DE1985804U - Elektromagnetisch lueftbare innenbackenbremse. - Google Patents

Description

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DIpL-Phys. Gerhard üedl 8 München 22 Sieinsdorfsix. 21-22 Tel. 29 84

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HEEMAF S. K. A.-MOTORENWERK A. G. Dortmund, Schäferstraße 49

Elektromagnetisch lüftbare Innenbackenbremse

betrifft eine elektromagnetisch lüftbare Innenbackentrommelbremse mit einem ringförmigen Magnetkörper, auf dem sich in Umfangsrichtung des Magnetkörpers erstreckende Blattfedern einseitig oder mittig befestigt sind, die an ihrem freien Ende oder ihren freien Enden mit dem Magnetkörper zusammenwirkende Magnetanker und

Bremsbacken tragen und bei der Hubbegrenzungsstifte für die Bremsbacken vorgesehen sind;..

Iz. einem bereits veröffentlichten Vorschlag der Anmelderin (DAS 1 227 287) ist eine elektromagnetisch lüftbare Innenbackentrommelbremse beschrieben,, die einen ringförmigen Magnetkörper besitzt, mit dem mehrere, Bremsbacken tragende Magnetanker zusammenwirken, die bei entregtem Magnetkörper durch die Kraft je einer Feder gegen die Bremstrommel gepreßt werden» Die die Bremsbacken tragenden Federn sind Blattfedern, die sich in Umfangsrichtung des Magnetkörpers erstrecken, einseitig oder mittig-an diesem befestigt sind und in inrem'freien Bereich jeweils einen Magnetanker mit einer Bremsbacke tragen». Aufgrund der einseitigen oder mittigen Befestigung der Federn und der in Umfangsrichtung angeordneten Bremsbacken stehen letztere schräg zur. Trommelbremse, wodurch, sich eine im Verlauf der. Betriebsdauer immer größer werdende Verschleißfläche einstellt.. Da sich dadurch zwangsläufig die resultierende Andi-ückkraft auf den Federeinspannpunkt zu bewegt und sich damit der Faderhebelarm, an dem diese zur Wirkung kommt,, verkürzt, wird das durch die Verschleißabtragung bewirkte Nachlassen der Federvorspannkraft durch eine größere Andrückkraft ausgeglichen.

Ba zweckmäßigerweise die Bremsbeläge und die Federn so ausgelegt werden, daß sie innerhalb der Bremse gleiche mechanische Eigenschaften besitzen, ist theoretisch für alle einzelnen Bremsbacken eine gleiche Lebensdauer vorauszusetzen. In der Praxis ergeben sich jedoch unvermeidliche Toleranzen, beispielsweise ungleiche Materialbeschaffenheit von Bremsbacken und Magnetankern, ungleiche Federvorspannungen usw., die dazu führen, daß die Bremsbacken nicht völlig gleichmäßig verschleißen und keineswegs gleichzeitig das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Um nun durch eine vorzeitig verschleißende Bremsbacke keine Beschädigung der Trommelbremsfläche in Kauf nehmen zu müssen, wurde vorgeschlagen, zwischen die benachbarten freien Enden der die Magnetariker und die Bremsbacken tragenden Blattfedern Hubbegrenzungsstifte einzusetzen. 7/ird eine der Bremsbacken also vorzeitig verbraucht, so schlägt sie währ^nd der restlichen Lebensdauer der übrigen Bremsbacken, d. h. bis zum Auswechseln der Bremsvorrichtung, an diese-Hubbegrenzungsstifte an. Diese bestehen aus Spezialmessingschrauben mit flanschähnlichem Kopf, deren Querschnitt im Interesse der Kleinhaltung des Platzbedarfes zugunsten der Bremsbeläge möglichst klein bemessen werden muß.. Erfahrungen haben nun gezeigt, daß die Lebensdauer einer derartigen Innenbackenbremse tatsächlich sehr häufig durch den vorzeitigen Verschleiß einer einzigen Bremsbacke begrenzt ist» Der Grund dafür liegt darin, daß nach dem Zeitpunkt, nachdem kein Eingriff der Bremsbacke

mit der Bremstrommel mehr stattfindet, diese Bremsbacke für den Rest der Lebensdauer, z.B. hunderttausendmal, gegen den Hubbegrenzungsstift schlägt. Dieser Belastung sind die Hubbegrenzungsstifte in den meisten Fällen nicht gewachsen; sie werden zerstört und die vorzeitig verbrauchte Bremsbacke kommt wieder in Eingriff mit der Bremstrommel und beschädigt diese.

