DE1214059B

DE1214059B - Electromagnetically released spring pressure brake

Info

Publication number: DE1214059B
Application number: DER28222A
Authority: DE
Original assignee: EVA RIEDEL GEB HEISE
Current assignee: EVA RIEDEL GEB HEISE
Priority date: 1960-06-28
Filing date: 1960-06-28
Publication date: 1966-04-07

Description

Elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse Die Erfindung richtet sich auf eine elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse, insbesondere für Elektromotoren. Solche Vorrichtungen, die als Konus- oder Lamellenbremsen ausgebildet sind und bei denen der Bremsvorgang durch Federdruck eingeleitet wird, gehören bereits dem Stand der Technik an. Diesen Vorrichtungen gemeinsam ist eine aufwendige Bauweise und eine zu lange Anschaltzeit. Andererseits weisen diese Bremsen große Massen auf, die wiederum besonders große Bremsflächen erfordern. Diese Mängel treten auch bei den Bremsen bzw. Kupplungen in Erscheinung, bei denen die eine Kupplungshälfte mit der zu kuppelnden Welle durch Mitnehmer in Form von Kugeln o. dgl. verbunden wird.Electromagnetically releasable spring pressure brake The invention is directed on an electromagnetically releasable spring pressure brake, especially for electric motors. Such devices, which are designed as cone or multi-disc brakes and at which the braking process is initiated by spring pressure already belong to the state the technology. What these devices have in common is a complex construction and too long a switch-on time. On the other hand, these brakes have large masses, which in turn require particularly large braking surfaces. These shortcomings also occur the brakes or clutches in which one clutch half with the shaft to be coupled is connected by drivers in the form of balls or the like.

Bei einer solchen Kupplung läuft eine der einen Kupplungshälfte angehörende Nabe innerhalb eines Käfigs um, der aus zwei parallelen Scheiben besteht, die an ihrem Umfang durch mit Rollen versehene Zapfen verbunden sind. In der Nabe sind tangential bewegliche Verbindungselemente in Form von zwei durch einen Abstandhalter getrennten Kugeln gelagert. Die inneren Kugeln dieser Verbindungselemente liegen einem in einer Axialbohrung der Nabe geführten Ziehkeil an, der entgegen der Kraft einer Feder elektromagnetisch betätigt wird. Bei Betätigung des Ziehkeils werden die Verbindungselemente nach außen verschoben, sie gelangen dabei zwischen je zwei Zapfen bzw. Rollen des Käfigs in Eingriff.In such a coupling, a hub belonging to one coupling half revolves within a cage which consists of two parallel disks which are connected on their circumference by pins provided with rollers. Tangentially movable connecting elements in the form of two balls separated by a spacer are mounted in the hub. The inner balls of these connecting elements rest against a draw key, which is guided in an axial bore in the hub and is actuated electromagnetically against the force of a spring. Upon actuation of the draw key, the connecting elements are moved outwards, they enter this case between every two pins or rollers of the cage in engagement.

In der einschlägigen Technik besteht das Bestreben, höchste Anpreßkräfte der Bremse bei kleinsten baulichen Abmessungen zu erzielen und andererseits eine hohe Schaltzahl je Zeiteinheit zu erreichen, wie das insbesondere bei der Anwendung der Bremse in Verbindung mit modernen Arbeitsmaschinen gefordert wird.In the relevant technology, there is an effort to achieve maximum brake pressure with the smallest structural dimensions and, on the other hand, to achieve a high number of operations per unit of time, as is particularly required when the brake is used in conjunction with modern machines.

