DE1500849A1

DE1500849A1 - Reibungsbremse

Info

Publication number: DE1500849A1
Application number: DE1966M0071685
Authority: DE
Inventors: Albert Meerik; Hartvig Soe
Original assignee: Misomex AB
Current assignee: Misomex AB
Priority date: 1965-12-02
Filing date: 1966-11-17
Publication date: 1969-08-21
Also published as: DE1500849B2; US3400786A; GB1163775A; SE315447B

Description

Patentanwä I

Dr.-lng. P. K. Ho

Dipl.-!ng. H. Su ohschänk 1500849

8 München 60
M u sä u sst ras se 5

17.11.1966-SLa(5) M188-497P

Misomex Aktiebolag, Ellen Keys Gata 2,

Reibungsbremse

Die Erfinduna betrifft eine durch ein Druckmittel betätigbare Reibungsbremse zum Festhalten einer Welle, eines Rohres od.dgl. insbesondere gegen ein Längsverschieben.

Eine solche bekannte Reibungsbremse weist zwei die Welle umfassende Bremsbacken auf, von denen die eine fest und die andere lose angeordnet ist. Die lose angeordnete Bremsbacke kann über einen Teil oder eine asymmetrisch gelagerte Rolle entweder über von Hand betätigte Mittel oder aber in üblicher i^Teise durch hydraulische oder pneumatische Servomotoren gegen die Welle gepreßt werden, wodurch diese zwischen den beiden Bremsbacken fest eingeschlossen wird. Die kraftverstärkte Seite des Servomotors ist mit der beweglichen Bremsbacke iber Schwenkarme od.dgl. gekuppelt und es ist unvermeidlich, daß an den Gelenkstellen des Betätigungsmechanismus der

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beweglichen Bremsbacke Bewegungsspiele auftreten, die beim Betätigen zu Erschütterungen und Rüttelschwingungen führen, ehe die Welle oder das Rohr festgebremst ist. Wenn solche Erschütterungen in allgemeinen auch ohne Bedeutung sind, so sind sie doch von Nachteil, wenn mit der Festbremsung die Pestleaung der Welle oder des Rohres in einer ganz bestimmten Stellung, z.B. nach einer Längsverschiebung in einer mit wenigen Hundertstel oder sogar Tausendstel Millimetern einzuhaltenden Stellung erfolgen soll. Die Erschütterungen beim Einbremsen führen dazu, daß die Genauigkeit der Bremsuna nicht mehr innerhalb der zu fordernden engen Toleranzgrenzen liegen kann.

Ähnlich liegen die Verhältnisse beim Lösen der Bremse, wenn die 'felle oder das Rohr zu einer weiteren 3ewegung freigegeben werden soll. Durch die Erschütterungen kann auch hier eine unkontrolliert verzögerte Freigabe erfolgen, die die anschließende Bewegung der Welle oder des Rohres beeinträchtigt,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Reibungsbremse so zu vervollkommnen, daß die vorgenannten Mängel vermieden werden und insbesondere eine sehr gleichmäßige und erschütterungsfreie Bremsbetätigung und Lösung der Bremse gewährleistet wird. Dabei soll die Konstruktion der Bremse trotzdem möglichst einfach und billig herstel.bav v.-γΊ

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montierbar sein, und die Bremse soll auch möglichst wartungsfrei zu betreiben sein.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die eingangs genannte Reibungsbremse zwei die Welle jeweils etwa halb umgreifende Bremsbacken aufweist, die anderseits einer neben der Welle od.dgl. befindlichen gemeinsamen Anlenkstelle als Betätigungsarne mit einander zugekehrten Ausnehmungen zur Aufnahme eines zu ihrem Auseinanderschwenken bestimmten Kolbenmechanismus od.dgl. ausgebildet sind, der mit einer lose zwischen die einander zugekehrten Außenwände der Ausnehmungen greifenden Platte verbunden ist, die über den Kolbenmechanismus im Sinne einer Auseinanderspreizung der Betätigungsarme und damit der Klemmbewegung der Bremsbacken kippbar ist.

