DE9216975U1 - Elektromagnetisch betätigbare Vorrichtung zur Kraftübertragung - Google Patents

Description

Elektromagnetisch betätigbare Vorrichtung zur Kraftübertragung

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigbare Vorrichtung zur Kraftübertragung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Kraftübertragungsvorrichtungen, die insbesondere als Kupplungen oder Bremsen dienen, haben im allgemeinen zwei Betriebszustände. In einem "geöffneten" Zustand wird keine Kraft bzw. kein Drehmoment übertragen, während in dem "geschlossenen" Betriebszustand eine Kraft bzw. ein Drehmoment übertragen bzw. ausgeübt wird. Die beiden Betriebszustände sind durch die relative Stellung des Ankers gegenüber dem Magnetteil gekennzeichnet.

In zahlreichen Anwendungsfällen wird gefordert, daß der jeweilige Betriebszustand eindeutig erkannt wird, um in Abhängigkeit von diesem Betriebszustand weitere Funktionen zu schalten. Beispielsweise kann bei Sicherheitsbremsen gefordert werden, daß die geöffnete bzw. gelüftete Stellung der Bremse eindeutig erkannt wird, um erst dann einen nachgeschalteten Antrieb starten zu können. Dadurch wird vermieden, daß in bestimmten Situationen der Antrieb gegen die

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geschlossene Bremse hochlaufen kann, was zur Zerstörung der Bremse führen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetisch betätigbare Vorrichtung zur Kraftübertragung mit einer Überwachungseinrichtung zu schaffen, die einfach und kompakt aufgebaut ist. Vorzugsweise soll die Überwachungseinrichtung eine hohe Schaltsicherheit gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist unmittelbar am Außenumfang des Ankers ein Schaltglied angeordnet, welches einen Schalter betätigt. Es sind somit keine aufwendigen Übertragungseinrichtungen notwendig, die den Hubweg des Ankers überwachen und zur Schalterbetätigung übertragen. Sind der Anker und das Magnetteil nur axial gegeneinander bewegbar, ohne daß eine gegenseitige Drehbewegung möglich ist, so kann der Schalter vorzugsweise am Außenumfang des Magnetteils in einer dem Schaltglied des Ankers entsprechenden Lage angeordnet sein.

Das Schaltglied kann als Schalthebel ausgebildet sein, der mit dem Schalter zusammenwirkt. Der Schalthebel kann einstückig am Anker angeformt sein oder kann vorzugsweise als Kunststoffteil am Anker befestigt werden.

Um einen Verschleiß der Reibbeläge der Vorrichtung im Laufe des Betriebs auszugleichen und/oder um den Schaltpunkt exakt justieren zu können, ist das Schaltglied vorzugsweise in

Richtung der Relativbewegung von Anker und Magnetteil verstellbar, wozu in einfachster Ausführung eine Einstellschraube am Schaltglied angeordnet ist.

Um ohne hohe Stromstärken eine ausreichende Magnetkraft für den Betätigungshub der Vorrichtung zu erhalten, wird der Hubweg bzw. der Luftspalt zwischen Magnetteil und Anker möglichst klein gewählt. Um trotz dieses kleinen Hubwegs eine zuverlässige Überwachung zu ermöglichen, ist vorzugsweise zwischen dem Schaltglied und der Schalterbetätigung eine Hubweg-Übersetzung vorgesehen. Hierdurch wird der Anker-Hubweg in einem Verhältnis von 1 : 1 bis ca. 1 : 4 in einen Schalterbetätigungshub übersetzt. Diese Übersetzung ermöglicht eine höhere Genauigkeit in der Einstellung des Schaltpunktes. Insbesondere kann der Betätigungspunkt des Schalters so eingestellt werden, daß der Schalter zuverlässig erst unmittelbar vor der Ankerendstellung betätigt wird.

Die Hubweg-Übersetzung kann in konstruktiv einfacher Weise durch einen Übersetzungshebel bewirkt werden, der als elastisch biegsamer Hebel aus Kunststoff oder Metall ausgebildet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen axialen Teilschnitt der Vorrichtung und

Figur 2 eine radiale Außenansicht der Überwachungseinrichtung.

-A-

In dem dargestellten Ausführungsbeispxel ist die elektromagnetisch betätigbare Vorrichtung zur Kraftübertragung eine elektromagnetisch gelüftete, federdruckbetätigte Sicherheitsbremse.

