DE2921064C2 - Elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse zum Abbremsen einer Welle - Google Patents

Elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse zum Abbremsen einer Welle

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Description

a) die Bremskraft und die Bremslüftkraft an radial außerhalb der Bremsscheibe (16) auf der der Anlenkstelle (A) gegenüberliegenden Seite des Bremshebels (24) liegenden Stellen (bei 34, 64) angreifen,
b) der Bremslüftmagnet (15,82) auf dem Bremshebei (24) angeordnet ist,
c) die bremslüftkraft durch einen durch ein feststehendes Lager (fe^ 70) gestützten Nocken (60) auf den Bremshebel (24) übertrager wird.
35
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken aus einem einstückigen Stab gebildet ist, der einen U-förmigen Mittelabschnitt (64) und zwei fluchtende Endabschnitte (62) aufweist, wobei der U-förmige Mittelabschnitt (64) bei Betätigung des Bremslüftmagneten (15) mit dem Bremshebel (24) in Kontakt kommt und die beiden Endabschnitte (62) drehbar gelagert sind.
3. Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Mittelabschnitt (64) im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Bremshebels (24) bei der Angriffsstelle für die Bremskraft verläuft
4. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (60) mit einem Betätigungsarm (66) drehfest verbunden ist und daß der Betätigungsarm (66) mit dem Bremslüftmagneten (15) verbunden ist.
5. Bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Drehachse des drehbar gelagerten Nockens (60) und der Verbindungsstelle (80) des Betätigungsarms (66) mit dem Bremslfiftmagneten (15) etwa dreimal so groß ist wie der Abstand zwischen der Drehachse und der Angriffsstelle des Nockens am Bremshebel.
6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (66) im wesentlichen senkrecht zum Bremshebel (.24) angeordnet ist.
7. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Anlenkstelle (A) für den Bremshebel (24) und der Angriffsstelle (bei 64) füf die Bremslüftkraft etwa 8mal so groß ist wie der Abstand zwischen der Anlenkstelle (A) und dem mit dem Bremsschuh in Kontakt kommenden Widerlager (bei 54)T
8, Bremse nach Anspruch 1, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Anlenkstelle (A) für den Bremshebel (24) und der Angriffsstelle (bei 34) der Bremskraft etwa 8,5nial so groß ist wie der Abstand zwischen der Aqlenkstelle (A) und detc mit dem Bremsschuh (46) in Kontakt kommenden Widerlager (bei54).
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse zum Abbremsen einer Welle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. ■
Eine Bremse der genannten Art ist aus der DE-OS 17 75 529 bekannt Bei dieser Bremse ist der Bremslüftmagnet an einer Abstützplatte befestigt, die fest mit der Bremsplatte verbunden ist
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeh kompakter und damit raumsparender gestaltet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Merkmalskombination gelöst
Das Merkmal a) dieser Kombination, das zunächst eine Raumvergrößerung bedeutet schafft günstige Hebelverhältnisse für die Bremskräfte, durch die mit einem kleineren Bremslüftmagneten und einer schwächeren Feder gearbeitet werden kann. Dies hat eine erste Raumersparnis zur Folge.
Die Verwendung eines kleineren Bremslüftmagneten ermöglicht das Merkmal b) der ,Kombination. Dadurch ist aber eine weitere Raumersparnis ermöglicht, weil eine separate, Raum benötigende Halterung für den Bremslüftmagneten entfallen kann.
Schließlich wirkt das Merkmal c) der Kombination noch in Richtung einer Raumersparnis, weil dadurch die von dem Bremslüftmagneten erzeugte Kraft noch einmal verringert werden und dadurch der Bremslüftmagnet noch einmal verkleinert werden kann.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird in der nun folgenden Beschreibung näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel längs der Linie 1-1 der Fig.2, wobei das Auführungsbeispiel als an einen Antriebsmotor befestigt und in gebremsten Zustand dargestellt ist, und
Fig.2 einen vertikalen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 längs der Linie 2-2 in Fig. 1.
Die elektromagnetisch iüftbare Federdruckbremse lö ist an einem Motor 12 angebracht und bremst die Motorwelle 14 dann nicht, wenn der Bremslüftmagnet 15 erregt ist. Die Bremse 10 kann auch an anderen Rahmen oder Gehäusen, aus denen eine Welle ragt, angebracht werden.
Die Bremse 10 umfaßt eine Bremsscheibe 16 mit einer rechteckförmigen Öffnung, die drehfest aber axial
verschiebbar auf eine cjuaderförmige Nabe T7 aufgP" bracht ist, die mit der Welle 14 verkeilt ist.