Bei einer solchen Ausbildung der Reibungsbremse entfallen Bewegungsspiele vor allem deshalb, weil die Bremsbacken mit ihren Betätigungsarmen einstückig verbunden sind.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die gemeinsame Anlenkstelle der beiden Bremsbacken aus einer sie in zwei zueinander fluchtenden und quer zur Wellenachse verlaufenden Bohrungen mit Spiel durchsetzenden Schraube mit Mutter od.dgl., deren Kopf und Mutter über einerseits

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sphärische Unterlagscheiben in angepaßten sphärischen Einsenkungen an den äußeren Bohrungsenden abgestützt sind.

Andere Ausgestaltungen betreffen weitere konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen Reibungsbremse.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Pig, 1 eine erfindungsgemäße Reibungsbremse in einer

Draufsicht in Richtung des Pfeiles 1 der Fig. 2;

FAg. 2 dieselbe Bremse in einem Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1;

?fg, 3 dieselbe Bremse in einer Seitenansicht in Richtung des Pfeiles 3 der Fig. 2 (Teile der Bremse sind zur besseren Sichtbarmachung von Einzelheiten geschnitten dargestellt);

Pig» 4 eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht auf die untere Bremsbacke der Bremse.

IV-; dargestellte Reibungsbremse besteht im wesentlichen ^v.:> ΰ'/ei beispielsweise jeweils aus Gußeisen hergestellten Bi-'\m.soacken lOa und lla_f die je mit einem Betätigungsarm b?.w, 11 einstückig verbunden sind.

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Jede Bremsbacke weist eine etwa halbzylindrische, dem Durchmesser der festzubremsenden Welle 14 od.dgl. angepaßte Ausnehmung 12 bzw. 13 auf. Die beiden die ^T7elle 14 zangenartig umgreifenden äußeren Enden der Bremsbacken 10a und 11a sind jedoch so bearbeitet, daß zwischen ihnen bei der in Pig. 2 dargestellten montierten Lage der Bremsbacken ein kleiner Spalt 3 2 verbleibt, der beispielsweise bei einem ^T"ellendurchresser von 30 mm nur etwa 0,6 mm zu betragen braucht. Aufgrund von Versuchen hat sich herausgestellt, daß beim Festbremsen eines solchen Rohres keine größere Gegen-Ginanderbeweaung ler freien Enden der Bremsbacken 10a und 11a als höchstens etwa 0,3 mm je Bremsbacke erforderlich ist.

Am Grunde der beiden etwa halbzylindrischen Ausnehmuncren 12 und 13 ist jeweils noch eine Vertiefung 15 bzw. 16 vorgesehen, von denen jede als im Querschnitt kreisbogenförmige "tulde mit einer einem Kreissektor von etwa 50 entsprechenden Bogenlänge ihres ouerschnitts ausgebildet ist. Dabei beträat der Krümmungsradius der Vertiefungen 15, 16 jeweils etwa 75 % des Wellenradius.

Der letätigmvrsarm 10 der oberen Bremsbacke 10a ist an seirer dem Betäticrunasarm 11 der unteren Bremsbacke 11a zugekehrten Seite mit einer zylindrischen Ausnehmung 17 versehen, von deren Grund an dem der Bremsbacke 10a abgelegenen Ende

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eine Anschlußbohrung 18 ausgeht, über welche durch eine Leitung 18' ein Druckmittel zu- und wieder abgeführt werden kann. Das Druckmittel kann beispielsweise Druckluft sein, welches über einen Verdichter zugeführt v/ird, oder eine Druckflüssigkeit , die von einer entsprechenden Pumpe zugefördert wird. Irr übrigen ist die Ausnehmung so tief, da Π in ihr ein flacher Kolben 23 eines Kolbenmechanismus 19 aufgenommen werden kann, der in nachstehend noch beschriebener Weise auf die Eetätiqungsarme im Sinne einer Bremsbetäticrung der Bremsbacken 10a und 11a einwirken kann.

