DE7129589U - Electromagnetic friction-proof holding device - Google Patents

Description

betreffend
Elektromagneti sehe Re ibungs fe sthaite e inrichtungconcerning
Electromagnetic frictional stiffness device

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Reibungsfesthalteeinrichtung, die auch als eine Reibungsbremse bezeichnet werden kann, zum Festhalten oder Bremsen eines insbes. rotationssymmetrischen Körpers, wie beispielsweise einer Stange, einer Welle oder dergl., gegen Axial-und/oder Winkelbewegungen (Linear- oder Rotationsbewegungen), mit wenigstens einer am Umfang des Körpers angreifenden in eine Festhaltestellung vorgespannten Halte- bzw. Bremsbacke und einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung für die oder jede Haltebacke rait einem in Axial- und Umfangsrichtung festgelegten Elektromagneten, dessen durch Druckfedern axial vorgespannter und verschieblicher .Anker über ein Zwischenglied die oder jede Haltebacke im entregten Zustand an den Körper angedrückt und im erregten Zustand von ihm freigegeben hält J~Es gibt seit langem Möglichkeiten, Körper, wie beispielsweise Kolbenstangen, die eine Linearbewegung ausführen können, elektromagnetisch zur Bewegung freizugeben und durch mechanische Kräfte in den Ruhezustand zu bringen. Dabei bedient man sich vornehmlich Halte- bzw. Bremsbacken, die mit einer Betätigungsvorrichtung, insbes. einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung, zur Anlage an den Körper gebracht werden und, soll eine Bewegung ermöglicht sein, entweder abgehobenThe invention relates to an electromagnetic friction retention device, which can also be referred to as a friction brake, for holding or braking an esp. rotationally symmetrical body, such as a rod, a shaft or the like., Against axial and / or angular movements (Linear or rotational movements), with at least one preloaded into a holding position acting on the circumference of the body Holding or brake shoe and an electromagnetic actuator for the or each holding jaw rait one in Axially and circumferentially defined electromagnets, whose armature is axially pretensioned and displaceable by compression springs the or each holding jaw is pressed against the body via an intermediate member in the de-energized state and in the excited state by he keeps released J ~ There have long been ways of body, such as piston rods that move linearly able to release them to move electromagnetically and to bring them to rest by mechanical forces. Included one mainly uses holding or brake shoes, which are equipped with an actuating device, especially an electromagnetic one Actuating device, to be brought into contact with the body and, should a movement be made possible, either lifted off

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oder doch zumindest so weit entlastet werden, daß die erforderliche Bewegung ausgeführt werden kann. Es ist dabei vielfach üblich, das Lüften der ⁿaltebacken bzw. Freigeben der Kolbenstange elektromagnetisch vorzunehmen und die Kolbenstange durch Einwirkung mechanischer Kräfte, die beispielsweise von Gewichten oder Federn aufgebracht werden, in den Anlage- oder Ruhezustand zu bringen. Umgekehrt ist es auch möglich, das Festhalten mit Hilfe der durch den Elektromagneten der Betätigungsvorrichtung auf die Haltebacken ausgeübten Kraft zu bewirken, so daß nach Abschalten des Elektromagneten die Kolbenstange oder Welle oder dergl. frei beweglich ist.or at least be relieved to such an extent that the required movement can be carried out. It is common in many ^{cases to release the n} old jaws or to release the piston rod electromagnetically and to bring the piston rod into the contact or resting state by the action of mechanical forces that are applied, for example, by weights or springs. Conversely, it is also possible to hold onto the holding jaws with the aid of the force exerted by the electromagnet of the actuating device, so that the piston rod or shaft or the like can move freely after the electromagnet has been switched off.

Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß die Betätigungsvorrichtung für die Bremsbacken neben dem festzuhaltenden Körper angeordnet sind, und somit asymmetrisch die Kräfte auf die Haltebacken eingeleitet werden müssen, was das Kompensieren freier Momente erforderlich macht.The known devices have the disadvantage that the Actuating device for the brake shoes are arranged next to the body to be held, and thus asymmetrically the Forces on the holding jaws have to be introduced, which makes it necessary to compensate for free moments.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Reibungsfesthalteeinrichtung zu schaffen, deren Betätigungsvorrichtung symmetrisch auf die am Umfang des festzuhaltenden Körpers vorgesehenen Haltebacken die Haltekraft eingeleitet werden kann, wobei dJe Festhalteeinrichtung an beliebiger Stelle der Längserstreckung des Körpers angeordnet v/erden kann soll. Es darf also nicht erforderlich sein, daß die Festhalteeinrichtung am freien Ende oder Stirnende eines rotationssymmetrischen Körpers, beispielsweise einer Welle, eingebaut v/erden muß, wie dies bei den üblichen elektromagnetisch Reibungsbremsen oder-Kupplungen der Fall ist.The invention has for its object to provide an electromagnetic friction retention device, the Actuating device symmetrically on the holding jaws provided on the circumference of the body to be held, the holding force can be initiated, with the retaining device at any Place of the longitudinal extension of the body arranged v / should be able to ground. So it must not be necessary that the Retaining device at the free end or front end of a rotationally symmetrical body, for example a shaft, must be installed, as is the case with conventional electromagnetic friction brakes or clutches.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung für die eingangs erwähnte Reibungsfesthalteeinrichtung dadurch gelöst, daß als Zwischenglied zwischen einer rotationssymmetrisch zum Körper vorgesehenen Ankerscheibe und der oder jeder Haltebacke Ringspannfedern vorgesehen sind, die bei axialer Belastung durch dieThis object is achieved according to the invention for the aforementioned friction retaining device in that as Intermediate member between an armature disk provided rotationally symmetrical to the body and the or each retaining jaw, ring tension springs are provided that under axial load by the

Ankerscheibe sich radial verengen und jede Haltebacke an den Körper andrücken. Unter Ringspannfedern oder kurz Ringfedern sind ringförmige durch Axialbelastung radial verformbare Körper — zu verstehen, wie sie insbes. in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind.Armature disk narrowing radially and pressing each holding jaw against the body. Under ring tension springs or ring springs for short are annular bodies radially deformable by axial load - to be understood as shown in particular in the accompanying drawing are.

Durch die Erfindung ist eine einfach aufbaubare und betriebssichere Reibungsfesthalteeinrichtung geschaffen, die über eine Stange oder Welle gezogen an beliebiger Stelle an ihr angreifen kann, da der Elektromagnet in an sich bekannter V/eise rotationssymmetrisch mit Durchgangsöffnung um die Hal1ä)acken herum aufgebaut sein kann.The invention makes it easy to set up and reliable Friction retention device created over a rod or shaft pulled at any point can attack it, since the electromagnet in a known manner rotationally symmetrical with a passage opening around the hal1ä) ack can be built around.

Die Anordnung kann auch derart getroffen sein, daß bei erregtem Elektromagneten dessen Ankerscheibe auf die Ringspannfedern drückt und so den Körper festhält. Eine derartige kinematische Umkehr steht dem Fachmann zu Gebote. Die Druckfedern sind dann derart angeordnet, daß sie die Ankerscheibe außer Krafteingriff mit den Ringspannfedern halten.The arrangement can also be made in such a way that when the electromagnet is energized, its armature disk rests on the annular tension springs presses and holds the body tight. Such a kinematic reversal is available to the person skilled in the art. The compression springs are then arranged in such a way that they keep the armature disk out of engagement with the annular tension springs.

Die Innenfläche der oder jeder Haltebacke oder der Backensegmente ist gegebenenfalls mit einem Belag oder einer Oberflächengestaltung versehen, die den Reibungskoeffizienten erhöht. Da insbesondere bei Linearbewegungen von Stangen Exzentrizitäten oder Durchbiegungen sich bemerkbar machen können, ist gemäß einer Fortbildung der erfindungsgemäßen Reibungsfesthalt.eeinrichtung vorgesehen, daß die Ringspannfedern mit den Haltebacken mittels eines Stützrings radial verschieblich im Elektromagneten gehalten sind. Der Stützring kann dann Ausgleichsbewegungen gegenüber dem gegen Axial- und/oder Y/inkelbewegungen gesicherten Elektromagneten ausführen. Bei dem Stützring kann es sich um einen Teil des Magnetjochs handelnThe inner surface of the or each holding jaw or jaw segments is optionally provided with a covering or a surface design which increases the coefficient of friction. As especially with linear movements of rods Eccentricities or deflections can become noticeable, according to a further development of the invention Reibungsfesthalt.eeinrichtung provided that the ring tension springs with the retaining jaws are radially displaceable by means of a support ring are held in the electromagnet. The support ring can then compensate movements against the against the axial and / or Execute Y / angular movements secured electromagnet. at the support ring can be part of the magnet yoke

Das Lösen der Haltebacken und Verhindern von Verklemmungen ist besonders gut sichergestellt, wenn gemäß einer weiteren Fortbildung der Einrichtung nach der Erfindung vorgesehen ist, daßThe release of the holding jaws and prevention of jamming is particularly well ensured if, according to a further training the device according to the invention is provided that

die Ankerscheibe über eine mit ihr starr verbundene Scheibe, die an der Innenbohrung eine Schräge aufweist, auf die Ringspannfedern wirkt.the armature disk via a disk rigidly connected to it, which has a bevel on the inner bore, onto the annular tension springs works.

