DE102005035169A1

DE102005035169A1 - Two sided airing caliper brake for rotary braking disk e.g. for industrial plants, lift systems has an integrated electromagnet and solenoid coil with armature disk

Info

Publication number: DE102005035169A1
Application number: DE102005035169A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dropmann; Bernhard Graf; Herbert Vogt
Original assignee: Chr Mayr GmbH and Co KG
Current assignee: Chr Mayr GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: DE102005035169B4

Abstract

The two-sided airing caliper brake has an integrated electromagnet (1) and solenoid coil provided with an armature disk (3). On the other side of electromagnet another armature disk (2) is placed which forces the electromagnet in axially opposite direction due to spring compression (7). The armature disk is connected with axially running support arm (21) placed outside disk on which brake is to be applied.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Stand der Technik in Gestalt der Zangenbremse der EP 0 997 660 A2 der Anmelderin. Eine derartige Zangenbremse wird im Oberbegriff des Patentanspruches 1 als bekannt vorausgesetzt. Es handelt sich um eine sogenannte „Ruhestrombremse", d. h. bei abgeschaltetem oder ausbleibendem Strom wird die Bremsung ausgelöst, und zwar mit Hilfe der Kraft von mehreren in der Bremse angeordneten Druckfedern, die beim Einschalten des Stromes durch die Wirkung einer elektromagnetischen Anziehungskraft zusammengedrückt werden.The present invention is based on a prior art in the form of the clamp brake of EP 0 997 660 A2 the applicant. Such a caliper brake is assumed to be known in the preamble of claim 1. It is a so-called "quiescent brake", ie when power is off or stopped braking is triggered by means of the force of a plurality of compression springs arranged in the brake, which are compressed when the current is turned on by the action of an electromagnetic force of attraction.

Eine Zangenbremse ist eine Teilbelag-Federdruckbremse zum Abbremsen einer rotierenden Scheibe, wie einer Seiltrommel einer Liftanlage oder dergleichen, und zwar mit einem in die Bremse integrierten Elektromagneten aus Spulenträger und Magnetspule zum Lüften bzw. Lösen der Bremse, sowie mit einer mit dem Elektromagneten zusammenwirkenden Ankerscheibe, die von im Spulenträger angeordneten Druckfedern von dem Spulenträger axial weggedrückt wird. Diese bekannte Zangenbremse zeichnet sich dadurch aus, daß die Bremse am Umfang der abzubremsenden Scheibe oder Seiltrommel diese U-förmig um greifend parallel zur Achse der abzubremsenden Scheibe verschieblich schwimmend gelagert ist, wobei der der einen Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe zugewandte Teil der Bremse mit einem mit der Stirnfläche der Scheibe in Kontakt bringbaren Reibbelag versehen ist und der der anderen Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe gegenüberliegende Teil der Bremse die mit einem Reibbelag versehene Ankerscheibe der elektromagnetisch lüftenden Federdruckbremse ist.A Clamp brake is a partial lining spring brake for braking a rotating disc, such as a cable drum of a lift or the like, with a built-in brake electromagnet from coil carrier and solenoid for ventilation or release the brake, as well as with a cooperating with the electromagnet Anchor disc, the arranged in the coil carrier compression springs from the bobbin pushed away axially becomes. This known pincer brake is characterized in that the brake on the circumference of the disc to be braked or rope drum this U-shaped to cross slidably mounted parallel to the axis of the disc to be braked is, being the one end face the disc to be braked facing part of the brake with a with the face the disc is provided in contact friction lining and the the other end face the disc to be braked opposite Part of the brake provided with a friction lining anchor plate of Electromagnetically ventilating Spring pressure brake is.

Wenn diese bekannte Bremse gelüftet, d. h. wenn die Bremsung gelöst wird bzw. wenn die Bremse freimacht, kann durch die verschieblich schwimmend gelagerte Ausführung ein Schleifen erfolgen, welches zu starken Geräuschen, zur Erwärmung und zur Abnützung an der Bremse führt.If this known brake released, d. H. when the braking is released or when the brake is freed, can be displaced by the floating version a grinding, which leads to strong noises, for heating and for wear leads to the brake.