Um dieses Ziel zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß in der abzubremsenden Welle ein Drehkeil gelagert ist, in dem Mitnehmer radial verschiebbar geführt sind, die mittels eines im Drehkeil geführten, einerseits von einer Drackfeder und andererseits von einem Elektromagneten beaufschlagten Ziehkeils den Drehkeil mit einem Bremsring formschlüssig kuppeln, dadurch den Drehkeil verdrehen und mit den Keilflächen des Drehkeils zusammenwirkende, in der abzubremsenden Welle radial verschiebbar geführte Mitnehmer mit der Bremshälfte in Eingriff bringen.To achieve this goal, the invention provides that in the to be braked A rotary wedge is mounted in the shaft, in which drivers are guided so as to be radially displaceable, the one guided in the rotary wedge, on the one hand by a compression spring and on the other hand A draw wedge acted on by an electromagnet acts on the rotary wedge with a brake ring Connect positively, thereby twisting the rotating wedge and connecting it to the wedge surfaces of the Rotary wedge cooperating, guided radially displaceably in the shaft to be braked Bring the driver into engagement with the brake half.

Eine solche Bremse zeigt vor allem deshalb besonders günstige Betriebseigenschaften, weil die Funktion der Bremse in zwei aufeinanderfolgenden Vorgängen abläuft. Zunächst führen die im Drehkeil gelagerten, ziehkeilbetätigten Mitnehmer unter vergleichsweise geringer Krafteinwirkung eine Relativbewegun.a,' des Drehkeils herbei, der den eigentlichen Bremsvorgang auslöst. Diese Anordnung hat eine Servowirkung zur Folge, d.h., mit Hilfe einer geringen Auslösekraft kann eine außerordentlich hohe Brernskraft erzielt werden. Zum anderen können die wirksam werdenden Massen sehr klein gehalten werden, so daß die Bremse momentan und ohne nennenswerten Einschaltdruck angreifen kann.Such a brake shows particularly favorable operating characteristics, because the function of the brake takes place in two successive processes. First lead the drivers, which are mounted in the rotating wedge and actuated by the draw wedge, under comparatively a relative movement a, 'of the rotating wedge, which causes the actual Braking process triggers. This arrangement results in a servo action, i.e. with With the help of a low release force, an extremely high braking force can be achieved will. On the other hand, the effective masses can be kept very small, so that the brake can act momentarily and without any noticeable switch-on pressure.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Bremsring für den Drehkeil entgegen der Kraft einer Feder-drehbar gelagert. Diese Federung dämpft nicht nur den Einschaltstoß, sondern sie dient auch dazu, den Bremsring für den Drehkeil bei Lösen der Bremse, wieder in die Leerlaufstellung zurückzuführen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine den Drehkeil konzentrisch,umgebende Schraubenfeder handeln.In a further embodiment of the invention, the brake ring is for the Rotary wedge mounted rotatably against the force of a spring. This suspension cushions not only the inrush, but it also serves to set the brake ring for the When the brake is released, the rotary wedge can be returned to the idle position. Included it can be, for example, a helical spring concentrically surrounding the rotary wedge Act.

Es liegt weiter im Rahmen der Erfindung, daß an den in der Welle und im Drehkeil geführten Mitnehmern je eine Ringfeder anliegt, die den auf die Mitnehmer wirkenden Fliehkräften entgegenwirken. It is also within the scope of the invention that an annular spring rests on each of the drivers guided in the shaft and in the rotary wedge, which counteract the centrifugal forces acting on the drivers.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß die Bremshälfte mit einem am Außenumfang als Mehrkant ausgebildeten Ring kraftschlüssig verbunden ist, der die eine Hälfte eines ständig unter dem Druck einer Feder in Reibungseingriff stehenden Lamellenpakets trägt. lYer die Lamellen tragende Mehrkantring vermag zugleich als Stoßdämpfer für den durch die schlagartige Beschleunigung des inneren Lamellenpakets beim Eingriff der Bremse auftretenden Einschaltstoß dienen.The invention further provides that the brake half with one on the outer circumference formed as a polygonal ring is positively connected to one half a lamella set in frictional engagement under the pressure of a spring wearing. The polygonal ring supporting the lamellas can also act as a shock absorber for caused by the sudden acceleration of the inner lamella set during engagement the inrush that occurs in the brake is used.

