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B e s c h r e i b un g Elektromagnetische Bremslüftvorrichtung Die
Erfindung betrifft elektromagnetisch betätigte Bremslüftvorrichtungen, bei denen
das Bremslamellenpaket zwischen dem Anker des Magnetsystems und einer Grundplatte
bzw. Befestigungsplatte durch Federdruck zusammengepreßt wird. Derartige Bremslüftvorrichtungen
werden beispielsweise bei Hebezeugen und Werkzeugmaschinen verwendet.
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Es ist eine Bremslüftvorrichtung der beschriebenen Art bekannt, bei
der die Vorrichtung an dem einen Wellenende einer Maschine in einem allseitig geschlossenen
Gehäuse angebracht ist, das den Magnetteil der Vorrichtung
auf der
Befestigungsplatte abstützt. Das bei Unterbrechung des Stromkreises in dem Lamellenpaket
auftretende Bremsdrehmoment wird von den außen verzahnten Lamellen auf die Befestigungsplatte
abgesetzt. Um die in dem Magnetsystem und die in dem Lamellenpaket durch Vernichtung
der kinetischen Energie auftretende Wärme über die Gehäusewand nach außen führen
zu können, ist das Gehäuse mit einer Flüssigkeit, z. B. einem Öl, gefüllt.
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Die Lamellen besitzen radial gerichtete Nuten, durch die das Öl bei
Betrieb in Umlauf gesetzt wird. Gleichzeitig wird durch das Öl eine Schmierung der
sich relativ zueinander drehenden Teile bewirkt. Da aber auch die Bremsflächen benetzt
werden, tritt eine Beeinträchtigung der Bremswirkung auf, welcher durch Verstärkung
der Federspannung entgegengewirkt werden muß, was wiederum einen stärkeren Magnet
bedingt.
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Es ist weiter schon eine elektromagnetische Bremslüftvorrichtung
vorbeschrieben, bei der zwischen der Grundplatte und dem ringscheibenförmigen Anker
ein Lamellenpaket zusammenspannbar ist, welches durch die Ventilationswirkung der
umlaufenden innen verzahnten Lamelle kühlbar ist. Die Außenlamellen dieses Lamellenpaketes
stehen mit säulenförmigen Elementen in Eingriff,
welche das Bremdrehmoment
auf die Grundplatte absetzen und gleichzeitig zur Unterstützung des Magnetgehäuses
sowie zur Führung der Ankerscheibe dienen. Die Spulen sind in einem geschlossenen
Magnetgehäuse eingeordnet, welches lediglich mit seiner Außenseite mit der Umgebungsluft
in Berührung steht. Eine wirkungsvolle Kühlung des Magnetsystems ist bei dieser
bekannten Einrichtung daher nicht möglich. Gleichzeitig weist diese bekannte Lüftvorrichtung
den Nachteil auf, daß der Federdruck auf den Ringscheibenanker lediglich durch eine
einzige zentral angeordnete und in ihrer Federkraft unveränderbare Druckfeder erzeugt
wird. Abgesehen davon, daß die zentral wirkende Druckkraft relativ ungünstig für
das gleichmäßige Zusammenpressen des Lamellenpaketes ist, besteht auch die Gefahr,
daß die Bremslüftvorrichtung bei Auftreten eines Fehlers der einzigen Feder unbrauchbar
wird. Schließlich muß bei Nachlassen der Federkraft bzw. bei Abnutzen der Bremsbelege
die Feder ausgewechselt werden oder von vornherein eine Feder verwendet werden,
deren Druckkraft größer ist als normalerweise benötigt wird.
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Im Gegensatz zu dieser bekannten Bremslüftvorrichtung sieht die Erfindung
statt einer einzigen zentralen Druckfeder mehrere in bekannter Weise in Umfangsrichtung
verteilt
angeordnete Federn vor. Hierdurch werden nicht nur die
obigen Nachteile bezüglich der Federwirkung vermieden, sondern gleichzeitig die
Möglichkeit geschaffen, den von dem ringförmigen Magnetgehäuse umschlossenen Raum
als Ansaugkanal für die durch das Lamellenpaket geförderte Luft zu verwenden. Hierdurch
wird gegenüber den durch spezielle Öffnungen an der Grundplatte vorgesehenen Eintrittsöffnungen-bei
der bekannten Einrichtung ein wesentlich ungehindeterer Luftzutritt zu dem Lamellenpaket
sowie gleichzeitig damit eine intensive Kühlung des Magnetgehäuses erreicht.
