DE19737485C1 - Electromagnetically-operated brake - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigbare Bremse mit einem wenigstens eine Elektromagnetspule und eine Federanordnung aufnehmenden Spulenkörper, einer - auf eine Drehachse bezogen - axial verschiebbar gelagerten Ankerschei be, die durch die Kraft der Federanordnung belastet ist, ei ner drehbar angeordneten Bremsscheibe und einem auf der dem Spulenkörper abgewandten Seite der Bremsscheibe angeordneten Bremsflansch, sowie ein Mehrfachbremsaggregat mit wenigstens zwei derartigen elektromagnetisch betätigbaren Bremsen.The invention relates to an electromagnetically actuated Brake with at least one electromagnetic coil and one Spring arrangement receiving bobbin, one - on one Axis of rotation related - axially displaceably mounted anchor plate be loaded by the force of the spring assembly, egg ner rotatably arranged brake disc and one on the Coil side away from the brake disc Brake flange, as well as a multiple brake unit with at least two such electromagnetically actuated brakes.
Aus der DE 33 38 289 C2 ist eine federdruckbetätigte und elektromagnetisch lüftbare Reibbremse bekannt, bei der einem Elektromagneten eine in axialer Richtung bewegbare Anker scheibe zugeordnet ist. Diese Ankerscheibe besteht aus mehre ren einzelnen ringförmigen Teilscheiben, die gemeinsam mit Hilfe mehrerer rotationssymmetrisch um eine zugehörige Ar beitswelle angeordneter Druckfedern gegen eine Bremsscheibe gedrückt werden. Die Bremsscheibe weist entsprechende Brems beläge auf und ist mit Hilfe einer Nabe, an der sie über eine Verzahnung festgelegt ist, drehfest mit der Arbeitswelle ver bunden. Das Lüften der Reibbremse erfolgt über ein Einschal ten des Elektromagneten, der die unterschiedlich stark ausge führten ringförmigen Teilscheiben unterschiedlich gegen die Kraft der Druckfedern anzieht, so daß sich ein reduziertes Schlaggeräusch einer derartigen Bremse gegenüber einer Bremse mit einstückiger Ankerscheibe ergibt.From DE 33 38 289 C2 is a spring-operated and Electromagnetically ventilated friction brake known in which one Electromagnets an armature movable in the axial direction disc is assigned. This armature disk consists of several ren individual annular dividing disks, which together with Using several rotationally symmetrical around an associated ar beitswelle arranged compression springs against a brake disc be pressed. The brake disc has corresponding brake pads and is with the help of a hub to which it has a Gearing is fixed, rotatably ver with the working shaft bound. The friction brake is released via a shutter ten of the electromagnet, which made the different degrees led ring-shaped dividing discs differently against the Force of the compression springs attracts, so that a reduced Impact noise of such a brake compared to a brake with one-piece armature plate.
Die DE 24 04 473 A1 offenbart eine elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse für ein Aufzugstriebwerk, bei der die Anker scheibe aus mehreren, in axialer Richtung um die Größe des Ankerhubes unabhängig voneinander beweglichen Teilen besteht. Diesen unabhängig voneinander beweglichen Teilen ist ein ge meinsamer Lüftmagnet sowie jeweils ein Satz von Druckfedern zugeordnet.DE 24 04 473 A1 discloses an electromagnetically ventilable Spring-applied brake for an elevator engine in which the anchor disc from several, in the axial direction by the size of the Armature stroke is independent of moving parts. This independently movable parts is a ge common release magnet as well as a set of compression springs assigned.
Aus der DE 295 10 828 U1 ist eine elektromagnetisch betätigte Reibungs-Sicherheitsbremse bekannt, bei der beidseitig einer einzelnen, mittig angeordneten Magnetspule jeweils eine An kerscheibe und eine Bremsscheibe sowie eine die Ankerscheibe gegen die Bremsscheibe drückende Federanordnung zugeordnet sind.From DE 295 10 828 U1 is an electromagnetically operated Friction safety brake known, one on both sides individual, centrally arranged solenoid coil one each core disk and a brake disk as well as the armature disk Associated spring arrangement pressing against the brake disc are.
In der DE 27 30 168 A1 ist eine elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse für eine zweistufige Bremsung vorgesehen, wobei eine zweiteilige Ankerscheibe aus einem radial inneren und einem radial äußeren Teil besteht, wobei sowohl dem ra dial inneren als auch dem radial äußeren Teil jeweils eigene Federanordnungen zugeordnet sind.DE 27 30 168 A1 discloses an electromagnetically ventilable Spring pressure brake intended for two-stage braking, where a two-piece armature plate from a radially inner and a radially outer part, both the ra dial inner and the radially outer part each own Spring arrangements are assigned.
Eine weitere elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse ist aus der DE 34 24 595 A1 bekannt. Die Ankerplatte dieser Fe derdruckbremse ist in mehrere segmentartige Abschnitte unter gliedert, die voneinander unabhängig federbelastet und axial beweglich sind, und die in einer gemeinsamen Ebene liegen. Den Ankerplattensegmenten sind mehrere selbständig ein- und ausschaltbare Elektromagneten zugeordnet, die in einer ge meinsamen Wirkebene liegen und jeweils einzeln oder gruppen weise auf die Segmente einwirken können. Another electromagnetically ventilated spring pressure brake is known from DE 34 24 595 A1. The anchor plate of this Fe the pressure brake is divided into several segment-like sections structure that is independently spring-loaded and axial are movable, and which lie in a common plane. The anchor plate segments are several independently on and switchable electromagnets assigned in a ge common level of action and each individually or in groups can act wisely on the segments.
