DE2735876B2 - Teilbelagscheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelagscheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Scheibenbremse ist aus dem DE-GM 1875699 bekannt. Hierbei werden die getrennt am Gehäuse angelenkten Bremshebel dauernd durch je eine Feder ständig in Bremsstellung gehalten. Die Feder dient somit auch zur Verriegelung. Die Bremse wird durch ein elektrisches Solenoid entgegen dem Einfluß der Federn gelöst, d. h., wenn die Bremse in gelöster Stellung verbleiben soll, muß ständig elektrischer Strom fließen, da sonst die Federn die Bremse schließen. Hierdurch wird ständig Energie verbraucht und eine Verriegelung in gelöster Stellung ist nicht möglich.

Aus der US-PS 3722636 ist eine ähnliche Bremse bekannt. Diese Bremse wird ebenfalls ständig durch eine Feder in Bremsstellung gehalten. Das Lösen der Bremse erfolgt durch einen einseitig wirkenden, durch ein Druckmittel betätigbaren Zylinder. Um die Bremse in der gelösten Stellung zu halten, muß der Druck im Zylinder ständig gleichbleibend aufrechterhalten werden, da bei einer Unterbrechung der Druckmittelzufuhr oder bei einem Absinken des Drucks die Feder die Bremse in die Schließstellung zurückführt. Daher muß bei der gelösten Stellung dieser Bremse ständig eine Pumpe arbeiten und die dabei auftretenden unvermeidlichen Leckverluste müssen ständig ausgeglichen werden, so daß der Energieverbrauch und der Wartungsaufwand recht hoch sind. Ferner ist bei dieser Bremse das Gehäuse des Zylinders starr am Rahmen befestigt, an dem auch die Hebel mit den Bremsbacken angeordnet sind. Die starre Anordnung des Zylinders gewährleistet keine gleichmäßige Belastung der Bremsbacken wegen der unvermeidlichen Toleranzen bei der Herstellung der Teile und der axialen Einstellung gegenüber der zu bremsenden Scheibe.

so Aufgabe der Erfindung ist es, eine Teilbelagscheibenbremse der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der die Bremsbacken mit den Bremshebeln sowohl in Löse- als auch in Bremsstellung ohne zusätzliche mechanische Verriegelungselemente verriegelt werden können, wobei auch eine gleichmäßige Kraftverteilung auf beide Bremsbacken sichergestellt bleibt. Die Aufgabe wird bei einer Teilbelagscheibenbremse der eingangs genannten Art durch die Kombination der Merkmale, a bis d gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine derartige Bremse gewährleistet ein zuverlässiges Verriegeln der Bremshebel in der Löse- und in der Bremsstellung der Bremse; ferner wild durch die Verwendung des mit den Bremshebeln und der Betätigungsvorrichtung für die Bremshebel verbundenen Kniehebelgestänges eine Vergrößerung des Bremsmomentes erreicht.

Bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemäßen

Teilbelagscheibenbremse sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Teilbelagscheibenbremse für den Fall ihrer Anwendung in einer Trommelmühle unter Bezugnahme -juf Zeichnungen, in denen gleiche Teile durch gleiche Positionen bezeichnet sind, erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführung der Scheibenbremse gemäß der Erfindung mit von der Bremsscheibe gelösten Bremsbacken,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Scheibenbremse mit an die Bremsscheibe angedrückten Bremsbacken,

Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung A der in Fig. 1 dargestellten Scheibenbremse,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit von der Bremsscheibe gelösten Bremsbacken,

Fig. 5 die in Fig. 4 gezeigte Scheibenbremse mit an die Bremsscheibe angedrückten Bremsbacken.

In Fig. 1 bis 5 sind Teilbelagscheibenbremsen dargestellt, die zum Bremsen einer bekannten Trommelmühle eingesetzt werden, wobei zwecks Vereinfachung der Beschreibung nur ihr zu bremsendes Element, nämlich eine Bremsscheibe 1 gezeigt wird.

Die Bremse enthält zwei symmetrisch zur Bremsscheibe 1 angeordnete identische Bremsbacke η 2. Die Bremsbacken 2, die eine den Fachleuten bekannte Konstruktion mit Reibarbeitsfläche darstellen, sind an auf einer Grundplatte 5 drehbar angeordneten Bremshebeln 3 und 4 montiert. Zur Gewährleistung der Selbsteinstellung sind die Bremsbacken 2 mit Hilfe von sphärischen gelenkigen Verbindungen an den freien Enden der Hebel 3 und 4 montiert, deren andere Enden auf einem mit der Grundplatte 5 verbundenen gemeinsamen Anlenkpunkt, einer Drehachse 6, drehbar angeordnet sind. Die Bremshebel 3 und 4 sind mit Hilfe eines Federzylinders 7 miteinander verbunden. Der Antrieb der Hebel zum Heranführen der Bremsbacken 2 an die Scheibe 1 und zu ihrem Lösen von dieser Scheibe 1 erfolgt mit Hilfe einer Betätigungsvorrichtung 8 für die Verschwenkung der Hebel 3 und 4 um die Drehachse 6.

