DE2723984C2 - Bremsanordnung mit Verschleißnachstellung für eine elektromagnetisch betätigte Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung mit Verschleißnachstellung für eine eine elektromagnetisch betätigte Scheibenbremse, mit Bremsbacken, die von einem Elektromagneten mit Hilfe einer Ankerscheibe betätigbar sind, wobei der Abstand zwischen dem Elektromagneten und der Ankerscheibe mittels einer Verdrehung auf einem Verstellgewinde zwischen diesen beiden Teilen im betätigten Zustand der Bremsbacken konstant gehalten wird.

Eine derartige Bremsanordnung ist aus der DE-PS 37 594 bekannt. Dort wird zur Verschleißnachstellung der Luftspalt zwischen einer die Bremse betätigenden Ankerscheibe und einem die Ankerscheibe beeinflussenden Elektromagneten durch eine Schraubbewegung zwischen diesen beiden Teilen konstant gehalten. Zu diesem Zweck weist der Elektromagnet einen Polschuh auf, der verdrehbar am Elektromagneten angebracht ist. Die Energie für die schraubende Nachstellbewegung wird einer vorgespannten, tangential angeordneten Feder entnommen, wobei der relativ kurze Stellweg durch die Berührung zwischen der Ankerscheibe und mehreren parallel wirkenden Distanzstiften begrenzt wird. Nachteilig an der bekannten Anordnung ist, daß zur Verdrehung von Ankerscheibe und Elektromagnet ein Polschuh notwendig ist Auch ist es mittels der bekannten Anordnung nur bedingt möglich, den Abstai d zwischen Ankerscheibe und Elektromagnet genau einzustellen, da das Spiel des Polschuh-Gewindes sowie die Begrenzung der Nachstellbewegung mittels der Distanzstifte Ungenauigkeiten zur Folge haben.

Ähnliche Bremsanlagen sind aus der DE-OS 26 14 322 bekannt Derartige Bauarten sehen einen mechanisch betätigten kolbenartigen Druckstößel vor, der axial mit einem Gewindebolzen versehen ist, auf dem eine drehbare Hülse sitzt, die bei jeder Vor- und Rückbewegung des Druckstößels durch eine außen an ihr angebrachte Zugfeder über einen gewissen Winkel gedreht wird, der abhängig von der Größe der Axialbewegung des Druckstößels ist. Diese Gewindehülse überträgt die vom Druckstößel ausgeübte Kraft über einen Zwischenkolben auf Bremsschuhe, die mit Bremsbelägen an einer Bremsscheibe anliegen. Die Gewindehülse ist außerdem mit einem Flansch versehen, der eine ortsfeste und mit Ratschenzäh} «n versehene Fläcne gegenüberliegt. Durch eine federnde Klaue wird eine Rückdrehbewegung des Flansches gegenüber der verzahnten Fläche verhindert. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß jedes Mal, dann wenn die Vor- und Rückbewegung des Druckstößels einen bestimmten Betrag überschreitet, die Gewindehülse über einen größeren Winkelbetrag zurückgedreht wird, so daß sie mit ihrer Klaue in einen anderen Zahn einrastet. Dadurch wird die wirksame Länge des gesamten, die Bremskraft übertragenden Gestänges vergrößert, so daß der zum Auslösen der Bremse notwendige Schalt- und Betätigungsweg gleich groß gehalten wird. Diese Bauarten weisen jedoch den Nachteil auf, daß konstruktionsb dingt zur Erzielung einer Axialbewegung bei kleinem Drehwinkel eine große Gewindesteigung gewählt werden muß. Da das Gewinde im Betrieb unter wechselnden Zug- und Druckkräften steht, neigt dieses Gewinde zum Ausschlagen, so daß die Einhaltung eines ganz bestimmten Auslöseweges nicht immer gewährleistet ist. Dazu kommt, daß ohnehin nur ein stufenweises Angleichen des Betätigungsweges in Abhängigkeit vom Bremsbelagverschleiß möglidi ist, was bei bestimmten Anwendungsfällen, beispielsweise bei genau arbeitenden Positionierantrieben in Kran- oder Förderanlagen nicht zulässig ist.

