WINKLER UWE (DE)
KEMMEL PATRICE JEAN (DE)
PRAUSE DIETER (DE)
| US2695687A | 1954-11-30 | |||
| US4718523A | 1988-01-12 | |||
| EP0146783A2 | 1985-07-03 | |||
| US2650682A | 1953-09-01 | |||
| DE2103448A1 | 1972-08-17 |
| 1. | Elektromagnetische Einscheibεnbrεmsε zum kraftschlüssigεπ Kuppeln zweier gegeneinander drehbarer Teile, enthaltεnd εinεn mit dεm εiπεm Teil drehfest verbundenen Elektromagneten mit einem Joch mit zwei beidseitig einer Spule angeordneten Polschenkeln, denen auf einer Seitε eine mit dem anderen Teil drehfest, jedoch axial bewεglich verbundene, einen Anker für den Elektromagnetεn bildende Bremsscheibε gεgeπüberstεht, und mit εiπer Jochplatte auf der der Bremsscheibe abgewandten Seite der Polschenkel im magnetischen Kreis des Elektromagπεteπ, d a d u r c h g e k ε π n z ε i c h π ε t , daß die Bremsscheibε (2) rückstεllkraftlos auf dεm siε tragεndεn Teil (5) gehalten ist, daß zwischen wenigstens einem der Polschεnkel (11, 12) und der Jochplattε (14) εiπ schmalεr Spalt ausgebildet ist, in welchem sich ein Material (16) hohen magnetischen Widerstandes befindet. |
| 2. | Bremse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k ε n π z e i c h π e t , daß das Material Luft ist. |
| 3. | Bremse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spalt von einer Folienscheibe (16) ausgefüllt ist. Bremse nach einem der vorhergεhεnden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spalt εine Breite bzw. |
| 4. | die Folienscheibε (16) εinε Dicke von 0,1 bis 0,2 mm aufweisen. |
| 5. | Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Magπetspule (13) eine Ringspule ist, die zwischen zwei zylindrischen Polscheπkelπ (11", 12) aπgeordπεt ist, und die Jochplatte (14) krεisförmig ist und eine Bohrung aufweist, die von einer die Brεmsscheibe (2) tragεnden Welle (7) durchdrungen ist. |
| 6. | Bremse nach den Ansprüchen 3 und 5, d a d u r c h g e k e π n z ε i c h π e t , daß die Folieπscπεibε (16) εiπεπ größεrεn Außeπdurchmessεr hat, als dεr äußere Polschenkεl (11) dεs Elektro agnetεn (1) . |
Elektromagnetische EinScheibenbremse
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Einscheibeπbre se nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Eiπscheibenbremseπ sind allgemein bekannt und werden in elektrischen Geräten, in denen umlaufende Teile wahlweise abgebremst werden sollen, als Bremsen verwendet. Sind beide durch elektromagnetische Wirkung kuppelbare Teile drehbar, ist die Bremse als Kupplung zu bezeichnen.
Die den Anker bildende Bremsscheibe ist bei solchen
Bremsen üblicherweise mit Rückstellfedern versehen, um bei inaktiver Bremse, d. h. im aberregten Zustand des Elektromagneten, einen Abstand zwischen der Bremsscheibe und den gegenüberstehenden Teilen des Elektromagneten zu erzeugen, der ein absolutes Freilaufen der beiden Teile sicherstellt und somit Verschleiß mindert.
Diese Rückstellfedern erzeugen natürlich einen gewissen Spalt zwischen der Bremsscheibe und den gegenüberstehenden Teilen des Elektromagneten, der mit zunehmender Abnutzung der Teile im Laufe der Zeit zunimmt, so daß die elektromagnetische Kraft des Elektromagneten unter Umständen nicht mehr ausreicht, die Bremsscheibe an den Magneten heranzuziehen. Es kommt zum Ausfall, der durch Nachstellen der Bremse beseitigt werden muß. Außerdem wird die Bremsscheibe beim Anlegen der Bremse, d. h. beim Erregen des Elektromagneten, so stark beschleunigt, daß sie mit hoher Kraft und entsprechendem, knallenden Geräusch auf den
Elektromagneten oder einem daran angebrachten Bremsbelag auftrifft. Diese Geräusche sind äußerst störend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die Schaltgeräusche im Betrieb wεitestgeheπd. vermeider und gegen vorzeitigen Abrieb gesichert ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Untεransprüche.
Demgemäß ist die Bremsscheibe auf dem sie tragenden Teil, beispielsweise einer Welle oder Ankerπabe ohne Rückstellkraft axial beweglich gehalten, so daß der Elektromagnet bei Erregung keine Rückstellkraft überwinden muß. Die Scheibe kann dem benachbarten Elektromagneten ohne merklichen Luftspalt gegenüberstehen, wobei durch den Spalt im Joch des Elektromagneten sichergestellt ist, daß die durch Restmagπetismus hervorgerufene Magnetkraft im unerregten Zustand des Elektromagneten soweit herabgesetzt ist, daß die Bremsscheibe durch diese nicht gegen den Elektromagneten gezogen wird. Dieser Spalt ist andererseits ausreichend schmal, daß er im erregten Zustand des Elektromagneten die von ihm entwickelte Magnetkraft nicht merklich verringert.
Im unerregten Zustand dreht sich daher die Bremsscheibe mit minimalem Luftspalt gegenüber dem Elektromagneten, so daß sie in diesem Zustand gegen Verschleiß geschützt ist.
