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DE102020004262A1 - Bremsanordnung zum Abbremsen einer um eine Drehachse drehbar gelagerten Welle - Google Patents

Bremsanordnung zum Abbremsen einer um eine Drehachse drehbar gelagerten Welle Download PDF

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Publication number
DE102020004262A1
DE102020004262A1 DE102020004262.7A DE102020004262A DE102020004262A1 DE 102020004262 A1 DE102020004262 A1 DE 102020004262A1 DE 102020004262 A DE102020004262 A DE 102020004262A DE 102020004262 A1 DE102020004262 A1 DE 102020004262A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sleeve
armature disk
locking ring
magnet body
brake arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020004262.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Aschoff
Nadine Noack
Gerolf Fichtner-Pflaum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of DE102020004262A1 publication Critical patent/DE102020004262A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
    • H02K7/1021Magnetically influenced friction brakes
    • H02K7/1023Magnetically influenced friction brakes using electromagnets
    • H02K7/1025Magnetically influenced friction brakes using electromagnets using axial electromagnets with generally annular air gap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/14Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/186Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with full-face force-applying member, e.g. annular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/14Mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Bremsanordnung zum Abbremsen einer um eine Drehachse drehbar gelagerten Welle,wobei in einer Ausnehmung eines Magnetkörpers eine Wicklung aufgenommen ist,wobei Federteile auf eine mit dem Magnetkörper drehfest verbundene, axial bewegbare Ankerscheibe drücken, insbesondere vom Magnetkörper wegdrücken,wobei eine koaxial zur Welle angeordnete Hülse axial bewegbar,wobei die Hülse in einer ersten axialen Position von einem einteilig oder mehrteilig ausgeführten Dauermagneten in axialer Richtung stärker angezogen wird als in einer anderen axialen Position,wobei Federelemente die Hülse mit einer entgegen der axialen Richtung gerichteten Kraft beaufschlagen,wobei der Betrag der von dem Dauermagneten in der ersten axialen Position auf die Hülse bewirkten Kraft größer ist als der Betrag der von den Federelementen auf die Hülse beaufschlagten Kraft.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung zum Abbremsen einer um eine Drehachse drehbar gelagerten Welle.
  • Es ist allgemein bekannt, dass ein Bremsmotor eine Bremsanordnung zum Abbremsen der Rotorwelle des Motors, insbesondere Elektromotors, aufweist.
  • Aus der DE 28 14 200 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Federkraftbremse mit Elektromagnetlüftung bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanordnung energiesparend weiterzubilden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Bremsanordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Bremsanordnung sind, dass sie zum Abbremsen einer um eine Drehachse drehbar gelagerten Welle vorgesehen ist,
    insbesondere wobei die Richtung der Drehachse die axiale Richtung ist,
    wobei in einer Ausnehmung eines Magnetkörpers eine Wicklung, insbesondere Spule, aufgenommen ist, insbesondere zur Bildung eines Elektromagneten,
    wobei Federteile auf eine mit dem Magnetkörper drehfest verbundene, axial bewegbare Ankerscheibe drücken, insbesondere vom Magnetkörper wegdrücken, insbesondere wobei Federteile die mit dem Magnetkörper drehfest verbundene, axial bewegbare Ankerscheibe mit einer entgegengesetzt zur axialen Richtung gerichteten Kraft beaufschlagen,
    wobei eine koaxial zur Welle angeordnete Hülse, insbesondere Hohlwelle, axial bewegbar, insbesondere zwischen einer ersten und einer zweiten Position, angeordnet ist und die Ankerscheibe axial begrenzt, insbesondere wobei die Hülse den größtmöglichen Abstand zwischen Ankerscheibe und Magnetkörper bestimmt,
    wobei die Hülse in einer ersten axialen Position von einem einteilig oder mehrteilig ausgeführten Dauermagneten in axialer Richtung stärker angezogen wird als in einer anderen axialen Position,
    wobei Federelemente die Hülse mit einer entgegen der axialen Richtung gerichteten Kraft beaufschlagen,
    wobei der Betrag der von dem Dauermagneten in der ersten axialen Position auf die Hülse bewirkten Kraft größer ist als der Betrag der von den Federelementen auf die Hülse beaufschlagten Kraft.
