DE202005008265U1

DE202005008265U1 - Elektrische Bremse an Aufzugstriebwerken und mit Luftspaltsteuerung und -regelung

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Publication number: DE202005008265U1
Application number: DE200520008265
Authority: DE
Original assignee: BLOCHER GEORG FRIEDRICH
Current assignee: BLOCHER GEORG FRIEDRICH
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2015-05-28

Abstract

Elektrische Bremse an Aufzugstriebwerken, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Teil der Bremse, die Ankerplatte (1) mit Bremsbelag als Bremskörper (1) mechanisch mittels eines Bolzens (2) mit einem unteren Teil (3) eines zweiteiligen Schalenkerns (3, 4, L₁) so verbunden ist, dass der Luftspalt (5) in diesem zweiteiligen Schalenkern (3, 4, L₁) sich synchron wie der Luftspalt (6) zwischen Bremsmagnet (7, L₂ R₂) und Ankerplatte (1) mit den dazwischen angeordneten Federn (8) verhält, wobei der Bolzen (2) eine Verbindung zwischen Ankerplatte (1) mit Bremsbelag und dem unteren Teil (3 ) des Schalenkerns ( 3 , 4 , L₁) durch den Bremsmagnet ( 7 , L₂, R₂) bildet und der obere Teil (4) des Schalenkerns (3, 4, L₁) mit dem Bremsmagnet (7, L₂, R₂) mechanisch fest über eine Verankerung (9) verbunden ist.

