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Dokumentenidentifikation DE102005035169A1 16.03.2006
Titel Zweiseitig lüftende Zangenbremse
Anmelder Chr. Mayr GmbH + Co KG, 87665 Mauerstetten, DE
Erfinder Dropmann, Christoph, 87600 Kaufbeuren, DE;
Graf, Bernhard, 86899 Landsberg, DE;
Vogt, Herbert, 87665 Mauerstetten, DE
Vertreter Ruschke, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 81679 München
DE-Anmeldedatum 27.07.2005
DE-Aktenzeichen 102005035169
Offenlegungstag 16.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.03.2006
IPC-Hauptklasse F16D 59/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16D 55/224(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Es geht um eine zweiseitig lüftende Zangenbremse zum Angriff an einer rotierenden abzubremsenden Scheibe in Antrieben von Industrieanlagen, Liftanlagen, Seilbahnantrieben und dergleichen,
- mit einem in die Bremse integrierten Elektromagneten (1) aus Spulenträger und Magnetspule zum Lüften der Bremse
- und mit wenigstens einer mit dem Elektromagneten (1) zusammenwirkenden Ankerscheibe (3) auf der einen Seite des Elektromagneten (1), die von im Elektromagneten angeordneten Druckfedern (8) von diesem axial weggedrückt wird und mit einem Reibbelag (4) zum Angriff an der einen Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe (5) versehen ist,
- wobei die Bremse am Umfang der abzubremsenden Scheibe (5), diese U-förmig umgreifend, gelagert ist und der der anderen Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe (5) gegenüberliegende Teil der Bremse ebenfalls mit einem Reibbelag (6) versehen ist. Um ein Schleifen der Bremse an der Bremsscheibe und vorzugsweise auch eine redundante Bremswirkung zu erzielen, wird vorgeschlagen,
- dass eine weitere Ankerscheibe (2) auf der anderen Seite des Elektromagneten (1) vorgesehen ist, die von im Elektromagneten (1) angeordneten Druckfedern (7) von diesem axial entgegengesetzt weggedrückt wird,
- und dass diese weitere Ankerscheibe (2) mit einem radial außerhalb der abzubremsenden Scheibe (5) angeordneten, axial verlaufenden Steg (21) verbunden ist, der mit einem die andere Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe (5) hintergreifenden, radial ...

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Stand der Technik in Gestalt der Zangenbremse der EP 0 997 660 A2 der Anmelderin. Eine derartige Zangenbremse wird im Oberbegriff des Patentanspruches 1 als bekannt vorausgesetzt. Es handelt sich um eine sogenannte „Ruhestrombremse", d. h. bei abgeschaltetem oder ausbleibendem Strom wird die Bremsung ausgelöst, und zwar mit Hilfe der Kraft von mehreren in der Bremse angeordneten Druckfedern, die beim Einschalten des Stromes durch die Wirkung einer elektromagnetischen Anziehungskraft zusammengedrückt werden.

Eine Zangenbremse ist eine Teilbelag-Federdruckbremse zum Abbremsen einer rotierenden Scheibe, wie einer Seiltrommel einer Liftanlage oder dergleichen, und zwar mit einem in die Bremse integrierten Elektromagneten aus Spulenträger und Magnetspule zum Lüften bzw. Lösen der Bremse, sowie mit einer mit dem Elektromagneten zusammenwirkenden Ankerscheibe, die von im Spulenträger angeordneten Druckfedern von dem Spulenträger axial weggedrückt wird. Diese bekannte Zangenbremse zeichnet sich dadurch aus, daß die Bremse am Umfang der abzubremsenden Scheibe oder Seiltrommel diese U-förmig umgreifend parallel zur Achse der abzubremsenden Scheibe verschieblich schwimmend gelagert ist, wobei der der einen Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe zugewandte Teil der Bremse mit einem mit der Stirnfläche der Scheibe in Kontakt bringbaren Reibbelag versehen ist und der der anderen Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe gegenüberliegende Teil der Bremse die mit einem Reibbelag versehene Ankerscheibe der elektromagnetisch lüftenden Federdruckbremse ist.

Wenn diese bekannte Bremse gelüftet, d. h. wenn die Bremsung gelöst wird bzw. wenn die Bremse freimacht, kann durch die verschieblich schwimmend gelagerte Ausführung ein Schleifen erfolgen, welches zu starken Geräuschen, zur Erwärmung und zur Abnützung an der Bremse führt.

