DE3608586C2

DE3608586C2 -

Info

Publication number: DE3608586C2
Application number: DE19863608586
Authority: DE
Inventors: Heinz 4750 Unna De Bischof
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1989-03-02
Also published as: DE3608586A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Federdruckbremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Federdruckbremsen dieser Art sind bekannt (DE-AS 10 69 271). Bei diesen bekannten Bauarten ist radial im Spulenkörper ein drehbarer Betätigungs hebel gehalten, der an seinem inneren Ende mit einem Exzenter in eine entsprechende Ausnehmung einer Nabe eingreift, die fest mit der Ankerscheibe verbunden ist und, da der Exzenter im nicht betätigten Zustand genügend Axialspiel zur Verfügung stellt, aus ihrer durch die Kraft einer Druckfeder bewirkten Bremslage, in der sie mit einem Bremsbelag fest an eine mit einer Welle in Verbindung stehende Bremsscheibe angedrückt ist, in die gelüftete Stellung bewegbar ist, wenn die im Spulen körper angeordnete elektromagnetische Spule strombeaufschlagt wird. Die Ankerscheibe läßt sich aber auch durch Verdrehen des Betätigungshebels und des Exzenters von Hand in diese Lüft stellung bewegen. Nachteilig ist, daß hier eine Wiederinbe triebnahme der Federdruckbremse nach erfolgter Handlüftung erst wieder durch eine manuelle Tätigkeit möglich ist. Dieser Rück stellvorgang erfordert Zeit und wird mitunter auch vom Bedie nungspersonal vergessen, so daß beim gewünschten Wiederein schalten die Funktionsfähigkeit der Bremse nicht gegeben ist.

Das gilt auch für andere bekannte Bauarten (AT-PS 2 32 594), bei denen die Handlüftung nicht über eine Nabe, sondern über axial verlaufende Zugbolzen bewirkt wird, die unmittelbar an der Ankerscheibe angreifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromag netische Federdruckbremse so auszugestalten, daß eine Hand lüftung zum Beispiel bei Stromausfall möglich ist, daß jedoch ein manuelles Rückstellen der Handlüftungseinrichtung bei wieder erfolgender Strombeaufschlagung der Spule nicht nötig ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen. Die elektromagnetische Federdruckbremse nach der Erfindung weist daher den Vorteil auf, daß eine Hand lüftung in einfacher Weise durch ein Verschwenken des Verstell ringes eintritt, daß diese Lüftungsstellung durch die Rast einrichtung aufrechterhalten bleibt, solange die Spule nicht wieder strombeaufschlagt ist, daß aber in dem Moment, wo die Spule erregt und die Ankerscheibe gegen den Spulenkörper ge zogen wird, die Rasteinrichtung wirkungslos gemacht wird und dadurch Verstellring und Nabe aufgrund der vorgesehenen Rück stellmöglichkeit wieder ihre ursprüngliche Ausgangslage ein nehmen, ohne daß ein weiterer manueller Eingriff erforderlich ist. Die Formgebung der Rastverzahnung gestattet außerdem die manuelle Rückstellung der Handlüftung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet, wobei die Merkmale der Ansprüche 3 bis 5 eine besonders einfache Bauform kennzeichnen, die zu verlässig arbeitet. Auch die weiteren Unteransprüche umreißen konstruktiv einfache Ausführungsformen, die insbesondere ein Gelenkspiel über die Rückstellung der Rasteinrichtung vermeiden und dadurch auch eine stets gleichbleibende Wirkungsweise garantieren.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungs beispieles dargestellt und in der folgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine neue elektromagnetische Federdruckkupplung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Ansicht der Federdruckkupplung in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht der Federdruckkupplung der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III,

Fig. 3a eine vergrößerte Detaildarstellung der Rastver zahnung in Fig. 3, die eine Möglichkeit zur zu sätzlichen manuellen Aufhebung der Handlüftung gibt,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der wichtigsten Teile der erfindungsgemäßen Kupplung im Betrieb in der Stellung "Bremsen",

Fig. 5 die schematische Anordnung gemäß Fig. 4 jedoch in der Stellung "Handgelüftet" und

Fig. 6 schließlich die Kupplung der Fig. 4 in der Stellung "Elektromagnetisch gelüftet".

