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DE102013021769B4 - Sicherheitsbremssystem - Google Patents

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DE102013021769B4
DE102013021769B4 DE102013021769.5A DE102013021769A DE102013021769B4 DE 102013021769 B4 DE102013021769 B4 DE 102013021769B4 DE 102013021769 A DE102013021769 A DE 102013021769A DE 102013021769 B4 DE102013021769 B4 DE 102013021769B4
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Abstract

Sicherheitsbremssystem nach dem Prinzip einer stromlos offenen elektromagnetischen Bremse, bestehend aus – einer Bremseinrichtung (1) mit mindestens zwei gegenüberliegenden Bremsbacken (10), die im stromlosen Zustand der Bremseinrichtung (1) von einem abzubremsenden Bauteil (2) beabstandet sind und sich zur Einleitung des Bremsvorgangs aufeinander zubewegen, – einem Elektromagneten (17) mit einem Anker (16), – einer Betätigungseinrichtung (12, 14,15), die einenends mit mindestens einer der Bremsbacken (10) verbunden ist, – einem mechanischen Energiespeicher (20), der über den Anker (16) des Elektromagneten (17) komprimierbar ist, – einer den mechanischen Energiespeicher (20) in komprimierter Stellung haltenden Arretiereinrichtung (19, 22, 23) und – einer die Arretiereinrichtung (19, 22, 23) entsperrenden Auslöseeinheit (25, 26), die manuell und/oder von einem Bremssignal ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Betätigungseinrichtung (12, 14,15) mit ihrem anderen Ende mit dem Anker (16) des Elektromagneten (17) verbunden ist, – dass der mechanische Energiespeicher (20) mit dem anderen Ende des Ankers (16) des Elektromagneten (17) verbunden ist und – dass die Arretiereinrichtung (19, 22, 23) aus einem quer zur Wirkachse des mechanischen Energiespeichers (20) verschiebbaren Riegel besteht, der Mittel zur axialen Verschiebung des mechanischen Energiespeichers (20) aufweist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Sicherheitsbremssystem, bei dem die Bremse im Zustand der Bremsbereitschaft stromlos offen steht, nach der Gattung des Anspruchs 1, und das insbesondere bei Kleinwindkraftanlagen und Förderanlagen angewendet wird.
  • Sicherheitsbremssysteme sind systemrelevante Bestandteile von Maschinen und Anlagen mit rotierenden Bauteilen, um insbesondere in Havariefällen oder unzulässigen Betriebssituationen die rotierenden Bauteile in kürzester Zeit zu stoppen und somit die Maschine oder Anlage vor Zerstörung zu schützen. So haben beispielsweise Sicherheitsbremssysteme in Windkraftanlagen die Aufgabe, den Rotor bei Stürmen oder Orkanen stillzusetzen. Aber auch bei Wartungsarbeiten kommen die Bremssysteme zum Einsatz. Das Bremssystem muss somit ständig betriebsbereit sein. In Windanlagen größeren Bautyps kommen vorwiegend hydraulische Bremssysteme z. B. der Hersteller Bubenzer, Siegerland oder Stromag zum Einsatz. Das Prinzip dieser Sicherheitsbremssysteme besteht darin, die Bremse durch ein Hydraulikaggregat ständig offen zu halten. Zum Betrieb des Hydraulikaggregats ist die Bereitstellung von Energie zur Erzeugung des Hydraulikdruckes erforderlich, wodurch die Energiebilanz von Windkraftanlagen verschlechtert wird. Außerdem erfordern Hydraulikaggregate besondere Sicherheitsvorkehrungen, um die Umwelt bei Leckagen vor Ölverschmutzung zu schützen.
  • Bekannt sind ferner Sicherheitssysteme mit elektromechanischen Bremsen, die mittels einer vorgespannten Feder, also stromlos, in Bremsbereitschaft, d. h. im geöffneten Zustand, gehalten werden. Durch ein vom Rotor der Windkraftanlage ausgehendes Signal wird die Arretierung der Feder gelöst, wodurch die Bremse aktiviert wird (Fa. Hannig & Kahl). Die Vorspannung der Feder wird allerdings durch einen Elektromotor erzeugt, der dazu Energie benötigt.
