DE1238999B - Electric motor with electromagnetically actuated mechanical braking device - Google Patents
Electric motor with electromagnetically actuated mechanical braking deviceInfo
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Description
Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer mechanischer Bremsvorrichtung Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer mechanischer Bremsvorrichtung, bei der zur Ausübung des Bremsmomentes auf eine mit der Motorwelle lösbar verbundene und zur Einstellung des Bremsweges ihr gegenüber axial verstellbare Brenisscheibe eine zwischen dieser Bremsseheibe und einem feststehenden Lagerschild koaxial verstellbare und nicht drehbare Ankerscheibe vorgesehen ist, die unter dem Einfluß mindestens einer Feder steht, welche sie in Bremsstellung zu drücken trachtet, und die gegen den Druck dieser Feder bei Erregung eines Elektromagnets außer Wirkung gehalten ist und bei welcher die axiale Verstellbarkeit der Bremsseheiben gegenüber der Motorwelle durch das Zusammenwirken zweier miteinander kraftschlüssig verbindbarer Elemente ermöglicht ist, wovon das eine die Drehunc, der Scheibe auf der Motorwelle durch eine Nutverbindung verhindert, je- doch die axiale Verstellung der Scheibe zuläßt, und das andere, mit einem auf die Motorwelle aufschraubbaren Gewinde versehene Element die axiale Verstellung der Bremsseheibe bestimmt.The invention relates to an electric motor with an electromagnetically actuated mechanical braking device, in which, in order to exert the braking torque on a brake disc that is detachably connected to the motor shaft and axially adjustable relative to it for setting the braking distance, a brake disc that is coaxially adjustable between this brake disc and a stationary end shield and non-rotatable armature disk is provided, which is under the influence of at least one spring which seeks to press it into the braking position, and which is held inoperative against the pressure of this spring when an electromagnet is excited and in which the axial adjustability of the brake disks relative to the motor shaft is made possible by the interaction of two non-positively connectable elements, one of which prevents rotation of the disk on the motor shaft by means of a groove connection, but the axial adjustment g of the disc allows, and the other element provided with a thread that can be screwed onto the motor shaft determines the axial adjustment of the brake disc.
Bei einer solchen vorbekannten Bremsvorrichtung ist die Motorwelle über Keilnuten od. dgl. kraftschlüssig mit der Nabe einer Bremsscheibe, die gleichzeitig als Lüfterscheibe dient, verbunden. Bei einer solchen kraftschlüssigen Verbindung muß unbedingt von vornherein ein gewisses Spiel vorhanden sein, um die Verbindung herstellen und fallweise lösen zu können, wobei aber die Gefahr des Ausschlagens der Keilnuten infolge dieses Spieles besteht, und zwar insbesondere dann, wenn der Elektromotor mit stets wechselnder Drebrichtung benutzt wird; daran kann auch die bei der vorbekannten Bremsvorrichtung vorgeschlagene Anordnung einer Lagerbüchse in der Nabe der Bremsscheibe nichts ändern, weil eben die Belassung eines gewissen Spieles in der Befestigung unvermeidlich ist. Abgesehen davon, bedarf die Motorwelle bei der vorbekannten Ausführungsforin einer schwierigen und zeitraubenden Bearbeitung zur Herstellung der längsverlaufenden Keilnuten, und diese Welle wird durch diese Keilnuten nicht unerheblich geschwächt.In such a previously known braking device, the motor shaft via keyways or the like serves as a fan disk, connected. With such a frictional connection It is essential that there is a certain amount of play around the connection from the outset to be able to produce and solve on a case-by-case basis, but with the risk of knocking out the keyways as a result of this game, especially if the Electric motor is used with a constantly changing direction of rotation; the in the previously known braking device proposed arrangement of a bearing bush Do not change anything in the hub of the brake disc, because just leaving a certain Play in the attachment is inevitable. Apart from that, the motor shaft needs in the case of the previously known embodiment, a difficult and time-consuming processing for making the longitudinal splines, and this shaft is through this Keyways not insignificantly weakened.