DE2104366C3

DE2104366C3 - Friction brake that can be released electromagnetically against spring pressure

Info

Publication number: DE2104366C3
Application number: DE19712104366
Authority: DE
Inventors: Peter 7301 Scharnhausen Kuhnke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Filing date: 1971-01-30
Publication date: 1976-04-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch gegen Federdruck lüftbare Reibungsbremse für Elektromotoren mit auf Bremsbacken wirkendem beweglichen Anker und selbsttätigem Verschleißausgleich, bei der im Magnetanker ein auf einen' Bremsbelag wirkender Druckbolzen geführt ist, auf dem eine Büchse zwischen zwei Anschlägen um eine dem Normalhub entsprechende Strecke axial verschieblich angeordnet ist, wobei der Druckbolzen mit dem Magnetanker einerseits und über die Büchse mit dem feststehenden Magnetkörper andererseits durch je an lieh bekannte, in Bremsausrückrichtung als Gesperre wirkende, flachkegelige Ringspannscheiben zusammenwirkt, nach Patent 16 75 157.The invention relates to a friction brake for electromagnetic release against spring pressure Electric motors with a movable armature acting on the brake shoes and automatic wear compensation, in which a pressure bolt acting on a 'brake lining is guided in the magnet armature on which a sleeve between two stops axially displaceable by a distance corresponding to the normal stroke is arranged, the pressure pin with the armature on the one hand and over the sleeve with the fixed magnetic body on the other hand by ever borrowed known, in the brake disengagement direction as a locking mechanism acting, flat-conical ring clamping disks cooperate, according to patent 16 75 157.

Derartige Bremsen, welche beispielsweise mit Elektromotoren zu einer Einheit zusammengebaut werden, haben den Zweck, den Motor und die von ihm angetriebenen Maschinen bei Ausfall oder beim Abschalten der Speisespannung stillzusetzen. 1st zum Lüften einer solchen Reibungsbremse z. B. ein Elektromagnet vorgesehen, so ist dieser Elektromagnet für einen bestimmten Magnethub ausgelegt. Ein Überlchreiten dieses Hubes durch zunehmenden Verschleiß hat zur Folge, daß entweder der Magnet durch den tunehmenden Luftspalt die Bremse nicht mehr lüften kann oder aber er müßte entsprechend überdimensioniert werden, was bei den meist engen Platzverhältnissen nachteilig ist. Man sieht daher einen Verschleißausgleich vor, welcher bewirkt, daß auch bei sich abnutzendem Bremsbelag der Magnetanker den Magnethub möglichst beibehält.Such brakes, which are assembled into a unit with electric motors, for example, have the purpose of the engine and the machines it drives in the event of failure or when Shut down the supply voltage. 1st to release such a friction brake z. B. an electromagnet provided, this electromagnet is designed for a certain magnet stroke. An overrun this stroke due to increasing wear has the consequence that either the magnet by the The increasing air gap can no longer release the brake or it would have to be appropriately oversized which is disadvantageous in the mostly confined spaces. You can therefore see a wear compensation before, which causes the magnet armature to stop the magnet stroke even if the brake lining wears out as possible.

Bekannt ist eine durch einen Magneten mit auf einen Bremsbacken wirkendem beweglichen Anker gegen die Kraft einer Feder lüftbare Reibungsbremse mit selbsttätigem Verschleißausgleich (DT-OS 16 75 155), welche sich dadurch kennzeichnet, daß der Bremsbakken gegenüber dem Anker und einem um den Maenet-Normalhub beweglichen Steueranschlag nur in Richtung des Bremshubes verschiebbar ist Hierbei sind zwischen dem BremsbackeR, Anker und Steueranschlag zur Bremsfläche hin erweiterte Zwischenräume angeordnet, in welchen unter Federdruck stehende Klemmkörper beweglich eingebracht smd Diese Klemmkörper dienen einmal zur Übertragung der Bremskraft und zum anderen bewirken sie den Verschleißausgleich. .Is known a by a magnet with acting on a brake shoe movable armature against the A friction brake that can be released by force of a spring with automatic wear compensation (DT-OS 16 75 155), which is characterized in that the brake jaw opposite the anchor and one around the Maenet normal stroke movable control stop is only displaceable in the direction of the braking stroke between the brake shoe, anchor and control stop gaps widened towards the braking surface are arranged, in which clamping bodies under spring pressure are movably inserted Clamping bodies serve on the one hand to transmit the braking force and on the other hand they cause the Wear compensation. .