  • In kleineren Windkraftanlagen werden vorwiegend elektromagnetische oder elektromotorische Bremssysteme eingesetzt. Auch für diese Bremssysteme ist ein ständiger Energieeinsatz erforderlich.
  • Somit besteht der gemeinsame Nachteil aller genannten Bremssysteme darin, dass sie zum Halten des Betriebszustandes, also des geöffneten Zustandes des Bremssystems, und/oder zum Auslösen des Bremsvorganges eine nicht unerhebliche Menge an Energie benötigen. Somit ist zum Betrieb dieser Bremssysteme ein öffentliches Energienetz oder gespeicherte Energie vor Ort erforderlich oder sie können dort nicht betrieben werden, wo diese Bedingungen nicht gewährleistet sind. Selbst bei Windkraftanlagen ist das nicht immer gewährleistet, nämlich dann nicht, wenn kein Wind vorhanden ist, der Rotor aber trotzdem, beispielsweise für Wartungsarbeiten, arretiert sein muss. Zumindest das Auslösen der Bremse sollte dann keine größere Menge an Energie erfordern, die nicht auch in Speichermedien vor Ort gespeichert sein könnte. Ebenso erfordert das Lösen der Bremssysteme bei einigen der o. g. Bremssysteme einen erheblichen Energiebedarf, der natürlich bei stehenden Windkraftanlagen nicht erzeugt werden kann, da ja die Bremse geschlossen ist. Somit finden die herkömmlichen Bremssysteme bei Betreibern von Windkraftanlagen kaum Akzeptanz.
  • Eine bekannte bistabil ausgebildete Magnetbremse zum Festsetzen einer Betätigungseinrichtung einer elektromechanischen Radbremsvorrichtung kann sowohl im gebremsten als auch im ungebremsten Zustand stromlos sein. Sie besteht aus einem Permanentmagneten mit axialer Magnetisierung, der konzentrisch in einem Gehäuse angeordnet ist. In Fortsetzung des Permanentmagneten ist ein hohlzylindrischer Magnetkern aus einem ferromagnetischen Material konzentrisch im Gehäuse an dem Permanentmagneten angeordnet. In dem von dem Magnetkern und der Innenwandung des Gehäuses gebildeten ringförmigen Zwischenraum sind zwei ringförmige Magnetspulen einander benachbart eingeschoben, wobei jede Magnetspule zusammen mit dem Magnetkern einen Elektromagneten bildet. In den zylindrischen Innenraum des hohlzylindrischen Magnetkerns und des ringförmigen Permanentmagneten ist eine Schraubendruckfeder eingesetzt, die sich einenendes an dem Boden des Gehäuses abstützt und anderenendes gegen die Stirnfläche einer drehfest jedoch axial beweglich in dem Gehäuse angeordneten Ankerscheibe drückt. Letztere weist an ihrer anderen Stirnseite einen ringförmigen Bremsbelag auf. Diesem in kurzem Abstand gegenüberliegend befindet sich eine drehbar im Gehäuse angeordnete Kupplungsscheibe, die mit einer zu einer abzubremsenden Einrichtung führenden Welle drehfest verbunden ist.
  • Die Magnetbremse weist zwei stabile Stellungen auf, nämlich eine Bremsstellung und eine gelöste Stellung. In der Bremsstellung drückt die Schraubendruckfeder die Ankerscheibe mit ihrem Bremsbelag gegen die Kupplungsscheibe, da ihre Andruckkraft stärker ist als das durch den sich zwischen Magnetkern und Ankerscheibe befindlichen Luftspalt geschwächte Magnetfeld des Permanentmagneten. Zum Lösen der Magnetbremse wird eine der beiden Magnetspulen so bestromt, dass sie das Magnetfeld des Permanentmagneten so verstärkt, dass dessen Magnetkraft größer ist als die Kraft der Schraubendruckfeder, wodurch die Ankerscheibe entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder gegen den Magnetkern gedrückt wird. Danach wird der Strom wieder abgeschaltet, und der Permanentmagnet hält die Schraubendruckfeder alleine in der komprimierten Stellung ( DE 197 52 543 A1 ).
