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Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Brems- oder Kupplungseinrichtung mit einer elektromagnetisch betätigbaren Verstelleinheit zum Bereitstellen einer Kraft auf mindestens einer Brems- oder Kupplungsscheibe sowie mit Dämpfungsmitteln zur Geräuschreduzierung.
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Beim Betrieb von elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtungen treten regelmäßig beim Aufeinandertreffen von mechanischen Elementen unerwünschte Schlaggeräusche und unerwünschte Schwingungen auf. Dabei sind vor allem zwei Arten von störenden Geräuschen zu beobachten. Zum einen ergibt sich beim Betrieb ein sogenanntes „Anzugsgeräusch“, wenn die Ankerscheibe gegen den Spulenträger und damit das Gehäuse angezogen wird und somit in der Regel Stahl auf Stahl auftrifft. Das Anziehen der Ankerscheibe wird dabei in der Regel durch Bestromen der Spule bewirkt. Daneben gibt es das sogenannte „Abfallgeräusch“, wenn die Ankerscheibe beispielsweise mittels Federdruck gegen den Bremsrotor gedrückt wird. Ein solches Abfallgeräusch stellt sich also in dem Moment ein, wenn der Strom von der Spule abgeschaltet wird.
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Insbesondere dann, wenn die Brems- oder Kupplungseinrichtungen in der Nähe von Personen betrieben werden, wie zum Beispiel die elektromagnetischen Bremseinrichtungen in Fahrstühlen, gilt es, solche unerwünschten Geräusche zu vermeiden. Es sind bereits unterschiedliche Dämpfungsmittel zur Geräuschreduzierung bei solchen elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtungen bekannt. So schlägt beispielsweise die
DE 196 46 493 A1 ein oder mehrere O-Ringe vor, die in kurze zylinderförmige Ausnehmungen eines Bremsengehäuses eingelegt sind und etwas über die Oberfläche des Gehäuses vorstehen, an die die Ankerscheibe anschlagen kann. Zwischen die O-Ringe ist jeweils eine zähelastische Platte aus Pressstoff eingelegt, die etwa 0,2 mm gegenüber der Anlagefläche vorsteht. Diese zähelastische Platte verhindert zusammen mit den erwähnten O-Ringen ein metallisch hartes Aufschlagen beim Lüften beziehungsweise Lösen der Bremse, d.h. beim Abschalten des Stromes, weil die Ankerscheibe bei ihrer Bewegung in Richtung zum Elektromagneten und dank der O-Ringe und der zähelastischen Platte nicht mehr hart am Gehäuse aufschlagen kann, sondern zunächst von den O-Ringen und anschließend von der zähelastischen Platte abgefangen wird. Neben dem Einsatz solcher Dämpfungsmittel zwischen Ankerscheibe und Gehäuse werden darüber hinaus längliche elastische Körper vorgesehen, die zwischen eine Gegenscheibe und die Ankerscheibe platziert sind. Schließlich wird in dieser Veröffentlichung ein O-Ring als weiteres Dämpfungsmittel vorgeschlagen, der konzentrisch zur Achse der Bremse liegt und in eine Ringnut einer Endscheibe eingebettet ist und die angrenzende Oberfläche der Gegenscheibe berührt.
