DE3733654A1 - Elektromagnetische scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Scheiben­ bremse mit einem Rahmen, einer vom Rahmen abgestützten, axial beweglichen elektromagnetischen Spule, einer ge­ genüber derselben axial beweglichen, am Rahmen nichtdreh­ bar abgestützten Ankerscheibe, wobei zwischen der elek­ tromagnetischen Spule und der Ankerscheibe Federkraft vorgesehen ist, die bestrebt ist, den Abstand zwischen beiden zu vergrößern, und mit einer Bremsscheibe, gegen wel­ che die Ankerscheibe durch die Federkraft gedrängt wird, wenn die Bremse angelegt wird, und von der die zwischen der Ankerscheibe und der elektromagnetischen Spule in erregtem Zustand wirkende Magnetkraft die Ankerscheibe abzieht. Die Scheibenbremse ist mit einer Steuereinrich­ tung versehen, die es unabhängig vom Verschleiß der Bremsscheibe und der Reibflächen ermöglicht, die Betriebs­ merkmale der Bremse im wesentlichen gleichbleibend zu halten.

Mit zunehmender Abnutzung der Bremsflächen und der Brems­ scheite nimmt bei bestehenden Scheibenbremsen der Luftspalt zwischen der elektromagnetischen Spule und der Anker­ scheibe bei angelegter Stellung der Bremse zu, so daß die Anziehkraft des Magneten geschwächt wird. Dadurch entste­ hen Schwierigkeiten beim Lösen der Bremse und die Feder­ kraft wird schwächer, was zu einem Absinken des Drehmo­ ments der Bremse führt. Außerdem bewirkt ein breiter Luft­ spalt beim Anlegen der Bremse, daß die Ankerscheibe eine höhere als die normale Geschwindigkeit erzielt und damit eine höhere als die normale Kraft auf die Reibflächen ausübt. Dies führt zu einer kräftigen Spitze des Brems­ moments, wodurch die Bremse und die übrige Konstruktion stark beansprucht wird. Außerdem werden die Betriebsmerk­ male der Bremse beeinträchtigt, und der Sicherheitspegel der Bremse leidet unter der hohen Beanspruchung. Schließ­ lich können die Belastungen bei vernachlässigter Wartung außer Kontrolle geraten.

Aus DE-OS 29 01 784 ist eine elektromagnetische Schei­ benbremse bekannt, die mit einer Steuereinrichtung ver­ sehen ist, welche den Luftspalt automatisch verstellt. Diese Steuereinrichtung ist in der Nähe des Außenumfanges des Elektromagneten angeordnet. Diese Konstruktion funk­ tioniert gut bei der Regelung des Luftspaltes zwischen der elektromagnetischen Spule und der Ankerscheibe. Aber mit dieser Konstruktion kann die normale Kraft, die das Bremsmoment erzeugt, nicht konstant gehalten werden. Folglich muß dafür gesorgt werden, daß dem Verschleiß Rechnung getragen wird. Hierzu muß eine entsprechend be­ messene Feder vorgesehen werden, deren Kraft im ganzen gewünschten Steuerbereich innerhalb ausreichend schmaler Grenzen liegt. Das hat zur Folge, daß die Federkraft mei­ stens stark schwankt oder daß großvolumige Federn nötig sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, die umrissenen Nachteile zu vermeiden.

