DE1463888A1 - Bremsmotor - Google Patents

Description

• B r e m o m o t o r

  Die Erfindung betrifft einen Bremomotorg bei dem mehrere

  Bremselemente durch Pederkraft an die Innenfläche einer

  Bremetrommel angedrückt oder elektro-magnetisch gegen die

  Wirkung der Yoderkraft gelüftet werden.

  Wenn bei Abschalljung des Motorstromes ein sofortiger Stillatand dgr Motorwelle erwünocht oder unbedingt erforderlich ist, setzt man im allgemeinen Bremsmotoren eing z.B. Motorenp bei denen Bn a--Inem oder an beiden Ender, der Motorwelle selbst entsprechende Bremseinrichtungen angeordnet sind. Insbesondere werden Bremsmotoren für Hlebezeuge aller Art, z.B. für, Bauaufzüge, verwendete Es sind nun Bremamotoreng z.B. mit Konus- oder Scheibenbremsen, bekannt, bei denen durch axialei Verschieben eines Bremeelementes gegenüber eincm anderen Gegenelement die Bremsung erzielt wird. Diese Motoren haben den Vorteilg daß sich die exiale Verschiebung konstruktiv relativ einfach bewerkstelligen läßt.
• Es sind weiterhin Bremsmotoren mit elektro-magnetischen Innenbackenbremsen bekannt. Diese besitzen die den Backenbremsen zukommenden Vorteile. Die Bremsung spricht äußerst rasch an, d.h. die sogenannte "Tippzeit" beträgt nur 0,01 bis 0905 Sek-, was beispielsweise bei Werkzeugmaschineng insbesondere bei Bohrwerkeng Spindeln o.dgl. gestattetg den Weiterlauf des Rotoro auf wenige Winkelgrade zu begrenzen. Ein weiterer Vorteil liegt in dem geringen Verschleiß, so daß das unangenehme Auswechseln der Bremsbeläge nur sehr selten zu erfolgen hat. Zur elektro-magnetischen Betätigung der Bremselemente bietet sich ein in der' ( Bremetrommel konzentrisch angeordneter Riiigmagnet an. Ein derartiger Ringmagnet ermöglicht eine'konzentrische Anordnung mehrerer Bremeelemente bei gleichmäßiger. Krafteinwirkung auf dieselben. Die wirksame Eingriffsfläche der Bremselemente kann sehr groß gehalten werden. Die Bremselemente werden in dem Ringraum zwischen dem Ringmagneten und der Bremstrommelinnehfläche angeordnety wobei nun folgende Aufgaben zu bewältigen eindt a) Die'Bremselemente müssen mit großer und das geforderte Bremsmoment gewährleistender 7ederkraft an die Innenfläehe der Bremetrommel angedrückt werden.
• b) Die Bremoelemente müssen bei ihr er Ilubbewegung so geführt werden, daß ein ungleichmäßiger'Ningriff derselben und eine unregelmäßige Abnützung des Bremabelages vermieden, ferner daß Kippbewegungen aller Art ausgeschlossen werden.
• e) Die bei der Bremsung auftretenden Tangentialkräfte inüssen mit entsprechendem Sicherheitafaktor auf das relativ zur Bremetrommel feststehende Elementy also in dem vorliegende:n Fall auf den Ringmagneten übertragen werden. d) Die Bremsung soll je nach dem Einsatzzweck ao erfolgeng daß bei Rotation der Motorwelle in dem einen oder in dem anderen Drehsinn die gleiche Bremskraft oder eine um ein bestimmtes Maß unterschiedliche Bremskraft erzielt wird.
• Die gleichzeitige Erfüllung sämtlicher dieser Bedingungen bringt große Schwierigkeiten mit sich, so daß die Innenbackenbremsen trotz der oben geschilderten bedeutenden Vorteile bei Bremomotoren bei weitem nicht so häufig eingesetzt wurden, wie die anderen erwähnten Gattungen mit der leichter zu beherrschenden,Axiaiverschiebung z.B. eines Bremokonus.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrundel eine Innenbakkenbremse eines Bremsmotores so auszubilden, daß auf der einen Seite der konstruktive Aufwand wesentlich verringert und daß auf der anderen Seite sämtliche der erwähnten Bedingungen erfüllt werden.
• Der Erfindung liegt dabei die überraschende Erkenntnis zugrundei daß auf Führungen und auf Elemente zur Kraftübertragung verzichtet werden kanny wenn die das Bremeelement an die Brematrommel andrückende Feder in entsprechender Weise ausgebildet wird.
• Der Bremamotor gemäß der vorliegenden Erf indung unterscheidet sich von bekannten Motoren der in Rede stehenden Art dadurch"