Die Bremshebei 3 und 4 sind miteinander auch durch ein Kniehebelgestänge 9 verbunden, das aus Kniehebeln 10 und 11 besteht und ein gemeinsames Gelenk 12 besitzt, das mit der Betätigungsvorrichtung 8 für das Verschwenken der Hebel 3 und 4 kinematisch verbunden ist, wobei ein bekannter doppeltwirkender Mechanismus für ein hin- und hergehendes Verschieben des Gelenks 12 verwendet wird, der in den nachfolgenden Teilen der Beschreibung ausführlich erläutert wird. Dabei ist der Federzyiinder 7 so angeordnet, daß er in Richtung des Andrückens der Bremsbacken 2 an die Scheibe 1 wirkt.

Fig. 1 und 2 zeigen eine schematische Darstellung einer Scheibenbremse, die Bremsbacken 2 enthält, die an Bremshebeln 3 und 4 gelenkig montiert sind, die ihrerseits auf einer gemeinsamen mit einer Grundplatte 5 verbundenen Drehachse 6 montiert sind.

Die Hebel 3 und 4 sind durch einen Federzylinder 7 miteinander verbunden, der eine Bremsfeder 13 enthält, die im Sinne des Andrückens der Bremsbacken 2 an die Scheibe 1 wirkt und die in ein zylindrisches Gehäuse 14 eingeschlossen ist, um Verschmutzung und schädliche Einwirkungen aus der Umgebung zu vermeiden.

Dabei sind zwei identische Bremsfedern 13 (Fig. 3) verwendet, die gleichzeitig arbeiten, um eine bessere Krafteinleitung zu erzielen. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird nachstehend aber stets nur eine Feder erwähnt. Ferner können als Federzylinder 7 auch andere, entsprechend wirkende Vorrichtungen, wie Zugfedern oder ein Druckluftzylinder verwendet werden.

Die Feder 13 ist an einem ihrer Enden mittels des

κι zylindrischen Gehäuses 14 über die gemeinsame Drehachse 6 mit der Grundplatte 5 und den Bremshebeln 3 und 4 und am anderen Ende mittels einer Kolbenstange 15 und zwei identischen Zugstangen 16 und 17, die miteinander durch eine Drehachse 18 verbunden sind, mit den Bremshebeln 3 und 4 verbunden.

Die Zugstangen 16 und 17 sind mit den Bremshebeln 3 und 4 entsprechend mittels Drehachsen 19 und 20 gelenkig verbunden.

Die Bremshebel 3 und 4 sind mit Hilfe des Kniehebelgestänges 9 verbunden. Das Kniehebelgestänge 9 besteht aus den Kniehebeln 10 und 11, die zu einem gemeinsamen Gelenk 12 mit den einen ihrer Enden vereinigt und durch die anderen Enden mit der Drehachse 6 einerseits und andererseits mit der Drehachse 18 und weiter durch die Zugstangen 16 und 17 mit den Bremshebeln 3 und 4 verbunden sind.

An einem der Bremshebel, im vorliegenden Beispiel am Hebel 4 -, obwohl das dank der symmetrisehen Anordnung der Teile der Scheibenbremse genauso auch am Hebel 3 möglich ist -, ist die Betätigungsvorrichtung 8 für das Verschwenken der Hebel 3 und 4 um die Drehachse 6 gelenkig montiert. Die Betätigungsvorrichtung 8 enthält einen doppeltes wirkenden Hydraulikzylinder 21, in dem das aus dem Zylindergehäuse 22 bestehende unbewegliche Glied mittels einer Drehachse 23 mit einem Tragarm 24 gelenkig verbunden ist, der am Hebel 4 befestigt ist, während das aus einem Kolben 25 und einer Kolbenstange 26 bestehende, bewegliche Glied mit dem gemeinsamen Gelenk 12 des Kniehebelgestänges 9 verbunden ist.

Als Antrieb für das Verschwenken der Hebel können mit gleichem Effekt auch Druckluftzylinder oder nichtselbstbremsende Schrauben- bzw. Zahnstangengetriebe verwendet werden, die von einem Elektromotor angetrieben werden.