His ist weiterhin sehr häufig zweckmäßig, für Innenbackenbremsen der vorstehend geschilderten Gattung eine Hilfslüftvorrichtung vorzusehen. Gemäß einem weiteren bereits veröffentlichten Vorschlag der Anmelderin (DAS 1 255 408) ist zu diesem Zweck ein die Bremsbacken umschlingendes Seil vorgesehen, das beim Verkleinern seiner Schlaufe die Bremsbacken von der Bremstrommel abzieht und dadurch die Bremse lüftet. Ordnet man diese Hilfslüftvorrichtung für die Bremsbacken nun zwischen den einzelnen Federn an, so stört man damit zwangläufig die gleichartige Ausbildung aller Federn, wodurch die ungleiche Lebensdauer der Bremsbacken resultiert.

Aufgabe der vorliegenden -Ef-fiHdttBg-ist es also, eine elektromagnetisch lüftbare Innenbackenbremse der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, bei der die Federn und die zugehörigen Hilfseinrichtungen, wie

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Hubbegrenzungen^ Hilfslüftvorrichtungen usw. so angeordnet sind, daß eine möglichst gleichförmige Abnützung sämtlicher Bremsbacken und damit eine wesentlich längere Lebensdauer als bisher erreicht wird« Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Hubbegrenzung und / oder Führung dienende Führungselemente an der Befestigungsstelle der Blatt= federn angeordnet sind«,

Zweckmäßigerweise besitzt das Führungselement bei einseitiger Blattfederbefestigung einen,, bei mittiger Blattfederbefestigung zwei in Umfangsrichtung auskragende Arme₅ die sich über die ganze Breite des Magnetkörpers und in Umfangsrichtung teilweise über die. Magnetanker an den Blattfederenden erstrecken.

Weitere Merkmale sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unter= ansprächen zu entnehmen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Neuerung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigern

Fig. 1 eine Stirnansicht einer geöffneten Innenbackenbremse gemäß der Neuerung, wobei in der rechten Bildhälfte die relative Lage des Führungsstückes und des Magnetankers nach dem Verschleiß der zugehörigen Bremsbacke veranschaulicht ist»

Fig. 2 . eine Draufsicht auf ein in Fig. 1 dargestelltes Begrenzungsund Führungselement;

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht einer Innenbackenbremse, ähnlich der in Fig. 1, jedoch mit einer Hilfslüfteinrichtung;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Hubbegrenzungs- und Führungselementes für eine Innenbackenbremse gemäß Fig. und . :

Fig. 5 einen Seilzugnippel für die in Fig. 3 dargestellte Innenbackenbremse.

Am Flansch eines nicht dargestellten Elektromotors ist ein ringförmig ausgebildeter Magnetkörper 2 befestigt. Der Magnetkörper 2 trägt eine ringförmige Nut 3 (siehe Fig. 3), zu deren beiden Seiten Polschenkel 4 und 5. liegen. Die Nut 3 nimmt eine nicht dargestellte Erregerwicklung auf. ·

Auf der Welle des Elektromotors ist eine Bremstrommel 8 befestigt. Am Umfang des Magnetkörpers 2 sind mehrere Blattfedern 13 mittig befestigt. Die Blattfedern 13 erstrecken sich in Umfangsrichtung des Magnetkörpers 2 und tragen an ihrem freien Bereich je einen Magnet- . anker 15 und eine Bremsbacke 16. -

Die mittig eingespannten Blattfedern 13 werden von Schrauben gehalten, durch die zugleich ein Begrenzungs- und Führungselement 7 befestigt ist. Das Begrenzungs- und Führungselement 7 hat im Querschnitt gesehen eine pilzförmige Gestalt. Die seitlich auskragenden Arme T des Führungs-

