DE2758597C3 - Braking and lifting device for rotating parts of electrical machines - Google Patents
Braking and lifting device for rotating parts of electrical machinesInfo
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- F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
- F16D55/24—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member
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- F16D55/28—Brakes with only one rotating disc
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Description
(,, max \ (,, max \
h = a I . - - I I h = a I. - - II
\/i min / \ / i min /
entspricht, wobei μ min den minimal möglichen Reibwert zwischen Bremsbelag (13) und Bremsring (t) bedeutet.corresponds, where μ min means the minimum possible coefficient of friction between the brake lining (13) and the brake ring (t).
Die Erfindung betrifft eine Bi ems- und Hebevorrichtung für umlaufende Teile elektrischer Maschinen, bei der ein mit einem Druckmittel direkt oder indirekt bewegter, einen Bremsbelag tragender Bremskolben, der in einem zylindrischen Gehäuse geführt ist, an einem mit den umlaufenden Teilen der Maschine verbundenen Bremsring zur Anlage gelangt. Eine derartige Bre~is- und Hebevorrichtung ist aus der DE-PS 15 63 024 bekannt und wird insbesondere für große elektrische Maschinen vertikaler Bauart, wie z. B. Wasserkraugeneratoreii, eingesetzt, um den freien Auslauf des Rotors der Maschine zu verkürzen, weil es für die Spurlagersegmente schädlich ist, wenn sie längere Zeit mit niedrigen Drehzahlen laufen. Die Vorrichtung wird außerdem auch zum Anheben des Rotors ausgenutzt, um eventuelle Kontroll- oder Warlungsarbciten an den Lagern durchführen zu können. Bei der bekannten Brems- und Hebevorrichtung ist der Bremsbelag, der auf einem Bremsschuh angeordnet ist, zentrisch am Bremskolben befestigt. Infolge der beim Bremsvorgang auftretenden Kräfte tritt im Bremsbelag eine ungleich mäßige Flächenpressung auf. Dadurch ergibt sich bei nicht reversicrcnden Maschinen eine schräge Abnutzung des Bremsbelages und entsprechend eine Schrägstellung des Bremsschuhs, was zu einem Verkanten des Kolbens führt. Durch das Verkanten des Kolbens und durch das wirkende Kippmoment ergibt sich eine erhebliche Erhöhung der Flächcnprcssung zwischen dem Kolben und seiner Führung im Gehäuse, wodurch ein Festfressen der Bremskolben auftreten Kann. Weiterhin wird durch die schräge Abnutzung des Bremsbelages seine Einsatzdauer verringert.The invention relates to a Bi ems- and lifting device for rotating parts of electrical machines, in which one with a pressure medium directly or indirectly moving brake piston carrying a brake lining, which is guided in a cylindrical housing, on a brake ring connected to the rotating parts of the machine arrives at the system. Such a bre ~ is- and lifting device is known from DE-PS 15 63 024 and is especially used for large electrical Vertical machines such as B. Wasserkraugeneratoreii, used to shorten the free run-out of the rotor of the machine because it is used for the Thrust bearing segments is harmful if they run at low speeds for long periods of time. The device will also used to lift the rotor in order to carry out any control or maintenance work on the To be able to carry out storage. In the known braking and lifting device, the brake lining is is arranged on a brake shoe, attached centrally to the brake piston. As a result of the braking process occurring forces occur in the brake lining an unequal moderate surface pressure. This results in inclined wear in machines that do not reverse of the brake lining and a corresponding inclination of the brake shoe, which leads to the piston jamming. By tilting the piston and the tilting moment that acts results in a considerable increase in the surface pressure between the piston and its guide in the housing, which can cause the brake piston to seize. Furthermore, due to the oblique wear of the brake lining, its service life is reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verkanten des Bremsknibens zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Brems- und Hebevorrichtung der eingangs beschriebenen Art der Bremsbelag entgegen der Laufrichtung des Bremsringes exzentrisch am Bremskolben angeordnet Diese exzentrische Ausrichtung wirkt dem beim Bremsen durch dieThe invention is based on the object Avoid tilting the brake knob. To solve this problem is a braking and lifting device the type of brake lining described above against the direction of rotation of the brake ring eccentrically arranged on the brake piston This eccentric alignment acts when braking through the