Die Haltebacken können aus einem oder mehreren Einzelsegmenten bestehen. Ist eine einzige, den festzuhaltenden Körper insbes. um mehr als 160° umgreifende Haltebacke vorgese^n, so ist es zweckmäßig, wenn diese an einer Stelle, insbes. mittig, eine Querschnittseinschnürung aufweist.The holding jaws can consist of one or more individual segments. Is a single, the body to be held on In particular, a holding jaw that encompasses more than 160 ° is provided, so it is useful if this is at one point, especially in the middle, has a cross-sectional constriction.

Wird die Erregerspule des Elektromagneten eingeschaltet, entspannen sich die Ringspannfedern und werden die Haltebacken gelüftet, so daß dann der Körper, beispielsweise eine Kolbenstange, eine Bewegung in beliebiger Richtung ausführen kann.If the excitation coil of the electromagnet is switched on, the ring tension springs relax and become the holding jaws vented so that the body, for example a piston rod, can move in any direction.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt:The invention and advantageous details of the invention are explained in more detail with the aid of a drawing which shows:

Fig. 1 eine Rei bungsfesthalCeeinrichtung nach der Erfindung im Längsquerschnitt mit durchgeführter Kolbenstange als festzuhaltender Körper,Fig. 1 shows a friction fixing device according to the invention in the longitudinal cross-section with the piston rod passed through as the body to be held,

Fig- 2 einen Querschnitt durch die Kolbenstange und eine erste Ausführungsform der Haltebacken, und2 shows a cross section through the piston rod and a first embodiment of the holding jaws, and

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Kolbenstange und eine zweite Ausführungsform einer Haltebacke.3 shows a cross section through the piston rod and a second embodiment of a holding jaw.

Die elektromagnetische Reibungsfesthalteeinrichtung nach der Erfindung weist eiim Elektromagneten auf, der im wesentlichen aus einem magnetflußführenden Topfmagneten 2 mit einer Erregerspule 3 besteht, der sämtliche funktionswichtigen Teile trägt. Das Magnetsystem besteht aus dem Topfmagneten 2, der Erregerspule 3 und einer axialbeweglichen Ankerscheibe 4, die mit Hilfe von symmetrisch zom Umfang einer Durchgangsöffnung, durch die eine Kolbenstange 10 reicht, angeordneter Druckfedern 5, von denen Fig. 1 nur eine zeigt, von der Erregerspule wegThe electromagnetic friction retention device according to the invention comprises an electromagnet which is essentially consists of a magnetic flux-conducting pot magnet 2 with an excitation coil 3, which includes all functionally important parts wearing. The magnet system consists of the pot magnet 2, the Excitation coil 3 and an axially movable armature disk 4, which with the help of symmetrical to the circumference of a through opening, through which a piston rod 10 extends, arranged compression springs 5, of which FIG. 1 shows only one, away from the excitation coil