An einer nicht dargestellten Anbaufläche ist fest ein Magnetteil montiert. Das Magnetteil weist ein Magnetgehäuse 2 auf, in welchem eine Erregerspule 5 aufgenommen ist. An dem Magnetgehäuse 2 ist axial beweglich, aber verdrehfest ein weichmagnetischer Anker 12 angebracht. In das Magnetgehäuse

2 eingesetzte Bremsfedern 6 drücken den Anker 12 von dem Magnetgehäuse 2 axial weg gegen eine Reibscheibe 10, die drehfest und axialfest auf einer abzubremsenden Welle 9 sitzt. Ist die Erregerspule 5 nicht mit Strom beaufschlagt, so wird der drehfest gehaltene Anker 12 durch die Bremsfedern 6 gegen die Reibscheibe 10 gedrückt und die Welle 9 abgebremst. Wird die Erregerspule 5 mit Strom beaufschlagt, so zieht die erzeugte Magnetkraft den Anker 12 über den Luftspalt 11 gegen das Magnetgehäuse 2, so daß die Bremse gelüftet und die Reibscheibe 10 sowie die Welle 9 freigegeben werden.

Am Außenumfang des Magnetgehäuses 2 ist mittels eines Befestigungssockels 13 aus Kunststoff ein elektrischer Schalter 1 angebracht, der als Mikroschalter ausgebildet ist. Dem Schalter 1 zugeordnet ist am Außenumfang des Ankers 12 einstückig eine radial vorspringende Nase 4 angeformt. An dieser Nase 4 ist ein aus Kunststoff bestehender Schalthebel

3 befestigt. Der Schalthebel 3 ist als rechter Winkel ausgebildet, der mit seinem einen an der Nase 4 befestigten Schenkel senkrecht zur Ebene des Ankers 12 verläuft und dessen anderer Schenkel abgekröpft parallel zur Ebene des Ankers 12 tangential zum Umfang des Ankers 12 verläuft. Das freie Ende des Schalthebels 3 ragt in Umfangsrichtung über

den Schalter 1. Die abgekröpfte Ausbildung des Schalthebels 3 schafft einen ausreichenden axialen Freiraum für die Aufnahme des Schalters 1. Die axialen Bauabmessungen des Schalters 1 können daher größer sein als die axiale Abmessung des Magnetgehäuses 2 und des Ankers 12.

An dem Befestigungssockel 13 ist einstückig aus Kunststoff ein Übersetzungshebel 8 angeformt. Der Übersetzungshebel 8 ist mit seinem einen Ende, in Figur 2 mit seinem unteren achsparallelen Ende, fest mit dem Befestigungssockel 13 verbunden. Der freie elastisch biegsame Arm des Übersetzungshebels 8 ragt in Umfangsrichtung zwischen den Schalter 1 und den Schalthebel 3, wobei das freie Ende des Übersetzungshebels 8 an dem Betätigungsstift 14 des Schalters 1 angreift. In das freie Ende des Schalthebels 3 ist eine Einstellschraube 7 eingesetzt, die in Axialrichtung verstellbar ist und an dem Übersetzungshebel 8 angreift. Der Angriffspunkt der Einstellschraube 7 an dem freien Arm des Übersetzungshebels 8 liegt dabei zwischen dem Betätigungsstift 14 und dem festliegenden Ende des Übersetzungshebels 8. Das Hebelverhältnis A : B liegt dabei im Bereich von 1 : 1 bis 1:4, wobei A der Abstand zwischen dem festen Ende des Übersetzungshebels 8 und dem Angriffspunkt der Einstellschraube 7 und B der Abstand zwischen dem festen Ende des Übersetzungshebels 8 und dem Angriffspunkt des Betätigungsstiftes 14 ist.

Ist die Erregerspule 5 nicht bestromt und die Bremse betätigt, so ist der Anker 12 und mit diesem der Schalthebel 3 und die Einstellschraube 7 um ein Luftspalt 11 nach rechts bewegt. Wird die Erregerspule 5 bestromt, so wird der Anker 13 um den Luftspalt 11 nach links gegen das Magnetgehäuse 2 gezogen. Mit dem Anker 12 bewegen sich der Schalthebel 3 und die Einstellschraube 7 um den gleichen Hubweg. Dieser Hubweg

wird im Verhältnis A : B in einen größeren Schalterbetätigungshub übersetzt, mit welchem der Übersetzungshebel 8 den Betätigungsstift 14 des Schalters 1 betätigt.

