DE2354044C3 - Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine entgegen der Kraft einer Druckfeder elektromagnetisch lüftbare Scheibenbremse - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine selbsstätige Nachstellvorrichtung für eine elektromagnetisch ausrückbare Scheibenbremse mit den Gattungsmerkmalen des Patenten-Spruchs 1.

Bei einer derartigen bekannten Nachstellvorrichtung für eine Bremse (US-PS 30 95 068) drückt ein schwenkbar gelagerter Betätigungshebel mit einem Höcker auf einen Bremsschuh und dieser wiederum auf die Beläge der Bremsscheiben. Der von der abzubremsenden Welle mit Spiel durchsetzte Betätigungshebel ist an einer gehäusefesten Platte schwenkbar angelenkt und an seinem oberen Ende als Haken mit einer kurzen Zahnstange ausgebildet. Ein mit dieser Zahnstange t>5 ständig in Eingriff stehendes Ritzel ist über ein Hebelgestänge mit dem beweglichen Anker eines Elektromagneten verbunden. Durch Erregen des Elektromagneten wird sein Magnetanker verschoben, dabei das Ritzel über das Hebelgestänge verdreht und der Betätigungshebel durch den Zahneingriff zwischen dem Ritzel und seiner Zahnstange entgegen der an seinem unteren Ende angreifenden Kraft einer Feder zum Lösen der Bremse verschwenkt Mit fortschreitendem Verschleiß der Bremsbeläge vergrößert sich auch die Neigung des Betätigungshebels, der an einem der Bauteile anschlagen kann. Die eingesetzte Druckfeder muß eine relativ große Länge haben, um die dLrch die Neigung des Betätigungshebels geänderten Abstände bei Aufrechterhaltung der vorbestimmten Druckkraft ausgleichen zu können. Zum Nachstellen des Betätigungshebels bei teilverschlissenen Bremsbelägen ist zwischen dem Ritzel und dem Schwenkhebel eine gesonderte Kupplungseinrichtung vorgesehen, die aus zwei gegeneinander verdrehbaren Hülsenkörpern und einer schraubenförmigen Kupplungsfeder besteht Diese Kupplungseinrichtung ist vergleichsweise aufwendig und vermeidet nicht das allmähliche Schrägstellen des Betätigungshebels.

Bei einer anderen bekannten Reibscheibenbremse für Elektromotoren (US-PS 31 71 515) dient eine Stellschraube als Drehpunkt für eine als Betätigungshebel wirkende Armaturenplatte. Zur Kompensation des Verschleißes der Reibbeläge wird die Stellschraube von Hand verdreht, so daß eine selbsttätige Nachstellung bei dieser bekannten Vorrichtung nicht erfolgt und Inspektionen in vorbestimmten Zeitabständen notwendig sind.

Bei einer anderen bekannten Reibscheibenbremse (OE-PS 2 36 713) wird zum Ausgleich des Reibbelagverschleißes ein Freilaufkörper durch das in einer Nut geführte freie Ende eines Schwenkhebels verdreht Zur Betätigung ebenso wie zum Nachstellen der Bremse dient nur ein einziger doppelarmiger Betätigungshebel. Dieser Mechanismus besitzt für einen praktischen Betrieb wesentliche Nachteile. Durch die Verwendung nur eines einzigen Betätigungshebels müssen die Achsen des Magneten und des Magnetankers senkrecht zur Ebene der Bremsscheibe verlaufen, wodurch sich die radialen Abmessungen einer derartigen Bremseinheit übermäßig vergrößern. Insbesondere bei Verwendung eines Elektromagneten von relativ geringer Stärke müssen die Schwenkbewegungen des Betätigungshebels vergrößert und damit auch der Hub des Ankers verlängert werden, was wiederum eine Vergrößerung der Abmessungen zur Folge hat. Die Feineinstellung der Bremskraft ist außerordentlich aufwendig und ein Langzeitbetrieb aufgrund eines frühzeitigen Verschleißes der Einzelteile nicht gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nachstellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit konstruktiv einfachen und damit betriebssicheren Mitteln einen Ausgleich des Reibbelagverschleißes unter Vermeidung einer entsprechenden Schrägstellung des Betätigungshebels gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die gelenkige Verbindung des Einstellhebels mit dem Klinkenhebel einerseits und mit dem am Magnetanker befestigten Zapfen andererseits ergibt sich eine Übersetzung einer bereits bei geringem Reibbelagverschleiß auftretenden Verschwenkung des Betätigungshebels, die eine äußerst feinfühlige Verstellung der Stellschraube und damit des Drehpunktes für den Betätigungshebel mittels des Klinkenrades ermöglicht. Durch die erfindungsgemäße Auslegung des

Hebelgestänges kann die Längsachse der Magnetspule parallel zur Reibscheibenebene ausgerichtet sein, was eine äußerst kompakte Ausgestaltung der gesamten Reibscheibenbremse ermöglicht Weiterhin wirkt sich vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung aus, daß deren Verstellelemente, d. h. der Einstellhebel, der Klinkenhebel, das Klinkenrad und die Stellschraube, nicht der Kraft der eigentlichen Bremsorgane ausgesetzt und damit nur relativ geringen mechanischen Beanspruchungen unterworfen sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch unter Schutz gestellt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeipiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Elektromagnetische Bremse mit der Nachstellvorrichtung,

Fig.2A bis 2C und Fig.3A und 3B verschiedene Betriebsziatände der elektromagnetischen Bremse.