  • Von Vorteil ist dabei, dass die Welle der Bremsanordnung abbremsbar ist. Dies ist in energiesparender Weise erreicht, weil mittels des Dauermagnets beim Halten der gelüfteten Ankerscheibe ein verringerter Strom, insbesondere Haltestrom, ausreichend ist.
  • Denn in der ersten axialen Position ist die Hülse näher am Dauermagneten als in der zweiten Position. Daher wirkt dort anziehender, die Federkraft der Federelemente übersteigender Kraftüberschuss, um welchen die Ankerscheibe weniger vom Elektromagneten angezogen werden muss. Somit ist also der Haltestrom verringerbar. Nur zum Einleiten des Lüftens ist kurzfristig ein höherer Haltestrom notwendig.
  • Das Einfallen der Bremse wird bei Nichtbestromung durch die Federteile bewirkt, welche die Ankerscheibe vom Magnetkörper wegdrücken, während auch die Hülse von den Federelementen weggedrückt wird. Wichtig ist also, dass die Ankerscheibe beim Einfallen auf die Hülse drückt und diese vom Dauermagneten wegdrückt.
  • Somit ist ein schnelles Einfallen der Bremse gesichert.
  • Der Erfindung liegt also die Idee zugrunde, dass
    • - beim Einfallen der Bremse die Federkraft der Federelemente durch einen Kraftanteil der Federteile verstärkt wird und dass
    • - beim Gelüftethalten der Bremse die vom Elektromagneten erzeugte Anziehungskraft durch einen Kraftanteil des Dauermagneten verstärkt wird
  • Vorzugsweise ist der Betrag der auf die Hülse anziehend wirkenden Magnetkraft des Dauermagneten in jeder axialen Position der Hülse größer als der Betrag der von den Federelementen erzeugten Federkraft.
  • Der verringerbare Haltestrom bewirkt einen geringeren Energieverbrauch.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Federelemente an einem mit dem Magnetkörper verbundenen Stützgehäuseteil abgestützt. Von Vorteil ist dabei, dass die Federelemente an einem stationären teil abstützbar sind und somit ihre Federkraft auf die Hülse übertragbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein auf die Hülse aufgesteckter Verriegelungsring zwischen Ankerscheibe und Hülse angeordnet,
    insbesondere wobei der Verriegelungsring in einer radialen Vertiefung der Hülse angeordnet ist und/oder wobei der Verriegelungsring mit der Hülse formschlüssig verbunden ist,
    insbesondere wobei in dem in axialer Richtung vom Verriegelungsring überdeckten Bereich der von der Hülse überdeckte Radialabstandsberiech überlappt mit dem von dem Verriegelungsring überdeckten Radialabstandsbereich oder diesen umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass der Verriegelungsring elastisch vorspannbar ist und somit ein Lösen von der Ankerscheibe erleichtert.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung greift der Verriegelungsring mit seinem von der Ankerscheibe abgewandten axialen Endbereich in eine am Magnetkörper eingebrachte Ringnut. Von Vorteil ist dabei, dass eine Begrenzung der maximalen axialen Position der Ankerscheibe bezogen auf den Magnetkörper mittels des Verrieglungsrings bewirkbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am der Ankerscheibe zugewandten Endbereich des Verriegelungsrings ein insbesondere in Umfangsrichtung umlaufender Kragen ausgebildet ist, wobei der Kragen radial hervorsteht, so dass der von dem Verriegelungsring samt Kragen überdeckte Radialabstandsbereich, insbesondere der vom Verriegelungsring mitsamt Kragen bezogen auf die Drehachse der Welle überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von der Ankerscheibe überdeckten Radialabstandsbereich überlappt,
    insbesondere wobei der in axialer Richtung vom Verriegelungsring überdeckte Bereich den von der Ankerscheibe in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass der Kragen elastisch auslenkbar ist und somit ein Lösen von der Ankerscheibe einfach bewirkbar ist. Außerdem ist zwar der Verriegelungsring mit der Hülse formschlüssig aber spielbehaftet verbunden. Somit ist beim Beschleunigen der Hülse zunächst die Hülse beschleunigbar und somit beim Andrücken des Kragens mittels der Hülse ein Impulsstoß erzeugbar, der den Verriegelungsring schnell elastisch auslenkt und gegen die Ankerscheibe andrückt. Drüber hinaus ist durch konische Ausführung des Kragens eine radiale Kraftkomponente verstärkbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kragen in der ersten axialen Position von der Hülse an die Ankerscheibe elastisch gespannt angedrückt. Von Vorteil ist dabei, dass eine radiale Kraftkomponente erzeugt wird und der Verriegelungsring einfach lösbar ist von der Hülse.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hülse, insbesondere auf ihrer vom Magnetkörper abgewandten Seite, einen radialen Vorsprung auf, welcher in der ersten axialen Position auf den Kragen drückt,
