DE2730168A1 - Electromagnetically releasable spring pressure brake - has armature disc of two radial parts between electromagnet and friction lining of rotor - Google Patents

Electromagnetically releasable spring pressure brake - has armature disc of two radial parts between electromagnet and friction lining of rotor

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Abstract

The disc brake rotor (3) is located between two axial pressure faces. Axially movable pressure rings (1, 2), forming the two armature parts, are coaxial and they form the pole plate of an electromagnetic ring (8). Each pressure ring is provided with its own set of compression springs (7, 9). When the electromagnet is energised, the pressure rings are lifted off the friction disc assembly (3). By reducing the voltage in the magnetic coil, the inner pressure ring escapes the magnetic force field and applies a friction force on the brake disc. When the voltage is further reduced, the outer pressure ring follows, thus the total brake force is applied in two stages.

Description

"Elektromagrletisch lüftbare Federdruckbrernse für Zwei-"Electrically ventilated spring pressure brakes for two

stufenbremsung" Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse, mit einem mit der zu bremsenden Welle drehstarr verbundenen Reibbelagrotor mit einem um die Welle herum angeordneten, feststehenden Elektromagneten und mit einer radial sich erstreckenden Ankerscheibe, die axial zwischen Elektromagnet und Reibbelagrotor angeordnet ist und von im Elektromagnetgehäuse angeordneten Druckfedern gegen den Reibbelagrotor beaufschlagt wird, um bei stromlosem Elektromagneten den Reibbelagrotor zum Bremsen gegen das Wellengehäuse zu drücken. step braking "The present invention relates to an electromagnetic releasable spring pressure brake, with a torsionally rigid connection to the shaft to be braked Friction lining rotor with a fixed electromagnet arranged around the shaft and with a radially extending armature disk axially between electromagnet and friction lining rotor is arranged and arranged by compression springs in the electromagnet housing is acted upon against the friction lining rotor to the de-energized electromagnet To brake the friction lining rotor against the shaft housing.

Elektromagnetische ederdruckbremsen, bei denen eine unter Federdruck angepreßte Ankerscheibe einen Reibbelagrotor festhält, sind bekannt. Zur Lösung der Bremse wird ein Elektromagnet benötigt, der die oben erwähnte Ankerscheibe gegen den Federdruck vom Reibbelagrotor weg wegzieht. Bei Abschalten des Stromes wird der Magnetanker (Ankerscheibe) freigegeben und schnellt unter Federkraft gegen die Bremsscheibe. Hierdurch wird das Bremsmoment an der Bremsscheibe schlagartig aufgebracht. Für viele Antriebe ist jedoch das schlagartige Einsetzen der Bremse schädlich, so etwa bei der Notbremsung von Fördermitteln.Electromagnetic pressure brakes, in which one is under spring pressure pressed armature disk a friction lining rotor are known. To release the brake, an electromagnet is required, which has the armature disk mentioned above pulls away from the friction lining rotor against the spring pressure. When the power is switched off the magnet armature (armature disk) is released and snaps against it under spring force the brake disc. As a result, the braking torque on the brake disc is abrupt upset. For many drives, however, the sudden onset of the brake is a problem harmful, for example when emergency braking for subsidies.