Schließlich ist in der DE-GM 69 06 952 eine Nachstellvorrichtung offenbart, bei der ein Endschalter dazu verwendet wird, einen Stromkreis zu schließen oder zu unterbrechen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremsanordnung mit Verschleißnachstellung zu schaffen, die genau kontinuierlich arbeitet und die keine zusätzlichen Bauteile für die erforderliche Nachsteilbewegung benötigt.

Die Erfindung besteht darin, daß die Ankerscheibe verdrehbar auf dem Verstellgewinde sitzt und eine mit einem Schneckenantriebsritzel zusammenwirkende Verzahnung aufweist und daß zur Erfassung des Luftspaltes zwischen Ankerscheibe und Elektromagnet ein Endschalter vongesehen ist, der einen Servomotor als Antrieb für das Schneckenantriebsritzel steuert. Dadurch wird erreicht, daß direkt die die Bremsbacken betätigende Ankerscheibe zum Zweck der Verschleiß-

nachstellung verdreht wird. Die Verdrehung ist dabei aufgrund des verwendeten Schneckengetriebes selbsthemmend. Durch die Erfassung des Abstands von Ankerscheibe und Elektromagnet mittels eines Endschalters wird eine exakte Verschleißnachstellung erreicht, wobei diese Nachstellung insbesondere durch die Verwendung eines Servomotors kontinuierlich durchgeführt wird. Mit Hilfe einer entsprechenden Ausbildung der Antriebsschcecke kann die Genauigkeit der Versch'eißnachstellung weiter erhöht werden. Mit Bremsanordnungen dieser Art können insbesondere Steuerantriebe versehen werden, bei denen es auf eine genaue Positionierung ankommt

Um in jedem Fall sicherzustellen, daß Spiel im Druckgestänge bedingt durch das Verstellgewinde ausge- is schlossen wird, kann vorgesehen werden, den Druckstößel mit einer Gewindehülse zu versehen, auf der die Ankerscheibe verdrehbar ist und diese Gewindehülse längs zu schlitzen, wobei sie sich unter Federkraft gegen das Gewinde des Zwischenringes spreizt. Bei dieser Ausführüngsforrn muß vorgesehen werden, daß eine Kante des Schlitzes in der Gewindehülse vcvdrehiest am Druckstößel angebracht ist, so daß dann für eine bestimmte Drehrichtung der Ankerscheibe sich der Durchmesser der Gewindehülse verringert und eine leichte Nachstellung möglich ist. Nach Beendigung dieser Drehbewegung tritt wieder ein spielfreier Sitz durch die aufgespreizte Hülse ein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile gehen aus den übrigen Unteransprüchen hervor sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt und anschließend erläutert ist Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Scheibenbremsanordnung, teilweise im Schnitt und

Fig.2 den Schnitt durch die Fig. 1 längs der Linie H-II.

In den Fig. 1 und 2 ist auf einer Grundplatte 1 der Antriebsmechanismus für eine Scheibenbremse gezeigt, die aus den beiden an den Bremsarmen 2 und 3 gelagerten Bremsschuhen 4 besteht, die jeweils mit einem Bremsbelag 5 versehen sind. In der gezeigten Stellung liegen die beiden Bremsbeläge 5 an der abzubremsenden Scheibe 6 an Dies wird dadurch bewirkt, daß der Bremsarm 2 über den Bolzen 7 ortsfest in der Grundplatte 1 gelagert ist und mit seinem unteren kreisbogenförmig ausgestalteten Druckstück 8 an einem gleichen Druckstück des Bremsarmes 3 anliegt, wobei die spielfreie Anlage der beiden Druckstücke 8 der Bremshebel 2 und 3 durch eine Zugfeder 9 bewirkt wird.