Hiernach ist es die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, die gattungsgemäße Zangenbremse derart weiterzubilden dass sie nach dem Freimachen/Lüften nicht an der Bremsscheibe schleift.

Vorzugsweise soll die Zangenbremse auch derart verbessert werden, daß sie beim Verklemmen einer Ankerscheibe trotzdem ein Drehmoment zur Bremsung aufbringt und somit eine Zweikreisbremse wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Verschiedene mögliche Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:

1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Bremse, die auf einem oder mehreren von einer Anbauwand oder einem Motorgehäuse ausgehenden Bolzen axial feststehend gelagert ist und als Ganzes die abzubremsende Scheibe U-förmig umgreift;

1A die gleiche Bremse längs Linie C-C in 1 gesehen;

2 eine prinzipielle Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremse in einer Ansicht ähnlich derjenigen der 1, wobei die Bremse allerdings auf dem/n Bolzen axial verschieblich gelagert ist;

3, 3A, 4 und 5 ebenfalls in prinzipieller Darstellung verschiedene mögliche Ausführungsformen für die Gestaltung des Elektromagneten der erfindungsgemäßen Bremse.

Nach der Ausführungsform der 1 und 1A ist der zentrale Elektromagnet 1 so ausgeführt, daß er zu beiden Seiten je eine von Druckfedern auswärts beaufschlagte Ankerscheibe 2, 3 hat. Die der abzubremsenden Scheibe 5 zugewandte Ankerscheibe 3 trägt einen Reibbelag 4, mit dem sie auf diese Scheibe 5 drücken kann. Die Bremse ist insgesamt so ausgeführt, daß sie mit ihrem Elektromagneten 1 auf einem oder mehreren von der Anbauwand oder dem Motorgehäuse 22 ausgehenden Bolzen 11 axial feststehend gelagert ist und als Ganzes die abzubremsende Scheibe U-förmig umgreift Die von der abzubremsenden Scheibe 5 abgewandte Ankerscheibe 2 ist so ausgeführt, daß sie die abzubremsende Scheibe 5 über einen radial außen liegenden und sich axial erstreckenden Steg 21 und einen sich daran anschließenden, radial verlaufenden Reibflansch 23 hintergreift und so mit einem Reibbelag 6 auf die abzubremsende Scheibe 5 drücken kann. Durch diesen U-förmigen Aufbau ist gewährleistet, daß bei bestromtem Elektromagneten 1 die Reibbeläge 4 und 6 von der abzubremsenden Scheibe 5 abgehoben werden und letztere ohne störendes Schleifen frei drehen kann. Bei abgeschaltetem Elektromagneten wird die Kraft der Druckfedern 7 und 8 oder 20 über die Ankerscheiben 2 und 3 und die Reibbeläge 4 und 6 auf die abzubremsenden Scheibe 5 geleitet, so daß eine abbremsende Reibkraft entsteht.

Die zweite Ausführungsform nach der 2 funktioniert im Prinzip ebenso wie die erste Ausführungsform, allerdings sind noch einige technische Ergänzungen vorgenommen, die sich auf eine Verbesserung der Zentrierung der Bremse auf die abzubremsende Scheibe bei auf den Bolzen 11 axial verschieblich gelagertem Elektromagneten auswirken:

Der Elektromagnet 1 ist also in dieser Ausführungsform axial verschieblich auf dem Bolzen 11 gelagert, außerdem sind konzentrisch angeordnete, z.B. ringförmige federnde Elemente 24 etwa aus Kunststoff zwischen Elektromagnet 1 und beiden Ankerscheiben 2 und 3 plaziert, die sicherstellen, daß die Luftspalte 9 und 10 zwischen dem Elektromagneten 1 und den beiden Ankern 2 und 3 immer etwa gleich groß sind. So können axiale Positionsänderungen der abzubremsenden Scheibe 5 (z. B. durch Beladungsänderung eines Aufzugs) ausgeglichen werden und es ist sichergestellt, daß die Bremse beim Lüften, d. h. Freimachen, die abzubremsende Scheibe 5 schleiffrei freigibt, ohne daß sehr große Luftspalte 9 und 10 an den Bremsbelägen vorgesehen werden müssen. Kleine Luftspalte 9 und 10 an den Bremsbelägen bringen Vorteile beim Dämpfen der Schaltgeräusche der Bremse.

