DE20212912U1

DE20212912U1 - Elektromechanische Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE20212912U1
Application number: DE20212912U
Authority: DE
Original assignee: Bubenzer Bremsen Gerhard Bubenzer Ing GmbH
Current assignee: Pintsch Bubenzer GmbH
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2012-08-23

Abstract

Bremsvorrichtung mit einem elektrischen Antrieb (1) und einem Spindelantrieb (3), der die Drehbewegung bzw, das Drehmoment des Antriebs in eine lineare Stellbewegung bzw. Stellkraft umwandelt und eine Bremse über Betätigungsmittel (4, 19) öffnet oder schließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) bei Stillstands ein maximales Drehmoment entwickelt und damit eine maximale Stellkraft erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung, insbesondere die Komponente, die auch als sog. Lüftgerät (Bremsöffner) insbesondere in federbelasteten Industriebremsen eingesetzt wird.
Solche Industriebremsen werden als Scheiben-, Trommel- oder Bandbremsen ausgeführt, bei denen eine Feder über ein Bremsgestänge und daran gekoppelte Bremskörper eine Reibkraft zwischen einer Bremsscheibe bzw. einer Bremstrommel und den Bremskörpern (Bremsbelägen) bewirkt, sodaß die an die Bremsscheibe oder -trommel gekoppelte Massen abgebremst werden.
Die Lüftgeräte öffnen dabei die Bremse gegen die Federkraft. Die dazu erforderlichen Kräfte werden üblicherweise elektrohydraulisch, magnetisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch erzeugt. Die am weitesten verbreiteten Lüftgeräte, elektrohydraulische sowie hydraulische Systeme, haben den Nachteil, daß Leckagen auftreten können, die den Wartungsaufwand erhöhen. Magnetische Systemen enthalten schwere Bauteile, die beim Öffnen und Schließen der Bremse beschleunigt werden müssen und beim Schließen sogenannte Bremsschläge hervorrufen, die die Bremscharakteristik ungünstig beeinflussen und zu einem hohen Bauteilverschleiß führen.
Aus DE 1 431 129 ist ein elektrischer Motorbremslüfter bekannt, bei dem ein Elektromotor mit Widerstandsläufer über einen Spindelantrieb eine Bremse über entsprechende Bremsgestänge gegen die Bremsfederkraft öffnet. Beim Freigeben der Feder wird hier die Bremskraft über Dämpfungselemente auf das Bremsgestänge und damit auf die Bremskörper ausgeübt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, solche elektromechanischen Bremsvorrichtungen so zu verbes sern, daß sie ohne zusätzliche mechanische Dämpfungselemente zum Öffnen und Schließen von Industriebremsen geeignet sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst, bei der die zum Offenhalten der Bremsfeder erforderliche Stellkraft bei Stillstand des Antriebs erreicht wird, nämlich dann wenn die zu überwindende Federkraft ebenfalls maximal ist. Gleiches gilt für eine Vorrichtung, die dazu dienen soll, eine Bremse zu schließen. Auch hier soll die aufgebrachte Kraft dann maximal sein, wenn die Betätigungsbewegung abgeschlossen ist und die Bremskörper mit möglichst maximaler Kraft an der Bremsscheibe oder der Bremstrommel anliegen. In beiden Fällen nimmt die aufgebrachte Kraft mit abnehmender Drehzahl zu.
Entsprechende Drehzahl-Drehmomentkennlinien weisen als Drehfeldmagnete ausgeführte Drehstrom-Asynchronmotoren gemäß Anspruch 2 auf. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 und 4 betrifft Ausführungen, bei denen die Drehmomente bzw. Drehzahlen des Motors in optimale Stellgeschwindigkeiten bzw. Stellkräfte umgewandelt werden können. Die Ausführungen nach Anspruch 5 und 6 erlauben besonders kompakte Ausführungen.
Die Ansprüche 7 bis 9 betreffen unterschiedliche Betriebsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung in Industriebremsen.
Die Zeichnung zeigt in einer Teilschnittdarstellung zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne zugehörige Bremse und Bremsgestänge.
Dabei besteht die Bremsvorrichtung aus dem Drehfeldmagneten 1, dem Getriebe 2 und dem Spindelantrieb 3. Die Vorrichtung ist über die Befestigungsgabel 4 und die Kolbenstange 5 mit der eigentlichen nicht dargestellten Bremse verbunden. Dabei bewirkt das Ausfahren der Kolbenstange 5 über die Kopplung an das Bremsgestänge das Öffnen der Bremse gegen die Kraft einer ebenfalls nicht dargestellte Bremsfeder. Der Drehfeldmagnet 1 entwickelt im Stillstand sein maximales Drehmoment und erlaubt einen zeitlich unbegrenzten Stillstandsbetrieb. In einer sogenannten "fail-safe"-Ausfüh rung schließt die Bremsfeder die Bremse über das Bremsgestänge sobald die Gegenkraft der Bremsvorrichtung wegfällt.
