DE3338289A1

DE3338289A1 - Federdruckbetaetigte und elektromagnetisch lueftbare reibbremse

Info

Publication number: DE3338289A1
Application number: DE19833338289
Authority: DE
Inventors: Willy Ing.(grad.) 4630 Bochum Korte; Hans-Otto Ing.(grad.) 4750 Unna Mawick
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 1983-10-21
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1985-05-02
Also published as: DE3338289C2

Description

Federdruckbetäti gte und elektromagnetisch lüftbare Reibbremse
Die Erfindung betrifft eine federdruckbetätigte und elektromagnetisch lüftbare Reibbremse, bestehend aus einem ringförmigen Elektromagnetkörper und aus einem axial gegenüber diesem verschiebbaren ringförmigen Ankerteil, der durch Federdruck gegen axial an ihn angrenzende Reibkörper und einen Bremsflansch gedrückt ist und bei Erregung des Elektromagnetkörpers gegen die Federwirkung verschoben wird.
Solche Bremsen weisen den Nachteil verhältnismäßig hoher Schaltgeräusche auf, die durch den Aufprall der Ankerscheibe auf dem Magnetkörper entstehen, wenn die Bremse gelüftet wird.
Um diese Schaltgeräusche zu mindern oder zu vermeiden, sind verschiedene Bauarten bekannt geworden, bei denen z.B., wie in der DE-PS 22 59 320, der Magnetanker aus einem Blechpaket mit senkrecht zur Verschieberichtung verlaufenden Blechlamellen hergestellt wurde, so daß dadurch ein hoher Dämpfungs- bzw. Absorptionsgrad für die Aufprallenergie erreicht wird. Andere Bauarten (DE-OS 16 25 715) sehen schalldämmende Unterlagen oder Auflagen am Ringanker oder zusätzlich zum Reibbelag vor. Nachteilig ist bei allen Bauarten eine zum Teil nur unbefriedigende Geräuschdämpfung bzw. der verhältnismäßig große Bauaufwand zur Herstellung der Ankerscheibe.
Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, eine Geräuschverminderung beim Lüften von Reibbremsen der eingangs genannten Art zu erreichen. Die Erfindung löst sich aber von den bisherigen Vorschlägen und sieht vor, daß der Ankerteil aus mehreren, voneinander unabhängigen und in Achsrichtung hintereinander angeordneten massiven Ankerscheiben aus magnetischen Material besteht. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch die Anordnung mehrerer Ankerscheiben und durch die dadurch bedingte Aufteilung der durch die Magnetkraft angezogenen Massen sowie durch die Aufteilung des Luftspaltes in mehrere Spalte ein wesentlich geringeres Schlaggeräusch beim Lüften,aber vor allem auch beim Einfallen der Bremse auftritt, als das bei Bremsen mit nur einem Ankerteil der Fall ist. Der Vorteil der Erfindung besteht aber auch darin, daß die Herstellung der neuen Bremse verhältnismäßig einfach ist, weil kein gesonderter Zusammenbau der Ankerscheibe vor einer Montage notwendig ist. Es hat sich weiter als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens zwei der Ankerscheiben in ihrer axial gemessenen Stärke unterschiedlich sind und dann angrenzend am Magnetkörper stets eine der Ankerscheiben mit geringerer Stärke vorgesehen ist.
Die dadurch bedingte Unterteilung der Masse der einzelnen Massivankerscheiben wirkt sich positiv auf das angestrebte Ziel einer Geräuschdämmung beim Schaltvorgang aus. Zweckmäßig ist es, wenn drei Ankerscheiben vorgesehen sind, bei denen sich das Verhältnis der Masse vom Magnetkörper aus gezählt entweder wie 1 : 3 : 1 oder wie 1 : 1 : 3 verhält; die dem Magnetkörper zugewandte Ankerscheibe muß jedoch immer eine der Scheiben mit geringerer Masse sei Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Reibbremse bringt auch den Vorteil mit sich, daß wegen der massiven Ausführung der Ankerscheiben diese aus geräuschdämpfenden Werkstoffen, wie insbesondere aus Grauguß o.dgl., hergestellt werden können.
Die unabhängigen Ankerscheiben lassen sich auf sehr einfache Weise am Umfang radial und über eine formschlüssige Verbindung drehfest im Gehäuse des Magnetkörpers führen. Als formschlüssige Verbin-dung kann dabei in einfacher Weise eine Aussparung an den Ankerscheiben und ein in diese angepaßter Vorsprung am Magnetkörpergehäuse vorgesehen sein.
Bei der neuen Bremse kann in an sich bekannter Weise zwischen den Ankerscheiben und dem Bremsflansch eine axial verschiebbare Bremsscheibe mit einem beidseitig angeordneten Reibbelag vorgesehen sein, die auf einer Verzahnung der zu bremsenden Welle sitzt.