  • Der Nachteil dieser Magnetbremse besteht darin, dass zum Lösen der Magnetbremse ein verhältnismäßig hoher Energiebedarf erforderlich ist, da nicht nur die Schraubendruckfeder zusammengedrückt, sondern auch noch das Restmagnetfeld des Permanentmagneten überwunden werden muss.
  • Ferner muss die Magnetbremse zum Auslösen des Bremsvorganges erneut bestromt werden, und zwar in einer verhältnismäßig hohen Intensität, um das Magnetfeld des Permanentmagneten zu überwinden und die Ankerscheibe vom Magnetkern zu lösen. Wenn in Havariefällen der Strom ausfällt, kann der Bremsvorgang nicht eingeleitet werden. Um das zu verhindern, muss diese Magnetbremse immer mit einem elektrischen Energiespeicher ausgerüstet sein.
  • Abgesehen davon, dass diese Magnetbremse immer einen Permanentmagneten erfordert, besteht ein weiterer Nachteil dieser Magnetbremse darin, dass die Haltekraft des Permanentmagneten auf die Druckkraft der Schraubendruckfeder abgestimmt sein muss, bzw. umgekehrt ihre Druckkraft an die Haltekraft des Permanentmagneten angepasst sein muss. Je größer die aufzubringenden Bremskräfte sind, desto größer muss die Federkraft sein, desto größer muss dann aber auch die Haltekraft des Permanentmagneten sein, was wiederum eine entsprechend hohe elektrische Energie erfordert, um zwischen den beiden bistabilen Zuständen der Magnetbremse umzuschalten.
  • Bekannt ist auch eine elektromechanische Bremse, die eine Betriebsbremse und eine Feststelleinrichtung aufweist, mit der die Betriebsbremse in betätigter Stellung arretierbar ist. Die Betätigung der Bremsbacken erfolgt durch einen Elektromotor. Die Feststelleinrichtung weist einen Freilauf auf, der von einem bistabilen Elektromagneten schaltbar ist. Bei Bestromung des Elektromagneten bewegt sich dessen Anker auf einen Permanentmagneten zu und spannt dabei eine Schraubendruckfeder, die den Anker nach Beendigung der Bestromung vom Permanentmagneten wieder wegdrückt ( DE 102 34 848 A1 ).
  • Des Weiteren ist eine stromlos geschlossene elektromagnetische Bremse mit einem Elektromagneten und einem beweglichen Anker bekannt, der zwischen zwei Schwenkarmen angeordnet ist und bei Bestromung des Elektromagneten von diesem angezogen wird und dabei eine Schraubenfeder spannt. Das andere Ende der Schwenkarme ist mit Klemmbacken verbunden, die auf eine Bremsschiene wirken. Im stromlosen Zustand des Elektromagneten bewegt die Schraubenfeder den Anker von dem Elektromagneten weg, wodurch die Schwenkarme auseinander und die Bremsbacken gegen die Bremsschiene gedrückt werden ( US 5,014,828 A ).
  • Darüber hinaus ist eine Sperre zum Lösen einer elektromagnetischen Bremse für einen Motor bekannt, bei der bei Bestromung eines Elektromagneten eine Spiralfeder über ein Hebelsystem gespannt wird und dabei die Bremsbacken von der mit der Motorwelle verbundenen Bremsscheibe löst. Die gespannte Spiralfeder wird durch den manuellen Eingriff einer Betätigungsstange in das Hebelsystem mechanisch in dieser Position gehalten, so das der Elektromagnet während des Betriebs des Motors stromlos geschaltet werden kann. Durch Lösen der Betätigungsstange wird die Spiralfeder entsperrt und drückt das Hebelsystem nunmehr gegen die Bremsscheibe, die den Motor abbremst ( US 3,045,782 A ).