Der untere Betätigungsarm 11 weist an seiner dem Betätigungsarm 10 zugekehrten Oberseite eine Ausnehnuncr 20 auf, die der zylindrischen Ausnehmung 17 im wesentlichen gleicht. Bei ihr schließt an den der Bremsbacke 11a zu gelegenen zylindrischen Teil jedoch nach dem freien Ende des Betätigungsarmes 11 hin noch eine etwa rechteckige Ausnehmung 20' gleicher Tiefe wie die übrige Ausnehmung an, deren lange Seiten parallel zur halbzylindrischen Ausnehmung 13 verlaufen. Im übrigen ist die an diese Ausnehmung nach dem freien Ende des Eetätigungsarmes 11 hin anschließende Außenwandung der Ausnehmung mit einer zur Ausnehmung 20' parallelen, jedoch etwas kürzeren Ausnehmung 21 versehen, deren Länge und Tiefe der Breite und Wandstärke einer rechteckigen Platte 22 angepaßt ist, die an die Unterseite des Kolbens 23 angeschraubt oder angenietet

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Lsi und mit ihrem einen Ende in die Ausnehmung 21 lose, aber praktisch spielfrei eingreift.

^rTie aus Fig. 2 weiterhin hervorgeht, weist der Kolben 23 •iinen flach nach außen unten abfallenden oberen Kolbenboden auf, wodurch die AnschluBbohrung 18 für die Druckflüssigkeit jederzeit zuverlässig frei bleibt, selbst wenn der Kolben 23 m.it dem anderen Ende seines Kolbenbodens am Grunde der Ausnehmung 17 anliegen sollte. Im übrigen ist der Kolben 23 entlang seinem Umfang mit einer schwach elliptischen Ringnute versehen, in die ein üblicher Dichtring 25 eingesetzt ist.

Zwischen den Ausnehmungen 12, 13 der Bremsbacken 10a, 11a und den Ausnehmungen 17, 20 der Betätigungsarme 10, 11 weisen die oberen und unteren, je eine Bremsbacke und einen Betätigungsarm bildenden Gußstücke zwei zueinander fluchtende und quer zur Wellenachse verlaufende Bohrungen 26 auf, die mit reichlichem Spiel von einer Schraube 27 durchsetzt sind. Die ei.-ander abgelegenen äußeren Enden der Bohrungen 26 weisen - närlsche Einsenkungen auf, in die je eine einerseits sphärische Unterlagscheibe 27a eingelegt ist. Während an der einen Unterlagscheibe 27a der Kopf der Schraube 27 abgestützt ist, stützt sich an der anderen Unterlagscheibe 27a eine auf das freie Ende der Schraube 27 aufgeschraubte Kronenmutter 27b ab, die mittels eines das freie Ende der Schraube

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in einer Querbohrung durchsetzenden Splintes an einer selbsttätigen Lösung gehindert ist. Im übrigen ist der Durchmesser der beiden Einsenkungen an den äußeren Enden der Bohrungen etwas größer als der Außendurchmesser der Unterlagscheiben 27a, wodurch eine geringfügige radiale Bewegungsfreiheit der Schraube 27 nebst Unterlagscheiben 27a gegenüber den beiden Gußstücken und Insbesondere deren zum Festbremsen der Bremsbacken 10a und 11a erforderliche Kippbewegung um die durch die Schraube 27 gebildete Anlenkstelle möglich bleibt.

Die beiden Betätigungsarme 10, 11 sind im Bereich ihrer freien Enden gemäß Fig. 3 über in den unteren Betätigungsarm 11 eingeschraubte Schrauben 28 miteinander verbunden, deren Köpfe im oberen Betätigungsarm 10 jedoch in Erweiterungen der die Schrauben 28 aufnehmenden Bohrungen geführt sind. Innerhalb der Erweiterungen 29 sind die Schrauben 28 von Schraubenfedern 30 umgeben, die einerseits am Schraubenkopf und anderseits am Grunde der zugeordneten Erweiterung 29 abgestützt sind. Durch die Schraubenfedern 30 wird die Reibungsbremse bei Nichtbetätigung über das genannte Druckmittel in der in Fig. 2 dargestellten Freigabestellung gehalten. AuBerdem sind auch noch in den Zwischenraum zwischen der Platte vind dem Grunde der Ausnehmung 20 Schraubenfedern 31 eingefügt, die die Aufgabe haben, den Kolben 23 nach deiner Entlastung von dem Druckmittel mit Sicherheit wieder in seine in Fig. 2 dargestellte Ausgangsstellung zurückzuführen. Die

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durch diese Schraubenfedern ausgeübte Kraft ist jedoch nicht dazu in der Lage, von sich aus eine Kippung der Platte 22 entgegen der Kraft der Schraubenfedern 30 herbeizuführen.