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Mängel zu vermeiden und eine Bremsvorrichtung zu schaffen, bei der eine Verdrehung zwischen Bremsscheibe und Motorwelle besonders zuverlässig, aber auch in besonders einfacher Weise verhindert ist und bei der diese Verbindung ohne Spiel durchgeführt werden kann.The object of the present invention is to avoid these shortcomings and to provide a braking device in which rotation between the brake disc and motor shaft particularly reliably, but also prevented in a particularly simple manner and in which this connection can be carried out without play.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Motor der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß zur verdrehungssicheren Fixierung der mit der Motorwelle über ein Gewinde verbundenen Bremsscheibe gegenüber der Motorwelle ein mittels einer Schraube an der Stirnseite der Motorwelle befestigtes Verriegelungsorgan dient, das formschlüssig und verdrehungssicher sowohl in das Stimende der Motorwelle als auch in einen Teil der Bremsscheibe eingreift.According to the invention, this object is in an engine of the opening specified type solved in that for the rotation-proof fixation with the Motor shaft via a thread connected brake disc opposite the motor shaft Locking member attached to the end face of the motor shaft by means of a screw serves, the form-fitting and torsion-proof both in the end of the motor shaft as well as engages in part of the brake disc.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist demnach die Bremsscheibe selbst auf das - mit einem Feingewinde zu versehende - Ende der Motorwelle aufgeschraubt. Dadurch ist die Möglichkeit eröffnet, diese Bremsscheibe mittels eines Verriegelungsorgans zu verriegeln, das seinerseits durch Verschraubung auf der Stirnseite der Welle befestigt ist. Diese kombinierte, durch Schraubgewinde verschiedenen Steigungswinkels verursachte Klemmwirkung verhindert zuverlässig das Auftreten eines Spieles, wobei durch die sinnvolle Anordnung der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Verriegelungsorgan und der Motorwelle einer Verdrehung zwischen Bremsseheibe und Motorwelle zuverlässig vorgebeugt ist.In the inventive solution, therefore, the brake disc itself to the - threaded end of the motor shaft - with a fine thread to be provided. This opens up the possibility of locking this brake disc by means of a locking member which in turn is fastened by screwing on the end face of the shaft. This combined clamping effect, caused by screw threads of different pitch angles, reliably prevents play from occurring, with the sensible arrangement of the form-fitting connection between the locking member and the motor shaft reliably preventing any rotation between the brake disk and the motor shaft.
Es ist allerdings auch schon bekanntgeworden, die gegenüber der Motorwelle axial verschiebbare Bremsscheibe eines Elektromotors mit einem auf die Motorwelle aufgeschraubten Gewindering durch zur Motorwelle gleichgerichtete Schrauben abstandsveränderbar zu verbinden; dabei ist die Motorwelle mit der Bremsscheibe über eine Vielnutverzahnung verbunden, an deren Stelle auch ein Gewinde treten kann, wenn man diesem die gleiche Steigung gibt wie dem Gewinde des genannten Gewinderinges.It has already become known, however, that the one opposite the motor shaft axially displaceable brake disc of an electric motor with one on the motor shaft screwed threaded ring through to Motor shaft rectified To connect screws adjustable in distance; here is the motor shaft with the brake disc connected via a spline, which can also be replaced by a thread, if you give this the same pitch as the thread of the said threaded ring.
Diese vorbekannte Ausführungsform benötigt je- doch unbedingt mehrere konzentrisch angeordnete, in der Bremsscheibe verschraubte Befestigungsschrauben zur Befestigung des Gewinderinges. Bei einer solchen Anordnung mehrerer Schrauben, die einen verhältnismäßig schwachen Gewindeteil unter Druck setzen, besteht naturgemäß große Gefahr, daß sich dieser Gewindeteil verzieht, wenn die Schrauben nur geringfügig ungleich angezogen werden.This known embodiment requires JE but necessarily a plurality of concentrically disposed, screwed in the brake disc fastening screws for fastening of the threaded ring. With such an arrangement of several screws that put a relatively weak thread part under pressure, there is naturally a great risk that this thread part will become distorted if the screws are tightened only slightly unevenly.