Die Vorrichtung kann jedoch auch so eingesetzt werden, daß bei entsprechender Regelung des Drehfeldmagneten 1 die über die Kolbenstange 5 und die Befestigungsgabel 4 ausgeübte Kraft auf das Bremsgestänge so gesteuert wird, das ein geregelter, dosierter Bremsvorgang möglich ist. Eine solche Bremsregelung ist mit und ohne Bremsfeder möglich.
Der Drehfeldmagnet 1 ist fest mit dem Getriebe 2 verbunden. Das in das Getriebegehäuse 6 hineinragende Ende der Antriebswelle 7 trägt ein Kettenritzel 8, das über die Antriebskette 9 ein zum Spindelantrieb 3 gehöriges, ebenfalls im Getriebegehäuse 6 angeordnetes Kettenritzel 10 antreibt. Der Spindelantrieb 3 ist ebenfalls über das Spindelgehäuse 11 mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden.
Bei einer Ausführung des Spindelantriebs 3 überträgt das Kettenritzel 10 seine Drehbewegung auf die Spindelmutter 12, die im Lager 13 axial fixiert aber drehbeweglich zwischen dem Spindelgehäuse 11 und dem Getriebegehäuse 6 gelagert ist. In die Spindelmutter ragt das Ende 14 der Kolbenstange 5; dabei sind Spindelmutter 12 und Kolbenstangenende 14 mit entsprechenden Spindelgewinden 15 versehen, sodaß die Kolbenstange 5 der Drehung der Spindelmutter 12 entsprechend aus dem Spindelgehäuse 11 heraus oder in dasselbe hinein bewegt wird. Dabei verläuft die Kolbenstangenachse 16 parallel zur Drehachse 17 des Drehfeldmagneten 1 und kreuzt die Lagerachsen 18 der Befestigungsgabel 4 sowie des Stellendes 19 der Kolbenstange 5. Die zylindrisch ausgeführte Kolbenstange 5 wird in Lagerbuchsen 20 axial geführt und durch entsprechende Koppelung des Stellendes 19, beispielsweise über einen nicht dargestellten Bolzen, verdrehsicher im Bremsgestänge fixiert. In einer nicht dargestellten Ausführung kann die Kolbenstange auch vielkantig ausgeführt sein, bei der dann bereits die entsprechenden Lagerbuchsen 20 die Verdrehsicherung bewirken.
In einer anderen Ausführung des Spindelantriebs 3 treibt das Kettenritzel 10 eine Spindel 21 an, die mit einem Ende im Lager 13 verdrehbar axial fixiert ist, und deren Abtriebsende 22 in das hohle Ende 23 der Kolbenstange 5 hineinragt. Beide Enden 22, 23 sind mit entsprechenden Spindelgewinden 15 versehen, sodaß eine Drehung der Spindel 21 das Ein- und Ausfahren der Kolbenstange bewirkt. Die Kolbenstange wird dabei über die Lagerbuchse 24 geführt und über eine entsprechende Befestigung am Bremsgestänge gegen Verdrehungen gesichert.
Zusätzlich erfolgt die Linearführung und die Verdrehsicherung über die Führungselemente 25, 26, die aus einem mit der Kolbenstange fest verbundenen Führungsschlitten 25 und einer ebenfalls innerhalb des Spindelgehäuses angebrachten Führungsstange 26 bestehen, deren Achse 27 parallel zur Kolbenstangenachse 16 verläuft.
In der "fail-safe"-Ausführung sind die Spindelgewinde 15 nicht selbsthemmend, sodaß die Bremswirkung der Bremsfeder nicht durch die als Lüftgerät (Bremsöffner) wirkende Bremsvorrichtung gehemmt wird. In anderen Ausführungen sind auch selbsthemmende Spindelgewinde 15 möglich. Übliche geeignete Spindelgewinde sind Trapezgewinde oder Kugelrollgewinde. Darüber hinaus sind weitere geeignete Gewindegeometrien und/oder -technologien einsetzbar.
Die Kopplung zwischen Drehfeldmagnet 1 und Spindelantrieb 3 kann neben dem dargestellten Kettenantrieb über andere geeignete Zugmittel (Keilriemen, Zahnriemen, etc.) Zahnrad- oder Reibradgetriebe erfolgen.
Eine nicht dargestellte koaxiale Anordnung von Spindelantrieb 1 und Bremsfeder ist ebenfalls mit dem vorliegenden Antriebskonzept realisierbar. Diese Bauweise ermöglicht eine besonders kompakte Bauform, bei der die Bremsfeder im Spindelgehäuse 11 selbst untergebracht wird, und ein vereinfachtes Bremsgestänge, mit nur einem Kraftangriffspunkt über den das Bremsgestänge angesteuert wird.
Zusammenfassung Bremsvorrichtung für Industriebremsen, bei der ein Spindelantrieb (3) die Drehbewegung bzw. das Drehmoment eines Antriebs (1) in eine lineare Stellbewegung bzw. Stellkraft umwandelt und damit eine Bremse geregelt oder ungeregelt öffnet bzw.
schließt,. dabei weist der Antrieb (1) eine solche Kennlinie auf, daß er im Stillstand sein maximales Drehmoment entwikkelt und damit eine maximale Stellkraft überträgt. Die Stellkraft kann dazu dienen, eine Bremsfeder zu spannen und die Bremse offen zu halten oder die Bremse selbst zu schließen und mit der bei Motorstillstand erreichten maximalen Stellkraft eine maximale Bremswirkung zu erzielen.