    insbesondere wobei der radiale Vorsprung als konischer Bereich ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Kragen des Verriegelungsrings von dem Vorsprung in einfacher Weise mit Kraft beaufschlagbar ist und eine radiale Kraftkomponente erzeugbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hülse, insbesondere auf ihrer von der Ankerscheibe abgewandten Seite, einen radialen Vorsprung und/oder Hintergriff auf, welcher in eine in Umfangsrichtung umlaufende Innennut des Magnetkörpers eingreift und/oder hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass die Ankerscheibe vom Verriegelungsring axial begrenzbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Verriegelungsring in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, axial gerichtete, insbesondere nicht durchgehende, Schlitze aufweist,
    wobei in Umfangsrichtung zwischen zwei Schlitzen, die in axialer Richtung in die Umgebung münden, zumindest ein Schlitz angeordnet ist, der entgegen der Umfangsrichtung in die Umgebung mündet. Von Vorteil ist dabei, dass der Verrieglungsring mäanderförmig in Umfangsrichtung umläuft, wobei der Mäander in axialer Richtung sich erstreckt und einen konstanten Radialabstand aufweist. Somit ist ein elastisch vorgespanntes Aufschrumpfen auf die Hülse in einfacher Weise erreichbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verriegelungsring aus einem Blech gefertigt, insbesondere als Stanz-Biegeteil. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige einfache Herstellung erreichbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Bremsbelagträger drehfest aber axial bewegbar mit der Welle verbunden,
    wobei der Bremsbelagträger zwischen einer Bremsfläche und der Ankerscheibe angeordnet ist,
    insbesondere wobei der Bremsbelagträger eine Innenverzahnung aufweist, welche im Eingriff ist mit einer Außenverzahnung der Welle oder mit einer Außenverzahnung eines mit der Welle drehfest verbundenen Mitnehmerteils,
    insbesondere wobei die Bremsfläche an einem Lagerschild ausgebildet ist, insbesondere feinbearbeitet ausgebildet ist, dass ein Lager zur drehbaren Lagerung der Welle aufnimmt und mit dem Magnetkörper lösbar verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Bremsbelagträger von der Ankerscheibe gegen die Bremsfläche drückbar ist, so dass der beidseitig mit Bremsbelägen belegte Bremsbelagträger sowohl gegen die Bremsfläche als auch gegen die Ankerscheibe bremst.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ankerscheibe axial zwischen dem Bremsbelagträger und dem Magnetkörper angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass durch axiales Bewegen der Ankerscheibe Lüften oder Einfallen der Bremsanordnung bewirkbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dauermagnet auf der von der Ankerscheibe abgewandten Seite des Magnetkörpers angeordnet und ist mit dem Stützgehäuseteil verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass der Dauermagnet in einfacher Weise befestigbar ist und sicher haltbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Hülse axial durchgehend durch den Magnetkörper ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass der Dauermagnet auf der von der Ankerscheibe abgewandten Seite des Magnetkörpers angeordnet ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hülse eine axial durchgehende, insbesondere zylindrische, koaxial zur Welle ausgerichtete Ausnehmung auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Welle mit einem Fortsatz ausbildbar ist, welcher durch die Hülse hindurchragt, so dass auf der vom Motor abgewandten Seite des Magnetkörpers eine weitere Anordnung, insbesondere Sensoranordnung, insbesondere Winkelsensoranordnung, anordenbar ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
    • In der 1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Bremsanordnung mit einer Hülse 1 dargestellt.