Hingegen ist diese Gefahr bei der konstruktiv viel einfacheren erfindungsgemäßen Lösung nicht ge-C Z, C oleben, und darüber hinaus ist auch die Einstellung des erforderlichen Spieles zwischen der Magnetscheibe und der Brernsscheibe wesentlich leichter und exakter durchführbar. Die formschlüssige Verbindung zwischen der Bremsscheibe und dem Wellenende kann vorteilhaft dazu benutzt werden, jenes Ausmaß zu Überwachen, um welches die auf das Wellenende aufgeschraubte Bremsscheibe aus einer an der Magnetscheibe satt anliegenden Stellung zurückgedreht werden muß, um den nötigen Abstand von der Magnetscheibe zu gewinnen. Dieses Zurückdrehen kann beim Erfindungsgegenstand nach dem Lösen bloß einer zentralen Schraube bewerkstelligt werden.By contrast, olive this danger in the design much simpler solution of the invention does not ge-C Z, C, and beyond the setting of the necessary clearance between the magnetic disk and the Brernsscheibe is much easier and more accurate to carry out. The positive connection between the brake disk and the shaft end can advantageously be used to monitor the extent to which the brake disk screwed onto the shaft end must be turned back from a position resting on the magnet disk in order to gain the necessary distance from the magnet disk. With the subject of the invention, this turning back can only be achieved after loosening a central screw.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das an der Stirnseite der Motorwelle anschraubbare Organ als eine Platte ausgebildet und weist einen leistenförmigen Fortsatz auf, mit dem es in Nuten des Stimendes der Welle und der Bremsscheibe einzugreifen vermag, sobald diese Nuten durch Verdrehen der aufgeschraubten Bremsseheibe fluchtend zur übereinstimmung gebracht sind.According to an advantageous development of the invention that is at the End face of the motor shaft screw-on member designed as a plate and has a strip-shaped extension with which it is in grooves of the front end of the shaft and the brake disc is able to intervene as soon as these grooves by turning the screwed-on brake disk are aligned to match.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, wobei F i g. 1 den erfindungsgemäßen Elektromotor teils im Schnitt durch eine der Längsrippen (oben), teils im Schnitt zwischen zwei solchen Rippen (unten) zeigt, und F i g. 2 bis 5 Details der Bremsseheibenbefestigung betreffen.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, wherein F i g. 1 shows the electric motor according to the invention partly in section through one of the longitudinal ribs (above), partly in section between two such ribs (below), and FIG. 2 to 5 relate to details of the brake disc attachment.
Das Motorgehäuse wird im wesentlichen von den beiden Lagerschilden 1 und 2 gebildet, die mittels der durch die Längsrippen l' des ersteren geführten Schraubbolzen l" verbunden sind. Auf dem Lagerschild 2 ist die Lüfterhaube 3 aufgeschoben.The motor housing is essentially formed by the two end plates 1 and 2, which are connected by means of the screw bolts 1 " guided through the longitudinal ribs 1 'of the former. The fan cover 3 is pushed onto the end plate 2.
Das Motorgehäuse wird von der Motorwelle 4 durchsetzt, die an ihrem den Lüfter 11 tragenden Ende mit einem Feingewinde 4' versehen ist; es handelt sich hierbei in der Regel um ein Gewinde mit einer Ganghöhe von etwa 1,0 bis 1,5 mm.The motor housing is penetrated by the motor shaft 4, which is provided with a fine thread 4 ' at its end carrying the fan 11; this is usually a thread with a pitch of about 1.0 to 1.5 mm.
Im linken Teil des Gehäuses befinden sich Ständer 5 und Läufer 6 des z. B. als üblicher Kurzschlußmotor ausgebildeten Motors. An der Außenseite des Gehäuses kann sich ein üblicher Anschlußkasten für die Stromzuleitungen sowie ein Gleichrichter zur Versorgung der elektromagnetischen Bremse mit Gleichstrom befinden.In the left part of the housing there are stator 5 and rotor 6 of the z. B. designed as a conventional short-circuit motor motor. On the outside of the housing there can be a conventional connection box for the power supply lines and a rectifier for supplying the electromagnetic brake with direct current.