Bei der in Fig. i dargestellten Scheibenbremse ist eine Magnetspule 1 auf einem horizontalen Ansatz 3-1 eines Rahmens 3 durch Schrauben 4 befestigt An einem beweglichen Magnetanker 2 ist ein Hebel 6 mittels eines Zapfens 5 angelenkt Ein L-förmiger Hebel 7 ist in seinem Knick um einen Stift 8 schwenkbar am Seitenteil 3-2 des Rahmens 3 gelagert Ein Arm des L-Hebels 7 der Länge d ist durch einen Stift 9 schwenkbar mit dem Hebel 6 verbunden, während sein anderer Arm d< r Länge c über einen Stift 11 an einer Bremsstange 10 drehbar befestigt ist Beide Enden der Bremsstange 10 u sind in Bohrungen 3-3 und 3-4 im Rahmen 3 axial gleitend geführt Der in der Zeichnung rechte Teil 10-1 der Eremsstange 10 von geringereim Durchmesser trägt eine Druckfeder 12, die die Bremsstange 10 ständig in Richtung des Pfeils /1 drückt

Bei erregter Magnetspule 1 wird der Magnetanker 2 in Richtung des Pfeils h angezogen und dadurch die Bremsstange entgegen der Pfeilrichtung Z₁ gegen die Kraft der Feder 12 über das Hebelgestänge 6, 7 verschoben. Bei stromloser Magnetspule bewegt sich die Bremsstange 10 durch die Kraft der Feder 12 in Richtung des Pfeils f\ in die Ausgangsposition zurück.

Eine Tragplatte 21 ist — wie strichpunktiert gezeigt — am Rahmen 3 oder an einem anderen ortsfesten Teil befestigt, wobei der ersten Ausführung wegen der größeren Kompaktheit des Bremssystems in einem Gerät der Vorzug gegeben wird. Ein*; abzubremsende Welle 22 eines elektrischen Haspels oder eines elektrischen Kettenförderers isit in einem in der Tragplatte 21 mittig angeordneten Lager 23 aufgenommen. Am Ende der Welle 22 ist eine Bremsscheibe 24 durch eine Keilnutverbindung 22-1 drehfest montiert. Bremsbeläge 25 sind an den radialen Außenflächen beider Stirnseiten der Bremsscheibe 24 angeklebt. Ein Bremsschuh 26 ist gegenüber der Welle 22 drehfest und in Richtung des Pfeils /3 axial verschiebbar angeordnet. Dieser Bremsschuh 26 besitzt einen ebenen Rand 26-1 gegenüber dem Bremsbelag 25. Bei einem bogenförmig ausgebildeten Bremsbelag 25 muß selbstverständlich der Umfangsteil 26-1 des Bremsschuhs 26 ebenfalls bo entsprechend bogenförmig sein. Zur Verbesserung der Bremseigensehaften und zur Vereinfachung der konstruktiven Ausführung ist es ferner vorteilhaft, die Tragplatte 21 mit einem dem Bremsbelag 26 gegenüberliegenden Flansch 21-1 zu versehen. Im mittleren Bereich des Bremsschuhs 26 und in Ausrichtung zur Welle 22 befindet sich ein Hocker 26-2, der als StUtzungspunkt für einen Betätigungshebel 27 dient.

Dieser Betätigungshebel 27 it mit Spiel am abgestuften Teil 10-2 am linken Ende der Bremsstange 10 gehalten, welcher die Bohrung 3-3 durchragt Eine Stellschraube 28 ist in ein Auge 3-5 des Rahmens eingeschraubt und trägt an ihrem einen Ende ein Klinkenrad 28-1. Die andere Stirnwand 28-2 der Stellschraube 28 ist abgerundet und greift in eine Pfanne 27-1 am anderen Ende des Betätigungshebels 27 ein. In diesem Hebelsystem dienen der abgestufte Teil 10-2 der Bremsstange 10 als verbesserter dynamischer Punki und die abgerundete Stirnwand 28-2 der Stellschraube 28 als Drehpunkt für den Betätigungshebel 27.