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Weitere Dämpfungsmittel bei elektromagnetischen Bremseinrichtungen, beschreibt die
DE 101 43 499 A1 . Die Dämpfungsmittel sehen zwei verschiedene Dämpfungssysteme vor, wobei ein erstes Dämpfungssystem aus zwei in einer zur Mittelachse parallele Bohrungen angeordnete, durch einen Gewindestift einstellbare Bolzenteile aufweist und eine Kunststoffzwischenlage zwischen den beiden Bolzenteilen sitzt. Der der Ankerscheibe zugewandte Bolzen aus antimagnetischem Werkstoff ist so positioniert, dass seine der Ankerscheibe zugewandte Stirnfläche geringfügig über die der Ankerscheibe zugewandte Stirnfläche des Spulenträgers hervorsteht. Dadurch wird die Ankerscheibe beim Einschalten der Erregerspule gedämpft und somit das Anzugsgeräusch vermindert. Dieses erste Dämpfungssystem hat dabei eine relativ hohe Steifigkeit beziehungsweise steile Federkennlinie im Vergleich zu einem zweiten, ebenfalls zum Einsatz kommenden Dämpfungssystem. Dieses zweite Dämpfungssystem hat eine deutlich niedrigere Steifigkeit und damit flachere Federkennlinie, um der Bewegung der Ankerscheibe beim Abschalten des Elektromagneten folgen zu können. Das zweite Dämpfungssystem umfasst einen in axialer Richtung relativ langen, Bolzen aus nicht magnetischem Metall, wobei dieser Bolzen über einen O-Ring mit einer im Inneren davon angeordneten Kunststoffplatte von einem Gewindestift beaufschlagt wird. Dabei ist der antimagnetische Bolzen in der Lage, der Ankerscheibe beim Abschalten des Stromes der Erregerspule zu folgen.
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Problematisch bei den bisher bekannten Dämpfungsmitteln in elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtungen ist die Tatsache, dass die vorgesehenen Dämpfungsmittel regelmäßig auch einen negativen Einfluss auf das Drehmomentverhalten und das Schaltverhalten der elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtung haben. Dabei ist der negative Einfluss umso größer, je steiler die Federkennlinie der verwendeten Dämpfungsmittel ist.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
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Die Erfindung hat das Ziel, die bekannten elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtungen so weiter zu bilden, dass einerseits die Schaltgeräusche bei der Betätigung der elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtung effizient reduziert werden und andererseits die eingesetzten Dämpfungsmittel das Drehmomentverhalten der elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtung nicht oder nur gering beeinflussen.
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Dieses Ziel wird durch eine elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weiterbildungen einer solchen elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Dabei beruht die Erfindung im Wesentlichen darauf, dass als Dämpfungsmittel ein oder mehrere Dämpfungselemente aus einem viskoelastischen Kunststoffmaterial vorgesehen sind, wobei das viskoelastische Kunststoffmaterial bei einer Kraftbeanspruchung, wie dies durch die Bewegung des Ankers hervorgerufen wird, innerhalb eines Zeitfensters von kleiner etwa zwei Sekunden und bei einer gegebenen Raumtemperatur von etwa zwischen 20°C und 25°C eine Überspannung von ≥ etwa 10%, vorzugsweise ≥ etwa 30%, bezogen auf seine Gleichgewichtsspannung aufweist.
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Erfindungsgemäß kommt also ein besonderes Kunststoffmaterial in Form von ein oder mehreren Dämpfungselementen als Dämpfungsmittel zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um ein viskoelastisches Kunststoffmaterial, das hinsichtlich seiner Eigenschaften besonders ausgewählt ist, nämlich derart, dass bei einer Kraftbeanspruchung innerhalb eines kleinen Zeitfensters von bis zu etwa 2 Sekunden eine Überspannung auftritt, die mindestens 10%, vorzugsweise größer 30%, als die Gleichgewichtsspannung ist.
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Durch diese besondere Materialauswahl ist gewährleistet, dass die Dämpfungselemente beim Schalten des Ankers kurzzeitig eine hohe Gegenkraft (Überspannung) entwickeln, die das harte Aufschlagen des Ankers mindert, um dann innerhalb einer sogenannten Relaxationszeit in einem Gleichgewichtszustand überzugehen. Diese durch Überspannung erzeugte Gegenkraft wird durch die beim Schalten der Bremse auftretende hohe Beschleunigung bzw. schnelle Bewegung des Ankers hervorgerufen. Diese Kraft wird nun gezielt ausgenutzt, um die Ankerbewegung entscheidend zu verlangsamen, aufgrund der einsetzenden Relaxation hat diese jedoch keinen oder nur einen geringen Drehmomenteinfluss.