  daß die Bremeelemente je an einer Blattfeder befestigt sindy

  dergeatalty daß diese diei Bewegung der'Bremeelemente bei ih-

  rem Hub führt, den Andruck derselben an die Bremstrommel be-

  wirkt und die bei der Bremsung 'auftretenden Tangentialkräfte

  auf den relativ zur Bremetrommel feststehenden Teil überträgt.

  Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform bestehen die

  Blattfedern je aus einem länglie»hen Streifen, dessen Breite

  etwa der Breite den Ringmagneten entspricht. Die Blattfedern

  erstrecken sich dann mit ihrer Längserstreckung tangential zu

  dem Rinam gneten. Bei dieser Aumführungsform, sind die Blatt-

  federn gerade oder ao gebogen oder abgewirkelt, daß ihr Krüm-

  mungsradiuä größer als der KrU=ungeradius des Ringmagneten

  ist.

  Wenn die Bremoung in jeder Drehrichtung der Motorwelle gleich

  stark sein soll# da= können die Blattfedern an ihren beiden

  Diden Je ein Bremselement tragen und mit ihrer Mitte an dem

  Ringmagnet befestigt sein. Bei Rotation in dem einen Drehsinn

  wird dann das eine Bremselement und bei Rotation in dem ande-

  ren Dreheinn das andere Bremselement in den Bremokraftschluß

  *hineingezogen".

  Um die Tippzeit zu verkürzen und um die Lösung der Brems-

  elemente von dem Ringmagneten bei Stromabschaltung zu

  verbessern, ist vorzugsweise jede Blattfeder so a bgewirikeltg

  daß gegen Ende des Müttungehubes die Blattfaderenden auf die

  Polflächeli des Ringmagneten aufschlagen, so daß auf der unter

  der elektro-magnetischen Kraft auftratenden Streckung der

  Blattfeder eine steil ansteigende Zusatzkraft gewonnen wird;

  Bei der Stromabzchaltung sorgt'dann diese Federzusatzkraft

  für eine rasche Lösmg der Bremselemente und für eine ent-

  sprechende Beschleunigimg derseiben in Richtung auf die Brems-

  .trommel.

  Die Abwinkelung der Blattfeder kann dadurch erzielt werden,

  daß die dem Ringmagneten zugewendete Fläche des Bremselemen-

  tes konkav ausgebildet ist und daß die Blattfader mittels

  einer in der Mitte des Bremeelementes angreifenden Schraube

  unter Abwinkelung in die konkave Höhlung gezwängt wird.

  Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Blatt-

  federn etwa rechtwinklig abgewinkelt und/oder abgekröpft und

  an der einen Seitenfläche des Ringmagneten befestigt.

  Auf den beiliegenden Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungs-

  eormen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

  Es zeigent

  7ig. 1 einen Schnitt eines Bremsmotors;

  Fig - 2 eine erste Ausführungsform; Fig - 3 eine zweite Ausführungsf orm; Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Anoeclüung und Befeotigung der Bremselementel Fig. 5 ein Diagramm.
• Der Bremsmotor gemäß der Erfindung besitzt in üblicher Weise eine Welle 1, die einen Läufer 2 trägt, welcher mit einer Ständerwicklung 3 zusammenarbeitet. Die Welle 1 ist in Lagern 4 und 5 gelagert- Auf einen sich über das Lager 5 hinaus erstreckenden Wellenstiimmel 6 der Welle 1 ist eine Bremetrommel 7 aufgekeiltg welche der Ableitung der Bremswärme dienende Kühlflügel 8 trägt.

