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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch gegen Federdruck
luftbare Reibungsbremse für Elektromotoren mit auf Bremsbacken wirkendem beweglichem
Anker und selbsttätigem Verschleißausgleich.
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Bei einer derartigen Reibungsbremse führt der auf den Bremsbacken
wirkende Magnetanker, beispielsweise eines Elektromagneten, bei jedem Arbeitsspiel
einen bestimmten Hub aus, für den der Magnet bemessen ist. Nützt sich jedoch der
Bremsbelag im Laufe der Zeit mehr und mehr ab, so muß der Magnet einen immer größer
werdenden Hub überwinden, und es könnte der Fall eintreten, daß der Magnet bei einem
bestimmten Verschleißwert des Bremsbelages die erforderliche Kraft zum Lüften der
Bremse nicht mehr aufbringt, sofern er nicht von vornherein überdimensioniert worden
ist. Um solche Nachteile zu vermeiden, ist es zweckmäßig, einen Verschleißausgleich
vorzusehen,damit der Magnetanker möglichst immer nur den gleichen Hub auszuführen
hat.
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Es ist ein Nehmerzylinder mit Nachstellvorrichtung mit einer im Kolben
gleitend bewegbaren Kolbenstange bekannt (deutsche Patentschrift 1091883), welcher
zwei einseitig in Bremslöserichtung wirkende Gesperre aufweist, von denen das eine
die Bewegung der Kolbenstange im Kolben und das andere die Bewegung des Kolbens
im Zylinder verhindert.
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Nach einem weiteren Merkmal sind auf dem zwischen Kolben und Belagträger
im Kolben verschiebbar angeordneten Druckbolzen zwei bei Betätigung verschiebbare,
beim Lösen selbstsperrende Klemmscheiben oder andere Klemmelemente derart angeordnet,
daß die eine Klemmscheibe am Kolben durch Federdruck anliegt, während die andere
Klemmscheibe zwischen zwei Anschlägen im Zylinder bewegbar ist. Die Klemmscheiben
sind also derart ausgebildet, daß eine Verschiebung des Druckbolzens in Betätigungsrichtung
(Bremseinrückrichtung) nicht gehemmt wird, jedoch bei einer Verschiebung in entgegengesetzter
Richtung (Bremsausrückrichtung) die selbstsperrende Wirkung der Klemmscheiben einsetzt.
Die selbstsperrende Wirkung wird dadurch erreicht, daß sich die am Innendurchmesser
der Scheiben angeordneten Segmente in den Bolzen eindrücken und somit eine relative
Verschiebung der Teile gegeneinander verhindern. Durch das Eindrücken der Segmente
in den Bolzen ist aber ein stufenloser Verschleißausgleich nicht gewährleistet,
da die Segmente erst wieder eindrücken können, wenn der aufgetretene Verschleiß
größer als die Einkerbbreite der Segmente in den Bolzen ist. Dadurch bedingt, kann
nach Abnutzung des Bremsbelages der Bolzen nicht wieder verwendet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetisch gegen Federdruck
luftbare R eibungsbremse zu schaffen, welche auch auf allerkleinste Abnutzungen
des Bremsbelages so exakt anspricht, daß der Hub des Magnetankers immer konstant
bleibt und ein wirklich stufenloser Verschleißausgleich gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Magnetanker
ein auf einen Bremsbelag wirkender Druckbolzen geführt ist, auf dem eine Büchse
zwischen zwei Anschlägen um eine dem Normalhub entsprechende Strecke axial verschieblich
angeordnet ist, wobei der Druckbolzen mit dem Magnetanker einerseits und über die
Büchse mit dem feststehenden Magnetkörper andererseits durch je an sich bekannte,
in Bremsausrückrichtung als Gesperre wirkende, flachkegelige Ringspannscheiben zusammenwirkt.
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Nach einem weiteren Kennzeichen wird die von den Ringspannscheiben
auf die Teile ausgeübte Reibungskraft noch dadurch verstärkt, daß die Ringspannscheiben
unter Wirkung vorgespannter Tellerfedern festgelegt sind. Die für den Verschleißausgleich
verwendete Büchse kann auf dem Druckbolzen zwischen zwei Anschlägen direkt aufgesteckt
sein. Es ist jedoch auch möglich, die Büchse und den Druckbolzen mit gleichen Außendurchmessern
herzustellen, wenn die Büchse auf einen querschnittsverjüngten Teil des Druckbolzens
aufgesteckt ist. Dadurch können für den Druckbolzen und die Büchse Ringspannscheiben
gleicher Abmessungen verwendet werden.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung
dient zur näheren Erläuterung derselben. Die im wesentlichen rotationssymmetrische,
im Längsschnitt dargestellte Reibungsbremse besitzt einen feststehenden Magnetkörper
6, gegenüber welchem ein Magnetanker 1 verschiebbar gelagert ist. In der
dem Magnetanker 1 zugekehrten Stirnfläche 5 des Magnetkörpers 6 ist eine Magnetspule
7 angeordnet. In der Zeichnung ist die Bremsstellung dargestellt. Bremsfedern 9
übertragen die Bremskraft über den Magnetanker 1 und eine sich in diesem abstützende
Ringspannscheibe 13 auf einen Druckbolzen 2, welcher seinerseits über einen. Bremsbelag
8 mit der Bremskraft FD gegen eine rotierende Bremsscheibe 4 drückt. Läßt
man einen Strom durch die Magnetspule 7 fließen, so wird der Magnetanker 1 gegen
die Wirkung der Federn 9 an den Magnetkörper 6 gezogen, und die Bremse ist gelüftet.
