DE102011006900A1

DE102011006900A1 - Elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung

Info

Publication number: DE102011006900A1
Application number: DE201110006900
Authority: DE
Inventors: Matthias Glomm; Clemens Witt; Wolfgang Wollers
Original assignee: GKN Stromag AG
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2031-04-07
Also published as: DE102011006900B4

Abstract

1. Elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung. 2.1. Eine elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung mit einer relativ zu einer Bremsen- oder Kupplungsdrehachse axial verlagerbaren Brems- oder Kupplungsscheibe, die drehschlüssig mit einem Bremsen- oder Kupplungsteil verbunden ist, ist bekannt. 2.2. Erfindungsgemäß ist ein Stützring koaxial zu der Bremsen oder Kupplungsdrehachse an dem Bremsen- oder Kupplungsteil angeordnet, auf dem die Brems- oder Kupplungsscheibe bei senkrechtem Einbau der Federdruckbremse oder -kupplung aufliegt. 2.3. Einsatz für Maschinen und Anlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung mit einer – relativ zu einer Bremsen- oder Kupplungsdrehachse – axial verlagerbaren Brems- oder Kupplungsscheibe, die drehschlüssig mit einem Bremsen- oder Kupplungsteil verbunden ist.
Einer derartige elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung ist allgemein bekannt. Die bekannte Bremse oder Kupplung weist einen mit einer elektromagnetischen Spule versehenen Spulenkörper mit einer axial verlagerbaren Ankerscheibe auf. Auf die Ankerscheibe wirken mehrere, über den Umfang der Ankerscheibe verteilt angeordnete Schraubendruckfedern, um die Ankerscheibe gegen eine ebenfalls begrenzt axial verlagerbare Brems- oder Kupplungsscheibe zu pressen. Ein axial fester Brems- oder Kupplungsflansch begrenzt die axiale Beweglichkeit der Brems- oder Kupplungsscheibe, wobei eine durch die Schraubendruckfedern bewirkte Axialverlagerung der Ankerscheibe dazu führt, dass die Ankerscheibe die Brems- oder Kupplungsscheibe gegen den Brems- oder Kupplungsflansch presst und so die gewünschte Bremswirkung oder Drehmomentübertragung erzielt. Die bekannte Federdruckbremse oder -kupplung weist eine im Funktionszustand etwa horizontale Bremsen- oder Kupplungsdrehachse auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei einem Einbau mit senkrecht ausgerichteter Bremsen- oder Kupplungsdrehachse eine einwandfreie Funktion ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Stützring koaxial zu der Bremsen- oder Kupplungsdrehachse an dem Bremsen- oder Kupplungsteil angeordnet ist, auf dem die Brems- oder Kupplungsscheibe bei senkrechtem Einbau der Federdruckbremse oder -kupplung aufliegt. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, die Federdruckbremse oder -kupplung sowohl in horizontaler Ausrichtung als auch in vertikaler Ausrichtung zu betreiben. Der Stützring gewährleistet, dass bei vertikalem, d. h. senkrechtem Bremsen- oder Kupplungseinbau die Brems- oder Kupplungsscheibe nicht permanent auf dem axial benachbarten Bremsen- oder Kupplungsabschnitt wie insbesondere einer Ankerscheibe aufliegt. Durch den Stützring bleibt die Brems- oder Kupplungsscheibe auch bei senkrechtem Einbau zu dem benachbarten Brems- oder Kupplungsabschnitt wie insbesondere der Ankerscheibe oder einem Brems- oder Kupplungsflansch beabstandet.