ί Reibungskräfte auftretenden Kippmoment entgegen, so daß sich eine günstigere resultierende Normalkraft aus Kolbenkraft und Kippmoment als bei der bekannten zentrischen Anordnung ergibt, was zur gleichmäßigeren Flächenpressung zwischen Bremsbelag und Bremsringί Frictional forces counteract the tilting moment, see above that there is a more favorable normal force resulting from piston force and tilting moment than with the known centric arrangement results in more uniform Surface pressure between the brake lining and the brake ring
ι (i führt und somit zu einer gleichmäßigeren Abnutzung.ι (i leads to more even wear.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn gemäß der weiteren Erfindung die Größe der Exzentrizität e angenähert gleich dem Produkt aus dem maxima! möglichen Reibwert μ, max zwischen dem BremsbelagIt is particularly advantageous if, according to the further invention, the size of the eccentricity e is approximately equal to the product of the maxima! possible coefficient of friction μ, max between the brake lining
•5 und Bremsring und dem Abstand a zwischen Bremsring und der oberen Kante der Kolbenführung ist und die in a"s obersten Stellung des Bremskolbens verbleibende Kolbenführung im Gehäuse eine Länge b aufweist, die angenähert dem Wert• 5 and brake ring and the distance a between the brake ring and the upper edge of the piston guide and the piston guide remaining in a "s uppermost position of the brake piston in the housing has a length b that approximates the value
/»max \/"Max \
h = al . -I) h = al. -I)
\ ι: mm /\ ι: mm /
entspricht, wobei μ min den minimal möglichen 2~> Reibwert zwischen Bremsbelag und Bremsring bedeutet. Diese Bemessungsregel ergibt sich aus dem Bestreben des Bremskolbens bei großen Reibungswerten, um den in Laufrichtung des Bremsringes rechts außenliegenden Punkt der obersten Kante der Kolbenführung im Gehäuse nach außen zu kippen, während bei kleinen Reibungswerten das Bestreben auftritt, um den entsprechenden untersten Punkt der Kolbenführung nach innen zu kippen. Entspricht nun die Exzentrizität dem Produkt aus dem Abstand mal dem maximalen Reibungswert, so wirkt die resultierende Normalkraft aus Kolbenkraft und Kippmoment zentrisch auf den Bremsbelag. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Flächenpressung und eine gleichmäßige Abnutzung. Ein Verkanten des Kolbens ist nicht möglich, solange der Reibwert innerhalb der Grenzen der als Minimalwcrt und Maximalwert eingesetzten Reibungskräfte liegt. Selbst bei ungenauer Ausrichtung des Gehäuses zum Bremsring nutzt sich der Bremsbelag so ab, daß sich der Brcmskolbcn parallel zu seiner Führung ausrichtet.corresponds, where μ min means the minimum possible 2 ~> coefficient of friction between the brake lining and the brake ring. This dimensioning rule results from the endeavor of the brake piston with high friction values to tilt the point of the uppermost edge of the piston guide in the housing, which is on the right outer point in the running direction of the brake ring, while with low friction values the endeavor occurs to the corresponding lowest point of the piston guide tilt inside. If the eccentricity corresponds to the product of the distance times the maximum coefficient of friction, the normal force resulting from the piston force and the tilting moment acts centrally on the brake lining. This results in even surface pressure and even wear. Tilting of the piston is not possible as long as the coefficient of friction is within the limits of the frictional forces used as the minimum and maximum values. Even if the housing is inaccurately aligned with the brake ring, the brake lining wears so that the brake piston aligns itself parallel to its guide.
Im folgenden sei die Erfindung anhand des in der Figur schematisuh dargestellten Ausführungsbeispicls näher erläutert, die einen in Umfangsrichtung der nicht näher dargestellten umlaufenden Teile der Maschine und des ßremsringcs verlaufenden Schnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Brems- und Hebevorrichtung zeigt.In the following the invention is based on the in the Figure schematically shown Ausführungsbeispicls explained in more detail, the one in the circumferential direction of the not detailed revolving parts of the machine and the ßremsringcs running section through a shows trained according to the invention braking and lifting device.