Eine Stirnplatte 18, bevorzugterweise ein Gußstflck, weist eine zentrale öffnung 19 auf, ist'an der Stirnfläche des Motors 12 mittels Kopfschrauben 20 angebracht und weist einander gegenüberliegende Bremsplatten 21 aus Stahl auf, die in die Stimplatte 18 eingegossen sind. Es kann auch eine ringförmige Bremsplatte verwendet werden. Die Bremsplatten 21 sind so angeordnet, daß sie mit der dem Motor 12 zugewandten Oberfläche der Bremsscheibe 16 in der Nähe deren äußeren Randes in Kontakt stehen, wenn die Bremse 10 eingerückt ist In einem Paar Löchern mit Gewindegängen in der Stimplatte 18 sind Kopfschrauben 22 aufgenommen, weiche ein becherförmiges, Gehäuse 23 halten, das in bekannter Weise die wirkenden Teile der Bremse 10 während deren Betriebs abdeckt
Quer über die Bremsscheibe 16 erstreckt sich ein Bremshebel 24, der bei seinem unteren Ende mittels eines Drehzapfens 28 bei einem radial außerhalb der Bremsscheibe 16 in einem Paar ösen 26 drehbar befestigt ist Die ösen 26 und die Stimplatte 18 sind vorzugsweise aus einem Stück gefertigt Dr?= obere Ende des Bremshebels 24 weist eine öffnung auf, in welcher eine zum Einstellen eines Drehmoments vorgesehene Schraube 30 lose aufgenommen ist Diese Schraube 30 ist in eine beim oberen Rand der Stimplatte 18 radial außerhalb der Bremsscheibe 16 und diametral gegenüber der Drehachse A des Bremshebels 24 angebrachte und mit einem Gewinde versehene Verstärkung 32 eingeschraubt Ein elastischer Speicher in Form einer ein Drehmoment ausübenden, schraubenförmiger Druckfeder 34, welche auf der Schraube 30 zwischen deren Kopf 36 und der von dem Motor 12 abgewandten Oberfläche des Bremshebels 24 den Schaft der Schraube 30 umgibt, drückt auf den Bremshebel 24 in einer bezüglich der F i g. 1 dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung. Der Bremshebel 24 weist auch eine zur Motorwelle 14 konzentrische Öffnung 38 auf, damit Wellen, die langer als die Moto-welle 14 nach F i g. 1 sind, durch den Bremshebel 24 hindurchragen können.
Ein im wesentlichen T-förmiger, nicht drehbarer Bremsschuh 46 umfaßt einen Befestigungsabsthnitt 48, der sich zwischen den beiden Ösen 26 nach unten erstreckt und der eine Öffnung aufweist, mit welcher er auf einen Bolzen 50 (F i g. 2) und zwischen den Ösen 26 zur Bremsscheibe 16 hin und von ihr fort gleitet
Der Bolzen 50 ist an der Stimplatte 18 angebracht. Ein mit der Bremsscheibe 16 zusammenwirkender Anteil des Bremsschuhs 40 wirkt mit der vom Motor 12 abgewandten, an den äußeren Rand grenzenden Oberfläche rler Bremsscheibe 16 zusammen. In den Bremshebel 24 ist eine Mutter 52 (Fig. 1) eingenietet, die eine Verschleißnachstellschraube 54 aufnimmt, welche so eingestellt ist, daß der Bremsschuh 46 in Reibkontakt mit der Bremsscheibe 16 steht, wenn die Teile auf die in F i g. 1 dargestellte Bremsstellung eingestellt sind.