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In einer Weiterbildung der Erfindung, die für sich genommen jedoch auch eigenständigen Charakter hat und unabhängig vom Gegenstand des Anspruchs 1 eingesetzt werden kann, zeichnet sich das viskoelastische Kunststoffmaterial des oder der eingesetzten Dämpfungselemente durch eine Relaxationszeit von etwa 0,001 bis etwa 20 Sekunden, gemessen bei einer Raumtemperatur von etwa zwischen 20°C und 25°C, aus.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kommen ein oder mehrere Dämpfungselemente, die ring- oder plattenförmig ausgebildet sein können, zum Einsatz, die als PUR-Elastomer (Polyurethan-Elastomer) ausgebildet sind und einen mechanischen Verlustfaktor von etwa zwischen 0,35 bis 0,55 (nach ISO 10846-2) aufweisen. Der verwendete Werkstoff sollte dabei eine sogenannte Rückprallelastizität von etwa 8% bis 20% nach DIN 3512 aufweisen.
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In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektromagnetische Brems- oder Kupplungseinrichtung eine Ankerscheibe aufweist, die in Richtung einer Reibscheibe, der sogenannten Brems- oder Kupplungsscheibe axial bewegbar ist zum Kuppeln oder Bremsen, sowie mit mindestens einer durch die Ankerscheibe greifende Hülse. Dabei können an dieser Hülse oder neben dieser Hülse ein oder mehrere der vorerwähnten Dämpfungselemente herum platziert sein.
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In einer anderen Ausführung der Erfindung können ein oder mehrere Dämpfungselemente zwischen der Ankerscheibe und einer gegenüberliegenden Anlagefläche vorgesehen werden.
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Darüber hinaus sieht die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform vor, jeweils paarweise zwei plattenförmige Dämpfungselemente aus viskoelastischem Kunststoff um die erwähnte Hülse der elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtung herum anzuordnen. Dabei sind die Dämpfungselemente bevorzugterweise dort lösbar festgelegt. Hierfür kann eine geeignete Trägervorrichtung, die zum Beispiel U-förmig ausgebildet ist, bereit gestellt werden. Dabei können insbesondere plattenförmige Dämpfungselemente zum Einsatz kommen, die an der Trägervorrichtung z.B. klemmend befestigt sind.
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In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist die Trägervorrichtung käfigförmig gestaltet und aus Kunststoff hergestellt. Die plattenförmigen Dämpfungselemente sind dann in die Trägervorrichtung eingeklemmt. Aufgrund der klemmenden Halterung ist es vorteilhafterweise nicht notwendig, irgendwelche Klebemittel oder andere Befestigungsmittel zusätzlich vorzusehen.
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In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Trägervorrichtung um oder an einer oder mehreren Hülsen der elektromagnetischen Brems- oder Kupplungseinrichtung festgelegt.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die elektromagnetische Brems- oder Kupplungseinrichtung eine Federdruckbremse, eine Permanentmagnetbremse, eine Lamellenkupplung oder dergleichen ist.
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Die erfindungsgemäße elektromagnetische Brems- oder Kupplungseinrichtung wird nachfolgend im Zusammenhang mit zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ausschnittsweise ein erstes Ausführungsbeispiel einer Federdruckbremse im Längsschnitt mit Dämpfungselementen aus viskoelastischem Kunststoffmaterial, welche an einer Ankerscheibe der Federdruckbremse festgelegt sind,
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2 eine stirnseitige Draufsicht auf die Federdruckbremse von 1 bei nicht montierter Anlagefläche mit Blick auf die Ankerscheibe und eine Vielzahl von Dämpfungselementen, die über eine Trägereinrichtung auf der Ankerscheibe sitzen sowie auf der Reibefläche,
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3 verschiedene Ansichten der in 2 dargestellten Trägereinrichtung samt dort befestigten Dämpfungselementen aus viskoelastischem Kunststoffmaterial,
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4 schematische Kraft-/Zeitverläufe der in der Federdruckbremse gemäß den 1 bis 3 eingesetzten Dämpfungselemente aus viskoelastischem Kunststoffmaterial bei schnell bewegter und langsam bewegter Ankerscheibe, und
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5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Federdruckbremse nach der Erfindung.