    • In der 2 ist ein Bereich der 1 vergrößert dargestellt, wobei ein Verriegelungsring 20, insbesondere aus Federstahl oder Kunststoff, erkennbar ist.
    • In der 3 ist die Hülse 1 in Schrägansicht dargestellt.
    • In der 4 ist der Verriegelungsring 20 in Schrägansicht dargestellt.
    • In der 5 ist eine weitere erfindungsgemäße Bremsanordnung in Schnittansicht dargestellt.
  • Wie in 1 dargestellt, weist die Bremsanordnung eine abzubremsende, über Lager 7 drehbar gelagerte Welle 8 auf, die einen außenverzahnten Bereich aufweist oder mit einem außenverzahnten Mitnehmerteil drehfest verbunden ist.
  • Auf diese Außenverzahnung ist ein Bremsbelagträger 5 aufgesteckt, der einen Innenverzahnung aufweist, welche mit der Außenverzahnung im Eingriff ist. Die Zähen der beiden Verzahnungen erstrecken sich in axialer Richtung, also parallel zur Drehachse der Welle 8. Somit ist der Bremsbelagträger 5 drehfest aber axial verschiebbar mit der Welle 8 verbunden. Axial beidseitig weist der Bremsbelagträger Bremsbeläge auf.
  • Das Lager 7 ist in einem Lagerflansch 6 aufgenommen. Mit dem Lagerflansch 6 ist ein Magnetkörper 2 verbunden, welcher vorzugsweise aus ferromagnetischem Guss, insbesondere Stahlguss, gefertigt ist.
  • In dem Magnetkörper 2 ist in einer ringartigen Vertiefung eine Spule 9, insbesondere konzentrische Wicklung, aufgenommen. Die Ringachse der ringartigen Vertiefung ist koaxial zur Drehachse der Welle 8 ausgerichtet.
  • Bei Bestromung der Spule 9, insbesondere Bremsspule, wird ein Magnetfeld erzeugt, das eine Ankerscheibe 3, die drehfest aber axial bewegbar mit dem Magnetkörper 2 verbunden ist, zum Magnetkörper 2 hin zieht entgegen der von Federteilen 4 erzeugten Kraft.
  • Dabei sind die Federteile 4 entweder gemäß 1 am Lagerflansch 6 oder alternativ am Magnetkörper 2 abgestützt. Bei Abstützung am Lagerflansch 6 gemäß 1 sind sie somit auf Zug und bei Abstützung am Magnetkörper 2 auf Druck belastet. Somit wird die Ankerscheibe 3 bei Nichtbestromung der Spule 9 vom Magnetkörper 2 weggedrückt.
  • Bei Bestromung der Spule 9 wird eine Hülse 1, welche durch eine durchgehende Ausnehmung der Ankerscheibe 3 hindurchragt und in eine Ausnehmung des Magnetkörpers 2 zumindest teilweise hineinragt, zum Magnetkörper 2 hingezogen.
  • Ein auf die Hülse 1 aufgesteckter Verriegelungsring 20, insbesondere welcher aus Federstahl oder Kunststoff ausgeführt ist, wird von der Hülse 1 mitgenommen. Hierzu ist der Verriegelungsring 20 mit der Hülse 1 in axialer Richtung spielbehaftet formschlüssig verbunden. Der Verriegelungsring 20 ist also relativ zur Hülse 1 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs verschiebbar.
