DE2814200A1

DE2814200A1 - Federkraftbremse mit elektromagnetlueftung

Info

Publication number: DE2814200A1
Application number: DE19782814200
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Ing Grad Pape
Original assignee: LENZE KG MASCHF HANS
Current assignee: LENZE KG MASCHF HANS
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1979-10-11
Also published as: DE2814200C2

Description

Federkraftbremse mit ElektromagnetlAftung"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Federkraftbremse mit Elektromagnetlüftung, bei der ein Bremsrotor und eine Ankerscheibe eines Elektromagneten koaxial nebeneinander angeordnet sind, wobei die Ankerscheibe in Bremsstellung mittels Bremsfedern axial gegen den Bremsrotor gedrückt und in gelüfteter Lage bei eingeschaltetem Elektromagneten vom Bremsrotor abgerückt gehalten ist.
Federkraftbremsen dieser Art werden vornehmlich in Elektrokarren verwendet, weil sie als Sicherheitsbremsen ausgelegt sind und daher auch bei einem Stromausfall ihre Bremswirkung unverändert ist. Die Bremsleistung wird nämlich ausschließlich durch die Bremsfedern bewirkt, gegen deren Kraft der Elektromagnet die auf den Bremsrotor drückende Ankerscheibe zurückzieht. Die Ankerscheibe ist gegenüber dem Bremsrotor unverdrehbar gehalten und drückt ihn bei entregtem Elektromagneten gegen ein ortsfestes Widerlager Dabei wird durch Reibung des Bremsrotors zwischen der Ankerscheibe und diesem Widerlager das Bremsmoment erzeugt. In bevorzugter Ausführung trägt der Bremsrotor im Bereich der Kontaktflächen zu Ankerscheibe und zum Widerlager hin Reibbeläge.
Bei derartigen Federkraftbremsen ist es nachteilig, daß sich während des Betriebs das Bremsmoment nicht verändern läßt.
Zwar kann grundsätzlich das Bremsmoment über die Vorspannung der Bremsfedern eingestellt werden, beim bestimmungsgemäßen Gebrauch ist dann aber das Bremsmoment und damit die Bremsleistung gegenüber dem eingestellten Wert nicht veränderbar. Für Elektrokarren, bei denen diese Federkraftbremsen als Betriebsbremsen eingesetzt sind, hat dies den Nachteil, daß sich bei unterschiedlicher Belastung verschieden lange Bremswege einstellen.
Die Bedienungsperson muß deshalb ihre Fahrweise auf die Beladung der Elektrokarre einstellen, was naturgemäß nicht immer geschieht und zusätzliche Gefahren heraufbeschwört.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Federkraftbremse der eingangs genannten Art das Bremsmoment stufenweise steuern zu können.
Diese Aufgabe wird bei einer Federkraftbremse der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß auf der dem Bremsrotor abgewandten Seite der Ankerscheibe eine Zusatzankerscheibe eines Zusatzelektromagneten angeordnet ist, die mittels einer oder mehreren weiteren Bremsfedern in ihrer Bremsstellung gegen die Ankerscheibe axial gedrückt und bei eingeschaltetem Zusatzelektromagneten davon abgerückt gehalten ist.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Federkraftbremse liegt darin, daß in zwei Stufen ein größeres und ein kleineres Bremsmoment über den Bremsrotor aufgebracht werden kann, je nach dem, ob die Ankerscheibe von sämtlichen Bremsfedern, also den Haupt- und den Zusatzbremsfedern, oder nur von den Hauptbremsfedern beaufschlagt wird. Grundsätzlich kann bei ausreichenden Platzverhältnissen auch eine mehrfache Stufung des Bremsmomentes vorgenommen werden, wenn eine Mehrzahl von Ankerscheiben und zugehörigen Elektromagneten nach Art einer Kaskade hintereinander angeordnet sind. Dabei ist über die zugehörigen Schaltkreise der Elektromagneten sicherzustellen, daß jeweils die Zuschaltung der Zusatzbremsfedern über die einzelnen Ankerscheiben in Abhängigkeit von der Zuschaltung der zum Bremsrotor hin benachbarten Bremsstufe erfolgt. Die Abhängigkeit der Lüftung der einzelnen Bremsstufen muß dagegen umgekehrt von der vom Rotor aus gesehenen am weitesten weg liegenden Bremsstufe zu der dem Rotor nächstliegenden Bremsstufe gegeben sein.