Um diesen Schlag zu vermindern, wurde z.B. schon versucht, nur einen Teil der Spannung an der Spule des Elektromagneten wegzunehmen und eine Restspannung für einige Sekunden stehen zu lassen, um dann erst mit der Spannung auf Null zu gehen. Damit sollte erreicht werden, daß die Ankerscheibe mit einem geringeren Druck auf dem Reibbelagrotor sitzt, da die restlichen Magnetkräfte den Federkräften entgegenwirken; d.h. die Anpreßkraft ist Federkraft minus Restmagnetkraft. Erst nach Ablauf der oben erwähnten eingestellten Zeit sollte dann die volle Bremskraft durch Senken der Spannung auf Null erreicht werden. Dies hat sich jedoch in der Praxis nur sehr schlecht verwirklichen lassen, da für den Abfall der Ankerscheibe eine gewisse Spannungsabsenkung in der Magnetspule nötig war, jedoch zum Bremsen ein notwendiger Luftspalt zwischen Ankerscheibe und Magnet entstand, der den magnetischen Fluß so stark verringerte, daß die Magnetkräfte bei der verminderten Spannung zu schwach waren um den gewünschten Effekt zu verwirklichen. Andererseits hat auch nur die geringste Abnützung des Reibbelages (z.B.In order to reduce this impact, attempts have already been made, for example, to only use one To take away part of the voltage on the coil of the electromagnet and a residual voltage Let it stand for a few seconds, only to then reduce the voltage to zero walk. This should ensure that the armature disk with a lower pressure sits on the friction lining rotor, since the remaining magnetic forces counteract the spring forces; i.e. the contact force is the spring force minus the residual magnetic force. Only after the The set time mentioned above should then lower the full braking force the voltage can be reached to zero. However, in practice this has only changed a great deal Can be realized poorly, as a certain voltage drop for the drop in the armature disk was necessary in the solenoid, but a necessary air gap between them for braking Armature disk and magnet were created, which the magnetic flux so strong decreased that the magnetic forces were too weak at the reduced voltage to achieve the desired effect. On the other hand, only has the slightest Wear of the friction lining (e.g.

o,1 mm) eine so starke Veränderung der rückziehenden Restmagnetkraft gebracht, daß hierdurch die Bremsverhältnisse total verändert wurden. Somit war bisher eine stufenförmige Bremsung mit elektromagnetischen Federdruckbremsen nicht möglich.0.1 mm) such a strong change in the retracting residual magnetic force brought that the braking conditions were totally changed as a result. So was So far, a stepped braking with electromagnetic spring pressure brakes not possible.

Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Federdruckbremse der gattungsgemässen Art dahingehend weiterzubilden, daß auf kostengünstige Weise eine zweistufige Bremsung erreicht wird.It is therefore the object on which the present invention is based a spring-loaded brake of the generic type to the effect that on inexpensive way a two-stage braking is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, daß die Ankerscheibe aus zwei Teilen, d.h. einem radial inneren und einem radial äusseren Teil besteht, so daß statt einer Ankerscheibe zwei in einer Ebene liegende Ankerscheiben vor den Polen der Elektromagneten liegen. Hierdurch wird erreicht, daß beim Absenken der Spannung des Elektromagneten zunächst nur der eine Teil der Ankerscheibe abfällt und die Bremsung einleitet. Denn durch eine geeignete Bemessung und Anordnung der beiden Teile kann die auf die Teile wirkende Magnetkraft unterschiedlich sein, so daß sie bei unterschiedlichen Erregerspannungen abfallen. Auch können die die Druckkräfte erzeugenden Federn unterschiedlich bemessen sein, um verschiedene Ansprechpunkte zu erhalten.This object is achieved according to the invention in that the armature disk consists of two parts, i.e. a radially inner and a radially outer part, so that instead of one armature disk, two armature disks lying in one plane in front of the The poles of the electromagnets lie. This ensures that when lowering the Voltage of the electromagnet initially only drops off one part of the armature disk and initiates braking. Because through a suitable dimensioning and arrangement of the the magnetic force acting on the parts can be different for both parts, so that they drop at different excitation voltages. They can also the Springs generating compressive forces must be dimensioned differently in order to have different response points to obtain.

Um den Einfluß des sich zwischen den beiden Ankerteilen ändernden Luftspaltes so gering wie möglich zu halten, ist dieser vorzugsweise labyrinthförmig ausgestaltet.To the influence of the changing between the two anchor parts To keep the air gap as small as possible, this is preferably labyrinthine designed.

