-
Elektromagnetisch betätigte eibungsbremse für Kurzschlußankermotoren
Die Erfindung betrifft eine elektrmagnetisch betätigte Reibungsbremse für Kurzschlußankermotoren,
insbesondere für Motoren größerer Leistung, mit einem auf der Motorwelle dreh£est
und axial verschiebbar gelagerten, zwischen Läufer und einem gehäusefesten Gegenorgata
angeordneten und unter der Wirkung des magnetischen Motorstreufeldes axial in Richtung
des läufers bewegbaren Bremskörper sowie einem zwischen Läufer und Bremskörper vorgesehenen
Nraftspeicher, der den Bremskörper bei abgeschaltetem Motor gegen das Gegenorgan
drückt.
-
Eine elektromagnetisch betätigte Reibungsbremse dieser Art ist aus
der DT-AS 1 157 692 bekannt. Dabei wird das in axialer Richtung verlauf ende Magnetstreufeld
des Motors zur Betätigung eines axial verschieblichen, als Anker wirkenden Bremskörpers
ausgenutzt, und zwar dergestalt, daß bei eiageschalt.eteln Motorstrom das Magnetstreufeld
den Anker anzieht und ihn außer Kontakt mit einer feststehenden
Reibungsfläche
bringt, während bei abgeschaltetem Motorstrom eine Federanordnung den Bremskörper
gegen die feststehende Reibfläcghe drückt.
-
Die erwähnte bekannte elektromagnetisch betätigte Beibungsbremse arbeitet
zwar grundsätzlich zufriedenstellend, aber sie ist in der Herstellung sowohl hinsichtlich
der Einfachheit des Aufbaus als auch der Montage noch nicht optimal.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektromagnetisch
betätigte Reibungsbremse der eingangs definierten Art derart weiterzubilden, daß
unter gleichzeitiger Erhöhung der Funktions- und Betriebssicherheit sowie der Lebensdauer
eine Vereinfachung der Fertigung und der Montage ermöglicht wird Diese Aufgabe wird
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Bremskörper aus einem Topf anker und
einem darauf drehfest befestigten Bremsbelag besteht, und daß zwischen Topfanker
und Motorwelle eine Kerbverzahnung vorgesehen ist0 Insbesondere die Maßnahme der
Verwendung einer Kerbverzahnung zwischen Topfanker und Rotorwelle erDringt fertigungstechnisch
erhebliche Vorteile, da eine derartige Kerbverzahnung auf sehr wirtschaftliche Weise
hergestellt werden kann und bei der Montage lediglich ein einfaches AuSschieben
des Topfankers auf die Welle erforderlich ist und keine Rücksicht auf die Relativlage
von Welle und Topf anker oder irgendwelche Einzelteile wie z.B.
-
Keile und dergl., genommen werden muß Des weiteren wird durch diese
Kerbverzahnung eine praktisch verschleißfreie Verbindung zwischen Welle und Topf
anker .bei gleichzeitiger Gewährleistung einer axialen Verschiebbarkeit des Topf
ankers ermöglicht.
-
Vorzugsweise besteht der Topf anker aus einer im wesentlichen zylindrischen
Hülse mit Innenverzahnung und einer am läuf erseitigen Ende vorgesehenen Ringscheibe.
Diese Ringscheibe ist mit der zylindrischen Hülse zweckmäßigerweise durch Hartlöten
verbundene
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist die Hülse an ihrem Außenumfang als Mehrkantaufnahme, insbesondere als Sehsckant-Aufnahme
für dne Bremsbelag ausgebildet. Auf diese Weise kann der Bremsbelag besonders einfach
am Topfanker befestigt werden, und es ist gleichzeitig gewährleistet, daß der Bremsbelag
sich relativ zum Topfanker nicht verdrehen kanne Diese Ausgestaltung erbringt ferner
einen optimalen Kraftübertragungsweg zwischen dem stationären Gegenorgan und dem
Läufer bei abgeschaltetem Motorstrom, was sich wiederum auf die Bebensdauer der
Bremsvorrichtung günstig auswirkt In axialer Richtung wird der Bremsbelag auf der
Mehrkantaufnahme bevorzugt durch einen Sicherungsring lagefixiert. Damit wird die
llontage des Bremskörpers stark vereinfacht, da lediglich ein Zusammenstecken der
Einzelteile und ein Anbringen des Sicherungsringes genügt, um einen voll funktionsfähigen,
betriebssicheren Bremskörper, der gleichzeitig Ankerfunktion besitzt, zu erhalten.
-
Vorzugsweise ist der Bremsbelag wenigstens teilweise mit einer konischen
Außenfläche versehen, wobei das Gegenorgan dann als Bremskonus ausgebildet ist,
der vorzugsweise einen integralen Bestandteil des Motor-Gehäusedeckels bildet.
