DE2832523A1

DE2832523A1 - Elektromagnetisch gelueftete federdruckbremse

Info

Publication number: DE2832523A1
Application number: DE19782832523
Authority: DE
Inventors: Edmund Ing Grad Bausch; Hans Sautter
Original assignee: Binder Magnete GmbH
Current assignee: Binder Magnete GmbH
Priority date: 1978-07-25
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1980-02-07
Also published as: FR2432117B1; GB2026110A; IT7948601A0; FR2432117A1; IT1162448B; GB2026110B; DE2832523C2

Description

Elektromagnetisch gelüftete Federdruckbremse

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch gelüftete Federdruckbremse mit einer Anbaufläche, einer rotierend mitgenommenen Reibscheibe, einer mittels freistehender Bolzen an der Anbaufläche drehfest befestigten Lüfteinrichtung und einem drehfest und axial verschiebbar zwischen der Reibscheibe und der Lüfteinrichtung angeordneten, durch Federn gegen die Reibscheibe vorgespannten Anker.

Elektromagnetisch gelüftete Federdruckbremsen werden als Sicherheitsbremsen auf zahlreichen Anwendungsgebieten eingesetzt. Im Maschinenbau werden diese Federdruckbremsen im allgemeinen als selbständige Einheiten ausgebildet. Bei zahl-

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Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Villingen (BLZ 69470039) 146332

reichen Anwendungen ist die Federdruckbremse auch mit einem Elektromotor zu einer Einheit verbunden.

Das elektromagnetische Lüftsystem der Federdruckbremse kann mit Gleich-)Wechsel- oder Drehstrom betrieben werden. Im durch Ruhestrom betätigten Zustand wird der Anker durch die Lüfteinrichtung von der Reibscheibe abgehoben, die von der abzubremsenden Welle mitgenommen wird. Im nicht erregten Zustand wird der Anker durch Druckfedern gegen die Reibscheibe gepresst.

Es sind Federdruckbremsen bekannt, bei welchen die Lüfteinrichtung über freistehende Bolzen an der Anbaufläche befestigt ist. Die die Lüfteinrichtung durchsetzenden Bolzen ermöglichen eine Verschleissnachsteilung. Insbesondere dienen die Bolzen jedoch zur drehfesten axialen Führung des Ankers, der axial verschiebbar von den Bolzen durchsetzt wird. Die Bolzen nehmen dabei das Bremsmoment auf.

Die mechanische Beanspruchung der Bolzen durch dieses Bremsmoment wirkt dabei als Biegebeanspruchung und als Scherbeanspruchung an der Befestigungsstelle der Bolzen an der Anbauflache.Nachteilig ist dabei vor allem, dass aufgrund der unvermeidbaren Toleranzen in der Kreisteilung dieser Bolzen der Anker sich stets nur auf einigen wenigen Bolzen tangential abstützt. Auch bei einer Vergrösserung der Anzahl der Bolzen wirkt

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die mechanische Beanspruchung des Breinsmomentes nur auf diese wenigen Bolzen. Die hohe momentane Beanspruchung dieser Bolzen führt daher zu deren vorzeitigem Bruch.

Dieser Nachteil könnte zwar durch eine Vergrösserung des Bolzenquerschnittes verringert werden. Dies würde jedoch zu einer Vergrösserung des Bauvolumens bzw. bei unverändertem Bauvolumen zu einer Verkleinerung der wirksamen Bremsfläche führen.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Federdruckbremsen besteht in dem harten metallischen Schlag des Ankers gegen die Bolzenschäfte zu Beginn des Bremsvorganges.

Bei einer weiteren bekannten Federdruckbremse sind die Schraubbolzen über Metallringe oder -hülsen verspannt. Eine einfache Verschleissnachstellung ist hierbei jedoch nicht möglich. Zur Verschleissnachstellung muss die gesamte Federdruckbremse demontiert und die entsprechenden Teile müssen nachgearbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetisch gelüftete Federdruckbremse zu schaffen, die eine hohe Lebensdauer und Funktionssicherheit aufweist ,ohne dass die äusseren Abmessungen, die einfache Verschleissnachstellung und die wirtschaftliche Herstellung dadurch beeinträchtigt werden.