Zum Lösen der Bremse 10 ist der Bremslüftmagnet 15 mittels Schrauben 56 an einem in Querrichtung sich erstreckenden Abschnitt des Trägerhebels 24 angebracht. Wie es in der Fig.2 dargestellt ist, ist der Bremslüftmagnet 15 vorzugsweise auf die rechte Seite der Welle 14 verschoben. Ein aus einem einstückigen Stab gebildeter Nocken 60 weist ein Paar fluchtender Endabschnitte 62 in Form von Drehzapfen, einen U-förmigen Mittelabschn'H 64, der so angeordnet ist, daß er den Bremshebel 24 bei einem radial· außerhalb der Bremsscheibe 16. und unmittelbar neben der Feder 34 liegenden- Punkt beröhrt, und einen Betätigungsarm 66 zur Betätigung des Bremshebels 24 auf, welcher einen
abgeflachten äußeren Abschnitt aufweist, in dem eine öffnung ausgebildet ist Die Endabschnitte 62 des Nockens 60 sind in offenen U-förmigen Schlitzen 68 (Fi g,l und 3) drehbar gehalten, die in Nockenösen 70 ausgebildet sind. Die Nockenösen 70 sind mit der
IQ Stimplatte 18 vorzugsweise aus einem Stück gefertigt, Es sei darauf hingewiesen, daß die auf den Nocken 60 wirkenden Kräfte so bemessen sind, daß sie den Endabschnitt 62 stets im Schlitz 68 halten, so daß dafür keine zusätzliche Konstruktion mehr notwendig ist Mit dem Betätigungsarm 66 ist mittels einer Verbindung 80, beispielsweise eine Schraube oder eine Niete, ein Verbindungsstück 78 drehbar verbunden, das mittels eines Bolzens 84 mit dem Anker 82 des Bremslüftmagneten 15 verbunden ist
Selbstverständlich können Bremsen 10 in verschiedenen Größen konstruiert werden. Die dargestellte Ausführungsform ist für eine Bremsscheibe 16 ausgelegt die einen Druchmesser von etwa 9,5215 cm aufweist Die dargestellte Bremsvorrichtung 10 benötigt einen Luftspalt von nur etwa 0,635 cm, der im Vergleich zu herkömmlichen Bremsvorrichtungen klein ist Der 0,635-cm-Luftspalt induziert beim Schließen durch den erregten Bremslüftmagneten 15 eine ausreichende Hebelbewegung zum Erzeugen eines Spiels zwischen
w der Bremsscheibe 16 und der ihr zugewandten nicht drehbaren Reibfläche von etwa 2,032 · 10~2 cm bis 3,048 · 10~2cm. Wenn das Spiel etwa 2,032 · 10-2cm beträgt, wird eine Hebelübersetzung von 32:1 zum Lösen der Bremse erzielt, während ein Spiel von
J5 3,048 · 10~2cm eine Hebelübersetzung von etwa 24 :1 erzeugt. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Erregung des Bremslüftmagneten 15 bewirkt daß der Betätigungsarm 66 sich im wesentlichen in eine Richtung erstreckt, die normal zum liniearen Bewegungsweg des Ankers 82 des Bremslüftmagneten 15 ist, und daß der U-förmige Mitielabschnitt 64 sich im wesentlichen bis zum Bremshebel 24 erstreckt
Die Bremse 10 ist auch mit einer Einrichtung zum manuellen Lüften und Feststellen der Bremse in der gelüfteten Stellung versehen. Zu diesem Zweck ist eine Handlüftbetätigung 94 vorgesehen.
Wenn die Handlüftbetätigung 94 in ihre festgestellte Position eingestellt wird, bewegt sie den Anker 82 des Bremslüftmagneten 15 um etwa 0,476 cm nach unten, was ausreicht, die Bremse zu lüften. Die Handlüftbetätigung 94 kann entweder von Hand oder durch Erregen des Bremslüftmagneten 15 gelöst werden, welcher den Anker 82 zusätzlich um 0,159 cm nach unten bewegt, wodurch eine Torsionsfeder die Handlüftbetätigung 94 in ihre gelöste Stellung drehen kann.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, deß die Drehpunkte des Bremshebels 24 und des Nockens 60 relativ zu ihren Angriffspunkten, bei denen Kräfte zum Bremsen bzw. zum Lösen der Bremse 10 ausgeübt werden, günstige Hebelverhältnisse erzeugen, die eine kleinere Feder 34 und einen kleineren Bremslüftmagneten 15 erfordern, als es bei bekannten Bremsen des gleichen Bremsvermögens der Fall ist. Die Fsder 34 weist vorzugsweise eine Federkonstante auf, welche einen im wesentlichen konstanten Bremsdruck auf den Bremsschuh ausübt. Dp die durch den Bremslüftmagneten 15 beim Lüften der Bremse 10 ausgeübte Kraft im wesentlichen konstant ist, wird die Feder so eingestellt,
daß die Federkraft die Kraft des Bremslüftmagneten 15 leicht übersteigt, wenn beide Kräfte auf die ihnen zugeordneten Hebelarme ausgeübt werden. Diese Krafteinstellung minimisiert die Hammerwirkung des Bremslüftmagneten 15.
Wie vorstehend erwähnt, kann das Hebelverhältnis zum Lüften der Bremse 10 durch Einstellen des Spiels zwischen der Scheibe 16 und der nicht drehbaren Reibfläche der Platte 21 und dem Bremsschuh 46 eingestellt werden. Wenn dieses Spiel etwa 2,032 · IO-2cm beträgt, wird ein Hebelverhältnis von etwa 32 : I zum Lüften der Bremse erreicht. Wenn dieses Spiel etwa 3,048 · 10~2cm beträgt, ist dieses Hebelverhältnis etwa 24 :1. Das Hebelverhältnis zum Bremsen liegt etwa bei 8,5 : I.
Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Bremsdruck oder das Bremsmoment bei einem einzigen Punkt eingestellt werden kann, in dem nur die Einstellschraube 30 gelöst oder festgedreht wird. Der Verschleiß der Bremse 10 kann ebenfalls bei einem . einzigen Punkt ausgeglichen werden, und zwar unabhängig von der Einstellung des Drehmoments, indem nur die Verschleißeinstellschraube 54 nachgedreht wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Befestigung des Bremslüftmagneten 15 weniger und : einfachere Teile zur Folge hat.
Die Bremsscheibe 16 ist aus Kompositwerkstoff und die feste Bremsplatte 21 und der nicht drehbare Bremsschuh 46 aus Metall gefertigt. Es kann aber auch die Bremsscheibe 16 aus Metall sein und die Bremsplatte >. 21 und der Bremsschuh 46 Kompositwerkstoff aufweisen, der mit diesen verbunden ist, um die Reibfläche festzulegen. Wenn die Bremse 10 bei einer Welle benutzt wird, die häufig gestartet und angehalten werden muß, wird eine metallene Bremsscheibe 16 ι bevorzugt, da die Wärmekapazität der Bremse 10 aufgrund der effektiveren Kühlung der metallenen Scheibe 16 durch während ihrer Rotation erzeugte Luftströme erhöht ist.
Beim Betrieb sind der Bremslüftmagnet 15 und der 4 Motor 12 vorzugsweise zusammengeschaltet, so daß eine Erregung des Motors eine gleichzeitige Erregung des Bremslüftmagneten 15 bewirkt. Eine Erregung des Bremslüftmagneten 15 zieht den Anker 82 nach unten, wodurch sich der Nocken 60 im Uhrzeigersinn (Fig. 1) gegen den Druck der Feder 34 dreht. Diese Drehbewegung des Nockens 60 dreht den Bremshebel 24 im Uhrzeigersinn um die Achse A des Drehbolzens 28, wodurch die Verschleißeinstellschraube 54 vom Bremsschuh 46 weg oder nach rechts (Fig. 1) um einen Betrag bewegt wird, der ausreicht, den Bremsschuh 46 von der Bremsscheibe 16 zu lösen, wodurch diese um einen kleinen Beirag auf der Nabe 17 axial verschoben werden kann.
Wenn der Motor 12 und der Bremslüftmagnet abgeschaltet werden, bringt die Feder 34 den Nocken 60, den Anker 82 des Bremslüftmagneten 15 und den Bremshebel 24 in die Stellungen, die in der Fig. 1 in durchgezogenen Linien dargestellt sind. Dadurch wird die Bremsscheibe 16 zwischen den Bremsschuh 46 und der Bremsplatte 21 mit ausreichender Kraft festgeklemmt, so daß die Motorwelle 14 durch Reibungskraft angehalten wird. Zum Verhindern einer zu weiten Drehbewegung des Nockens 60 entgegen dem Uhrzeigersinn über die Abschaltstellung des Bremslüftungsmagneten hinaus, wirkt ein Teil der Verstärkungsrippe 87 als ein Widerlager, welches mit dem Abschnitt 64 des Nockens 60 zusammenwirkt, um zu verhindern, daß der Anker 82 des Bremslüftmagneten 15 aus dessen Körper herausgezogen wird. Die Schraube 30 kann zur Erhöhung des Bremsmomentes nachgezogen werden, wenn es erwünscht ist, den Motor 12 und seine Welle schneller anzuhalten oder herausgedreht werden, wenn es erwünscht ist, die Welle weniger abrupt anzuhalten.
Bei Verschleiß der Reibfläche kann die Ve.-schleißeinstellschraube 54 angezogen werden, wobei die ursprünglich eingestellte Schwenkbewegung des Bremshebels 24 beibehalten wird und damit auch der Hub des Bremslüftmagneten 15, das Bremsspiel und die Länge der Feder 30.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche;
    U Elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse Abbremsen einer Welle, mit einer feststehenden Bremsplatte und einer Bremsscheibe, die at)f der Welle drehfest, aber axial verschiebbar aufgebracht ist, mit einem radial außerhalb der Bremsscheibe an die Bremsplatte angelenkten, quer über die Bremsscheibe sich erstreckenden Bremshebel und einem zwischen einem Widerlager des Bremshebels und der Bremsscheibe angeordneten Bremsschuh sowie mit einer auf den Breipshebel einwirkenden und eine vom Widerlager zum Bremsschuh hin gerichteten Bremskraft erzeugenden Einrückfeder und mit einem Bremslüftmagneten zum Erzeugen einer ^ ebenfalls auf den Bremshebel einwirkenden, entgegengesetzt zur Bremskraft gerichteten Bremslüftkraft, wobei der Bremsschuh und das Widerlager nahebei der Anlenkstelle des Bremshebels angeordnet sind, und die Bremslüftkraft auf der der Anlenksielle des Bremshebels gegenüberliegenden Seite angreift, dadurch gekennzeichnet, daß
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