DE10002965B4

DE10002965B4 - Stellvorrichtung zum Einstellen oder Nachstellen des Arbeitsluftspaltes einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse

Info

Publication number: DE10002965B4
Application number: DE10002965A
Authority: DE
Inventors: Horst Fischer
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: DE10002965A1

Abstract

Stellvorrichtung zum Einstellen oder Nachstellen des Arbeitsluftspaltes einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse,
mit einem konzentrisch zu einer Welle (2) angeordneten, feststehenden Elektromagneten, der eine Spule (4) und einen Spulenkörper (6) umfasst,
mit einem mit der abzubremsenden Welle (2) drehfest verbundenen Belagträger (1) mit einem Bremsbelag (12),
mit einer sich radial erstreckenden, verdrehsicher zwischen Spule (4) und Belagträger (1) angeordneten Ankerscheibe (3),
die von in dem Spulenkörper (6) angeordneten Druckfedern (5) gegen den Belagträger (1) beaufschlagbar ist, um bei stromlosen Elektromagneten den Belagträger (1) gegen ein Bremslagerschild / eine Gegenbremsfläche zu drücken, gegen das der Spulenkörper (6) mit Hilfe von Gewindestiften und Befestigungsmuttern (10) verspannt ist,
mit einem zwischen Spulenkörper (6) und Bremslagerschild / Gegenbremsfläche konzentrisch um die Drehachse der Welle (2) angeordneten Distanzring (7),
der entlang seines Umfangs mindestens abschnittsweise verschiedene Höhenwerte (32) in axialer Richtung aufweist und
mittels der lösbaren Gewindestifte mit Befestigungsmuttern...

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung zum Einstellen oder Nachstellen des Arbeitsluftspaltes einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse.

Bei Elektromotoren werden oft elektromagnetisch betätigbare Bremsen zum schnellen Stillsetzen der Elektromotoren eingesetzt. Aus der Reihe 'Praxis der Antriebstechnik', Band 4, SEW-Scheibenbremsen der Firma SEW EURODRIVE GmbH & Co aus dem Jahre 1998 sind elektromagnetisch betätigbare Federdruckbremsen bekannt.

Die zu bremsende Welle oder Achse trägt einen Mitnehmer mit Verzahnung. Ein Belagträger mit Bremsbelag ist mit dem Mitnehmer drehspielfrei oder drehspielarm verbunden. Eine nicht rotierende, verdrehsicher eingebrachte Ankerscheibe kann eine Bremskraft erzeugen, wenn der Belagträger zwischen der Ankerscheibe und einer Gegenbremsfläche, wie beispielsweise ein Bremslagerschild, mittels Federkraft eingespannt wird.

Zusätzlich befindet sich ein Elektromagnet im Spulenkörper. Durch die Bestromung des Elektromagneten wird die Ankerscheibe gelüftet, also vom Elektromagneten angezogen. Dabei stellt sich der Belagträger mit Bremsbelag vom Bremslagerschild frei, so dass die Welle oder Achse sich ohne Bremskraft drehen kann.

Die Ankerscheibe hat ein Bewegungsspiel, welches als Arbeitsluftspalt bezeichnet wird. Dieser Arbeitsluftspalt muß bei Montage der Bremse einen für das sichere Funktionieren der Bremse notwendigen Wert besitzen, wobei ein gewisser Toleranzbereich um diesen Wert herum erlaubt ist.

Der Arbeitsluftspalt kann durch Fertigung hoch präziser Teile auf diesen Wert gebracht werden. Dabei sind jedoch die hohen Kosten für solche hoch präzise gefertigten Teile von Nachteil. Außerdem nutzt sich der Bremsbelag während der Standzeit der Bremse ab, so dass der Arbeitsluftspalt sich verändert und bei Verlassen des Toleranzbereiches nachgestellt werden muß.

Um Montage, Fertigung und Wartung zu vereinfachen sind aus den oben genannten Schriften verschiedene Mechanismen bekannt, die ein Einstellen bzw. Nachstellen des Arbeitsluftspaltes ermöglichen.

Das Nachstellen des Arbeitsluftspaltes kann durch Stiftschrauben und Gewindebuchsen erfolgen, wie aus der obengenannten SEW-Schrift bekannt ist. Dabei muß meist mit drei Schrauben der Arbeitsluftspalt möglichst gleichmäßig eingestellt werden. Das Ergebnis hängt auch sehr vom Geschick des Bedieners ab.

Aus der DE 2853801 A1 ist bekannt, dass ein Distanzring ein Gewinde aufweist und mit dem Spulenkörper verschraubbar ist. Beim Einstellen des Arbeitsluftspaltes kann also durch Drehen bzw. Schrauben des Distanzringes der gewünschte Abstand eingestellt werden. Nachteilig sind jedoch der hohe Fertigungsaufwand und die hohen Kosten für die Fertigung des Gewindes.

Aus der DD 111 969 ist eine Nachstelleinrichtung bekannt, die mehrere Stufenringe verwendet zum Einstellen oder Nachstellen des Arbeitsluftspaltes. Von Nachteil ist dabei allerdings, dass das Nachstellen aufwendig ist, da an mehreren Stellen Schrauben gelöst und die Stufenscheiben jeweils verdreht werden müssen.