Um günstige Verhältnisse in Bezug auf den Magnetfluß in den Ankerscheiben zu erhalten, soll der äußere Teil der Ankerscheibe vorzugsweise noch mit seinem radial inneren Ende im Bereich des Innenpoles des Elektromagneten angeordnet sein.In order to achieve favorable conditions with regard to the magnetic flux in the armature disks to get, the outer part of the armature disk should preferably still with his be arranged radially inner end in the area of the inner pole of the electromagnet.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.In the drawings is an embodiment of the present invention shown.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine solche Federdruckbremse im abgeschalteten Zustand des Elektromagneten, d,h. beide Teile der Ankerscheibe drücken gegen den Reibbelagrotor, Fig. 2 zeigt einen Schnitt (obere Hälfte) durch die Federdruckbremse im angeschalteten Zustand mit der vollen Spannung an dem Elektromagneten, d.h. beide Teile der Ankerscheibe sind angezogen und der Rotor kann sich frei drehen, Fig. 3 zeigt den gleichen Schnitt, wobei weniger als die volle Spannung anliegt, also z.B. U», d.h. der radial innere Teil der Ankerscheibe ist bereits abgefallen und leitet den Bremsvorgang ein, während der obere Teil noch vom Elektromagneten gehalten wird.Fig. 1 shows a section through such a spring-loaded brake when switched off State of the electromagnet, i. E. Both parts of the armature disk press against the Friction lining rotor, Fig. 2 shows a section (upper half) through the spring pressure brake when switched on with full voltage on the electromagnet, i.e. both Parts of the armature disk are tightened and the rotor can turn freely, Fig. 3 shows the same section with less than full voltage applied, that is e.g. U », i.e. the radially inner part of the armature disk has already fallen off and initiates braking while the upper part is still held by the electromagnet will.

Die im folgenden beschriebene elektromagnetische Federdruckbrernse ermöglicht in einwandfreier und dauerhafter Weise das stufenförmige Abbremsen des Reibbelagrotors bei stufenförmig oder gleichmässig abfallender elektrischer Spannung am Elektromagneten. Bewerkstellirt wird dieser Vorgang durch zwei Ankerscheiben 1 und 2 (Fig. 1), die durch einen Elektromagneten, Teil 6 und 8 (Skizze 1) gehalten werden. Die Fig. 1 zeigt eine solche Federdruckbremse im stromlosen Zustand; d.h. der Rotor 3 mit den aufgeklebten Reibbelägen wird festgehalten durch Ankerscheibe 1, angepreßt durch mehrere Federn 9 und Ankerscheibe 2, angepreßt durch mehrere Federn 7.The electromagnetic spring pressure brake described below enables the gradual braking of the Friction lining rotor with a stepped or evenly decreasing electrical voltage on the electromagnet. This process is brought about by two anchor plates 1 and 2 (Fig. 1) held by an electromagnet, part 6 and 8 (sketch 1) will. Fig. 1 shows such a spring-loaded brake in the de-energized state; i.e. the rotor 3 with the glued-on friction linings is held in place by the armature disk 1, pressed by several springs 9 and armature disk 2, pressed by several Springs 7.

Wird nun die volle Betriebsspannung auf die Spule 8 gegeben, so werden beide Ankerscheiben 1 und 2 gegen den Federdruck der Federn 7 und 9 an den Magneten gezogen (Fig. 2). Der Rotor 3 ist zur Bewegung freigegeben.If the full operating voltage is now applied to the coil 8, then both armature disks 1 and 2 against the spring pressure of springs 7 and 9 on the magnets pulled (Fig. 2). The rotor 3 is released for movement.

Wenn nun eine Bremsung des Rotors erfolgen soll, wird z.B. die elektrische Spannung an der Spule 8 auf den halben Wert abgesenkt. Dadurch drücken die Federn 7, die jetzt eine stärkere Kraft als der untere Magnetschenkel haben, die Ankerscheibe 2 gegen den Rotor und leiten den Bremsvorgang ein (z.B. mit dem halben Bremsmoment).If the rotor is now to be braked, the electrical Voltage at coil 8 reduced to half the value. This pushes the springs 7, which now have a stronger force than the lower magnet leg, the armature disk 2 against the rotor and initiate the braking process (e.g. with half the braking torque).