Des weiteren ist ein Nehmerzylinder mit Nachstellvorrichtung mit einer im Kolben gleitend bewegbaren Kolbenstange bekannt (DT-PS 10 91 883), welcher zwei einseitig iji Bremslöserichtung wirkende Gesperre aufweist, von denen das eine die Bewegung der Kolbenstange im Kolben und das andere die Bewegung des Kolbens i«i Zylinder verhindert Nach einem weiteren Merkmal sind auf dem zwischen Kolben und Belagträger im Kolben verschiebbar angeordneten Druckbolzen zwei bei Betätigung verschiebbare, beim Lösen selbstsperrende Klemmscheiben oder andere Klemmeiemente derart angeordnet, daß die eine Klemmscheibe am Kolben durch Federdruck anliegt, während die andere Klemmscheibe zwischen zwei Anschlägen im Zylinder bewegbar ist Die Klemmscheiben sind also derart ausgebildet, daß eine Verschiebung des Druckbolzens in Betätigungsrichtung (Bremseinrückrichtung) nicht gehemmt wird, jedoch bei einer Verschiebung in entgegengesetzter Richtung (Bremsausrückrichtung) die selbstsperrende Wirkung der Klemmscheiben einsetzt Die selbstsperrende Wirkung wird dadurch erreicht daß sich die am Innendurchmesser der Scheiben angeordneten Segmente in den Bolzen eindrücken und somit eine relative Verschiebung der Teile gegeneinander verhindern. Durch das Eindrücken der Segmente in den Bolzen ist aber ein stufenloser Verschleißausgleich nicht gewährleistet, da sich die Segmente erst wieder eindrücken können, wenn der aufgetretene Verschleiß größer als die Einkerbbreite der Segmente in den Bolzen ist. Dadurch bedingt, kann nach Abnutzung des Bremsbelages der Bolzen nicht wieder verwendet werden.There is also a slave cylinder with an adjusting device with a piston rod slidably movable in the piston known (DT-PS 10 91 883), which two one-sided iji brake release direction locking mechanism has, one of which is the movement of the piston rod in the piston and the other is the movement According to another feature are on the piston between the piston and the cylinder Lining carrier in the piston displaceably arranged pressure bolts two displaceable when actuated, when Loosen self-locking clamping disks or other clamping elements arranged in such a way that the one The clamping disk rests against the piston by spring pressure, while the other clamping disk is between two Stops in the cylinder is movable. The clamping disks are therefore designed in such a way that a displacement of the pressure pin is not inhibited in the actuation direction (brake engagement direction), but in the event of a Shift in the opposite direction (brake release direction) the self-locking effect of the Clamping disks are used The self-locking effect is achieved by the fact that the inside diameter of the discs arranged segments into the bolt and thus a relative displacement of the Prevent parts against each other. By pressing the segments into the bolt, however, it is a stepless one Wear compensation is not guaranteed, as the segments can only be pressed in again when the Any wear that has occurred is greater than the notch width of the segments in the bolt. As a result, can The bolts cannot be used again after the brake lining has worn down.