Aus der DE-PS 734 932 ist eine Kupplung bekannt, bei der ebenfalls mehrere Schrauben gelöst werden müssen um eine Distanzänderung zu bewerkstelligen. Die verwendeten Gewindehülsen sind dabei zusätzlich kostspielig zu fertigen. Außerdem ist weiter nachteilig, dass das Eindringen von Fremdkörpern oder Verunreinigungen durch ein separates und kostspieliges Gehäuse verhindert werden muss.

Aus der deutschen Anmeldung DE 2853801 A1 und dem Katalog 'ROBA-stop^®' der Firma Mayr aus Mauerstetten ist ein Nachstellen mittels eines Distanzringes mit Gewinde bekannt. Allerdings muss dabei in den Distanzring und den Spulenträger ein Gewinde geschnitten werden. Dies erfordert nicht nur jeweils zusätzliche Arbeitsgänge bei der Fertigung sondern ist auch kostspielig.

Bei Bestromung der Bremse fließt der nach Anziehen dreier Befestigungsschrauben (ROBA-stop^®, Seite 4) erzeugte Kraftfluss von der nicht gezeigten Anbaufläche über die drei Befestigungsschrauben (ROBA-stop^®, Seite 4) zum Spulenkörper (ROBA-stop^®, Seite 4, Spulenträger (2)). Von dort fließt der Kraftfluss über das Gewinde des Distanzrings, also den gesamten Umfang des Distanzrings, in den Distanzring und von diesem in die Anbaufläche. Die genannten Teile oder Komponenten bilden die Übertragungskette für den Kraftfluss. Nachteilig ist dabei, dass der Kraftfluss im wesentlichen den gesamten Distanzring durchströmt und somit dieses Teil insgesamt belastet.

Aus der DE 734 932 C ist eine elektromagnetische Kupplung gezeigt, die einen drehbaren Ringkörper (1, Bezugszeichen 17) zum Einstellen einer Distanz aufweist. Dazu sind Langlöcher (3, Bezugszeichen 18) notwendig. Außerdem weist der drehbare Ringkörper (1, Bezugszeichen 17) Schrägflächen (2, Bezugszeichen 29) auf und Stützbolzen (2, Bezugszeichen 16) mit gleichartig abgeschrägten Stirnflächen ( 2, Bezugszeichen 28 und auch Anspruch 3 dieser Schrift). Nachteilig ist dabei, dass der drehbare Ringkörper (1, Bezugszeichen 17) kein gehäusebildendes Teil ist. Somit muss das Eindringen von Fremdkörpern oder Schmutzkörpern durch andere weitere Teile verhindert werden, wodurch sich die Anzahl der Teile erhöht und somit auch die Lager- und Fertigungskosten. Außerdem sind die Langlöcher (Bezugszeichen 18) aufwendig und kostspielig zu fertigen. Ebenso müssen die Schrägflächen (2, Bezugszeichen 29) und die Stirnflächen (2, Bezugszeichen 28) gleichartig gefertigt werden. Dies ist besonders aufwendig und kostspielig. Wegen der gleichartig zu fertigenden Schrägflächen und Stirnflächen führen Fertigungsungenauigkeiten zu einer instabilen Abstützung. Außerdem ist ein genauer Zusammenhang zwischen Drehwinkel und dadurch erzeugter Distanz sehr ungenau oder unmöglich bei solchen Fertigungsungenauigkeiten. Außerdem führen diese Fertigungsungenauigkeiten bei Verwendung von mehreren Langlöchern zu Verspannungen.

Aus der DE 37 26 032 A1 ist eine elektromagnetische Scheibenbremse bekannt, bei der ein Distanzring mit abgestuften Bereichen zum Einstellen von Abstand eingesetzt wird.

Nachteilig ist dabei, dass der Distanzring keine gehäusebildende Funktion hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung zum Einstellen des Arbeitsluftspaltes einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse weiterzubilden unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile. Insbesondere soll eine einfache kostengünstige Fertigung und eine einfache Bedienung ermöglicht werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Stellvorrichtung zum Einstellen des Arbeitsluftspaltes einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse gelöst nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind, dass die Stellvorrichtung zum Einstellen oder Nachstellen des Arbeitsluftspaltes einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse vorgesehen ist,
mit einem konzentrisch zu einer Welle angeordneten, feststehenden Elektromagneten, der eine Spule und einen Spulenkörper umfasst,
mit einem mit der zu abzubremsenden Welle drehfest verbundenen Belagträger mit einem Bremsbelag,
mit einer sich radial erstreckenden, verdrehsicher zwischen Spule und Belagträger angeordneten Ankerscheibe,
die von in dem Spulenkörper angeordneten Druckfedern gegen den Belagträger beaufschlagbar ist, um bei stromlosen Elektromagneten den Belagträger gegen ein Bremslagerschild / eine Gegenbremsfläche zu drücken, gegen das der Spulenkörper mit Hilfe von Gewindestiften und Befestigungsmuttern verspannt ist,
mit einem zwischen Spulenkörper und Bremslagerschild / Gegenbremsfläche konzentrisch um die Drehachse der Welle angeordneten Distanzring,
der entlang seines Umfangs mindestens abschnittsweise verschiedene Höhenwerte in axialer Richtung aufweist und
mittels der lösbaren Gewindestifte mit Befestigungsmuttern in verschiedenen Drehstellungen festsetzbar ist,
wobei
der Spulenkörper und/oder das Bremslagerschild / die Gegenbremsfläche diskret und einstückig angeformte, radial vorstehende Nocken aufweist, die mit den in axialer Richtung abschnittsweise verschiedene Höhenwerten des Distanzrings zusammenwirken.