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In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
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In 1 ist ausschnittsweise im Längsschnitt eine Federdruckbremse dargestellt, wie sie an sich – bis auf die noch im Detail zu erläuternden besonderen Dämpfungselemente – bekannt ist. Die Federdruckbremse ist mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet und verfügt über ein Gehäuse 1a, in eine in herkömmlicher Art und Weise eine Erregerspule 2 platziert ist. Die Federdruckbremse 1 verfügt darüber hinaus über eine Ankerscheibe 5, die axial entlang einer Mittenachse X der Federdruckbremse 1 bewegbar ist. Rechts von der Ankerscheibe 5 befindet sich in einem vorgegebenen Abstand eine Anlagefläche 6 oder ein Flansch, welche Bestandteil eines Maschinenelementes oder eines Wandelementes oder ähnliches sein kann, an dem die Federdruckbremse 1 montiert ist. Zwischen die Ankerscheibe 5 und die Anlagefläche 6 ist in ebenfalls bekannter Art und Weise eine Reibscheibe 7, die auch Brems- oder Kupplungsscheibe genannt wird, platziert, die mit einem von der Federdruckbremse 1 abzubremsenden Motor drehfest in Verbindung steht und ebenfalls zentrisch zur Mittenachse X angeordnet ist. Die Reibscheibe 7 greift zwischen die Ankerscheibe 5 und die Anlagefläche 6 und ist im Ausführungsbeispiel von 1 u. 5 sowohl auf der der Ankerscheibe 5 zugewandten Seite als auch auf der der Anlagefläche 6 zugewandten Seite jeweils mit einem geeigneten Reibbelag 11 ausgestattet. Im Ruhezustand der in 1 dargestellten Federdruckbremse 1, das heißt im nicht bestromten Zustand der Erregerspule 2, sorgen im Gehäuse 1a befindliche Druckfedern 3 und Druckbolzen 10 dafür, dass die Ankerscheibe 5 in Richtung Anlagefläche 6 und damit gegen die Reibscheibe 7 gedrückt wird, so dass die Reibscheibe 7 zwischen der Ankerscheibe 5 und der Anlagefläche 6 festgeklemmt wird und damit festgehalten wird. Sobald die Erregerspule 2 mit Strom versorgt wird, wird dagegen die Ankerscheibe 5 entgegen der Kraft der Druckfedern 3 in der Darstellung von 1 nach links gezogen, so dass die Reibscheibe 7 freigegeben wird und bei entsprechender Bestromung z. B. des zugehörenden Motors drehen kann.
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Um sowohl die Anzugsgeräusche als auch Abfallgeräusche der Federdruckbremse 1 zu eliminieren oder zumindest stark zu dämpfen, sind unterschiedliche Dämpfungsmittel vorgesehen. Um beim Bestromen der Erregerspule ein hartes Aufschlagen der Ankerscheibe 5 auf das Gehäuse 1a an der mit dem Bezugspfeil 30 markierten Stelle zu vermeiden, befindet sich in einer umlaufenden Nut 1b an dem Außenumfang des Gehäuses 1a ein Ring 4 aus elastischem oder viskoelastischem Material, insbesondere ein O-Ring, der in Axialrichtung der Mittenachse X gesehen im Ruhezustand der Federdruckbremse 1, also bei nicht angezogener Ankerscheibe 5, mit einem vorgegebenen Teil seines Durchmessers in 1 nach rechts zur Ankerscheibe 5 hin etwas übersteht. Dieser Ring 4 aus elastischem oder viskoelastischem Material sorgt bei einer Bestromung der Erregerspule 2 dafür, dass die Ankerscheibe 5 mit Annäherung an das Gehäuse 1a durch den Ring 4 aus elastischem oder viskoelastischem Material eine zunehmende Gegenkraft erfährt, die die Bewegung des Ankers 5 bremst, bevor dieser an die Anschlagsfläche 30 anschlägt. Eine wirksame Geräuschreduktion beim Anziehen des Ankers 5 ist die Folge.
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Um auch die Geräusche beim Abfallen der Ankerscheibe 5, also bei Beendigung der Bestromung der Erregerspule 3, sicherzustellen, sind auf der in der Schnittdarstellung von 1 rechten Hauptfläche der Ankerscheibe 5 besondere Dämpfungselemente 8 platziert.
