DE2646736A1

DE2646736A1 - Zange fuer scheibenbremsen

Info

Publication number: DE2646736A1
Application number: DE19762646736
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Pascal
Original assignee: FA FRADISC GAGNY; FRADISC GAGNY FA
Current assignee: FA FRADISC SAINT-MESMES FR
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1976-10-15
Publication date: 1977-04-28
Also published as: FR2334884A1; DE2646736C2; US4066152A; FR2334884B1

Description

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den 15. Okt. 1976 Erb - F 2031

FRADISC

4-0, avenue de Marseille, Gagny, Seine-Saint-Denis, Prankreich

Zange für Scheibenbremsen

Die Erfindung "betrifft Zangen für Scheibenbremsen, die insbesondere für Fördereinrichtungen wie Laufkräne verwendet werden und bei denen das Andrücken der Backen an die Scheibe durch die Wirkung von Federn und die Lösung der Backen durch einen Elektromagnet erreicht wird, wobei die Wirkung der Federn und des Elektromagnets auf die Backen über zwei Hebel übertragen wird, die in ihrem mittleren Bereich nach der Art einer Wäscheklammer unter Verwendung von Drehachsen miteinander verbunden sind. Wenn nun die Federn so wirken, daß ein Ende der Zange gespreizt wird, bewirken sie das Andrücken der Backen durch Annäherung an die Scheibe am anderen Ende.

DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 252. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270

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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art befinden sich die Federn im Inneren des Electromagnets. Da die erforderlichen Andrückkräfte hoch sind (mehrere 1000 Newtons) und die spezifische Kraft der Elektromagneten durch die Sättigung des Eisens bei etwa 100 N pro cm Oberfläche begrenzt ist, haben diese Elektromagnete notwendigerweise eine große Fläche in der zu den Kräften senkrechten Ebene. Gleichzeitig ist es erforderlich, dem Elektromagnet eine solche Dicke zu geben, daß ein ziemlich geringes Verhältnis von Hub zu Länge der Federn gewährleistet wird und daß die Aussparung zur Aufnahme der Wicklungen vorgesehen werden kann. Die Einheit Elektromagnet-Federn besitzt somit ein großes Volumen. Bei den bekannten Vorrichtungen ist diese Einheit entweder außerhalb der Hebel angeordnet, und zwar auf der Seite, was die seitliche Abmessung erhöht, oder darüber, was Schwierigkeiten für ein zweites Hebelsystem mit sich bringt, oder zwischen den Hebeln, so daß die seitliche Gesamtabmessung der Bremse groß wird, da sie die Summe der Dicken der beiden Hebel und der Dicke dieser Einheit ist, wobei die Hebel eine große Dicke besitzen, da sie sich nicht biegen dürfen.

Nun ist die Scheibe, auf welche diese Zangen einwirken, meistens auf einer aus einem Untersetzungsgetriebe austretenden Wellenhälfte montiert. Um zu vermeiden, daß diese Welle während der Bremsung unter starken Biege- und Verdrehungsbeanspruchungen arbeiten muß, ist die Auskragung der Scheibe auf ein Minimum reduziert, so daß der zwischen dem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes und der Ebene der Scheibe verfügbare Platz beschränkt ist. Aus diesem Grund konnten nur die Bremsen, deren Elektromagneteinheit sich auf der Seite der Hebel findet, weiter entwickelt werden: diese Einheit ist nun auf der dem Untersetzungsgetriebe entgegengesetzten Seite, im allgemeinen gegenüber einer Kupplung angeordnet. Diese Anordnung

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brachte mit sich, daß die Zangen, die auf der einen oder der anderen Seite der Scheibe angeordnet sind, nicht gleich sind, so daß es eine "rechte" und eine "linke" Zange gibt, was Schwierigkeiten bei der Herstellung der Bremsen und der Wartung der Maschine mit sich bringt.

Ziel der Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, deren Seitenabmessung gering ist und mit den zwischen der Scheibe und dem Gehäuse verfügbaren Räumen zu vereinbaren ist, die symmetrisch ist, so daß die Zange beliebig auf der einen oder der anderen Seite der Scheibe montiert werden kann, und die mit einer automatisch gesteuerten Vorrichtung zum Ausgleich des Verschleißes der Backen kombiniert ist.