Der Distanzring weist Höhenwerte in axialer Richtung auf, wobei die zu bremsende Welle diese Raumrichtung definiert. In radialer Richtung weist der Distanzring Dickenwerte auf. In einer beispielhaften Ausführungsform ist diese Dicke konstant.

Zu jedem Wert am Umfang des Distanzrings gehört ein Höhenwert, wenn die Dicke konstant ist. Bogenlänge des Umfangs und zugehöriger Höhenwert können dabei durch einen funktionalen Zusammenhang beschrieben werden.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass der Distanzring entlang seines Umfangs mindestens abschnittsweise verschiedene Höhenwerte aufweist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden am Bremslagerschild und / oder Spulenkörper Nocken angebracht, an denen sich der Distanzring abstützt. Vorteilhaft ist dabei, dass bei Drehen des Distanzrings die Nocken bei einem anderen Höhenwert berühren und somit der Arbeitsluftspalt einstellbar ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung können die Nocken dabei derart gestaltet sein, dass die Berührung der Nocken und des Distanzringes eindimensional ist. Von Vorteil ist dabei die einfache Fertigung der Teile.

Bei einer weiteren Ausgestaltung können die Nocken dabei derart gestaltet sein, dass die Berührung der Nocken und des Distanzringes zweidimensional ist. Von Vorteil ist dabei die geringe Kraftdichte auf der Berührfläche, so dass die Belastung gering ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung weist der Distanzring linear abnehmende Höhenwerte auf. Von Vorteil ist dabei, dass Drehwinkel und Arbeitsluftspalt in einem linearen Zusammenhang stehen.

In bevorzugter Ausführungsform wird eine Funktion von Höhenwerten gewählt, die abschnittsweise von großen Höhenwerten zu kleineren Höhenwerten abfällt. Bei periodischer Anordnung der Nocken, beispielsweise drei am Umfang, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Funktion die gleiche Periodizität aufweist. Durch Drehen des Ringes stellt sich nach Fixierung der Gewindestifte mit Befestigungsmuttern ein anderer Berührpunkt ein und somit ein andere Arbeitsluftspalt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung sind die Nocken derart gestaltet, dass die Berührflächen der Nocken und des Distanzrings zweidimensional sind, wobei der Distanzring entlang des Umfangs des Distanzrings linear abnehmende Höhenwerte aufweist. Von Vorteil ist dabei die geringere Abnutzung, die einfachere Fertigung und die bessere Abdichtung.

Bei einer weiteren Ausgestaltung weist der Distanzring stufenförmig abnehmende Höhenwerte auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Distanzring bei gewissen Werten des Drehwinkels einrastet und daher der Bediener die Anzahl der Stufen abzählen kann und somit auf den Wert des Arbeitsluftspaltes oder der relativen Änderung desselben schließen kann.

Bei einer weiteren Ausgestaltung weist der Distanzring bremslagerschildseitig oder spulenkörperseitig eine Verzahnung oder Rasterung derart auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Distanzring bei gewissen Werten des Drehwinkels einrastet und daher der Bediener die Anzahl der Stufen abzählen kann und somit auf den Wert des Arbeitsluftspaltes oder der relativen Änderung desselben schließen kann

Die weiteren Ausführungsformen und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung eines Spulenkörpers und/oder Bremslagerschilds einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse gelöst nach den in Anspruch 20 angegebenen Merkmalen. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgsgemäßen Verfahrens ist, dass schon beim Gießen des Werkstücks, also des Spulenkörpers und/oder Bremslagerschildes, die Gießform derart gestaltet wird, dass die Nocken in einem Arbeitsgang herausgearbeitet werden können. Insbesondere muß das Werkstück nicht mehrmals auf eine Bearbeitungsmaschine aufgespannt werden oder ein Werkzeugwechsel erfolgen. Daher sinkt die Bearbeitungszeit bei der Herstellung des Werkstücks.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist schon die Form für das Gussstück Rohnocken, also unbearbeitete Nocken, und eine zylindrische Struktur auf, wobei die Rohnocken und die zylindrische Struktur auf einer Höhe liegen und ineinander übergehen. Dabei ist die zu bremsende Welle Zylinderachse der zylindrischen Struktur.

Die Rohnocken sind dabei senkrecht zur zylindrischen Struktur in Zylinderachsen-Richtung angeordnet. Die zylindrische Struktur wird in einem Arbeitsgang, wie Drehen, Rundfräsen oder dergleichen, abgetragen. Als Ergebnis des Arbeitsgangs werden aus den Rohnocken Nocken.