In bevorzugter Weise ist der Bremsen- oder Kupplungsteil eine innenliegende Bremsen- oder Kupplungsnabe, auf der die Brems- oder Kupplungsscheibe koaxial aufsitzt und mittels entsprechender Axialverzahnungen längs der Brems- oder Kupplungsnabe verschiebbar ist.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Stützring axial verlagerbar gelagert und in einer axialen Stützrichtung mit einer Federkraft beaufschlagt, die wenigstens dem Betrag der Gewichtskraft der Brems oder Kupplungsscheibe entspricht. Dadurch kann der Stützring die Brems- oder Kupplungsscheibe bei senkrechtem Einbau der Bremse oder Kupplung tragen. Vorzugsweise ist die Federkraft derart auf den Betrag der Gewichtskraft der Brems- oder Kupplungsscheibe abgestimmt, dass die Federkraft bei senkrechtem Bremseneinbau die Brems- oder Kupplungsscheibe im Gleichgewicht hält. Die Federkraft wird durch eine Federanordnung aufgebracht, die vorzugsweise mehrere, über den Umfang des Bremsen- oder Kupplungsteiles verteilt angeordnete Schraubendruckfedern umfasst.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind dem Stützring insbesondere manuell bedienbare Stellmittel zugeordnet, die den Stützring zwischen einer Ruhestellung für einen waagrechten Einbau der Federdruckbremse oder -kupplung und einer Funktionsstellung für einen senkrechten Einbau der Federdruckbremse oder -kupplung verlagern. Bei waagrechtem Einbau wird der Stützring durch die Stellmittel in seine Ruhestellung überführt und in dieser Ruhestellung arretiert gehalten, um die freie Axialbeweglichkeit der Brems- oder Kupplungsscheibe nicht zu behindern. Die Stellmittel weisen sowohl Verstell- als auch Arretierungsfunktion für den Stützring auf. In der Funktionsstellung geben die Stellmittel den Stützring frei, so dass er insbesondere durch Federkraft in seine die Brems- oder Kupplungsscheibe im Gleichgewicht haltende Funktionsstellung beweglich ist. Die Stellmittel wirken. bei der Überführung des Stützringes aus der Funktionsstellung in die Ruhestellung gegen die Federkraft, so dass eine entsprechende Federanordnung in der Ruhestellung des Stützringes vorgespannt ist und durch die Arretierfunktion der Stellmittel in dieser vorgespannten Stellung gehalten wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
1 zeigt in einem Längsschnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federdruckbremse,
2 in vergrößerter Darstellung einen. Ausschnitt der Federdruckbremse nach 1 bei senkrechtem Bremseneinbau und
3 den Ausschnitt der Federdruckbremse nach 2, jedoch bei waagrechtem Bremseneinbau.
Eine elektromagnetische Federdruckbremse 1 nach den 1 bis 3 weist eine Bremsennabe 2 auf, die in einem Bremsengehäuse 3 um eine Bremsendrehachse D drehbeweglich gelagert ist. In dem Bremsengehäuse 3 ist ein Spulenkörper 4 angeordnet, der ringförmig gestaltet ist und eine ringförmige elektromagnetische Spule 5 umschließt. Die elektromagnetische Spule 5 ist in einer zu einer axialen Stirnseite hin offenen Ringnut des Spulenkörpers 4 integriert. Benachbart zu dieser Stirnseite des Spulenkörpers 4 ist eine Ankerscheibe 6 angeordnet, die koaxial zur Bremsendrehachse D ausgerichtet ist und über entsprechende Axialführungen relativ zum Spulenkörper 4 – ebenfalls auf die Bremsendrehachse D bezogen – axial verschiebbar gelagert ist. Auf die Ankerscheibe 6 wirken mehrere über den Umfang der Ankerscheibe 6 verteilt angeordnete Schraubendruckfedern F, die in dem Spulenkörper 4 abgestützt sind. Der Spulenkörper 4 ist gemeinsam mit dem Bremsengehäuse 3 koaxial zur Bremsendrehachse D fest angeordnet. Dabei ist das Bremsengehäuse 3 in nicht näher bezeichneter Weise an ein entsprechendes Maschinengehäuse (linke Seite in 1) angeflanscht.