  • Außerdem ist die Hülse 1 vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff gefertigt, so dass die Hülse 1 auch selbst bei Bestromung der Spule 9 zum Magnetkörper 2 hingezogen wird. Hierzu weist die Hülse 1 in dem in die Ausnehmung des Magnetkörpers 2 hineinragenden Bereich weniger Material auf als in dem außerhalb des Magnetkörpers 2 auf der der Ankerscheibe 3 zugewandten Seite sich befindenden Bereich.
  • Der Verriegelungsring 20 weist an seinem dem Bremsbelagträger 5 zugewandten, axialen Endbereich einen Kragen auf, der im Längsschnitt eine Schrägfläche 21 darstellt, die auf eine entsprechende, an der Ankerscheibe 3 ausgebildete Schrägfläche, insbesondere also Innenkonusfläche, drückt, insbesondere welche an der dem Bremsbelagträger 5 zugewandten Seite der Ankerscheibe 3 ausgeformt ist.
  • Der Kragen des Verriegelungsrings 20 ist in Umfangsrichtung insbesondere unterbrochen umlaufendend ausgeführt und von einem Konusbereich der Hülse 1 elastisch auslenkbar.
  • Beim Andrücken des Kragens des Verriegelungsrings 20 an die Ankerscheibe 3 wird der Kragen elastisch verformt und dabei radial aufgeweitet. Sodann ist der Kragen elastisch gespannt.
  • Sobald die Bestromung der Spule 9 beendet wird, drücken die Federteile 4 die Ankerscheibe 3 vom Magnetkörper 2 weg. Außerdem drückt die Ankerscheibe 3 den Kragen des Verriegelungsrings 20 axial ebenfalls vom Magnetkörper 2 weg, so dass die Hülse 1 vom Verriegelungsring 20 in dieselbe Richtung gedrückt wird, wobei diejenige Druckkraft, die einerseits von den Federteilen 4 und andererseits von der elastischen Vorspannung des Verriegelungsrings 20 erzeugt wird und in axialer Richtung auf die Hülse 1 wirkt, die von dem Dauermagnet 10 axial entgegengesetzt gerichtet wirkende Magnetkraft überwindet.
  • Außerdem ist am von der Schrägfläche 21 und/oder vom Kragen abgewandten axialen Endbereich des Verriegelungsrings 20 ein Hintergriff 22 ausgeformt, der in eine am Magnetkörper 2 eingebrachte, umlaufende Nut eingreift.
  • Der Verriegelungsring 20 ist auf die Hülse 1 aufgesteckt, insbesondere in einer radialen Vertiefung, insbesondere Verengung 30 der Hülse 1, aufgenommen. Beim Aufstecken des Verriegelungsrings 20 auf die Hülse 1 wird der Verriegelungsring 20 elastisch gedehnt und dabei radial aufgeweitet. Erst bei Erreichen der Vertiefung 30 schrumpft der Verriegelungsring 20 in die Vertiefung 30 und wird dabei elastisch entspannt. Zur elastischen Ausführung des Verriegelungsrings 20 ist dieser in Umfangsrichtung mäanderförmig ausgeführt, wobei der Mäander in Umfangsrichtung axial hin und zurück verläuft. Zur Herstellung des Verriegelungsrings 30, insbesondere des mäanderförmigen Verlaufs des Verriegelungsrings 30 weist dieser Schlitze auf, die in Umfangsrichtung vorzugsweise gleichmäßig, also regelmäßig, voneinander beabstandet sind und diese Schlitze in axialer Richtung nicht durchgehend ausgeführt sind, aber abwechselnd in axialer Richtung oder entgegen der axialen Richtung zur Umgebung hin geöffnet sind.
  • Somit mündet also der jeweils in Umfangsrichtung nächstbenachbarte Schlitz in die Umgebung an der jeweils anderen Seite des Verriegelungsrings 30.