Die Scheibenbremse gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ihre Steuereinrichtung stufenlos und zwischen dem axialen Ende der elektromagnetischen Spule und dem Rahmen angeordnet ist, so daß beim Anlegen der Bremse die normale Kraft, die zwischen den Reibflächen und der Bremsscheibe wirkt, vom Rahmen der elektromagneti­ schen Spule aufgenommen wird, die eine stützende Reak­ tionskraft über die stufenlos wirkende Steuereinrichtung vom Rahmen erhält. Die Steuerung des Nachstellens erfolgt allmählich durch das Auffüllen des zwischen der elektro­ magnetischen Spule und dem Rahmen frei werdenden Spaltes, wenn die Bremse außer Eingriff ist. Die Erfindung ermög­ licht es, die Anziehkraft der elektromagnetischen Spule nahezu gleichbleibend zu halten, und es kommt nicht zu Schwierigkeiten beim Lösen der Bremse. Die das Bremsmo­ ment erzeugende Federkraft wird gleichfalls nahezu kon­ stant gehalten, so daß die Bremse keinerlei Stößen unter­ liegt und auch nicht die sogenannten Bremsmomentspitzen auftreten.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Steuereinrichtung Ku­ geln aufweist, die zwischen dem Rahmen und der elektro­ magnetischen Spule angeordnet sind und sich längs sanft ansteigender Spurnuten bzw. Rampen bewegen, wenn die Ku­ geln oder die elektromagnetische Spule in Umdrehung ver­ setzt werden. Angesichts ihrer einfachen Konstruktion ist eine Steuereinrichtung dieser Art nicht nur vorteil­ haft sondern auch zuverlässig im Betrieb.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung zeichnet sich dadurch aus, daß die Steuereinrichtung einen Keil aufweist, der zwischen dem Rahmen und der elektromagnetischen Spule eingesetzt ist und unter seinem eigenen Gewicht absinkt, wodurch er den Luftspalt verstellt.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung zeichnet sich dadurch aus, daß die Steuereinrichtung aus entgegengesetzten Wendelflächen zwischen dem Rahmen und der elektromagnetischen Spule besteht.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungs­ beispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine elektromagnetische Scheibenbremse gemäß der Erfindung in Betriebsstellung;

Fig. 2 die Scheibenbremse gemäß Fig. 1 in gelöster Stel­ lung, d. h. in einer Stellung, bei der der Elektro­ magnet erregt ist;

Fig. 3 eine Ansicht derjenigen Seite der elektromagneti­ schen Spule, die der Steuereinrichtung zugewandt ist;

Fig. 4 eine Ansicht des Rampenbauteils der Steuereinrich­ tung gemäß den Fig. 1 bis 3;

Fig. 5 eine Ansicht einer Steuereinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine Wendelfläche einer Steuereinrichtung mit schraubenlinienförmigen Oberflächen.

Zu der elektromagnetischen Scheibenbremse gehört ein Rah­ men 1, eine von dem Rahmen getragene, axial bewegliche elektromagnetische Spule 2, eine über Federn mit der elek­ tromagnetischen Spule verbundene Ankerscheibe 3, die durch Federkraft, wenn der Magnet nicht erregt ist, in der in Fig. 1 gezeigten Weise gegeneine Bremsscheibe 4 ge­ drängt wird. Die Bremsscheibe 4 wird ihrerseits gegen eine Reibscheibe 6 gedrängt, die an der anderen Seite der Brems­ scheite Rahmen verspannt ist. Wenn der Magnet sich in erregtem Zustand befindet, d. h. wenn die Bremse gelöst ist, wie in Fig. 2 gezeigt, zieht die elektromagnetische Spule 2 die Ankerscheibe 3 an, wodurch die Bremsscheibe 4 aus ihrer Einklemmung zwischen der Ankerscheibe 3 und der Reibscheibe 6 gelöst wird. Die Ankerscheibe 3 ist am Rah­ men 1 so befestigt, daß sie sich nicht drehen kann, damit die Bremsscheibe 4 kein auf die elektromagnetische Spule 2 einwirkendes Drehmoment erzeugen kann. Diese Art der Ver­ ankerung ist bekannt und deshalb in den vereinfachten Zeichnungen nicht dargestellt.

Zwischen der elektromagnetischen Spule 2 und dem Rahmen 1 ist eine stufenlose Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Bewegung in axialer Richtung der elektromagnetischen Spule selbsttätig steuert. Die Steuereinrichtung bewegt die aus der elektromagnetischen Spule 2 und der Anker­ scheibe 3 bestehende Einheit näher an die Bremsscheibe 4, wenn die Reibflächen zwischen der Ankerscheibe und der Bremsscheibe sich abnutzen. Die ursprüngliche Lage der elek­ tromagnetischen Spule 2 an der Seite zur Steuereinrichtung hin ist in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt. Eine Nach­ stellung erfolgt bei erregtem Magneten, wenn sich der Ab­ stand zwischen der elektromagnetischen Spule und dem Rah­ men vergrößert hat. Die hauptsächliche auf die Reibflä­ chen zwischen der Bremsscheibe und der Ankerscheibe 3 wir­ kende, normale Kraft kommt vom Rahmen der elektromagneti­ schen Spule 2 auf die Ankerscheibe. Bei angelegter Bremse, d. h. wenn der Magnet nicht erregt ist, wird die Steuer­ einrichtung hauptsächlich durch die normale Kraft der Reibfläche belastet, und das beim Bremsen entstehende Drehmoment hat keine Auswirkung auf die Steuerung.