Die Bremsennabe 2 ist über einen Teilabschnitt ihres Außenumfangs mit einer axialen Außenverzahnung 10 versehen, auf der eine Bremsscheibe 7 mittels einer axialen Innenverzahnung 9 – relativ zur Bremsendrehachse D – axial verschiebbar und drehfest angeordnet ist. Die Bremsscheibe 7 weist an ihren gegenüberliegenden axialen Stirnseiten jeweils eine Reibbelaganordnung auf, von denen die eine der Ankerscheibe 6 und die andere einem Bremsflansch 8 des Bremsengehäuses 3 zugeordnet ist. Der Bremsflansch 8 schließt auf der zur Ankerscheibe 6 gegenüberliegenden axialen Stirnseite der Bremsscheibe 7 axial an die Bremsscheibe 7 an. Die Bremsscheibe 7 ist demzufolge auf der einen axialen Stirnseite durch die Ankerscheibe 6 und auf der anderen axialen Stirnseite durch den Bremsflansch 8 in ihrer axialen Beweglichkeit begrenzt.
Der Bremsscheibe 7 ist auf ihrer der Ankerscheibe 6 zugewandten axialen Stirnseite ein Stützring 11 zugeordnet, der auf dem Außenumfang der Bremsennabe 2 axial verschiebbar gelagert ist. Der Stützring 11 weist einen U-förmigen Querschnitt auf, wodurch eine radial nach außen abragende Ringscheibe gebildet ist, die an ihrem Außenumfang eine axial zur Bremsscheibe 7 abragende Ringschulter umfasst. Die Ringschulter des Stützringes 11 stützt die Bremsscheibe 7 gemäß 2 bei senkrechtem Einbau der Federdruckbremse 1.
Auf die zur Ringschulter gegenüberliegende axiale Stirnfläche des Stützringes 11 wirkt eine Federanordnung in Form einer Schraubendruckfederanordnung 12, die mehrere, über den Umfang der Bremsennabe 2 verteilt angeordnete und axial ausgerichtete Schraubendruckfedern um fasst. Die Schraubendruckfedern 12 sind gemeinsam in einem die Bremsennabe 2 koaxial umschließenden, ringförmigen Federgehäuse 13 gehalten und abgestützt. Das Federgehäuse 13 ist über einen Axialsicherungsring 14 axial gestützt, der in einer Ringnut eines Außenmantels der Bremsennabe 2 eingerastet ist. Die Ringschulter des Stützringes 11 überragt die axiale Außenverzahung 10 der Bremsennabe 2 radial geringfügig. Die axiale Außenverzahnung 10 der Bremsennabe 2 ist auf einem Ringabschnitt der Bremsennabe 2 vorgesehen, der einstückiger Teil der Bremsennabe 2 ist und gegenüber einem benachbarten Außenmantel der Bremsennabe 2 radial nach außen abgesetzt ist. Dadurch bildet eine ringförmige Stirnfläche des abgesetzten Ringabschnittes der Bremsennabe 2 eine Anschlagschulter für den Stützring 11, so dass der Stützring 11 verliersicher zwischen dieser Anschlagschulter und den Schraubendruckfedern 12 bzw. dem Federgehäuse 13 gelagert ist.
Die Federkraft der Schraubendruckfedern 12 ist derart bemessen, dass der Stützring 11 die Bremsscheibe 7 bei senkrechtem Bremseneinbau (2) in stützendem Gleichgewicht hält. Dadurch wird verhindert, dass die Bremsscheibe 7 bei senkrechtem Bremseneinbau permanent auf der feststehenden Ankerscheibe 6 aufliegt und durch ihr Eigengewicht in gelüftetem Zustand der Federdruckbremse 1 Verschleißerscheinungen zwischen Bremsscheibe 7 und Ankerscheibe 6 bewirkt.
Um bei waagrechtem Bremseneinbau zu verhindern, dass die Bremsscheibe 7 durch den Stützring 11 permanent gegen den Bremsflansch 8 gedrückt wird, wird der Stützring 11 bei waagrechtem Bremseneinbau durch Stellmittel 15 in eine axial am Federgehäuse 13 anliegende Ruhestellung überführt (3). Die Stellmittel 15 umfassen wenigstens zwei über den Umfang der Bremsennabe 2 verteilt angeordnete Gewindebolzen 17, die in achsparallel zur Bremsendrehachse D verlaufenden Gewindebohrungen 16 der Bremsennabe 2 und insbesondere ihres radial abragenden Ringabschnittes eingeschraubt sind. Die Gewindebolzen 17 sind an einem Stirnende mit Werkzeugangriffsflächen versehen, die bei der Ausführungsform nach den 2 und 3 innenliegend ausgeführt. sind. Das gegenüberliegende Stirnende des Gewindebolzens 17 weist eine Stützspitze auf, die axial gegen den Stützring 11 gepresst wird. Dem Gewindebolzen 17 ist zusätzlich noch eine Kontermutter 18 zugeordnet, die ein unbeabsichtiges Lösen des Gewindebolzens 17 verhindert.