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Es ist aber auch schon eine elektromagnetische Bremslüftvorricht
ìng mit einem unter Federdruck stehenden Ringscheibenanker bekannt, bei dem die
Außenlamellen des Lamellenpaketes ebenfalls mit säulenförmigen Elementen, die zur
Übertragung des Bremsdrehmoments, zur Führung der Ankerscheibe und zum Zusammenhalt
der Gehäusehälften der Bremslüftvorrichtung dienen, in Eingriff stehen. Zwar zeigt
diese bekannte Einrichtung bereits mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete
Druckfedern, welche auf dem Ringscheibenanker zur Einwirkung kommen. Dagegen ist
im Gegensatz zu der oben genannten bekannten Anordnung kein eigentliches Magnetgehäuse
vorgesehen ; vielmehr sind
die Teile des Magnetsystems teilweise
an dem Motorschild und teilweise im Scheibenanker befestigt. Bei dieser bekannten
Einrichtung besteht daher keine Möglichkeit, das Magnetsystem ohne Veränderung der
übrigen Teile der Einrichtung auszuwechseln, so daß die Bremslüftvorrichtung gemäß
der Erfindung wahlweise mit einer leichstromwicklung als auch mittels Drehstromwicklungen
betrieben werden kann.
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Darüber hinaus sind bei dieser bekannten Einrichtung die Federn, welche
auf den Anker wirken, auf die säulenförmigen Elemente gefädelt.
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Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Bremslliftvorrichtung
zu schaffen, welche durch die Zentrifugalwirkung der umlaufenden Lamellen selbsttätig
einen Kühlluftstrom erzeugt, welcher die im Lamellenpaket und im Magnetsystem entstehende
Wärme rasch und wirkungsvoll abführt. Gleichzeitig soll die zu schaffende Bremslüftvorrichtung
einen sehr einfachen Aufbau aufweisen, der nicht nur ein Auswechseln der einzelnen
Teile in einfacher Weise ermöglicht, sondern auch gestattet, die Bremslüftvorrichtung
als Einheit an die betreffende Welle bzw. Maschine anzubauen.
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Die Erfindung geht aus von einer elektromagnetischen Bremslüftvorrichtung,
insbesondere für Werkzeugmaschinen und Hebezeuge mit unter Federdruck stehendem
Ringscheibenanker und einem zwischen diesem und einer Grundplatte der Vorrichtung
zusammenspannbaren und durch die Ventilationswirkung der umlaufenden Lamellen kühlbaren
Lamellenpaket, de : sen Außenlamellen mit säulenförmigen Elementen in Eingriff stehen,
die außer zur Übertragung des Bremsdrehmoments auf die Grundplatte gleichzeitig
zur Unterstützung des Magnetgehäuses sowie zur Führung des Ankers dienen. Das Neue
besteht gemäß der Erfindung darin, daß mehrere in an sich bekannter Weise im radialen
Abstand von der Drehachse angeordnete und auf den Ringscheibenanker wirkende Druckfedern
vorgesehen sind, daß die Druckfedern etwa auf dem gleichen Kreis wie die säulenförmigen
Elemente, jedoch gegenüber diesen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, und
daß das Magnetgehäuse einen freien zentralen Durchgang für die von den umlaufenden
Lamellen angesaugte Luft aufweist.
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Die Lamellen liegen also zwischen den Säulen nach außen hin frei.
Bei gelüfteter Bremse kann also Luft von den sich mitdrehenden Innenlamellen durch
das Lamellenpaket
hindurchgefördert werden, welche entstehende
Wärme abführt. Dadurch, daß die säulenförmigen Elemente gemäß der Erfindung außer
zur Aufnahme des Bremsdrehmoments auch zur Befestigung des ringförmigen Magnetgehäuses
dienen, ergibt sich weiterhin bei gleich großem Außendurchmesser der Lamellen für
die erfindungsgemäße Vorrichtung eine merklich kompaktere Bauweise als bei den bekannten
Bremslüftvorrichtungen.