Zwecks Verbesserung und weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach dem Hauptpatent ist es Aufgabe der Erfindung, den selbsttätigen Verschleißausgleich für eine elektromagnetisch gegen Federdruck lüftbare Reibungsbremse so auszubilden, daß dieser konstruktiv weniger aufwendig und hinsichtlich der Funktion weniger störanfällig ist und selbst auf allerkleinste Abnutzungen des Bremsbelages so exakt anspricht, daß der Hub des Magnetankers immer konstant bleibt und ein wirklich stufenloser Verschleißausgleich gewährleistet ist.For the purpose of improving and further developing the invention according to the main patent, it is the task of Invention, the automatic wear compensation for an electromagnetically ventilated against spring pressure Train the friction brake so that it is structurally less complex and less complex in terms of function is less prone to failure and responds so precisely to even the smallest wear and tear on the brake lining that the stroke of the magnet armature always remains constant and ensures a really stepless wear compensation is.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Anschläge für die Büchse durch die Innen- und Außenflächen der in eine Umfangsnut der Büchse hineinragenden Köpfe von fest im Magnetkörper angeordneten Bolzen verkörpert sind. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Ringspannscheiben kraftschlüssig auf den Druckbolzen einwirken zu lassen und so anzuordnen, daß sich die eine Ringspannr scheibe im Magnetanker und die andere Ringspannscheibe innerhalb der Büclhse abstützt.This object is achieved in that, according to the invention, the stops for the sleeve by the inner and Outer surfaces of the heads protruding into a circumferential groove of the bushing from fixed in the magnet body arranged bolts are embodied. It has proven to be particularly advantageous to use the ring clamping disks to act positively on the pressure bolt and to be arranged in such a way that the one ring tensioner washer in the magnet armature and the other ring clamping washer is supported within the sleeve.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient zur näheren Erläuterung derselben. Die im wesentlichen rotationssymmetrische, im Längsschnitt dargestellte Reibungsbremse besitzt einen feststehenden Magnetkörper 6, gegenüber welchem ein Magnetanker 1 verschiebbar gelagert ist. InThe exemplary embodiment of the invention shown in the drawing is used for a more detailed explanation the same. The essentially rotationally symmetrical friction brake shown in longitudinal section has a stationary magnet body 6, with respect to which a magnet armature 1 is slidably mounted. In

der dem Magnetanker I zugekehrten Stirnfläche 5 des Magnetkörpers 6 ist eine Magnetspule 7 angeordnet. In der Zeichnung ist die Bremsstellung dargestellt Bremsfedern 9 übertragen die Bremskraft über den Magnetanker 1 und eine sich in diesem abstützende Ringspannscheibe 13 auf einen Druckbolzen 2. welcher seinerseits über einen Bremsbelag 8 mit der Bremskraft Fd gegen eine rotierende Bremsscheibe 4 drückt Läßt man einen Strom durch die Magnetspule 7 fließen, so wird der Magnetanker 1 gegen die Wirkung der Federn 9 an den Magnetkörper 6 gezogen und die Bremse ist gelüftet Der Druckbolzen 2 trägt auf seinem zwischen Magnetanker 1 und Bremsscheibe 4 gelegenen Teil eine Büchse J, in welche zwei von einem in der Stirnfläche 5 des Magnetkörpers 6 fest angeordneten Anschlagbolzen 16 gebildete Anschläge 10 und 11 eingreifen und die axiale Verschiebung der Büchse 3 auf eine dem Normalhub entsprechende Strecke sn begrenzen. Gegenüber dem Druckbolzen 2 ist jedoch die Büchse 3 nur in Bremsausrückrichtung verschiebbar, da eine in der Büchse 3 angeordnete Ringspannscheibe 12 eine Bewegung in der Gegenrichtung verhindert die von der Ringspannscheibe 12 aufgebrachte Reibungskraft wird durch zusätzliche Tellerfedern 14 ebenso verstärkt wie diejenige der Spannscheibe 13 durch Tellerfedern 15.A magnet coil 7 is arranged on the end face 5 of the magnet body 6 facing the magnet armature I. In the drawing, the braking position is shown Brake springs 9 transmit the braking force via the magnet armature 1 and an annular clamping disc 13 supported in this to a pressure pin 2, which in turn presses against a rotating brake disc 4 via a brake pad 8 with the braking force Fd the magnet coil 7 flow, the magnet armature 1 is pulled against the action of the springs 9 on the magnet body 6 and the brake is released the end face 5 of the magnet body 6 fixed stop pins 16 formed stops 10 and 11 engage and limit the axial displacement of the sleeve 3 to a distance sn corresponding to the normal stroke. Compared to the pressure pin 2, however, the sleeve 3 can only be displaced in the brake disengagement direction, since a ring clamping disc 12 arranged in the sleeve 3 prevents movement in the opposite direction.The frictional force exerted by the ring clamping disc 12 is reinforced by additional disc springs 14 as is that of the clamping disc 13 by disc springs 15th