Hiernach ist es die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, die gattungsgemäße Zangenbremse derart weiterzubilden dass sie nach dem Freimachen/Lüften nicht an der Bremsscheibe schleift.hereafter It is the object underlying the present invention, the generic pliers brake in such a way that after clearing / venting not grinds on the brake disc.

Vorzugsweise soll die Zangenbremse auch derart verbessert werden, daß sie beim Verklemmen einer Ankerscheibe trotzdem ein Drehmoment zur Bremsung aufbringt und somit eine Zweikreisbremse wird.Preferably the caliper brake should also be improved so that they Still jamming an armature disc torque for braking applies and thus becomes a dual-circuit brake.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the characterizing features of the claim 1 solved.

Verschiedene mögliche Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:Various possible Embodiments of Invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Show:

1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Bremse, die auf einem oder mehreren von einer Anbauwand oder einem Motorgehäuse ausgehenden Bolzen axial feststehend gelagert ist und als Ganzes die abzubremsende Scheibe U-förmig umgreift; 1 a schematic diagram of the brake according to the invention, which is mounted axially fixed on one or more outgoing from a mounting wall or a motor housing bolt and engages as a whole the disc to be braked U-shaped;

1A die gleiche Bremse längs Linie C-C in 1 gesehen; 1A the same brake along line CC in 1 seen;

2 eine prinzipielle Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremse in einer Ansicht ähnlich derjenigen der 1, wobei die Bremse allerdings auf dem/n Bolzen axial verschieblich gelagert ist; 2 a schematic representation of another embodiment of the brake according to the invention in a view similar to that of 1 However, the brake is mounted axially displaceable on the / n bolt;

3, 3A, 4 und 5 ebenfalls in prinzipieller Darstellung verschiedene mögliche Ausführungsformen für die Gestaltung des Elektromagneten der erfindungsgemäßen Bremse. 3 . 3A . 4 and 5 also in a schematic representation of various possible embodiments for the design of the electromagnet of the brake according to the invention.

Nach der Ausführungsform der 1 und 1A ist der zentrale Elektromagnet 1 so ausgeführt, daß er zu beiden Seiten je eine von Druckfedern auswärts beaufschlagte Ankerscheibe 2, 3 hat. Die der abzubremsenden Scheibe 5 zugewandte Ankerscheibe 3 trägt einen Reibbelag 4, mit dem sie auf diese Scheibe 5 drücken kann. Die Bremse ist insgesamt so ausgeführt, daß sie mit ihrem Elektromagneten 1 auf einem oder mehreren von der Anbauwand oder dem Motorgehäuse 22 ausgehenden Bolzen 11 axial feststehend gelagert ist und als Ganzes die abzubremsende Scheibe U-förmig umgreift Die von der abzubremsenden Scheibe 5 abgewandte Ankerscheibe 2 ist so ausgeführt, daß sie die abzubremsende Scheibe 5 über einen radial außen liegenden und sich axial erstreckenden Steg 21 und einen sich daran anschließenden, radial verlaufenden Reibflansch 23 hintergreift und so mit einem Reibbelag 6 auf die abzubremsende Scheibe 5 drücken kann. Durch diesen U-förmigen Aufbau ist gewährleistet, daß bei bestromtem Elektromagneten 1 die Reibbeläge 4 und 6 von der abzubremsenden Scheibe 5 abgehoben werden und letztere ohne störendes Schleifen frei drehen kann. Bei abgeschaltetem Elektromagneten wird die Kraft der Druckfedern 7 und 8 oder 20 über die Ankerscheiben 2 und 3 und die Reibbeläge 4 und 6 auf die abzubremsenden Scheibe 5 geleitet, so daß eine abbremsende Reibkraft entsteht.According to the embodiment of the 1 and 1A is the central electromagnet 1 designed so that it is acted upon by an external pressure springs on both sides anchor disc 2 . 3 Has. The disc to be braked 5 facing armature disk 3 carries a friction lining 4 with which she is on this disc 5 can press. The brake is altogether designed so that it with its electromagnet 1 on one or more of the mounting wall or the motor housing 22 outgoing bolt 11 mounted axially fixed and as a whole the disc to be braked U-shaped surrounds the disc to be braked 5 facing away anchor plate 2 is designed so that it is the disc to be braked 5 via a radially outer and axially extending web 21 and an adjoining, radially extending friction flange 23 engages behind and so with a friction lining 6 on the disc to be braked 5 can press. By this U-shaped construction ensures that when energized electromagnet 1 the friction linings 4 and 6 from the disc to be braked 5 be lifted and the latter can rotate freely without annoying loops. When the electromagnet is switched off, the force of the compression springs 7 and 8th or 20 over the anchor disks 2 and 3 and the friction linings 4 and 6 on the disc to be braked 5 passed, so that a decelerating frictional force arises.

