DE2212937B2

DE2212937B2 - Einscheibenbremse oder -kupplung

Info

Publication number: DE2212937B2
Application number: DE19722212937
Authority: DE
Inventors: Heinrich 7300 Esslingen Hartschen
Original assignee: G Bauknecht Elektrotechnische Fabriken 7000 Stuttgart GmbH
Current assignee: G Bauknecht Elektrotechnische Fabriken 7000 Stuttgart GmbH
Priority date: 1972-03-17
Filing date: 1972-03-17
Publication date: 1978-08-24
Also published as: DE2212937A1; AT321405B

Description

Die Erfindung betrifft eine elektro- oder permanentmagnetisch betätigbare Einscheibenbremse oder -kupplung mit selbsttätigem Verschleißausgleich, vorzugsweise für Elektromotoren, mit einem Magnetglied, das eine Ankerscheibe gegen die Wirkung von Federmitteln anzieht.

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 mitteis Zahnprofilen auf der Anker- bzw. Motorwels Ie geführt ist Bei dieser Nachstelleinrichtung ergeben sich Anlaufverzögerungen, 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

ίο verzögert

Es lassen sich deshalb nur relativ niedrige Lastschaltfrequenzen des Motors bzw. der Bremse erreichen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Nachstelleinrichtung liegt darin, daß an dem Lüfthub außer der Ankerscheibe weitere Bauelemente teilnehmen, die durch ihr nicht unwesentliches Gewicht sich ebenfalls nachteilig auf die erzielbare Lastschaltfrequenz auswirken und auch die Brems- und Lüftungsvorgänge in Abhängigkeit der Lage der Bremse zeitlich unterschiedlieh beeinflussen.

Bei einer anderen bekannten elektromagnetisch gelüfteten Einscheibenbremse (AT-PS 2 92117) sind eine auf der Motorwelle axial verschiebbar angeordnete Bremsscheibe und ferner eine Ankerscheibe, die am Motorgehäuse axial verschiebbar geführt ist, vorgesehen. Die Ankerscheibe wird zum Abbremsen durch Federn gegen die Bremsscheibe gedrückt und zum Lüften der Bremse entgegen der Federkraft von einem mit einer Erregerwicklung versehenen Magnetkörper angezogen, der ebenfalls am Motorgehäuse axial verschiebbar geführt ist. Sowohl die Ankerscheibe als auch der Magnetkörper sind mit in von der Bremsscheibe abgewandter axialer Richtung wirksamen Richtgesperren versehen, und der Magnetkörper ist durch seine auf die Ankerscheibe ausgeübte Anzugskraft in axialer Richtung auf die Ankerscheibe hin verschiebbar. Der erreichbare Lüfthub ist nur äußerst klein, so daß Gefahr des Schleifens der Bremse besteht.

Es ist auch eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für die elektromagnetische Bremsvorrichtung eines Elektromotors zum Ausgleich des Abnützungsspiels der Bremse bekannt (DE-AS 11 26 019), bei welcher ein nur axial beweglicher Bremsteil mit dem sowohl in axialer Richtung beweglichen als auch mittels einer Gewindeverbindung relativ zu ihm drehbaren Anker des Elektromagneten verbunden ist. Der Anker erfährt bei jeder axialen Bewegung durch eine in eine an ihm befindliche Verzahnung eingreifende Sperrklinke eine Drehbewegung, deren Amplitude der Amplitude der axialen Bewegung des beweglichen Bremsteiles proportional ist, und bei Überschreiten einer bestimmten Amplitude gelangt die Sperrklinke in eine andere Zahnlücke der Verzahnung des Ankers. Diese Nachstellvorrichtung ist verhältnismäßig kompliziert und nicht sehr betriebssicher, da die Nachstellung nicht mehr gewährleistet ist, wenn die Gewindeverbindung zwischen dem Anker und dem beweglichen Bremsteil schwergängig wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremse oder Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sehr rasch lüftet, in mindestens einer Hubrichtung nur geringe axial bewegte Massen hat, deren Funktion in jeder Einbaulage gleichmäßig ist und bei der der selbsttätige Verschleiß mit einfachen, betriebssicheren und in der Herstellung und Montage billigen Mitteln erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Bremse oder Kupplung der eingangs genannten

Art vorgesehen, daß die Ankerscheibe mittels einer Ringfeder reibfrei an einem Zwischenträger abgestützt und axial beschränkt bev/eglich sowie gegen Drehen ^relativ zu dem Zwischenträger gesichert angeordnet ist, wobei ihre den Brems-Lüft-Hub bestimmenden beiden Grenzstellungen durch Anschläge bestimmt sind, und daß der Zwischenträger mit einem mit der Antriebswelle verbundenen Hauptträger mittels sich parallel zur Bewegungsrichtung der Ankerscheibe erstreckenden Führungsbolzen verbunden ist, die im Hauptträger durch Klemmringe kraftschlüssig gehalten sind, deren Klemmkraft zum selbsttätigen Verschleißausgleich durch die Kräfte überwindbar ist, die die Ankerscheibe in ihre Bremsstellung oder ihre eingekuppelte Stellung bewegen.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme besteht die in der vom Magnetglied weg führenden 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 praktisch unbeschränkte Lebensdauer haben und leicht zu montieren sind. Bevorzugt können diese Klemmringe 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.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Magnetglied die mit der Ankerscheibe zusammenwirkende Bremsfläche aufweist oder trägt und der Lüfthub beim Abschalten des Magnetgliedes durch die Wirkung der Ringfeder eintritt. Beim Lüfthub ist dann stets nur die Ankerscheibe zu bewegen, 50 daß das Lüften sehr rasch erfolgt. 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 Ringfeder durch Einschalten des Magnetgliedes bewirkt wird.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße elektromagnetische Motorbremse,