Bei den erfindungsgemäßen Zangen ist die Einheit Elektromagnet-Federn zwischen den den Backen entgegengesetzten Enden der Hebel angeordnet, wobei diese Enden die Form eines Hohlkörpersj beispielsweise eines Rohrs, haben, der diese Einheit umhüllt, so daß die seitliche Gesamtabmessung der Zange kleiner als die Summe der Dicken der Hebel und dieser Einheit ist. Das Drehachsen-Verbindungselement der beiden Hebel besteht auf an sich bekannte Weise aus einer Stange, die an einem Ende mit einem Gewinde versehen ist und in eine Mutter eingeschraubt werden kann, die an einem der Drehachsen befestigt ist. Die Stange wird in diese Mutter durch die Wirkung eines handelsüblichen Knarrenschlüssels eingeschraubt, der am anderen Ende der Stange befestigt ist, das außerdem axial mit der zweiten Drehachse fest verbunden ist. Die Winkelbewegung des Arms des Schlüssels ist mit der Bewegung des Ankers der Einheit Elektromagnet-Federn über ein winkelförmiges Übertragungsglied verbunden, das sich in einem an dem Anker befestigten Lager dreht. Auf diese Weise wird das Spiel zwischen den Backen und der Scheibe sowie das Spiel zwischen dem Anker und dem Joch des Elektromagnets mit Hilfe einer sehr

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einfachen Vorrichtung konstant gehalten, die mit Hilfe von handelsüblichen, in großen Serien hergestellten Teilen hergestellt werden kann. Diese Vorrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes ist im Inneren der hohlen Hebel angeordnet, die sie gegen Stöße schützen, so daß diese Vorrichtung die seitliche Abmessung der Zange nicht erhöht. Das Spiel kann eingestellt werden, indem der Angriffspunkt des winkelförmigen Übertragungsglieds an dem Arm des Schlüssels reguliert wird. Diese Knarrenschlüssel besitzen einen Riegel mit zwei Stellungen: die Stange wird je nach der Stellung des Riegels in der einen oder der anderen Richtung positiv mitgenommen. In der Stellung "Anziehen" schraubt der Schlüssel die Stange in die Mutter ein und nähert die Backen der Scheibe (Stellung "automatischer Betrieb"). In der Stellung "lösen" kann ein Monteur mit Hilfe des Schlüssels die Stange ausschrauben, um beispielsweise die Backen auszutauschen. Die Vorrichtung gewährleistet, daß die Stange im Fall eines Irrtums in der Stellung des Riegels nicht durch die Bewegung des Ankers ausgeschraubt werden kann: der Schlüssel wird in diese Richtung nur durch eine schwache Feder zurückgeholt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. Λ eine schematische Darstellung einer Zange, wobei die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes veranschaulicht wird,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zange, die die allgemeine Anordnung der hohlen Hebel und der Vorrichtung zum automatischen Verschleißausgleich zeigt,

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Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zange,

Pig. 4 eine Draufsicht auf die Bremse von Fig. 3, wobei Teile in einem horizontalen Durchmesser des Elektromagnets geschnitten sind, und

Fig. 5 eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zange.