In den Fig. 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße elektromagne tische Federdruckbremse gezeigt, bei der auf einer Nabe (1) axial beweglich eine Ankerscheibe (2) gehalten ist, die durch mehrere Schraubendruckfedern (3) gegen eine Bremsscheibe (4) mit Bremsbelägen (5) und mit dieser zusammen gegen einen Bremsflansch (6) gedrückt wird, der ortsfest, beispielsweise an dem Gehäuse eines Antriebsmotores angeflanscht wird. Die Brems scheibe (4) sitzt axial beweglich mit einer nicht näher gezeigten Innenverzahnung auf einer Verzahnung (30) einer Nabe (31).

Die Schraubendruckfedern (3) sind gleichmäßig auf dem Umfang eines Spulengehäuses (7) verteilt, der eine Elektromagnetspule (8) aufnimmt, die bei Strombeaufschlagung die Ankerscheibe (2) an das Spulengehäuse (7) anzieht. Auf der von der Ankerscheibe (2) abgewandten Seite des Spulengehäuses (7) ist ein Verstell ring (9) vorgesehen, der gegenüber dem Spulengehäuse (7) ver drehbar ist und mit einem Trapezgewinde (10) auf einem eben solchen Gewinde der Nabe (7) sitzt. Anstelle eines Trapezgewin des könnte auch jede andere Gewindeform, z.B. ein Sägengewinde vorgesehen sein. Ausschlaggebend ist das Verhältnis Steigung/ Verdrehwinkel α der Handlüftung, der später noch erläutert wird. Zwischen der Nabe (1) und dem Verstellring (9) ist eine Spiralfeder (11) vorgesehen, die mit einem Ende (11 a) formschlüssig in einem Ansatz (9 a) des Verstellringes gehalten ist und mit ihrem anderen Ende (11 b) formschlüssig in eine Sackbohrung (33) in der Nabe (1) eingreift.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, läßt sich der Verstellring (9) durch einen nach außen abragenden Betätigungsgriff (19) gegen über der drehfest mit dem Spulengehäuse (7) über einen Paßkeil (39) verbundenen Nabe (1) verschwenken. Der Verschwenkweg ist dabei auf einen Verschwenkwinkel (α, Fig. 2) begrenzt, der durch die Anordnung eines Anschlagstiftes (17) im Verstellring (9) bestimmt wird, der in eine Ausnehmung (18) im Spulengehäuse (7) eingreift, die nur eine Verschwenkung des Verstellringes (9) gegenüber der Nabe (1) um den Winkel (α) zuläßt. Beim Ver schwenken des Verstellringes (9) gegenüber der Nabe (1) wird die Nabe (1) daher, da der Verstellring (9) mit seiner inneren Stirnseite am Spulengehäuse (7) anliegt, axial nach links bewegt, wodurch, wie anhand der Fig. 4 bis 6 noch im einzelnen erläutert werden wird, eine Handlüftung der in der Fig. 1 in ihrem Bremszustand gezeigten Federdruckbremse möglich wird.

Die zwischen dem Verstellring (9) und der Nabe (1) vorgesehene Spiralfeder (11) wird durch einen axial auf die Nabe (1) aufge setzten Haltestopfen (34) in ihrer Lage gesichert, der mit einem Abschlußkragen (34 a) versehen ist und den Formschluß der Enden (11 a) und (11 b) der Spiralfeder (11) in den jeweils zuge ordneten Teilen sichert. Der Stopfen (34) ist in nicht näher dargestellter Weise mit der Nabe (1) verschraubt. Dieser Stopfen ist der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2 weggelassen.