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Diese Aufgabe wird bei einer elektromagnetisch gelüfteten Federdruckbremse der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Anker von einem Ring umschlossen ist, der mit nach innen weisenden Vorsprüngen in axiale Ausnehmungen am Umfang des Ankers zu dessen axialer Führung und tangentialer Abstützung eingreift, und dass die Bolzen den Ring spielfrei durchsetzen.

Im Gegensatz zu der bekannten Federdruckbremse wird der Anker erfindungsgemäss nicht durch die Bolzen, sondern durch den den Anker umschliessenden Ring axial geführt. Dieser Ring nimmt auch die tangentiale Belastung des Bremsmomentes auf. Da der Ring nicht axial auf den Bolzen verschoben wird, kann er spielfrei auf den Bolzen sitzen, soweit dies herstellungs- und montagemässig möglich ist. Das Bremsmoment wird vom Anker auf den Ring übertragen, der dieses Moment wiederum infolge des spielfreien Sitzes gleichmässig auf alle Bolzen überträgt. Die mechanische Beanspruchung des Bremsmomentes wird daher gleichmässig auf alle Bolzen verteilt, so dass ein vorzeitiger Bruch einzelner Bolzen ausgeschlossen ist.

Da die Bolzen über die gesamte axiale Ausdehnung des Ringes spielfrei von dem Ring gefasst sind, werden die Bolzen dabei nur an ihrer Befestigungsstelle an der Anbaufläche auf Scherung beansprucht. Eine Biegebeanspruchung, wie sie bei der bekannten Federdruckbremse ebenfalls auftritt, ist ausgeschlossen. Dies bedeutet eine weitere Erhöhung der Lebensdauer.

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Vorzugsweise wird der Ring elastisch und dämpfend ausgebildet. Die zu Beginn des Bremsvorganges auftretenden harten Schläge des Ankers wirken auf den Ring und werden von diesem elastisch abgefangen und gedämpft, so dass diese schlagartige Beanspruchung nicht auf die Bolzen wirkt.

Die elastische und insbesondere dämpfende Eigenschaft kann durch entsprechende Auflagen oder Einsätze des Ringes bewirkt werden. Die einfachere Herstellung ergibt sich jedoch wenn der gesamte Ring aus einem elastischen und dämpfenden Material besteht, wozu sich vorzugsweise glasfaserverstärktes Polyamid eignet.

Um die radialen Abmessungen der Bremse klein zu halten, durchsetzen die Bolzen den Ring vorzugsweise im Bereich der in die Ausnehmungen des Ankers eingreifenden Vorsprünge, da der Ring in diesen Bereichen ohnehin eine grössere Materialstärke aufweist.

Die die Bolzen aufnehmenden axialen Bohrungen des Ringes können zweckmässxgerweise so angeordnet sein, dass sie den Innenumfang des Ringes berühren und längs der axial verlaufenden Berührungslinie offen sind. Dadurch kann einerseits die radiale Materialstärke des Ringes verringert werden, um die radialen Abmessungen der Bremse zu verkleinern bzw. den Reibscheibendurchmesser zu vergrössern. Andererseits wird durch

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diese offenen Bohrungen die Elastizität des Ringes gegenüber den Bolzen erhöht.

Der Ring kann als ein Stück hergestellt werden, vorzugsweise als Spritzgussteil aus einem geeigneten Kunststoff. Falls dies im Hinblick auf die Herstellung oder aus sonstigen Gründen zweckmässiger ist, kann der Ring auch aus Einzelsegmenten zusammengesetzt sein. Eine Verbesserung gegenüber der bekannten Federdruckbremse ergibt sich bereits, wenn jedes dieser Einzelsegmente auch nur zwei Bolzen aufnimmt.