Gemäß den Fig. 1 und 2, wobei in Fig. 1 der Anschaulichkeit halber nur die Betriebsanordnungen der Zange dargestellt sind, um Überdeckungen der Organe zu vermeiden, ist die zu bremsende Scheibe zwischen den Backen 4 und 5 angeordnet, deren Halter 2 und 3 nri-t Hebeln 6 und 7 über Gelenke A und B verbunden sind. Eine mit Außengewinde versehene Stange 8, die die Drehachsen G und D der Hebel 6 und 7 miteinander verbindet, kann durch einen Knarrenschlüssel 9 betätigt werden, der einen Betätigungsarm 14 aufweist. Das Joch 10 eines Elektromagnets ist an dem Gestell der Maschine befestigt und der Anker 11 des Elektromagnets ist mit dem Hebel 7 durch ein Gelenk F verbunden. Der Hebel 6 ist mit dem Gestell durch ein Gelenk E verbunden. Die Bremsfeder sitzt in dem Joch 10 und ist bestrebt, durch Verschwenkung um C und D die Gelenke E und F voneinander zu entfernen und A und B einander zu nähern. Die elektrische Wicklung 13 kann durch eine Gleichstromquelle (nicht dargestellt) unter Spannung gesetzt werden und erregt dadurch den Elektromagnet, dessen Anker von dem Joch angezogen wird, wodurch die Wirkung der Feder 12 aufgehoben wird. Dadurch verschwindet der Luftspalt des Elektromagnets, der in Fig. 1 sichtbar ist, und es entsteht ein Spiel zwischen den Backen 4,5 und der Scheibe 1. Durch diese Bewegung versetzt der Anker 11 einen Übertragungshebel 15, cLer sich in einem an dem Anker befestigten Lager 18 dreht und sich an einem seiner Enden an

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in einem feststehenden Anschlag 16 abstutzt,/eine solche Winkelbewegimg, daß sich das Ende des Übertragungsglieds 15j cLas unter einem Arm 14 in Eingriff ist, nach oben bewegt und den Arm 14 mitnimmt, was die Drehung der Ratsche 9 in Richtung des Uhrzeigers hin um einen zum Hub des Ankers proportionalen Betrag bewirkt. Wenn während den Bremsungen ein Verschleiß der Backen auftritt, der so groß ist, daß der Hub des Ankers dem Winkel eines Zahns der Ratsche entspricht, so nimmt der Schlüssel die Stange S mit, deren Gewinde so berechnet ist, daß der entsprechende Verschleißüberschuß ausgeglichen wird. Der Ausgleich wird durch die Wirkung des Elektromagnets auf positive Weise und zu dem Zeitpunkt bewirkt, zu dem die Stange 8 nicht mehr den Kräften der Feder 12 ausgesetzt ist. Die Feder 17 holt den Arm 14 nach hinten zurück, ist jedoch nicht stark genug, um die Stange 8 mitnehmen zu können, wenn der Riegel der Ratsche irrtümlich in der falschen Stellung geblieben ist.

Die Hebel 6 und 7 sind gleich ausgebildet und besitzen bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform jeweils einen rohrförmigen oder hohlen Teil, der das der Backe entgegengesetzte Ende (6a oder 7a) bildet, und zwei seitlich von dem rohrförmigen Teil vorgesehene Schenkel, die das auf die Backe einwirkende Ende (6b oder 7b) bilden. Die rohrförmigen Enden der Hebel umhüllen zumindest teilweise den Elektromagnet (Joch und Anker), so daß die Gesamtabmessung der Zange in der Richtung, die parallel zu der die Scheibe tragenden Welle ist, kleiner als die Summe der Dicken der Hebel 6 und 7 und des Elektromagnets ist. Auf diese Weise wird außerdem erreicht, daß die zentralen Teile des Elektromagnets zugänglich sind.