Fig.2 einen Schnitt durch Fig. 1, gesehen entlang der Schnittlinie 2-2 in verkleinertem Maßstab, wobei die Ankerscheibe vollständig dargestellt ist,

F i g. 3 und 4 je einen Teilschnitt durch F i g. 2 gesehen entlang der Schnittlinie 3-3, wobei in diesen beiden Figuren die Ankerscheibe sich in ihren beiden unterschiedlichen Grenzstellungen befindet.

Die dargestellte elektromagnetische Bremse ist Teil eines nicht in näheren Einzelheiten dargestellten elektrischen Bremsmotors, auf dessen Motorwelle 10 die Nabe 12 eines scheibenradförmigen 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 Abständen von der Achse der Motorwelle 10 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 Toler?rizringe ist beispielsweise in L u e g e r »Lexikon der Technik«, DVA 1960, Band 1, Seite 524, dargestellt Jeder Toleranzring 14 ist aus einem ebenen Stahlfederblech wellenförmig gedrückt und zu einem geschlitzten

to Ring zusammengebogen, der in das betretende Auge 13 eingesetzt ist An der Rückseite des Haiiptträgers 11 sind ferner eine Mehrzahl von Lüfterflügeln 16 angeordnet, so daß er gleichzeitig als Lüfterrad zur Kühlung des betreffenden Motors und der Bremse wirkt

Das Gehäuse des Motors ist strichpunktiert bei 17 angedeutet

Die K.lemmringe 14 sind kraft- und formschlüssig in die Bohrungen der Augen bis zu den durch die Abstufungen der Bohrungen gebildeten Innenbünden eingeschoben, so daß sie aus der aus F i g. 1 für einen Klemmring 14 ersichtlichen Stellung nicht nach links verschieben werden können. Der Hauptträger 11 trägt einen ebenen kreisscheibenförmigen Zwischenträger 19 und letzterer trägt eine ebene, kreisscheibenförmige Ankerscheibe 20, die dieselbe Größe wie der Zwischenträger 19 hat und mit einem relativ zu dem Motorgehäuse 17 unbeweglich angeordneten Elektromagnetglied 21 zum Abbremsen der Motorwelle 10 zusammenwirkt. Das Magnetglied 21 ist von üblicher Bauart und weist ein Gehäuse 22 auf, in dessen Innenraum eine Magnetisierungsspule 23 angeordnet ist In die in F i g. 1 dargestellte Stirnseite des Gehäuses 22 ist ein Bremsbelag 24 bündig eingesetzt.

Die Ankerscheibe 20 ist an dem Zwischenträger 19 mittels einer zweckmäßig kreisringscheibenförmigen Ringfeder 25 axial beweglich geha' n, die die Ankerscheibe 20 bei aberregtem Magnetglied 21 an die ebene Stirnfläche 27 (Fig.4) des Zwischenträgers 19 infolge ihrer Federvorspannung andrückt. Die Ringfeder 25 befindet sich dabei ganz innerhalb einer stirnseitigen Ringnut des Zwischenträgers 19 (F i g. 1 und 4).
Bei erregtem Magnetglied 21 zieht dieses die Ankerscheibe 20 gegen die Wirkung der Ringfeder 25 axial bis zum Anliegen an seine Bremsfläche 29 an.

Die axiale Beweglichkeit der Ankerscheibe 20 relativ zu dem Zwischenträger 19 wird durch Anschläge so begrenzt, daß maximal der aus Fig.3 ersichtliche Lüfthub A auftritt. Die in F i g. 3 dargestellte Stellung der Ankerscheibe relativ zu dem Zwischenträger 19 ist dadurch bestimmt, 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 F i g. 3 dargestellten vordersten Stellung der Ankerscheibe 20 an der ebenen Rückseite des Zwischenträgers 19 anliegen. Die andere Grenzstellung der Ankerscheibe 20 relativ zu dem 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 Ringfeder 25 infolge der reibungsfreien Lagerung der Ankerscheibe 20 und ihrer geringen tragen Masse außerordentlich rasch bewirkt wird.

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 60° haben (Fig.2). Es. können selbstverständlich auch mehr Bolzen 30 oder 33 als in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein. Bevorzugt sind jedoch drei Führungsbolzen 33 und drei Hubbegrenzungsbolzen 30 vorgesehen.