Die auf das Lamellenpaket einwirkende Feder ist als an sich bekannte Tellerfeder ausgebildet, die in einem geschlitzten Klemmring liegt, dessen eines Ende sich ortsfest abstützt und dessen anderes Ende mittels einer Spannschraube gegenüber dem festgelegten Ende verstellbar ist. Diese Maßnahme läßt eine einwandfreie und leicht -zu handhabende Einstellung der Bremskraft zu.The spring acting on the disk pack is known per se Disc spring formed, which lies in a slotted clamping ring, one of which End is supported in a stationary manner and the other end by means of a clamping screw is adjustable with respect to the fixed end. This measure leaves a perfect and easy-to-use adjustment of the braking force too.

Die Erfindung ist auch überall dort anwendbar, wo eine drehende Welle mit einem anderen Element, welches auch eine andere Welle sein kann, verbunden werden soll. Sie hat schließlich den entscheidenden Vorteil, daß der Eingriff selbst unter Last einwandfrei gelöst werden kann.The invention is also applicable wherever a rotating shaft be connected to another element, which can also be another shaft target. After all, it has the decisive advantage that the intervention itself takes place Load can be solved properly.

Die Erfindung ist an Hand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch die Federdruckbremse, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1, wobei sich die im Drehkeil geführten Mitnehmer außer Eingriff mit der Bremshälfte befinden, F i g. 3 die Anordnung nach F i g. 2 bei gegenüber der Bremshälfte im Eingriff befindlichen Mitnehmern, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 1 irn Eingriffszustand und F i g. 5 außer Eingriff sowie F i g. 6 ein Detail der Verstelleinrichtung für das Lamellenpaket.The invention is explained using the exemplary embodiment shown in the figures. It shows F i g. 1 shows an axial section through the spring-applied brake, FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1, the drivers guided in the rotating wedge being out of engagement with the brake half, FIG . 3 the arrangement according to FIG. 2 in the case of drivers in engagement with respect to the brake half, FIG . 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 1 in the engaged state and F i g. 5 out of engagement as well as F i g. 6 shows a detail of the adjustment device for the disk pack.

Die abzubremsende Welle 1 ist mit einer Axialbohrung 2 versehen, an deren innerem Ende die Druckfeder 3 angeordnet ist. In der Bohrung 2 ist weiter ein Drehkeil 4 frei drehbar gelagert, der seinerseits eine zentrale Bohrung 5 zur Führung einer Stange 6 aufweist. Diese Stange 6 trägt einen Ziehkeil 7, der in einer erweiterten Bohrung 8 innerhalb des Drehkeils 4 geführt ist. Die Stange 6 ist an dem Magnetanker 9 befestigt, der in die Erregerspule 10 hineinragt und mit einem zusätzlichen Handhebel 11 versehen ist. Die Feder 3 wirkt auf ein an der Stange 6 befestigtes Lagerstück 12 ein und damit dem Magnetanker 9 entgegen.The shaft 1 to be braked is provided with an axial bore 2, at the inner end of which the compression spring 3 is arranged. In the bore 2, a rotary wedge 4 is also freely rotatably mounted, which in turn has a central bore 5 for guiding a rod 6 . This rod 6 carries a draw wedge 7 which is guided in an enlarged bore 8 within the rotary wedge 4. The rod 6 is fastened to the magnet armature 9 , which protrudes into the excitation coil 10 and is provided with an additional hand lever 11 . The spring 3 acts on a bearing piece 12 fastened to the rod 6 and thus counteracts the magnet armature 9.