Im Hydraulikzylinder 21 ist ein Anschlag 27 angeordnet, dessen Bestimmung bei der Erläuterung der

so Arbeitsweise der Scheibenbremse erklärt wird. Die beiden Arbeitsräume des Hydraulikzylinders 21, in die er vom Kolben 25 geteilt wird, sind mit einer Pumpenanlage mittels Rohrleitungen 28 und 29 über einen gesteuerten zweiseitig wirkenden Schieber verbunden (das Steuersystem des Hydraulikzylinders 21 ist bekannt und daher in der Zeichnung nicht dargestellt). Zur Gewährleistung der Stabilität der gesamten Konstruktion ist die Scheibenbremse mit bekannten an der Grundplatte 5 befestigten Anschlägen 30 versehen. Die Anschläge 30 können je nach Bedarf auf beliebige Art verstellbar angeordnet werden. Die Verstellung der Anschläge kann durch ein Schraubenpaar vorgenommen werden.

beim Betrieb kann sich die Scheibenbremse in einer von zwei fixierten Stellungen befinden. Zum Stillsetzen der Trommelmühle wird in den Arbeitsraum des Hydraulikzylinders 21 durch die Rohrleitung 28 (Fig. 1) Hydrauliköl zugeführt, wodurch sich der

Kolben 25 und zusammen mit diesem auch die Kolbenstange 26 nach rechts (Fig. 1) zu bewegen beginnen. Unter der Einwirkung der Kolbenstange 26 streben die Kniehebel 10 und 11 danach, die Drehachsen 6 und 18 auseinanderzuschieben und folglich die Bremsfeder 13 zusammenzupressen, mit anderen Worten, die Enden des Kniehebelgestänges 9 auseinanderzurücken. Da die Drehachse 6 relativ zu der Grundplatte 5 unbeweglich ist, während die Achse 18 beweglich ist, werden durch das Auseinanderrücken der Enden des Kniehebelgestänges 9 auch die Drehachsen 19 und 20 unter Einwirkung der Zugstangen 16 und 17 auseinandergerückt. Das Auseinanderrükken der Drehachsen 19 und 20 führt zum Auseinanderschieben der Bremshebel 3 und 4, d. h. zum Lösen der Bremsbacken 2 von der Bremsscheibe 1 auf einen maximalen Abstand.

Bei der Bewegung der Kolbenstange 26 nach rec'.its passieren die Kniehebel 10 und 11 die Totpunkt-Stellung, bei der sie eine gerade Linie bilden, wobei die Bremsbacken 2 um einen maximalen Abstand von der Scheibe 1 entfernt sind. Diese Stellung ist wegen der Einwirkung der Bremsfeder 13 instabil und wird »neutral« genannt.

Bei der weiteren Bewegung der Kolbenstange 26 nach rechts passiert das gemeinsame Gelenk 12 die »neutrale« Stellung und unter Einwirkung des Hydraulikzylinders 21 und der Bremsfeder 13 nähern sich die Enden des Kniehebelgestänges 9, wodurch sich auch die Drehachsen 19 und 20 annähern, während die Bremshebel 3 und 4 die Bremsbacken 2 an die Scheibe 1 andrücken, so daß auf diese Weise das Bremsen der Trommelmühle gewährleistet wird. In dieser Stellung sind alle Hebel 3 und 4 der Scheibenbremse verriegelt. Ein Unterbrechen in der Zuführung des Hydrauliköls in den Hydraulikzylinder 21 verursacht kein Abschalten der Scheibenbremse, weil die Bremsbacken 2 zu diesem Zeitpunkt an die Scheibe 1 durch die Feder 13 angedrückt sind, die ständig danach strebt, die Enden des Kniehebelgestänges 9 einander näher zu bringen und das gemeinsame Gelenk 12 aus der Linie der »neutralen« Stellung auszulenken.