  • Bei Nichtbestromung der Spule 9 wird die Ankerscheibe 3 von den Federteilen 4 zum Bremsbelagträger 5 hingedrückt und somit der Bremsbelagträger 5 auf der von der Ankerscheibe 3 abgewandten Seite auf eine am Lagerflansch 6 ausgebildeten Bremsfläche. Bei der Nichtbestromung wird die Ankerscheibe 3 auch auf den Kragen, insbesondere die Schrägfläche 21 und/oder Kragen, des Verriegelungsrings 20 gedrückt, so dass der Verrieglungsring 20 auf die Hülse 1 drückt und diese axial bewegt wird, insbesondere entgegen der von dem Dauermagnet 10 bewirkten, auf die Hülse 1 wirkenden anziehenden Kraft.
  • Dieser Dauermagnet 10 ist am von der Ankerscheibe 3 abgewandten Seite des Magnetkörpers 2 angeordnet, insbesondere mittels eines Halteteils in einer Ausnehmung des Magnetkörpers 2 gehalten, wobei die Ausnehmung mittig im Magnetkörper angeordnet ist und axial durchgehend ausgeführt ist. In diese Ausnehmung ragen auch die Hülse 1 und der Verriegelungsring 20 zumindest teilweise hinein.
  • Das Magnetfeld des Dauermagnets 10 überlagert sich mit dem von der bestromten Spule 9 erzeugten Magnetfeld. Beim Lüften der Bremse verstärkt sich also die auf die aus ferromagnetischem Material, wie Stahl, gefertigte Hülse 1 wirkende anziehende Kraft.
  • Daher ist nach Beginn der Bestromung der Spule 9, also Einleiten des Lüftens, der Strom in der Spule 9 reduzierbar, wobei trotzdem der gelüftete Zustand erhalten bleibt. Somit ist für ein dauerhaftes Lüften infolge des Dauermagneten 10 nur ein im Vergleich zum Einleiten des Lüftens verringerter Haltestrom notwendig.
  • Beim Einfallen der Bremse, also beim Abfallen des Stromes der Spule 9, überwindet die vom Federteil 4, insbesondere von den in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Federteilen 4, erzeugte, auf die Ankerscheibe 3 wirkende Federkraft die vom Dauermagnet 10 bewirkte anziehende Kraft.
  • Insbesondere ist aber auch die vom Entspannen des Kragens bewirkte, axiale, auf den Verriegelungsring 20 wirkende Kraftkomponente größer als die vom Dauermagnet auf die Hülse samt Verriegelungsring 20 bewirkte Kraft.
  • Der Hintergriff begrenzt die Bewegung des Verriegelungsrings 20 und somit auch der Hülse 1.
  • Der Verriegelungsring 20 ist entweder aus ferromagnetischem Federstahl oder aus elastischem Kunststoffmaterial gefertigt.
  • Wie in 3 gezeigt ist die Vertiefung 30 axial begrenzt einerseits durch einen Wellenbund, insbesondere Stufe und andererseits durch den konischen Beriech der Hülse 1, insbesondere die an der Hülse 1 ausgeformte Kegelstumpffläche 31.
  • Wie in 5 gezeigt, ist die Hülse 50 auch ohne Verriegelungsring ausführbar.
  • An der von der Ankerscheibe 3 abgewandten Seite des Magnetkörpers 2 ist am Magnetkörper 2 ein Stützgehäuseteil 52 befestigt, in welchem ein ferromagnetisches Teil 53 aufgenommen ist, das vorzugsweise topfförmig ausgeformt ist.
  • Am ferromagnetischen Teil 53 ist ein Dauermagnet-Ring 51 befestigt, dessen Magnetfeld durch das ferromagnetische Teil 53 zur Hülse 50 hingeleitet wird und somit eine anziehende, den Federteilen (4, 54) entgegengerichtete Kraft erzeugt. Wenn die Spule 9 bestromt wird, wird also die Hülse zum Dauermagnet-Ring 51 hingezogen, insbesondere entgegen der von den Federelementen 54 erzeugten Federkraft.