Von Vorteil ist dabei die einfache, kostengünstige und schnelle Fertigung der Nocken.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem bei gelüfteter Bremse, also bei Bestromung des Elektromagneten, ein durch Mittel zum lösbaren Verspannen generierter Kraftfluss, durch eine Übertragungskette fließt, umfassend Bremslagerschild / Gegenbremsfläche, Mittel zum lösbaren Verspannen, Spulenkörper und ein Teil, wobei der Kraftfluss vom Bremslagerschild oder der Gegenbremsfläche mindestens über Mittel zum lösbaren Verspannen zum Spulenkörper fließt und mindestens von diesem zum Bremslagerschild oder der Gegenbremsfläche fließt, und dass der Kraftfluss als mindestens zwei Teil-Kraftflüsse in das Teil der Übertragungskette hineinfließt oder aus dem Teil der Übertragungskette herausfließt, und wobei das Einstellen oder Nachstellen des Arbeitsluftspaltes die Schritte 'Lösen der Mittel zum lösbaren Verspannen', 'einmaliges Verdrehen des einen Teiles um einen Winkelwert' und 'Anziehen der Mittel zum lösbaren Verspannen' umfasst. Dabei wird der Kraftfluss durch das Anziehen der Mittel zum lösbaren Verspannen generiert. Zu beachten ist auch, dass bei Bestromung der vom Magnetfluss des Elektromagneten erzeugte Kraftfluss den von den Druckfedern erzeugten Kraftfluss kompensiert und daher nicht durch die Mittel zum lösbaren Verspannen fließt. Als Mittel zum lösbaren Verspannen sind Gewindestifte mit Befestigungsmuttern verwendbar. Es sind aber auch Befestigungsschrauben verwendbar.

Von Vorteil ist dabei, dass durch einfaches und schnell zu bewerkstelligendes Verdrehen dieses Teiles der Arbeitsluftspalt einstellbar ist. Besonders wesentlich ist dabei, dass der Kraftfluss als mindestens zwei Teil-Kraftflüsse in dieses Teil der Übertragungskette hinein- oder aus diesem Teil herausfließt. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bleiben die Ein- bzw. Austrittsstellen nach der Verdrehung des Teils an derselben Stelle. Auch das Kraftfeld oder Spannungsfeld in diesem Teil, also die Druck- und Zugspannungsverteilung des Teils, ändert sich nicht wesentlich. Ein Kraftfluss in ein Teil hinein in mehreren Teil-Kraftflüssen benötigt dabei mehrere Ein- bzw. Austrittsstellen, die durch erhabene Stellen, wie Nocken oder dergleichen, kostengünstig herstellbar sind.