Damit zur augenblicklichen, genau gesteuerten Festbremsung der Felle 1 4 eine möglichst große Bremsfläche zur Verfügung steht, ist darauf zu achten, daß der Abstand 32 zwischen den frtsicii Enden der beiden Bremsbacken IGa und 11a nicht größer als unbedingt notwendig, d.h. grundsätzlich nicht größer als etwa 2 % des Wellendurchmessers, beim vorliegenden Ausführvmasbeispiel also etwa 0,6 mm, gewählt wird. Beim Aufschrauben der Mutter 27b auf die Schraube 27 wird darauf geachtet, daß die Mutter 27b nur so weit aufgeschraubt wird, daß die "remsbacken 10a und 11a dabei noch in ihrer Öffnungsstellung bleiben, bei der die beiden Betätigungsarme 10 und 11 aneinander anliegen. Wenn die Mutter 27b die Schraube 27 hierbei gerade spielfrei in den Bohrungen 26 hält, wird ihre Stellung durch den Splint gesichert. Auch beim Einschrauben der Schrauben 28 wird darauf geachtet, daß die Schraubenfedern 30 so weit vorgespannt werden, daß die in Fig. 2 dargestellte Freigabestellung der Reibungsbremse mit aneinander anliegenden Betätigungsarmen 10 und 11 gesichert wird, selbst wenn die Schraubenfedern 31 noch eine kleine überflüssige Kraft im Sinne einer Auseinanderbewegunq der Betätigungsarme 10 und 11 liefern sollten.

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Die beschriebene Reibungsbremse arbeitet folgendermaßen:

Wird das Druckmittel, z.B. Druckluft, aus einem Verdichter oder Druckflüssigkeit aus einer Pumpe, durch die Leitung 18* und die Bohrung 18 in die Ausnehmung 17 eingeführt, dann wird der Kolben 23 nach Überwindung der Kräfte der Schraubenfedern 30 und 31 nach unten verschoben, wobei er infolge seiner Verankerung an der Platte 22 zugleich um die äußere Kante 20a der mit der Ausnehmuna 20 verbundenen rechteckigen Ausnehmung 20* gekippt wird. Bei dieser Kippbeweguna wird das äuRere Ende der Platte 22 zugleich um die Kante 20a im Uhrzeicersinn nach oben geschwenkt, wobei ihr zweckmäßig etwas abgerundetes äußeres Ende an der Unterseite des oberen Betätigungsannes 10 entlang gleitet und dabei zugleich eine Auseinanderspreizung der äußeren Enden der beiden Betrtigungsarme .10, 11 bewirkt. Die mit dieser Spreizung erforderliche Schwenkbewegung der Betätigungsarme 10, 11 vr\ die durch die Schraube 27 gebildete gemeinsame Anlenkstelle ist wegen der vorstehend geschilderten Spielverhältnisse an der Schraube und wegen der Abstützung des Schraubenkopfes und der Mutter 27b über die einerseits sphärischen Unterlagscheiben 27a möglich. Auf diese "'eise v/erden die Bremsbacken 10a und lla geaeneinandergepraßt und bewirken eine sofortige gleichmäßige Abbremsung der ^eIIe 14. Die Bremskraft kann je nach Mansch durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Druckes des auf den Kolben 23 wirkenden Druckmittels verändert werde-

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Wenn die Welle 14 erneut bewegt, z.B. längsverschoben werden soll, wird lediglich der Druck des Druckmittels so weit herabgesetzt, daß die Betätigungsarme 10, 11 durch die Kraft der Schraubenfedern 30 und gegebenenfalls auch 31 wieder in ihre in Fig. 2 dargestellte Ausgangslage zusammengeführt werden, wodurch auch die Bremsbacken 10a und 11a die Welle 14 wieder freigeben.

Die beschriebene Reibungsbremse ist Über ihre gleichmäßige zügige Wirkung hinaus auch einfach und billig herstellbar und erfordert nach einer ursprünglich richtigen Einstellung praktisch keine Wartung oder überwachung mehr.

Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. Wenn die beschriebene Ausbildung der gemeinsamen Anlenkstelle der beiden Bremsbacken auch bevorzugt wird, so ist doch auch eine andere geeignete Ausbildung dieser Gelenkstelle denkbar. Es ist weiterhin möglich, die Anwendung des Druckmittels statt übej.· den beschriebenen Kolben über andere, auf die Platte 22 einwirkende übertragungsmittel, z.B. über einen Balg, eine Membran od.dgl. vorzunehmen. Statt durch überdruck könnte die Betätigung schließlich auch durch Unterdruck erfolgen, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.