Das im Schnitt sichtbare Lager der Welle 4 ist mit 9 bezeichnet. Der Lüfter 11 ist mit einer Bremsscheibe 10 versehen, die mit einem muffenförmigen Fortsatz 10' das Ende der Welle 4 umfaßt. Bei der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Lüfterflügel vom muffenförmigen Fortsatz 10' über die Peripherie der Bremsscheibe 10 hinaus.The bearing of the shaft 4, which is visible in section, is denoted by 9. The fan 11 is provided with a brake disk 10 which surrounds the end of the shaft 4 with a sleeve-shaped extension 10 ′. In the embodiment shown, the fan blades extend from the sleeve-shaped extension 10 ′ beyond the periphery of the brake disk 10 .
Im Lagerschild 2 befindet sich der Magnetkern 12, der in einer Ausnehmung die Ringspule 13 aufnimmt.The magnet core 12 is located in the end shield 2 and receives the ring coil 13 in a recess.
Zur Erzielung der Bremswirkung dienen Druckfedern 16, die in einer Vielzahl längs der Peripherie der Ankerscheibe 18 verteilt und in Bohrungen des Lagerschildes 2 untergebracht sind. Zur Führung und Lagerung der achsperallel zur Motorwelle 4 verstellbaren Ankerscheibe 18 dienen die Führungsbolzen 17, die im Lagerschild 2 verankert sind und in Bohrungen 17' der Magnetscheibe 18 gleitend ausragen.To achieve the braking effect, compression springs 16 are used, a number of which are distributed along the periphery of the armature disk 18 and are accommodated in bores in the end shield 2. For guiding and storage of achsperallel adjustable to the motor shaft 4 armature plate 18, the guide pins 17 which are anchored in the bearing plate 2 and into holes 17 'of the magnetic disk are slidably protrude 18th
Entweder die Bremsscheibe 10 oder die Ankerscheibe 18 kann zur Erzielung eier Bremswirkung durch Trockenbremsung mit Bremsbelägen 19 versehen sein, die mittels Schrauben oder durch Klebung befestigt sind. Besteht die Bremsseheibe aus Grauguß, dann kann die Ankerscheibe 18 an ihrer der Bremsscheibe zugewendeten Stirnseite mit einem solchen Bremsbelag ausgestattet sein. Besteht hingegen die Bremsseheibe 10 aus Leichtmetall, z. B. Siluminguß, dann ist diese Bremsscheibe an einer der Ankerscheibe 18 zugewendeten Fläche mit einem Bremsbelag auszustatten.Either the brake disk 10 or the armature disk 18 can be provided with brake linings 19 , which are fastened by means of screws or by gluing, in order to achieve a braking effect by dry braking. If the brake disk is made of gray cast iron, then the armature disk 18 can be equipped with such a brake lining on its end face facing the brake disk. If, on the other hand, the brake disk 10 is made of light metal, e.g. B. Silumin casting, then this brake disk is to be equipped with a brake lining on a surface facing the armature disk 18.
Eine handbetätigbare Vorrichtung zur Handlüftung der Ankerscheibe besteht - wie im unteren Teil der F i g. 1 dargestellt - aus den Schraubbolzen 8, die ebenfalls über den Umfang des Lagerschildes 2 verteilt angeordnet sind und diesen Lagerschild in Bohrungen 14 durchsetzen. Mit ihren freien abgewinkelten Enden greifen diese Schraubbolzen 8 lose in Ausnehmungen 20 der Ankerscheibe 18 ein und sind mit ihrem anderen Ende vermittels Schraubmuttern an der der Ankerscheibe 18 gegenüberliegenden, von ihm abgewandten Seite des Lagerschildes 2 einstellbar verankert. Diese Schraubbolzen 8 sind also zwischen den längsverlaufenden Rippen des Motorgehäuses angeordnet.There is a hand-operated device for hand release of the armature disk - as in the lower part of FIG. 1 shown - from the screw bolts 8, which are also arranged distributed over the circumference of the end shield 2 and penetrate this end shield in bores 14. With their free angled ends, these screw bolts 8 loosely engage in recesses 20 of armature disk 18 and are anchored adjustably at their other end by means of screw nuts on the side of end shield 2 facing away from armature disk 18 and facing away from it. These screw bolts 8 are thus arranged between the longitudinal ribs of the motor housing.