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Diese neue Anordnung hat gegenüber den bekannten Anordnungen noch
weitere wesentliche Vorteile. Zunächst können die säulenförmigen Elemente unabhängig
von den Federn ausgebildet werden und beispielsweise, wie in Anspruch 2 gekennzeichnet,
durch Ausklinken aus der Grundplatte geschaffen werden. Darüber hinaus können sich
die Federn bei der Anordnung gemäß der Erfindung theoretisch über die gesamte Länge
zwischen Grundplatte und Ende des Magnetgehäuses erstrecken und somit ein sicheres
weiches Arbeiten der Vorrichtung gewährleisten.
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Eine solche Möglichkeit besteht bei keiner der bekannten Einrichtungen.
Schließlich ermöglicht es die erfindungsgemäße Anordnung, die Federkraft der Druckfedern
in einfacher Weise einstellbar zu verändern, indem sie in einem ringförmigen Widerlager
abgestützt werden, welches in
axialer Richtung gegenüber der Druckplatte
verstellt werden kann.
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Vorzugsweise bilden die säulenförmigen Elemente jedoch mit der Befestigungsplatte
eine Einheit und sind aus dieser durch Ausklinken radial gerichteter streifenförmiger
Teile erhalten. Diese Teile sind im Längsschnitt in Form eines nach außen offenen
U gebogen, an dessen freiem Schenkel das Magnetgehäuse befestigt ist.
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Zur Führung und Zentrierung der Außenlamellen sind diese mit Ausnehmungen
versehen, deren parallele seitliche Begrenzungsflächen mit den Flächen der ausgeklinkten
Teile zusammenwirken.
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Das Widerlager für die Druckfedern besteht vorteilhafterweise aus
einem das Magnetgehäuse umgebenden Ring, der an der Befestigungsplatte in Bezug
auf seine axiale Lage einstellbar befestigt ist.
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Es ergibt sich durch diese Anordnung eine sehr kompakte Bauweise
der Vorrichtung. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sämtliche Teile der Vorrichtung
im wesentlichen direkt an der Befestigungsplatte bzw. den
säulenförmigen
Elementen befestigt sind, so daß wahlweise ein Magnetgehäuse mit Gleichstromspule
oder ein Magnetgehäuse mit Drehstrommagnetsystem verwendet werden kann.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine Aufsicht
auf eine elektromagnetische Bremslüftvorrichtung nach der Erfindung. Fig. 2 zeigt
einen Längsschnitt längs der Linie IN, IM in Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform,
die an dem Lagerschild eines Motors angebracht ist.
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Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer auseinandergenommenen
Vorrichtung, die nur geringfügige Abwandlungen gegenüber der Vorrichtung nach Fig.
3 aufweist, und Fig. 5 zeigt eine Ansicht auf ein Magnetgehäuse mit
durch
Drehstrom gespeistem Magnetsystem.
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Die in den Figuren dargestellte Dremslüftvorrichtung nach der Erfindung
umfaßt ein ringförmiges agnetgehäuse 1, einen durch Druckfedern 2 beaufschlagten
Ringscheibenanker 3 und ein Lamellenpaket 4, welches zwischen dem Anker und einer
als letzte Außenlamelle wirkenden Grundplatte 5 zusammengepreßt wird. Das Magnetgehäuse
1 ist mit Flanschtellen 6 mittels im Querschnitt rechteckiger, am Umfang verteilt
angeordneter Abstandsstücke 7 und Schrauben 8 an der Grundplatte befestigt, wobei
die Abstandstücke gegen Verdrehen gesichert sind. Die Abstandsstücke 8 arbeiten
mit Aussparungen an den Außenlamellen 9 zusammen, wobei sie diese gleichzeitig führen
und zentrieren. Um einen langen Federweg und damit eine flache
| 1 |
| Kennlinie zu erhalten, sind an dem Anker 3 Federtöpfe |
10 vorgesehen, die bis in Bohrungen 11 in der Grundplatte 5 ragen und gleichzeitig
zur Führung der Federn dienen.
