for a long time despite the built-in braking device and that this property remains unaffected by the number of braking operations performed.
It should also be emphasized as advantageous that the fan blades can also be used as cooling fins for the brake. This ensures good dissipation of the frictional heat generated, which due to the poor thermal conductivity properties of the brake linings is predominantly transferred to the fan, which is designed as a brake disc. It is therefore possible for the very compact construction of the German standard engine to build an engine brake with a high braking torque that corresponds to its dimensions.
A particularly economical production of the brake disc is achieved by arranging the brake pads radially offset. This makes the mold for this piece much cheaper, since the insertion of cores can be avoided.
It does not mean any significant additional effort if the friction linings of each pressure ring have two different diameters. With a series encompassing different sizes, you can ensure that the larger brake pads of a motor also match the dimensions of the smaller pads of the next larger type. If you continue to avoid the occurrence of waste when leaving the plates by choosing a common diameter for the two differently sized brake pads, the above measure appears justified, since n + 1 different brake pads can be used for n different types.
The attachment of the electromagnet required for the brake union on one of the two pressure rings is advantageous in the context of the construction because it eliminates the need for a special mounting device in the housing plate and you can therefore run the latter in a particularly lightweight design. It is also achieved in this way that the angular position of the actuating lever remains independent of wear.
The invention is described in more detail with reference to the drawing, for example.
Fig.l represents a sectional drawing of the braking device, while Figure 2 shows a side view of the braking device. On the rotor shaft 1 of the brake motor designed as a rotor brake disc 2 is firmly arranged on. The brake linings 11 and 12 of the pressure rings 4 and 6 face their two radially offset braking surfaces. The latter is guided by the brake housing 10. The fixed connection between the magnet housing 25 and the pressure ring 4 is provided by the rib 8.
The brake works as follows: With the simultaneous switching on of the motor and the excitation of the magnet, the armature 13 is drawn into the magnet housing 25 against the action of the springs 14 and 15. Its movement is followed by the lever bridge 9 and the levers 3 and 26 attached to it, which act in the same way.
The position of the second holder of the lever 3 on the cutting edge 19 of an angle 7 supported on the pressure ring 4 and the cutting edge bearing 18 of the tension bolt 5 is changed in its position in the course of this movement so that the angle 7 and a ring 22 on the tension bolt 5 supporting spring 20 gets the opportunity to give the pressure ring 4 and the tension bolt 5 a movement in opposite directions. As a result, the pressure ring 4 with the brake lining 11 is lifted off the brake disk 2 on one side.
On the opposite side, a driver spring 23 embedded in the pressure ring 6 transmits the movement of the tension bolt 5 to the brake lining 12, which also releases the brake disk 2.
To ensure that the movement of the spring 20 leads to a uniform lifting of the brake linings 11 and 12 from the brake disc 2, two drag stops 16 and 17 supported on the brake housing 10 were provided. They are embedded with little play in the grooves of the pressure rings 4 and 6, the size of which limits the movement of the pressure rings 4 and 6 caused by the spring 20. In order to be able to fulfill this task, the effect of the drag stops 16 and 17 outweighs the influence of the spring 20 on the pressure rings 4 and 6. The brake disc can now rotate freely when the motor is switched on.
If you now switch off the motor and thus at the same time the brake magnet, the magnet armature 13 is pulled out of its magnet housing 25 as a result of the springs 14 and 15 acting on the lever bridge 9. The also inevitable change of position of the lever 3 leads via the cutter bearing 18 and the cutter 19 to an opposite movement of the bracket 7 and the tension bolt 5. Via the bracket 7, the lever movement presses the pressure ring 4 and the brake lining 11 against the surface of the brake disc 2, while a further force on the train bolt 5, the end nut 24, the pressure ring 6 with the brake lining 12 presses against the second surface of the brake disc 2.
If the thickness of the brake pads 11 and 12 is reduced due to wear, the great force of the brake magnet overcomes the spring force of the drag stops 16 and 17 and forces them to slide within the guide grooves on the brake housing 10 until the pressure rings 4 and 6 hit the brake pads 11 and press 12 against the brake disc 2 again.
When the brake is subsequently released, the spring 20 pushes the tension bolt 5 through the pressure plate 6, overcoming the frictional force of the driver spring 23, so that the end nut 24 lifts from its base on the pressure plate 6. Under the action of a torsion spring 27, which is supported on the one hand on the tension bolt 5 and on the other hand on the end nut 24, the end nut 24 can now readjust itself automatically by being set in rotary motion by the torsion spring 27 again on its base position of the pressure plate 6 touches down.
With this movement of the end nut 24 during the release stroke, the wear that has occurred is automatically taken into account. A cover hood 28 covers the automatic adjustment device against dirt and external influences.
The further release of the brake then takes place again according to the small game of the drag stops 16 and 17 under the relative to the force of the drag stops 16 and 17 lower force of the spring 20. A on the brake housing 10 be fastened housing plate 21 secures the Bremsvorrich device against external influences.
In Fig. 2, the part 105 represents the tension bolt, the parts 104 and 106 the pressure rings, the part 124 represents the end nut. Notwithstanding, the func tions of the drag stops 16 and 17 and the slave spring 23 with other components are perceived. The spring 130 is supported on the one hand by a metal plate 131 on the brake housing 110 and on the other hand by a metal piece 132 on the tension bolt 105 provided with a surface in this area. The frictional force acting in FIG. 1 from the driver spring 23 on the tension bolt 5 is exerted here in FIG. 2 by the metal piece 132 under spring pressure.
This element transmits the movement of the tension bolt 105 to the pressure plate 106, which is limited in the play of the metal plates 131 within the grooves of the pressure ring 106.
According to the exemplary embodiment described in FIG. 1, the spring force of the Schleppan strikes 16 and 17 must be greater than the spring force of the slave spring 23. In the exemplary embodiment in FIG. 2, the same effect is achieved in that materials with different coefficients of friction are provided for the metal plate 131 and the metal piece 132, such that the frictional resistance of the metal plate 131 on the Brake housing 110 is stronger than the frictional resistance of the metal piece 132 on the tension bolt 105.
As can be seen from the drawing, a second, similarly constructed and identically acting arrangement of tongue, metal piece and metal plate can be provided in the groove of the pressure ring 104.
The in a groove of the pressure ring 104 angeord designated drag stop has in addition to the spring 134 and the metal plate 135 on a bridge piece 136, which transfers the pressure of the spring 134 to the metal plate 137, while the tension bolt 105 bridging.
The advantage of the arrangement according to FIG. 2 can be seen in the fact that it is possible to install the elements performing the function of the driver spring 23 and the drag stops 16 and 17 in a groove in the pressure ring 106.