Die DE-OS 15 75 989 betrifft eine elektromagnetische Bremse, die eine zentrale Bremsscheibe sowie zu beiden Seiten der Brems scheibe jeweils einen Elektromagneten aufweist. Jedem Elek tromagneten ist jeweils ein Bremsbacken zugeordnet, der auf die Bremsscheibe wirkt. Die Bremse stellt somit ein Doppel bremsaggregat dar.DE-OS 15 75 989 relates to an electromagnetic brake, the a central brake disc as well as on both sides of the brake disc each has an electromagnet. Every elec A brake shoe is assigned to the tromagneten the brake disc works. The brake thus makes a double brake unit.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetisch betätig bare Bremse der eingangs genannten Art sowie ein Mehrfach bremsaggregat mit wenigstens zwei derartigen elektromagne tisch betätigbaren Bremsen zu schaffen, die bei möglichst einfachem Aufbau und geringem Bauraum ein reduziertes Schalt geräusch aufweisen.The object of the invention is to operate an electromagnetically bare brake of the type mentioned and a multiple Brake unit with at least two such electromagnets table-operated brakes to create, if possible simple construction and small installation space a reduced switching exhibit noise.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federanordnung unterschiedlich dimensionierte und/oder ver teilt angeordnete Federelemente aufweist, die auf die Anker scheibe bezüglich der Drehachse asymmetrisch verteilte Kraft momente ausüben. Durch die erfindungsgemäße Lösung nach An spruch 1 wird die Ankerscheibe kontinuierlich mit einer asym metrisch verteilten Last beaufschlagt, was dazu führt, daß sich die Ankerscheibe bei einem Betätigungsvorgang durch eine aus der Summe der Magnet- und der Federkräfte resultierenden Kraft auf Biegung elastisch verformt. Daraus ergibt sich ein ungleichmäßiges und damit geräuschreduziertes Anschlagen der Ankerscheibe gegen den Spulenkörper oder die Bremsscheibe.This object is achieved in that the Spring arrangement of different dimensions and / or ver divides arranged spring elements, which on the anchor disk asymmetrically distributed force with respect to the axis of rotation exert moments. By the solution according to the invention Proverb 1 is the armature plate continuously with an asym metrically distributed load, which leads to the fact that the armature plate during an actuation process resulting from the sum of the magnetic and spring forces Force deformed elastically on bending. This results in a uneven and thus noise-reduced striking the Armature disk against the coil body or the brake disk.
Durch die verschiedenen, nachfolgend beschriebenen erfin dungsgemäßen Ausgestaltungen ergibt sich ein kompakt aufge bautes Bremsaggregat, das ein reduziertes Schaltgeräusch und eine sichere sowie unkomplizierte Handhabung gewährleistet.Through the various inventions described below Configurations according to the invention result in a compact structure Built brake unit, which has a reduced switching noise and safe and uncomplicated handling guaranteed.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ergibt sich ein abgefeder tes und gedämpftes Anschlägen der Bremsscheibe an der Reib scheibe bzw. dem Bremsflansch, wodurch bei einer einfallenden Ankerscheibe eine Geräuschminderung erzielt wird. Durch die Merkmale des Anspruchs 3 werden mit einfachen Mit teln Drehschwingungen der Bremsscheibe und damit auch der Ar beitswelle im gebremsten Zustand stark gedämpft und zusätz lich Schlaggeräusche zwischen Ankerscheibe und Reibelement minimiert.The features of claim 2 result in a cushion tes and dampened stop of the brake disc on the friction disc or the brake flange, which means that if there is an incident Armature disk a noise reduction is achieved. Due to the features of claim 3 with simple torsional vibrations of the brake disc and thus also the Ar beitswelle heavily damped in the braked state and additional Impact noises between the armature disk and the friction element minimized.
Durch die Merkmale des Anspruchs 6 wird das Betätigungsge räusch der mehrteilig ausgeführten Ankerscheibe sowohl beim Einfallen als auch beim Lüften nachhaltig gedämpft.Due to the features of claim 6, the actuator is noise of the multi-part armature plate both at Incident and sustainably dampened when ventilating.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist das Rebelement als ein die Bremsscheibe axial durchsetzender Reibklotz ausgeführt, der zwei parallele, senkrecht zur Dreh achse orientierte Reibflächen aufweist. Dadurch ist sicherge stellt, daß das Reibelement einfach und sicher an der Brems scheibe gelagert ist und optimal zur Schwingungsdämpfung ein setzbar ist.In a further embodiment of the invention according to claim 4 the vine element as an axially penetrating the brake disc Friction block executed, the two parallel, perpendicular to the rotation has axis-oriented friction surfaces. This ensures security provides that the friction element on the brake easily and safely disc is mounted and optimal for vibration damping is settable.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 weist das Reibelement zwei parallele, senkrecht zur Drehachse ori entierte Reibflächen mit unterschiedlichen Abständen zu den jeweils benachbarten Stirnflächen der Bremsscheibe auf. Damit steht eine ausreichende Verschleißnachstellung für die ent sprechende Bremse zur Verfügung.In a further embodiment of the invention according to claim 5 the friction element two parallel, perpendicular to the axis of rotation ori ent friction surfaces with different distances to the each adjacent end faces of the brake disc. In order to there is sufficient wear adjustment for the ent speaking brake available.
Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 wird eine besonders geräuscharm be tätigbare Bremse geschaffen, deren Ankerscheibe in Teilschei ben mit einem optimalen Dicken- und Massenverhältnis aufge teilt ist, wobei die zusätzlichen Beschichtungen der dünneren Teilscheiben mit Lagen aus nicht-magnetischem und/oder ela stisch nachgiebigem Material weitere Geräuschdämpfungseffekte erzielen. Dabei ergibt sich insbesondere bei einer Beschich tung aus nicht-magnetischem Material eine Abschwächung des magnetischen Flusses zwischen den einzelnen Teilscheiben. Insbesondere bei der Verwendung einer Beschichtung aus ela stisch nachgiebigem Material ergibt sich eine geräuscharme Abfederung der aufeinanderstoßenden Teilscheiben.Through an advantageous development of the invention with the Features of claim 7 will be particularly quiet Actuated brake created, the armature plate in part with an optimal thickness and mass ratio is divided, with the additional coatings of the thinner Dividing discs with layers of non-magnetic and / or ela resilient material further noise reduction effects achieve. This results in particular with a coating a weakening of the non-magnetic material magnetic flux between the individual dividing disks. Especially when using a coating made of ela soft material results in a low-noise Cushioning of the abutting dividing disks.
Für das Mehrfachbremsaggregat wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 8 gelöst. Dadurch ergibt sich ein einfach und kompakt aufgebautes Bremsaggregat, das mit beson ders einfachen Mitteln auf eine bestehende Arbeitswelle auf gesetzt und geräuschmindernd nachgestellt werden kann.For the multiple brake unit, the task is performed by Features of claim 8 solved. This results in a simple and compact brake unit with special simple means on an existing work wave can be set and adjusted to reduce noise.
Durch die Merkmale des Anspruchs 10 wird ein besonders ge räuscharm schaltbares Bremsaggregat erreicht, da die Anker scheiben nicht gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt beweg bar sind, wodurch der Geräuschspitzenpegel entsprechend abge senkt ist.Due to the features of claim 10, a particularly ge low-noise switchable brake unit achieved because the anchor discs do not move at the same time, but move at different times are bar, which means that the noise level is reduced accordingly is lowered.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung beschrieben und anhand einer Zeichnung dargestellt.Further advantages and features of the invention result from the subclaims. The following is a preferred embodiment Example of the invention described and based on a Drawing shown.
Die einzige Zeichnung, Fig. 1, zeigt eine Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Doppelbremsaggre gates in einem axialen Querschnitt.The only drawing, Fig. 1, shows an Ausfüh approximate shape of a double brake gates according to the invention in an axial cross section.
Ein Hebezeug in Form eines Prospektzuges zum Heben und Senken von Lasten weist einen nicht dargestellten Elektromotor auf, der über eine Arbeitswelle 14 einen nicht dargestellten Seil zug antreibt, an dem über Tragmittel entsprechende Lasten be festigt sind. Mit einem solchen Prospektzug sind auch Perso nen transportierbar. Auf die Arbeitswelle 14 ist ein erfin dungsgemäßes Doppelbremsaggregat 1 aufgesetzt und über eine Montageplatte 10 fest mit einem ortsfesten Gehäuse 15 ver schraubt, wobei die Montageplatte 10 in nachfolgend näher be schriebener Weise als Bremsflansch 10 für eine Bremsscheibe 5 der Federdruckbremse 1a dient.A hoist in the form of a brochure for lifting and lowering loads has an electric motor, not shown, which drives a cable, not shown, via a working shaft 14 , to which corresponding loads are fastened by means of suspension means. With such a brochure, people can also be transported. On the working shaft 14 , a double brake unit 1 according to the invention is placed and screwed ver via a mounting plate 10 to a stationary housing 15 , the mounting plate 10 serving in the manner described below as a brake flange 10 for a brake disk 5 for the spring-loaded brake 1 a.
Die Doppelbremse 1 besteht aus zwei elektromagnetisch betä tigbaren Federdruckbremsen 1a und 1b, die weitgehend iden tisch aufgebaut sind, weshalb die folgende detaillierte Be schreibung der ersten Federdruckbremse 1a in gleicher Weise für die zweite Federdruckbremse 1b gültig ist. Für baugleiche Teile beider Federdruckbremsen 1a, 1b gelten gleiche Bezugs zeichen, so daß die Bezugszeichen jeweils auf beide Feder druckbremsen übertragen werden können. Beide Federdruckbrem sen 1a, 1b sind in nachfolgend näher beschriebener Weise bau lich miteinander verbunden und koaxial zu einer Drehachse der Arbeitswelle 14 angeordnet.The double brake 1 consists of two electromagnetically actuated spring pressure brakes 1 a and 1 b, which are largely identical in structure, which is why the following detailed description of the first spring pressure brake 1 a is equally valid for the second spring pressure brake 1 b. For identical parts of both spring pressure brakes 1 a, 1 b apply the same reference characters, so that the reference numerals can be transferred to both spring pressure brakes. Both Federdruckbrem sen 1 a, 1 b are structurally connected to each other in the manner described in detail below and arranged coaxially to an axis of rotation of the working shaft 14 .
Die doppelte Ausführung des Doppelbremsaggregates 1 gewähr leistet eine Ausfallsicherheit, da auch beim Ausfallen der einen Bremse noch ein zuverlässiger Bremsvorgang durch die andere Bremse erreicht wird.The double design of the double brake unit 1 ensures reliability, since even if one brake fails, a reliable braking operation is achieved by the other brake.