In der Praxis reicht es beispielsweise für eine Bremse, die eine Bremskraft von beispielsweise 7 Ncm hat, daß
der Spalt im Magπetjoch eine Breite von etwa 0,1 bis 0,2 mm aufweist. Dieser Spalt konnte lufterfüllt sein, für die praktische Realisierung ist es jedoch günstiger, wenn er von einer Folie aus einem Material hohen magnetischen Widerstandes ausgefüllt ist, weil dadurch die Montage vereinfacht wird. Auch kann diese Folie das Eindringen von Schmutz in den Elektromagneten verringern.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführuπgsform der Erfindung ist der Elektromagnet ringförmig ausgeführt, bestehend aus einer Riπgspule, die an ihrem inneren und äußeren Umfang von Polschenkeln umgeben ist, die auf ihrer der Bremsscheibe abgewandten Seite von einer Jochplattε abgedeckt sind, zwischen der und wenigstens einem der Polschenkel sich die genannte Folie befindet, die als Scheibe ausgeführt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite bilden die beiden Polschenkel einen Spalt zwischen sich aus, dem die Bremsscheibe gegenübersteht. In diesem Spalt kann ein Bremsbelagmaterial enthalten sein. Diese Magnetkonstruktion ist somit nach außen völlig abgeschlossen. Durch den Elektromagneten verläuft eine Welle, die die Bremsscheibe drehfest , ' jedoch ' axial beweglich trägt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstelluπg einer elektromagnetischen Einscheibeπbremse für ein Zahnriemenritzel, und
Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 im montierten Zustand in vergrößerter
Darstellung.
Man erkennt in Fig. 1 in Explosioπsdarstellung eine Einflächenbremse, bestehend aus einem ringförmigen Elektromagneten (1), der im vorliegenden Beispiel zur Montage an einem feststehenden Teil bestimmt ist, und einer drehbaren Bremsschεibe (2) , die dem Elektromagneten (1) axial gegenübersteht und die eine Bohrung mit Iππenverzahnuπg (3) aufweist, in die die Außeπverzahnung (4) einer Aπkernabe (5) eingreift, die formschlüssig mit einem Riemenzahnrit∑el (6) gekuppelt ist, das seinerseits mittels einer Keilnutverbiπdug auf einer Welle (7) drehfest angebracht ist, die den Elektromagneten (1) , die Bremsscheibe (2) , die Ankernabe (5) und das Zahπritzel (6) durchdringt. Die Ankernabe (5) und das Zahnritzel (6) sind auf der Welle (7) zwischen einem Wellenbund (8) und einer auf die Welle aufgeschraubten Spannmutter (9) in axialer Richtung verspannt. Die Spaππmutter (9) ist durch eine Kontermutter (10) gesichert.
Der Elektromagnet (1) umfaßt ein Magnetjoch mit zwei konzentrischen Polschenkeln (11 und 12) ' , zwischen denen sich eine ringförmige Magnetspule (13) befindet, und auf der der Bremsscheibe (2) abgewandten Seite eine Jochplatte (14) , die vorliegend zugleich Befestigungseinrichtuπg für den Elektromagneten (1) ist. Auf der der Bremsscheibe (2) zugewandten Seite bilden die beiden Polscheπkel (11 und 12) einen ringförmigen Spalt zwischen sich aus, in welchem ein Bremsbelag (15) angeordnet ist. Den Polschenkelπ (11 und 12) steht axial die Bremsscheibe (2) gegenüber, die auf der Verzahnung der Aπkernabe (5) in axialer Richtung beweglich ist. In Fig. 2 ist zwischen der Bremsscheibe (2) und den ihr gegenüberstehenden Polschenkeln (11 und 12) und dem
Bremsbelag (15) ein Spalt dargestellt, der möglichst klein sein sollte, um harte Schaltgeräusche beim Betätigen der Bremse zu vermeiden.
Fig. 2 zeigt, daß sich zwischen dem äußeren Polscheπkel (11) und der Jochplatte (14) ein Spalt befindet, der vorliegend von einer Folienscheibe (16) ausgefüllt ist, die aus einem Material hohen magnetischen Widerstandes besteht. Diese Folienscheibe (16) kann eine Dicke von beispielsweise 0,1 bis 0,2 mm haben und erstreckt sich vorliegend auch über die benachbarte Stirnseite der Magnetspu ' le (13). Sie weist eine Mittenbohrung auf, die an dem inneren Polschenkel (12) an dem Elektromagneten (1 zentriert ist.
Die Folienscheibe (16) definiert somit einen bestimmten Abstand zwischen der Stirnseite des äußeren Polscheπkels (11) und der Jochplatte (14) der den magnetischen Widerstand im magnetischen Kreis soweit erhöht, daß im aberregten Zustand des Elektromagneten (1) die vom Rest agπetismus auf die Brεmsscheibe (2) ausgeübte Kraft kein "Kleben" der Bremsscheibe (2) an den Polschenkeln (11 und 12) hervorrufen kann und die Bremsscheibe (-2) daher frei vor den Polschenkeln (11 und 12) steht. Andererseits aber ist die durch die Folienscheibε (16) hervorgerufεne Erhöhung des magnetischen Widerstandes so gering, daß im erregten Zustand des Elektromagneten (1) dessεn Funktion nicht bεεinträchtigt und seine aktive Bremskraft nur unwesεπtlich vermindert wird.
Die Folienscheibe (16) hat weiterhin den Vorteil, daß sie die Jochplatte (14) wenigstens mit dem äußeren Polschenkεl (11) nach Art einer Dichtung verbindet, wodurch ein staubdichter Abschluß des Elektromagneten auf seiner Rückseitε εrreicht wird, so daß sich dort
kein ferritischer Bremsabrieb absetzen und den magnetischen Widerstand beeinflussen kann. Dazu ist vorzugsweise der Durchmesser der Folieπscheibe (16) etwas größer als der Außendurchmesser des äußeren Polscheπkels (11) .