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_ Ot

Diese Anordnung zeigt sich noch besser bei der Ausführungsform der· Fig. 3 und 4, bei der die Abmessung Htifc h angegeben ist und deren Arbeitsweise dieselbe wie im vorhergehenden Fall ist. Aus herstellungstechnischen Gründen bestehen die feststehenden Seile 10 aus mehreren starr miteinander verbundenen Teilen: 10a ist der Kern des Elektromagnets, 10b ist das Joch, 10c ist der Tragwinkel der Zange, der durch YersehweiBung an dem äußeren mittleren Teil des Elektromagnets angebracht ist und zwei laschen 1Oe und 1Of trägt, die die Anschlagsachse 19 und 20 aufnehmen, die die tangentialen Bremsreaktions— kräfte übernehmen, die auf die Hebel 6 und 7 durch die Backenhalter 3 und 2 übertragen werden, welche diese Kräfte ihrerseits von. den Backen 5 und 4 über nicht dargestellte Befestigungsorgane erhalten· Ba die Eeaktions— kraft nicht über die Anschläge 19 und 20 läuft, bleibt ein Moment, das auf die Hebel einwirkt- Dieses Moment wird im EaIl des Hebels 6 durch das Gelenk E übertragen, von dem in Fig. 4 das untere Teil 23, das an dem seinerseits feststehenden Joch 10b befestigt ist, im Schnitt dargestellt ist, und im Fall des Hebels 7 durch das Gelenk F, das aus den Teilen 24 und 25 besteht, die an dem Anker 11 befestigt sind, der bezüglich Drehung durch den feststehenden Stift 30 blockiert ist* Das Drehachsenelement 22, das zur Bildung einer Mutter und zur Aufnahme der mit Außengewinde versehenen Stange 8 mit einem Innengewinde versehen ist, bildet die Drehachse C. Das Drehachsenelement 21, das so ausgebildet ist, daß es den Anschlagskopf der Stange 8 und den Knarrenschlüssel 9 aufnehmen kann, bildet die Drehachse D. Die Stange 8 kann aus einer Schraube bestehen, deren Kopf als Anschlag dient, und ist mit dem Schlüssel durch eine handelsübliche Buchse fest verbunden. Eine an dem Anker 11 befestigte Atmungsblase 26, die mit dem Inneren des Elektromagnets in Verbindung steht, gestattet die Bewe-

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gong, ohne daß das Innere unter Unterdruck gesetzt wird, and verhindert das Eintreten iron Staub· Ferner ist eine biegsame Lnf tspalt-Biebtung 29 und ein handelsüblicher elekfapisdiei? Kontakt 2? iß einem dichten Gehäuse für die Fermiberteagoiig der Information über den Zustand der Bremse (angezogen oder gelöst) vorgesehen. Bieser Eontakt wird durch das übertragungsglied 15 über eine Kugel 28 betätigt. Brei Schrauben. 31 gestatten die Einstellung der komprimierten üänge der Feder 12, die aus Belleville-Federn besteht, zur Einstellung des Andrückmoments der Bremse- Eine Rückholfeder 32 dient dazu, die Stange 8 in der ausgeschraubtem Stellung unter einem leichten Brück zu halten, um ein unzeitiges Einschrauben durch Vibrationen zu vermeiden.

feststellender Zylinder 1Od dient zur Zentrierung der Federn. hekL ist mit einem Innengewinde versehen, so daß er eine Schraube zur manuellen Losung der Zange zum Zweck des Äustaosclies der Backen aufnehmen kann.

In Fig. 5 ist die Annäherungsbewegung der Hebel 6 und 7» die dem totalen Verschleiß der Backen H- und 5 entspricht, schematised durch einen dünnen Strich dargestellt und der entsprechende Brehwinkel um die Brehachse Έ ist mit u bezeichnet· lachdiesem Verschleiß gelangt der Arm des Schlüssels in die Stellung 1A-¹ und nähert sich somit dem Anker 11. Der Abstauet des Arms 14- von der Brehachse bzw. dem zentralen Teil des Ibertragungsglieds 15 geht nun vom Wert b auf den Wert b" Sbeap. Erfinduiigsgemäß ist es erforderlich, den Winkel -Χ*, dem der mit dem Arm 14- in Eingriff stehende Teil des Sberiacagungsglieds 15 mit dem zentralen, drehbar gelagerten Teil des Übertragungsglieds 15 bildet, so einzustellen, daß die Beziehung zwischen dem luftspalt e und der Brehung ^^wder Knarre durch die Änderungen von u nicht gestört wird. Wenn nämlich f der feststehende Abstand (senkrecht zur Ebene

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der Figur 5)der Achse von 15 von dem Anschlag 16 ist, so ist die Drehung ^? des Übertragungsglieds 15 mit e durch die folgende Gleichung verbunden: η = e/f (da alle Winkel klein sind, sind sie mit ihrem Tangens gleichgestellt). Ferner ist y= f, b/a = (e/f).(b/a). Da f feststehend ist, ist es erforderlich, daß das Verhältnis b/a bei jedem Wert von u konstant bleibt, damit die Beziehung zwischen ^¹' und e konstant ist. Nun kann dies nicht erreicht werden, wenn ^ nahe 90 ist. Wenn ο dagegen kleiner als 90° ist und wenn die Eichtungen der Stange 8, des zentralen Teils bzw. der Drehachse des Übertragungsglieds 15 und des mit dem Arm 14 in Eingriff stehenden Teils des Übertragungsglieds 15 etwa zusammenlaufen, so erhält man:

tg <fi- = b/a = Ote = b'/a'.

