DE746922C

DE746922C - Elektrische Maschine mit eingebauter, durch einen Druckmittelzylinder betaetigter mechanischer Bremse

Info

Publication number: DE746922C
Application number: DES142017D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Voll
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1940-08-18
Filing date: 1940-08-18
Publication date: 1944-08-30

Description

Elektrische Maschine mit eingebauter, durch einen Druckmittelzylinder betätigter mechanischer Bremse Bei elektrischen Maschinen, beispielsweise für Hebezeugantriebe, kann man die mechanische Bremse außerhalb der Maschine anordnen, benötigt :dann aber mehr Platz. Häufig wird die Bremse in das Innere der Maschine eingebaut. Sie besteht aus konzentrisch zur Maschinenwelle angeordneten, meist kegeligen Teilen, die teils feststehen, teils mit der Maschinenwelle umlaufen, teils axial verschiebbar und teils unverschiebb ar sind. Man kann die Bremse dadurch anz;üehen und lüften, daß man den mit der Welle umlaufenden Bremsteil zusammen mit dem Maschinenanker axial verschiebt. Dies erfordert aber besondere Lager- und Maschinenausführungen. Man hat auch schon vorgeschlagen, einen die Bremsvorrichtung betätigenden Druckmittelzyl.inder an einen Elektrornotor in Verlängerung der Motorwelle anzubauen. Das Druckmittel wirkt auf zwei gegenläufige Kolben im der Weise, .daß der Druck der Kolben auf zwei auf eiere gemeinsame Brems:scheibe gegenläufig arbeitende Bremskränze übertragen wird. Dadurch, daß der Druckmittelzylinder in der Verlängerung der Maschinenwelle angebaut ist, wird die axiale Baulänge des Motors erheblich vergrößert. Die Mittel zur Verschiebung .der Bremsvorrichtung sind nahe dem äußeren Durchmesser der Maschine angeordnet, so daß leicht ein Verklenvmen der Vorrichtung eintreten kann. Außerdem stelzt die Bremsvorrichtung bei Anbau @an eine oberflächengekühlte Maschine dem geraden Weg der Kühlluft störend im Wege, so daß dieser mehrmals gekrümmt werden muß.
Die Erfindung, die sich auf eine elektrische Maschine mit eingebauter, durch -einen Druckmittelzylinder betätigter Bremse bezieht, welche aus konzentrisch zur Maschinenachse teils .axial verschioobbaren, teils umlaufenden und teils feststehlenden Bremsteilen (Kegeln) besteht, hat .die Aufgabe, die Baulänge der elektrischen Maschine einschließlich Bremse zu verkürzen und die Betriebssicherheit der Bremsvorrichtung zu erhöhen. Erfindungsgemäß umgibt der hohle Kolben des innerhalb des Gehäuses a:ngeärdneten Druckmi@ttelzylinders die., Ma.sclii.tie.nwelle. -Matt erhält dadurch hei ratimspareii.cler Anordnung eine zügige Brenisbetati.gung.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn man zwischen einem am Maschinengehäuse angeordnetem Bremsteil (Bremskegel) und, einem unverd.rehbareü, mit dem Druckmittelkolben verbundenen Bremsteil ein mit der Maschinenwelle umlaufendes Zwischenglied (Doppelkegel) einschaltet, das am besten in bekannte. -Weise gleichzeitig als Lüfter Busgebildet ist. Es läßt sich dadurch eine mehr oder weniger vollkommene Entlastung der Maschinenlager von axialen Kräften erzielen, wie weiter unten noch erklärt werden soll'. Bei magnetisch betätigten Bremsen ließ sich bisher eine solche, die Lager entlastende Anordnung nicht verwenden, weil hier -der zur Verschiebung zur Verfügung stehendeWeg de:sElektromagneten zu klein war.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