Während dieser Zeit bleibt die Ankerscheibe 1 gegen den Federdruck 9 noch am Magneten (Fig. 3).During this time, the armature disk 1 remains against the spring pressure 9 still on the magnet (Fig. 3).

Wird nun die an der Spule 8 anliegende elektrische Spannung auf Null gesenkt, so drücken die Federn 9 den Anker 1 gegen den Reibbelagrotor 3 und bremsen nun zusätzlich den Rotor ab, so daß jetzt der volle Bremsdruck am Rotor 3 liegt.Now the electrical voltage applied to the coil 8 is reduced to zero lowered, the springs 9 press the armature 1 against the friction lining rotor 3 and brake now also remove the rotor, so that the full brake pressure is now on the rotor 3.

Damit die beiden Ankerscheiben 1 und 2 die oben beschriebenen Bewegungen machen, müssen folgende Voraussetzungen herrschen: Es ist F1 Federkraft für Ankerscheibe 1 f1 Magnetkraft am Außenpol + Teil Innenpol für Ankerscheibe 1 F2 Federkraft am Innenpol für Ankerscheibe 2 f2 Magnet zugkraft am Innenpol - Anteil der Zugkraft von Ankerscheibe 1 für Ankerscheibe 2. In order for the two armature disks 1 and 2 to make the movements described above, the following prerequisites must exist: There is F1 spring force for armature disk 1 f1 magnetic force on the outer pole + part of the inner pole for armature disk 1 F2 spring force on the inner pole for armature disk 2 f2 magnetic pulling force on the inner pole - proportion of the Tensile force from armature disk 1 for armature disk 2.

In den Fig. 2 und 3 ist der magnetische Fluß eingezeichnet.In Figs. 2 and 3, the magnetic flux is shown.

Dieser Fluß verzweigt sich an dem Luftspalt 1o zwischen Ankerscheibe 1 und 2 und zwar überdeckt die Ankerscheibe 1 zu einem geringen Teil noch den Innenpol, so daß der magnetische Fluß folgenden Weg nimmt: ein Teil über Ankerscheibe 1 zum Innenpol, ein Teil über Labyrinthspalt 10 zur Ankerscheibe 2 und von dort zum Innenpol des Magneten. Damit bei der halben Schaltstufe (Fig. 3) noch genügend Anzugskraft auf die Ankerscheibe 1 wirkt, muß der magnetische Widerstand zwischen Ankerscheibe 1 und 2 möglichst gering sein. Aus diesem Grunde ist die Luft fläche 10 an der Trennstelle zwischen Ankerscheibe 1 urid2 durch ein stufenförmigen Labyrinth vergrößert. Ohne dieses stufenförmige Labyrinth kann die ober beschriebene Funktion der Bremse nur mit einer geringerer Zuverlässigkeit durchgeführt werden, da beim Einfall der Ankerscheibe 2 der magnetische 111ulZ, so stark geschwächt wird, daß die Ankerscheibe 1 entweder sofort nachfolge oder aber die Federkraft F1 so stark geschwächt werden muß, daß die zweite Stufe der Bremsung nahezu unwirksam wird.This flow branches off at the air gap 1o between the armature disk 1 and 2, namely the armature disk 1 still covers the inner pole to a small extent, so that the magnetic flux takes the following path: a part via armature disk 1 to Inner pole, part of the labyrinth gap 10 to the armature disk 2 and from there to the inner pole of the magnet. So that at half the switching step (Fig. 3) there is still enough tightening force acts on the armature disk 1, the magnetic resistance between the armature disk 1 and 2 should be as small as possible. For this reason, the air surface 10 is at the point of separation between Armature disk 1 urid2 through a stepped labyrinth enlarged. Without this step-shaped labyrinth, the function described above the brake can only be carried out with a lower level of reliability, since the Incidence of the armature disk 2, the magnetic 111ulZ, is weakened so much that either immediately follow the armature disk 1 or the spring force F1 is so strong must be weakened so that the second stage of braking is almost ineffective.