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Stückes erstreck/sich bis nahe an die Bremsbacken 16 auf den Magnetankern 15. Zweckmäßigerweise besteht das Führungselement 7 aus einem nichtmagnetisierbaren Material, z.B. Messing. In der in Fig. !dargestellten Ausführungsform des Führungselementes 7 sind dessen seitlich auskragende Arme T als Körper gleicher Biegefestigkeit gestaltet. Der unterhalb der Arme des Führungselementes fliegende Bereich der Magnetanker 15 ist in Richtung, auf die Federbefestigung hin abgeschrägt. Diese Abschrägung dient nicht nur der sauberen Anlage der Magnetanker 15 an den seitlich auskragenden Armen Ψ des Führungselementes 7, sondern bewirkt eine vorteilhafte Verschiebung des magnetischen Flusses in Richtung auf die vorderen Blattfederenden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch den zwangsläufig, sehr kleinen Spalt, den die näher am Federbefestigungspunkt liegenden Enden der Magnetanker 15 mit dem Ringmagneten 2 bilden, bei Erregung des Ringmagneten an dieser Stelle praktisch ein Kurzschluß des magnetischen Flusses auftritt und dadurch die restliche zur Verfügung stehende magnetische Kraft infolge ihres geringeren Betrages eine gewisse Zeit benötigt, um die Bremsbacken beim Anfahren

des Elektromotors zu lüften. Durch die vorgenommene Anschrägung der Bremsbacken 15 an ihrem inneren Ende wird dort sehr rasch die Sättigungsgrenze bei der Magnetisierung erreicht und der magnetische Fluß durchströmt in der Hauptsache die Bereiche größeren Querschnittes der Magnetanker 15, wodurch praktisch die volle Magnetkraft zur Verfügung steht.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Innenbackenbremse, bei der zusätzlich eine Hilfslüftvorrichtung für die Bremsbacken vorgesehen ist. Die Bremsbacken 16 tragen jeweils eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 31, in der ein sich über den ganzen Umfang des Magnetkörpers; 2ferstreckendes Drahtseil 32 verläuft. Das Drahtseil 32 ist unter dem Führungselement 7 hindurchgeführt, das entsprechend eine ebenfalls in Umfangsrichtung verlaufende Nut besitzt.

Mindestens eines der Führungselemente 7 bei der Innenbackenbremse gemäß Fig. 3 ist entsprechend Fig. 4 ausgebildet. Dieses Führungselement 7 besitzt als Auflage auf der darunterliegenden Blattfeder 13 einen Fuß 33, der durch die bereits erwähnte Nut, durch die das Drahtseil 32 verläuft, in zwei Bereiche 33a und 33b getrennt ist. Der Bereich 33b des Fußes 33 besitzt in Umfangsrichtung gesehen eine wesentlich geringere Breite als der Bereich 33a.. Seine in Umfangsrichtung zeigenden

Seitenflächen dienen als Führungsflächen eines in Fig. 5 dargestellten U-förmigen Nippels 34, der in Achsrichtung bei auf dem Magnetkörper befestigten Führungsstück 7 verschieblich ist (siehe Fig. 3), während seine dem Bereich 33a zugewendete Stirnfläche gerundet ist. Wie in Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist, kreuzen sich die Enden des Drahtseiles 32 an der gerundeten Stirnfläche und sind in Bohrungen 35 in den freien Enden des Nippels 34 verlötet. Der Nippel 34 trägt an seinem Verbindungssteg zwei weitere Bohrungen 36, in denen z. B. die Enden eines nicht dargestellten weiteren Drahtseiles eingelötet sein können, das zu einem ebenfalls nicht dargestellten Betätigungshebel führt. Durch Ziehen des Nippels 34 in axialer Richtung wird die um den Magnetkörper 2 liegende Schlaufe des Drahtseiles 32 verkleinert und dadurch werden die Bremsbacken 16 gelüftet. ■

Die -e^iiltamg&gemäße Anordnung eines Führungs- oder Begrenzungselements 7. an der Befestigungsstelle der Blattfedern bringt erhebliche Vorteile in funktioneller und wirtschaftlicher Hinsicht mit sich. Da im Bereich der Blattfederbefestigung ein bisher ungenützter größerer Raum zur Verfugung steht, kann das Führungselement als Begrenzungs stück so kräftig ausgeführt werden, beispielsweise mit auskragenden Armen gleicher Biegefestigkeit, daß mit Sicherheit auch bei vorzeitigem Ver- .