Die Federdruckbremse 1a weist einen Spulenkörper 11 auf, in den nicht nur eine ringförmige Elektromagnetspule 2, sondern auch eine Federanordnung in Form mehrerer auf demselben Teil kreis um die Arbeitswelle 14 angeordneter Schraubendruck federn 3 eingesetzt sind. Zwischen dem Spulenkörper 11 und einer drehfest über eine Steckwelle 13 mit der Arbeitswelle 14 verbundenen Bremsscheibe 5 ist eine in axialer Richtung dreigeteilte Ankerscheibe 4 angeordnet, die durch die vorge spannten Schraubendruckfedern in axialer Richtung mit Kräften belastet ist. Die Steckwelle 13 ist mittels einer Nut-Feder- Verbindung auf der Arbeitswelle 14 festgelegt. Auf der der Ankerscheibe 4 gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 5 ist dem Bremsflansch 10 eine Reibscheibe 6 zugeordnet, die gemeinsam mit den Befestigungsschrauben zur Festlegung des Bremsflansches 10 am Gehäuse 15 auf der Stirnfläche des Bremsflansches 10 befestigt ist.The spring-loaded brake 1 a has a coil body 11 , in which not only an annular electromagnetic coil 2 , but also a spring arrangement in the form of a plurality of springs arranged in the same part around the working shaft 14 are arranged compression springs 3 . Between the bobbin 11 and a rotatably connected via a stub shaft 13 to the working shaft 14 brake disc 5 is a three-part armature plate 4 is arranged in the axial direction, which is loaded by the prestressed helical compression springs in the axial direction with forces. The stub shaft 13 is fixed on the working shaft 14 by means of a tongue and groove connection. On the side of the brake disk 5 opposite the armature disk 4 , the brake flange 10 is assigned a friction disk 6 , which is fastened together with the fastening screws for fixing the brake flange 10 to the housing 15 on the end face of the brake flange 10 .
Der Spulenkörper 11 ist hinsichtlich seines axialen Abstandes justierbar mit dem Bremsflansch 10 derart verschraubt, daß ein adäquater Luftspalt für die Ankerscheibe 4 zwischen Spu lenkörper 11 und mehreren, die Bremsscheibe 5 durchsetzenden Bremsklötzen 7 zur Verfügung steht. Die genannten Bremsklötze 7 weisen eine einheitliche geometrische Gestalt auf und sind in symmetrisch um die Drehachse angeordneten Aufnahmen in der Bremsscheibe 5 angeordnet. Sie überragen die Bremsscheibe 5 beidseitig in axialer Richtung, wie dies aus Fig. 1 entnehm bar ist. Dadurch bilden die senkrecht zur Drehachse der Ar beitswelle 14 orientierten Stirnflächen der Bremsklötze 7 die abnutzbaren Reibflächen der Bremse, die bei aktivierter Brem se mit den der Bremsscheibe 5 zugewandten Stirnflächen der Reibscheibe 6 und der Ankerscheibe 4 reibschlüssig in Kontakt stehen. Die Maße, um die die Bremsklötze 7 die Bremsscheibe 5 in axialer Richtung überragen sind prinzipiell frei wählbar und hängen insbesondere vom Grad der Abnutzbarkeit der Stirn flächen der Bremsklötze 7 ab.The coil body 11 is screwed with respect to its axial distance to the brake flange 10 such that an adequate air gap for the armature disk 4 between the spool body 11 and several, the brake disc 5 penetrating brake pads 7 is available. The brake pads 7 mentioned have a uniform geometric shape and are arranged in receptacles arranged symmetrically about the axis of rotation in the brake disc 5 . They protrude the brake disc 5 on both sides in the axial direction, as can be seen in FIG. 1 bar. As a result, the perpendicular to the axis of rotation of the Ar beitswelle 14 oriented end faces of the brake pads 7 are the wearable friction surfaces of the brake, which are in frictional contact with the brake disk 5 facing the end faces of the friction disk 6 and the armature disk 4 in contact. The dimensions by which the brake pads 7 protrude from the brake disc 5 in the axial direction are in principle freely selectable and depend in particular on the degree of wear of the end faces of the brake pads 7 .
Die beiden baugleichen Federdruckbremsen 1a und 1b sind zu einem äußerst kompakten Doppelbremsaggregat dadurch zusammen gesetzt, daß eine der Federdruckbremse 1b zugewandte Stirn seite des Spulenkörpers 11 der Federdruckbremse 1a als Brems flansch ausgeführt ist, dem identisch zum Bremsflansch 10 ei ne getellerte Reibscheibe 6 zugeordnet ist. Der Spulenkörper 12 der zweiten Bremse 1b ist über entsprechende Schraubver bindungen in axialer Richtung justierbar an dem Spulenkörper 11 der ersten Bremse montiert.The two identical spring-applied brakes 1 a and 1 b are combined to form an extremely compact double brake unit in that one of the spring-loaded brakes 1 b facing the end face of the coil body 11 of the spring-loaded brake 1 a is designed as a brake flange, which is identical to the brake flange 10 and has a plate-shaped friction disc 6 is assigned. The coil body 12 of the second brake 1 b is mounted via corresponding screw connections in the axial direction adjustable on the coil body 11 of the first brake.