Die Verschleissnachstellung ist in gleicher Weise wie bei der bekannten Federdruckbremse möglich.· Zu diesem Zweck sitzt die Lüfteinrichtung axial verschiebbar auf den Bolzen und ist mittels Schraubgewinden der Bolzen auf diesen verstellbar. Dazu kann beispielsweise das über die Lüfteinrichtung hinausragende Ende der Bolzen ein Schraubgewinde aufweisen, auf welchem eine Mutter sitzt, gegen die sich die Lüfteinrichtung abstützt, oder die Bolzen können an ihren über die Lüfteinrichtung hinausragenden Enden Schraubenköpfe aufweisen und mittels eines Schraubengewindes' unterschiedlich weit in die Anbaufläche eingeschraubt werden.

Ein zuverlässiges Anliegen der Lüfteinrichtung an diesen Schraubenmuttern oder Schraubenköpfen der Bolzen und damit

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eine genau justierte axiale Lage der Lüfteinrichtung wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass zwischen den Ring und die Lüfteinrichtung diese axial verspannende Druckfedern eingesetzt sind.

Um erforderlichenfalls ein Lüften der Bremse von Hand zu ermöglichen, kann ein an dem Ring schwenkbar angebrachter, an dem Anker angreifender Handlüftbügel vorgesehen sein.

Erfindungsgemäss werden auf die Bolzen wirkende stossartige Spitzenbelastungen aufgrund der elastischen und dämpfenden Eigenschaften des Ringes in ihre Amplitude reduziert, Teilungs- und Fluchtungsfehler in der Anordnung der Bolzen werden in einem bestimmten Toleranzbereich ausgeschaltet und der Querschnitt und/oder die Anzahl der Bolzen kann reduziert werden, wobei die Betriebssicherheit erhöht und die radialen Aussenabmessungen verringert werden können.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 eine Federdruckbremse im Axialschnitt und

Fig. 2 eine Ansicht dieser Bremse gemäss Linie I-I der Fig. 1 mit zusätzlicher Handlüftung.

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Die Federdruckbremse ist in Fig. 1 in montiertem Zustand dargestellt. Befestigungsbolzen 1 sind in eine Anbaufläche 3 eingeschraubt. Die Anbaufläche 3 kann ein Teil der Maschine, an welcher die Bremse eingesetzt wird, oder ein gesondertes Bauteil der Bremse sein.

Auf den Schaft 18 der Bolzen 1 ist ein Ring 2 bis zur Anbaufläche 3 aufgedrückt. Der Ring 2 besteht aus glasfaserverstärktem Polyamid und weist nach innen ragende axial verlaufende Vorsprünge 16 auf. Die Schäfte 18 der Bolzen werden praktisch spielfrei von Bohrungen 17 aufgenommen, die axial in den VorSprüngen 16 des Ringes 2 verlaufen. Die Bohrungen 17 berühren dabei die Innenumfangsfläche der Vorsprünge 16, so dass sie längs der axial verlaufenden Berührungslinie offen sind.

An die Anbaufläche 3 anschliessend befindet sich innerhalb des Ringes 2 eine Reibscheibe 6, die mittels eines mehrkantigen Mitnehmers 4 auf die nicht dargestellte abzubremsende Welle aufsteckbar ist.

Axial anschliessend an die Reibscheibe 6 ist im Inneren des Ringes 2 ein Anker vorgesehen, der aus einem Kern 5 und einöm diesen umschliessenden Aluminiumgehäuse 14 besteht. Das Gehäuse 14 weist an seinem Aussenumfang axial verlaufende Ausnehmungen 15 auf, die in ihrer Form den Vorsprüngen des Ringes 2 entsprechen. Durch die Aushehmungen 15 und die

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in diese eingreifenden Vorsprünge 16 dt_-j Ringes 2 wird der Anker drehfest, aber axial verschiebbar in dem Ring 2 geführt.

Auf die über den Ring 2 hinausragenden Schäfte 18 der Bolzen 1 ist eine Lüfteinrichtung 8 aufgeschoben. Die Lüfteinrichtung 8 besteht aus einem Magnetkern 9, einer Magnetspule 1o und einem diese umschliessenden isolierenden Gehäuse 7.