Die weiteren Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Federkraftbremse im Längsschnitt.
Man erkennt in der Zeichnung eine Getriebewelle 1, bei der es sich beispielsweise um die Abtriebswelle eines Antriebs einer Elektrokarre handeln kann. Auf dem Ende der Welle 1 sitzt ein Mitnehmer 2, auf dem über Kupplungselemente 3 ein Bremsrotor 4 axial verschieblich angeordnet ist. Der Bremsrotor 4 trägt auf seinen beiden Stirnseiten nahe seines Randes zwei ringförmige Reibbeläge 5, über die der Rotor zur Erzeugung eines Bremsmomentes zwischen zwei nicht drehenden Teilen verspannt wird. Auf der zur Getriebewelle 1 hin gelegenen Seite des Bremsrotors 4 kann es sich dabei um ein ortsfestes Getriebeteil handeln, das in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist. Von der anderen Seite her kann der Rotor 4 von einer axial verschieblichen Ankerscheibe 6 beaufschlagt werden, die den Rotor 4 in axialer Richtung mitnehmen kann, um ihn gegen das erwähnte ortsfeste Getriebeteil zu verspannen. Die nicht drehbare Ankerscheibe 6 ist als solche bezeichnet, weil sie zum magnetischen Kreis eines Elektromagneten 8 gehört. Wie an dem dargestellten Luftspalt zu ersehen ist, ist in der gewählten Darstellung der Elektromagnet 8 nicht erregt, so daß die Ankerscheibe 6 auf den äußeren Reibbelag 5 des Bremsrotors 4 arückt. Das durch Reibung erzeugte Bremsmoment ist sehr wesentlich von der Anpresskraft der Ankerscheibe 6 abhängig.
Die die Ankerscheibe gegen den Bremsrotor 4 drückende Anpreßkraft wird durch mehrere Bremsfedern 7 aufgebracht, die sich einerseits auf der Außenseite der Ankerscheibe 6 und andererseits in einem Magnetgehäuse 10 des Elektromagneten 8 abstützen. Das Magnetgehäuse 10 ist an das nicht näher dargestellte ortsfeste Getriebe angeflanscht und über Befestigungsbolzen 23 daran gesichert. Die Befestigungsbolzen 23 besitzen Kontermuttern 24 zum Verspannen gegen das Getriebe, über die zugleich der Luftspalt der Ankerscheibe 6 eingestellt werden kann. Über Abstandsfedern 25 auf den Befestigungsbolzen 23 wird das Magnetgehäuse 10 auf den für den jeweiligen Luftspalt maßgeblichen Abstand von der Anflanschung gehalten.
Das Magnetgehäuse 10 schließt in sich eine Ringspule 9 ein, über die der Elektromagnet 8 bei elektrischer Durchflutung derart erregt wird, daß die Ankerscheibe 6 in axialer Richtung vom Rotor 4 weggezogen wird. Entsprechend verringert sich der Luftspalt . Die axiale Zugkraft des Elektromagneten 8 muß aabei so bemessen sein, daß sie die entgegenwirkende Kraft der Bremsfedern 7 überwindet.
Die Vorspannung der Bremsfedern 7 kann über einen Einstellring 11 vorgewählt werden, wobei dann jedoch das über die Kraft der Federn 7 sich ergebende Bremsmoment während des Betriebs nicht mehr verändert werden kann. Entweder ist die Federkraftbremse bei erregtem Elektromagneten 8 gelüftet, oder sie befindet sich in der Bremsstellung, in der, wie erwähnt, das Bremsmoment ausschließlich vom Druck der Bremsfedern 7 abhängig ist.
