DE1226708B

DE1226708B - High-performance rapid braking device for attachment to an electric motor with an immovable armature

Info

Publication number: DE1226708B
Application number: DEL46103A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ewald Hering
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-10-16
Filing date: 1963-10-16
Publication date: 1966-10-13
Also published as: CH425980A; BE654459A

Description

Schnellbremseinrichtung hoher Leistung zum Anbau an einen Elektromotor mit Die Erfindung bezieht sich auf -eine Schnellbremseinrichtung hoher Leistung, welche an einen Elektromotor mit einem unverschiebbaren Anker und einem abgedeckten Außenlüfter angebaut ist; der mehrseitig preßbare Bremskörper dieser Einrichtung ist axial genutet und in den Nuten auf den Lüfterflügeln elastisch gehalten und axial verschiebbar. Er läuft daher mit den Lfifterflügeln um und wird beim Bremsvorgang von einem über zweiarmige Betätigungshebel bewegbaren Druckring an einen festen Grundring gedrückt.High-performance rapid braking device for attachment to an electric motor The invention relates to a high-performance quick-braking device, which to an electric motor with an immovable armature and a covered one External fan is attached; the multi-sided pressable brake body of this device is axially grooved and held elastically in the grooves on the fan blades and axially displaceable. It therefore revolves with the lifter blades and becomes active during the braking process from a pressure ring that can be moved via two-armed actuating levers to a fixed one Base ring pressed.

Bei diesem der Erfindung zugrunde liegenden bekannten Motor handelt es sich um einen Bremsmotor, welcher beim Abschalten des Motorstromes sofort stillgesetzt werden soll.In this known motor on which the invention is based acts it is a brake motor which stops immediately when the motor current is switched off shall be.

Es sind Verschiebankermotoren mit auf der Welle angebrachten Kegelreibungsbremsen bekanntgeworden. Diese Kegelreibungsbremsen weisen jedoch den Nachteil auf, daß zum Lüften der Bremse ein beträchtlicher Hub in axialer Richtung erforderlich ist, wodurch die Baulänge des Motors vergrößert wird. Es müssen dabei ferner beträchtliche Massen bewegt werden, und die Bremsung erfolgt sehr hart, was beim Einfallen der Bremse besonders unerwünscht ist.They are sliding armature motors with tapered friction brakes on the shaft known. However, these conical friction brakes have the disadvantage that A considerable stroke in the axial direction is required to release the brake, whereby the length of the engine is increased. There must also be considerable Masses are moved, and the braking is very hard, which is when the Brake is particularly undesirable.

Besonders für Motoren höherer Leistung hat sich herausgestellt, daß der Einsatz von Scheibenbremsen nur bei sehr großzügiger Dimensionierung möglich ist. Die Hintereinanderschaltung von separaten Scheibenbremsflächen ist bekannt; jedoch treten bei dieser Anordnung neben Steuerungsschwierigkeiten auch Ungleichmäßigkeiten in der Abnutzung der Bremsbeläge sowie Komplikationen bei deren Auswechslung auf.Especially for engines of higher power it has been found that the use of disc brakes is only possible with very generous dimensions is. The series connection of separate disc brake surfaces is known; however, in addition to control difficulties, there are also irregularities in this arrangement in the wear and tear of the brake pads and complications when replacing them.

Ebenso sind Anordnungen von Bremsmotoren bekanntgeworden, bei welchen mehrere voneinander getrennte Konusbremsflächen hintereinandergeschaltet sind, welche, zum Teil auch getrennt, zu einem verschiebharen Lüfter gehören. Dieses letztere Prinzip ergibt den Nachteil, daß die Verschiebung größerer Massen erforderlich wird. Auch ist ein erheblicher Aufwand an kräftigen Fremdsystem-Betätigungsmitteln (Hydraulik) notwendig, welche eine zusätzliche Vergrößerung der gesamten Anordnung erfordern. Des weiteren kommt die äußerst ungünstige Bremsbelagswartung und -erneuerung hinzu, die stets einen Abzug nicht nur des ganzen Lüfters mit allen daran hängenden Elementen notwendig macht, sondern auch jedesmal neue Dichtungsprobleme aufwirft.Also arrangements of brake motors have become known in which several separate cone braking surfaces are connected in series, which, Partly also separate, belong to a sliding fan. This latter Principle results in the disadvantage that the displacement of larger masses is necessary. There is also a considerable expenditure of powerful external system actuation means (hydraulics) necessary, which require an additional enlargement of the entire arrangement. Furthermore, there is the extremely unfavorable brake pad maintenance and renewal, which always a deduction not only of the whole fan with all elements attached to it makes necessary, but also raises new sealing problems every time.