Diese Bauform weist den Vorteil auf, daß die Ankerscheiben selbst nicht mit Reibbelägen versehen werden müssen. Besonders vorteilhaft ist es bei der erfindungsgemäßen Ausführung, wenn der Bremsflansch Teil eines auf das Gehäuse des Magnetkörpers aufgeschraubten Deckels ist, der in seiner Lage durch Arretierschrauben sicherbar ist. Diese Ausführungsform erlaubt es insbesondere, wenn als Aufschraubgewinde ein entsprechendes Feingewinde o dgl. gewählt wird, daß der Luftspalt zwischen Ankerscheiben und Magnetkörper sehr feinfühlig, aber einfach, eingestellt werden kann; Öffnungen am Umfang des Magnetkörpergehäuses und des Deckels lassen eine einwandfreie Messung des Luftspaltes zu. Dieser Deckel kann ringförmig ausgebildet sein. Seine zentrale öffnung wird dann zweckmäßig durch eine Scheibe aus geräuschdämmendem Material abgedeckt, so daß auch hier noch Maßnahmen zur Geräuschdämmung vorgesehen sein können.
Schließlich ist es auch vorteilhaft, mindestens die an dem Magnetkörper angrenzende Ankerscheibe mit Bohrungen zum Durchführen von Anschlagbolzen zu versehen, die am Gehäuse des Magnetkörpers angebracht sind, wobei eine der folgenden Ankerscheiben,vorzugsweise die mit größerer axialer Stärke, mit fluchtend zu den Bohrungen angeordneten Sacklöchern mit eingelegten Gummipuffern versehen werden.
Durch diese Ausgestaltung kann eine zusätzliche Geräuschdämpung beim Lüften erreicht werden, die auch noch dadurch verbessert werden kann, daß die Anschlagbolzen von Tellerfedern umgeben sind, die zwischen dem Magnetkörper und der ersten Ankerscheibe liegen und somit einen harten Aufprall verhindern. Um zu vermeiden, daß durch die Anordnung der Tellerfedern ein Rest-luftspalt zwischen Magnetkörper und Ankerscheibe verbleibt, ist vorgesehen, die Tellerfedern in kreisförmigen Vertiefungen am Fuß der Anschlagbolzen aufzunehmen, deren Tiefe der Stärke der Tellerfedern entspricht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung hervor, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Reibbremse, die durch Federkraft betätigt und elektromagnetisch gelüftet wird, wobei der gezeigte Längsschnitt entlang der Linie I-I der Fig. 2 gelegt ist, Fig. 2 die Stirnansicht der Bremse der Fig. 1 bei abgenommenem Deckel und fehlender Bremsscheibe und Fig. 3 die schematische Darstellung der Anordnung eines Anschlagbolzens zur Verminderung des Aufpralles der Ankerscheibe auf den Magnetkörper beim Lüftvorgang.
In den Fig. 1 und 2 ist in einem hülsenförmigen Magnetkörpergehäuse 1 ein ringförmiger Magnetkörper 2 eingesetzt, der zum einen mehrere Bohrungen 3 für Befestigungsschrauben 4 und für Paßstifte 5 zum Anordnen des Magnetkörpergehäuses 1 an einem nicht dargestellten ortsfesten Teil besitzt. Der Magnetkörper 2 ist mit einer ringförmigen Spule 6 versehen, die über den aus Fig. 2 ersichtlichen Anschlußteil 7 für Elektrokabel mit dem für den Lüftvorgang der Bremse notwendigen Strom versorgbar ist.
Die Köpfe der Befestigungsschrauben 4 liegen an dem Boden von Sackbohrungen 8 auf, in denen Druckfedern 9 angeordnet sind.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, sind 12 Druckfedern 9 im Magnetkörper 2 vorgesehen In dem Magnetkörpergehäuse 1 sind jeweils mit ihrem Umfang drei massive Ankerscheiben 10, 11 und 12 geführt, die verschiedener Stärke a, b und c und im Ausführungsbeispi-el ringförmig mit verschiedenen Innendurchmessern ausgebildet sind. Diese Ankerscheiben 10, 11 und 12 sind vollkommen unabhängig voneinander und können sich jeweils frei axial verschieben, abhängig von der Größe des eingestellten Luftspaltes 13 zwischen dem Magnetkörper 2 und der ersten der Ankerscheiben 10. Jede der Ankerscheiben 10, 11 und 12 weist am Umfang diametral gegenüberliegende Aussparungen 14 auf - siehe Fig. 2 -, in die ein entsprechender Vorsprung 15, im Ausführungsbeispiel ein Paßkeil, hereinragt, der in einer Nut 16 am Magnetkörpergehäuse 1 gehalten ist. Die drei Ankerscheiben 10, 11 und 12 sind dadurch drehfest mit dem Magnetkörpergehäuse 1 verbunden, jedoch axial und voneinander unabhängig frei beweglich.