Eine denkbare, aber wirtschaftlich ungünstigere, zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Federdruckbremse wie oben im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben ausgeführt wird, allerdings mit dem Unterschied, daß für jeden Teil der Ankerscheibe ein separater Elektromagnet vorgesehen wird, d.h.A conceivable, but economically less favorable, second embodiment of the present invention is that the spring-loaded brake as related above is executed described with the accompanying drawings, but with the The difference is that a separate electromagnet is provided for each part of the armature disk becomes, i.e.

also z.B. zwei konzentrisch zueinander angeordnete Elektromagneten, die dann getrennt ansteuerbar wären. Hierdurch wären die gleichen Wirkungen zu erzielen, allerdings mit einem größeren baulichen Aufwand. Eine solche L5 ung ist in den Zeichnungen nicht gezeigt.e.g. two electromagnets arranged concentrically to each other, which could then be controlled separately. This would achieve the same effects however, with a greater structural effort. Such a layout is shown in the drawings Not shown.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (4)

Patentansprüche (1. IElektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse, mit einem mit der zu bremsenden Welle drehstarr verbundenen Reibbelagrotor mit einem um die Welle herum angeordneten, feststehenden Elektromagneten und mit einer radial sich erstreckenden Ankerscheibe, die axial zwischen Elektromagnet und Reibbelagrotor angeordnet ist und von im Elektromagnetgehäuse angeordneten Druckfedern gegen den Reibbelagrotor beaufschlagt wird, um bei stromlosem Elektromagneten den Reibbelagrotor zum Bremsen gegen das Wellengehäuse zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe aus zwei Teilen (1, 2), d.h. einem radial inneren und einem radial äusseren Teil besteht, so daß statt einer Ankerscheibe zwei in einer Ebene liegende Ankerscheiben vor den Polen des Elektromagneten (6, 8) liegen. Claims (1. Electromagnetically releasable spring pressure brake, with a friction lining rotor with a rotationally rigid connection to the shaft to be braked arranged around the shaft, fixed electromagnets and with a radial extending armature disk axially between the electromagnet and the friction lining rotor is arranged and arranged in the electromagnet housing compression springs against the The friction lining rotor is applied to the friction lining rotor when the electromagnet is de-energized to press for braking against the shaft housing, characterized in that the Armature disk made of two parts (1, 2), i.e. one radially inner and one radially outer part consists, so that instead of one armature disk two lying in one plane Armature disks are in front of the poles of the electromagnet (6, 8). 2. Federdruckbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile (1, 2) der Ar-lkerscheibe durch einen labyrinthförnlizen Luftspalt zur Verminderung des magnetischen Widerstandes getrennt sind.2. Spring-applied brake according to claim 1, characterized in that the two parts (1, 2) of the Ar-lkerscheibe through a labyrinthförnlizen air gap to Reduction of the magnetic resistance are separated. 3. Federdruckbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch £ekennzeichnet, daß der radial äußere Teil (1) der Ankerscheibe zu einem geringen Teil noch den Innenpol des Magneten überdeckt.3. Spring-applied brake according to claim 1 or 2, characterized in that that the radially outer part (1) of the armature disk to a small extent still the Inner pole of the magnet covered. 4. Federdruckbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Teil (1, 2) der Ankerscheibe jeweils ein separater Elektromagnet zugeordnet ist.4. Spring-applied brake according to claim 1 or 2, characterized in that that each part (1, 2) of the armature disk is assigned a separate electromagnet is.
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