Ein wichtiges Problem bei der Erfindung ist es, den Bremsleistungsbereich von Scheibenbremsen der eingangs aufgeführten Art bei unwesentlich erhöhtern Kraftbedarf des dabei benutzten Langhub-Lüftmagneten erheblich zu erweitern, wobei die Vorteile von Konusbremsflächen ausgenutzt werden sollen.An important problem with the invention is the braking power range of disc brakes of the type listed at the beginning with an insignificantly increased power requirement of the long-stroke solenoid used here to expand considerably, with the advantages are to be used by conical braking surfaces.

Es ergibt sich für die Erfindung somit die Aufgabe, eine Bremse für einen Motor anzugeben, deren Raumbedarf möglichst niedrig ist. Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Bremseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß ein Verbundbremskörper mit angrenzenden Konus-Scheiben- oder Konus-Konus-Bremsflächen Verwendung findet, der über einen kühlungsbegünstigten Druckring von mindestens drei gleichmäßig versetzt zueinander angeordneten überlangen Betätigungshebeln beaufschlagt wird, die, von einem Druckteller betätigbar, an diesen derart symmetrisch in einem Richtungssinn angelenkt sind, daß ihre Enden jeweils an eine entfernte Ecke des Drucktellers reichen.There is thus the object of the invention to provide a brake for specify an engine that takes up as little space as possible. This is resolved Task in a braking device of the type mentioned according to the invention in that that a composite brake body with adjacent cone-disc or cone-cone braking surfaces Is used that has a cooling-favored pressure ring of at least three evenly offset to each other arranged overlong actuating levers acted upon is, which can be actuated by a pressure plate, on these so symmetrically in one Directional sense are articulated that their ends are each at a distant corner of the Pressure plate are enough.

Mittels der gewählten Langführung und der Kraftübertragung mit drei überlangen zweiarinigen Betätigungshebeln besonderer Anlenkung wird eine derart gleichmäßige und exakte Bremskraftübertragung auf den Verbund-Bremskörper erreicht, daß auf besonders schlanke Kegel mit optimalem Konushalbwinkel von 18' übergegangen werden kann, ohne daß dabei ein harter Bremseinfall auftritt.By means of the chosen long guide and the power transmission with three overlong two-pronged actuation levers special articulation, such a uniform and exact brake force transmission to the composite brake body is achieved that it is possible to switch to particularly slim cones with an optimal cone half-angle of 18 ' without a hard brake application occurring .

Durch die Schnellbremseinrichtung nach der Erfindung wird eine wirtschaftliche, betriebssichere, wartungsarme Anordnung mit leichter Bremskörper-Austauschmöglichkeit für den deutschen Norinmotor hoher Leistung erwirkt, die die günstige Kraftentwicklung eines Bremskonus unter Vermeidung seiner Nachteile aufweist. Der Elektromotor bleibt in seiner äußeren Ausführung ein kompaktes, abgeschlossenes und robustes Gerät.The rapid braking device according to the invention is an economical, reliable, low-maintenance arrangement with easy brake body replacement option for the German Norin motor of high power, which results in the favorable development of force a brake cone while avoiding its disadvantages. The electric motor remains in its external design a compact, self-contained and robust device.