Wenn N die Anzahl der Zähne der Knarre ist, so erhält man: / = 2/Γ/Ν = (e/f).tg'· oder e = (2 ''.f )/(N.tg-· )

Diese Beziehung/stimmt den Betriebsluftspalt des Elektromagnets, der somit durch den Wert von % eingestellt werden kann, und bleibt konstant, wenn der Hebel 7 infolge eines Verschleisses der Backen oder infolge einer axialen Bewegung der Scheibe um die Drehachse F verschwenfcb wird.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Zange für Scheibenbremsen insbesondere zur Verwendung in Fördereinrichtungen, bei der das Andrücken der Backen an die Scheibe durch die Wirkung mindestens einer Feder und ihre Lösung durch die Wirkung eines Elektromagnets erreicht wird, wobei diese Wirkungen auf die Backen über zwei durch Drehachsen miteinander verbundene Hebel übertragen werden und auf das Ende der Hebel einwirken, das dem auf die Backen einwirkenden Ende entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (1O) zwischen den den Backen (5,4-) entgegengesetzten Enden (6a, 7a) <3.er Hebel (6, 7) angeordnet ist, wobei die Enden (^a, 7a) die Form eines hohlen Körpers haben, der mindestens teilweise den Elektromagnet umhüllt, so daß die seitliche Gesamtabmessung (h) der Zange in der Richtung, die zu der die Scheibe tragenden Welle parallel ist, kleiner als die Summe der Dicken der Hebel und des Elektromagnets ist und die zentralen Teile des Elektromagnets zugänglich sind.

Zange für Scheibenbremsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (6 und 7) gleich ausgebildet sind unddaß ein rohrförmiges Teil jedes Hebels das der Backe entgegengesetzte Ende (6a oder 7a) bildet und mindestens ein bezüglich des Rohrs seitlich angeordneter Schenkel das auf die Backe einwirkende Ende (6b oder 7b) bildet.

Zange für Scheibenbremsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Hebel (6) an seinem Ende (6a) an dem feststehenden Joch (10b) des Elektromagnets angelenkt ist und daß der andere Hebel (7) an seinem Ende (7a) an dem beweglichen Anker (11) des Elektromagnets angelenkt ist, wobei zwischen dem feststehenden

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Joch und dem beweglichen Anker die Andrückfeder (12) angeordnet ist.

4-. Zange für Scheibenbremsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Hebel über Drehachsen verbindende Element aus einer mit Gewinde versehenen Stange (8) besteht, die mit einer an einer der Drehachsen (C) befestigten Mutter in Eingriff ist und deren Kopf an der anderen Drehachse (D) in Anschlag ist, so daß das Anziehen der Schraube das Anziehen der Zange bewirkt, und daß der Kopf der Schraube mit einem handelsüblichen Knarrenschlüssel (9)

Drehmomentsfest verbunden ist, dessen Winkelbewegung durch einen/Arm (14-) gesteuert ist und mit der Längsbewegung des Ankers (11) des Elektromagnets über einen Übertragungshebel (15) verbunden ist, der sich in einem an dem Anker befestigten Lager dreht und einerseits mit dem Arm (14·) in Eingriff ist und andererseits sich an einem feststehenden Teil (16) abstützt.

Zange für Scheibenbremsen nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß der Teil des Übertragungsglieds (15)» der mit dem Drehmoments-Arm (14-) des Knarrenschlüssels (9) in Eingriff ist, mit dem drehbar gelagerten, zentralen Teil des Übertragungsglieds einen Winkel von weniger als 90° bildet und daß die Achse des mit dem Drehmoments-Arm in Eingriff stehenden Teils des Übertragungsglieds und die Achse der Stange (8) an einem Punkt zusammenlaufen.

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