Bezugszeichenliste

1: Drehfeldmagnet
2: Getriebe
3: Spindelantrieb
4: Befestigungsgabel
5: Kolbenstange
6: Getriebegehäuse
7: Antriebswelle
8: Kettenritzel
9: Antriebskette
10: Kettenritzel
11: Spindelgehäuse
12: Spindelmutter
13: Lager
14: Kolbenstangenende
15: Spindelgewinde
16: Kolbenstangenachse
17: Drehachse
18: Lagerachse
19: Stellende
20: Lagerbuchse
21: Spindel
22: Abtriebsende
23: hohles Ende der Kolbenstange
24: Lagerbuchse
25: Führungsschlitten
26: Führungsstange
27: Führungsstangenachse

Claims

Bremsvorrichtung mit einem elektrischen Antrieb (1) und einem Spindelantrieb (3), der die Drehbewegung bzw, das Drehmoment des Antriebs in eine lineare Stellbewegung bzw. Stellkraft umwandelt und eine Bremse über Betätigungsmittel (4, 19) öffnet oder schließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (1) bei Stillstands ein maximales Drehmoment entwickelt und damit eine maximale Stellkraft erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Antrieb (1) ein als Drehfeldmagnet ausgebildeter Drehstrom-Asynchron-Motor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Antrieb (1) den Spindelantrieb (3) über ein zwischengeschaltetes Über-/Untersetzungsgetriebe (2) antreibt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Getriebe (2) ein Zugmittel-, Reibrad- oder Zahnradgetriebe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei Antrieb (1) und Spindelantrieb (3) nebeneinander mit parallel versetzten Hauptachsen (16, 17) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Spindelantrieb (3) und eine Bremsfeder koaxial und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse (11) angeordnet sind.
Bremse mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung (1, 2, 3) in einem Betriebszustand eine Stellkraft ausübt, die die Bremse gegen die von der Bremsfeder ausgeübte Bremskraft öffnet.
Bremse nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung (1, 2, 3) in einem anderen Betriebszustand eine die Bremskraft der Bremsfeder verstärkende Stellkraft ausübt.
Bremse mit einer Vorrichtung (1, 2, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung eine regelbare Bremskraft ausübt.