Das Lösen der Scheibe 1 erfolgt durch die Zufuhr von Hydrauliköl durch die Rohrleitung 29 in den Arbeitsraum des Hydraulikzylinders 21. Dabei bewegt sich der Kolben 25 nach links relativ zu allen Teilen (Fig. 2) und verstellt die Kolbenstange 26. Unter Einwirkung der Kolbenstange 26 schieben die Kniehebel 10 und 11 unter Überwindung der Wirkung der Bremsfeder 13 die Drehachsen 6 und 18 auseinander. Da das mit der Drehachse 6 verbundene Ende des Kniehebels 11 relativ zu der Grundplatte 5 unbeweglich ist, bewegt sich das Ende des Kniehebels 10 aufwärts und verstellt die Zugstangen 16 und 17, die die Bremshebel 3 und 4 auseinanderbewegen und die Backen 2 von der Scheibe 1 abnehmen. Bei der weiteren Bewegung der Kolbenstange 26 nach links passiert das Gelenk 12 die »neutrale« Totpunkt-Stellung, die Drehachsen 6 und 18 nähern sich einander und entsprechend auch die Bremsbacken 2 der Scheibe 1. Nachdem der Kolben 25 den Anschlag 27 erreicht, wird die Zufuhr des Hydrauliköls in den Hydraulikzylinder 21 unterbrochen, und die Stellung der Bremshebel wird durch die Bremsfeder 13 einerseits und den Anschlag 27 andererseits fixiert, wodurch ein garantiertes Lüftspiel B zwischen der Scheibe 1 und den Bremsbacken 2 gesichert wird.

Die Unterbrechung in der Zufuhr des Hydrauliköls in den Hydraulikzylinder 21 ist in dieser Stellung möglich, da das Gelenk 12 unter Einwirkung der Bremsfeder 13 steht, die danach strebt, die Enden des Kniehebelgestänges 9 einander anzunähern und nicht in de »neutrale« Stellung zurückkehren zu lassen, so daß diese Stellung nicht passiert werden kann. Das weitere Verschieben des gemeinsamen Gelenks 12 über die von ihm eingenommene Stellung hinaus ist

κι nicht möglich, da die Länge der Kolbenstange 26 so gewählt ist, daß sich der Kolben 25 in dieser Stellung gegen den Anschlag 27 abstützt. Die Bremshebel 3 und 4 der Scheibenbremse befinden sich also in verriegelter Stellung.

υ Beim Betrachten der Fig. 1 und 2 ist zu erwähnen, daß die Länge des Hubs des gemeinsamen Gelenks 12 aus der Ausgangsstellung - wenn die Bremsbakken 2 von der Scheibe 1 gelöst sind und das garantierte Lüftspiel B gesichert ist - in die »neutrale« Stel-

2(i lung, wenn die Kniehebel 10 und 11 auf einer geraden Linie liegen, kürzer als die Länge des Hubs aus der »neutralen« Stellung in die Endstellung ist, wenn die Bremsbacken 2 an die Scheibe 1 angedrückt sind. Das Verhältnis der Länge des Hubs des gemeinsamen Gelenks 12 bis zur »neutralen« Stellung zu der Länge des Hubs nach dem Passieren der »neutralen« Stellung in der einen bzw. der anderen Richtung ist von der gesamten Ausführung der Scheibenbremse abhängig; die Länge des Hubs von der »neutralen« Stel-

3Ii lung bis zur Endstellung, bei der die Bremsbacken 2 an die Scheibe 1 angedrückt sind, soll immer größer als die Länge ihres Hubs von der »neutralen Stellung« bis zu der Stellung sein, bei der die Bremsbacken 2 von der Scheibe 1 gelöst sind.

Aus dem vorstehend angeführten geht hervor, daß das Verriegeln des gemeinsamen Gelenks 12 des Kniehebelgestänges 9 in den zwei Endstellungen und folglich auch der Bremshebel 3 und 4 in der Brems- und der gelösten Stellung der Scheibenbremse ihre Betriebssicherheit und eine gefahrlose Bedienung der Maschinen, mit denen diese Scheibenbremse betrieben wird, gewährleistet. Die Verbindung der Bremshebel 3 und 4 miteinander sowie mit der Betätigungsvorrichtung für das Verschwenken der Hebel 3 und 4 und mit der Grundplatte 5 mit Hilfe des Kniehebelgestänges 9 und der Zugstangen 16 und 17 gewährleistet eine Steigerung der Bremskraft, was dadurch bedingt ist, daß die Arbeit des Hydraulikzylinders 21 im Bereich einer geraden Linie mit dem Übergang

so des gemeinsamen Gelenks durch die »neutrale« Stellung (die erste Verstärkungsstufe) und in dem Bereich, der der geraden Linie nah liegt (die zweite Verstärkungsstufe), erfolgt.

Aus dem gleichen Grunde wird die Belastung des Federzylinders 7 vermindert, was die Effektivität des letzteren in den zwei Endstellungen des gemeinsamen Gelenks steigert.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung, die in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, verbinden den Federzylinder 7, der im Sinne des Andriickens der Bremsbacken 2 an die Scheibe 1 wirkt, und das Kniehebelgestänge 9 die Bremshebel 3 und 4 miteinander mittels der Drehachsen 19 und 20. Es ist klar, daß der Federzylinder 7 bzw. das Kniehebelgestänge die Hebel 3 und 4 in anderen Punkten verbinden können, die von der Drehachse 6 um einen Abstand entfernt sind, der durch konkrete konstruktive Gründe bestimmt ist; die angegebene Lösung gilt jedoch als

die fertigungsgerechteste.