Die Erfindung wird nur in der Gesamtheit der sie kennzeichnenden Einzelmerkmale gesehen. Weitere Einzelheiten ergeben sich für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung aus der Beschreibung und der Zeichung. Es zeigt F i g. 1 einen Motor mit der erfindungsgemäßen Schnellbremseinrichtung und aufgesetzter Lüfterhaube im teilweisen. Schnitt, F i g. 2 eine Frontalansicht auf das erfindungsgemäßeBetätigu,ügssystßm bei abgenomm#inerLüfterhaube F i g. 3 bis 6 Beispiele für weitere Bremskörperformen mit aufgebrachten Reibbelägen, F i g. 7 und 8 Beispiele für Lüfterflügelansätze mit elastischer Halterung für den Bremskörper.The invention is only seen in the entirety of the individual features that characterize it. Further details of an embodiment of the invention result from the description and the drawing. It shows F i g. 1 shows a motor with the rapid braking device according to the invention and attached fan cover in part. Section, F i g. 2 shows a front view of the actuator according to the invention, with the fan cover F i g removed. 3 to 6 examples of further brake body shapes with applied friction linings, FIG . 7 and 8 examples of fan blade approaches with elastic mount for the brake body.

Nach F i g. 1 ist einem Motor mit der Welle 1 ein Lüfterrad 2 aufgesetzt, dessen einzelne Flügel 3 Ansätze 4 aufweisen. Ein Verbund-Bremskörper 5 mit einem Scheibenbremsbelag 6 und -einemKonusbremsbelag 7 ist innen mit radialen, axial verlaufenden Schlitznuten versehen und greift mit diesen Schlitznuten über die Ansätze 4. Ein solcher Verbund-Bremskörper hat die Form eines Ringes bzw. einer Scheibe. Zur elastischen Halterung auf den Ansätzen 4 weisen diese an der Ansatzwurzel und in der Mitte je eine hinterdrehte Nut 8 auf, in die Gummi- ringe 9 eingelegt sind. Der Verbund-Bremskörper 5 ist hierdurch in an sich bekannter Weise axial verschiebbar gelagert; F i g. 7 zeigt erläuternd dazu einen solchen Lüfterflügel mit Gummiringen am Ansatz in Draufsicht. 10 bezeichnet einen festen Grundring mit Kühlrippen 11, an dem über Stehbolzen 12 und hiermit durch Schrauben 14 verbundene gekröpfte Tragarme 13 der Bremslüftmagnet 15 und das Bremsfedersystem 16 gehalten sind.According to FIG. 1 , a fan wheel 2 is attached to a motor with the shaft 1 , the individual blades 3 of which have extensions 4. A composite brake body 5 with a disc brake lining 6 and a cone brake lining 7 is internally provided with radial, axially extending slot grooves and engages with these slot grooves over the projections 4. Such a composite brake body has the shape of a ring or a disk. For elastic retention on the attachments 4, they each have an undercut groove 8 at the attachment root and in the middle, into which rubber rings 9 are inserted. The composite brake body 5 is hereby mounted axially displaceably in a manner known per se; F i g. 7 shows an explanatory view of such a fan blade with rubber rings on the attachment in a plan view. 10 denotes a fixed base ring with cooling fins 11, on which the brake release magnet 15 and the brake spring system 16 are held via stud bolts 12 and cranked support arms 13 connected to them by screws 14.

An dieser Stelle sei ergänzend auch auf die F i g. 2 verwiesen, die -eine Frontalansicht auf das erfindungsgemäße Betätigungssystern. bei abgenommener Lüfterhaube 26 gestattet.At this point, reference should also be made to FIG. 2 referenced, the -a frontal view of the actuation system according to the invention. permitted with the fan cover 26 removed.

Bremsfedern und Magnetanker greifen an einem gemeinsamen dreieckförmigen Druckteller 17 an, an den drei überlange, zweiarmige Betätigungshebel 18 symmetrisch versetzt so in einem Richtungssinn angelenkt sind, daß sie an die jeweils entfernten Ecken 19 des Drucktellers 17 reichen. Die Anlenkung erfolgt durch Einschieben in einseitig herausragende Querstützen 20, die in ihrer als Arm ausgebildeten Verlängerung 21 zur anderen Seite hin unter den benachbarten Betätigungshebel 18 stützend reichen.Brake springs and magnet armatures engage a common triangular pressure plate 17 , to which three overlong, two-armed actuating levers 18 are articulated symmetrically offset in one direction so that they extend to the respective remote corners 19 of the pressure plate 17. The articulation takes place by pushing into cross supports 20 protruding on one side, which extend in their extension 21 designed as an arm to the other side under the adjacent actuating lever 18 in a supporting manner.