Sowohl die Ankerscheibe 6 als auch der Elektromagnet 8 mit seiner Spule 9 und dem Magnetgehäuse 10 sind als ringförmige Körper ausgebildet, die koaxial zur Drehachse des Bremsrotors 4 liegen. Etwa konzentrisch im Innern des Magneten 8 ist ein Zusatzmagnet 12 angeordnet, der ein eigenes Magnetgehäuse 14 mit einer darin liegenden Zusatzspule 13 besitzt. Der magnetische Kreis dieses Zusatzmagneten schließt sich über eine zusätzliche Ankerscheibe 15, die etwa konzentrisch, zumindest jedoch koaxial zur sogenannten Hauptankerscheibe 6 liegt. In Bremsstellung stützt sich die Zusatzankerscheibe 15über eine Zwischenhülse (15a) aus nicht magnetischem Itaterial am Innenrand zur inneren öffnung 16 der Hauptankerscheibe 6 ab. Die Zwischenhülse 15a führt die axial verschiebliche Zusatzankerscheibe 15 in einer zentralen Bohrung des Magnetgehäuses 10, in die auch das Zusatzmagnetgehäuse 14 eingesetzt ist. Von der Außenseite her ist die Zusatzankerscheibe 15 von zumindest einer Zusatzbremsfeder 18 beaufschlagt.
Die Kraft der Zusatzbremsfeder 18, die sich über die Ankerscheibe 15 ebenfalls auf die Hauptankerscheibe 6 auswirkt, erzeugt ein Zusatzbremsmoment, so daß die Federkraftbremse in Bremsstellung entweder nur mit dem von den Hauptbremsfedern 7 aufgebrachten Bremsmoment oder mit dem durch Addition der Hauptbremsfedern 7 und der Zusatzbremsfeder 18 aufgebrachten größeren Bremsmoment betrieben werden kann. Damit ergeben sich zwei wählbare Bremsstufen.
In der Zeichnung ist diejenige Anordnung wiedergegeben, die sich ergibt, wenn lediglich über die Hauptbremsfedern 7 gebremst wird. Dann ist nämlich im Gegensatz zur Hauptmagnetspule 9 die Zusatzmagnetspule 13 durchflutet und entsprechend ist die Zusatzankerscheibe 15 von der Hauptankerscheibe 6 durch die Kraft des Zusatzmagneten 12 abgerückt festgehalten. Durch die konzentrische Anordnung des Hauptmagneten 8 und des Zusatzmagneten 12 ist eine ausreichende Trennung der beiden magnetischen Kreise gewährleistet, so daß der Hauptmagnet 8 nur die Hauptankerscheibe 6 und der Zusatzmagnet 12 nur die Zusatzankerscheibe 15 steuert.
Die Zusatzbremsfeder 18 ist in einer zentrischen Bohrung 19 des Zusatzmagnetgehäuses 14 angeordnet. Daraus ergibt sich im Hinblick auf den Platzbedarf für die Erregerspule 13 des Zusatzmagneten 12 eine besonders raumgünstige Anordnung. Die Bohrung 19 läuft bis nach außen hin innerhalb des Zusatzmagnetgehäuses 14, auf das der Einstellring 11 ues hauptmagnetgehäuses 10 aufgeschraubt ist. In das Ende der Bohrung 19 ist ein Einstellkörper 17 eingeschraubt, über den die Vorspannung der Zusatzbremsfeder 18 bestimmt werden kann. Der Einstellkörper 17 besitzt ein Außengewinde und ist beispielsweise über ein zentrales Sechskantloch verdrehbar. Als Verdrehsicherung ist am Einstellkörper noch eine Sicherungsscheibe 21 mit einer Sicherungsschraube 22 angeordnet.
Zweckmaßig liegt der Einstellkörper 17 nach außen hin in etwa der gleichen Ebene wie der Einstellring 11 für die Hauptbremsfedern7, so daß die Bedienung beider Einstellvorrichtungen erleichtert ist.