Die zweite Ausführungsform nach der 2 funktioniert im Prinzip ebenso wie die erste Ausführungsform, allerdings sind noch einige technische Ergänzungen vorgenommen, die sich auf eine Verbesserung der Zentrierung der Bremse auf die abzubremsende Scheibe bei auf den Bolzen 11 axial verschieblich gelagertem Elektromagneten auswirken:
Der Elektromagnet 1 ist also in dieser Ausführungsform axial verschieblich auf dem Bolzen 11 gelagert, außerdem sind konzentrisch angeordnete, z.B. ringförmige federnde Elemente 24 etwa aus Kunststoff zwischen Elektromagnet 1 und beiden Ankerscheiben 2 und 3 plaziert, die sicherstellen, daß die Luftspalte 9 und 10 zwischen dem Elektromagneten 1 und den beiden Ankern 2 und 3 immer etwa gleich groß sind. So können axiale Positionsänderungen der abzubremsenden Scheibe 5 (z. B. durch Beladungsänderung eines Aufzugs) ausgeglichen werden und es ist sichergestellt, daß die Bremse beim Lüften, d. h. Freimachen, die abzubremsende Scheibe 5 schleiffrei freigibt, ohne daß sehr große Luftspalte 9 und 10 an den Bremsbelägen vorgesehen werden müssen. Kleine Luftspalte 9 und 10 an den Bremsbelägen bringen Vorteile beim Dämpfen der Schaltgeräusche der Bremse.The second embodiment according to the 2 works in principle as well as the first embodiment, however, some technical additions are made, focusing on improving the centering of the brake on the disc to be braked on the bolt 11 axially displaceable electromagnets:
The electromagnet 1 So in this embodiment is axially displaceable on the bolt 11 stored, also are concentrically arranged, for example, annular resilient elements 24 about plastic between electromagnet 1 and two anchor disks 2 and 3 placed, which make sure the air gaps 9 and 10 between the electromagnet 1 and the two anchors 2 and 3 always about the same size. Thus, axial position changes of the disc to be braked 5 (eg by loading change of an elevator) are compensated and it is ensured that the brake when releasing, ie freeing, the disc to be braked 5 Grind free, without very large air gaps 9 and 10 must be provided on the brake pads. Small air gaps 9 and 10 on the brake pads bring advantages in damping the switching noise of the brake.