Im folgenden wird die Betriebsweise der beschriebenen Bremse erläutert Bei entregter Magnetspule 1 wird die Bremsstange 10 durch die Kraft der Feder 12 in Richtung des Pfeils /i und damit der Betätigungshebel 27 in Richtung des Pfeils /1 gedrückt Bei Betätigung des Hebels 27 dient seine Pfanne 27-1 als Drehpunkt, der abgestufte Teil 10-2 der Bremsstange 10 als Führung und der Hocker 26-2 des Bremsschuhs 26 als Druckpunkt Ist der Abstand von der Führung zum Druckpunkt gleich a und der Abstand vom Druckpunkt zum Drehpunkt gleich b, dann bestimmt sicn die auf den Druckpunkt des Bremsschuhs 26 wirkende Kraft /j nach der Gleichung

Diese verstärkte Preßkraft erzeugt eine Reibungskraft zwischen dem Bremsbelag 25 der Bremsscheibe 24 und dem Bremsschuh 26, durch die die rotierende Welle 22 schnell abgebremst bzw. angehalten wird.

Beim Erregen der Magnetspule 1 wird der bewegliche Magnetanker 2 mit einer Kraft h angezogen und der durch die Druckfeder 12 in normalem Betriebszustand definierte Abstand b zwischen Magnetspule 1 und dem Magnetanker 2 aufgehoben. Über die Hebel 6 und 7

wirkt auf die Bremsstange 10 eine Kraft - · /r. durc^> die bei entsprechender Auslegung der Anordnung, d. h, falls - · I' > f\ ist, die Bremsstange 10 entgegen der

Pfeilrichtung f\ bewegt wird und dabei eine gleichgerichtete entsprechende Bewegung des mit der Bremsstange 10 verbundenen Betätigungshebels 27 bewirkt. Die auf den Bremsschuh 26 aufgebrachte Preßkraft /3 wird beseitigt und dadurch die Bremswirkung aufgehoben.

Der Verschleiß der Bremsbeläge 25 erzeugt eine allmähliche Bewegung des Bremsschuhs 26 gegen den Bremsbelag und einr; entsprechende Bewegung der Bremsstange 10. Der Wert dieser Bewegung der Bremsstange 10 vergrößert sich im Verhältnis d/c und erzeug', eine zwangsweise Bewegung des am Magnetanker 2 befestigten Zapfens 5 in Richtung des Pfeils h.

Gemäß der Erfindung verdreht sich die Stellschraube 28 aufgrund der auf den Verschleiß des Bremsbelages 25 zurückgehenden Bewegung des Hebelgestänges, so daß sich die Lage des Drehpunktes verstellt und die Bremskraft sowie der Abstand / zwischen dem Magnetanker 2 und der Magnetspule 1 konstant gehalten wird. An einem ortsfesten Zapfen 31 ist drehbar ein Einstellhebel 52 gelagert Ein gabelförmiges Ende dieses Einstellhebels 52 umgreift lose den am Magnetanker 2 befestigten Zapfen 5. Am anderen Ende des Einstellhebels 52 ist ein Klinkenhebel 53 durch einen Verbindunesstift 54 angelenkt. Das Ende dieses Hebels

53 ist zu einer Klinke 53-1 umgebogen, die mit einem Klinkenrad 28-1 an der Stellschraube 28 in Eingriff steht (Fig.2). Eine den Verbindungsstift 54 umgebende Biegefeder 55 ist zwischen dem Zapfen 51 und einer Seitenfläche des Klinkenhebels 53 eingespannt und drückt den Klinkenhebel 53 ständig gegen das Klinkenrad 28-1 und gegen die Seitenfläche des Rahmens 3. Eine Blattfeder 56 verhindert eine Rückstellung der Stellschraube 28. Sie drückt entweder gegen die Stirnfläche der Stellschraube 28 oder gegen die Fläche des Klinkenrades 28-1. Die Verhinderung der Rückstellbewegung kann auch durch Andrücken einer Blattfeder gepen Zähne des Rades erreicht werden.