  • Bekannt sind auch von Hand betriebene hydraulische Bremssysteme, deren Anwendung allerdings wegen des manuellen Betriebs auf kleine, leicht zugängliche und keine hohe Sicherheitsrelevanz aufweisende Anlagen beschränkt ist. Da die alternative Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien immer mehr an Bedeutung gewinnt, müssen Sicherheitsbremssysteme von Windkraftanlagen so perfektioniert werden, dass sie von den Betreibern auch akzeptiert werden.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitsbremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass zum Komprimieren des mechanischen Energiespeichers nur ein geringer Energiebedarf erforderlich ist, der entweder aus einem vor Ort vorhandenen Stromnetz entnommen oder in einem elektrischen Speicher bereitgestellt wird. Wird das Sicherheitsbremssystem an Windkraftanlagen eingesetzt, kann zur Bestromung des den mechanischen Energiespeicher komprimierenden Elektromagneten die von der Windkraftanlage erzeugte Energie verwendet werden, ohne dass der dazu erforderliche Strom die Energiebilanz der Windkraftanlage nennenswert verschlechtert. Zur Bestromung des Elektromagneten sind über einen extrem kurzen Zeitraum von 500 ms ca. 2 kW erforderlich, was einer elektrischen Arbeit von 2,8 × 10–7 kWh entspricht. Dieser Impulsstrom erzeugt kurzzeitig ein sehr großes Magnetfeld, das den Anker mit hoher Geschwindigkeit zur Ankerklebefläche hin bewegt, wobei dieser gleichzeitig einen mechanischen Energiespeicher vorspannt. Zum gleichen Zeitpunkt wird eine an der Bremseinrichtung befestigte Arretiereinrichtung in Position gebracht, die die durch den Elektromagneten geführte Ankerspindel axial arretiert, so dass von diesem Zeitpunkt an der Energiespeicher axial mechanisch, also dauerhaft stromlos, arretiert ist. Erfindungsgemäß besteht die Arretiereinrichtung aus einem quer zur Wirkachse des mechanischen Energiespeichers verschiebbaren Riegel, der Mittel zur axialen Verschiebung des mechanischen Energiespeichers aufweist. Das gegenüber liegende Ende der Ankerspindel steht mit der Bremseinrichtung des Sicherheitsbremssystems derart in Wirkverbindung, dass die Bremsbacken auf Abstand, d. h. offen gehalten werden.
  • Der Bremsvorgang wird durch ein von einer Steuereinrichtung gegebenes Bremssignal über eine Auslöseeinheit eingeleitet. Die Auslöseeinheit entsperrt die Arretiervorrichtung, wodurch die Ankerspindel freigegeben wird und der mechanische Energiespeicher sich in kürzester Zeit entspannt. Dabei werden die Bremsbacken mit hoher Geschwindigkeit gegen das zu bremsende Bauteil gepresst.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bremseinrichtung eine schwimmend gelagerte elektromagnetische Faustsattelbremse. Im Unterschied zu Zangenbremsen bringen Faustsattelbremsen bei gleicher Baugröße eine höhere Bremskraft auf. Das wird durch die Verschiebung des Drehpunktes des beweglichen Bremsschenkels gegenüber dem Angriffspunkt der den Bremsvorgang auslösenden Kraft, also einer Verlängerung des Hebelarms, erreicht.
  • Durch ihre schwimmende Lagerung wird gegenüber einem in der Bewegungsrichtung der Bremsbacken, d. h. in Bremsrichtung, feststehenden abzubremsenden Bauteil, beispielsweise einer Bremsscheibe, eine Zentrierung der Bremsbacken erreicht, so dass beim Bremsvorgang kein Biegemoment auf die Bremsscheibe ausgeübt wird.
