DE3608586C2 - - Google Patents
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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 (11)
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.
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