Zur Überführung des Stützringes 11 aus der Funktionsstellung gemäß 2 in die Ruhestellung nach 3 wird in einfacher Weise der Gewindebolzen 17 nach dem Lösen der Kontermutter 18 in die Gewindebohrung 16 eingeschraubt, bis die Stützspitze auf der der Kontermutter 18 gegenüberliegenden Stirnseite der Gewindebohrung 16 axial austritt. Bei einem weiteren Einschrauben des Gewindebolzens 17 kommt die Stützspitze in Anlage mit dem Stützring 11 und drückt den Stützring 11 axial gegen das Federgehäuse 13. Durch axiale Sicherung der Kontermutter 18 an dem Ringabschnitt der Bremsennabe 2 ist die Ruhestellung des Stützringes 11 arretiert. Das Außengewinde des Gewindebolzens 17 und das korrespondierende Innengewinde der Gewindebohrung 16 sind im Übrigen selbsthemmend ausgeführt, so dass die Sicherung durch die Kontermutter 18 lediglich dazu dient, bei Vibrationen im Bremsenbetrieb ein unbeabsichtigtes Lösen des Gewindebolzens 17 zu verhindern. In der in 3 dargestellten Ruhestellung des Stützringes 11 sind die Schraubendruckfedern 12 innerhalb des Federgehäuses 13 unter Vorspannung gebracht, so dass bei einem erneuten Lösen der Gewindebolzen 17 der Stützring 11 automatisch wieder durch die Federkraft der Schraubendruckfedern 12 in Richtung der Bremsscheibe 7 verschoben wird. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist statt mehrerer Gewindebolzen ein koaxial auf einem Außengewinde der Brems- oder Kupplungsnabe aufsitzender Stellring vorgesehen, der mit einem zum Außengewinde korrespondierenden Innengewinde versehen ist und so durch Schraubbewegungen axial verstellbar ist und durch Anlage am Stützring den Stützring in seine Ruhestellung überführen kann.
Bei Beaufschlagung der elektromagnetischen Spule wird die Bremsscheibe 7 in Richtung der Ankerscheibe 6 gegen die Druckkraft der Federanordnung F und der Schraubendruckfedern 12 gezogen, so dass die Bremsscheibe 7 gelüftet wird.

Claims

Elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung mit einer – relativ zu einer Bremsen- oder Kupplungsdrehachse (D) – axial verlagerbaren Brems- oder Kupplungsscheibe (7), die drehschlüssig mit einem Bremsen- oder Kupplungsteil (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützring (11) koaxial zu der Bremsen- oder Kupplunsdrehachse (D) an dem Bremsen- oder Kupplungsteil (2) angeordnet ist, auf dem die Brems- oder Kupplungsscheibe (7) bei senkrechtem Einbau der Federdruckbremse (1) oder -kupplung aufliegt.
Elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (11) axial verlagerbar gelagert ist und in einer axialen Stützrichtung mit einer Federkraft beaufschlagt ist, die wenigstens dem Betrag der Gewichtskraft der Brems- oder Kupplungsscheibe (7) entspricht.
Elektromagnetische Federdruckbremse oder -kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stützring (11) insbesondere manuell bedienbare Stellmittel (15) zugeordnet sind, die den Stützring (11) zwischen einer Ruhestellung für einen waagrechten Einbau der Federdruckbremse oder -kupplung und einer Funktionsstellung für einen senkrechten Einbau der Federdruckbremse oder -kupplung verlagern.