Fällt nur eine Ankerscheibe, z. B. Ankerscheibe 3 beim Abschalten des Elektromagneten ab, so fällt sie so weit ab, bis sich der Reibbelag 4 an der abzubremsenden Scheibe 5 abstützt, und verschiebt dann den gesamten Elektromagneten 1 mit Ankerscheibe 2 so weit, bis auch der Reibbelag 6 an der abzubremsenden Scheibe 5 anliegt. Durch diesen Aufbau der Bremse entsteht auch in diesem Fall die volle Anpreßkraft zwischen Reibbelägen 4 und 6 und abzubremsender Scheibe 5. Es wird also das volle Bremsmoment erzeugt. Dieses Konzept erfüllt alle Forderungen der Zweikreisigkeit bei Sicherheitsbremsen, gleichzeitig wird bei zwei intakten Bremskreisen als auch bei nur einem wirksamen Bremskreis das gleiche volle Bremsmoment erzeugt.

Die Druckfedern 7 und 8 haben eine sehr flache Federkennlinie, so daß bei einem Federkraftunnterschied die Luftspalte 25 und 26 zu beiden Seiten des Elektromagneten 1 sehr unerschiedlich ausfallen können.

Die federnden Elemente 24 sind hingegen so ausgeführt, daß sie bei abgefallener, d.h. bremsender Bremse eine relativ geringe abstoßende Kraft zwischen den Ankerscheiben 2, 3 und dem Elektromagneten 1 ausüben, die Steifigkeit ist im Verhältnis zu den Druckfedern 7, 8 oder 20 so groß bemessen, daß bei einem Unterschied der beiden Luftspalte 25 und 26 eine resultierende Kraft auf den Elektromagneten 1 entsteht, die bewirkt, daß der Elektromagnet 1 bei elektromagnetisch gelüfteter Bremse so verschoben wird, daß sich die beiden Luftspalte 25 und 26 sehr weitgehend angleichen und die Bremse damit wieder auf die Scheibe 5 zentriert ist.

Dieses erfindungsgemäße Konzept der zwei voranstehend erläuterten Ausführungsformen eröffnet für die Befestigung des Elektromagneten 1 auf den Bolzen 11 also zwei Möglichkeiten. Entweder wird er fest an einer Position gehalten, d. h. mit dem Bolzen 11 fest verbunden, oder er ist parallel zur Achse der abzubremsenden Scheibe verschieblich auf dem Bolzen 11 gelagert.

Die konstruktiven Details der fixierten oder verschieblichen Lagerung des Elektromagneten auf den Bolzen 11 sind in den prinzipiellen Darstellungen der beigefügten Zeichnungen nicht gezeigt. Es kommen entweder schlichte Gleitlager oder eine einfache Klemmung oder vergleichbare Mittel in Betracht.

Die Vorteile der fixierten Anordnung des Elektromagneten sind insgesamt darin zu sehen, daß beide Bremsbeläge von der Scheibe abgehoben werden und kein Schleifen an der abzubremsenden Scheibe entstehen kann.

Im Falle der verschieblichen Anordnung des Elektromagneten 1 ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß eine Zweikreisbremse gegeben ist, jedoch ein Schleifen nach Lüften der Bremse, z. B. durch Vibrationen, nicht ganz auszuschließen ist.

Wenn der Elektromagnet 1 auf den Bolzen 11 fest montiert wird, dann wird die Position des Elektromagneten 1 so auf die axiale Position der abzubremsenden Scheibe 5 abgestimmt, daß gewährleistet ist, daß beim Lüften der Bremse zu beiden Seiten der abzubremsenden Scheibe 5 ein ausreichend großer Luftspalt 9 und 10 entsteht, daß die Scheibe selbst bei Taumelbewegungen nicht an den Reibbelägen 4 und 6 schleift.

Wenn andererseits der Elektromagnet auf den Bolzen verschieblich angeordnet ist, dann wird eine Zangenbremse geschaffen, welche nicht schleift und zusätzlich ein redundantes Bremssystem hat, um beim Verklemmen einer Ankerscheibe trotzdem ein Drehmoment zur Bremsung aufbringt. Ein Schleifen könnte durch ein ungewolltes Bewegen der Bremse auf dem Bolzen oder axiales Bewegen der Scheibe entstehen.