Die Betätigungsvorrichtung 8 für das Verschwenken der Hebel 3 und 4 ist durch sein unbewegliches Element, und zwar durch das Zylindergehäuse 22 mit den Hebeln mittels der Drehachse 6 gelenkig und durch das bewegliche Element, d. h. durch die Kolbenstange 26, die mit dem Kolben 25 verbunden ist, mit dem gemeinsamen Gelenk 12 verbunden.

Die Arbeitsweise der Scheibenbremse gemäß der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsvariante der Erfindung erfolgt ähnlich der Arbeitsweise der Scheibenbremse gemäß der ersten beschriebenen Ausführungsvariante der Erfindung.

Die beschriebene Teilbelagscheibenbremse besitzt im Vergleich zu den bekannten gattungsgemäßen Scheibenbremsen ein höheres Bremsmoment und gewährleistet ein sicheres Verriegeln in der Brems- und der gelösten Stellung.

Die Erfindung ist hier an Beispielen von Teilbelagscheibenbremsen beschrieben worden, es ist jedoch auch deren Verwendung bei Trommelbremsen möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Teilbelagscheibenbremse mit zwei an einer Grundplatte schwenkbar gelagerten Bremshebeln, an denen die die Bremsscheibe zwischen sich einschließenden Bremsbacken ebenfalls schwenkbar abgelenkt sind, mit mindestens einer vorgespannten Bremsfeder, die die Bremshebel über ein letztere miteinander verbindendes erstes Gestänge stets im Bremsbetätigungssinne beaufschlagt und mit einer eine geradlinig bewegbare Betätigungsstange aufweisenden Betätigungsvorrichtung, die mittels eines die beiden Bremshebel miteinander verbindenden zweiten Gestänges die Bremshebel im Bremslösesinne unter Überwindung der Kraft der Bremsfeder beaufschlagt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Das zweite Gestänge ist als Kniehebelgestänge (9) ausgebildet, dessen gemeinsames Gelenk (12) mit der etwa in der Bremsscheibenebene liegenden Betätigungsstange (26) der Betätigungsvorrichtung (8) gekuppelt ist;

b) die Betätigungsvorrichtung (8) ist umsteuerbar ausgebildet;

c) der Hub der Betätigungsstange (26) ist im Bremsbetätigungssinne durch die Anlage der Bremsbacken (2) an der Bremsscheibe (1) und im Bremslösesinne durch einen an der Betätigungsvorrichtung (8) ausgebildeten Anschlag (27) definiert, der ein Lüftspiel (B) zwischen Bremsbacken und Bremsscheibe gewährleistet;

d) das gemeinsame Gelenk (12) des Kniehebelgestänges (9) durchwandert zwischen den beiden Endstellungen der Betätigungsstange (26) die Totpunktstellung des Kniehebelgestänges (9).

2. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umsteuerbare Betätigungsvorrichtung (8) ein Druckmittelzylinder (21) ist, dessen Kolbenstange (26) die Betätigungsstange bildet.

3. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (22) des Druckmittelzylinders (21) mit der Grundplatte (5) gelenkig verbunden ist und daß jeder der beiden Kniehebel (10,11) unmittelbar an einem der Bremshebel (3, 4) angelenkt ist.

4. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Bremshebel (3, 4) und das Zylindergehäuse (22) des Druckmittelzylinders (21) über einen gemeinsamen Anlenkpunkt (6) mit der Grundplatte (5) verbunden sind.

5. Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Bremsfeder als Druckfeder ausgebildet ist, die in einem Federzylinder auf einen Federkolben einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) des Federzylinders (7) und die Kolbenstange (15) des Federkolbens einerseits und die Enden der Kniehebel (10,11) des Kniehebelgestänges (9) andererseits über gemeinsame Anlenkpunkte (19, 20) mit den Bremshebeln (3, 4) verbunden sind.

6. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse

(22) des Druckmittelzylinders (21) an einem der Bremshebel (4) angelenkt ist, während der eine Kniehebel (11) mit der Grundplatte (5) und der andere Kniehebel (10) mit dem von der Bremsfeder (13) beaufschlagten ersten Gestänge (16, 17, 18) gelenkig verbunden ist.