-
Durch diese Merkmale erhält man einen konstruktiv einfachen und kompakten
Aufbau und gleichzeitig aufgrund der konischen Bremsflächen eine sehr günstige Bremswirkung.
-
Als liraftspeicher zwischen Hotorläuf er und Topf anker wird zweckmäßigerweis
e eine Tellerfederanordnung verwendet, aber grundsätzlich ist jede Art von Druckfeder
geeignet.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
Fig.
1 eine teilweise Seitenansicht eines im Schnitt dargestellten Motors mit einer Reibungsbremse
gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Axialschnittdarstellung des in der Reibungsbremse
nach Fig. 1 verwendeten Bremskörpers, Fig. 3 eine Draufsicht des den Bremsbelag
tragenden Dopfankers, und Fig. 4 eine Teilschnittdarstellung einer Ausführungsvariante
eins mit einer Reibungsbremse versehenen Motors.
-
In dem Gehäuse 1 des Elektromotors sind der Motorständer 2 und der
Motorläufer 3 in üblicher Weise angeordnet. Am Ende der Motorwelle 5 befindet sich
ein Lüfterrad 6. Die Motorwelle 5 ist in einem Kugellager 7 gelagert. Vor dem Ern
4 des Motorläufers 3 ist auf der Welle 5 ein Bremskörper 10 axial verschiebbar gelagert.
Dieser Bremskörper besteht aus einem Topfanker 12,13 und trägt einen Bremsbelag
11.
-
Zwischen dem mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 gekennzeichneten
Bremskörper und dem Motorläuf er 3 ist ein Kraftspeicher 17 in Form von Tellerfedern,
die auf die Welle 5 geschoben sind, angeordnet.
-
Der Topf anker 12, 13 wird bei eingeschaltetem Motorstrom durch das
Motorstreufeld entgegen der von den Tellerfedern 17 ausgeübten Kraft angezogen.
Diese Anzugskraft verschiebt den Bremskörper 10 in axialer Richtung, wobei ein Lüften
der Bremse erfolgt.
-
Bei abgeschaltetem Motorstrom verschwindet das Motorstreufeld, so
daß dann der Kraftspeicher 17 wirksam wird und den Bremskörper 10 axial verschiebt
und gegen eine Bremsfläche 19 an einem gehäusefesten Teil drückt, wodurch ein sofortiges
Abbremsen des Läufers bis zum Stillstand gewährleistet wird.
-
Der Bremsbelag 11 ist an seinem Außenumfang zumindest teilweise konisch
ausgebildet und wirkt mit einem entsprechend ausgebildeten Bremskonus 18 zusammen.
Dieser Bremskonus13 stellt das freie Ende eines im wesentlichen rohrförmigen Gehäusedeckelteils
dar.
-
Der mit dem Motorgehäuse 1 über Schrauben 9 verbundene Gehäusedeckel
8 erfüllt somit aufgrund der speziellen Formgebung gleichzeitig die Funktion des
Gegenorgans für den Bremskörper 10o Der außenliegende Teil der Rotorwelle 5 ist
als Hohlwelle ausgebildet. In dieser llohlwelle ist ein Bolzen 21 entgegen der Kraft
einer Druckfeder 23 längs verschieblich angeordnet0 Der Bolzen 21 ist im Bereich
des gehäusedeckelseitigen Endes des Bremskörpers 10 mit einem Quedrstift 22 verstehen,
der durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Schlitz der Hohlwelle über
diese Hohlwelle vorsteht Wenn der Motorstrom ausfällt, kann eine Handkurbel auf
die Hohlwelle gesteckt und mit einem Querstift 24 in Eingriff gebracht werden, so
daß sich aufgrund des Zusammenwirkens von Handkurbel und Querstift der Bolzen 21
axial unter Zusammendrücken der Feder 23 verschiebt, wodurch der Stift 22 gegen
den Bremskörper 10 drückt und den Bremskörper soweit mitnimmt, daß ein Lüften der
Bremse erfolgt Auf diese Weise kann bei Handbetrieb der Bremskörper vom Bremskonus
gelöst werden, und es ist ein Drehen der Hotorwell e ohne entgegenwirkendes Bremsmoment
möglich.
-
Von ganz wesentlicher Bedeutung ist die Art der Ausbildung des Bremskörpers
10 sowie seine Lagerung bzwO Führung auf der Welle So Wie der Fig. 2 zu entnahmen
ist, besteht der Bremskörper aus einer in wesentlichen zylindrischen Hülse 12 mit
einer Innen-Kerbverzahnung 15. Am läforseitigen Ende der zylindrischen
Hülse
12 ist eine Ringscheibe 15 vorgesehen, ie r.it er Hülse 12 bündig abschliaßt. Diese
beiden Teile 12,15 bilden den eigentlichen Topfanker, der von dem Streunagnetfeld
des Rotors entgegen der Kraft der Tellerfodern 17 Angozogen werden kann.