Description

Elektrische Bremse an Aufzugstriebwerken insbesondere ohne Dämpfungselemente und mit Luftspaltsteuerung und -regelung.
Die Forderung an Aufzugsmaschinen bezüglich der Geräuscharmut wird vor allem wegen der maschinenraumlosen Aufstellung immer höher. Die Schaltgeräusche der Bremsen erfahren immer mehr Aufmerksamkeit. Durch Kunststoffelemente wird der Schaltknall reduziert. Eine Lebensdauer von zwei Millionen Schaltvorgängen ist nur sehr schwer realisierbar.
In Der DE 28 32 723 wird bereits eine elektromagnetische Bremse mit einem eine Erregerwicklung aufweisenden Topfkern, mit Federelementen, die sich an dem Topfkern einerseits und einem Anker andererseits abstützen, mit einer drehfest montierbaren Bremsplatte, mit Verbindungselementen, welche den Topfkern und die Bremsplatte in einem vorgegebenen Abstand voneinander halten und den Anker relativ zum Topfkern und zu der Bremsplatte drehfest, aber in axialer Richtung beweglich haltern, und mit einer zwischen dem Anker und der Bremsplatte drehbar angeordneten Ringordnung mit mindestens zwei Reibflächen, von denen bei Unterbrechung eines Erregerstroms durch die Erregerwicklung unter der Wirkung der Federelemente die eine an die Bremsplatte und die andere an den Anker anpressbar ist.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Bremse zu schaffen, die ohne Dämpfungsglieder auskommt und trotzdem geräuscharm arbeitet. Die Ankerplatte bzw. der Bremskörper soll vor dem Auftreffen auf der Bremsfläche die Geschwindigkeit so weit reduziert haben, dass der Vorgang des Auftreffens unhörbar wird, bzw. soll die Ankerplatte kurz vor der Berührung des Anschlags stehen bleiben. Dies gilt auch für den anderen Endanschlag des Bremskörpers.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Bremse ermöglicht neben der geräuscharmen Betätigung eine geringe thermische Belastung. Die Bremskraft lässt sich mit der erfindungsgemäßen Ausführung sicher realisieren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 aufgeführt. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 ist eine Messeinrichtung, wie z. B. ein induktiver Wegaufnehmer, zur Messung der Größe des Luftspaltes zwischen Bremsmagnet und Ankerplatte (Bremskörper) in der Bremse integriert. Der Erregerstrom (Gleichstrom) wird hierbei so eingestellt, dass über einen Soll-Ist-Vergleich der elektrisch vorgegebene Luftspalt eingehalten wird. Nach Anspruch 3 kann der Bremsmagnet als Wechselstrommagnet ausgeführt sein und somit den gleichen Effekt der Kennlinie der Magnetkraft über dem Luftspalt erreichen. Im Anspruch 4 ist ein möglicher elektrischer Aufbau der Bremse zur Luftspaltsteuerung dargestellt. Durch die Wechselstromeinspeisung mit nachgeschalteter Gleichrichtung kann ein kleiner Kern verwendet werden. Der Kondensator kann bei Bedarf den Strom glätten und gegebenenfalls als Energiereserve zum langsamen Abfall dienen. Bei Inspektionen und Notfällen ist dieser Kondensator nicht in Funktion. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 5 wird eine zusätzliche mechanische Steuerung mittels stark nichtlinearer Federn, wie z. B. Doppelfedern, Tellerfedern oder kegelige Sonderfedern, zur Verhinderung der Berührung von Anker (Bremskörper) und Bremsmagnet eingesetzt. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 besitzt die Bremse eine Luftspaltregelung. Hierzu wird ein induktives Messglied zur Luftspaltmessung eingesetzt und der Luftspalt von z. B. 0,2 mm ist einstellbar. Nach Anspruch 7 liegt eine Bremse mit einer Luftspaltsteuerung vor. Hier arbeitet die Bremse mit Wechselstrom.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 das Ersatzschaltbild der elektrischen Bremse und
2 der schematische Aufbau der Bremse im Schnitt.
Der Aufbau der Bremse ist wie folgt vorgenommen. De bewegbare Teil der Bremse, die Ankerplatte 1 mit Bremsbelag als Bremskörper 1 ist mechanisch mittels eines Bolzens 2 mit einem unteren Teil 3 eines zweiteiligen Schalenkerns 3, 4, L₁ so verbunden, dass der Luftspalt 5 in diesem zweiteiligen Schalenkern 3, 4, L₁ sich synchron wie der Luftspalt 6 zwischen Bremsmagnet 7, L₂, R₂ und Ankerplatte 1 mit den dazwischen angeordneten Federn 8 verhält. Der Bolzen 2 bildet eine Verbindung zwischen Ankerplatte 1 mit Bremsbelag und dem unteren Teil 3 des Schalenkerns 3, 4, L₁ durch den Bremsmagnet 7, L₂, R₂. Der obere Teil 4 des Schalenkerns 3, 4, L₁ mit dem Bremsmagnet 7, L₂, R₂ ist mechanisch fest über eine Verankerung 9 verbunden.
Das Ersatzschaltbild der Bremse besteht aus einer Wechselstromspeisung 10 über den Schalenkern 3, 4, L₁ mit nachgeschalteter Gleichrichtung 11, die über eine erste Diode 12 den Bremsmagnet 7, L₂, R₂ speist, eine entegegengesetzt zur ersten Diode 12 gerichtete zweite Diode 13 ist parallel zum Bremsmagnet 7, L₂, R₂ geschaltet, ein Kondensator 14 ist parallel zur ersten Diode 12 mit der Parallelschaltung Bremsmagnet 7, L₂, R₂ und zweite Diode 13 geschaltet, nach den Dioden 12, 13 ist jeweils ein Schalter 15 angeordnet und parallel zum Bremsmagnet 7, L₂, R₂ ist ein Varistor 16 geschaltet. Die Schalter 15 werden bei Inspektionsfahrten oder einem Nothalt benötigt. Der Varistor 16 wird als Überspannungsschutz eingesetzt.
Die elektronisch geregelte Bremse besitzt einen elektrisch eingestellten minimalen Luftspalt 6. Die Position der Ankerplatte 1 wird berührungslos mit einem induktiven Geber gemessen. Durch die Lageregelung wird sichergestellt, dass die Ankerplatte 1, bevor sie den Bremsmagnet 7, L₂, R₂ berührt, zum Stillstand kommt. Der Luftspalt 6 kann auf Grund eines möglichen Abriebs bis auf einen Wert von 2 mm anwachsen, ohne dass sich dadurch der einmal eingestellte minimale Luftspalt 6 zwischen Bremsmagnet 7, L₂, R₂ und Ankerplatte 1 verändert. Nachstellarbeiten sind hier nicht mehr erforderlich. Gleichzeitig wird die Einschaltdauer der Bremse deutlich erhöht, der Magnetisierungsstrom wird durch die Regelung auf den notwendigen Haltestrom reduziert., sobald der Sollluftspalt 6 erreicht ist. Der Geräuschpegel der Bremse ändert sich gegenüber dem Neuzustand nicht. Durch die elektrische Luftspaltregelung sind keine mechanischen Dämpfungselemente mehr erforderlich. Eine Erhöhung der Schaltgeräusche auf grund eines Verschleißes der Dämpfungselemente kann deshalb nicht mehr eintreten. Beim Einfallen der Bremse wird unterscheiden zwischen Nothalt oder Inspektionsfahrt, sowie dem betriebsmäßigen Anhalten des Aufzuges.
Wen die Bremse mit Wechselstrom betrieben wird, kann der Effekt der ansteigenden Induktivität bei kleiner werdendem Luftspalt 5 zwischen Ankerplatte 1 und Bremsmagnet 7, L₂, R₂ dazu herangezogen werden, dass auf Grund des zurückgehenden Stroms durch den größeren induktiven Widerstand ein Rückgang der Luftspaltinduktion im magnetischen Kreis der Bremse und damit eine Reduzierung der Magnetkraft erfolgt. Bei richtiger Auslegung ergibt sich ein stabiler Arbeitspunkt für den Luftspalt 6. Die bei Wechselstrom notwendigen Ferritbremskörper oder laminierten Bremskörper sind jedoch nicht zu empfehlen. Bevorzugt wird hier der Aufbau eines Ferritkernes 3, 4, L₁ auf der Bremse. Dieser Ferritkern 3, 4, L₁ ist so auf der Bremse befestigt, dass sein Luftspalt 5 sich gleichsinnig mit dem Bremsluftspalt 6 bewegt. Dieser Ferritkern 3, 4, L₁ kann relativ klein ausfallen, falls die Ansteuerung mit höherer Frequenz, z. B. 200 Hz, erfolgt. Über einen Gleichrichter 1 wird dann die Magnetspule des Bremsmagneten 7, L₂, R₂ erregt.
Zusammenstellung der Bezugszeichen