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Diese Dämpfungselemente 8 sind auf speziellen Trägervorrichtungen 9, wie diese in den 2 und 3 detailliert dargestellt sind, platziert. Im Ausführungsbeispiel wird die Ankerscheibe 5 von ohnehin vorhandenen Hülsen 13, vorliegend drei, die im Winkel von 120° zueinander angeordnet sind, durchgriffen. An diesen drei Hülsen 13 sind drei Trägervorrichtungen 9 festgelegt. Jede Trägervorrichtung 9 ist in etwa U-förmig gestaltet und trägt an ihren linken und rechten U-förmigen Flügeln die plattenförmig ausgebildeten Dämpfungselemente 8 aus viskoelastischem Kunststoffmaterial.
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Der Aufbau und die Anordnung der Trägervorrichtung 9 mit den Dämpfungselementen 8 aus viskoelastischem Kunststoffmaterial ist im Detail in verschiedenen Ansichten in 3 gezeigt. 3 zeigt sowohl verschiedene Seiten- und Draufsichten als auch perspektivische Ansichten der Trägervorrichtung 9 mit den dort festgelegten plattenförmigen Dämpfungselementen 8. Jede Trägervorrichtung 9 verfügt über ein spangenartiges Mittenteil 9a, an welchem sich links und rechts jeweils ein vieleckiger, in erster Annäherung trapez- oder quadratförmiger Rahmen wegerstreckt. Die Rahmen links und rechts von dem spangenartigen Mittelteil 9a sind mit dem Bezugszeichen 9b bezeichnet. Diese Rahmenteile 9b verfügen über in eine Richtung vorspringende Nasen 9c, zwischen denen die plattenförmigen Dämpfungselemente 8 festgeklemmt werden können. Die Dämpfungselemente 8 durchgreifen dabei die rahmenförmigen Öffnungen der rahmenförmigen Teile 9b der Trägervorrichtung 9 und stehen, wie in 3 in der rechts unten dargestellten dreidimensionalen Zeichnung gezeigt, etwas nach vorne über. Zusätzlich stehen die plattenförmigen Dämpfungselemente 8 auch etwas über die vorspringenden Nasen 9c nach hinten über. Damit stehen die beiden Hauptflächen der plattenförmigen Dämpfungselemente 8 über die Trägervorrichtung 9 vor und kommen so mit ihrer Vorderseite im montierten Zustand mit der Ankerfläche 6 in Kontakt und mit ihrer rückseitigen Hauptfläche liegen diese an der Ankerscheibe 5 flächig an. Die Trägervorrichtung 9 ist zur Befestigung in ihrem Mittelteil 9a besonders gestaltet. Dieses Mittelteil 9a weist ein bogenförmiges Teil 9d auf, das so gestaltet ist, dass es um bzw. auf die in 2 dargestellten Hülsen 13 aufgesetzt werden können. Da sich das bogenförmige Teil 9d zu seiner Öffnungsseite zueinander etwas verjüngt, kann die gesamte Trägervorrichtung 9 auf die Hülse 13 aufgeklipst werden. Um zusätzlich eine optimale Führung der Trägervorrichtung 9 bei erfolgter Montage zu gewährleisten, verfügt das spangenartige Mittenteil 9a über einen verbreiterten Steg 9e, der an die Außenkontur der Ankerscheibe 5 angepasst ist und im montierten Zustand der Trägervorrichtung 9 segmentartig die Außenkontur der Ankerscheibe 5 umgreift und dort flächig anliegt. Dies ist in 2 besonders gut zu erkennen.
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Die Trägervorrichtung 9 ist vorzugsweise aus Kunststoff gestaltet und wird als Spritzgussteil hergestellt. Die plattenartigen Dämpfungselemente 8 bestehen dagegen aus einem viskoelastischen Kunststoffmaterial, das besondere Eigenschaften besitzt, welche für die Dämpfungsfunktion bei elektromagnetischen Brems- und Kupplungseinrichtungen ausgenutzt wird.