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schleiß einer Bremsbacke und darauffolgendem vielfachem Anschlagen an das Begrenzungsstück dessen Beschädigung verhindert werden kann. Eine Beschädigung der Bremstrommel ist also mit Sicherheit ausgeschlossen. Dadurch, daß für das Begrenzungs- oder Führungselement nun keine eigenen Gewindebohrungen und Schrauben erforderlich sind und außerdem aufgrund der seitlich aussagenden Arme die Bremsbeläge um etwa ein Drittel kürzer gewählt werden können als bisher, tritt auch eine erhebliche Verbilligung ein. Die Tatsache, daß die Bremsbeläge gegenüber den bekannten Bremsbelägen nunmehr etwa ein Drittel ihrer Länge kürzer sind, bedeutet theoretisch aufgrund der Schräganstellung der Bremsbacken zur Bremstrommel eine Verkürzung der zu erwartenden Lebensdauer um ein Neuntel. Diese quadratische Abhängigkeit ergibt sich daraus, daß infolge der Schräganstellung der Bremsbacken das gesamte abgetragene Bremswerkstoffvolumen keilförmig ist, wobei durch die Verkürzung der Bremsbacke um ein Drittel lediglich die Keilspitze, also nur ein Neuntel des zur Bremsung ausnützbaren Bremswerkstoffvolumens, wegfällt. Versuche haben jedoch gezeigt, daß durch die sichere Verhinderung einer Trommelbeschädigung bei vorzeitigem Ausfall und Verschleiß einer einzigen Bremsbacke die effektiv zu erwartende Lebensdauer mindestens das Doppelte, wahrscheinlich jedoch das Sechsfache, gegenüber den bisher bekannten Bremsen beträgt.

Claims (10)

1. RA. 125^H. 3.68

   1« Elektromagnetisch lüftbare Innenbackentrommelbremse mit einem ringförmigen Magnetkörper, auf dem sich in Umfangsrichtung des Magnetkörpers erstreckende Blattfedern einseitig oder mittig befestigt sind, die an ihrem freien Ende öder ihren freien Enden mit dem Magnetkörper zusammenwirkende Magnetanker und Bremsbacken tragen und bei der Hubbegrenzungsstifte für die Bremsbacken vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hubbegrenzung und/oder Führung dienende Führungselemente (7) an der Befestigungsstelle der Blattfedern (13) angeordnet sind.
2. 2. Innenbackenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungselement (7) mindestens einen ■ in Umfangsrichtung auskragenden Arm (7') besitzt.
3. 3. Innenbackenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der in Umfangsrichtung auskragende Arm (7') des Führungselementes (7) über die Breite des Magnetkörpers (2) erstreckt.
4. 4. Innenbackenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Umfangsrichtung auskragende Arm (7') des Führungselementes (7) als Arm gleicher Biegefestigkeit ausgebildet ist.
5. 5. Innenbackenbremse nach Anspruch 2 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Arm oder die in Umfangsrichtung auskragenden Arme (7') des Führungselementes (7) teilweise über den oder die benachbarten Magnetanker (15) erstrecken.
6. 6. Innenbackenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der unter dem Arm oder unter den Armen (7') des Führungselementes (7) liegende Bereich der Bremsbacken (15) zur Befestigungsstelle der Blattfeder hin abgeschrägt ist.
7. 7. Innenbackenbremse nach Anspruch 1 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (7) auf seiner Oberseite , eine Zylinderfläche besitzt, deren Krümmungsradius dem Innenradius der Bremstrommel (8) angepaßt ist,
8. 8» Innenbackenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (16) in an sich bekannter Weise von einem in Nuten (31) der Bremsbacken (16) laufenden Seil (32) umschlungen sind und daß zur Führung des Seiles (32) zwischen dem Führungselement (7) und der Befestigungsstelle der Blattfeder (13) eine Nut im Führungselement (7) vorgesehen ist. .
9. 9. Innenbackenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (33) des Führungselementes (7) (bei 33b) als Führung für die Schenkel eines Seilzugnippels (34) ausgebildet ist.
10. 10. Innenbackenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilzugnippel (34) U-förmig gestaltet ist.