Die Bolzen 1 weisen an ihrem freien Ende ein Gewinde auf, auf welches jeweils Muttern 13 aufgeschraubt sind. In axiale Bohrungen in der der Lüfteinrichtung zugewandten Stirnfläche des Ringes 2 sind Druckfedern 12 eingesetzt, die sich an der Stirnfläche des isolierenden Gehäuses 7 abstützen und die Lüfteinrichtung 8 gegen die Muttern 13 verspannen. Durch die Muttern 13 ist auf diese Weise die axiale Lage der Lüfteinrichtung einstellbar.

Innerhalb der Magnetkerne 5 und 9 des Ankers bzw. der Lüfteinrichtung 8 sind Bohrungen in dem Ankergehäuse 14 und in dem isolierenden Gehäuse 7 vorgesehen, in welche Druckfedern 11 eingesetzt sind. Die Druckfedern 11 stützen sich an der Lüfteinrichtung 8 ab und pressen das Ankergehäuse 14 gegen die Reibscheibe 6. Bei Betätigung der Lüfteinrichtung 8

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wird die Spule 1o erregt und der Anker wird gegen die Kraft der Druckfedern 11 von der Reibscheibe 6 abgehoben, so dass diese sich frei drehen kann. Wird der die Spule 1o erregende Strom unterbrochen, so wird der Anker durch die Druckfedern 11 gegen die Reibscheibe 6 gepresst und der Bremsvorgang ausgelöst.

Mittels der Muttern 13 kann der Verschleiss der Reibscheibe 6 nachgestellt werden.

In Fig. 2 ist zusätzlich noch ein Handlüftsystem dargestellt. Dieses besteht aus einem Handlüftbügel 21, der mittels Bolzen 2o schwenkbar an Lagerstellen 19 angebracht ist, die am Aussenumfang des Ringes 2 vorgesehen sind. In einem Abstand von dem durch die Bolzen 2o festgelegten Schwenkpunkt greift der Bügel 21 an Zapfen 22 an, die radial von dem Ankergehäuse 14 abstehen. Durch Verschwenken des Lüftbügels 1 mittels eines Handknopfes kann der Anker auch von Hand gegen die Kraft der Druckfedern 11 von der Reibscheibe 6 abgehoben werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Elektromagnetisch gelüftete Federdruckbremse mit einer Anbaufläche, einer rotierend mitgenommenen Reibscheibe, einer mittels freistehender Bolzen an der Anbaufläche drehfest befestigten Lüfteinrichtung und einem drehfest und axial verschiebbar zwischen der Reibscheibe und der Lüfteinrichtung angeordneten, durch Federn gegen die Reibscheibe vorgespannten Anker, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (5,14) von einem Ring (2) umschlossen ist, der mit nach innen weisenden Vorsprüngen (16) in axiale Ausnehmungen (15) zu dessen axialer Führung und tangentialer Abstützung eingreift, und dass die Bolzen (1,18) den Ring spielfrei durchsetzen.

2. Federdruckbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2) elastisch und dämpfend ausgebildet ist.

3. Federdruckbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2) aus einem elastischen und dämpfenden Material besteht.

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4. Federdruckbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2) aus glasfaserverstärktem Polyamid besteht.

5. Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (1,18) den Ring (2) im Bereich der Vorsprünge (16) durchsetzen.

6. Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (1,18) axiale Bohrungen (17) des Ringes (2) durchsetzen, die den Innenumfang des Ringes berühren und längs der axial verlaufenden Berührungslinie offen sind.

7. Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2) aus Einzelsegmenten zusammengesetzt ist.

8. Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfteinrichtung (7,8, 9,1o) axial verschiebbar auf den Bolzen (1,18) sitzt und mittels Schraubgewinden der Bolzen axial ver-'stellbar ist.

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9. Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ring (2) und
die Lüftungseinrichtung (7,8,9,1ο) diese axial verspannende Druckfedern (12) eingesetzt sind.

"1o, Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem Ring (2,19) schwenkbar angebrachter, an dem Anker (5,14) angreifender Handlüftbügel (21) vorgesehen ist.

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