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Das eingesetzte viskoelastische Kunststoffmaterial, das beispielsweise eine Polyurethan-Struktur haben kann, um stoßartige Bewegungen durch den Aufbau einer Gegenkraft durch Überspannung zu verlangsamen, ist hinsichtlich seiner Viskoelastizität so gestaltet, dass dessen geschwindigkeitsabhängiger Anteil, die sogenannte „Überspannung“, bei einer Kraftbeanspruchung durch Beaufschlagung mittels beispielsweise der Ankerscheibe 5 innerhalb eines Zeitfensters von etwa kleiner gleich 2 Sekunden und bei einer Raumtemperatur von etwa zwischen 20° Celsius und 25° Celsius aufweist, die etwa 10%, vorzugsweise größer 30% ist als der geschwindigkeitsunabhängige Anteil, die sogenannte „Gleichgewichtsspannung“. Bei einer derartigen Auswahl des Kunststoffmaterials ist sichergestellt, dass einerseits von dem Dämpfungselement 8, das aus diesem viskoelastischen Kunststoffmaterial besteht, eine ausreichende Kraft, nämlich die Überspannung schnell zur Verfügung steht, die sich aber anschließend innerhalb der sogenannten Relaxationszeit reduziert, sodass kein oder nur ein geringer Einfluss auf das Drehmomentverhalten der Federdruckbremse gegeben ist.
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Die Eigenschaften des zu verwendenden viskoelastischen Kunststoffmaterials sind in dem Zusammenhang mit 4 erläutert. In 4 sind zwei verschiedene Zeitdiagramme dargestellt, in denen jeweils die Bewegung der Ankerscheibe, d.h. der Weg-/ Zeitverlauf in der Federdruckbremse 1 dargestellt ist und zusätzlich der Kraft-/Zeit-Verlauf des Dämpfungselementes 8, also der plattenförmigen Dämpfungselemente 8. In der in 4 links dargestellten Grafik ist angenommen, dass die Ankerscheibe 5 sehr schnell, beispielsweise innerhalb von 0,005 Sekunden bewegt wird und die Dämpfungselemente 8 beaufschlagt, während in 4 rechts eine Grafik dargestellt ist, in den die Ankerscheibe 5 verhältnismäßig langsam bewegt wird, hier etwa innerhalb von zwei Sekunden die Dämpfungselemente 8 beaufschlagt. In 4 links ist deutlich zu erkennen, dass die Überspannung etwa 100% beträgt und sehr schnell zur Verfügung steht. In 4 rechts ist die Überspannung dagegen deutlich geringer auf Grund der Beaufschlagung der Dämpfungselemente 8 mit deutlich niedrigeren Geschwindigkeiten der Ankerscheibe 5. Die Überspannung liegt hier bei etwa nur 10% über der Gleichgewichtsspannung. In 4 sind in den beiden Diagrammen der Kraftverlauf der Dämpfungselemente mit dem Bezugszeichen 40 und der Verlauf des Ankerweges mit dem Bezugszeichen 50 illustriert. Die maximal auftretende Überspannung, die zeitabhängig ist und die mit dem Bezugszeichen 60 angegeben ist, befindet sich im Maximum des Kraftverlaufs 60 des Dämpfungselementes 8. Die Gleichgewichtsspannung ist mit dem Bezugszeichen 70 versehen und eine zeitunabhängige Konstante, die ebenfalls durch die Wahl des viskoelastischen Kunststoffs bestimmt ist.
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Die Parameter des einzusetzenden viskoelastischen Kunststoffmaterials können zusätzlich zu den erwähnten Eigenschaften oder losgelöst hiervon auch so gewählt sein, dass das viskoelastische Kunststoffmaterial eine Relaxationszeit von etwa 0,001 bis etwa 20 Sekunden aufweist bei einer Raumtemperatur in einem Bereich von etwa 20° bis 25° Celsius. Unter Relaxationszeit ist dabei die Zeit zu verstehen, innerhalb der sich nach Auftreten der Überspannung das viskoelastische Kunststoffmaterial auf seinen Gleichgewichtsspannungszustand rückgestellt hat.