Bei unbestromter Bremse ist nach einer gewissen Abklingzeit auch kein wesentlicher Magnetfluss vorhanden. Daher wird natürlich auch kein Kraftfluss vom Magneten mehr erzeugt. Somit wird der von Druckfedern generierte Kraftfluss nicht mehr kompensiert und die Ankerscheibe zum Bremsbelag hin beschleunigt und auf diesen gedrückt. Dies bewirkt dann, dass der von den Druckfedern generierte Kraftfluss auch durch den Spulenkörper fließt und somit zu den oben beschriebenen Teil-Kraftflüssen zusätzliche hinzutreten und die Kraftflüsse wesentlich komplexer sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand von Abbildungen näher erläutert.
1 zeigt einen ersten erfindungsgemäßen Distanzring mit Markierungen auf Nocken des Spulenkörpers aufliegend.
2 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Distanzring mit Markierungen auf Nocken des Spulenkörpers mit Zeiger aufliegend.
3 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Distanzring.
4 zeigt einen Spulenkörper mit Nocken ohne Distanzring.
5 zeigt einen Verlauf der Höhe eines erfindungsgemäßen Distanzrings als Funktion des Umfangswinkels.
5a zeigt eine abgerollte Mantelflächen eines weiteren erfindungsgemäßen Distanzrings.
5b zeigt eine abgerollte Mantelflächen eines weiteren erfindungsgemäßen Distanzrings.
6 zeigt einen weiteren Verlauf der Höhe eines weiteren erfindungsgemäßen Distanzrings als Funktion des Umfangswinkels.
7 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Distanzring mit Rändelung auf Nocken des Spulenkörpers aufliegend.
8 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Distanzring mit Kerbungen auf Nocken des Spulenkörpers aufliegend, wobei am Spulenkörper einkrallende Befestigungsmittel befestigt sind.
9 zeigt eine Bremse mit Spulenkörper, Gehäuseunterteil und einem weiteren erfindungsgemäßen Distanzring.
10 skizziert symbolisch die Bearbeitung eines aus Rohguss-Teils zur spanenden Fertigung des Spulenkörpers mit Nocken.
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Bremse mit Distanzring gezeigt. Die Spule 4 bildet mit ihrem Spulenkörper 6 einen Elektromagneten, der die Ankerscheibe 3 bei Bestromung der Spule 4 anzieht und die entgegenwirkende Druckkraft der Druckfedern 5 überwindet.
Wenn die Ankerscheibe 3 vom Elektromagneten angezogen wird, kann der Belagträger 1 mit Bremsbelag 12 sich frei drehen. D.h., dass die über den Mitnehmer 2 an den Belagträger 1 ankoppelbare, nicht eingezeichneten Welle nicht abgebremst wird. Bei unbestromtem Elektromagneten drücken die Druckfedern 5 die Ankerscheibe 3 auf den Belagträger 1 mit Bremsbelägen 12. Da der Belagträger 1 axial beweglich ist, wird er somit gegen das nicht eingezeichneten Bremslagerschild gedrückt.
Der Spulenkörper 6 stützt sich über den Distanzring 7 am nicht eingezeichneten Bremslagerschild ab. Der Distanzring 7 ist bremslagerschildseitig mit glatter und ebener Abstützfläche 13 des Distanzrings 7 ausgeführt. Die Abstützfläche 13 des Distanzrings 7 liegt in einer Ebene, die die nicht eingezeichneten Welle zur Normalen hat. Die Gewindestifte mit Befestigungsmuttern 10 halten das nicht eingezeichnete Bremslagerschild und den Spulenkörper 6 zusammen.
Der Distanzring 7 weist eine variable Höhe auf und wird von Nocken 11 berührt, insbesondere nur von einer Nockenkante der Nockenflächen 43, also einer Linie auf der Nockenfläche 43. In der 1 ist das zugehörige Berührgebiet bei idealer Fertigung mathematisch gesehen nulldimensional, d.h. punktförmig, im Wesentlichen in Dickenrichtung 31 mit Dicke d des Distanzrings 7 bzw. radialer Richtung. Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Nocken derart geformt, dass die Nockenkanten der Nockenflächen 43 in radialer Richtung verlaufen; das zugehörige Berührgebiet ist bei idealer Fertigung mathematisch gesehen eindimensional, d.h. linienförmig.
In der 1 sind Markierungen 18 gezeigt. Der Bediener kann somit in einfacher Weise erkennen, um welche Winkeldifferenz er drehen muß zur Einstellung bzw. zum Nachstellen des Arbeitsluftspaltes. Die Markierungen werden in derartigen Abständen auf den Distanzring 7 aufgebracht, dass das Weiterdrehen um einen Strich der Änderung des Arbeitsluftspaltes um beispielsweise 0,01 mm oder 0,1 mm bewirkt.
Bei der Neueinstellung der Bremse bringt der Bediener bei gelösten Gewindestiften mit Befestigungsmuttern 10 beispielsweise durch Drehen des Distanzrings auf Arbeitsluftspalt Null, also auf Kontakt zwischen Spulenkörper 6, Ankerscheibe 3, Belagträger 1 mit Bremsbelägen 12 und Bremslagerschild 6. Danach dreht er den Distanzring 7 um eine vorgeschriebene oder geeignete Anzahl von Markierungsstrichen 18 weiter. Danach werden die Gewindestifte mit Befestigungsmuttern 10 wieder angezogen. Nach dem Anziehen der Befestigungsmuttern wird der Spulenkörper 6 über den Distanzring 7 verspannt gegen das Bremslagerschild 6 und es ist ein über den Umfang gleichmäßiger Luftspalt vorhanden.
In der 2 ist eine deutlich sichtbare Anzeigevorrichtung, der Zeiger 9, gezeigt, deren Wirkungsweise der der in der 1 gezeigten Markierungen 18 gleicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Distanzring 7 derart gefertigt, dass sein niedrigster Höhenwert mit dem minimal zulässigen Arbeitsluftspalt übereinstimmt.
In der 3 ist wiederum ein erfindungsgemäßer Distanzring 7 alleine gezeigt. Er hat eine Höhenrichtung 32 mit Höhe h und eine Dickenrichtung 31 mit Dicke d. Die Dickenrichtung 31 mit Dicke d liegt dabei in radialer Richtung, die Höhenrichtung 32 mit Höhe h in axialer Richtung. Die Umfangsrichtung liegt entlang des Kreisumfangs des Distanzrings 7. Die Höhenwerte h 32 nehmen linear mit dem Kreisumfang abschnittsweise ab. Der in der 3 gezeigte Distanzring weist drei Abschnitte auf.
In der 5 sind Höhenwerte für einen erfindungsgemäßen Distanzring gezeigt. Der die Umfangsrichtung parametrisierende Umfangswinkel läuft dabei von 0° bis 360°. Die Höhenwerte nehmen in 3 Abschnitten linear ab. Die Höhenwerte sind periodisch mit der Periodenlänge von 120°.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist die Abnahme nichtlinear. Es sind jeweils verschiedene Verläufe von Höhenwerten ausführbar.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist keine periodische Wiederholung gegeben. Je nach Anzahl der Nocken und deren geeigneter Auslegung und Anbringung sind verschiedenste Verläufe von Höhenwerten ausführbar.
