DE3434116A1

DE3434116A1 - Elektromagnetische bremse

Info

Publication number: DE3434116A1
Application number: DE19843434116
Authority: DE
Inventors: Lothar 7080 Aalen Rübl; Horst Dipl.-Ing. Schneider (FH), 7923 Königsbronn
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE3434116C2

Description

Elektromagnetische Bremse
Koordinaten-Meßmaschinen sind häufig mit elektromagnetischen Bremsen ausgerüstet, mit denen die verfahrbaren Teile der Maschine sofort nach dem Antastvorgang schnell stiligeseszt oder einzelne Achsen für längere Zeit geklemmt werden können.
Die bisher für diesen Zweck verwendeten Bremsen sind nach dem Arbeitsstromprinzip aufgebaut, d.h. sie ziehen nur solange an, solange der Elektromagnet in der Bremse erregt ist. Da somit während der gesamten Bremsdauer ein Strom fließt, fährt die dabei auftretende Verlustleistung zu einer Erwärmung des Systems. Dadurch entstehen aber lokale Wärmequellen, die insbesondere bei Meßmaschinen unerwünscht sind, da sie die Meßgenauigkeit infolge undefinierter thermischer Ausdehnung verringern.
Weiterhin sind sogenannte Permanentmagnetbremsen- und kupplungen bekannt, die während der Bremsdauer stromlos sind. Diese Bremsen werden von einem Elektromagneten betätigt, der solange erregt ist, solange die Bremse bzw. Kupplung getrennt ist. Auch diese Bremsen setzen daher eine relativ große, störende Wärmemenge, hier allerdings im unbetätigten Zustand frei.
Es ist die Aufyabe der vorliegenden Erfindung, bei einer elektromagnetischen betätigten Bremse, insbesondere für Meßmaschinen, die für den Betrieb nötige Leistungsaufnahme stark zu verringern.
Erfindungsgemäß wird das durch eine Ausbildung gemäß den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß die Feder, der Elektromagnet und der Permanentmagnet so dimensioniert sind, daß die Federkraft bei getrennter Reibfläche größer ist als die Anzugskraft des Permanentmagneten und die Kraft des Elektromagneten größer als die Differenz der gegeneinander gerichteten Kräfte von Feder und Permanentmagnet ist.
Die so aufgebaute Bremse muß lediglich während der kurzen Dauer des Vorgangs des Anziehungs bzw. Trennens erregt sein und ist sowohl im angezogenen als auch im getrennten Ruhezustand völlig stromlos. Daher fällt nur beim Schaltvorgang selbst Verlustleistung an, und die Wärmeab gabe ist über einen größeren Zeitraum gemittelt äußerst gering.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform bilden der Elektromagnet und der Permanentmagnet der Bremse eine Baueinheit, die selbst beweglich gelagert ist und die Reibfläche trägt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur der beigefügten Zeichnuny.
Dort ist mit 2 das topförmige Gehäuse bezeichnet, das die aktiven Elemente der erfindungsgemäßen Br-;nse aufnimmt und an einem hier nicht dargestellten, beweglichen Schlitten einer Meßmaschine befestigt ist.
Das Gehäuse 2 ist mit seiner Öffnung 8 gegenüber dem feststehenden Maschinenteil 1 angeordnet. Die Öffnung 8 besitzt ein Innengewinde 9, in das ein Ring 3 mit zylindrischer Bohrung eingeschraubt ist. Die Bohrung des Rings 3 dient als Führung für eine zylindrische Baueinheit 7 bestehend aus einem Elektromagneten 10, einem permanentmagnetischen Kern 11 und einer über den Außenumfang des Elektromagneten überstehenden Scheibe 6. Zwischen dem überstehenden Bund der Scheibe 6 und dem Gewindering 3 ist ein Federsystem 4 aus mehreren einzelnen Tellerfedern eingespannt.
Das Federsystem drückt die bewegliche Baueinheit 7 gegen eine zwischen das Gehäuse 1 und die Scheibe 6 gelegte Abstandsscheibe 5. Durch die Abstandsscheibe 5 wird der Luftspalt zwischen der Reibfläche 12 an der Unterseite des Permanentmagneten 11 und der stählernen Gegenfläche am Teil 1 eingestellt. Der Ring 3 dient zur Einstellung der Spannung des Federsystems 4.
Bei vorgegebenem Luftspalt zwischen der Reibfläche 12 und dem Teil 1 sei die Anzugskraft des Permanentmagneten 11 = F1 und die Haltekraft im angezogenen Zustand = F2. Die Kraft F3 der Feder 4 ist dann so eingestellt, daß sie betragsmäßig zwischen F1 und F2 liegt, aber entgegengesetzt gerichtet ist. Zum Anziehen der Bremse wird das Feld des Permanentmagneten 11 kurzzeitig infolge eines impulsförmigen Stromes durch den Elektromagneten 11 von dem gleichgerichteten Feld des Elektromagneten 10 überlagert, dessen Kraft F3 ausreicht, um die Gegenkraft F3 der Feder zu überwinden. Somit schnellt die Baueinheit 7 vor und die Reib- fläche 12 kommt zur Anlage an das Teil 1. Danach wird der Elektromagnet 10 abyeschaltet und der gebremste Zustand bleibt aufgrund der im Vergleich zur Federkraft F3 höheren Haltekraft F2 des Permanentmagneten aufrechterhalten.
Zum Lösen der Bremse wird der Elektromognet 1Q mit umgepolter Stromrichtung erregt. Dabei überlagern sich die Felder der Magnete 10 und 11 gegensinnig, wadurch die Haltekraft unter die Kraft der Feder 4 absinkt und die Bremse trennt.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektromagnetische Bremse, insbesondere für die verfohrenbaren Teile einer ?4eßmascbine, mit einem Dauermagneten, einem umpolbaren Elektromagneten, dessen Feld dem des Dauermagneten überlagerbar ist, und einem gegen die Kraft einer Feder beweglichen, die Reibfläche tragenden Teil, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (4), der Elektromagnet (10) und der Permanentmagnet (11) so dimensioniert sind, daß die Federkraft bei getrennter Reibfläche (12) größer ist als die Anzugskroft des Permanentmagneten (11) und die Kraft (F3) des Elektromagneten (10) größer als die Differenz der gegeneinander gerichteten Kräfte (F1,F4) von Feder (4) und Permanentmagnet (11) ist.
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (10) und der Permanentmagnet (11) eine Baueinheit (7) bilden und diese Baueinheit (7) selbst beweglich gelagert ist und die Reibfläche (12) trägt.