Angrenzend an die in Achsrichtung hintereinander angeordneten Ankerscheiben 10, 11 und 12 ist eine Bremsscheibe 17 mit Bremsbelägen 18 und 19 vorgesehen, die mit einer Innenverzahnung auf einer Außenverzahnung 20 einer Nabe 21 axial verschiebbar geführt ist, welche über eine Nut 22 und einen nicht dargestellten Paßkeil mit der gestrichelt angedeuteten, zu bremsenden Welle 23 verbindbar ist. Auf der vom Magnetkörper 2 abgewandten Seite wird das Magnetkörpergehäuse 1 durch einen Deckel 24 abgeschlossen, der ringförmig ausgebildet ist und dessen zentale öffnung durch eine Scheibe 25 aus geräuschdämmendem Material abgedeckt ist. Der Deckel 24 ist auf ein Gewinde 26, vorzugsweise ein Feingewinde, des hülsenförmigen Magnetkörpergehäuses 1 aufgeschraubt; seine Lage wird durch Arretierschrauben 27 gesichert. Die Größe des Luftspaltes 13 läßt sich durch den aufschraubbaren Deckel 24 in sehr einfacher Weise und sehr genau einstellen. Die Größe des Luftspaltes 13 kann nach der Montage gemessen werden, dadurch, daß Verschlußschrauben 28 gelöst werden, die über eine Radialbohrung 29 die Sicht auf den Luftspalt 13 freigeben.
Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, den Aufprall der Ankerscheiben 10, 11 und 12 bei Erregung der Magnetspule 6 zusätzlich zu dämpfen.
Zu diesem Zweck sind in den Magnetkörper 2 Anschlagbolzen 30 eingesetzt, die an ihrem Fuß mit Tellerfedern 31 umgeben sind. Die freie Stirnfläche der Anschlagbolzen 30 legt sich an einen Gummipuffer 32 an, der in einer Sackbohrung 33 in der mittleren der Ankerscheiben 11 vorgesehen ist. Die Ankerscheibe 10 ist mit einer Bohrung 34 versehen, durch die der Anschlagbolzen 30 hindurchragt.
Natürlich können mehrere, beispielsweise drei oder fünf,auf dem Umfang verteilte Anschlagbolzen 30 vorgesehen sein. Sie helfen mit, das Aufschlaggeräusch bei Erregung der Magnetspule 6, das durch das Auftreffen der Anker-scheiben 10, 11 und 12 auf dem Magnetkörper 2 erzeugt wird, zu dämpfen.
Aus den Fig. 1 und 3 geht hervor, daß die Ankerscheiben 10, 11 und 12 eine verschiedene Stärke a, b und schaben. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Masse der Scheiben 10, 11 und 12 jeweils im Verhältnis 1 : 3 : 1 auszubilden; hiermit wurden die besten geräuschdämpfenden Erfolge erzielt. Eine analoge Ausführung läßt sic natürlich auch bei Kupplungen verwirklichen.
In der in Fig. 1 dargestellten Lage ist die Bremse betätigt. Die Druckfedern 9 drücken die drei Ankerscheiben 10, 11 und 12 gegen die Bremsscheibe 17, die wiederum mit ihrem Bremsbelag 19 an dem Bremsflansch 24a des Deckels 24 anliegt. Uber die drehfeste Verbindung der Bremsscheibe 17 mit der Nabe 21 und die drehfeste Anordnung der Welle 23 wird in der dargestellten Lage daher die Welle 23 gebremst. Wird die Spule 6 erregt, so werden die drei unabhängigen Ankerscheiben 10, 11 und 12 gegen die Wirkung der Druckfedern 9 nach links gezogen, bis sie am Magnetkörper 2 anliegen. Dadurch wird die Bremsegelüftet; die Welle 23 kann sich frei drehen. Wird die Stromzufuhr unterbunden, dann drücken die Druckfedern 9 die Ankerscheiben 10, 11, 12 nach rechts gegen den Bremsflansch 24a. Dieser Schaltvorgang ist bei Bremsen der üblichen Bauart mit einer Ankerscheibe, bedingt durch den Aufprall der Ankerscheibe auf den Bremsbelag und auf den Bremsflansch, mit erheblichen Schaltgeräuschen verbunden. Die erfindungsgemäße Ausführung läßt eine erhebliche Dämpfung dieses Schaltgeräusches zu. Messungen haben gezeigt, daß eine Verminderung des Schaltgeräusches von ca. 100 dB auf ca. 45 dB erreicht werden konnte.