Damit wird insbesondere für Montagezwecke eine Fixierung erreicht, so daß -die Betätigungshebel 18 nicht -durch den Brernsfederdruck auseinanderfallen können.In this way, a fixation is achieved, in particular for assembly purposes, so that the actuating levers 18 cannot fall apart due to the pressure of the Brerns spring.

Die eigentliche Abstützung der Betätigungshebel 18 erfolgt an Schneidenlagem 21, 22. Der äußere Arm des Betätigungshebels 18 wirkt schneidengelagert (bei 22) über der übertragung und Feineinstellung dienende Zwischenglieder 23 auf einen der Konusbremsfläche 7 angepaßten Druckring 24, der Kühlrippen 25 aufweist und an den Stehbolzen 12 ge- führt ist. Mit 26 ist eine die Bremseinrichtung um-`hüllende Lüfterhaube bezeichnet, die an den Stellen 27 am Grundring 10 angeschraubt ist. Bei 28 sind Einlaßschlitze für das Kühlgas angedeutet.The actuating lever 18 is actually supported on knife-edge bearings 21, 22. The outer arm of the actuating lever 18 acts on knife-edge bearings (at 22) via the transmission and fine adjustment intermediate members 23 on a pressure ring 24 adapted to the conical braking surface 7 , which has cooling ribs 25 and on the stud bolts 12 overall lead is. A fan cover which envelops the braking device and is screwed to the base ring 10 at the points 27 is designated by 26 . At 28 inlet slots for the cooling gas are indicated.

Die erfindungsgemäß getroffeneAnordnung erlaubt - die Verwendung besonders langer Betätigungshebel 18, so daß sich, wie erwünscht, ein großes Untersetzungsverhältnis (meist mehr als 30: 1) zwischen dem Langhub des Bremslüftmagneten 15 und dem Lüfthub des beweglichen Druckringes 24 für die nur wenige Zehntehnillimeter betragende Freigabe ergibt. Die daraus folgende günstige Kraftübersetzung gestattet die Verwendung eines relativ kleinen Elektromagneten 15 mit kleiner Ansprech-Zeitkonstanten, was sich in. nur geringen Lüftverzögerungen auswirkt.The present invention getroffeneAnordnung Allowed - the use of particularly long operation lever 18 so that, as desired, a large reduction ratio (usually more than 30: 1) amount of end between the long stroke of the Bremslüftmagneten 15 and the Release stroke of the movable pressure ring 24 for the few Zehntehnillimeter released results. The favorable power transmission resulting therefrom allows the use of a relatively small electromagnet 15 with small response time constants, which results in only slight release delays.

Ferner bewirkt die hohe Hubuntersetzung, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Druckringes 24 beim Einfallen der Bremse nur leinen Bruchteil der Ankerabfallgeschwindigkeit beträgt, was ein weiches und praktisch stoßfreies Einsetzen des Bremsvorganges ergibt, ein nicht zu unterschätzender Vorteil gegenüber bisher üblichen Konusbremsen, die hart einfallen.Furthermore, the high gear reduction causes the movement speed of the pressure ring 24 only a fraction of the anchor drop speed when the brake is applied amounts, which results in a soft and practically shock-free onset of the braking process, an advantage that should not be underestimated compared to conventional cone brakes, the come up hard.

