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Einscheibenbremse oder -kunnlung
Die Erfindung betrifft
eine elektro- oder permanentmagnetische Einscheibenbremse oder -kupplung mit selbsttätigem
Verschleißausgleich, vorzugsweise für Elektromotoren, mit einem Magnetglied, das
eine Ankerscheibe gegen die Wirkung von Federmitteln anziehen kann.
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Bei einer bekannten Bremse dieser Art ist die Ankerscheibe an einer
Nabe befestigt, die zur axialen Führung für die Durchführung des Lüfthubes sowie
zur radialen Mitnahme und Übertragung des Bremsmomentes mittels Zahnprofilen auf
der Anker- bzw. Motorwelle geführt ist. Bei dieser Nachstelleirichtung ergeben sich
Anlaufverzöqerungen, die dadurch entstehen, daß beim Einschalten des Motors die
Verzahnung aufgrund des Anlaufmomentes erhebliche Reibung der Nabe auf der Welle
verursacht, die das Lüften der Ankerscheibe verzögert.
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Es lassen sich deshalb nur relativ niedrige Lastschaltfrequenzen des
Motors bz. der Bremse erreichen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Nachstelleinrichtung
liegt darin, daß an em Lüfthub aufer der Ankerscheibe weitere Bauelemente teilnehren,
die durch ihr nicht unwesentliches Gewicht sich ebenfalls nachteilig auf die erzielbare
Lastschaltfrequenz auswirken und auch die Brems- und Lüftungsvorgänge in Abhängigkeit
der Lacke der Bremse zeitlich unterschiedlich beeinflussen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bremse oder vu»clurder eingangs
genannten Art zu schaffen, die sehr rasch lüf tet, in mindestens einer abrichtung
nur geringe axial bewegte
Massen hat, deren Funktion in jeder Einbaulage
gleichmäßig isti und bei der der selbsttatige Verschleißmit einfachen, betriebssicheren
und in der Herstellung und Montage billigen Mitteln erzielt wird.
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Erfindungsgemäß ist bei einer Bremse oder Kupplung der eingangs genannten
Art vorgesehen, daß die Ankerscheibe mittels einer Ring feder an einem Zwischenträger
axial beschränkt beweglich und gegen Drehen relativ zu dem Zwischentrager gesichert
angeordnet ist, wobei ihre den Lüfthub bestimmenden beiden Grenzstellungen durch
Anschläge bestimmt sind, und daß der Zwischenträger mit einem Hauptträger mittels
sich parallel zur Bewegungsrichtung der Ankerscheibe erstreckenden Führungsbolzen
verbunden ist, die in Klemmringen kraftschlüssig gehalten sind, deren Klemmkraft
zum selbsttätigen Verschleißausgleich durch die Kräfte überwindbar ist, die die
Ankerscheibe in ihre Bremsstellung oder ihre eingekuppelte Stellung bewegen.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme besteht die in der vom Magnetglied
wegführenden Hubrichtung axial bewegte Masse der Bremse oder Kupplung nur aus der
Ankerscheibe, so daß eine hohe Leerschaltfrequenz erzielt wird. Ferner ist die erzielbare
Schaltfrequenz praktisch unabhängig von der Lage der Bremse oder Kupplung. Infolge
der durch die Ringfeder bedingten reibungsfreien Axialbewegung der Ankerscheibe
treten auch keine Hubverzögerungen auf. Die
neuartige Bremse weist
ferner eine sehr einfache, betriebssichere und in der Herstellung-billige Bauart
auf. Ihre einzelnen Teile sind leicht zu montieren, und falls erforderlich, auch
leicht auszuwechseln. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Klemmringen für
den selbsttätigen Verschleißausgleich, da diese u. a. baulich einfach sind, eine
prakttisch unbeschränkte Lebensdauer haben und leicht zu montieren sind. Bevorzugt
können diese Klemmring als Toleranzringe ausgebildet sein, wodurch sich eine bedeutende
Herstellungsvereinfachung ergibt, da Fluchtungsfehler, sowie Teilkreis- und-Dickenabweichungen
an den Führungsbolzen und den betreffenden Bohrungen selbsttätig ausgeglichen werden.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Magnetglied
die mit der Ankerscheibe zusamnenwirkende Bremsfläche aufweist oder tragt und der
Lüfthub beim Abschalten des Magnetgliedes durch die Wirkung der Ringfeder eintritt.
Beim Lüfthub ist dann stets nur die Ankerscheibe zu bewegen, so daß das Lüften sehr
rasch erfolgt.
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Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. So kann in manchen
Fällen zweckmäßig auch vorgesehen sein, daß das Lüften der Bremse oder Kupplung
anstatt von der Ring feder durch Einschalten des Magnetgliedesbewirkt wird.