-
Wie Fig. 3 erkennen läßt, ist die Hülse 12 an ihrem Außenumfang als
mehrkantaufnahme, insbeschdere als Sechska@t-Aufnahme 16 für den Bremsbelag 11 ausgebildet.
Dadurch ist es möglich, den entsprechend angepaßtea Bremsbelag 11 einfach auf diese
Mehrkantaufnahme zu schieben und ihn dant mittels eines Sicherungsringes 14 asial
in seiner Lage zu fixieren. Eine Relativdrehung zwischen Topfanker 12,13 und Bromsbelag
11 ist wegen diesor Mehrkantaufuahme nicht möglich, und zwar auch dann nicht, wenn
erhebliche Drehmomente angreifen.
-
Die Innen-Kerbverzahnung der Bremskörperhülse wirkt mit einer Außenkerbverzahnung
der Welle 5 zusammen. Aufgrund der Verwendung dieser Kerbverzahnungen kann der Bremsköper
bei der Mo@-tage problemfrei auf die Welle aufgeschoben werden und ist da@@ einerseits
in der erforderlichen Weise axial verschieblich und andererseits einwandfrei und
sicher drehfest mit dieser Achse verbundene Diese Kerbverzahnung ist auch bei Auftreten
von großen Drehmomenten im Zusammenhang mit der Abbremsung pral tisch keinem Verschleiß
ausgesetzt. DA Kerbverzhanungen überdies fertigungstechnisch einfach und günstig
hergestellt werden können, ergibt sich zusätzlich zu den funktionsmäßlgen Vorteilen
auch noch der Vorteil einer wirtschaftklichen Fertigungsmöglichkeit.
-
Wesentlich ist auch die zumindest teilweise konische Ausbildung des
Bremsbelags 11 sowie des mit ihm zusammenwirkonden Bremskonus 18. Es wird dadurch
nämlich nicht nur eine besonders wirksame Abbremsung des Motors nach erfolgter Abschaltung
des Motor
stromes erreicht, sondern gleichzeitig ein äusserst kompakter
Aufbau erzielt, da der Bremskonus 18 radio innerhalb der Ständerwicklung 20 angeordnet
werden kann und somit auch in axialer Richtung ein gedrängter Aufbau erhalten wird,
und zwar ohne die Montage zu erschweren.
-
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig.
4 gezeigt. Der Läufer 3 ist dabei mittels Lagern 26, 27 auf der Notorwelle 5 freilaufend
gelagert und kann mit der Welle 5 über den axial verschieblichen, jedoch drehfest
auf der Welle 5 gelagerten opfanker 11,12,13 gekuppelt werden.
-
Schematisch ist eine derartige Kupplung in Fig. 4 bei 25 angedeutet.
-
Durch diese Nassnahmen ist es möglich, auf einfache Weise die störenden
Auswirkungen des Schwungmoments des Rotors nach erfolgtem Abschalten des hIotors
beim Bremsvorgang zu vermeiden.
-
Nach erfolgtem Einschalten des Motors wird der Topfanker 12,13 vom
PIotorstreuSeld angezogen, wodurch der freilaufend gelagerte Läufer 3 aufgrund von
zwischen Topfanker und Preßgußläufer vorgesehenen Eupplungsgliedern entweder sofort
oder mit einer vorgebbaren, in bestimmten Anwendungsfällen erwünschten Verzögerung
drehfest mit der Welle 5 verbunden wird. Bei Abschaltung des Notorstromes bricht
das den Kupplungszustand zwischen Läufer 3 und Welle 5 aufrechterhaltende Magnetstreufeld
zusammen, und es wird dann die Druckfeder 17 wirksam, welche die Entkupplung zwischen
Läufer und Welle bewirkt und den mit der Welle weiterhin über die Kerbverzahnung
drehfest verbundenen Topf anker mit seinem Bremsbelag 11 in den Bremskonus 18 drückt.
Es können dabei Massnahmen getroffen werden, um ein sachtes Abbremsen sicherzustellen.Der
entkuppelte Rotor 3 läuft frei weiter und beeinflusst den Abbremsvorgang nicht mehr.
Es ist auch möglich, praktisch eine Abbremsung der Motorwelle ohne Nachlauf bzw.
mit vernachlässigbarem Nachlauf vorzunehmen, wenn dies erforderlich ist. Zu erwähnen
ist auch, dass die Lösung
der drehfesten Verbindung zwischen Rotor
und reelle zum Beginn des Bremsvorganges, d.h. zu einem Zeitpunkt, bei dem der Bremsbelag
11 noch nicht mit dem Bremskonus 18 in Berührung ist, sich auch im Hinblick auf
die Lebensdauer des Bremsbelags vorteilhaft auswirkt.
-
- Patentansprüche -