  • Nach einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Betätigungseinrichtung aus einem gekröpften Kraftverteiler, wodurch der Unterschied zwischen der Lage der Achsen des Ankers des Magneten und des Krafteinleitungspunktes in den Betätigungshebel der Betätigungseinrichtung ausgeglichen wird.
  • Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der mechanische Energiespeicher aus einer Spiraldruckfeder. Diese sind robust, quasi wartungsfrei und platzsparend einbaubar. Durch die Verwendung einer Spiraldruckfeder mit einer niedrigen Federrate tritt beim Entspannen der Feder nur ein geringer Kraftverlust auf. Die beim Spannen der Feder allerdings erforderliche höhere Kraft wird von dem Elektromagneten problemlos aufgebracht.
  • Nach einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der verschiebbare Riegel aus einem Verriegelungsrahmen mit einem in dem Verriegelungsrahmen quer zu dessen Verschieberichtung angeordneten Riegelbolzen. Das zum Verriegelungsrahmen weisende Ende des mechanischen Energiespeichers ist mit einem Halteelement versehen, das in komprimierter Stellung des mechanischen Energiespeichers an dem Riegelbolzen anliegt.
  • Die Auslöseeinheit kann rein mechanischer Natur und mit einem Fliehkraftregler, beispielsweise mit dessen Welle verbunden sein. Das hat den Vorteil, dass zu ihrem Betrieb keine Energieversorgung erforderlich ist, wodurch diese Ausführung des Sicherheitsbremssystems insbesondere an solchen Einrichtungen vorgesehen wird, bei denen die Energieversorgung ausfallen kann. Es ist aber auch möglich, elektromechanische Auslöseeinheiten zu verwenden, die dann vorteilhafterweise das Auslösesignal von der Antriebselektronik der abzubremsenden Anlage erhalten. Eine Kombination beider Auslöseeinheiten erhöht die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Sicherheitsbremssystems.
  • Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt der Elektromagnete rechteckig ausgeführt. Somit kann das Gehäuse des Elektromagneten als Quader ausgeführt und dessen Innenraum vollständig mit Spulen ausgefüllt werden, wodurch sich die Kraft der Elektromagnete erhöht. Außerdem lässt sich ein quaderförmiges Gehäuse konstruktiv einfacher in das Bremssystem integrieren, wodurch Letzteres auch ein designtechnisch ansprechendes Aussehen erhält.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen stromlosen Bremssystems ohne Bremsscheibe,
  • 2 einen Vertikalschnitt entlang der Achse der Ankerspindel des Bremssystems nach 1 mit einer gebremsten Bremsscheibe,
  • 3 eine Seitenansicht des Bremssystems aus 2,
  • 4 eine Ansicht des Bremssystems aus 2 in axialer Richtung und
  • 5 eine Einzelheit A aus der Ansicht der 4.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die 1 bis 5 zeigen ein erfindungsgemäßes stromloses Bremssystem mit einer Bremseinrichtung 1 zum Abbremsen einer ringförmigen Bremsscheibe 2 (2) eines hier nicht näher dargestellten Rotors einer Windkraftanlage. Die Bremsscheibe 2 ist über eine Gussnabe 3 drehfest mit einer Rotorwelle 4 verbunden, die in einem Flanschteil 5 gelagert ist. Das Gehäuse der Bremseinrichtung 1 wird durch eine quer zur Rotorwelle 4 angeordnete Grundplatte 6 sowie beiderseits an deren Stirnseiten befestigte und in axialer Richtung verlängerte Gehäuseplatten 7 gebildet. An ihrem der Bremsscheibe 2 abgewandten Ende sind die Gehäuseplatten durch einen Deckel 8 miteinander verbunden. In dem Bereich der Bremsscheibe 2 weisen die Gehäuseplatten 7 eine Aussparung auf, durch die die Bremsscheibe 2 hindurchgeführt ist, so dass sie in den Bremsbereich der Bremseinrichtung 1 hineinragt.