Die Funktion einer derartigen Doppelbremse ist an sich be kannt und wird daher nur kurz wie folgt umrissen. Im stromlo sen Zustand der Elektromagnetspulen 2 wird jede Ankerscheibe 4 durch die Kräfte der Schraubendruckfedern 3 in axialer Richtung gegen die Bremsklötze 7 gedrückt, die dadurch zwi schen der Ankerscheibe 4 einerseits und der Reibscheibe 6 an dererseits eingeklemmt wird, wodurch eine Rotation der Ar beitswelle 14 bei ausreichenden Federkräften sicher verhin dert wird. Die Doppelbremse 1 kann dadurch gelüftet werden, daß entweder die Elektromagnetspulen 2 entsprechend beauf schlagt werden, oder daß mit Hilfe eines Handhebels die An kerscheiben 4 jeweils gegen die Kräfte der Schraubendruckfe dern 3 von den jeweiligen Bremsscheiben 6 manuell wegbewegt werden. Der Handhebel für die Handlüftung ist derart an der Ankerscheibe 4 angeordnet, daß sie in den Bereichen der größ ten Federkräfte auf die Ankerscheibe 4 einwirkt, um ein gleichmäßiges Lüften zu gewährleisten. Dadurch wird der Reib schluß zwischen Ankerscheiben 4, Bremsklötzen 7 und Reib scheiben 6 aufgehoben, wodurch die Rotation der Arbeitswelle 14 samt Bremsscheiben 5 und Steckwelle 13 freigegeben wird. Ein Abschalten oder Reduzieren des Spulenstromes bewirkt an schließend wieder das Einfallen der Ankerscheiben und ein er neutes Abbremsen der Arbeitswelle.The function of such a double brake is known per se and is therefore only briefly outlined as follows. In the current-free state of the electromagnetic coils 2 , each armature disk 4 is pressed by the forces of the helical compression springs 3 in the axial direction against the brake pads 7 , which is thereby clamped between the armature disk 4 on the one hand and the friction disk 6 on the other hand, whereby a rotation of the working shaft 14 is prevented with sufficient spring force. The double brake 1 can be released in that either the electromagnetic coils 2 are struck appropriately, or that with the aid of a hand lever, the core disks 4 are moved against the forces of the screw pressure springs 3 by the respective brake disks 6 manually. The hand lever for manual release is such arranged on the anchor plate 4 so that it acts in the areas of Größ th spring forces on the anchor disc 4 in order to ensure a uniform ventilation. As a result, the friction circuit between armature disks 4 , brake pads 7 and friction disks 6 is canceled, whereby the rotation of the working shaft 14 together with brake disks 5 and stub shaft 13 is released. Switching off or reducing the coil current then causes the armature disks to drop again and the braking of the working shaft again.
Bei der anhand des Ausführungsbeispiels beschriebenen erfin dungsgemäße Lösung kamen folgende Erwägungen zum Tragen. Bei derartigen Schaltvorgängen ergibt sich ein Zielkonflikt zwi schen der sicheren und schnellen Wirksamkeit der Bremse ei nerseits und den Geräuschemissionen durch bewegliche Bauteile andererseits. Geräuschemissionen können grundsätzlich kon struktiv dadurch reduziert werden, daß die Geschwindigkeit der beweglichen Bauteile gering gehalten wird. Dies kann da durch geschehen, daß die Luftspalte in der Bremse so klein wie möglich gehalten werden, wobei Form und Lagetoleranzen sowie eine erwünschte Verschleißreserve einen gewissen Min destwert erfordern. Die Beschleunigungen und damit die Ge schwindigkeit der Ankerscheiben können durch ein sich mög lichst langsam auf- und abbauendes Magnetfeld gering gehalten werden, wobei durch die geforderte Schaltzeit der Bremse ein unterer Grenzwert gegeben ist. Im Hinblick auf die Geräusch emissionen stellen sich steile oder progressive Federkenn linien als besonders vorteilhaft dar, da auf diese Weise die Federkräfte der Magnetkraft am nächsten kommen; um jedoch aus einer Federdruck-Scheibenbremse ein über den Verschleiß kon stantes Bremsmoment zu erhalten, sind Schraubendruckfedern mit einer möglichst flachen Kennlinie erforderlich. Durch möglichst kleine absolute Federkräfte würden sich geringe Be schleunigungen der Ankerscheiben ergeben, was im Hinblick auf die Geräuschentwicklung günstig wäre, jedoch erfordert, das gewünschte Bremsmoment bei kleinem Bauraum eine möglichst große Federkraft. Zur Verringerung des Impulses der bewegten Ankerscheiben im Hinblick auf eine Verminderung der Geräusch emissionen ist eine Reduzierung der ungefederten, bewegten Massen wünschenswert, wobei die minimale Masse einer Anker scheibe durch das für den Magnetfluß erforderliche Volumen bei einem gegebenen ferromagnetischen Material begrenzt ist.When invented using the exemplary embodiment The following considerations came into play. At Such switching operations result in a conflict of objectives between the safe and quick effectiveness of the brake on the one hand and the noise emissions from moving components on the other hand. Noise emissions can basically be con structurally reduced by the fact that the speed of moving parts is kept low. This can happen by happening that the air gaps in the brake are so small be kept as possible, taking shape and positional tolerances as well as a desired wear reserve a certain min require minimum value. The accelerations and thus the Ge speed of the armature washers can be magnetic field that slowly builds up and breaks down is kept low be, with the required switching time of the brake lower limit is given. In terms of noise emissions are steep or progressive spring characteristics lines are particularly advantageous because in this way the Spring forces come closest to the magnetic force; to get out however a spring-loaded disc brake con over the wear To maintain constant braking torque are helical compression springs with a characteristic curve that is as flat as possible. By absolute spring forces as small as possible would be low loading accelerations of the armature plates result in what with regard the noise would be cheap, but requires that desired braking torque in a small installation space great spring force. To reduce the momentum of the moving Armature washers with a view to reducing noise emissions is a reduction of unsprung, moving Masses desirable, with the minimum mass of an anchor slice through the volume required for the magnetic flux is limited for a given ferromagnetic material.