Die die Ringfeder 25 mit dem Zwischenträger 19 verbindenden drei Führungsbolzen 33 sind gleich ausgebildet und weisen kreiszylindrische Verlängerungen 35 (Fig. 1) auf, die in die drei Klemmringe 14 (Fig. 1), des Hauptträgers 11 kraftschiüssig eingesetzt sind. Die axiale Haftkraft, mit welcher diese Führungsbolzen 33 in den Klemrnringen 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 F i g. 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 F i g. 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 di< Wirkung der Federkraft der Ringfeder 25 bis zur Anlagt an die Bremsfläche 29 des Magnetgliedes 21 in bezuj auf die Zeichnung nach links bewegt wird, wobei ii dieser Stellung die Flansche 32 der Hubbegrenzungsbol zen 30 an den Zwischenträgern 19 zur Anlage kommen so daß zwischen dem Zwischenträger 19 und de Ankerscheibe 20 der Luftspalt A nach F i g. 3 entsteht Da die axiale Haftkraft zwischen den Klemmringen 1'

ίο und den Führungsbolzen 33 mehrfach größer ist als dii Federkraft der Ringfeder 25, verschiebt sich de Zwischenträger 19 relativ zu dem Hauptträger 11 nicht sofern bei dem beschriebenen Vorgang die Ankerschei be an die Bremsfläche 29 des Magnetgliedes 21 gelangt Wenn sich die Bremsfläche 29 durch Verschleiß abnutzt ist der Hub A (F i g. 3) nicht mehr groß genug, um de Ankerscheibe 20 im Gefolge der Erregung de: Magnetgliedes 21 zu ermöglichen, an die Bremsflächi 29 zur Anlage zu kommen oder jedenfalls nicht meh mit dem normalen Anpreßdruck an dieser anzuliegen was zur Folge hat, daß die magnetische Anziehungskraf des Magnetgliedes 21 die Ankerscheibe 20 zusamme! mit dem Zwischenträger 19 bezogen auf F i g. 1 nacl links verschiebt, indem die Führungsbolzen 33 in dei Klemmringen 14 unter Überwindung der zwischei ihnen und den Klemmringen 14 bestehenden axialei Haftkraft verschoben werden, wodurch ein selbsttätige Verschleißausgleich eintritt.

Dieser selbsttätige Verschleißausgleich kann be jedesmaliger Erregung des Magnetgliedes 21 ii Abhängigkeit des beim vorangehenden Bremsvorganj stattgefundenen Verschleißes in kleinsten Schrittei erfolgen und kann sich so oft wiederholen, bis dl· gesamte Belagstärke des Bremsbelages abgenutzt is Der Verschleißausgleich ist stetig, so daß stets optimal· Bremsmomente erzielt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektro- oder permanentmagnetisch betätigbare Einscheibenbremse oder -kupplung mit selbsttätigem Verschleißausgleich, vorzugsweise für Elektromotoren, mit einem Magnetglied, das eine Ankerscheibe gegen die Wirkung von Federmitteln anzieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe (20) mittels einer Ringfeder (25) reibfrei an einem Zwischenträger (19) abgestützt und axial beschränkt beweglich sowie gegen Drehen relativ zu dem Zwischenträger gesichert angeordnet ist, wobei ihre den Brems-Lüft-Hub bestimmenden beiden Grenzstellungen durch Anschläge bestimmt sind, und daß der Zwischenträger (19) mit einem mit der Antriebswelle fest verbundenen Hauptträger (11) mittels sich parallel zur Bewegungsrichtung der Ankerscheibe erstreckenden Führungsbolzen (33) verbunden ist, die im Hauptträger (11) durch Klemmringe (14) kraftschlüssig gehalten sind, deren Klemmkraft zum selbsttätigen Verschleißausgleich durch die Kräfte überwindbar ist, die die Ankerscheibe in ihre Bremsstellung oder ihre eingekuppelte Stellung bewegen.

2. Bremse oder Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmringe (14) als Toleranzringe ausgebildet sind.

3. Bremse oder Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (25) mittels Hubbegrenzungsbolzen (30) fest mit der Ankerscheibe (20) verbunden ist, wobei die Hubbegrenzungsbolzen (30) Verlängerungen (31) aufweisen, die sich durch Bohrungen des Zwischenträgers (19) hindurch erstrecken und an ihren von der Ankerscheibe (20) abgewandten Enden mit Verbreiterungen (32) versehen sind, die die axiale Beweglichkeit der Ankerscheibe relativ zu dem Zwischenträger in der von dem Zwischenträger weg führenden Richtung begrenzen.

4. Bremse oder Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (25) mittels Führungsbolzen (33) an dem Zwischenträger (19) befestigt ist, die zylindrische Verlängerungen (35) aufweisen, die in den an dem Hauptträger (11) angeordneten Klemmringen (14) gehalten sind.

5. Bremse oder Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptträger (11) drehfest und axial unverschiebbar mit einer rotierenden Welle der Bremse oder Kupplung verbunden ist und Lüfterflügel (16) aufweist.

6. Bremse oder Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetglied (21) die mit der Ankerscheibe (20) zusammenwirkende Bremsfläche (29) aufweist oder trägt und der Lüfthub beim Abschalten des Magnetgliedes durch die Wirkung der Ringfeder (25) eintritt.