In der 5a ist die abgerollte Mantelfläche eines erfindungsgemäßen Distanzrings 7 gezeigt. Die axiale Richtung weist dabei vom Bremslagerschild zum Spulenkörper hin. Die Mantelfläche des Distanzrings weist dabei bremslagerschildseitig und spulenkörperseitig mit dem Umfang linear abnehmende Abschnitte derart auf, dass die Höhe des Distanzrings ebenfalls abschnittsweise linear abnimmt.
In der 5b ist eine abgerollte Mantelfläche eines weiteren erfindungsgemäßen Distanzrings 7 gezeigt, wobei dieser bremslagerschildseitig eben ausgebildet ist. Die Mantelfläche des Distanzrings weist auch hier abschnittsweise eine mit dem Umfang linear abnehmende Höhe auf. Bei geeigneter Auslegung der Abschnitte lässt sich derselbe Verlauf von Höhenwerten herstellen wie bei 5a. Die 5a und 5b sind sozusagen Realisierungen eines der 5 entsprechenden Verlaufs von Höhenwerten, wobei die 5, 5a und 5b nur qualitativ und nicht quantitativ zu interpretieren sind.
In der 6 ist für eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ein stufenförmiger Verlauf von Höhenwerten gezeigt. Bei geeigneter Auslegung der Stufen ist eine Rasterung der Drehwinkelwerte des Distanzringes 7 ausführbar.
In der 7 ist als weitere Ausführungsform ein erfindungsgemäßer Distanzring 7 mit Verzahnung oder Rändelung 71 gezeigt. Das Bremslagerschild besitzt bei dieser Ausführungsform eine dazu passende Gegenverzahnung. Somit sind wiederum nur diskrete Werte des Drehwinkels am Umfang fixierbar. Der Bediener kann durch Abzählen der Zähne den Drehwinkel bestimmen. Außerdem ist der Distanzring 7 zusätzlich durch diese Verzahnung oder Rasterung 71 fixiert.
In der 8 sind bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform statt Markierungen Kerbungen 81 gezeigt. Einkrallende Befestigungsmittel 82 sind lösbar verbunden mit dem Spulenkörper 6 und krallen sich in die Kerbungen 81 ein. Von Vorteil ist dabei, dass eine zusätzliche Fixierhilfe für den Distanzring 7 geschaffen wird. Die weiteren Vorteile entsprechen den zuvor genannten Vorteilen einer Fixierung diskreter Drehwinkel am Umfang.
In der 4 ist ein erfindungsgemäße hergestellter Spulenkörper 6 gezeigt. Er weist Nocken 11, Löcher für Druckfedern 5 und Schrauben 41 auf. Die Nockenflächen 44 sind durch einen Bearbeitungsvorgang hergestellt. Das Anschlußkabel für die Spule 42 ist ebenfalls gezeigt.
Die letzte Bearbeitungsschritt bei der Herstellung der Nockenflächen ist in 10 skizziert. Der Spulenkörper wird durch ein Gießverfahren hergestellt. Nach dem Gießen liegt ein Rohgussteil vor. In der 10 sind die unbearbeiteten und daher rauhen Flächen des Rohgussteils punktiert gekennzeichnet. Der Rohguss weist eine zylindrische Struktur 101 auf, die einem Wulst ähnlich ist. Diese zylindrische Struktur 101 geht an drei Stellen in die drei Nocken 11 über, die senkrecht zum Verlauf der zylindrischen Struktur 101 angeordnet sind. Rohnocken 102 und zylindrische Struktur 101 liegen auf einer Höhe. Die zu bremsende Welle ist Zylinderachse der zylindrischen Struktur. Die Rohnocken sind also senkrecht zur zylindrischen Struktur in Zylinderachsen-Richtung angeordnet.
Die Rohnocken 102 und diese zylindrischen Struktur 101 werden nun spanend bearbeitet. Dies ist mit einem von der Halterung 105 gehaltenen Werkzeug 104 angedeutet, das gerade im Eingriff ist und einen Span 103 erzeugt. Bei diesem Bearbeitungsgang des Spulenkörpers 6 wird die zylindrische Struktur 101 abgetragen und es verbleibt die gedrehte Zylinderfläche 43. Gleichzeitig werden auch die Nocken 11 mit Nockenflächen 43 herausgearbeitet.
Dieses Fertigungsverfahren ist schnell durchführbar und kostengünstig, da das Werkstück, also der Spulenkörper 6, in einer Aufspannung bearbeitbar ist. Ein Aufspannen auf eine weitere Bearbeitungsmaschine wäre kostspieliger.
Eine beispielhaft verwendbare spanende Bearbeitung ist eine Bearbeitung durch Drehen, wobei das Werkzeug 104 eine Hartmetall-Schneidplatte, wie Widia-Plättchen oder dergleichen, ist und die Halterung 105 ein Drehmeißel.
Auch eine Fräsbearbeitung oder eine Bearbeitung durch Schleifen ist statt des Drehens verwendbar.
Der Distanzring 7 kann nach der Bearbeitung auf den bearbeiteten Nocken 11 aufliegen und berührt die Zylinderfläche 43. Bei der so hergestellten glatten Oberfläche ist das Einstellen des Arbeitsluftspaltes in genügender Genauigkeit möglich.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Bremslagerschild in derselben beschriebenen Weise bearbeitet und weist dann den Nocken 11 entsprechende Nocken auf.
Dem Fachmann ist klar, dass als Bremslagerschild weitere Gegenbremsflächen entsprechender Ausgestaltung verwendbar sind. Die Erfindung bezieht sich auch auf deren Verwendung.
9 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in einer Bremse mit Spulenkörper 6, Distanzring 7 und Gehäuseunterteil 91. Der Distanzring ist gemäß 3 und beispielsweise 5a ausgelegt. Die Nocken 11 berühren die spulenkörperseitigen Schrägen des Distanzrings 7 an der Berührlinie 92, deren Position auf der Nockenfläche 43 liegt und daher in der 9 nur angedeutet ist. Das Gehäuseunterteil 91 umgibt die Gegenbremsfläche. An seinem Ende zur Gegenbremsfläche hin ist der Distanzring 7 plan, wie auch bei der Auslegung des Distanzrings entsprechend 3 und 5a, und liegt auf einer ebenfalls planen Fläche auf.
Die Erfindung betrifft auch ein allgemeines Verfahren zum Einstellen des Arbeitsluftspaltes einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse. Die von der Erfindung betroffenen Bremsen weisen zumindest einen Elektromagneten, Befestigungsschrauben oder Gewindestifte mit Befestigungsmuttern, Bremslagerschild oder Gegenbremsfläche, einen Spulenkörper auf, wobei bei gelüfteter Bremse, also bei Bestromung des Elektromagneten, ein durch das Anziehen der Befestigungsmuttern der Gewindestifte ein Kraftfluss generiert wird, der durch eine Übertragungskette fließt, die zumindest Bremslagerschild oder Gegenbremsfläche, Gewindestifte mit Befestigungsmuttern, Spulenkörper und ein Teil umfasst. Dabei fließt der Kraftfluss vom Bremslagerschild oder der Gegenbremsfläche mindestens über Gewindestifte mit Befestigungsmuttern zum Spulenkörper und mindestens von diesem zum Bremslagerschild oder der Gegenbremsfläche. Außerdem fließt der Kraftfluss als mindestens zwei Teil-Kraftflüsse in das Teil der Übertragungskette hinein oder aus dem Teil der Übertragungskette heraus. Bei einer solchen Bremse umfasst das Einstellen oder Nachstellen des Arbeitsluftspaltes folgende Schritte:

– Lösen der Gewindestifte mit Befestigungsmuttern,
– einmaliges Verdrehen des einen Teiles um einen Winkelwert,
– Anziehen der Gewindestifte mit Befestigungsmuttern.

Als solches Teil ist der erfindungsgemäße Distanzring verwendbar. Ein besonderer Vorteil liegt bei diesem Verfahren für solche Bremsen darin, dass dieses eine Teil zumindest zwei wichtige Funktionen durchführt. Die erste der beiden Funktionen ist dabei, dass der genannte Kraftfluss durch das Teil fließt aber entweder beim Eintritt in das Teil aus Teil-Kraftflüssen zusammengeführt wird oder beim Austritt in Teil-Kraftflüsse aufgespalten wird. Gleichzeitig wird eine lineare Distanzänderung bewirkt bei Verdrehen des Teils.
Die Stärke des Kraftflusses ist vom Anzugsmoment der Gewindestifte mit Befestigungsmuttern 10 beeinflussbar.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Teil mit Gehäusefunktion ausführbar. Dies ist dann sogar eine weitere vorteilhafte Funktion des Teils, wobei die Anzahl der verwendeten Gehäuseteile sinkt.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform können die Ein- und Austrittsstellen durch eine Anzahl von Nocken vorteilhafterweise kostengünstig fertigbar gebildet werden.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform werden Winkel oder Verdrehungen angezeigt.

1: Belagträger
2: Mitnehmer
3: Ankerscheibe
4: Spule
5: Druckfeder
6: Spulenkörper
7: Distanzring
8: Beschriftung
9: Zeiger
10: Gewindestifte mit Befestigungsmuttern
11: Nocke mit Nockenfläche
12: Bremsbelag
13: bremslagerschildseitige Abstützfläche des Distanzrings 7
18: Markierungen
31: Dickenrichtung
32: Höhenrichtung
41: Löcher für Federn und Schrauben
42: Anschlußkabel für die Spule
43: Nockenfläche
44: Zylinderfläche
71: Verzahnung oder Rändelung
81: Kerbungen
82: einkrallende Befestigungsmittel
91: Gehäuseunterteil
92: Berührlinie
101: zylindrischen Struktur
102: Rohnocken
103: Span
104: Werkzeug
105: Halterung