Der Drehkeil 4 ist mit Radialbohrungen 13 zur Aufnahme je eines Mitnehmers 14 versehen. Diese Mitnehmer 14 stehen unter der Einwirkung einer Feder 15, deren Kraft der auf die Mitnehmer 14 wirkenden Zentrifugalkraft entgegengerichtet ist. Die Mitnehmer 14 liegen an dem Mantel des Ziehkeils 7 an. Von außen werden sie von einem Bremsring 16 umgeben, der mit einer der Anzahl der Mitnehmer 14 entsprechenden Zahl von Taschen 17 zum Eingriff der Mitnehmer 14 versehen ist. Der Bremsring 16 ist innerhalb einer axialen Verlängerung der die eine Bremshälfte bildenden Mitnehmerhülse 18 untergebracht, die von einer ringförmigen Schraubenfeder 19 umgeben ist und Radialbohrungen 20 zur Aufnahme von Kugeln 21 aufweist.The rotary wedge 4 is provided with radial bores 13 for receiving one driver 14 each. These drivers 14 are under the action of a spring 15, the force of which is opposite to the centrifugal force acting on the drivers 14. The drivers 14 rest on the jacket of the draw key 7 . From the outside they are surrounded by a brake ring 16 which is provided with a number of pockets 17 corresponding to the number of drivers 14 for engaging the drivers 14. The brake ring 16 is accommodated within an axial extension of the driver sleeve 18 which forms a brake half and which is surrounded by an annular helical spring 19 and has radial bores 20 for receiving balls 21.

Das Wellenende 1 ist ebenfalls mit radialen Bohrungen 22 versehen, deren jede einen Mitnehmer 23, beispielsweise eine Kugel oder Rolle, aufnimmt. Diese Mitnehmer 23 stehen radial außerhalb ihrer Achse unter der Wirkung einer ringförmigen Schraubenfeder 24, die der Zentrifugalkraft entgegenwirkt und in einer Eindrehung 25 der Welle 1 angeordnet ist. Diese Mitnehmer 23 sind innerhalb der die eine Bremshälfte bildenden Hülse 18 gelagert. Diese weist für jeden Mitnehmer 23 eine Eingrifftasche 26 auf. Die Hülse 18 hat an ihrem Außenumfang Abflachungen 27, auf denen je eine Rolle 28 innerhalb eines Mehrkantrings 29 gelagert ist. Der Ring 29 trägt die innere Hälfte eines Lamellenpakets 30, dessen äußere Hälfte im Gehäuse 31 geführt ist. Dieses Lamellenpaket 30 steht ständig unter dem Druck einer Tellerfeder 32. Diese ist in einem offenen Spannring 33 gelagert, dessen eines Ende 34 an einem ortsfesten Anschlag 35 des Gehäuses 31 anliegt, während auf das andere Ende 36 eine Spannschraube 37 einwirkt. Je mehr der Spannring 33 die Feder 32 spannt, um so größer wird der Druck auf das Lamellenpaket 30. The shaft end 1 is also provided with radial bores 22, each of which receives a driver 23, for example a ball or roller. These drivers 23 are radially outside their axis under the action of an annular helical spring 24, which counteracts the centrifugal force and is arranged in a recess 25 of the shaft 1 . These drivers 23 are mounted within the sleeve 18 which forms a brake half. This has an insertion pocket 26 for each driver 23 . The sleeve 18 has flattened areas 27 on its outer circumference, on each of which a roller 28 is mounted within a polygonal ring 29. The ring 29 carries the inner half of a lamella set 30, the outer half of which is guided in the housing 31. This disk pack 30 is constantly under the pressure of a disk spring 32. This is mounted in an open clamping ring 33 , one end 34 of which rests against a stationary stop 35 of the housing 31 , while a clamping screw 37 acts on the other end 36. The more the tension ring 33 tensions the spring 32 , the greater the pressure on the disk pack 30.

In der Leerlaufstellung, bei der die Bremse nicht irn Eingriff steht, verschiebt der Magnetanker 9 den Ziehkeil 7 entgegen der Wirkung der Feder 3 nach links, während bei Stromloswerden des Magneten 10 die7 Feder 3 den. Ziehkeil 7 nach rechts verschiebt. Bei dieser Bewegung werden die Mitnehmer 14 entgegen der Kraft der Feder 15 nach außen bewegt, und sie greifen in die länglichen Taschen 17 des Bremsrings 16 ein. Beim Einrasten wird der Bremsring 16 entgegen der Wirkung der Feder 19 etwas verdreht.In the idle position, in which the brake is not engaged, the magnet armature 9 moves the draw wedge 7 to the left against the action of the spring 3 , while when the magnet 10 is de-energized, the spring 3 moves. Draw key 7 moves to the right. During this movement, the drivers 14 are moved outwards against the force of the spring 15 , and they engage in the elongated pockets 17 of the brake ring 16 . When it engages, the brake ring 16 is twisted somewhat against the action of the spring 19.