Erfindungsgemäß wurden somit die nachfolgend genannten kon struktiven Maßnahmen für eine wirksame Geräuschdämpfung bei zugleich hoher Wirksamkeit, Betriebssicherheit und geringem Bauraum der bereits erläuterten Doppelbremse ausgeführt.According to the invention, the following con structural measures for effective noise reduction at the same time high effectiveness, operational safety and low Installation space of the double brake already explained.
Die Schraubendruckfedern 3 der Bremse 1a sind ungleichmäßig bzw. asymmetrisch auf einer Kreislinie um die Arbeitswelle 14 angeordnet. Dies bedeutet, daß in einem bestimmten Sektor ei ne engere Anordnung der Schraubendruckfedern 3 gewählt ist, so daß die Ankerscheibe in diesem Bereich mit einer im Mittel höheren Last beaufschlagt wird als in anderen Bereichen. Dies bewirkt insbesondere beim Lüften der Ankerscheibe, daß auf grund des gleichmäßig verteilten Magnetfeldes bei ungleichmä ßig verteilten Federkräften die Ankerscheibe ungleichmäßig angezogen wird. Durch einen positiven Rückkopplungseffekt er höht sich zudem der magnetische Fluß an der Stelle der ge ringsten Federkräfte, die mit der Stelle des geringsten Ab standes zwischen Ankerscheibe und Elektromagnetspulen zusam mentrifft, schneller als an der Stelle höherer Federkräfte, so daß die Ankerscheibe nicht plan und somit mit reduziertem Geräusch auf den Spulenkörper 11 auftrifft. Eine derartige ungleichmäßige Federanordnung kann eine oder mehrere Stellen mit erhöhter Federkraft aufweisen, wobei die Funktion einer derartigen Anordnung durch eine entsprechend verformbare An kerscheibe begünstigt wird. In diesem Zusammenhang erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß die Ankerscheibe 4 in axialer Richtung in mehrere Teilscheiben 4a, 4b, 4c aufge teilt ist, von denen wenigstens die erste, auf der Seite des Spulenkörpers 11 angeordnete Teilscheibe 4a relativ dünn aus geführt und in der Lage ist, sich elastisch zu verformen. The helical compression springs 3 of the brake 1 a are arranged unevenly or asymmetrically on a circular line around the working shaft 14 . This means that in a certain sector ei ne closer arrangement of the helical compression springs 3 is selected, so that the armature disk in this area is subjected to an average higher load than in other areas. This causes in particular when lifting the armature plate that due to the uniformly distributed magnetic field with unevenly distributed spring forces, the armature plate is tightened unevenly. Through a positive feedback effect, he also increases the magnetic flux at the point of the lowest ring spring forces, which meets the point from the lowest position between armature plate and solenoid coils, faster than at the point of higher spring forces, so that the armature plate is not flat and thus strikes the bobbin 11 with reduced noise. Such an uneven spring arrangement can have one or more points with increased spring force, the function of such an arrangement being favored by a correspondingly deformable core disk. In this context, it proves to be particularly advantageous that the armature disk 4 is divided up in the axial direction into a plurality of partial disks 4 a, 4 b, 4 c, of which at least the first partial disk 4 a arranged on the side of the coil former 11 is relatively thin out and is able to deform elastically.
Die Ankerscheibe 4 in drei Teilscheiben 4a, 4b, 4c aufzutei len, dient ebenfalls zur Geräuschreduzierung. Das Dickenver hältnis der Teilscheiben 4a, 4b, 4c beträgt in axialer Rich tung ausgehend von der dem Spulenkörper zugewandten Teil scheibe 4a 1 : 1 : 3, wie dies bereits in der Patentschrift DE 33 38 289 C2 vorgeschlagen wurde. Ferner sind die beiden dünnen Ankerscheiben 4a und 4b mit als Beschichtung dienenden ge räuschabsorbierenden Folien 8, 9 beklebt. Die senkrecht zur Drehachse der Arbeitswelle 14 orientierte und dem Spulenkör per 11 zugewandte Stirnseite der Teilscheibe 4a, sowie die beiden dazu planparallelen Stirnseiten der mittleren Teil scheibe 4b sind jeweils mit einer elastisch nachgiebigen Fo lie 8, 9 aus nicht-magnetischem Material beklebt, die eine Doppelfunktion ausübt: Zum einen wird durch diese Lagen der magnetische Fluß zwischen den Teilscheiben durch einen quasi "künstlichen Luftspalt" gehemmt, wodurch bei aktivierter Elektromagnetspule 2 und somit gelüfteter Bremse der magneti sche Fluß in den beiden Teilscheiben 4b und 4c, die auf der von dem Spulenkörper abgewandten Seite angeordnet sind, ver mindert ist. Damit ergibt sich bei einem Einfallen ein schnellerer Abbau des Magnetfeldes und somit eine verkürzte Einfallzeit. Andererseits dämpfen die elastisch nachgiebigen Lagen das Aufschlagen der Teilscheiben 4a bis 4c gegeneinan der und gegen den Spulenkörper, wobei darüber hinaus auch die Einwirkung der Kräfte der Schraubendruckfedern auf die Teil scheiben 4a, 4b, 4c abgefedert wird.The armature disk 4 in three dividing disks 4 a, 4 b, 4 c, also serves to reduce noise. The Dickenver ratio of the part disks 4 a, 4 b, 4 c is in the axial direction Rich starting from the part facing the coil body 4 a 1: 1: 3, as was already proposed in the patent DE 33 38 289 C2. Furthermore, the two thin armature disks 4 a and 4 b with ge serving as a coating noise-absorbing films 8 , 9 are glued. The perpendicular to the axis of rotation of the working shaft 14 and facing the spool by 11 end face of the index plate 4 a, and the two plane-parallel end faces of the middle part disc 4 b are each covered with an elastically flexible film 8 , 9 made of non-magnetic material, a dual function exerting: Firstly, the magnetic flux between the sheaves by a quasi "artificial air gap" is inhibited, whereby, when activated, the solenoid coil 2 and thus the brake is released the magneti-specific flow in the two partial disks 4 b and 4 c through these layers are arranged on the side facing away from the bobbin, is reduced ver. This results in a faster breakdown of the magnetic field and thus a shorter incidence time. On the other hand, the resilient layers dampen the opening of the indexing discs 4 a to 4 c against each other and against the coil former, with the effect of the forces of the helical compression springs on the component discs 4 a, 4 b, 4 c also being cushioned.