Gemäß Fig. 1 bis 4 weist die Steuereinrichtung Kugeln 7 auf, die zwischen dem Rahmen 1 und der elektromagneti­ schen Spule 2 angeordnet sind und beim Drehen der elek­ tromagnetischen Spule längs sanft geneigter Rampen 8 wan­ dern. Auf die Kugeln 7 wird beispielsweise mittels einer Feder eine Drehkraft ausgeübt, die die Kugeln 7 immer dann dreht, wenn sich die Scheibenbremse in gelöster Stellung befindet, so daß die Kugeln 7 auf den Rampen 8 hinaufwandern.

Die in Fig. 5 gezeigte Steuereinrichtung weist einen Keil 5 auf, der zwischen dem Rahmen 1 und der elektromagneti­ schen Spule 2 angeordnet ist und unter seinem eigenen Ge­ wicht absinkt und dadurch den Luftspalt verstellt. Bei einer Ausführungsform dieser Art müssen zusätzlich in den Zeichnungen nicht dargestellte Federn zum Lösen zwischen der Ankerscheibe 3 und der Bremsscheibe vorgesehen oder für eine zwangsläufige Handhabung der Reibungen gesorgt sein. Die axiale Komponente F 1 der Steuerkraft darf die Rei­ bungskraft F 2 nicht übersteigen, denn in dem Fall würde sowohl die elektromagnetische Spule 2 als auch die Anker­ scheibe 3 in Berührung mit der Bremsscheibe 4 gedrängt.

Fig. 6 zeigt eine Wendelfläche gemäß einem weiteren Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. Zum Verstellen des Luft­ spaltes sind dabei zwei derartige Oberflächen vorgesehen, die einander gegenüberliegen und im Verhältnis zueinander drehbar sind.

Claims (4)

1. Elektromagnetische Scheibenbremse mit einem Rahmen (1), einer an diesem Rahmen abgestützten, axial beweglichen elektromagnetischen Spule (2), einer gegen­ über der elektromagnetischen Spule axial beweglichen, vom Rahmen nichtdrehbar abgestützten Ankerscheibe (3), zwischen der und der elektromagnetischen Spule eine Fe­ derkraft vorgesehen ist, die bestrebt ist, den Abstand zwischen der Ankerscheibe und der elektromagnetischen Spule zu vergrößern, und mit einer Bremsscheibe (4), gegen welche die Ankerscheibe beim Anlegen der Bremse mittels der Federkraft gedrängt wird und von der die zwischen der Ankerscheibe (3) und der elektromagnetischen Spule (2) in erregtem Zustand wirkende Magnetkraft die Anker­ scheibe abzieht, sowie mit einer Steuereinrichtung, die es ermöglicht, trotz des Verschleißes der Bremsscheibe (4) und der Reibflächen die Betriebsmerkmale der Bremse im wesentlichen gleichbleibend zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerein­ richtung stufenlos und so zwischen dem axialen Ende der elektromagnetischen Spule (2) und dem Rahmen (1) angeord­ net ist, daß beim Anlegen der Bremse die normale Kraft zwischen den Reibflächen und der Bremsscheibe (4) vom Rahmen der elektromagnetischen Spule (2) aufgenommen wird, wel­ che stützende Rückwirkung vom Rahmen (1) über die stufen­ los wirksame Steuereinrichtung erhält, und daß eine Nachstellsteuerung bei gelöster Bremse durch das allmäh­ liche Auffüllen des zwischen der elektromagnetischen Spule und dem Rahmen frei werdenden Spaltes erfolgt.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einrichtung zwischen dem Rahmen (1) und der elektromagne­ tischen Spule (2) angeordnete Kugeln (7) aufweist, die, wenn sie oder die elektromagnetische Spule in Umdrehung versetzt werden, längs sanft steigender Rampen (8) beweg­ bar sind.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerein­ richtung einen zwischen dem Rahmen (1) und der elektro­ magnetischen Spule (2) angeordneten Keil (5) aufweist, der unter seinem eigenen Gewicht absinkt, wobei er den Luftspalt verstellt.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerein­ richtung entgegengesetzte Wendelflächen aufweist, die zwischen dem Rahmen (1) und der elektromagnetischen Spule (2) vorgesehen sind.