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Reale Materialien können durch eine Anzahl unterschiedlicher Relaxationszeiten beschrieben werden. Schließlich ist es ebenfalls möglich, zusätzlich zu den erwähnten Eigenschaften oder losgelöst hiervon, ein viskoelastisches Kunststoffmaterial als Dämpfungselemente 8 einzusetzen, welches einen mechanischer Verlustfaktor zwischen 0,35 und etwa 0,55 gemessen nach ISO 10846-2 aufweist und bei welchem die sogenannte Rückprallelastizität zwischen etwa 8% und 20% nach DIN 53512 liegt. Besonders vorteilhaft an einem solchen Material ist, dass hierfür eine viskoelastische Polyurethane-Struktur in Plattenform eingesetzt werden kann. Solche Platten sind dann volumenkompressibel, wobei für die Verformungen keine Profilierungen oder Hohlräume nötig sind. Nach der Entlastung eines solchen plattenförmigen Dämpfungselements nimmt die Platte wieder ihre ursprüngliche Form und ihr ursprüngliches Volumen an.
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Im Ausführungsbeispiel von 1 sind nicht nur die Dämpfungselemente 8 aus dem genannten viskoelastischen Kunststoffmaterial gebildet. Vielmehr liegt es auch im Rahmen der Erfindung, dass das erwähnte ringförmige Dämpfungselement 4, also der dort eingesetzte O-Ringe ebenfalls aus einem viskoelastischen Kunststoffmaterial besteht, wie es für die Dämpfungselemente 8 eingesetzt ist.
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In 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Federdruckbremse 1 nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die bereits bekannten Bezugszeichen stehen wieder für die gleichen Teile. Dort durchgreifen wiederum Hülsen 13 die Ankerscheibe 5. Die Hülsen 13 liegen mit einem hervorspringenden Flansch 13a stirnseitig an der Anlagefläche 6 an. Zwischen diesem ringförmig hervorspringenden Flansch 13a der Hülse 13 und der Ankerscheibe 5 sitzt ein Ring aus viskoelastischem Kunststoffmaterial als weiteres Dämpfungselement, wie es oben erwähnt worden ist. Der Ring 14 hat dabei wiederum einen Durchmesser, der so gestaltet ist, dass bei einem Anschlagen der Ankerscheibe 5 an der Reibscheibe 7 zunächst die Ankerscheibe 5 den Ring 14, der als Dämpfungselement wirkt, berührt, sodass eine wirksame Geräuschdämpfung gegeben ist. Wie 5 zusätzlich zeigt, durchgreift die Hülse 13 mit einem vorderen Bereich 13b mit verringertem Durchmesser teilweise das Gehäuse 1a der Federbruchbremse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektromagnetische Brems- oder Kupplungseinrichtung, Federdruckbremse
- 1a
- Gehäuse
- 1b
- Nut
- 2
- Erregerspule
- 3
- Druckfeder
- 4
- Ring, insbesondere O-Ring
- 5
- Anker, Ankerscheibe
- 6
- Anlagefläche
- 7
- Brems- oder Kupplungsscheibe, Reibscheibe
- 8
- plattenförmiges Dämpfungselement aus viskoelastischem Kunststoff
- 9
- Trägervorrichtung
- 9a
- Mittenteil
- 9b
- Rahmen
- 9c
- Nasen
- 9d
- bogenförmiges Teil
- 9e
- verbreiteter Steg
- 10
- Bolzen, Druckbolzen
- 11
- Reibbelag
- 13
- Hülse
- 13°
- Flansch
- 13b°
- Vorderer Bereich Hülse
- 14
- Dämpfungselement aus viskoseelastischem Kunststoff als O-Ring ausgebildet
- 30
- Anschlagsfläche Gehäuse/Ankerscheibe
- 40
- Kraft-/Zeitverlauf
- 50
- Weg-/Zeitverlauf
- 60
- Überspannung
- 70
- Gleichgewichtsspannung
- X
- Mittenachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19646493 A1 [0003]
- DE 10143499 A1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO 10846-2 [0014]
- DIN 3512 [0014]
- ISO 10846-2 [0037]
- DIN 53512 [0037]