Bei elektrischen Wasscrkraftgencratoren ist an der '!nieren Stirnfläche des Rotors ein Bremsring I angeordnet, sowie an einigen entsprechenden Stellen des das Traglager tragenden Armstcrncs Brems- und Hebevorrichtungen 2, die mit einem Druckmittel hydraulisch betätigt werden. |cdc Brems- und Hebevorrichtung 2 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 3, in dem zwei übcreinanderliogende Kolben, nämlich der untere Hubkolben 4 und der darübcrlicgendc Brcmskolbcn 5 angeordnet sind. Der Brcmskolbcn 5 ist von einem Ansät/.6des Hubkolbcns4 geführt und zwischen beiden ist die Tellerfeder 7 angeordnet. Durch die Tellerfeder 7 wird während des Brcmsvorganges die Kraft von dem Hubkolben 4 auf den Brcmskolbcn 5 übertragen. Dadurch können während des Bremsvorganges auftretende Druckstoffe durch die Tellerfeder 7 abgefangen werden.In the case of electric hydropower generators, the A brake ring I is arranged on the front face of the rotor, as well as at some corresponding points of the armrest supporting the bearing brake and Lifting devices 2 which are operated hydraulically with a pressure medium. | cdc braking and lifting device 2 consists essentially of a cylindrical housing 3 in which two overlapping Pistons, namely the lower reciprocating piston 4 and the Brcmskolbcn 5 above it are arranged. Of the Brake piston 5 is from an attachment / 6 of the piston piston 4 guided and the plate spring 7 is arranged between the two. Through the plate spring 7 is during the The force of the reciprocating piston 4 is transmitted to the braking piston 5 by the braking process. This allows Pressure substances occurring during the braking process are intercepted by the plate spring 7.
Der Hubkolben 4, der auf seiner unteren Stirnfläche 8 direkt mit dem verwendeten Druckmittel, z. B. Drucköl, beaufschlagt wird, ist genau in der zylindrischen Innenbohrung des Gehäuses 3 geführt und abgedichtet. Dagegen liegen die Mantelflächen des Bremskolbens 5 lediglich an zwei Gleitstücken 10 an, die in Umfangsrichtung des Bremsringes 1 an den entgegengesetzten Innenflächen des Gehäuses 3 liegen. Diese Gleitstücke 10 bewirken somit die Kolbenführung für den Bremskolben 5.The reciprocating piston 4, which on its lower end face 8 directly with the pressure medium used, for. B. pressure oil, is acted upon, is guided and sealed exactly in the cylindrical inner bore of the housing 3. In contrast, the outer surfaces of the brake piston 5 are only in contact with two sliders 10, which are in the circumferential direction of the brake ring 1 lie on the opposite inner surfaces of the housing 3. These sliders 10 thus effect the piston guide for the brake piston 5.