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zu einem den Magnetfluß schließenden Gehäusedeckel 1 gedruckt wird. Die Druckfedern sind im Topfmagneten 2 eingebaut und stützen sich an der Ankerscheibe 4 ab. Im Bereich der Ankerscheibe 4 sind am Umfang der Kolbenstange 10 entweder mehrere Haltebacken 9, sh. Fig. 2, oder eine die Kolbenstange um fast 350° umschließende Halteba^ke 9 mit einer mittigen Einschnürung 12 vorgesehen. Die Haltebacken können einseitig an einem im Gehäusedeckel 1 radial verschieblich mit Spiel gehaltenen Stützring 8 befestigt sein. Die zum Festhalten der Kolbenstange 10 erforderliche, auf die Haltebacken wirkende Andrückkraft wird mittels im entspannten Zustand leicht konischer ^rtingspannfedern 6 aufgebracht, die nach Art von Tellerfedern ausgebildet sein können und zu einem Paket zusammengefaßt sind. Die Ringspannfedern 6 stützen sich einerseits über einen Ring 11 am radial verschieblicben Stützring 8 und andererseits über eine mit der Ankerscheibe 4 starr verbundene Scheibe 7, die zur Vermeidung von Klemmerscheinungen der Ankerscheibe 4 an ihrer Innenbohrung eine Schräge 13 aufweist, an der- Ankerscneibe 4 ab. Das Klemmen der Ankerscheibe 4 wird dadurch vermieden, daß diese in gewissen Grenzen eine Taumelbewegung durchführen darf.is printed to a housing cover 1 closing the magnetic flux. The compression springs are built into the pot magnet 2 and are supported on the armature disk 4. In the area of the armature disk 4, either several retaining jaws 9, see FIG. Fig. 2, or a retaining bar 9 which surrounds the piston rod by almost 350 ° and has a central constriction 12 is provided. The holding jaws can be fastened on one side to a support ring 8 held in the housing cover 1 so as to be radially displaceable with play. The required for retaining the piston rod 10, acting on the holding jaws pressing force is applied ingspannfedern 6 by means ^rt slightly conical in a relaxed state, which may be formed in the manner of cup springs and are combined into one package. The ring tension springs 6 are supported on the one hand by a ring 11 on the radially sliding support ring 8 and on the other hand by a washer 7 rigidly connected to the armature disk 4, which has a bevel 13 on its inner bore to avoid jamming of the armature disk 4, on the armature disk 4 . The clamping of the armature disk 4 is avoided in that it is allowed to wobble within certain limits.

Die Anordnung ist derart getroffen, daß im entregten Zustand der Erregerspule 3 die Druckfedern 5, die Amcerscheibe über die Scheibe 7 die Ringspannfedern 6 über den Ring 11 gegen den Stützring 8 zusammendrücken, wodurch sich die Ringspannfedem nach innen bzw. radial verformen und die HalteVacken 9 zur Anlage an die Kolbenstange 10 bringen und diese festhalten. Der Stützring 8 greift mit einem Außenbund an einer Schulter des Gehäusedeckels 1 an, der seinerseits mit dem Topfmagneten 2 auf geeignete Weise, beispielsweise durch Verschraubung, starr verbunden ist. Im entregten Zustand des Elektromagneten 3 werden also Radialkräfte von den Ringspannfedern 6 auf die Haltebacken 9 übertragen, so daß die Kolbenstange 10 nicht mehr in Achsrichtung verschoben werden kann. Ist gleichzeitig eine Sicherung gegen Verdrehung der Kolbenstange gewünscht, so muß der Stützring 8 gegenüber dem Gehäusedeckel 1 gegen Drehung, beispielsweise durch Vorsprung^ di^e in ent-.The arrangement is made in such a way that in the de-energized state of the excitation coil 3 the compression springs 5 and the Amcer disk compress the ring tension springs 6 via the ring 11 against the support ring 8, whereby the ring tension springs are deformed inwards or radially and the retaining claws 9 bring it into contact with the piston rod 10 and hold it in place. The support ring 8 engages with an outer collar on a shoulder of the housing cover 1, which in turn is rigidly connected to the pot magnet 2 in a suitable manner, for example by screwing. In the de-energized state of the electromagnet 3, radial forces are transmitted from the annular tension springs 6 to the holding jaws 9, so that the piston rod 10 can no longer be displaced in the axial direction. If at the same time a safeguard against rotation of the piston rod is desired, the support ring 8 has to prevent rotation with respect to the housing cover 1, for example by a projection ^ di ^e in.

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sprechende Ausnehmungen eingreifen, gesichert sein. Gleichfalls müssen die Bremsbacken 9 mit dem Stützring 8 drehfest verbunden sein.engaging speaking recesses, be secured. Likewise the brake shoes 9 must be non-rotatably connected to the support ring 8.

Durch Erregung derSpule 3 und damit verbundenem Anzug der Ankerscheibe 4 gegen die Wirkung der Druckfedern 5 können sich die Ringspannfedern 6 entspannen und die Haltebacken 9 von der Kolbenstange 10 abheben oder sich so weit lösen, daß die Kolbenstange sich frei bewegen kann.By exciting the coil 3 and the associated tightening of the armature disk 4 against the action of the compression springs 5 the ring tension springs 6 relax and the holding jaws 9 lift off the piston rod 10 or loosen so far that the piston rod can move freely.