  • Wird allerdings die Spule 9 nicht bestromt, übertrifft die von der Federelementen 54 erzeugte Federkraft zusammen mit einem Anteil der von den Federteilen 4 auf die Ankerscheibe übertragenen Kraft die anziehende Kraft des Dauermagneten-Rings 51, so dass die Bremsanordnung aktiviert wird, also einfällt.
  • Die Ankerscheibe 3 ragt in eine an der Hülse 50 eingebrachte, umlaufende Ringnut zumindest teilweise hinein. Somit wird beim Lüften der Bremsanordnung, also beim Bestromen der Spule 9, zunächst die Ankerscheibe 3 vom Magnetkörper 2 angezogen. Dabei drückt dann die Ankerscheibe 3 auf die Hülse 50, insbesondere auf die Wandung der Ringnut der Hülse 50, und schiebt diese von dem Bremsbelagträger 5 weg.
  • Außerdem wird die durch den Magnetkörper 2 durchragende Hülse 50 vom Dauermagnet-Ring 51 angezogen, so dass der durch die Spule 9 fließende Strom verringerbar ist auf einen niedrigeren Haltestrom, da die vom Dauermagnet-Ring 51 erzeugte Magnetkraft das Halten der Ankerscheibe 3 unterstützt. Denn die Hülse 50 hält die in die Ringnut hineinragende Ankerscheibe 3 zumindest anteilig.
  • Die Federelemente 54 sind am ferromagnetischen Teil 53 abgestützt und drücken auf die Hülse 50, insbesondere in axialer Richtung.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hülse
    2
    Magnetkörper, insbesondere aus ferromagnetischem Guss
    3
    Ankerscheibe
    4
    Federteil
    5
    Bremsbelagträger
    6
    Lagerflansch
    7
    Lager
    8
    Welle
    9
    Spule, insbesondere konzentrische Wicklung
    10
    Dauermagnet
    20
    Verriegelungsring, insbesondere aus Federstahl oder Kunststoff
    21
    Schrägfläche
    22
    Hintergriff
    30
    Vertiefung
    31
    Kegelstumpffläche
    32
    Wellenbund, insbesondere Stufe
    50
    Hülse
    51
    Dauermagnet-Ring
    52
    Stützgehäuseteil
    53
    ferromagnetisches Teil
    54
    Federelement
    55
    Hintergriff
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2814200 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Bremsanordnung zum Abbremsen einer um eine Drehachse drehbar gelagerten Welle, insbesondere wobei die Richtung der Drehachse die axiale Richtung ist. wobei in einer Ausnehmung eines Magnetkörpers eine Wicklung, insbesondere Spule, aufgenommen ist, insbesondere zur Bildung eines Elektromagneten, wobei Federteile auf eine mit dem Magnetkörper drehfest verbundene, axial bewegbare Ankerscheibe drücken, insbesondere vom Magnetkörper wegdrücken, insbesondere wobei Federteile die mit dem Magnetkörper drehfest verbundene, axial bewegbare Ankerscheibe mit einer entgegengesetzt zur axialen Richtung gerichteten Kraft beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass eine koaxial zur Welle angeordnete Hülse, insbesondere Hohlwelle, axial bewegbar, insbesondere zwischen einer ersten und einer zweiten Position, angeordnet ist und die Ankerscheibe axial begrenzt, insbesondere wobei die Hülse den größtmöglichen Abstand zwischen Ankerscheibe und Magnetkörper bestimmt, wobei die Hülse in einer ersten axialen Position von einem einteilig oder mehrteilig ausgeführten Dauermagneten in axialer Richtung stärker angezogen wird als in einer anderen axialen Position, wobei Federelemente die Hülse mit einer entgegen der axialen Richtung gerichteten Kraft beaufschlagen, wobei der Betrag der von dem Dauermagneten in der ersten axialen Position auf die Hülse bewirkten Kraft größer ist als der Betrag der von den Federelementen auf die Hülse beaufschlagten Kraft.