Fällt nur eine Ankerscheibe, z. B. Ankerscheibe 3 beim Abschalten des Elektromagneten ab, so fällt sie so weit ab, bis sich der Reibbelag 4 an der abzubremsenden Scheibe 5 abstützt, und verschiebt dann den gesamten Elektromagneten 1 mit Ankerscheibe 2 so weit, bis auch der Reibbelag 6 an der abzubremsenden Scheibe 5 anliegt. Durch diesen Aufbau der Bremse entsteht auch in diesem Fall die volle Anpreßkraft zwischen Reibbelägen 4 und 6 und abzubremsender Scheibe 5. Es wird also das volle Bremsmoment erzeugt. Dieses Konzept erfüllt alle Forderungen der Zweikreisigkeit bei Sicherheitsbremsen, gleichzeitig wird bei zwei intakten Bremskreisen als auch bei nur einem wirksamen Bremskreis das gleiche volle Bremsmoment erzeugt.If only one anchor disc, z. B. anchor plate 3 when switching off the electromagnet, it falls so far from until the friction lining 4 on the disc to be braked 5 supports, and then shifts the entire electromagnet 1 with anchor disc 2 so far, until the friction lining 6 on the disc to be braked 5 is applied. By this construction of the brake arises in this case, the full contact pressure between friction linings 4 and 6 and disc to be braked 5 , So it is the full braking torque generated. This concept meets all the requirements of dual-circuit safety brakes, at the same time the same full braking torque is generated at two intact brake circuits as well as only one effective brake circuit.

Die Druckfedern 7 und 8 haben eine sehr flache Federkennlinie, so daß bei einem Federkraftunnterschied die Luftspalte 25 und 26 zu beiden Seiten des Elektromagneten 1 sehr unerschiedlich ausfallen können.The compression springs 7 and 8th have a very flat spring characteristic, so that at a Federkraftunnterschied the air gaps 25 and 26 on both sides of the electromagnet 1 can be very different.

Die federnden Elemente 24 sind hingegen so ausgeführt, daß sie bei abgefallener, d.h. bremsender Bremse eine relativ geringe abstoßende Kraft zwischen den Ankerscheiben 2, 3 und dem Elektromagneten 1 ausüben, die Steifigkeit ist im Verhältnis zu den Druckfedern 7, 8 oder 20 so groß bemessen, daß bei einem Unterschied der beiden Luftspalte 25 und 26 eine resultierende Kraft auf den Elektromagneten 1 entsteht, die bewirkt, daß der Elektromagnet 1 bei elektromagnetisch gelüfteter Bremse so verschoben wird, daß sich die beiden Luftspalte 25 und 26 sehr weitgehend angleichen und die Bremse damit wieder auf die Scheibe 5 zentriert ist.The resilient elements 24 On the other hand, they are designed in such a way that they have a relatively small repulsive force between the armature disks when the brake has fallen off, that is, when braking 2 . 3 and the electromagnet 1 exercise, the stiffness is in relation to the compression springs 7 . 8th or 20 so large that with a difference of the two air gaps 25 and 26 a resultant force on the electromagnet 1 arises, which causes the electromagnet 1 in electromagnetically released brake is shifted so that the two air gaps 25 and 26 very much the same and the brake again on the disc 5 is centered.

Dieses erfindungsgemäße Konzept der zwei voranstehend erläuterten Ausführungsformen eröffnet für die Befestigung des Elektromagneten 1 auf den Bolzen 11 also zwei Möglichkeiten. Entweder wird er fest an einer Position gehalten, d. h. mit dem Bolzen 11 fest verbunden, oder er ist parallel zur Achse der abzubremsenden Scheibe verschieblich auf dem Bolzen 11 gelagert.This inventive concept of the two embodiments explained above opens up for the attachment of the electromagnet 1 on the bolt 11 So two options. Either it is held firmly in a position, ie with the bolt 11 firmly connected, or it is parallel to the axis of the disc to be braked slidably on the bolt 11 stored.

Die konstruktiven Details der fixierten oder verschieblichen Lagerung des Elektromagneten auf den Bolzen 11 sind in den prinzipiellen Darstellungen der beigefügten Zeichnungen nicht gezeigt. Es kommen entweder schlichte Gleitlager oder eine einfache Klemmung oder vergleichbare Mittel in Betracht.The constructive details of the fixed or displaceable mounting of the electromagnet on the bolt 11 are not shown in the basic illustrations of the accompanying drawings. Either simple plain bearings or a simple clamping or comparable means come into consideration.