Claims

Stellvorrichtung zum Einstellen oder Nachstellen des Arbeitsluftspaltes einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse, mit einem konzentrisch zu einer Welle (2) angeordneten, feststehenden Elektromagneten, der eine Spule (4) und einen Spulenkörper (6) umfasst, mit einem mit der abzubremsenden Welle (2) drehfest verbundenen Belagträger (1) mit einem Bremsbelag (12), mit einer sich radial erstreckenden, verdrehsicher zwischen Spule (4) und Belagträger (1) angeordneten Ankerscheibe (3), die von in dem Spulenkörper (6) angeordneten Druckfedern (5) gegen den Belagträger (1) beaufschlagbar ist, um bei stromlosen Elektromagneten den Belagträger (1) gegen ein Bremslagerschild / eine Gegenbremsfläche zu drücken, gegen das der Spulenkörper (6) mit Hilfe von Gewindestiften und Befestigungsmuttern (10) verspannt ist, mit einem zwischen Spulenkörper (6) und Bremslagerschild / Gegenbremsfläche konzentrisch um die Drehachse der Welle (2) angeordneten Distanzring (7), der entlang seines Umfangs mindestens abschnittsweise verschiedene Höhenwerte (32) in axialer Richtung aufweist und mittels der lösbaren Gewindestifte mit Befestigungsmuttern (10) in verschiedenen Drehstellungen festsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper und/oder das Bremslagerschild / die Gegenbremsfläche diskret und einstückig angeformte, radial vorstehende Nocken (11) aufweist, die mit den in axialer Richtung abschnittsweise verschiedenen Höhenwerten (32) des Distanzrings (7) zusammenwirken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (11) des Spulenkörpers (6) nach Fixierung durch die Gewindestifte mit Befestigungsmuttern (10) den Distanzring (7) an mindestens einer ersten Stelle zur Abstützung berühren und das Bremslagerschild / die Gegenbremsfläche an mindestens einer zweiten Stelle zur Abstützung den Distanzring (7) berührt, und dass der Distanzring (7) entlang seines Umfangs mindestens abschnittsweise verschiedene Höhenwerte in axialer Richtung derart aufweist, dass durch Verdrehen des Distanzrings (7) der Spulenkörper (6) an mindestens einer neuen ersten Stelle den Distanzring (7) zur Abstützung berührt und das Bremslagerschild oder Gegenbremsfläche an mindestens einer neuen zweiten Stelle zur Abstützung den Distanzring (7) berührt, und dass die axiale Komponente des Verbindungsvektors der beiden neuen Stellen sich von der axiale Komponente des Verbindungsvektors der ersten und zweiten Stelle unterscheidet.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (6) und/oder das Bremslagerschild / die Gegenbremsfläche derart gestaltet ist, dass eine Mehrzahl von Nocken (11) oder Erhebungen ausgebildet ist und diese Nocken (11) oder Erhebungen vom Distanzring (7) zur Abstützung und/oder zur Durchleitung eines Kraftflusses an jeweils mindestens einer Stelle berührt werden.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) einen Gehäuseabschnitt bildet.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) eine axiale Ausdehnung hat, die größer ist als die axiale Ausdehnung des Bremsbelagträgers mit Bremsbelägen.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) den Bremsbelagträger mit Bremsbelägen zumindest radial umgibt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) an seinem einen axialen Ende, insbesondere bremslagerschildseitig, eben ausgebildet ist, das eine axiale Ende also in einer axialen Ebene liegt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) und die Nocken (11) derart ausgebildet sind, dass der Distanzring (7) die Nocken des Spulenkörpers (6) eindimensional oder linienhaft entlang der Dicke d des Mantels des Distanzrings (7) berührt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) und die Nocken (11) derart ausgebildet sind, dass der Distanzring (7) die Nocken (11) des Spulenkörpers (6) zweidimensional oder flächenhaft auf seiner Mantelfläche in Dickenrichtung und Umfangsrichtung berührt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) entlang seines Umfangs zumindest abschnittsweise abnehmende Höhenwerte aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) entlang seines Umfangs mindestens abschnittsweise linear abnehmende Höhenwerte aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) entlang seines Umfangs mindestens abschnittsweise stufenförmig abnehmende Höhenwerte aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Spulenkörper (6) oder das Bremslagerschild eine ebene Gegenfläche für den Distanzring zur Abstützung aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) entlang seines Umfangs eine Verzahnung oder Rasterung (71) besitzt, so dass Drehungen des Distanzrings (7) um diskrete Winkelwerte fixierbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) entlang seines Umfangs an der Mantelfläche Kerbungen besitzt, so dass Drehungen des Distanzrings (7) um diskrete Winkelwerte fixierbar sind mit sich in die Kerbungen (81) einkrallenden Befestigungsmitteln (82).
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) eine Beschriftung (8) und/oder Markierungen (18) aufweist, die einen Zusammenhang zwischen Arbeitsluftspalt und Drehwinkel beschreibt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) mittels mindestens einer Formdichtung, wie O-Ring oder dergleichen, mit dem Spulenkörper (6) und/oder Bremslagerschild dicht verbindbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) mit Dichtmittel, wie Silikon oder dergleichen, mit dem Spulenkörper (6) und/oder Bremslagerschild dicht verbindbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (7) Nuten derart aufweist, dass der Distanzring (7) mit einem Ringschlüssel drehbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (6) und/oder das Bremslagerschild derart ausgeführt sind, dass das Gussteil im Gießverfahren mit Hilfe einer Form herstellbar ist und die Form für das Gießen derart ausbildbar ist, dass die Nocken (11) mit Nockenflächen (44) in einem Arbeitsgang durch Drehen oder Rundfräsen aus dem Gussteil erzeugt werden.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (6) und/oder das Bremslagerschild derart ausgeführt sind, dass das Gussteil im Gießverfahren mit Hilfe einer Form herstellbar ist und die Form für das Gießen derart ausbildbar ist, dass die Nockenflächen (44) der Nocken (11) für den Distanzring (7) in einer Bearbeitungsmaschine in einer Aufspannung aus dem Gussteil erzeugt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Form für das Gießen Rohnocken (102) und eine zylindrische Struktur (101) aufweist, wobei die Rohnocken (102) und die zylindrische Struktur (101) in einer Axialebene liegen, wobei die Achse der zu bremsende Welle die Zylinderachse der zylindrischen Struktur (101) bildet und die Rohnocken (102) in Zylinderachsen-Richtung senkrecht zur zylindrischen Struktur (101) angeordnet sind und wobei in dem einen Arbeitsgang die zylindrische Struktur abtragbar ist, wodurch aus den Rohnocken (102) die Nockenflächen (44) der Nocken (11) erzeugt werden.