  • Die Bremseinrichtung 1 ist im vorliegenden Beispiel als eine schwimmend gelagerte Faustsattelbremse ausgebildet. Zur schwimmenden Lagerung dienen vier mit dem Flanschteil 5 fest verbundene Messingformstücke 9, in denen sich die Bremseinrichtung 1 in axialer Richtung parallel zur Rotorwelle 4 bewegen kann. Die unmittelbar auf die Bremsscheibe 2 wirkende Bremseinheit befindet sich im Bereich der Grundplatte 6 und weist Bremsbacken 10 auf, wobei die eine Bremsbacke 10 mittels einer Zwischenplatte 11 an der Grundplatte 6 schwenkbar aber axial nicht beweglich befestigt ist. Die von der gegenüberliegenden Seite her an der Bremsscheibe 2 angreifende Bremsbacke 10 ist ebenfalls mit einer Zwischenplatte 11 fest verbunden, die wiederum schwenkbar an einem Betätigungshebel 12 angeordnet ist. Letzterer ist mittels einer Lagerwelle 13 in den Gehäuseplatten 7 schwenkbar gelagert und mit seinem freien Ende über einen gekröpften Kraftverteiler 14 mit dem einen Ende einer in dem Gehäuse der Bremseinrichtung 1 parallel zur Rotorwelle 4 axial geführten Ankerspindel 15 verbunden. Das gegenüberliegende Ende der Ankerspindel 15 ist in axialer Verlängerung mit einem Magnetanker 16 eines Elektromagneten verbunden, der als Arbeitsmagnet 17 den Bremsvorgang ausführt und in dem vor dem Deckel 8 des Gehäuses befindlichen Raum angeordnet ist. In 2 ist der Arbeitsmagnet 17 durch die Darstellung seines Spulenraumes 18 erkennbar. Der Magnetanker 16 ist am Kopfende des Arbeitsmagneten 17 durch den Deckel 8 hindurchgeführt und an seiner Stirnfläche mit einem Halteelement 19 verbunden.
  • In dem Raum zwischen dem Arbeitsmagneten 17 und der Bremseinheit ist die Ankerspindel 15 von einer Spiraldruckfeder 20 koaxial umgeben, die sich einenends an dem Gehäuse des Arbeitsmagneten und anderenends an einer auf die Ankerspindel 15 aufgeschraubten Stellmutter 21 abstützt.
  • Am Kopfende des Arbeitsmagneten 17 ist an dem Deckel 8 eine Arretiereinrichtung für die komprimierte Spiraldruckfeder 20 angeordnet. Sie besteht aus einem parallel zu dem Deckel 8 verschiebbaren Verriegelungsrahmen 22 und einem in diesem senkrecht zur Verschieberichtung gelagerten Riegelbolzen 23 (4). Im vorliegenden Beispiel stützt sich der Verriegelungsrahmen 22 über eine in Verschieberichtung wirkende Druckfeder 24 seitlich an dem Gehäuse der Bremseinrichtung 1 ab.