Es ergibt sich folgende Wirkungsweise des Verschleißausgleiches: Zum Abbremsen des Motors wird die Erregung der Magnetspule 7 abgeschaltet, wodurch der Magnetanker 1 vom Magnetkörper 6 infolge der auf ihn einwirkenden Bremsfeder 9 abfällt und nach links bewegt wird. Die sich im Magnetanker 1 abstützende und unter einem bestimmten Schrägungswinkel α auf dem Druckbolzen 2 angreifende Ringspannscheibe 13 bewegt diesen ebenfalls mit nach links, bis dieser über den Bremsbelag 8 auf die Bremsscheibe 4 einwirkt. Solange aber am Bremsbelag 8 kein Verschleiß auftritt, bewegt sich der Magnetanker 1 und mit ihm der Druckbolzen 2 bei jedem Arbeitsspiel immer nur um den Normalhub Sn, wodurch die sich ebenfalls über die Ringspannscheibe 12 auf dem Druckbolzen 2 abstützende Büchse 3 an der Anschlagfiäche 10 des Bolzens 16 zur Anlage kommt Erst wenn am Belag 8 ein Verschleiß Δ V auftritt, bewegt sich der Magnetanker 1 und mit ihm der Druckbolzen 2 um das Maß AV weiter nach links, während eine Weiterbewegung der Büchse 3 infolge ihrer Anlage an der Anschlagfläche 10 verhindert wird, d. h., der Druckbolzen 2 verschiebt sich gegenüber der festgehaltenen Büchse 3 um das Maß Δ V weiter. Beim nachfolgenden Lüfthub wird der Magnetanker 1 und mit ihm der Druckbolzen 2 mit der Büchse 3 gegen den Magnetkörper 6 gezogen, wobei die Büchse 3 nach dem Lüften um das Maß Sn an der Anschlagfläche 11 zur Anlage kommt Eine weitere Verschiebung des Druckbolzens 2 gegenüber der Büchse 3 um das Maß /1V ist nun aber nicht mehr möglich, da die Ringspannscheibe 12 gegenüber dem Druckbolzen 2 als Gesperre wirkt Der Magnetanker 1 ist jedoch gegenüber dem Magnetkörper 6 noch um das Maß Δ V gelüftet Da dieser vom Magnetkörper 6 aber bis zu seiner Anlage an demselben angezogen wird, eine weitere Bewegung des Druckbolzens 2 durch das Gesperre 12 aber verhindert wird, verschiebt sich der Magnetanker 1 und mit ihm die Ringspannscheibe 13 auf dem Druckbolzen 2 um das Maß Δ V. Damit ist der Verschleiß ausgeglichen und für weitere Bremsvorgänge der Normalhub Sn wieder gewährleistetThe following effect of the wear compensation results: To brake the motor, the excitation of the magnet coil 7 is switched off, whereby the magnet armature 1 falls off the magnet body 6 as a result of the braking spring 9 acting on it and is moved to the left. The ring clamping disc 13, which is supported in the armature 1 and engages the pressure bolt 2 at a certain helix angle α, also moves it to the left until it acts on the brake disc 4 via the brake pad 8. However, as long as there is no wear on the brake lining 8, the armature 1 and with it the pressure bolt 2 only move by the normal stroke Sn during each work cycle, whereby the bushing 3, which is also supported on the pressure bolt 2 via the annular clamping disc 12, on the stop surface 10 of the Bolt 16 comes into contact only when wear Δ V occurs on the lining 8, the magnet armature 1 and with it the pressure bolt 2 move further to the left by the amount AV , while further movement of the sleeve 3 is prevented as a result of its contact with the stop surface 10 , that is, the pressure pin 2 moves relative to the sleeve 3 held by the amount Δ V on. During the subsequent release stroke, the magnet armature 1 and with it the pressure pin 2 with the bushing 3 are drawn against the magnet body 6, the bushing 3 coming into contact with the stop surface 11 after being released by the amount Sn 3 by the dimension / 1V is now no longer possible, since the annular clamping disc 12 relative to the pressure pin 2 acts as a locking mechanism, the armature 1, however, is lifted relative to the magnetic body 6 also by the amount Δ V since this by the magnetic body 6 but up to its contact is attracted to the same, but further movement of the pressure bolt 2 is prevented by the locking mechanism 12, the armature 1 and with it the ring clamping disc 13 on the pressure bolt 2 by the amount ΔV . This compensates for wear and for further braking Normal stroke Sn guaranteed again