Der Brensarm 3 ist etwa in seiner Mitte über den Bolzen 10 an einem Druckstößel 11 gelagert, der axial verschiebbar in einer Führung 12 eines Elektromagneten 13 gelagert ist, dessen Wicklungen 14 im Bereich der linken Stirnfläche des Elektromagneten 13 angeordnet sind. Der Druckstößel 11 wird über eine aus Tellerfedern aufgebaute Druckfeder 15 gegen den Bremsarm 3 gedrückt, der sich so einmal mit seinem Druckstück 8 an dem gegenüberliegenden Bremsarm 2 und mit dem Bremsschuh 4 an der Scheibe 6 abstützt. Die Druckfeder 15 liegt über einen Kragen 16 an einer Gewindehüise 17 an, die sich mit ihrer linken Stirnfläche gegen den Anschlag 18 am Druckstößel 11 drückt und durch einen Sprengring 19 axial-auf den Druckstößel 11 gesichert ist. Auf der Gewindehülse 17 sitzt verdrehbar in deren Gewinde die Ankerscheibs Tildes Elektromagneten 13, die um den Luftspalt a versetzt vor der Stirnfläche des ElektromagTieten 13 auf dessen Wicklungen 14 parallel zu der Stirnfläche 21 des Elektromagneten 13 angeordnet ist Die Ankerscheibe 20 ist mit einer Außenverzahnung 22 versehen, die mit einem Schneckengewinderitzel 23 in Wirkverbindung steht Das Schneckenritzel 23 kann von einem Servomotor 24 angetrieben werden, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Elektromotor ist In dem Elektromagneten 13 ist außerdem ein Endschalter

25 vorgesehen, der die Größe des Luftspaltes 2 überwacht und der über den Servomotor 24 die Drehbewegung des Ritzels 23 auslöst.

Wie insbesondere auch aus Fi g. 2 hervorgeht, ist die Gewindehülse 17 mit einem längsverlaufenden Schlitz

26 versehen, in dem eine Druckfeder 27 angeordnet ist die stets dafür sorgt, daß das Außengewinde der Gewindehülse 17 in das Innengewinde der Ankerscheibe 20 spielfrei hineingedrückt wird. Um trotzdem eine leichte Verstellbewegung zu ermöglichen, ist die Gewindehülse 17 mit einem — auch aus Fig. 1 ersichtlich — axial von ihr abstehenden Bolzen 28 versehen der in die gestrichelt angedeutete Bohrung im Kragen-eil 29 des Druckstößels 11 hereinragt. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß bei einer Drehbewegung der Ankerscheibe 20 im Uhrzeigersinn, d. h. im Sinne des Pfeiles 30 in F i g. 2, die am Bolzen 28 festgehaltene Gewindehülse 17 ihren Durchmesser etwas verringert, so daß eine leichte Verstellung im Sinne des Pfeiles 30 möglich wird. Da bei der gezeigten Ausführungsform stets nur eine Nachstellbewegung in einer Richtung durch das Verdrehen der Ankerscheibe 20 auf dem Gewinde der Gewindehülse 17 notwendig ist, — eine Vergrößerung der Stärke der Bremsbeläge 5 tritt nicht ein — ist diese Ausgestaltung daher dazu geeignet, stets für einen spielfreien und festen Sitz der Ankerscheibe 20 am Druckstößei 11 zu sorgen, ohne daß jedoch die Verstellbewegung behindert wird.

Die neue Scheibenbremse arbeitet wie folgt: Wird der Elektromagnet 13 erregt, wird die Ankerscheibe 20 an den Elektromagnet 13 angelegt und dadurch wird der Druckstöße! um den Setrag a des Luftspal'es nach rechts bewegt. Der Bremsarm 3 wird vom Bolzen 10 aus nach rechts geschwenkt, so daß sich sein Bremsbelag 5 vcn der Scheibe 6 löst. Analog löst sich auch der Bremsbelag 5 des Bremsarmes 2, da dieser im Gegenuhrzeigersinn um seinen Bolzen 7 schwenken kann, weil der Anlagepunkt seines unteren Druckstükkes 8 nach rechts angewandert ist. Während dieses ganzen Vorganges liegt der Endschalter 25, der um den Betrag des Luftspaltes a nachgiebig ausgebildet sein muß, an der Ankerscheibe 20 an, und die nicht dargestellte Schaltung ist so ausgebildet, daß der Servomotor 24 nicht betätigt wird. Wird der Elektromagnet 13 wieder entregt, so nimmt die Anordnung wieder die in F1 g. 1 dargestellte Stellung ein. Sind die Bremsbeläge 5 jedoch beim Bremsvorgang durch Versch'eiß dünner geworden, so bewegt sich die Ankerscheibe 20 über das M&ß des Luftspaltes a von der Stirnseite 21 des Elektromagneten 13 weg, und der entsprechend ausgelegte Endschalter 25 sprüht an. In diesem Moment wird der Servomotor 24 erregt und dreht über das Ritzel 23 die Ankerscheibe 20 so lange im Uhrzeigersinn, bis sie wieder am Endschalter 25 anliegt Durch dtcs'a Ausgestaltung kann daher sehr feinfühlig und kontinuierlich eine Nachstellung erfolgen, die den Verschleiß der Bremsbeläge 5 ausgleicht. Be'. 4er Wiedererregung des Elektromagneten 13 ist daher der Schaltung und die Schaltdauer des Lösens der Bremse exakt so groß, wie beim vorangegangenen Schaltvorgang. Mit der neuen Scheiben-