Für die Gestaltung des Elektromagneten 1 sind nach den 3, 3A, 4 und 5 mehrere Ausführungen denkbar:

Nach den 3 und 3A ist der Elektromagnet 1 Rücken an Rücken mit einem Verbindungssteg 12 in der Mitte und mit zwei Magnetspulen 13 und 14 ausgebildet;

Nach 4 sind der Innen- und der Außenpol des Elektromagneten 1 über einen seitlich liegenden Steg 15 miteinander verbunden, der aus unmagnetischem Material gefertigt ist, wobei eine Magnetspule 16 vorgesehen ist;

Nach 5 sind der Innenpol 17 und der Außenpol 19 voneinander entkoppelt, wobei der Innenpol 17 an einer der beiden Ankerscheiben 2, 3 fixiert und die Magnetspule 18 mit dem Innenpol 17 oder dem Außenpol 19 verbunden ist.

1Elektromagnet 2Linke Ankerscheibe 3Rechte Ankerscheibe 4Linker Reibbelag 5Abzubremsende Scheibe 6Rechter Reibbelag 7Druckfeder 8Druckfeder 9Luftspalt am Reibbelag 4 10Luftspalt am Reibbelag 6 11Bolzen 12Mittiger Verbindungssteg 13Magnetspule 14Magnetspule 15Seitlicher Verbindungssteg 16Magnetspule 17Innenpol 18Magnetspule 19Außenpol 20Druckfeder 21Steg 22Anbauwand (z. B. Motorgehäuse) 23Reibflansch 24Federndes Element, vorzugsweise ringförmiger Kunststoff 25Linker Luftspalt am Elektromagneten 26Rechter Luftspalt am Elektromagneten

Anspruch[de]
  1. Zangenbremse zum Angriff an einer rotierenden abzubremsenden Scheibe in Antrieben von Industrieanlagen, Liftanlagen, Seilbahnantrieben und dergleichen,

    – mit einem in die Bremse integrierten Elektromagneten (1) aus Spulenträger und Magnetspule zum Lüften der Bremse,

    – und mit wenigstens einer mit dem Elektromagneten (1) zusammenwirkenden Ankerscheibe (3) auf der einen Seite des Elektromagneten (1), die von im Elektromagneten angeordneten Druckfedern (8) von diesem axial weggedrückt wird und mit einem Reibbelag (4) zum Angriff an der einen Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe (5) versehen ist,

    – wobei die Bremse am Umfang der abzubremsenden Scheibe (5) diese U-förmig umgreifend gelagert ist und der der anderen Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe (5) gegenüberliegende Teil der Bremse ebenfalls mit einem Reibbelag (6) versehen ist,

    dadurch gekennzeichnet,

    – dass eine weitere Ankerscheibe (2) auf der anderen Seite des Elektromagneten (1) vorgesehen ist, die von im Elektromagneten (1) angeordneten Druckfedern (7) von diesem axial entgegengesetzt weg gedrückt wird,

    – und dass diese weitere Ankerscheibe (2) mit einem radial außerhalb der abzubremsenden Scheibe (5) angeordneten, axial verlaufenden Steg (21) verbunden ist, der mit einer die andere Stirnfläche der abzubremsenden Scheibe (5) hintergreifenden, radial verlaufenden Reibflansch (23) verbunden ist, die den Reibbelag (6) trägt.
  2. Zangenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (1) fest an einen Anbau (Bremsengehäuse 22 und Bolzen 11) montiert ist und sich axial nicht verschieben läßt.
  3. Zangenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (1) an einen Anbau (Bremsengehäuse 22 und Bolzen 11) montiert ist und parallel zur Achse der Scheibe (5) axial verschieblich schwimmend gelagert ist.
  4. Zangenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie federnde Elemente beinhaltet, die sicherstellen, dass der Elektromagnet (1) zu beiden Seiten etwa gleich große Luftspalte hat, die durch zwischen Elektromagnet (1) und Ankerscheiben (2 bzw. 3) eingelegte federnde Ringe mit sehr steiler Federkennlinie bestimmt werden.
  5. Zangenbremse nach einem der voranstehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (1) Rücken an Rücken mit einem Verbindungssteg (12) in der Mitte und mit zwei Magnetspulen (13, 14) ausgebildet ist.
  6. Zangenbremse nach einem der voranstehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innen- und der Außenpol des Elektromagneten (1) über einen seitlich liegenden Steg (15) miteinander verbunden sind, der aus unmagnetischem Material gefertigt ist, wobei eine Magnetspule (16) vorgesehen ist.
  7. Zangenbremse nach einem der voranstehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenpol (17) und der Außenpol (19) voneinander entkoppelt sind, wobei der Innenpol (17) an einer der beiden Ankerscheiben (2, 3) fixiert und die Magnetspule (18) mit dem Innenpol (17) oder dem Außenpol (19) verbunden ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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