Da bei der dargestellten Ausführungsform der Festhalteeinrichtung die Haltewirkung durch die Druckfedern 5 hervorgerufen wird, kann das Gerät als Sicherheitsfesthalteeinrichtung oder Sicherheitsbremse eingesetzt werden. Die Anordnung kann auch so gewählt werden, wie oben ausgeführt, daß die Druckfedern 5 das Lüften der Backen übernehmen. In diesem Fall wird die Kolbenstange 10 festgehalten, wenn die Erregerspule 3 eingeschaltet oder erregt ist. Die mit der Ankerscheibe 4 starr verbundene Scheibe 7 ist aus verschleißfestem Werkstoff get. Since, in the illustrated embodiment of the retaining device, the retaining effect is brought about by the compression springs 5 the device can be used as a safety restraint or safety brake. The arrangement can can also be chosen, as stated above, that the compression springs 5 take over the lifting of the jaws. In this case it will the piston rod 10 held when the excitation coil 3 is switched on or is excited. The disk 7 rigidly connected to the armature disk 4 is made of wear-resistant material.

Die erfindungsgemäße Festhalteeinrichtung läßt sich mit Vorteil in Verbindung mit Linearmotoren verwenden, die genau positionieren und demgemäß in jeder Position festgehalten werden müssen. Die im Maßstab 1 : 1 dargestellte Ausführungsform erzeugt eine Festhaltekraft von 30 kp, hat einen Reibungskoeffizient von etwa 0,3, 15 Watt Leistungsaufnahme und 100 % ED.The retaining device according to the invention can be used with advantage in connection with linear motors that precisely position and must therefore be held in every position. The embodiment shown on a scale of 1: 1 is generated a holding force of 30 kp, has a coefficient of friction of about 0.3, 15 watt power consumption and 100% ED.

AnsprücheExpectations

Claims (3)

AnsprücheExpectations 1. Elektromagnetische Reibungsfesthalteeinrichtung zum Festhalten oder Bremsen einer, insbes. rotationssymmetrischen Körpers wie Stange, Welle oder dergl. gegen Axial- und/oder Winkelbewegungen mit wenigstens einer am Umfang des Körpers angreifenden in eine Festhaltestellung vorgespannten Haltebzw. Bremsbacke und mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung für die oder jede Haltebacke mit einem axial und/ oder in Umfangsrichtung festgelegten Elektromagneten, dessen durch Druckfedern axial vorgespannter und verschieblicher Anker über ein Zwischenglied die oder jede Haltebacke an den Körper angedrückt und im erregten Zustand von ihm freigegeben hält, dadurch gekennzeichnet , daß als Zwischenglied zwischen 3iner rotationssymmetrisch zum Körper (10) vorgesehenen Ankerscheibe (4) und der oder jeder Haltebacke (9) Ringspannfedern (6) vorgesehen sind, die bei axialer Belastung durch die Ankerscheibe sich radial verengen und jede Haltebacke (9) an den Körper (10) andrücken.1. Electromagnetic friction retention device for Holding or braking a, especially rotationally symmetrical Body such as rod, shaft or the like. Against axial and / or angular movements with at least one on the circumference of the body attacking in a holding position biased Haltebzw. Brake shoe and with an electromagnetic actuator for the or each holding jaw with an axially and / or circumferentially fixed electromagnet, its by compression springs axially pretensioned and displaceable armature via an intermediate member or each holding jaw to the Body pressed against and released by him in the excited state, characterized in that as an intermediate member between 3 an armature disk (4) provided rotationally symmetrical to the body (10) and the or each holding jaw (9) Ring tension springs (6) are provided, which narrow radially when the armature disk is axially loaded, and each retaining jaw Press (9) onto the body (10). 2. Reibungsfesthalteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringspannfedern (6) mit den Haltebacken (9) mittels eines Stützrings (8) radial verschieblich im Elektromagneten gehalten sind.2. Friction retention device according to claim 1, characterized characterized in that the ring tension springs (6) with the holding jaws (9) are radially displaceable by means of a support ring (8) are held in the electromagnet. 3. Reibungsfesthalteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ankerscheibe (4) über eine mit ihr starr verbundene Scheibe (7), die insbes. an der Innenbohrung eine Schräge (13) aufweist, auf die Ringspannfedern wirkt.3. Friction retaining device according to claim 1 or 2, characterized in that the armature disk (4) Via a disk (7) rigidly connected to it, which especially has a bevel (13) on the inner bore, onto the annular tension springs works. 10581058