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bremsanordnung können daher Positionierantriebe ',.

sehr genau gesteuert werden. |

Da durch die Ausgestaltung der Gewindehülse 17 i

auch jedes Spiel des Verstellgewindes zwischen Anker- s

scheibe 20 und Gewind.ehülse 17 vermieden ist, wird die 5 |

Genauigkeit der Positionierung auch nicht durch die Anordnung eines Verstellgewindes beeinträchtigt. Da schließlich die Wahl der Gewindesteigung zwischen Ankerscheibe 20 und Gewindehülse 17 ausschließlich nach den Gesichtspunkten der zu übertragenden Kräfte ge- ίο wählt werden können, ist es auch möglich, ein Feingewinde mit geringer Steigung vorzusehen, das einmal

eine sehr feine Einstellung ermöglicht und zum anderen **

den mechanischen Beanspruchungen sehr gut standhalten kann. Schließlich ist auch die gewählte Verstellan-Ordnung mit Schneckenritzel' 23 und außen verzahnter Ankerscheibe 20 im Hinblick auf Auftreten der Schwingungen sehr günstig.

Ks ist natürlich auch möglich, den Schalter 25 ortsfest auf der dem Elektromagneten 13 gegenüberliegenden Seite als Anschlagschalter anzuordnen, der anspricht, wenn er von der Ankerscheibe berührt wird. Die übrige Ausgestaltung kann unverändert bleiben. Es ist nur dafür zu sorgen, daß der Servomotor 24 erst dann erregt wird, wenn der als Anschlag die Größe des Luftspaftes a überwachende Schalter berührt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Bremsanordnung mit Verschleißnachstellung, für eine elektromagnetisch betätigte Scheibenbremse, mit Bremsbacken, die von einem Elektromagneten mit Hilfe einer Ankerscheibe betätigbar sind, wobei der Abstand zwischen dem Elektromagneten und der Ankerscheibe mittels einer Verdrehung auf einem Verstellgewinde zwischen diesen beiden Teilen im betätigten Zustand der Bremsbacken konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe (20) verdrehbar auf dem Verstellgewinde sitzt und eine mit einem Schneckenantriebsritzel (23) zusammenwirkende Verzahnung (22) aufweist und daß zur Erfassung des Luftspaltes (a) zwischen Ankerscheibe (20) und Elektromagnet (13) ein Endschalter (25) vorgesehen ist, der einen Servomotor '24) als Antrieb für das Schneckenantriebsritzelt 23) steuert.

2. Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (22) am Außenumfang der Ankerscheibe (20) angebracht ist.

3. Bremsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe (20) auf einer Gewindehülse (17) verdrenbar angeordnet ist, die an einen Druckstößel (11) angebracht ist, der mit wenigstens einer Bremsbacke (5) gekoppelt ist.

4. Bremsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Gewindehülse (17) mit einem Längsschlitz (26) versehen ist und unter Federkraft gegen das Gewinde der Anker^heibe (20) gespreizt ist.

5. Bremsanordnung nach Ansp uch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kante des Schlitzes (26) der Gewindehülse (17) verdrehfest am Druckstößel (11) angebracht ist.

6. Bremsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante mit einem axial vorstehenden Haltebolzen (28) in eine Bohrung im Druckstößel (11) hereingreift.

7. Bremsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindehülse (17) an einem mit der Bohrung zur Aufnahme des Haltebolzens (28) versehenen Kragen (29) anliegt und gegen diesen Kragen von einer Druckfeder (15) gedrückt ist.