Zur verdrehungssicheren Verriegelung der auf das Feingewinde 4' der Welle 4 aufschraubbaren Brems' scheibe 10 mit dem Stirnende dieser Welle dient die Riegelplatte 21; diese trägt einen leistenförmigen Fortsatz 22, der in eine Nut 23 der Bremsscheibe 10 und in eine Nut 23' der Welle 4 einzugreifen vermag, sobald diese Nuten 23, 23' nach Verdrehen der aufgeschraubten Bremsscheibe 10 fluchtend zur Übereinstimmung gebracht wurden. Eine Befestigungsschraube 24 dient zur Verankerung der Riegelplatte 21 an der Stirnseite der Welle 4.The locking plate 21 is used for the rotation-proof locking of the brake disk 10 , which can be screwed onto the fine thread 4 'of the shaft 4, with the front end of this shaft; this carries a strip-shaped extension 22 which is able to engage in a groove 23 of the brake disc 10 and in a groove 23 'of the shaft 4 as soon as these grooves 23, 23' have been brought into alignment after the screwed-on brake disc 10 has been rotated. A fastening screw 24 serves to anchor the locking plate 21 on the end face of the shaft 4.
Der Sinn dieser für die Erfindung sehr wesentlichen Verriegelungsweise ist - wie an Hand der F i g. 2 bis 5 zu erläutern ist - folgender: F i g. 2 stellt den muffenförmigen Fortsatz 10' der Bremsscheibe 10 mit der Nut 23 in Stirnansicht dar; in gleicher Weise ist in der F i g. 3 das Stirnende der Welle 4 mit der Nut 23' gezeigt.The sense of this locking method, which is very important for the invention, is - as shown in FIG. 2 to 5 is to be explained - the following: F i g. 2 shows the sleeve-shaped extension 10 'of the brake disc 10 with the groove 23 in an end view; in the same way, FIG. 3 shows the end of the shaft 4 with the groove 23 ' .
Die Bremsscheibe 10 wird nun vorerst auf das Gewinde 4' der Welle 4 so weit aufgeschraubt, bis sie an der Ankerscheibe 18 satt anliegt und diese ihrerseits satt an den Magnetkern 12 andrückt-Gleichgültig in welcher Stellung die Nuten 23 und 23' zueinander stehen, wird nun die Bremsscheibe 10 mit der Muffe 10' um höchstens eine halbe Umdrehung so weit wieder gelüftet, daß die Nuten 23 und 23' miteinander zur übereinstimmung gelangen, d. h. so fluchten, daß die Riegelplatte 21 mit ihrem Fortsatz 22 in diese Nuteen 23 und 23' eingreifen und damit die Welle 4 mit der Bremsseheibe 10 verdrehungssicher verriegeln kann.The brake disc 10 is now initially screwed onto the thread 4 'of the shaft 4 until it rests snugly on the armature disc 18 and this in turn presses snugly against the magnetic core 12 - regardless of the position in which the grooves 23 and 23' are in relation to one another now the brake disc 10 with the sleeve 10 ' is lifted again by a maximum of half a turn so that the grooves 23 and 23' come to coincide with one another, d. H. are aligned so that the locking plate 21 with its extension 22 engage in these grooves 23 and 23 ' and thus the shaft 4 can be locked with the brake disk 10 in a torsion-proof manner.