Die Schaltung des Hauptmagneten 8 und des Zusatzmagneten 12 muß so getroffen sein, daß die Zusatzspule 13 erst dann abgeschaltet werden kann, wenn die Hauptspule 9 gleichzeitig mit abgeschaltet wird oder bereits abgeschaltet ist. Andererseits sollte der Hauptmagnet 8 nur dann eingeschaltet werden können, wenn der Zusatzmagnet 12 zugleich mit erregt wird oder bereits erregt ist.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Federkraftbremse an einer Elektrokarre, die mit einer Hubplattform ausgestattet ist, bietet sich die Möglichkeit an, auf hydraulischem oder elektrischem Wege das Ladegewicht zu erfassen und davon die Schaltung des Hauptmagneten 8 und des Zusatzmagneten 12 abhängig zu machen. Ist das Ladegewicht gering, wird beim Bremsen nur der Elektromagnet 8 abgeschaltet. Das Bremsmoment ist somit entsprechend dem geringeren Ladegewicht verringert.
Überschreitet das Ladegewicht eine bestimmte Größe, werden beim Bremsen sowohl der Hauptmagnet 8 als auch der Zusatzmagnet 12 abgeschaltet, um die erhöhte Bremskraft einzusetzen.
Schon durch diese grobe Stufung der Bremskraft kann ein annähernd gleicher Bremsweg eingestellt werden, vor allem ist es aber auch sehr wichtig, daß bei geringerer Beladung des Fahrzeugs eine Überbremsung vermieden ist.
Für einen etwaigen Stromausfall ist an der Bremse noch ein Handhebel 20 angeordnet, über den die Ankerschieben 6 und 15 von Hand gelüftet werden können.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: 2g Federkraftbremse mit Elektromagnetlüftung, bei der ein Bremsrotor und eine Ankerscheibe eines Elektromagneten koaxial nebeneinander angeordnet sind, wobei die Ankerscheibe in Bremsstellung mittels Brmesfedern axial gegen den Bremsrotor gedrückt und in gelüfteter Lage bei eingeschaltetem Elektromagneten vom Bremsrotor abgerückt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Bremsrotor (4) abgewandten Seite der Ankerscheibe (6) eine Zusatzankerscheibe (15) eines Zusatzelektromagneten (12) angeordnet ist, die mittels einer oder mehreren weiteren Bremsfedern (18) in ihrer Bremsstellung gegen die Ankerscheibe (6) axial gedrückt und bei eingeschaltetem Zusatzelektromagneten (12) davon abgerückt gehalten ist.
2. Federkraftbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe (6) und der Elektromagnet (8) als Ringkörper ausgebildet sind und dazu koaxial bzw. etwa konzentrisch mit kleinerem Durchmesser die Zusatzankerscheibe (15) und der Zusatzelektromagnet (12) angeordnet sind.
3. Federkraftbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzankerscheibe (15) eine Kreisscheibe ist, die unmittelbar an der Ankerscheibe (6) anliegt oder sich daran über eine koaxiale Zwischenhülse (15a) abstützt.
4. Federkraftbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzankerscheibe (15) zentral im Innern des Magnetgehäuses (10) über die Zwischenhülse (15a) in axialer Richtung verschieblich geführt ist.
5. Federkraftbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzmagnet (12) ein eigenes, innerhalb des Elektromagneten (8) angeordnetes Magnetgehäuse (14) hat, in dem zentrisch die Zusatzbremsfeder (18) angeordnet ist.
6. Federkraftbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmagnetgehäuse (14) zur Aufnahme der Bremsfeder (18) eine Bohrung (19) hat, in die ein Einstellkörper (17) als Gegenlager der Bremsfeder (18) eingeschraubt ist.
7. Federkraftbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgehäuse (10) einen Einstellring (11) für die auf die Ankerscheibe (6) wirkenden Bremsfedern (7) hat, mit dem der Einstellkörper (17) der Zusatzbremsfeder (18) nach außen hin etwa in einer Ebene liegt.
8. Schaltung zur Steuerung der Elektromagnetlüftung der Federkraftbremse nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise des Hauptmagneten (8) und des Zusatzmagneten (12) derart gegeneinander verriegelt sind, daß der Zusatzmagnet (12) nur bei abgeschaltetem Hauptmagneten (8) entregt und der Hauptmagnet (8) nur bei eingeschaltetem Zusatzmagneten (12) erregt werden kann.