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Der Druckbolzen 2 trägt auf einem querschnittsverjüngten Teil 2' eine
Büchse 3, welche gegenüber dem Druckbolzen 2 zwischen einem Sicherungsring 10 und
einer durch die Querschnittsverjüngung des Druckbolzens 2 gebildeten Anschlagfläche
11 um eine dem Normalhub entsprechende Strecke SA, axial verschiebbar
ist. Gegenüber dem Magnetkörper 6 ist jedoch die Büchse 3 nur in Bremsrichtung verschiebbar,
da eine am Magnetkörper 6 mittels eines Flansches 17 befestigte Ringspannscheibe
12 eine Bewegung in der Gegenrichtung verhindert. Die von der Ringspannscheibe 12
aufgebrachte Reibungskraft wird durch eine zusätzliche Tellerfeder 14 ebenso verstärkt
wie diejenige der Spannscheibe 13 durch eine Tellerfeder 15.
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Es ergibt sich folgende Wirkungsweise des Verschleißausgleichs. Solange
am Bremsbelag 8 kein Verschleiß auftritt, bewegt sich der Anker 1 und mit ihm der
Druckbolzen 2 bei jedem Arbeitsspiel immer nur um den Normalhub SN. Die Büchse 3
bleibt dabei, gehalten durch die Ringspannscheibe 12 in Ruhe. Erst wenn der
Bremsbelag 8 einen Verschleiß d V aufweist, bewegen sich Magnetanker 1 und
Druckbolzen 2 um das Maß SN + d V nach links. Hierbei wird aber auch die
Büchse 3 durch den Sicherungsring 10 um das Maß d V nach links verschoben.
Beim nachfolgenden Lufthub liegt die Anschlagfläche 11 früher an der Büchse 3 an
als der Magnetanker 1 am Magnetkörper 6. Da die Büchse 3 nach rechts nicht
verschiebbar ist, verschiebt sich nun unter der Kraftwirkung des Elektromagneten
der Magnetanker 1 gegenüber dem Druckbolzen 2 um d V nach rechts. Damit ist
der Verschleiß ausgeglichen, und der Magnetanker 1 bewegt sich bei weiteren Bremsvorgängen
nur um den Normalhub SN. Der Verschleißausgleich
spricht, wie Versuche
gezeigt haben. bereits bei geringsten Verschleißwerten in der Größenordnung von
0,1 mm an, so daß der Magnetanker praktisch den Normalhub Slv nie überschreitet.
Das in der Zeichnung dargestellte Maß d v ist nur der Anschaulichkeit halber
vergrößert wiedergegeben worden.
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Die von der Ringspannscheibe 13 aufgebrachte Reibungskraft FR, analog
auch die der Ringspannscheibe 12, ist abhängig von dem Schrägungswinkel a der Ringspannscheibe,
der so gewählt ist, daß reine Selbsthemmung vorhanden ist. Da die Reibungskraft
dem Produkt aus der Normalkraft Fv und dem Reibungskoeffizienten ß, zwischen
Ringspannscheibe und Druckbolzen entspricht und größer sein muß als die Bremskraft
FD, so ergibt sich als Funktionsbedingung, daß der Tangens des Schrägungswinkels
x <__ ,uo. Dadurch also, daß der Schrägungswinkel a so gewählt ist, daß
er immer kleiner als der Reibungswinkel o ist, wobei tan P =,uo, baut sich aus der
vom Magnetanker über die Rngs-pannscheibe in Bremseinrückrichtung auf den Druckbolzen
zu übertragenden Bremskraft FD eine entgegengesetzt wirkende Reibungskraft
FR auf, die stets größer ist als die Bremskraft FD, auf Grund der Bedingung
tan x C ,uo, d. h., die Ringspannscheibe wirkt gegenüber dem Druckbolzen selbsthemmend.
Somit kann nur auf Grund des Kräfteverhältnisses eine Verschiebung des Druckbolzens
gegenüber der Ringspannscheibe entgegen der Bremseinrückrichtung nicht erfolgen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch die Erfüllung der Bedingung »Selbsthemmung« kleinste Nachstellverschiebungen
möglich sind und ein wirklich stufenloser Verschleißausgleich gewährleistet ist,
ferner eine Wiederverwendung des Druckbolzens nach Erneuerung des Bremsbelages möglich
wird.
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Darüber hinaus ist durch den erfindungsgemäßen konstruktiven Aufbau
des Verschleißausgleiches eine kompakte Bauform und eine zuverlässige Wirkung selbst
bei der Übertragung großer Bremskräfte gewährleistet, wobei die erforderliche Bremskraft
stets konstant gehalten wird.