  • Im entspannten Zustand der Spiraldruckfeder 20 drückt diese den Magnetanker 16 in Richtung des gekröpften Kraftverteilers 14, so dass sich das an dem anderen Ende des Magnetankers 16 angeordnete Haltelement 19 in der Ebene des Verriegelungsrahmens 22 befindet und dessen Riegelbolzen an einer Vorderkante des Halteelements 19 anliegt. Von dieser Vorderkante aus ist das Halteelement 19 konisch verbreitert. Der gekröpfte Kraftverteiler 14 drückt wiederum die Bremsbacke 10 über den Betätigungshebel 12 gegen die Bremsscheibe 2, d. h. die Bremseinrichtung 1 befindet sich bei entspannter Spiraldruckfeder 20 im geschlossenen Zustand. Um die Bremsbacken 10 von der Bremsscheibe 2 zu lösen, wird der Arbeitsmagnet 17 über ca. 500 Millisekunden mit ca. 2 kW bestromt. Dieser Impulsstrom erzeugt für diesen kurzen Zeitraum ein sehr starkes Magnetfeld, wodurch sich der Magnetanker 16 mit großer Geschwindigkeit zur Ankerklebefläche hin bewegt. Dabei tritt das Halteelement 19 aus der Ebene des Verriegelungsrahmens 22 heraus, während die konische Seitenfläche des Halteelements 19 den Riegelbolzen 23 und somit den gesamten Verriegelungsrahmen 22 gegen den Druck der Druckfeder 24 verschiebt. In der axialen Endstellung des Magnetankers 16 befindet sich die Hinterkante des Halteelements 19 axial vor dem Riegelbolzen 23, wodurch der Druckfeder 24 eine Widerstandsfläche entzogen ist, die Druckfeder 24 sich entspannt und dabei den Verriegelungsrahmen 22 in seine Ausgangsstellung bewegt. Dabei gelangt der Riegelbolzen 23 zwischen den Deckel 8 und das Halteelement 19 des Magnetankers 16, wodurch der Magnetanker 16 und mit ihm die Spiraldruckfeder 20 mechanisch, also stromlos, axial arretiert sind. Somit befinden sich auch die Bremsbacken 10 in dieser stromlos gehaltenen Speicherstellung der Spiraldruckfeder 20 stromlos in geöffneter Stellung.
  • Seitlich des Arbeitsmagneten 17 ist an einer der Gehäuseplatten 7 eine die Arretiereinrichtung entsperrende Auslöseeinheit angeordnet, die im vorliegenden Beispiel aus einem Entriegelungsmagneten 25 mit einem in Verschieberichtung des Verriegelungsrahmens 22 agierenden Anker besteht, der auf einen mit dem Verriegelungsrahmen 22 in Wirkverbindung stehenden Entriegelungshebel 26 wirkt. Soll nun der Bremsvorgang ausgelöst werden, so erhält der Entriegelungsmagnet 25 über eine hier nicht näher dargestellte Steuerelektronik einen Stromimpuls zur Erzeugung eines Magnetfeldes. Dadurch bewegt sich der Anker des Entriegelungsmagneten 25 auf den Entriegelungshebel 26 zu, der wiederum den Verriegelungsrahmen 22 so verschiebt, dass sich der Verriegelungsbolzen 23 aus seiner Verriegelungsposition heraus bewegt und dadurch den Verschiebeweg des Magnetankers 16 frei gibt, so dass sich die Spiraldruckfeder 20 entspannt und dadurch der Bremsvorgang ausgeführt wird.
  • Die Arretiereinrichtung kann aber auch manuell entsperrt werden. Hierzu ist auf der gleichen Seite der Bremseinrichtung 1, auf der der Entriegelungsmagnet 25 angeordnet ist, ein Entriegelungsgestänge 27 vorgesehen, das mit dem Anker des Entriegelungsmagneten 25 in Wirkverbindung steht. Seine manuelle Betätigung bewegt den Anker des Entriegelungsmagneten 25 auf den Entriegelungshebel 26, der wiederum den Verriegelungsrahmen 22 mit den oben beschriebenen Folgen entriegelt.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Arretiereinrichtung durch einen in der Gussnabe 3 angeordneten Fliehkraftregler 28, wie er in 4 dargestellt ist, zu entsperren. Hierzu ist an dem Entriegelungsgestänge 27 ein Auslösehebel 29 angeordnet, der durch den Fliehkraftregler 28 ausgelöst wird.