1: Ankerplatte, Bremskörper
2: Bolzen
3: unterer Teil des zweiteiligen Schalenkerns
4: oberer Teil des zweiteiligen Schalenkerns
3,4, L₁: Schalenkern, Ferritkern
5: Luftspalt im Schalenkern
6: Luftspalt zwischen Ankerplatte und Bremsmagnet
7,L₂,R₂: Bremsmagnet
8: Federn
9: Verankerung
10: Wechselstromspeisung
11: Gleichrichtung
12: erste Diode
13: zweite Diode
14: Kondensator
15: Schalter
16: Varistor

Claims

Elektrische Bremse an Aufzugstriebwerken, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Teil der Bremse, die Ankerplatte (1) mit Bremsbelag als Bremskörper (1) mechanisch mittels eines Bolzens (2) mit einem unteren Teil (3) eines zweiteiligen Schalenkerns (3, 4, L₁) so verbunden ist, dass der Luftspalt (5) in diesem zweiteiligen Schalenkern (3, 4, L₁) sich synchron wie der Luftspalt (6) zwischen Bremsmagnet (7, L₂ R₂) und Ankerplatte (1) mit den dazwischen angeordneten Federn (8) verhält, wobei der Bolzen (2) eine Verbindung zwischen Ankerplatte (1) mit Bremsbelag und dem unteren Teil (3 ) des Schalenkerns ( 3 , 4 , L₁) durch den Bremsmagnet ( 7 , L₂, R₂) bildet und der obere Teil (4) des Schalenkerns (3, 4, L₁) mit dem Bremsmagnet (7, L₂, R₂) mechanisch fest über eine Verankerung (9) verbunden ist.
Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung, wie z. B. ein induktiver Wegaufnehmer, zur Messung der Größe des Luftspaltes (6) zwischen Bremsmagnet (7, L₂, R₂) und Ankerplatte (1) in der Bremse integriert ist.
Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsmagnet (7, L₂, R₂) als Wechselstrommagnet mit einer Frequenz größer 50 Hz ausgeführt ist.
Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Luftspaltsteuerung der Bremse eine Wechselstromspeisung (10) über den Schalenkern (3, 4, L₁) mit nachgeschalteter Gleichrichtung (11) über eine erste Diode (12) den Bremsmagnet (7, L₂, R₂) speist, eine entegegengesetzt zur ersten Diode (12) gerichtete zweite Diode (13) parallel zum Bremsmagnet (7, L₂, R₂) geschaltet ist, ein Kondensator (14) parallel zur ersten Diode (12) mit der Parallelschaltung Bremsmagnet (7, L₂, R₂) und zweite Diode (13) geschaltet ist, nach den Dioden (12, 13) jeweils ein Schalter (15) angeordnet und parallel zum Bremsmagnet (7, L₂, R₂) ein Varistor (16) geschaltet ist.
Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Staffelung mehrerer Federn (8) hinsichtlich Federkraft und Auftreffzeitpunkt auf den beweglichen Bremskörper (1) angeordnet ist.
Bremse mit Luftspaltregelung, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Luftspalt (6) die Durchflutung mittels eines induktiven Messglieds so geregelt ist, dass bei einem einstellbaren Luftspalt (6) der Bremskörper (1) auf diese Position geregelt ist und nur noch die für den kleinen Luftspalt (6) notwendige Durchflutung anliegt.
Bremse mit Luftspaltsteuerung, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse mit Wechselstrom betrieben wird und hierdurch der Effekt der ansteigenden Induktivität bei kleiner werdendem Luftspalt des Magnetkörpers herangezogen wird, dass auf Grund des zurückgehenden Stromes durch den größeren induktiven Widerstand ein Rückgang der Luftspaltinduktion im magnetischen Kreis der Bremse und damit eine Reduzierung der Magnetkraft erfolgt, wobei der Luftspalt (5) des Schalenkerns (3, 4, L₁) gleichsinnig mit dem Bremsluftspalt (6) bewegbar ist und die Bremsmagnetspule über einen Gleichrichter (11) erregbar ist und sich damit eine über den Luftspalt (6) im Gegensatz zum Normalbetrieb fallende Kennlinie der Magnetkraft in einem Verhältnis kleiner Luftspalt gleich kleine Magnetkraft, großer Luftspalt gleich große Magnetkraft einstellt.