i ist der mit Kühlrippen versehene Ständer einer geschlossenen elektrischen Maschine. 2 ist ein Lagerschild, der die eine Ständerstirnseite dicht verschließt und mit einem Lager 3 für die Läuferwelle .4 versehen ist. 5 ist eine Lü fterhaube mit- der ,durch, ein Gitter 6 geschützten Lufteintrittsöffnung und der in den Bereich der Rippen ioo ausmündenden Luftaustrittsöffnung ; . Ein Lüfter 8 saugt, wie durch Pfeile angedeutet ist, durch clas Gitter 6 Kühlluft ein und treibt sie zwischen die Rippen ioo. Der Lüfter ist außen mit den Kegelflächen 9 und innen mit den Kegelflächen, io versehen, die zur Bremsung dienen. Die Kegelfläche 9 arbeitet mit dem ebenfalls kegelförmigen, an der Lüftterhaube 5 angebrachten Bremsbelag i i zusammen, .die Kegelfläche io :mit einam an dem Teil 12 angebrachten Bremsbelag 13. Der Lüfter sitzt auf einer Nabe 1I, die unverdrehbar, aber axial verschiebbar auf der Maschinenwelle .4 gelagert ist. Eine Feder 15 stützt sch einerseits auf einen einspringenden Bund 16 der Nabe i.1, andererseits auf eine in einem Gewinde der Welle .I sitzende Stellmutter 17 mit Gegenmutter. Die Feder 15 sucht die Nabe 14 in der Pfeilrichtung ;au verschieben und dadurch den Kegel c) vom Bremsbelag i i abzuziehen.
Der Teil 12 ist an dem hohlen Kolben 18 eines Druckmittelzylinders ig befestigt, der konzentrisch die Welle d. unigib:t und an dein Lagerschild 2 angebracht ist. Der Zylinderhohlraum.2o ist durch die Rohrleitung 2r) init einem Druckölbehälter oder einer Ölpumpe verbunden. 21 sind die Dichtungsmanschetten. Der Kalben i8 ist durch Nut und Feder 22 gegen Drehung .gesichert. Der Druckzylinder ist raumsparend im Innern des kegelfö rnii-!, g°en Teils 12 untergebracht. Eine Feder 23. die sich einerseits gegen den Deckel -=.1 des Lagers 3, andererseits gegen die rin.gförinige Stellschraube 25 mit Gegenschraube abstützt, sticht den Kolben im Sinne des eingezeichaeten Pfeils zu bewegen.
Die Bremse arbei(et folgendermaßen: In der dargestellten Lage ist das (U1 drucklos, Gier Kolben 18 hat sich unter Verkleinerung des Hohlraumes 20 in. den Zylinder i9 geschoben. Die Feder 23 drückt von innen her den Bremsbelag 13 geboren !en Kegel io und unter C@berwindung derGegenkraft der schwächeren Feder 15 den Kegel 9 auch gegen den Bremsbelag i i. Die Welle .a. ist also festgebremst.
Soll die Bremse gelüftet werden, dann wird durch die Rohrleitung 26 Öl in den. Hohlraum 2o eingepreßt. Der Kolben 18 verschiebt sich dabei entgegen der Pfeilrichtung unter Zusammendrückung der Feder 23. Dabei hebt sich zunächst unter der Wirkung der sich entspannenden Feder i5,der Kegel 9 vom Breinsbelag i i ab, bis der als Anschlag wirkende Teil 27 auf die äußere Mutter 17 trifft. Bei der weiteren Kolbenbewegung hebt sich dann auch der Bremsbelag 13 von dem Kegel io ab. Die Welle .a. ist nun frei.
Wird der Druck auf den Hohlraum 20 Weggenommen, dann bewegt sich der Kolben 18 wieder in der Pfeilrichtung, der Breinsbe.lag 13 berührt den Kegel io und schiebt den Lüfter 8 unter Zu,saminendrücl:ung der Feder 15 nach rechts, bis der Kegel 9 den Bremsbelag i i berührt. Die Welle ist dann wie.@ler festgebremst.
Unter Umständen kann man den Scheitelwinkel für den Kegel 9 und -den Bremsbelag -i i größer machen als den Scheitelwinkel für den Kegel io und den Bremsbelag 13, ,in ein sicheres Abheben des Kegels c) von dein Belag i i zu erzielen und um die Feder 15 zu entlasten. Macht man den Kegel bei io und 13 nahezu selbstsperrend, dann kann die Feder 15 sogar weggelassen werden, weil nach dein t Xtnen der festgezogenen Bremse wegen der Selbstsperrung der Kegelteile io, 13 de,- t_iifter 8 ohnedies nach links initgcnommen uncl dadurch der Kegel 9 vom Bremsbelag i i abgehoben wird. Erst bei Weiterbewegung des Druckmittellcolbens hebt sich auch cler Breinshelag 13 vorn Kegel io ab.
Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile. Durch die konzentrische Anordnung des Druckmittelzylinders i9 läßt sich die ganze Bremse in eniem sehr kleinen Raum unter-Sie wird in der Regel in den übeichen Maschinengehäusen Platz finden. Dadurch, @daß .der umltanfende Teil 8 der Bremse zwischen zwei nicht umlaufenden Teilen 5 und 12 gebremst wird, werden die Lager der Welle von den .axial wirkenden Kräften der Bremsbetäti,gungs.vorrich.tung entlastet. Auf ,die Wette wirkt nur dile verhältnismäßig schwache Kraft der Feder 15. Die kegelförmigem Bremsteile 9, 10, 11, 13 werden durch die zwischen ihnen hindurchgetriebene Kühlluft hervorragend gekühlt. Die Bremse selbst kann durch die Teile 17, 25 in unmittelbarer Nähe der Welle eingesteint bzw. dem j erweiligenAbnutzun,gsgrad entsprechend nachgestellt werden. Man erhält ,dadurch; bidtige, ei.nfache und wenig Platz beanspruchende Einstellmittel. Die Bremse arbeitet weich, aber sehr kräftig, weil gleichzeitig zwei Bremsflächen zwischen den Teilen 9 und i i und den Teilen io und: 13 zur Verfügung stehen.
Bei offen ventilierten Maschinen, bei denen der Lüfter 8 die Kühlluft durch. das Maschineninnere saugt, geht die Welile q. - nicht nach links wie im Ausführungsbeispiel, sondern nach rechts ins Maschineninnere ab. Im übrigen kann die Anordnung im wesentlichen die gleiche bleiben.. Unter Umständen kann man den Druckmittelzylinder auch bei gekapselten Maschinen auf der Außenseite anbringen, wenn die Dichtungsstellen des Kolbens bequem zugänglich sein sollen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektritsche Maschine mit eingebrauter, durch einen Druckmittelzylinder betätigter mechanischer Bremse, die aus konzentrisch zur Maschinenachse teils axial verschiebbaren, teils umlaufenden und teils feststehenden Bremsteilen (Kegel) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Kolben (18) des innerhalb des Gehauses (1, 5) angeordneten Druckmittelzylinders (ig) .die Maschinenwelle umgibt.
2. Elektrische Maschine nach. Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Welle umlaufender Doppelb@remskegel (9, io) zwischen emtem am Gehäuse (5) befestigten Bremsbelag (i i) und einem mit dein Druckmittelkolben (18) verbundenen Kegel (13) angeordnet ist.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch. i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in bekannter Weise als Lüfter (8) ausgebildete Doppelbremskegel (9, io) die Kühlluft zwischen den beiden Kegeilwändien hindurchtreiibt. 4..
Elektrische Maschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelzylinder (i9) innerhalb des Hohlraumes des inneren Kegels (i3) angeordnet ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel (17, 25) für :die Bremsteile (9, 10, 11, 13) in unmittelbarer Nähe der Welle (4) angeordnet sind.
6. Elektrische Maschine nach. Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß außer einer unmittelbar mit dem Druckmittelkolben (18) zusammenarbeitenden Gegeafed@er (23) noch .eine weitere, schwächere Feder (15) zwischen der Welle (q.) und dem Doppelbremskegel (9, io) eingeschaltet ist, die den äußeren Kegelteil (9) von dem am Gehäuse (5) ange brachten Bremsbelag (i i) abhebt.
7. Elektrische Maschine nach Anspruch i bis. 6, dadurch gekennzeichnet, .daß der Scheitelwinkel ,der äußeren Bremskegelteile (g, 11) größer als, der Scheitelwinkel der inneren Bremskegelteile (1o, 13) ist. B. Gekapselte elektrische Maschine nach Anspruch i biss 7, dadurch gekennzeichnet, daß ,der Drudkmittelzylinder (ig) am Lagerschild (2) innerhalb der Lüfterhaube (5) des Gehäuses (i) befestigt ist und der als Lüfter (8) ausgebildete Doppelbremskegel (9, io) durch die Haube (5) hindurch Kühlluft über den Gehäuserücken, (Rippen ioo) bläst. g. Offen ventilierte el,ektriscbe Maschine nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der in bekannter Weise als Sauglüfter ausgebildete Doppelbremskegel (g, io) zwischen dem Druckmittelzyl-in.der (ig) und den aktiven Maschinenteilen liegt. Zur Abgrenzung des, Anmeldungsgegen.-stand,es vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht :gezogen, worden.: deutsche Patentschrift ..... Nr. 636 888.