Die von der Ringspannscheibe 13 aufgebrachte Reibungskraft Fr, analog auch die der Ringspannscheibe 12, ist abhängig von dem Schrägungswinkel κ der Ringspannscheibe, der so gewählt ist, daß reine Selbsthemmung vorhanden ist Da die Reibungskraft dem Produkt aus der Normalkraft Fn und dem Reibungskoeffizienten μο zwischen Ringspannscheibe und Druckbolzen entspricht und größer sein muß als die Bremskraft Fo, so ergibt sich als Funktionsbedingung, daß der Tangens des Schrägwinkels κ^ μο. Dadurch also, daß der Schrägungswinkel« so gewählt ist, daß er immer kleiner als der Reibungswinkel ρ ist, wobei tang == μο, baut sich aus der vom Magnetanker über die Ringspannscheibe in Bremseinrückrichtung auf den Druckbolzen zu übertragenden Bremskraft Fo eine entgegengesetzt wirkende Reibungskraft Fr auf, die stets größer ist als die Bremskraft Fd, auf Grund der Bedingung tan« ^ μο, d. h., die Ringspannscheibe wirkt gegenüber dem Druckbolzen selbsthemmend. So kann auf Grund des kräfteverhältnisses eine Verschiebung des Druckbolzens gegenüber der Ringspannscheibe entgegen der Bremseinrückrichtung nicht erfolgen.The force applied by the annular clamping disk 13 frictional force Fr, analogous to the the annular clamping plate 12, is dependent on the skew angle κ of the annular clamping disc, which is selected such that pure self-locking is present, since the frictional force to the product of the normal force Fn and the coefficient of friction μο between annular clamping disc and pressure bolt corresponds and must be greater than the braking force Fo, the functional condition is that the tangent of the skew angle κ ^ μο. The fact that the helix angle is chosen so that it is always smaller than the friction angle ρ, where tang == μο, builds an oppositely acting frictional force Fr from the braking force Fo to be transmitted from the magnet armature via the ring tensioning disk in the brake engagement direction to the pressure bolt on, which is always greater than the braking force Fd, due to the condition tan «^ μο, that is, the ring clamping washer has a self-locking effect on the pressure bolt. Due to the force ratio, the pressure bolt cannot be shifted in relation to the annular clamping disc against the brake engagement direction.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Erfüllung der Bedingung »Selbsthemmung« kleinste Nachstellverschiebungen möglich sind und ein wirklich stufenloser Verschleißausgleich gewährleistet ist, ferner eine Wiederverwendung des Druckbolzens nach Erneuerung des Bremsbelages möglich wird.The advantages achieved by the invention are in particular that by meeting the Condition »self-locking« smallest readjustment shifts are possible and a really stepless one Wear compensation is guaranteed, as well as reuse of the pressure pin after renewal of the brake pad becomes possible.

Darüber hinaus ist durch den erfindungsgemäßen konstruktiven Aufbau des Verschleißausgleiches eine kompakte Bauform und eine zuverlässige Wirkung selbst bei der Übertragung großer Bremskräfte gewährleistet, wobei die erforderliche Bremskraft stets konstant gehalten wird.In addition, the inventive construction of the wear compensation is a compact design and a reliable effect even when transmitting large braking forces guaranteed, whereby the required braking force is always kept constant.

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electromagnetic friction brake that can be released against spring pressure for electric motors with brake shoes acting movable armature and automatic wear compensation, in the case of the magnet armature

, a pressure bolt acting on a brake lining is guided, on which a bushing between 2 strikers! is axially displaceable by a distance corresponding to the normal stroke (Sn) , the pressure bolt with the armature on the one hand and via the bushing with the stationary ' I the magnet body on the other hand by a flat-conical, known per se, acting as a locking mechanism in the brake disengagement direction Ring clamping disc interacts according to Patent 16 75 157, characterized in that the stops (10, 11) for the bush (3) are fixed in the magnet body (6) by the inner and outer surfaces of the heads protruding into a circumferential groove of the bush (3). arranged bolts (16) are embodied.

2. Friction brake according to claim 1, characterized in that the ring clamping disks (12, 13) act positively on the pressure bolt (2) and the one ring clamping disc (13) in the The magnet armature (1) and the other ring clamping disc (12) are supported within the sleeve (3).