Die Vorteile der fixierten Anordnung des Elektromagneten sind insgesamt darin zu sehen, daß beide Bremsbeläge von der Scheibe abgehoben werden und kein Schleifen an der abzubremsenden Scheibe entstehen kann.The Advantages of the fixed arrangement of the electromagnet are in total to see that both Brake pads be lifted off the disc and no grinding on the disc to be braked can arise.

Im Falle der verschieblichen Anordnung des Elektromagneten 1 ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß eine Zweikreisbremse gegeben ist, jedoch ein Schleifen nach Lüften der Bremse, z. B. durch Vibrationen, nicht ganz auszuschließen ist.In the case of the slidable arrangement of the electromagnet 1 results in an advantageous manner that a dual-circuit brake is given, however, a grinding after releasing the brake, z. B. by vibration, is not completely ruled out.

Wenn der Elektromagnet 1 auf den Bolzen 11 fest montiert wird, dann wird die Position des Elektromagneten 1 so auf die axiale Position der abzubremsenden Scheibe 5 abgestimmt, daß gewährleistet ist, daß beim Lüften der Bremse zu beiden Seiten der abzubremsenden Scheibe 5 ein ausreichend großer Luftspalt 9 und 10 entsteht, daß die Scheibe selbst bei Taumelbewegungen nicht an den Reibbelägen 4 und 6 schleift.When the electromagnet 1 on the bolt 11 is fixed, then the position of the electromagnet 1 so on the axial position of the disc to be braked 5 matched that it is ensured that when releasing the brake on both sides of the disc to be braked 5 a sufficiently large air gap 9 and 10 arises that the disc not even on tumbling movements on the friction linings 4 and 6 grinds.

Wenn andererseits der Elektromagnet auf den Bolzen verschieblich angeordnet ist, dann wird eine Zangenbremse geschaffen, welche nicht schleift und zusätzlich ein redundantes Bremssystem hat, um beim Verklemmen einer Ankerscheibe trotzdem ein Drehmoment zur Bremsung aufbringt. Ein Schleifen könnte durch ein ungewolltes Bewegen der Bremse auf dem Bolzen oder axiales Bewegen der Scheibe entstehen.If on the other hand, the electromagnet slidably mounted on the bolt is, then a pliers brake is created, which does not drag and additionally a redundant braking system has to clamp an anchor plate still applying torque for braking. A sanding could be through an unintentional movement of the brake on the bolt or axial movement the disc arise.

Für die Gestaltung des Elektromagneten 1 sind nach den 3, 3A, 4 und 5 mehrere Ausführungen denkbar:
Nach den 3 und 3A ist der Elektromagnet 1 Rücken an Rücken mit einem Verbindungssteg 12 in der Mitte und mit zwei Magnetspulen 13 und 14 ausgebildet;
Nach 4 sind der Innen- und der Außenpol des Elektromagneten 1 über einen seitlich liegenden Steg 15 miteinander verbunden, der aus unmagnetischem Material gefertigt ist, wobei eine Magnetspule 16 vorgesehen ist;
Nach 5 sind der Innenpol 17 und der Außenpol 19 voneinander entkoppelt, wobei der Innenpol 17 an einer der beiden Ankerscheiben 2, 3 fixiert und die Magnetspule 18 mit dem Innenpol 17 oder dem Außenpol 19 verbunden ist.For the design of the electromagnet 1 are after the 3 . 3A . 4 and 5 several versions conceivable:
After the 3 and 3A is the electromagnet 1 Back to back with a connecting bar 12 in the middle and with two solenoids 13 and 14 educated;
To 4 are the inner and outer pole of the electromagnet 1 over a lateral bridge 15 interconnected, made of unmagneti Shem material is made, with a magnetic coil 16 is provided;
To 5 are the inner pole 17 and the outer pole 19 decoupled from each other, wherein the inner pole 17 on one of the two anchor disks 2 . 3 fixed and the magnetic coil 18 with the inner pole 17 or the outer pole 19 connected is.