Auf seiner Innenseite ist der Verstellring (9) mit einem um laufenden Zahnkranz (21) versehen, dessen Zähne, wie insbeson dere aus Fig. 3 und 3a erkennbar ist, mit Flanken (21 a und 21 b) verschiedener Neigung ausgebildet sind. Mit diesem Zahnkranz (21) wirkt ein Rastzahn (20) eines in der Art einer Sperrklinke ausgebildeten Rasthebels (14) zusammen, der radial verlaufend in einer Ausnehmung (36) des Spulengehäuses (7) gelagert ist. Der Rasthebel (14) ist mit einer ihm etwa in Axialrichtung durchsetzenden Bohrung (25) versehen, durch die ein Lagerbolzen (15) greift, der mit dem Spulengehäuse (7) verschraubt ist und der eine, gegebenenfalls selbstsichernd ausgelegte Verstellmutter (16) aufweist, die den Rasthebel (14) in einer bestimmten Lage kippbar an dem Lagerbolzen (15) hält und mit deren Hilfe eine Justierung der Rasthebelstellung möglich ist. Der radial verlaufende Rasthebel (14) weist an seinem radial außenliegenden Hebelarm (14 a) den aus Fig. 3 und 3a ersichtlichen Rastzahn (20) auf, der ebenfalls Flanken (20 a und 20 b) mit verschiedenen Neigungen besitzt, die jeweils jenen der Zähne (21) angepaßt sind. Der Rasthebel (14) besitzt einen radial innerhalb des Lagerbolzens (15) liegenden Hebelarm (14 b), der axial einem verschiebbar im Spulengehäuse (7) ge lagerten Bolzen (13) gegenüberliegt. Der Bolzen (13) weist ein in seinem Durchmesser vergrößertes Ende (13 b) auf, mit dem er unter der Wirkung einer Druckfeder (37), die sich im Spulen gehäuse (7) abstützt, gegen die Ankerscheibe (2) gedrückt wird und an dieser anliegt. Mit seinem anderen Ende (13 a), das einen kleineren Durchmesser aufweist, liegt der Bolzen (13) dem Hebelarm (14) in der in Fig. 1 gezeigten Stellung mit axialem Abstand gegenüber. Auf das Zusammenwirken zwischen Bolzen (13) und Rasthebel (14) wird anhand der Fig. 4 bis 6 noch einge gangen werden. An dieser Stelle ist festzuhalten, daß die Ankerscheibe (2) von den Druckfedern (3) normalerweise gegen die Bremsscheibe (4) und gegen den Bremsflansch (6) gedrückt ist, wobei sie gegenüber einem Sicherungs ring (12), der auf der Nabe (1) sitzt ein gewisses axiales Spiel besitzt, das ausreichend groß bemessen wird, um auch einen Verschleiß der Bremsbeläge (5) bis zu einem gewissen Maß aufzufangen. Festzuhalten ist ferner, daß bei einer Verschwenkbewegung des Verstellringes (9) aus der in der Fig. 1 gezeigten Lage um den Schwenkwinkel (α) die Nabe (1) axial nach links bewegt wird und dabei über den Sicherungsring (12) die Ankerscheibe (2) nach links so weit mitnimmt, daß die Bremsbeläge (5) entlastet sind und der Zustand der Handlüftung erreicht ist.

Dieser, der Fig. 1 entsprechende Betriebszustand der erfindungsgemäßen Federdruckbremse, die natürlich in ähnlicher Weise auch als eine Federdruckkupplung wirken kann, ist in der Fig. 4 in vergrößertem Maßstab und schematisch dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Ankerscheibe (2) gegen die Bremsbeläge (5) gedrückt ist und daher um den Axialspalt (X) von der rechten Stirnseite des Spulengehäuses (7) entfernt ist. In diesem Betriebszustand ist auch der Sicherungsring (12) auf der Nabe (1) um den Abstand (b) axial von dem zugeordneten Teil der Ankerscheibe (2) entfernt. Auch das linke Ende (13 a) des Bolzens (13) liegt in axialem Abstand (a) vor dem zugeordneten Hebelarm (14 b) des Rasthebels (14).