Die erfindungsgemäß aufgebaute Bremseinrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei abgeschaltetem Motor ist auch der Bremslüftmagnet 15 entregt, und das Bremsfedersystem 16 wirkt in Richtung der Pfeile, 29 auf den Druckteller 17 ein, wodurch der bewegliche Druckring 24 an den Verbund-Bremskörper 5 (Konusbremsfläche 7) und dieser wiederum mit seiner Scheibenbremsfläche 6 an den festen Grundring 10 gepreßt wird. Damit ist der Zustand des Abbremsens erreicht, die Motorlager erfahren dabei keine zusätzlichen axialen Belastungen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Schneidenlager erst im Augenblick der Beendigung der Bewegung belastet werden. Zwecks Lüftung der Bremse wird der Bremslüftmagnet 15 erregt, so daß der Anker desselben in Richtung des Pfeiles 30 auf den Druckteller 17 -einwirkt und damit der bewegliche Druckring 24 freigegeben wird. Dadurch kann ein Abheben vom Bremskörper 5 durch nicht näher dargestellte Federn erfolgen.The brake device constructed according to the invention works as follows: When the motor is switched off, the brake release magnet 15 is also de-energized, and the brake spring system 16 acts in the direction of the arrows 29 on the pressure plate 17 , whereby the movable pressure ring 24 on the composite brake body 5 (conical brake surface 7) and this in turn is pressed against the fixed base ring 10 with its disc brake surface 6. This means that the state of braking is reached and the motor bearings are not subjected to any additional axial loads. The arrangement is made in such a way that the cutting edge bearings are only loaded at the moment the movement is terminated. In order to release the brake, the brake release magnet 15 is excited, so that the armature of the same acts on the pressure plate 17 in the direction of the arrow 30 and thus the movable pressure ring 24 is released. As a result, it can be lifted off the brake body 5 by springs (not shown in detail).

Bei Lüftung der Bremse erfolgt durch die Elastizität der Ringe 9, die der elastischen, führenden Halterung des Bremskörpers 5 auf den Ansätzen 4 der Lüfterflügel 3 dienen, eine Freigabebewegung des Bremskörpers 5. Wenn der Verschleiß der Bremsbeläge 6, 7 ein bestimmtes Maß überschreitet, erfolgt eine erforderliche Korrektur durch gleitende Verschiebung des Bremskörpers 5 auf den Ansätzen 4 der Lüfterflügel 3. Die dazu verwendete Nach#stelleinrichtung ist aus Gründen der übersichtlichkeit nicht näher dargestellt.At release of the brake of the rings 9 which are used for elastic, leading bracket of the braking body 5 on the lugs 4 of the fan blades 3, due to the elasticity takes place, a release movement of the brake body 5. When the wear of the brake pads 6, 7, a certain amount exceeds carried a necessary correction by sliding displacement of the brake body 5 on the lugs 4 of the fan blades 3. The adjustment device used for this purpose is not shown in more detail for reasons of clarity.

Kühltechnisch saugt der laufende Motor durch den Lüfter 3 das Kühlmedium, hier Luft, entlang den äußeren Kühlrippen 11 des Grundringes 10 durch die Einlaßschlitze 28 an. Die Luft umspült außen den Bremskörper und verläuft entlang den Kanälen zwischen den Kühlrippen 25 des beweglichen Druckringes 24. Nach ihrer Umlenkung an der Abschlußwand der Lüfterhaube 26 wird sie entlang der inneren Wandungen von Bremskörper 5 und Grundring 10 durch den Lüfter 3 gezogen und über den Motorraum gepreßt. Durch beiderseitige Umlenkbespülung des Bremssystems wird so in den Pausen zwischen den Bremsungen eine gute Wärmeabfuhr an den thermisch hoch belasteten Stellender Bremse erreicht.In terms of cooling, the running motor sucks in the cooling medium, here air, through the fan 3 , along the outer cooling fins 11 of the base ring 10 through the inlet slots 28. The air flows around the outside of the brake body and runs along the channels between the cooling fins 25 of the movable pressure ring 24. After being deflected on the end wall of the fan cover 26 , it is drawn along the inner walls of the brake body 5 and base ring 10 through the fan 3 and over the engine compartment pressed. By flushing the brake system on both sides, good heat dissipation is achieved in the breaks between the braking operations at the positions of the brake that are subject to high thermal loads.

In den F i g. 3 und 3 a wird schematisch ein Verbund-Bremskörper mit Innenkonus und zweckmäßigerweise aufgepreßten Reibbelägen dargestellt, wie er ebenfalls nach der Erfindung verwendet werden kann. Der Körper weist entsprechend dem Innenkonus äußere radiale, axial verlaufende Schlitznuten auf, die unter entsprechende Lüfteransätze greifen. Auch die Möglichkeit, solche Verbund-Bremskörper homogen aus Reibmaterial herzustellen, sei erwähnt. Die F i g. 4, 5 und 6 deuten Möglichkeiten für Verbund-Bremskörper nach der Erfindung mit Doppelkonusbremsflächen an.In the F i g. 3 and 3a, is shown schematically a composite brake body with the inner cone and expediently pressed-on friction linings, as it can also be used according to the invention. Corresponding to the inner cone, the body has outer radial, axially extending slot grooves which engage under corresponding fan attachments. The possibility of producing such composite brake bodies homogeneously from friction material should also be mentioned. The F i g. 4, 5 and 6 indicate possibilities for composite brake bodies according to the invention with double-cone brake surfaces.