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Als Widerlager für die Federn dient ein Ring 12, der das Magnetgehäuse
umgibt und durch die Köpfe der Schrauben 8 gegen Verdrehen gesichert ist. Der Widerlagerring
12 ist mittels einer Gewindehülse
13 gehalten, die mit einem an
der Umfangsfläche der Befestigungsplatte vorgesehenen Gewinde 14 in Eingriff steht.
Die Mantelfläche der Gewindehülse weist große Durchgangsöffnungen auf, so daß nur
verhältnismäßig schmale Stege vorhanden sind.
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Wie man aus den Fig. 1 und 2 deutlich entnehmen kann, liegen die
Federtöpfe 10, die Abstandsstücke 7 sowie die Schrauben 15, die zur Befestigung
der Befestigungsplatte an eine Maschine dienen, etwa auf dem gleichen Radius, so
daß sich eine vorteilhafte Raumausnutzung und damit eine kompakte Bauform ergibt.
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Man erkennt weiter, daß die Luft sowohl von innen durch das Magnetgehäuse
als auch von außen frei an dem Lamellenpaket, ja sogar zum Teil zwischen den einzelnen
Lamellen und zwischen Anker und Magnetgehäuseentlangstreichen kann, um die in der
Vorrichtung entwickelte Wälme abzuführen.
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Die Federvorspannung der Druckfedern läßt sich durch Verdrehen der
Gewindehülse 13 stufenlos einstellen. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform
der
Bremslüftvorrichtung nach der Erfindung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen
im wesentlichen durch eine andere Ausbildung der säulenförmigen Elemente.
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Gleiche Teile sind in der gleichen Weise bezeichnet wie in Fig. 1
und 2.
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Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die säulenförmigen Elemente 16 bei
dieser Ausführungsform mit der aus Blech bestehenden Grundplatte 17 eine Einheit
bilden. Sie sind durch Ausklinken radial gerichteter streifenförmiger Teile erhalten,
deren Ende 18 nach außen abgewinkelt ist.
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Die Teile 19 zwischen den ausgeklinkten Armen'-16 bilden eine zylindrische
Zentrierfläche 20 zum Zentrieren der Vorrichtung an einer Maschine. Außerdem sind
Löcher in der Befestigungsplatte vorgesehen, um diese mittels Schrauben 21 an der
Maschine zu befestigen. Die Außenlamellen 9, von denen nur eine in Fig. 4 dargestellt
ist, weisen Ausschnitte 23 auf, deren seitliche Begrenzungen mit den Armen 16 in
Eingriff stehen. In gleicher Weise ist auch der-ingscheibenanker 3 mittels der Ausschnitte
24 geführt und zentriert. Der Widerlagerring 12 ist gemeinsam mit dem Magnetgehäuse
1 durch Schrauben 25 an den abgewinkelten Enden
18 der Arme befestigt.
Seine axiale Lage und damit die Federspannung ist durch die Anzahl der zwischengelegten
Abstandsringe 26 bestimmt, von denen in Fig. 4 nur einer dargestellt ist. Bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist dagegen die Federspannung, wie in Fig. 2 dargestellt,
durch eine Gewindehülse einstellbar. Die Fig. 3 zeigt außerdem die Anordnung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung an dem Lagerschild eines Motors, bei dem es sich beispielsweise
um den Antriebsmotor eines Krans handeln kann. Die Innenlamellen 27 laufen mit der
Welle 28 um und übertragen die Bremskraft auf die teIle.
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Bei dem Magnetsystem der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele
handelt es sich um eine Ringspule, die direkt oder über einen Gleichrichter gespeist
wird. Da an dem die Spule umgebenden Magnetgehäuse keine weiteren Teile der Vorrichtung
befestigt sind, kann das Magnetsystem ohne weitere Änderungen, z. B. durch ein von
Drehstrom gespeistes Magnetsystem, wie es in Fig. 5 gezeigt ist,. der ein Magnetsystem
anderer Abmessungen, ersetzt werden. Schutzansprüche