In F i g. 4 ist eine Stellung der Nuten 23 und 23' beispielsweise dargestellt -, die eintreten kann, wenn die Bremsscheibe10 satt auf die Ankerscheibe18 aufgeschraubt wurde und diese gegen den Magnetkein 12 preßt. Um nun das nötige Spiel in der Toleranz von etwa 0,3 bis 1,3 mm zwischen Magnetkem und Ankerscheibe bzw. Ankerscheibe und Bremsscheibe zu erhalten, brauch die Bremsscheibe 10 mit ihrem Fein-ewinde ledi-lich um mindestens eine C el Vierteldrehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn etwas zurückaedreht zu werden, bis die Nuten 23 und 23' fluchten. Da eine ganze Umdrehung auf dem Gewinde 4' etwa der Ganghöhe von 1,0 bis 1,5 mm entspricht, muß dadurch zwangläufig ein Spiel von mindestens 0,3 mm gewonnen werden. Unter Einhaltung einer bestimmten Bedienungs- bzw. Montagevorschrift und einer bestimmten Ganghöhe des Gewindes 4' kann demnach mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung jedes beliebige Spiel innerhalb gewisser Toleranzen ohne mühselige und schwierige Einstellarbeit mit Zuhilfenahme von Fühllehren, Meßkeilen od. dgl. gewährleistet werden.In Fig. 4 shows a position of the grooves 23 and 23 ', for example, which can occur when the brake disk 10 has been screwed tightly onto the armature disk 18 and presses it against the magnet 12. In order to obtain the necessary play in the tolerance of about 0.3 to 1.3 mm between the magnet core and armature disk or armature disk and brake disk, the brake disk 10 with its fine thread needs only at least one C el quarter turn opposite To be turned back a little clockwise until the grooves 23 and 23 'are aligned. Since a full turn on the thread 4 ' corresponds approximately to the pitch of 1.0 to 1.5 mm, a play of at least 0.3 mm must necessarily be gained. In compliance with a certain operating or assembly instruction and a certain pitch of the thread 4 ', any game within certain tolerances can therefore be guaranteed with a device according to the invention without laborious and difficult adjustment work with the aid of feeler gauges, measuring wedges or the like.
Das mit der Riegelplatte 21 und deren in den Nuten 23, 23" eingepaßtem Fortsatz 22 verriegelte Ende der Welle 4 ist schließlich noch in F i g. 5 dargestellt. wobei randseitig auch noch der muffenförmige Fortsatz 10' der Bremsscheibe 10 sichtbar ist.The also the sleeve-shaped extension 10 'of the brake disc is connected to the lock plate 21, and their locked in the grooves 23, 23' being fitted extension 22 end of the shaft 4 is finally g even in F i. 5. Where the edge 10 visible.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung ergibt sich aus obigem wie folgt: Beim Einschalten des zur Motorversorgung dienenden Stromes erhalten die Ständerwicklung des Motors und die Magnetwicklung 13 gleichzeitig Strom, und die Ankerscheibe 18 wird dadurch gegen den Einfluß der Federn 16 gegen den Lagerschild 2 gedrückt; die Bremsscheibe 10 des Lüfters 11 wird freigegeben, und die Motorwelle 4 kann in Rotation versetzt werden.The method of operation of the braking device according to the invention results from the above as follows: When the current used for the motor supply is switched on, the stator winding of the motor and the magnet winding 13 receive current at the same time, and the armature disk 18 is thereby pressed against the influence of the springs 16 against the end plate 2; the brake disc 10 of the fan 11 is released and the motor shaft 4 can be set in rotation.
Beim Ausschalten des Motors und Stromloswerden des Magnets 13 pressen die Druckfedern 16 die Magnetscheibe 18 gegen die Bremsscheibe 10; die Bremsbeläge 19 sorgen für eine unverzügliche Stillsetzung der Motorwelle 4.When the motor is switched off and the magnet 13 is de-energized, the compression springs 16 press the magnet disk 18 against the brake disk 10; the brake linings 19 ensure that the motor shaft 4 is stopped immediately.
Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung mannigfache Variationsmöglichkeiten offen; die Erfindung ist keineswegs an die in der Zeichnung bloß beispielsweise dargestellten Details gebunden.It goes without saying that there are many possible variations within the scope of the invention open minded; the invention is by no means limited to those in the drawing merely as an example illustrated details bound.
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- 1963-03-12 DE DE1963B0071091 patent/DE1238999B/en not_active Withdrawn
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