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Claims

T50Ö843

1. Durch ein Druckmittel betätigbare Reibungsbremse zum Festhalten einer Welle, eines Rohres od.dgl. insbesondere gegen ein Längsverschieben, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei die Welle (14) jeweils etwa halb umgreifende Bremsbacken (10a, lla) aufweist, die anderseits einer neben der Welle (14) od.dgl. befindlichen gemeinsamen Anlenkstelle (Schraube 27) als Betätigungsarme (10, 11) mit einander zugekehrten Ausnehmungen (17, 20) zur Aufnahme eines zu ihrem Auseinander schwenken bestimmten Kolbenmechanismus od.dgl. autgebildet sind, der mit einer lose zwischen die einander zugekehrten Außenwände der Ausnehmungen (17, 20) greifenden Platte (22) verbunden ist, die über den Kolbenmechanismus im Sinne einer Auseinanderspreizung der Betätigungsarme (10, 11) und damit der Klemmbewegung der Bremsbacken (10a,\ lla) kippbar ist.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand (32) der äußeren Enden der nichtbetätigten Bremsbacken (lOa, lla) den bei der Bremsung und entsprechenden Gegeneinanderschwenkung eintretenden Gesamthub dieser beiden Enden gegeneinander nur um einen kleinen Sicherheitsbetrag übersteigt.

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3. Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (32) etwa 2 % des Durchmessers der Welle (14) beträgt,

4. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Anlenkstelle der beiden Bremsbacken (10a, lla) aus einer sie in zwei zueinander fluchtenden und quer zur Wellenachse verlaufenden Bohrungen (26) mit Spiel durchsetzenden Schraube (27) mit Mutter (27b) od.dgl. besteht, deren Kopf und Mutter (27b) Über einerseits sphärische Unterlagscheiben (27a) in angepaßten sphärischen Einsenkungen an den äußeren Bohrungsenden abgestutzt sind.

5. Bremse n.ach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betätigungsarme (10, 11) im Bereich ihrer freien Enden über federnde Mittel (Schraubenfedern 30) nachgiebig gegeneinander gespannt sind.

6. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im übrigen dem Wellendurchmesser angepaßten, etwa halbzylindrischen Ausnehmungen (12, 13) der Bremsbacken (lOa, lla) jeweils eine nutartige Vertiefung (15, 16) aufweisen.

7. Bremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (15,16) jeweili am Grunde der halbzylindrischen

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Ausnehmungen (12, 13) angeordnet und als im Querschnitt kreisbogenförmige Mulden mit einer einem Kreissektor von etwa 50° entsprechenden Bogenlänge ihres Querschnitts ausgebildet sind.

8, Bremse nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Vertiefungen (15, 16) etwa 75 % des Wellenradius beträgt.

9, Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenmechanismus einen mit der Platte (22) fest verbundenen und in der ihn aufnehmenden Ausnehmung (17) mittels eines Dichtringes (25) abgedichteten Kolben (23) aufweist und die Platte (22) zwischen die der Anlenkstelle (Schraube 27) abgelegenen, einander zugekehrten Außenwände der Ausnehmungen (17, 20) greift.

10. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende der Platte (22) in einer angepaßten Ausnehmung (21) der Außenwand der vom Kolben (23) freien Ausnehmung (20) und dementsprechend des freien Endes des vom Kolben freien Betätigungsarmes (11) geführt ist,

11. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Grunde der ihn aufnehmenden Ausnehmung (17) zugekehrte, druckbeaufschlagbare Fläche des

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Kolbens (23) an ihrer in bezug auf die Anlenketelle (Schraube 27) außen und im Bereich einer ZufUhrungebohrung (18) für das Druckmittel gelegenen Stelle des Grundes der Ausnehmung (17) etwas nach dem anderen Kolbenende hin abgeschrägt ist.

12. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) durch Federkraft (Federn 31) nachgiebig in seine Ausgangslage vorgespannt ist, bei der die Platte (22) in Längsrichtung der Betätigungsarme (10, 11) verläuft und die Bremsbacken (10a, lla) die Welle (14) freigeben.

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