  Koaxial zu der Welle 1 ist ein im Querschnitt U-profilförmi-

  ger Ringmagnet 9 feststehend angeordnetg welcher zwei radial'

  nach außen abstehende Ringschenkel 10 und 11 besitzt. In der

  Höhlung zwischen den Schenkeln 10 und 11 ist eine Magnet-

  spule 12 angeordnet, welche vorzugsweise mit Gleichstrom'be-

  schickt wirdv wobei dann einer der Ringschenkel 109 11 den

  Nordpol und der andere den Südpol bildet. Wechselweise-kann

  der Ringmagnet 9 im Querschnitt doppel-U-profilförmig sein.

  Es werden dann zwei Magnetepulen verwendetg die gegenainnig vom Gleichsteom durchflossen werden.
• Weiterhin könnte theoretisch der Ringmagnet-9 rotieren und die Bremetrommel 7 stillstehen. In diesem Falle wären jedoch dann Schleifkontakte für die Stromversorgung des Ringmagneten erforderlichp was zu einer gewissen Unsicherheit führen würde. Außerdem wäre dann die Ableitung der Bremswärme nicht so gutv' da die bei der Rotation der Kühlflügel 8 entstehende Turbulenz der Luftströmung fehlen würde. In dem Ringraum zwischen der Innenfläche der Bremstrommel 7 und'den Außenflächen der Schenkel 10 und 11 des Ringmagneten 9 sind nun Bremselemente angeordnetg wie dies an drei Ausführungebeispielen in den Figuren 2 bis dargestellt ist. Die Anordnung erfolgt dabei gemäß der Erfindung immer in der Weisep daß durch ein einziges an dem Ringmagneten 9 befestigtes Federelement sowohl der Andruck des Bremeelementes an die Bremstro=el 7 als auch die PWn-ang desselben bei der Hubbewegung und die Übertragung der bei der Bremsung auftretenden Tangentialkräfte auf den Ringmagneten 9 erfolgt.
• Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist eine im Ausgangszustand im wesentlichen geradlinig verlaufende Blattfeder 13 vorgeaeheng auf welcher zwei Bremoeiemente 14 und 15

  befestigt sind* Die Bremeelemente bestehen je aus einem gekrümme

  ten Ankerbleoh".169 auf wolohen.ein Bremsbelag 1.7 aufgenietet iste,

  Die Befeiatigung der Bremeelemente 14 und 15 auf der Feder 13

  erfolgt nun mittels Schrauben 18-in der Weine# daß die Blatt»

  feder in die konkave Höhlung des Ankerblecheo 16 hineingezo.

  gen wird* D aduroh winkeln sieh die Bezirke 19 der Blattfeder.13

  etwas ab* Wenn die Magnetepule 12 untqr Spannung gesetzt wirdu

  dann tauojien die Bohrauben 18 in den Zwischenraum zwischen

  die Schenkel lo und 11 ein# so daß also die Bezirke 19 un-

  mittelbar auf den'Oberfläohen der Schenkel log .11 aufaohlagenb

  Der weitere Anzug fUhrt dann zu einer gewiesen Streckung der

  Fedir 13o

  Die dabei vorliegenden Kraftverhältninee sind in dem in Fige 5

  dargestellten Diagramm schematisch aufgezeichnete Die Feder.

  kraft wird so bemennenp daß nie bei Beginn der lüftung der,

  Bremse von der Zugkraft den Ringmagneten überwunden wird* Die

  Zugkraft den Rinfflgueten nimmt entsprechend den magnetischen

  Gesetzen beim Anzugehub mit höherer Potenz zu als die Fedex%.

  krafte.Die durch das Aufschlagen der Bezirke 19 entstehende

  Zusatzkraft.sorgt nun dafürg daß die stärkere Zugkraft den

  Magneten ohne Mokprellungen gut aufgenommen wird@ Bei der

  Stromabeobaltung steht durch die Zuaatzkraft außerdem ein Kraft-

  reservoir zur Ver£Ugungg aufgrund dessen ein bedeutend raache.