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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemaß
elektromagnetische
Motorbremse, Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1, gesehen entlang der Schnittlinie
2 - 2 in verkleinertem Maßstab,, wobei die Ankerscheibe vollständig dargestellt
ist, Fig. 3 je einen Teilschnitt durch Fig. 2 gesehen und 4 entlang der Schnittlinie
3 - 3, wobei in diesen beiden Fig. die Ankerscheibe sich in ihren beiden unterschiedlichen
Grenzstellungen befindet.
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Die dargestellte elektromagnetische Bremse ist Teil eines nicht in
näheren Einzelheiten dargestellten elektrischen Bremsmotors, auf dessen Motorwelle
lo die Nabe 12 eines scheibenradförmioen Hauptträgers 11 fest angeordnet ist, so
daß sie sich auf der Motorwelle 10 weder axial noch radial verschieben kann. Dieser
Hauptträger 11 weist insgesamt drei in gleichgroßen radialen Abständenvon der Achse
der Motorwelle lo angeordnete Augen 13 auf, in deren abgestuften Innenbohrungen,
deren Achsen parallel zur Motorwellenachse sind, je ein als Toleranzring ausgebildeter
Klemmring 14 angeordnet ist. Die Bauart solcher Tcleranzringe ist beispielsweise
in LUEGER Lexikon der Technik", DVA 1960, Band 1, Seite 524, dargestellt. Jeder
Toleranzring 14 ist aus einem ebenen Stahlfederblech wellerförmig gedrückt und zu
einem geschlitzten Ring zusamr.er.-gebogen, der in das betreffende Auge 13 eingesetzt
ist.
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An der Rückseite des Hauptträgers 11 sind ferner eine filehrzahl von
Lüfterflügeln 16 angeordnet, so daß er gleichzeitig
als Lüfterrad
zur Kühlung des betreffenden Motors und der Bremse wirkt.
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Das Gehäuse des Motors ist strichpunktiert bei 17 angedeutet.
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Die Klemmrings 14 sind kraft- und formschlüssig in die Bohrungen der
Augen bis zu den durch die Abstufungen der Bohrungen gebildeten Innenbunde eingeschoben,
so daß sie aus der aus Fig. 1 für einen Klemmring 14 ersichtlichen Stellung nicht
nach links verschoben werden können.
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Der Hauptträger 11 trägt einen ehenen kreisscheibenförnigen Zwischenträger
19 und letzterer trägt eine ebene, kreisscheibenfcrnlige Ankerscheibe 2o, die dieselbe
Größe wie der Zwischenträger 19 hat und mit einem relativ zu dem Motorgehäuse 17
unbeweglich angeordneten Elektromagnetglied 21 zum Abbremsen der Motorwelle lo zusammenwirkt.
Das Magnetglied 21 ist von üblicher Bauart und weist ein Gehäuse 22 auf, in dessen
Innenraum eine Magnetisierungssnule 23 angeordnet ist. In die in Fig. 1 dargestellte
Stirnseite des Gehäuses 22 ist ein Bremsbelag 24 bündig eingesetzt.
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Die Ankerscheibe 2c ist an dem Zwischenträger 19 mittels einer zweckmäßig
kreisringscheibenförmiaen Ringfeder 25 axial beweglich gehalten, die die Ankerscheibe
2c bei aberregtem Magnetglied 21 an die ebene Stirnfläche 27 des Zwischenträgers
19 infolge ihrer Federvorspannung andrückt.
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Die Ringfeder 25 befindet sich dabei ganz innerhalb einer
stirnseitigen
Ringnut des Zwischentragers 19 (Fig. 1 und 4).
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Bei erregtem Magnetglied 21 zieht dieses die Ankerscheibe 20 gegen
die Wirkung der Ringfeder 25 axial bis zum Anliegen an seine Bremsfläche 29 an.
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Die axiale Beweglichkeit der Ankerscheibe 20 relativ zu dem Zwischenträger
19 wird durch Anschlage so begrenzt, daß maximal der äus Fig. 3 ersichtliche Lüfthub
A auftritt. Die in Fig. 3 dargestellte Stellung der Ankerscheibe relativ zu dem
Zwischenträger 19 ist dadurch bestirint, daß drei nietartige Hubbegrenzungsbolzen
30, welche die Ringfeder 25 fest mit der Ankerscheibe 20 verbinden und selbst mit
der Ankerscheibe unbeweglich verbunden sind, rückwärtige Verlängerungen 31 haben,
die durch zugeordnete axiale Bohrungen des Zwischenträgers 19 mit Spiel hindurchragen
und rückseitig dieses Zwischenträgers flanschartige Verbreiterungen 32 haben, die
in der in Fig. 3 dargestellten vordersten Stellung der Ankerscheibe 20 an der ebenen
Rückseite des Zwischenträgers 19 anliegen. Die andere Grenzstellung der Ankerscheibe
20 relativ zu der Zwischenträger 19 ist dadurch bestimmt, daß die Ankerscheibe 20
an die ihr zugewendete Stirnseite des Zwischenträgers 19 infolge der Federkraft
der Ringfeder 25 satt zur Anlage kommt. Diese geringe axiale Beweglichkeit der Ankerscheibe
20 relativ zu dem Zwischenträger 19 entspricht dem ausführbaren Lüfthub, der bei
aberregtem Magnetglied 21 durch die Ring feder 25 infolge der reibungsfreien Lagerung
der Ankerscheibe 20 und ihrer geringen trägen klasse außercrdentlich
rasch
bewirkt wird.