Nachdem die Mitnehmer 14 zunächst mit dem Drehkeil 4 frei umgelaufen sind, wird die Drehkeilbewegung durch den Eingriff der Mitnehmer 14 am Bremsring 16 gehemmt, und mit der Relativbewegung des Drehkeils 4 laufen die Mitnehmer 23 auf den Keilflächen 38 auf. Dabei gelangen sie aus der Stellung nach F i g. 2 in diejenige nach F i g. 3, in welcher sie in die Taschen 26 der Mitnehmerhülse 18 eingreifen und eine Kupplung dieser Hülse 18 mit der Welle 1, in der sie geführt sind, herbeiführen.After the drivers 14 have initially rotated freely with the rotary wedge 4, the rotary wedge movement is inhibited by the engagement of the drivers 14 on the brake ring 16 , and with the relative movement of the rotary wedge 4, the drivers 23 run onto the wedge surfaces 38 . They come from the position according to FIG. 2 into that according to FIG. 3, in which they engage the pockets 26 of the clutch 18 and a clutch of this sleeve 18 to the shaft 1, in which they are guided to bring about.

Sobald die Mitnehmer 23 mit den Taschen 28 in Eingriff gelangt sind, bewirkt die Feder 19 -über die Kugeln 21, daß der Bremsring 16 wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird (F i g. 5). As soon as the drivers 23 have come into engagement with the pockets 28, the spring 19, via the balls 21 , causes the brake ring 16 to be moved back into the starting position ( FIG. 5).

Der Drehkeil 4 ist dachförmig ausgebildet, so daß er von den Mitnehmem 23 beim Eingriff in den Ring 18 nicht überrollt wird. Dies hat weiter den Vorteil, daß die Vorrichtung einwandfrei, auch unter Last, gelöst werden kann.The rotary wedge 4 is roof-shaped so that it is not rolled over by the drivers 23 when they engage in the ring 18. This has the further advantage that the device can be released properly, even under load.

Das von der Hülse 18 aufgenommene Moment wird auf den Mehrkantring 29 und damit auf die eine Hälfte des Lamellenpakets 30 übertragen, welches schließlich das Bremsmoment aufnimmt. The torque absorbed by the sleeve 18 is transmitted to the polygonal ring 29 and thus to one half of the disk pack 30 , which ultimately absorbs the braking torque.

Claims

Claims: 1. Electromagnetically releasable spring pressure brake, especially for electric motors, d a - characterized in that a rotary wedge (4) is mounted in the shaft (1) to be braked, in which the driver (14) are guided in a radially displaceable manner, which by means of a rotary wedge guided, on the one hand by a compression spring (3) and on the other hand by an electromagnet (9, 10) acted upon pulling wedge (7 ), positively couple the rotary wedge with a brake ring (16) , thereby turning the rotary wedge and interacting with the wedge surfaces of the rotary wedge, in the to be braked Bring the shaft radially displaceably guided driver (23 ) into engagement with the driver sleeve (18) forming a brake half.

2. Brake according to spoke 1, characterized in that the brake ring (16) for the rotary wedge (4) is rotatably mounted against the force of a spring (19). 3. Brake according to claim 1 or 2, characterized in that the drivers guided in the shaft (1) and in the rotary wedge (4). (23,14) each has an annular spring (24) which counteracts the centrifugal forces acting on the drivers. 4. Brake according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coupling sleeve (18) is frictionally connected with a formed on the outer circumference as a polygonal ring (29), the one half of a continuously under the pressure of a spring (32) in the Frictional engagement standing plate pack (30) carries. 5. Brake according to spoke 4, characterized in that the spring (32) designed as a known disc spring is located in a slotted clamping ring (33) , one end of which is fixedly supported and the other end of which is fixed by means of a clamping screw (37) End is adjustable.