Soll ausgehend von dieser Stellung der Federdruckbremse die Bremse gelüftet werden, und zwar zunächst manuell - weil bei spielsweise der Versorgungsstrom für die Spule (8) ausgefallen ist - so wird, wie vorher angedeutet, mit Hilfe des Handhebels (19) der Verstellring (9) gegenüber der Nabe (1) um den Winkel (α) im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei - da das Trapezgewinde (10) entsprechend ausgelegt ist und eine entsprechende Steigung aufweist - die Nabe (1) aus der in Fig. 1 und 4 dargestellten Lage in die Lage der Fig. 5 gebracht wird, wo ihr Sicherungs ring (12) axial an der Ankerscheibe (2) angreift und diese zumindestens so weit nach links verschiebt, daß die Bremsbeläge (5) entlastet und die Bremse gelüftet ist. Da der Rasthebel (14), wie in Fig. 1 und in Fig. 4 gezeigt, unter der Wirkung der Druckfeder (26) mit seinem Rastzahn (20) ständig gegen den Zahnkranz (21) gedrückt ist, wird der Rastzahn (20) über die dem Winkel (α) zugeordnete Anzahl von Sägezähnen des Zahn kranzes (1) bei der Verschwenkbewegung des Zahnkranzes (21, Fig. 3) entgegengesetzt zur Drehrichtung (38) des Verstell ringes (9) hinweggleiten, eine Rückdrehung des Verstellringes (9) jedoch durch den Eingriff seiner steileren Flanke (20 a) mit den zugeordneten Flanken (21 a) eines der Sägezähne (21) verhindern. Die Handlüftstellung gemäß Fig. 5 ist somit arretiert. In dieser Stellung liegt das linke Ende (13 a) des Bolzens (13) in etwa an dem Hebelarm (14 b) des Rasthebels (14) an, was dadurch erreicht wird, daß die Steigung des Trapezgewindes (10) so ausgelegt wird, daß die Nabe (1) bei der Verschwenkung des Verstellringes (9) auf der Nabe (1) um den Schwenkwinkel (α) den axialen Verstellweg (b+0,1...0,2 mm, s. Fig. 4) zurücklegt. In dieser Stellung liegt der in seiner Länge entsprechend ausgelegte Bolzen (13) mit seinem rechten Ende (13 b) an der Ankerscheibe (2) und mit seinem linken Ende (13 a) in etwa am Hebelarm (14 b) des Rasthebels (14) an, wie das in Fig. 5 gezeigt ist. Der Hebelarm (14 b) hat sich bedingt durch die Nabenbewegung und durch den dadurch ausgelösten Schwenkvorgang zum Zweck des Einrastens, um den Betrag (a) nach rechts bewegt. In dieser Lage ist die Ankerscheibe (2) von der rechten Stirnseite des Spulenkörpers (7) noch um den Axialspalt (c) entfernt, der kleiner als die ursprüngliche Spaltbreite (x) ist.

Wird ausgehend von dem in der Fig. 5 dargestellten Zustand die Spule (8) erregt, so wird die Ankerscheibe (2) gegen das Spulengehäuse (7) gezogen, bis sie dicht an diesem anliegt. Die Ankerscheibe (2) wird daher gegenüber der Stellung (5) um den axialen Weg (c) nach links bewegt, der ausreicht, um den Rast hebel (14) aus seiner Raststellung gemäß Fig. 5 wieder in die ausgerastete Lage gemäß Fig. 1 und 4 zu bringen. Die Axial bewegung der Ankerscheibe (2), die durch die Strombeaufschla gung der Spule (8) ausgelöst wird, überträgt sich nämlich auf den Bolzen (13), dessen linkes Ende (13 a) den am Lagerbolzen (15) kippbar angeordneten Rasthebel (14) im Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß der Zahn (20) aus dem Zahnkranz (21) ausrastet. Diese dann erreichte Stellung ist in Fig. 6 gezeigt.

Sobald die Rastverzahnung wirkungslos ist, wird durch die Wirkung der Rückstellfeder (11) der Verstellring (9) wiederum gegenüber der Nabe (1) in seine Ausgangslage zurückgedreht, wodurch auch die Nabe (1) wieder ihre Ausgangslage nach Fig. 1 und 4 einnimmt, in der sie wieder ein axiales Zurückdrücken der Ankerscheibe gegen die Bremsbeläge (5) und gegen den Brems flansch (6) erlaubt, wenn die Stromzufuhr zur Spule (8) abge schaltet wird.

Die neue Federdruckbremse erlaubt daher neben ihrer elektro magnetischen Lüftung auch eine Handlüftung, macht es aber nicht unbedingt erforderlich, daß diese Handlüftung vor der Wiederin betriebnahme manuell rückgängig gemacht wird. Aufgrund der Formgebung der Zahnflanken der Zähne (20) bzw. (21) ist aber auch eine manuelle Rückstellung der Handlüftung möglich, was durch Verschwenken des Verstellringes (9) mit dem Handhebel (19) im Gegenuhrzeigersinn erfolgen kann.