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Die Ringfeder 25 ist ferner mittels an dem Zwischenträger 19 fest
angeordneten Führungsbolzen 33 auch fest mit dem Zwischenträger 19 verbunden, wobei
die insgesamt drei Führungsbolzen 33 um jeweils 120° winkelversetzt zueinander angeordnet
sind und von den benachbarten Hubbegrenzungsbolzen 30 einen Winkelabstand von jeweils
600 haben (Fig. 2). Es können selbstverständlich auch mehr Bolzen 30 oder 33 als
in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiels vorgesehen sein. Bevorzugt sind jedoch
drei Führungsbolzen 33 und drei Hubbegrenzungsbolzen 30 vorgesehen.
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Die die Ringfeder 25 mit dem Zwischenträger 19 verbindenden drei Führungsbolzen
33 sind gleich ausgebildet und ein sen kreiszylindrische Verlängerungen 35 (Fig.
1) auf, die in die drei Klermringe, wie 14 (Fig. 1),, des Hauptträgers 11 kraftschlüssig
eingesetzt sind. Die axiale Haftkraft, mit welcher diese Führungsbolzen 33 in den
Klemmringen 14 gehalten sind, ist mehrfach größer als die axiale Federkraft der
Ringfeder 25, jedoch kleiner als die von dem Magnetglied 21 auf die aus weichmagnetischem
Material bestehende Ankerscheibe 20 ausübbare Anziehungskraft. Hierdurch ergibt
sich folgende Funktion dieser Bremse bezüglich ihres selbsttätigen Verschleißausgleiches:
Wenn diese Bremse im gelüftetem Zustand ist, wie dies Fig.
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1 und 4 zeigen, dann ist zwischen der Bremsfläche 29 des Magnetgliedes
21 und der Ankerscheibe 20 ein Luftspalt B vorhanden, der dieselbe Größe hat, wie
der in Fig. 4 eingezeichnete
Luftspalt C zwischen dem Flansch
32 des Hubbegrenzungsbolzens 30 und dem Zwischenträger 19. Wenn das Magnetglied
21 erregt wird, zieht es die Ankerscheibe 20 in axialer Richtung magnetisch an,
so daß diese gegen die Wirkung der Federkraft der Ring feder 25 bis zur Anlage an
die Bremsfläche 29 des Magnetgliedes 21 in bezug auf die Zeichnung nach links bewegt
wird, wobei in dieser Stellung die Flansche 32 der Hubbegrenzungsbolzen 30 an den
Zwischentragern 19 zur Anlage kommen, so daß zwischen dem Zwischenträger 19 und
der Ankerscheibe 20 der Luftspalt A nach Fig.
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3 entsteht. Da die axiale Haftkraft zwischen den Klemmringen 14 und
den Führungsbolzen 33 mehrfach größer ist als die Federkraft der Ringfeder 25, verschiebt
sich der Zwischenträger 19 relativ zu dem Hauptträger 11 nicht, sofern bei dem beschriebenen
Vorgang die Ankerscheibe an die Bremse fläche 29 des Magnetgiiedes 21 gelangt. Wenn
sich die Bremsfläche 29 durch Verschleiß abnutzt, ist der Hub A (Fig. 3) nicht mehr
groß genug, um der Ankerscheibe 2o im Gefolgt der Erregung des Magnetgliedes 21
zu ermöglichen, an die Bremsfläche 29 zur Anlage zu kommem oder jedenfalls nicht
mehr mit dem normalen Anpreßdruck an dieseranzuliegen, was zur Folge hat, daß die
magnetische Anziehungskraft des Magnetgliedes 21 die Ankerscheibe 20 zusammen mit
dem Zwischenträger 19 bezogen auf Fig.l nach links verschiebt, indem die Führungsbolzen
33 in den Klemmringen 14 unter Uberwindung der zwischen ihnen und den Klemmringen
14 bestehenden axialen Haftkraft verschoben werden, wodurch ein selbsttatiger Verschleißausgleich
eintritt.
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Dieser selbststätige Verschleißausgleich kann bei jedesmaliger
Erregung
des Magnetgliedes 21 in Abhängigkeit des beim vorangehenden Bremsvorgang stattgefundenen
Verschleißes in kleinsten Schritten erfolgen und kann sich so oft wiederholen, bis
die gesamte Belagstärke des Bremsbelages abgenutzt ist. Der Verschleißausgleich
ist stetig, so daß stets optimale Bremsmomente erzielt werden.