Die Einstellschraube 7 wird so eingestellt, daß der Schalter 1 erst dann betätigt wird, wenn sich der Anker 12 unmittelbar vor seiner Endstellung an dem Magnetgehäuse 2 befindet. In dieser Stellung ist die Bremse zuverlässig gelüftet und ein Anlaufen des mit der Sicherheitsbremse ausgestatteten Motors über den geschlossenen Schalter 1 ist möglich. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Motor erst dann anlaufen kann, wenn die Bremse eindeutig gelüftet ist. Wird der Motor abgeschaltet, so wird gleichzeitig die Stromzuführung zu der Erregerspule 5 abgeschaltet. Die Sicherheitsbremse wird wirksam und setzt die Welle 9 still.

Zur Einstellung der Überwachungseinrichtung wird zunächst bei angezogenem Anker 12 die Einstellschraube 7 so weit eingedreht, bis der Einschaltpunkt des Schalters 1 erreicht ist. Dann wird die Einstellschraube 7 noch um die maximale Schaltwegtoleranz weitergedreht, um ein sicheres Betätigen des Schalters 1 auch bei längerer Betriebsdauer zu gewährleisten. Beträgt das Übersetzungsverhältnis A : B beispielsweise 1 : 2, so muß die Einstellschraube 7 lediglich um die halbe maximale Schaltpunkttoleranz weitergedreht werden. Durch den Übersetzungshebel 8 wird somit erreicht, daß sich der Anker 12 wesentlich näher an seiner Endstellung befindet, wenn der Schalter 1 betätigt wird und der nachgeschaltete Motor in Betrieb gesetzt wird. Die eindeutige Lüftstellung des Ankers 12 ist somit mit größerer Sicherheit gewährleistet.

Wie ohne weiteres erkennbar ist, kann die Überwachungseinrichtung auch bei Vorrichtungen mit anderer Anwendung eingesetzt werden, bei denen eine eindeutige Erkennung der Ankerlage erwünscht ist.

Claims (12)

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Elektromagnetisch betätigbare Vorrichtung zur Kraftübertragung, mit einem eine Erregerspule aufweisenden Magnetteil, mit einem unter magnetischer Kraftwirkung relativ zu dem Magnetteil bewegbaren Anker und mit einer Überwachungseinrichtung, die einen in Abhängigkeit von dem relativen Abstand zwischen dem Magnetteil und dem Anker betätigbaren elektrischen Schalter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (1) durch ein unmittelbar am Anker (12) angeordnetes Schaltglied (Schalthebel 3) betätigbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetteil (Magnetgehäuse 2) und der Anker (12) in Axialrichtung gegeneinander bewegbar und quer zur Axialrichtung gegeneinander unbeweglich gelagert sind und daß der Schalter (1) und das Schaltglied (Schalthebel 3) in einander entsprechender Lage am Außenumfang des Magnetteils (Magnetgehäuse 2) bzw. des Ankers (12) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (Schalthebel 3) ein einstückig am Anker (12) angeformter oder an dem Anker (12) befestigter Schalthebel (3) ist, der mit dem Schalter (1) zusammenwirkt.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (3) zur Ebene des Ankers (12) abgekröpft ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (Schalthebel 3) in Richtung der Relativbewegung von Anker (12) und Magnetteil (Magnetgehäuse 2) verstellbar ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (Schalthebel 3) eine in Richtung der Relativbewegung verstellbare Einstellschraube (7) aufweist, die den Schalter (1) betätigt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (Schalthebel 3) den Schalter (1) über eine Hubweg-Übersetzung betätigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubweg-Übersetzung einen Übersetzungshebel (8) aufweist, der an dem Schalter (1) oder an dem den Schalter (1) tragenden Teil angebracht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersetzungshebel (8) ein einarmiger Hebel ist, dessen eines Ende festliegt und dessen freies Ende den Schalter (1) betätigt und daß das Schaltglied (Schalthebel 3, Einstellschraube 7) an dem Übersetzungshebel (8) zwischen dessen festliegendem und dessen freiem Ende angreift.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubweg-Übersetzung den Ankerhubweg im Verhältnis von 1 : 1 bis ca. 1 : 4 in einen Schalterbetätigungshub übersetzt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersetzungshebel (8) ein elastisch biegsamer Hebel aus Kunststoff oder Metall ist.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8, 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersetzungshebel (8) einstückig mit einem den Schalter (1) tragenden Befestigungssockel (13) aus Kunststoff hergestellt ist.