Claims

1. Elektromagnetische Federdruckbremse mit einer feder belastet gegen einen Bremsflansch gedrückten und zur Lüftung entgegen der Federwirkung bei Strombeaufschlagung einer Spule an einen Spulenkörper angezogenen Ankerscheibe, die axial be weglich auf einer Nabe sitzt und mit dieser über eine zusätz liche Handlüftung von dem Bremsflansch wegbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (1) mit einem Verstellgewinde (10) o. dgl. versehen ist, in dem verdrehbar ein Verstellring (9) geführt ist, der mit der Nabe (1) über eine spiralförmige Rück stellfeder (11) verbunden und mit einem Rastzahnkranz (21) ver sehen ist, in den eine Rasteinrichtung (14) eingreift, daß der Verstellring (9) zur Handlüftung von außen verschwenkbar ist und daß ein axial beweglicher Bolzen (13) vorgesehen ist, der mit seinem ersten Ende (13 b) federbelastet an der Ankerscheibe (2) anliegt und mit seinem zweiten Ende (13 a) die Rasteinrich tung (14) aus ihrer Sperrstellung löst, wenn die Ankerscheibe am Spulenkörper (7) anliegt.

2. Elektromagnetische Federdruckbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Verstellgewindes (10) und der für Handlüftung vorgesehene Schwenkwinkel (α) des Verstellringes (9) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Nabe (1) einen axialen Weg (b) zurücklegt, wodurch der Spalt (x) zwischen Ankerscheibe (2) und Spulenkörper (7) verkleinert wird, die Ankerscheibe (2) jedoch noch nicht am Spulenkörper (7) anliegt.

3. Elektromagnetische Federdruckbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung ein schwenkbar am Spulenkörper (7) gelagerter zweiarmiger Rasthebel (14) ist, dessen einer Hebelarm (14 a) mit Rastzähnen (20) in den Rastzahnkranz (21) eingreift und dessen zweiter Hebelarm (14 b) mit dem zweiten Ende (13 a) des Bolzens (13) in Wirkverbindung kommt.

4. Elektromagnetische Federdruckbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (13 a) des Bolzens (13) frei vor dem Rasthebel (14) endet und daß die Länge des Bolzens (13) so an die axial von der Ankerscheibe (2) zurück gelegten Wege (a, b, c) angepaßt ist, daß das zweite Ende (13 a) des Bolzens (13) am zweiten Hebelarm (14 b) etwa zur Anlage kommt, wenn die Nabe (1) um den Handlüftweg (b) bewegt wurde.

5. Elektromagnetische Federdruckbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthebel (14) so ausgelegt und angeordnet ist, daß der von der Ankerscheibe (2) zwischen ihrer bei Handlüftung eingenommener Lage und ihrer Lage beim Anliegen am Spulenkörper (7) und der dann vom Bolzen (13) zurückgelegte axiale Weg zum Ausrasten der Rastverzahnung (20, 21) ausreicht.

6. Elektromagnetische Federdruckbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthebel (14) radial verläuft und daß der Bolzen (13) im Spulenkörper (7) gelagert ist und auf das innere Ende des Rasthebels (14) wirkt.

7. Elektromagnetische Federdruckbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthebel (14) mit einer Boh rung (25) versehen ist und mit dieser um einen axial in den Spulenkörper (7) geschraubten Lagerbolzen (15) kippbar gehalten ist.

8. Elektromagnetische Federdruckbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (15) mit einer den Rasthebel (14) haltenden Verstellmutter (16) versehen ist.

9. Elektromagnetische Federdruckbremse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radial außerhalb des Lagerbolzens (15) liegende Teil (14 a) des Rast hebels (14) die Rastverzahnung (20) aufweist und von einer am Spulenkörper (7) abgestützten Druckfeder (26) beaufschlagt ist.

10. Elektromagnetische Federdruckbremse nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Ankerscheibe (2) anliegende Bolzen (13) im Bereich des radial innerhalb des Lagerbolzens (15) verlaufenden Teiles des Rast hebels (14) angeordnet ist.

11. Elektromagnetische Federdruckbremse nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung (14) Rastzähne (20) mit Flanken (20 a, 20 b) mit verschiedener Stei gung aufweist, die bei Verdrehungen des Verstellringes (9) je weils an den zugeordneten Flanken (21 a, 21 b) der Zähne des Rastzahnkranzes (21) gleiten.