  2. Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente an einem mit dem Magnetkörper verbundenen Stützgehäuseteil abgestützt sind.
  3. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die Hülse aufgesteckter Verriegelungsring zwischen Ankerscheibe und Hülse angeordnet ist, insbesondere wobei der Verriegelungsring in einer radialen Vertiefung der Hülse angeordnet ist und/oder wobei der Verriegelungsring mit der Hülse formschlüssig verbunden ist, insbesondere wobei in dem in axialer Richtung vom Verriegelungsring überdeckten Bereich der von der Hülse überdeckte Radialabstandsberiech überlappt mit dem von dem Verriegelungsring überdeckten Radialabstandsbereich oder diesen umfasst.
  4. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsring mit seinem von der Ankerscheibe abgewandten axialen Endbereich in eine am Magnetkörper eingebrachte Ringnut greift.
  5. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am der Ankerscheibe zugewandten Endbereich des Verriegelungsrings ein insbesondere in Umfangsrichtung umlaufender Kragen ausgebildet ist, wobei der Kragen radial hervorsteht, so dass der von dem Verriegelungsring samt Kragen überdeckte Radialabstandsbereich, insbesondere der vom Verriegelungsring mitsamt Kragen bezogen auf die Drehachse der Welle überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von der Ankerscheibe überdeckten Radialabstandsbereich überlappt, insbesondere wobei der in axialer Richtung vom Verriegelungsring überdeckte Bereich den von der Ankerscheibe in axialer Richtung überdeckte Bereich umfasst.
  6. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen in der ersten axialen Position von der Hülse an die Ankerscheibe elastisch gespannt angedrückt ist an die Ankerscheibe.
  7. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse, insbesondere auf ihrer vom Magnetkörper abgewandten Seite, einen radialen Vorsprung aufweist, welcher in der ersten axialen Position auf den Kragen drückt, insbesondere wobei der radiale Vorsprung als konischer Beriech ausgeführt ist.
  8. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse, insbesondere auf ihrer von der ankerscheibe abgewandten Seite, einen radialen Vorsprung und/oder Hintergriff aufweist, welcher in eine in Umfangsrichtung umlaufende Innennut des Magnetkörpers eingreift und/oder hineinragt.
  9. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsring in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, axial gerichtete, insbesondere nicht durchgehende, Schlitze aufweist, wobei in Umfangsrichtung zwischen zwei Schlitzen, die in axialer Richtung in die Umgebung münden, zumindest ein Schlitz angeordnet ist, der entgegen der Umfangsrichtung in die Umgebung mündet.
  10. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsring aus einem Blech gefertigt ist, insbesondere als Stanz-Biegeteil.
  11. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsbelagträger drehfest aber axial bewegbar mit der Welle verbunden ist, wobei der Bremsbelagträger zwischen einer Bremsfläche und der Ankerscheibe angeordnet ist, insbesondere wobei der Bremsbelagträger eine Innenverzahnung aufweist, welche im Eingriff ist mit einer Außenverzahnung der Welle oder mit einer Außenverzahnung eines mit der Welle drehfest verbundenen Mitnehmerteils, insbesondere wobei die Bremsfläche an einem Lagerschild ausgebildet ist, insbesondere feinbearbeitet ausgebildet ist, dass ein Lager zur drehbaren Lagerung der Welle aufnimmt und mit dem Magnetkörper lösbar verbunden ist.
  12. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerscheibe axial zwischen dem Bremsbelagträger und dem Magnetkörper angeordnet ist.
  13. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet auf der von der ankerscheibe abgewandten Seite des Magnetkörpers angeordnet ist und von mit dem Stützgehäuseteil verbunden ist.
  14. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse axial durchgehend durch den Magnetkörper ausgebildet ist.
  15. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse eine axial durchgehende, insbesondere zylindrische, koaxial zur Welle ausgerichtete Ausnehmung aufweist.
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