Als weitere, im Hinblick auf eine Verminderung der Geräusche missionen der erfindungsgemäßen Doppelbremse äußerst effek tive Maßnahme ist die Verwendung von Bremsklötzen 7 vorgese hen, die, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Bremsscheiben 5 durchsetzen und in axialer Richtung beidseitig überragen. Die Bremsklötze 7 sind, wie bereits erwähnt, in Aufnahmen der Bremsscheiben 5 eingesetzt, in denen sie in Umfangsrichtung und in radialer Richtung formschlüssig gehalten werden. Die als Reibklötze dienenden Bremsklötze 7 weisen gegenüber auf die Bremsscheibe aufgeklebten Reibbelägen die Vorteile auf, daß sie aufgrund ihrer größeren Dicke sowohl Schläge seitens der Ankerscheibe 4 als auch Drehschwingungen der Arbeitswelle erheblich besser dämpfen. Darüber hinaus sind sie mit einfa chen Mitteln zuverlässig in die Aufnahmetaschen einzusetzen. Beim dargstellten Ausführungsbeispiel sind die Reibklötze mittels Preßpassungen axial in den Aufnahmen festgelegt.As a further, with a view to reducing the noise missions of the double brake according to the invention extremely effec tive measure, the use of brake pads 7 is hen, which, as shown in FIG. 1, enforce the brake discs 5 and protrude on both sides in the axial direction. As already mentioned, the brake pads 7 are inserted in receptacles of the brake discs 5 , in which they are held in a form-fitting manner in the circumferential direction and in the radial direction. The brake pads 7 , which serve as friction pads, have the advantages over friction linings glued to the brake disk that, due to their greater thickness, they dampen both impacts on the armature disk 4 and torsional vibrations of the working shaft considerably better. In addition, they can be reliably inserted into the receiving pockets with simple means. In the illustrated embodiment, the friction blocks are axially fixed in the receptacles by means of press fits.
Als weitere Geräuschdämpfungsmaßnahme ist vorgesehen, die Reibscheibe 6 an jedem Bremsflansch mit einer geringen Telle rung auszuführen. Dadurch ergibt sich eine elastische Nach giebigkeit der Reibscheibe, die beim Einfallen der Bremse den Bremsklötzen 7 somit eine gewisse Federkraft entgegensetzt. Ferner ergibt sich dadurch ein Luftspalt zwischen einem Teil der Reibscheibe 6 und dem Bremsflansch 10. Die daraus zu ver drängende Luft bewirkt wiederum eine Dämpfung des Schaltge räusches der Bremse.As a further noise reduction measure, it is provided that the friction disk 6 is implemented on each brake flange with a low setting. This results in an elastic flexibility of the friction disc, which thus counteracts the brake pads 7 with a certain spring force when the brake is applied. This also results in an air gap between part of the friction disk 6 and the brake flange 10 . The air to be displaced from this, in turn, dampens the switching noise of the brake.
Als eine weitere Maßnahme zur Geräuschminimierung beim Schal ten der Doppelbremse 1 ist vorgesehen, mit Hilfe einer elek tronischen Steuerung die Ströme der Elektromagnetspulen 2 und damit deren Magnetfelder zeitlich versetzt zu schalten. Da durch wird bewirkt, daß die Ankerscheiben 4 ebenfalls zeit lich versetzt einfallen und gegebenenfalls gelüftet werden. Dazu wird insbesondere vorgeschlagen, die Elektromagnetspule 2 der ersten Bremse 1a gleichstromseitig und diejenige der zweiten Bremse 1b wechselstromseitig zu schalten. Die Schal tung muß so eingestellt werden, daß auch im ungünstigsten Fall der zulässige Fallweg der Hublast nicht überschritten wird. Bei der dargestellten Doppelbremse 1 wird diese Schalt funktion durch eine Steuerungselektronik mittels entsprechen der elektronischer Bauelemente erzielt.As a further measure to minimize noise when switching th the double brake 1 is provided to switch the currents of the electromagnetic coils 2 and thus their magnetic fields at different times with the help of an electronic control. Since it is caused that the armature plates 4 also occur in a time-shifted manner and are optionally vented. For this purpose, it is proposed in particular to switch the electromagnetic coil 2 of the first brake 1 a on the DC side and that of the second brake 1 b on the AC side. The formwork must be set so that even in the worst case the permissible drop of the lifting load is not exceeded. In the illustrated double brake 1 , this switching function is achieved by means of control electronics by means of corresponding electronic components.