F i g. 7 zeigt den Sitz zweier elastischer Gummihalteringe 9 auf, wie sie z. B. auf den Lüfterflügelansätzen4 nach F ig. 1 verwendet werden. Eine Unterteilung in mindestens zwei Ringe ist bei den axial relativ langen Bremskörpern zweckmäßig. Die Ringe 9 sind hierbei, wie auch schon in F i g. 1 beschrieben, in zwei hinterdrehten Nuten 8 umspannend eingelegt und ergeben bei seitlicher Unverschiebbarkeit axiale Bewegbarkeit für den aufgesetzten Bremskörper.F i g. 7 shows the seat of two elastic rubber retaining rings 9 as they are, for. B. on the fan blade approaches4 according to Fig. 1 can be used. A subdivision into at least two rings is useful for the axially relatively long brake bodies. The rings 9 are here, as in FIG. 1 , inserted encompassing two back-turned grooves 8 and, when laterally immovable, result in axial mobility for the attached brake body.

Bei besonders hohen Bremsmomenten empfiehlt es sich, auf die Nut in der Ansatzwurzel zur Vermeidung von Kerbbrüchen zu verzichten, da dort stets das volle Moment auftritt. In die dann nur einzubringende Nut 8 in etwa Ansatzmitte werden entsprechend F i g. 8 ein Gummiring 9 und ein U-förmiger Gummistreifen 31 eingelegt.In the case of particularly high braking torques, it is advisable not to use the groove in the root to avoid notch breaks, since the full torque always occurs there. In the then only be introduced in the groove 8 as center approach to g corresponding to F i. 8 a rubber ring 9 and a U-shaped rubber strip 31 inserted.

Claims

Claims: 1. High-performance rapid braking device for attachment to an electric motor with an immovable armature and covered external fan, in which an axially grooved and elastically held in the grooves on the fan blades, axially displaceable, multi-sided compressible, rotating brake body during braking can be moved by a two-armed operating lever Pressure ring is pressed against a solid base ring, characterized in that a composite brake body with adjacent cone-disc or cone-cone braking surfaces is used, which acts on a cooling-favored pressure ring of at least three evenly offset overlong actuating levers (18) which, actuatable by a pressure plate (17), are articulated to this symmetrically in one sense of the direction in such a way that their ends each extend to a distant corner of the pressure plate.

2. Rapid braking device according to claim 1, characterized in that each actuating lever (18) engages in a transverse support (20) protruding on one side at the far corner of the printing device (17) and this transverse support (20) is extended to the other side to below the next actuating lever (18), is sufficient for holding and fixing. 3. Rapid braking device according to claim 1, characterized in that the composite brake body has a cone half angle of about 181 . 4. Rapid braking device according to claim 3, characterized in that the composite brake body serves directly as a brake lining and consists entirely or partially of this. 5. Rapid braking device according to claim 1, characterized in that the fan blade attachments (4) assigned to the radial slot grooves of the grooved composite brake body only each have an undercut groove (8) located approximately in the middle of the attachments, into which, for elastic and axially displaceable holder of the brake body (5), from there a U-shaped rubber strip (31 ) is inserted in the direction of the attachment root and a rubber ring (9) is inserted in the direction of the attachment front. 6. Rapid braking device according to claim 1, characterized in that both the fixed base ring (10) and the movable pressure ring (24) have cooling fins (11, 25) which are adapted to a cooling-promoting, deflecting flow path of the cooling medium for double-sided cooling. 7. Rapid braking device according to claim 1, characterized in that in order to achieve a cooling-promoting, deflecting flow of cooling gas, the fan cover (26) covering the braking system is attached to the stationary base ring (10) facing the motor and there on the circumference between the attachment points (27) slots ( 28) for the cooling gas inlet.