11: Elektromagnetelectromagnet
22: Linke Ankerscheibeleft armature disc
33: Rechte Ankerscheiberight armature disc
44: Linker Reibbelagleft friction lining
55: Abzubremsende Scheibedecelerated disc
66: Rechter Reibbelagright friction lining
77: Druckfedercompression spring
88th: Druckfedercompression spring
99: Luftspalt am Reibbelag 4 Air gap on the friction lining 4
1010: Luftspalt am Reibbelag 6 Air gap on the friction lining 6
1111: Bolzenbolt
1212: Mittiger Verbindungsstegcentral connecting web
1313: Magnetspulesolenoid
1414: Magnetspulesolenoid
1515: Seitlicher Verbindungssteglateral connecting web
1616: Magnetspulesolenoid
1717: Innenpolpole
1818: Magnetspulesolenoid
1919: Außenpolouter pole
2020: Druckfedercompression spring
2121: Stegweb
2222: Anbauwand (z. B. Motorgehäuse)Modular wall (eg motor housing)
2323: Reibflanschfriction flange
2424: Federndes Element, vorzugsweise ringförmiger Kunststoffspringy Element, preferably annular plastic
2525: Linker Luftspalt am Elektromagnetenleft Air gap at the electromagnet
2626: Rechter Luftspalt am Elektromagnetenright Air gap at the electromagnet

Claims

Clamp brake for attack on a rotating disc to be braked in drives of industrial plants, lifts, cable car drives and the like, - with an electromagnet integrated in the brake ( 1 ) of coil carrier and magnetic coil for releasing the brake, - and at least one with the electromagnet ( 1 ) cooperating armature disc ( 3 ) on one side of the electromagnet ( 1 ), which are arranged in the electromagnet pressure springs ( 8th ) is pressed axially away from this and with a friction lining ( 4 ) to attack on one end face of the disc to be braked ( 5 ), - wherein the brake on the circumference of the disc to be braked ( 5 ) is mounted in a U-shape encompassing and that of the other end face of the disc to be braked ( 5 ) opposite part of the brake also with a friction lining ( 6 ), characterized in that - another anchor plate ( 2 ) on the other side of the electromagnet ( 1 ) provided by the electromagnet ( 1 ) arranged compression springs ( 7 ) is pressed away from this axially opposite, - and that this further armature disc ( 2 ) with a radially outside of the disc to be braked ( 5 ), axially extending web ( 21 ) connected to a the other end face of the disc to be braked ( 5 ) engaging behind, radially extending friction flange ( 23 ), which is the friction lining ( 6 ) wearing.

Clamp brake according to claim 1, characterized in that the electromagnet ( 1 ) fixed to an attachment (brake housing 22 and bolts 11 ) is mounted and can not be moved axially.

Clamp brake according to claim 1, characterized in that the electromagnet ( 1 ) to an attachment (brake housing 22 and bolts 11 ) and parallel to the axis of the disc ( 5 ) Is mounted axially displaceable floating.

Clamp brake according to claim 3, characterized in that it includes resilient elements which ensure that the electromagnet ( 1 ) has approximately equal air gaps on both sides, which are separated by electromagnets ( 1 ) and anchor discs ( 2 respectively. 3 ) inserted resilient rings are determined with very steep spring characteristic.

Clamp brake according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the electromagnet ( 1 ) Back to back with a connecting bridge ( 12 ) in the middle and with two magnetic coils ( 13 . 14 ) is trained.

Clamp brake according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the inner and the outer pole of the electromagnet ( 1 ) via a laterally located web ( 15 ), which is made of non-magnetic material, wherein a magnetic coil ( 16 ) is provided.

Clamp brake according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the inner pole ( 17 ) and the outer pole ( 19 ) are decoupled from each other, wherein the inner pole ( 17 ) on one of the two armature discs ( 2 . 3 ) and the magnetic coil ( 18 ) with the inner pole ( 17 ) or the outer pole ( 19 ) connected is.