Als weitere Maßnahme ist der Einsatz einer einteiligen Steck welle 13 mit zwei Ringflanschen 13a und 13b vorgesehen, deren axialer Abstand kleiner ist als der axiale Abstand der Brems scheiben 5 der beiden Bremsen 1a und 1b. Erfindungsgemäß ist eine in axialer Richtung verschiebbare Anordnung der Brems scheiben 5 auf der Steckwelle 13 vorgesehen, wobei ein aus Fig. 1 nicht zu entnehmender Abstand zwischen den Bremsschei ben 5 und dem jeweiligen Ringflansch 13a und 13b vorhanden ist, so daß eine flexible Nachstellung des Spulenkörpers 11 der ersten Bremse 1a gegenüber der Montageplatte 10 einer seits und dem Spulenkörper 12 der zweiten Bremse 1b gegenüber dem Spulenkörper 11 der ersten Bremse 1a ermöglicht wird. Die axiale Verschiebbarkeit der Bremsscheiben 5 und die gleich zeitig drehfeste Mitnahme mit der Steckwelle 13 wird durch entsprechende Umfangsverzahnungen am Umfang der Steckwelle 13 einerseits und an den Innenkonturen der Bremsscheiben ande rerseits erzielt. Eine derartige Nachstellung ist insbesonde re dann erforderlich, wenn sich die Luftspalte infolge von Verschleißerscheinungen an den Bremsklötzen 7 vergrößert ha ben, so daß die Federkräfte bei aktivierter Bremse auf einen unteren Grenzwert abgesunken sind und/oder der Betätigungsweg der Ankerscheiben so weit vergrößert ist, daß das Schlagge räusch der Ankerscheibe 4 übermäßig erhöht ist. Durch die vorgeschlagene Anordnung, durch die sich außerdem der Ferti gungs- und Montageaufwand beträchtlich vermindert, wird eine große und mit einfachen Mitteln vorzunehmende Verschleißnach stellung gewährleistet, durch die das Schaltgeräusch der Bremse gering gehalten werden kann.As a further measure, the use of a one-piece stub shaft 13 with two ring flanges 13 a and 13 b is provided, the axial distance is smaller than the axial distance of the brake discs 5 of the two brakes 1 a and 1 b. According to the invention is an axially displaceable arrangement of the brake discs 5 provided on the stub shaft 13 wherein a is present in FIG. 1 is not to be taken Direction distance between the brake discs ben 5 and the respective annular flange 13 a and 13 b, so that a flexible adjustment the bobbin 11 of the first brake 1 a relative to the mounting plate 10 on the one hand and the bobbin 12 of the second brake 1 b relative to the bobbin 11 of the first brake 1 a is made possible. The axial displaceability of the brake discs 5 and the simultaneous rotationally fixed entrainment with the stub shaft 13 is achieved by corresponding peripheral teeth on the circumference of the stub shaft 13 on the one hand and on the inner contours of the brake discs on the other hand. Such an adjustment is particularly necessary when the air gaps have increased due to wear on the brake pads 7 , so that the spring forces have dropped to a lower limit value when the brake is activated and / or the actuation path of the armature disks has increased so much that the Schlagge noise of the armature plate 4 is excessively increased. The proposed arrangement, through which the manufac turing and assembly costs are considerably reduced, ensures a large wear position that can be carried out with simple means, by means of which the switching noise of the brake can be kept low.
Insgesamt ergibt sich somit eine Doppelbremse, deren Luft- und Einfallgeräusche weit unterhalb eines Wertes von 60 dB (A) liegen, wodurch ferner nahezu ausgeschlossen werden kann, daß das Schaltgeräusch der Bremse auch unter ungünstigen Einbau bedingungen, insbesondere mit entsprechenden Resonanzen, nicht auf über 60 dB (A) verstärkt wird. Damit kann man hohen Anforderungen an die Geräuschemissionen einer derartigen Bremse, wie sie im Theaterbau gestellt werden, gerecht wer den.Overall, this results in a double brake, the air and incident noise far below a value of 60 dB (A) lie, which can also be almost excluded that the switching noise of the brake even under unfavorable installation conditions, especially with corresponding resonances, is not amplified to over 60 dB (A). So you can go high Requirements for the noise emissions of such Brake, as they are set in theater construction, just who the.
Claims (11)
- 1. einem wenigstens eine Elektromagnetspule (2) und eine Fe deranordnung (3) aufnehmenden Spulenkörper (11),
- 2. einer - auf eine Drehachse bezogen - axial verschiebbar gelagerten Ankerscheibe (4), die durch die Kraft der Fe deranordnung (3) belastet ist,
- 3. einer drehbar angeordneten Bremsscheibe (5) und
- 4. einem auf der dem Spulenkörper (11) abgewandten Seite der Bremsscheibe angeordneten Bremsflansch (10),
- 1. an at least one electromagnetic coil ( 2 ) and a spring arrangement ( 3 ) accommodating coil former ( 11 ),
- 2. one - based on an axis of rotation - axially displaceably mounted armature plate ( 4 ), which is loaded by the force of the Fe deranordnung ( 3 ),
- 3. a rotatably arranged brake disc ( 5 ) and
- 4. a brake flange ( 10 ) arranged on the side of the brake disk facing away from the coil former ( 11 ),
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