Beim Bremsvorgang drückt das die untere Stirnfläche 8 des Hubkolbens 4 angreifende Druckmittel den Hubkolben 4 nach oben, wobei die auf ihn ausgeübten Kräfte über die Tellerfeder 7 auf den Bremskolben 5 übertragen werden. Dadurch wird der auf der oberen Stirnfläche 11 angeordnete Bremsschuh 12 mit dem Bremsbelag 13 gegen den Bramsring 1 gedrückt und vermindert die Rotationsenergie des Rotors des elektrischen Wasserkraftgenerators durch Reibung. Dabei tritt entsprechend der vom Druckmittel ausgeübten Kraft eine Normalkraft Fn in Kolbenmitte auf, der eine entsprechend gleich grüße N'ormalkraft Fn, die in der Mitte des Bremsbelages 13 angreift, entgegengesetzt ist. Die Reibungskraft FR kann ebenfalls als an dieser Stelle wirkend eingesetzt werden, sie wirkt in Laufrichtung des Bremsringes 1, die durch den Pfeil 14 angedeutet isLDuring the braking process, the pressure medium acting on the lower end face 8 of the reciprocating piston 4 presses the reciprocating piston 4 upwards, the forces exerted on it being transmitted to the brake piston 5 via the disc spring 7. As a result, the brake shoe 12 arranged on the upper end face 11 is pressed with the brake lining 13 against the Bramsring 1 and reduces the rotational energy of the rotor of the electric water power generator by friction. According to the force exerted by the pressure medium, a normal force F n occurs in the center of the piston, which is opposed by a correspondingly equal normal force Fn, which acts in the center of the brake lining 13. The frictional force F R can also be used to act at this point; it acts in the running direction of the brake ring 1, which is indicated by the arrow 14
Der Bremsschuh 12 mit dem Bremsbelag 13 ist auf dem Bremskolben 5 nicht mittig angeordnet, sondern entgegen der Laufrichtung 14 exzentrisch, wobei zwischen der Mitte des Bremsschuhs 12 und der Mitte des Bremskolbens 5 die Exzentrizität e besteht. Die Größe dieser Exzentrizität e ist gleich dem Produkt aus dem maximal möglichen Reibwert μ max zwischen dem Bremsbelag und Bremsring und dem Abstand a zwischen Bremsring und der oberen Kante derThe brake shoe 12 with the brake lining 13 is not arranged centrally on the brake piston 5, but rather eccentrically counter to the running direction 14, with the eccentricity e between the center of the brake shoe 12 and the center of the brake piston 5. The size of this eccentricity e is equal to the product of the maximum possible coefficient of friction μ max between the brake lining and brake ring and the distance a between the brake ring and the upper edge of the
κι Kolbenführung. Dadurch ergibt sich bei großen Reibungswenen für die am in Laufrichtung 14 des Bremsringes 1 rechts außenliegenden Punkt 15 der obersten Kante der Kolbenführung im Gehäuse 3 ein Momentengleichgewicht. Die Höhe b der Kolbenfüh-ι rung bei Anlage am Bremsring 1 ist mitκι piston guide. This results in a moment equilibrium for the point 15 of the top edge of the piston guide in the housing 3, which is on the outer right in the direction of travel 14 of the brake ring 1, on the uppermost edge of the piston guide in the housing 3, in the case of large areas of friction. The height b of the piston guide when it rests on the brake ring 1 is with
, /«max \, /"Max \
h = al ,- -I) h = al, - -I)
V α min J V α min J
2(i bemessen, dadurch ergibt sich ebenfalls bei kleinen Reibungswenen ein Momenteng! ichgewichi um den entsprechenden ünicrsicn Pünki 16 jcr Koibcfliührüng.2 (i dimensioned, this also results in a torque balance around the corresponding average point 16 jc r Koibcfliührüng even with small areas of friction.
Die resultierende Normalkraft aus Kolbenkraft und Kippmoment wirkt dann zentrisch auf den Bremsbelag, 2~> so daß sich eine gleichmäßige Flächenpressung und entsprechend eine gleichmäßige Abnutzung ergibt und ein Verkanten des Kolbens nicht möglich ist.The normal force resulting from the piston force and the tilting moment then acts centrally on the brake lining, 2 ~> so that there is an even surface pressure and, accordingly, even wear and a tilting of the piston is not possible.
Hierzu I Blatt ZeichnuncenFor this I sheet drawings
Claims (2)
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772758597 DE2758597C3 (en) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | Braking and lifting device for rotating parts of electrical machines |
Publications (3)
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| FR2484580A1 (en) * | 1980-06-12 | 1981-12-18 | Alsthom Atlantique | BRAKE DEVICE FOR ROTOR OF GREAT INERTIA |
-
1977
- 1977-12-27 DE DE19772758597 patent/DE2758597C3/en not_active Expired
-
1978
- 1978-09-25 BR BR7806294A patent/BR7806294A/en unknown
- 1978-12-22 JP JP16447878A patent/JPS5496718A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS5496718A (en) | 1979-07-31 |
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| BR7806294A (en) | 1980-04-01 |
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