Die in den Fig.2A und 2B gezeigten Zustände entsprechen der angelegten oder gelösten Bremse. Das Ende der Klinke 53-1 des Kllinkenhebels 53 gleitet dabei lediglich auf der Umfangsfläche eines Zahnes des Klinkenrades 28-1 und kann den nächsten Zahn nicht erreichen, so daß die Stellschraube 28 nicht verdreht wird und sich die Lage ihres Drehpunkt-Endes nicht ändert. Falls jedoch der Verschleiß des Bremsbelages 25 größer wird, verstellt sich die Bremsstange 10 allmählich in Richtung des Pfeils f\ und hebt den beweglichen Magnetanker 2 über das Hebelgestänge an. Die allmähliche Vergrößerung des Abstandes /erzeugt eine Drehbewegung des am festen Zapfen 51 angelenkten Verstellhebels 52 im Gegenuhrzeigersinn und eine Abwärtsbewegung des Klinkenhebels 53. Vergrößert sich der Verschleiß des Bremsbelages 2" writer, dann steigt die Klinke 53-1 des Klinkenhebels 53 über den Zahn, mit dem sie in Berührung stand, und fällt in die Lücke des nächsten Zahnes ein (Fig. 2C). Wird in diesem Zustand die Magnetspule 1 erregt und de Klinkenhebel 53 durch die Bewegung des Magnetanker 2 angehoben, dann verdreht seine Klinke 53-1 da Klinkenrad 28-1 um eine Teilung in Pfeilrichtung. Win die Anordnung so getroffen, daß die Stellschraube 21 sich bei dieser Drehbewegung des Klinkenrades 28-1 it F i g. 3B nach links bewegt, dann verschiebt sich aud der Drehpunkt für den Betätigungshebel 27 nach links Dadurch wird die Neigung dieses Betätigungshebels 2',

ίο und auch die Bremsstange 10 in die jeweilig* Normalposition zurückgestellt. In diesem Stadium, fall: der Drehpunkt 28-2 nach links verschoben ist, ergib sich eine geringfügige Neigung des Betätigungshebel: 27. Diese Neigung ist jedoch gering und wirkt sich au

ι > die tatsächlichen Bremseigenschaften nichi aus.

Bei der beschriebenen Nachstelleinrichtung wird ein< korrekte und sichere Drehbewegung der Stellschraubf 28 erreicht, weil ein realtiv geringer Verschleiß de: Bremsbelages 25 eine ausreicher,;! große Verstellbewe

:o gung des Klinkenhebels 53 ergibt.

Fig. 3A zeigt einen Zustand der Scheibenbremse bei dem der Betätigungshebel durch einen begrenztet Verschleiß des Bremsbelages 25 geneigt und ein< Verstellung noch nicht vorgenommen ist. Bei den Betriebszustand nach Fig. 3B ist das Klinkenrad 28-1 um eine Teilung weitergedreht und die normale Bremr.bedingung wieder hergestellt. Ein Ende dei Bccätigungsstange 27 bildet eine Pfanne 27-1 die mit dei abgerundeten Stirnwand 28-2 der Stellschraube 2f

jo zusammenwirkt und eine weiche Schwenkbewegung un den Drehpunkt des Betätigungshebels 27 zuläßt. Diesel Teil kann jedoch auch flach ausgeführt sein.

Hierzu 2 Blatt Zcichnuimcn

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine entgegen der Kraft einer Druckfeder elektromagnetisch lüftbare Scheibenbremse, bestehend aus einer auf einer abzubremsenden Welle drehbar befestigten Bremsscheibe mit Bremsbelag, einem gegen den Bremsbelag axial verschiebbaren, drehfesten Bremsschuh, einer in einem ortsfesten Rahmen gehaltenen Stellschraube, an der sich ein Ende eines Betätigungshebels abstützt, einer mit dem anderen Ende des Betätigungshebels gelenkig verbundenen Bremsstange, die über die Druckfeder den Bremsschuh gegen den Bremsbelag drückt, einem mit der Bremsstange verbundenen Hebelgestänge, das mit einem parallel zur Bremsscheibe beweglichen Magnetanker verbunden ist, der mittels einer ihn aufnehmenden Magnetspule den Betätigungshebel gegen die Kraft der Druckfeder im Bremslösesinn verschwenk*, und mit einem Einstellhebel zum Nachstellen der Stellschraube, der am Rahmen schwenkbar gelagert ist und mit seinem einen Ende gelenkig mit dem Magnetanker verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Stellschraube (28) parallel zur Bremsscheibenachse mit dem Rahmen (3—5) verschraubt ist, daß die Stirnwand (28-2) der Stellschraube (28) als Drehpunkt des einen Endes des Betätigungshebels (27) dient, dessen anderes Ende sowohl von der Druckfeder (12) als auch vom Magnetanker (2) beaufschlagt wird, daß der Einstellhebel (52) an seinem anderen Ende gelenkig mit einem Klinkenhebel (53) verbunden ist, der a. seinem freien Ende eine Klinke (53-1) trägt, und daß eine vorgespannte Biegefeder (55) zum ständig· η Andrücken der Klinke (53-1) gegen den Außenumfang eines mit der Stellschraube (28) festen Klinkenrades (28-1) an einen den Einstellhebel (52) mit dem Klinkenhebel (53) verbindenden Verbindungsstift (54) montiert ist

2. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Betätigungshebel (27) mit seinem als Pfanne ausgebildeten einen Ende (27-1) an der abgerundeten Stirnwand (28-2) der in den Rahmen (3—5) eingeschraubten Stellschraube (28) abstützt, an deren anderem Ende das Klinkenrad (28-1) befestigt ist.