  ree Abheben der Blatttederbezirke 19 von dem Rinfflgneten

  und eine Beschleunigung der Bremeelemente 14 und 15 irl Rich-

  tung auf die Innenfläche der Bremetrommel erreicht wird* Bei

  der Streckung der Feder 13 im,letzten Teil.. des Hubes tritt

  a ußerdem eine gleitende Bewegung der Enden der Bezirke 19

  tarx,gential auf den Flächen der Scher#el 11 und 12 !äuf Es

  ibigte sich» daß die dabei auftretende, an sich geringe Rei-

  bung eine gewisse Dämpfung des Aufprallstoßes liefert und ein'

  Zurüokprellen der Bremeelemente 14 und 15 verhindert. Die

  Schwingung wird dabei schon in der ersten Halbwelle

  Die Magnetepule 12 wird zweokmäßigerweise wie erwähnt -

  mit Gleichstrom beschiokt. Da die Motoren im allgemeinen mit

  Wechselstrom oder Drehstrom betrieben werden, muß eine ent-

  sprechende Gleichrichter-Einrichtung vorgesehen werden, Da

  der Abfall der IIagnetkraft einem zeitlich recht langen Expo-

  nentialgesetz folgt, würde es normalerweise ziemlich lange

  dauern, bis aufgrund des zusammenfallenden Magnetfeldes die

  Zugkraft des Magneten unter den in Figur 5 eingezeichneten

  Punkt 2 abgefallen ist, Erst ab da würde die Hubbdwegung der

  Bremeelemente 14 und 15 beginnen. Durch die auftretende Zu-

  satzkraft wird dieser Zeitfaktor auf ein Bruchteil verkürzt,

  was nun wiederum möglich macht, daß eine wechselatromseitige

  Abschaltung vor dem Gleichrichter möglich ist. Dies verrin-

  gert jedoch den schaltungetechnischen Aufwand beträchtlich.

  Außerdem wird der Sicherheitsfaktor erhöhtg da somit auf alle 7älle gewährleistet ist, daß zusamen mit cle:c-. Motoretromabschaltung auch sofort der-Einfall der Bremselemente 14 und 15 beginnt.
• Die Zusatzkraft,kann auch in anderer Weise# z.B. durch Zusatzfederüg erzielt werden. Auch wenn der Anstieg weniger steil istg ergeben sich bereits Vorteile.
• Die Blattfeder 13 ist an ihrer Mitte mittels in die Schenkel 10 und 11 eingreifender Schrauben 20 an dem Ringmagneten befestigt. Für den Fallg daß eine Bremsung in bedeutend stärkerem Maße in einem Drehsinn der Notorwelle 1 erwünscht ist als in dem anderen Dreheinng dann wird jeweils nur ein Bremselement an einer Blattfeder befestigt und die Blattfeder mit ihrem Ende am Ringmagneten befestigt und zwar sog. daß sämtliehe Bremeelemente von ihren Befestigungspunkten im selben Dreheinn liegen.
• Aus Übereichtlichkeitagründeng insbesondere um die Knickung der Blattfeder 13 zu zeigent ist der Abstand der Bremoelemente 14 und 15.übertrieben dargestellt. In der Praxis kann gerade oo viel Platz gelassen werden, daß die Schraube 20 Platz findet. Selbstverständlich sind um den'Umfang des Ringmagneten gleichmäßig verteilt noch weitere Blattfedern 13'mit ihren Bremselementen 14 und 15 angeordnet.

  Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungeform besteht die

  Blattfeder.'21 aus einem Dreiviertel-Ringt dessen Durchmesser

  etwas größer gehalten,ist als der Außendurchmeaoer des Ring-

  magneten 9. Die Blattfeder 21 trägt Bremeelemente 22 und 23,

  welche sich beispielsweise über ein Viertel des Gesamtumfan-

  geo erstrecken. Es zeigte sich,> daß diese Auoführungsform

  gegen Abnützung sehr unempfindlich ist, d.h. die Bremokraft

  bleibt auch bei.Abnutzung der Bremsbeläge voll erhalten, da

  am Anfang die Bremeelemente 22 und 23 nur mit einbm Teil

  ihrer Fläche an der Innentrommel anliegen# witirend bei Ab-

  schliff des Bremsbelages damit mit etwas nachlassender Feder-

  kraft eine größere' Fläche zur Anlage an der-Bremstrommel

  kommt.

  Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungaform sind Brems-

  elemente 24 je an einer rechtwinklig abgewinkelten oder ge-

  kröpften Blattfeder 25 befeotigty welche mit mehreren Schrau-

  ben 26 an den Seitenflächen des Ringmagneten 9 angeschraubt

  ist.

  Gemäß der Erfindung gelingt es also in überraschender Weiseg

  mittels einer einzigen Blattfeder sowohl eine FUhrung der

  Bremeelemente 14, 15p 229 23 oder 249 als auch den entspre-

  chenden Andruck derselben an die Bremstrommel 7 und eine

  Übertragung der bei der Bremsung entstehenden Tangential-

  --eten 9.zu bewerketelligene Die Lösung

  int,?#,entruktiv äußerot einfach und bietet die beschriebenen

  VQrteile,e

  Die Äuo£Uhrungo:to= mit:der steil ansteigenden Zuoatzkraft

  brin«t auch Vo#eil#eg wenn die Blattfedern nicht die einzigen

  KLemente.a ' indv "lohe die Brem,selemente halten und führen.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Bremanotor, bei dem mehrere Bremselemente durch'Federkraft, an die Innenfläche einer Bremetrommel angedrückt oder elektro- magnetisch gegen die Wirkung der Federkraft gelüftet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (14, 15.» 229 239 24) je an 'einer Blattfeder (13, 219 #5) befestigt sind, dergestalt, daß diese die Bewegung der Bremselimente bei ihrem Hub führt, den Andruck derselben an die Bremstrommel- (7) be- wirkt und die bei der Bremsung auftretenden Tangentialkräfte auf den relativ zur Bremstrommel feststehenden Teil übert - rägt. 2*Brememotor nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet', daß die Blattfedern (13, 219 2-2) an einem Ringmagneten (9) befestigt sind, welcher in der Bremstrommel (7) 'angeordnet ist. 3.Brem,emotoi- nach Ansprüchen 1,oder 21, dadurch,gekennzeich44 net, daß die Blattfedern je aus einem -läng'ichen-,Streifen be- stehen, dessen Breite etwa der Breite des Ringmagneten (9.) entspricht und daß sie sich mit ihrer Läng-serstreckung tangen- tial zu dem Ringmagnet-en (9) erstrecken. 4.Bremsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern gerade oder so gebogen oder abgewinkelt sind, daß ihr Krümmungsradiua grÖßer als der Krümmungsradius des Ringmagneten (9) ist. 5. Btemsmotor nach Ansprüchen 3 und, 49 dadurch gekennzeichnet" daß jede Blattfeder an ihren beiden Enden je einBremse16mnt trägt und mit ihrer Mitte an dem Ringmagnet (9) be:testigt ist. 6. Brensmotor nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder so abgewinkelt Istl daß gegen Ende des Lüftungshübes die unterhalb der Bremelemente (14.,15922923s24) befindlichen Blattfederbevirke auf die Polflächen des Ring- magneten (9) aufschlagen und daß aus der unter der elektro- magnetischen Kraft auftretenden Stree kung der Blattfeder eine steil ansteigende Zusatzkraft#gewonngn wird. 7. Bremsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnetg daß die Abwinkelung der Blattfeder dadurch erzielt wird, daß die dem Ringmagneten zugewendete Fläche jeden Bremselementes konkav ausgebildet ist, und daß die Blattfedern mittels einer in der Mitte des Bremeelementes angreifenden Schraube (18) unter Abwinkelung in die konkave Höhlung gezwängt wird.. 8. Bremamotor nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn eichnet, daß die Blattfedern (25) rechtwinklig-abgewinkelt und/oder gekräpft und an der einen Seitenfläche des Ringmagneten (9) befestigt sind. Bremsmotoir insbesondere nach Anspruch 1 oder der folgenden, dadurch gekennzeichnetl daß die Blattfedern so geformt sind oder daß Zusatzfedern vorgesehen sind, dergestalt daß gegan Ende des Lüftungshubes der Bremselemente eine steil ansteigende Zusatzfederkraft auftritt.