Dies kann noch verbessert werden, wenn der Abbau des Magnetfeldes in der Spule 6 etwas verzögert erfolgt, was durch Parallelschaltung einer Diode zur Spule 6 in an sich bekannter Weise erreicht werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung führt dieser verzögerte Abfall des Magnetfeldes offenbar dazu, daß die einzelnen und unabhängigen Ankerscheiben 10, 11, 12 nicht gemeinsam und schlagartig gegen die Bremsscheibe und gegen den Bremsflansch geschlagen werden. Die der Spule 6 am nächsten liegende Ankerscheibe 10 neigt zumindest dazu, mit ihrem Außenumfang noch etwas am Magnetkörper 2 "anzukleben", sich unter der Federkraft aber in der Art einer Tellerfeder in ihrem inneren Bereich durchzubiegen, so daß die Ankerscheiben quasi nacheinander auf den Bremsbelag auftreffen. Das Schaltgeräusch beim Einfallen der Bremse ist dadurch wesentlich niedriger.
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Claims

Ansprüche 1. Federdruckbetätigte und elektromagnetisch lüftbare Reibbremse, bestehend aus einem ringförmigen Elektromagnetkörper und aus einem axial gegenüber diesem verschiebbaren ringförmigen Ankerteil, der durch Federdruck gegen axial an ihn angrenzende Reibkörper und einen Bremsflansch gedrückt ist und bei Erregung des Elektromagnetkörpers gegen die Federwirkung verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerteil aus mehreren, voneinander unabhängigen und in Achsrichtung hintereinander angeordneten massiven Ankerscheiben (10, 11, 12) aus magnetischem Material besteht.
Reibbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Ankerscheiben (10, 11, 12) in ihrer axial gemessenen Stärke (a, b, c) unterschiedlich sind und daß angrenzend am Magnetkörper (2) stets eine der Ankerscheiben(10) mit geringerer Stärke vorgesehen ist.
Reibbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Ankerscheiben (10, 11, 12) vorgesehen sind.
Reibbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verhältnis der Maße der drei Ankerscheiben (10, 11, 12) - vom Magnetkörper (2) aus gezählt - wie 1 : 3 : 1 verhält.
5. Reibbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß sich das Verhältnis der Maße der drei Ankerscheiben (10, 11, 12)-vom Magnetkörper (2) aus gezählt - wie 1 : 1 : 3 verhält.
6. Reibbremse nach Ansp-ruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheiben (10, 11, 12) aus Grauguß o.dgl. bestehen.
7. Reibbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ankerscheiben (10, 11, 12) am Umfang radial und über eine formschlüssige Verbindung (14, 15, 16) drehfest im Gehäuse (1) des Magnetkörpers geführt sind.
8. Reibbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als formschlüssige Verbindung eine Aussparung (14) an den Ankerscheiben (10, 11, 12) und ein in diese passender Vorsprung (15) am Magnetkörpergehäuse (1) vorgesehen sind.
9. Reibbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ankerscheiben (10, 11, 12) und dem Bremsflansch (24a) eine axial verschiebbare Bremsscheibe (17) mit einem beidseitig angeordneten Reibbelag (18, 19) vorgesehen ist.
10. Reibbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (17) auf einer Verzahnung (20) einer Nabe (21) sitzt.
11. Reibbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsflansch (24a) Teil eines auf das Gehäuse (1) des Magnetkörpers (2) aufgeschraubten Deckels (24) ist, der in seiner Lage durch Arretierschrauben (27) sicherbar ist.
12. Reibbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (24) ringförmig ausgebildet ist und daß seine zentrale Öffnung durch eine Scheibe (25) aus geräuschdämmendem Material abgedeckt ist.
13. Reibbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die an dem Magnetkörper (2) angrenzende Ankerscheibe (10) mit Bohrungen (34) zum Durchführen von Anschlagbolzen (30) versehen ist, die am Magnetkörper (2) angebracht sind und daß eine der folgenden Ankerscheiben (11), vorzugsweise die mit größerer axialer Stärke, mit fluchtend zu den Bohrungen (34) angeordneten Sacklöchern (33) mit eingelegten Gummipuffern (32) versehen ist.
14. Reibbremse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbolzen (30) von Tellerfedern (31) umgeben sind, die zwischen dem Magnetkörper (2) und der ersten Ankerscheibe (10) liegen.
15. Reibbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern (31) in kreisförmigen Vertiefungen am Fuß der Anschlagbolzen (30) aufgenommen sind, deren Tiefe der Stärke der Tellerfedern entspricht.
16. Reibbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Elektromagnetkörper (Spule 6) eine Diode in den Stromkreis geschaltet ist.