  • Alle hier dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bremseinrichtung
    2
    Bremsscheibe
    3
    Gussnabe
    4
    Rotorwelle
    5
    Flanschkörper
    6
    Grundplatte
    7
    Gehäuseplatte
    8
    Deckel
    9
    Messingformstück
    10
    Bremsbacke
    11
    Zwischenplatte
    12
    Betätigungshebel
    13
    Lagerwelle
    14
    Gekröpfter Kraftverteiler
    15
    Ankerspindel
    16
    Magnetanker
    17
    Arbeitsmagnet
    18
    Spulenraum
    19
    Halteelement
    20
    Spiraldruckfeder
    21
    Stellmutter
    22
    Verriegelungsrahmen
    23
    Riegelbolzen
    24
    Druckfeder
    25
    Entriegelungsmagnet
    26
    Entriegelungshebel
    27
    Entriegelungsgestänge
    28
    Fliehkraftregler
    29
    Auslösehebel

Claims (11)

  1. Sicherheitsbremssystem nach dem Prinzip einer stromlos offenen elektromagnetischen Bremse, bestehend aus – einer Bremseinrichtung (1) mit mindestens zwei gegenüberliegenden Bremsbacken (10), die im stromlosen Zustand der Bremseinrichtung (1) von einem abzubremsenden Bauteil (2) beabstandet sind und sich zur Einleitung des Bremsvorgangs aufeinander zubewegen, – einem Elektromagneten (17) mit einem Anker (16), – einer Betätigungseinrichtung (12, 14,15), die einenends mit mindestens einer der Bremsbacken (10) verbunden ist, – einem mechanischen Energiespeicher (20), der über den Anker (16) des Elektromagneten (17) komprimierbar ist, – einer den mechanischen Energiespeicher (20) in komprimierter Stellung haltenden Arretiereinrichtung (19, 22, 23) und – einer die Arretiereinrichtung (19, 22, 23) entsperrenden Auslöseeinheit (25, 26), die manuell und/oder von einem Bremssignal ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Betätigungseinrichtung (12, 14,15) mit ihrem anderen Ende mit dem Anker (16) des Elektromagneten (17) verbunden ist, – dass der mechanische Energiespeicher (20) mit dem anderen Ende des Ankers (16) des Elektromagneten (17) verbunden ist und – dass die Arretiereinrichtung (19, 22, 23) aus einem quer zur Wirkachse des mechanischen Energiespeichers (20) verschiebbaren Riegel besteht, der Mittel zur axialen Verschiebung des mechanischen Energiespeichers (20) aufweist.
  2. Sicherheitsbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (1) eine schwimmend gelagerte elektromagnetische Faustsattelbremse ist.
  3. Sicherheitsbremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung aus einem gekröpften Kraftverteiler (14) besteht.
  4. Sicherheitsbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Energiespeicher eine Spiraldruckfeder (20) ist.
  5. Sicherheitsbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der verschiebbare Riegel aus einem Verriegelungsrahmen (22) mit einem in dem Verriegelungsrahmen (22) quer zu dessen Verschieberichtung angeordneten Riegelbolzen (23) besteht und dass das zum Verriegelungsrahmen (22) weisende Ende des mechanischen Energiespeichers (20) mit einem Halteelement (19) versehen ist, das in komprimierter Stellung des mechanischen Energiespeichers (20) an dem Riegelbolzen (23) anliegt.
  6. Sicherheitsbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die entsperrende Auslöseeinheit (25, 26) eine mechanisch wirkende Auslöseeinheit (26) ist.
  7. Sicherheitsbremssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch wirkende Auslöseeinheit (26) mit der Welle eines Fliehkraftreglers (28) verbunden ist.
  8. Sicherheitsbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die entsperrende Auslöseeinheit (25, 26) eine elektromagnetische Auslöseeinheit (25) ist.
  9. Sicherheitsbremssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Auslöseeinheit (25) das Auslösesignal von der Antriebselektronik einer abzubremsenden Anlage erhält.
  10. Sicherheitsbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als entsperrende Auslöseeinheit (25, 26) sowohl eine mechanisch wirkende Auslöseeinheit (26) als auch eine elektromagnetische Auslöseeinheit (25) vorgesehen ist.
  11. Sicherheitsbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Elektromagnete (17) rechteckig ist.
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