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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Reibungsbremse, mit einer Bremsscheibe, einem damit zusammenwirkenden Bremsbelag und einem Elektromagneten zum Verstellen des Bremsbelages gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Getriebe oder einen Motor mit zumindest einer solchen Reibungsbremse sowie ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer solchen Reibungsbremse.
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Aus der
DD 148 250 ist eine gattungsgemäße elektromagnetische Reibungsbremse mit einem aus einem Topfmagneten und einer Ankerscheibe bestehenden Magnetsystem sowie einem topfartigen Bremsdeckel bekannt, der das Magnetsystem in einem bestimmten Abstand umhüllt und mit Hilfe von Schrauben vom Topfmagnet axial fixiert ist. Die Zentrierung, Distanzierung und Abdichtung des Bremsdeckels erfordert Bauelemente wie Bunde, Nachstelleinrichtungen oder Beilagen, die überwiegend aus ferromagnetischem Material bestehen und deshalb einen Außenpolstreufluss begünstigen. Indem zwischen dem Umfang der Ankerscheibe und dem des Topfmagneten einerseits und dem übergreifenden Teil des Bremsdeckels andererseits eine Zone hohen magnetischen Widerstandes vorgesehen ist, soll es möglich sein, das vom Topfmagneten erzeugte Magnetfeld voll auf die Ankerscheibe zu konzentrieren.
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Aus der
DE 91 11 784 U1 ist wiederum eine Scheibenbremse bekannt, gegen deren drehbar gelagerte Bremsscheibe eine unverdrehbar und axial verstellbar gelagerte Ankerscheibe mittels eines Stellaggregates drückbar ist. Beim Verstellen der Ankerscheibe wird dabei ein elektromechanischer Schalter betätigt, der mit dem stationären Aggregatsgehäuse ortsfest und mit der Ankerscheibe über ein bewegbares Schaltbetätigungsglied bewegungsübertragend verbunden ist. Zusätzlich ist der Schalter in einer Vertiefung der Gehäusewand eingelassen. Hierdurch soll eine möglichst konstruktiv einfache Ausführungsform einer Scheibenbremse mit einem elektromechanischen Schalter erreicht werden können.
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Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten elektromagnetischen Reibungsbremsen ist jedoch oftmals deren ungleichmäßige Verteilung einer Bremskraft auf einen Umfang einer Bremsscheibe sowie deren vergleichsweise komplexer konstruktiver Aufbau.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine elektromagnetisch schaltbare Reibungsbremse der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine konstruktiv einfache Herstellungsweise auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an einem Topfanker einer elektromagnetischen Reibungsbremse einen (Befestigungs-)flansch anzuordnen, an welchem ein Bremsbelag angeordnet ist. Hierdurch kann eine Funktionsintegration im Hinblick auf den Bremsbelag und den Topfanker erreicht werden, was insbesondere dazu führt, dass eine aufwendige Montage vereinfacht und damit auch verbunden die hierfür erforderlichen Montageteile, wie beispielsweise Schrauben oder ähnliches, entfallen können. Die erfindungsgemäße elektromagnetische Reibungsbremse weist dabei in bekannter Weise eine Bremsscheibe, einen damit zusammenwirkenden Bremsbelag sowie einen Elektromagneten zum Verstellen des Bremsbelages auf. Erfindungsgemäß weist nun dieser Elektromagnet den zuvor beschriebenen drehfesten Topfanker auf, der axial zu einem darin angeordneten Spulenkörper mit einer darin angeordneten ortsfesten Spule verstellbar ist. Der Topfanker selbst wiederum besitzt den zuvor erwähnten Flansch, an dessen Stirnseite der Bremsbelag angeordnet ist. Zur Fixierung des Spulenträgers weist dieser zumindest zwei radiale Haltearme auf, wobei der Topfanker zumindest zwei komplementär dazu ausgebildete Ausschnitte besitzt, in welchen die Haltearme geführt sind. Der Topfanker wird somit über seine beiden Ausschnitte relativ zu den radialen Haltearmen geführt und dabei zugleich gegen eine unerwünschte Verdrehung gesichert. Eine zusätzliche Verschraubung des Topfankers ist in diesem Fall nicht erforderlich. Durch den erfindungsgemäß am Topfanker vorgesehenen Flansch ist es erstmals möglich, den Bremsbelag der elektromagnetisch schaltbaren Reibungsbremse direkt am Topfanker zu befestigen, wobei der Flansch am Topfanker von wenigen Unterbrechungen abgesehen, nahezu vollständig umlaufend ausgebildet ist und dadurch eine äußerst gleichmäßige Verteilung der Bremskraft auf die Bremsscheibe ermöglicht. Hierdurch kann insbesondere ein äußerst effektiver Bremsvorgang erreicht werden. Zugleich ermöglicht die erfindungsgemäße elektromagnetische Reibungsbremse einen konstruktiv einfachen Aufbau, ebenso wie eine besonders kompakte Bauweise durch die Integration des Spulenträgers und der Spule in den Topfanker. Von besonderem Vorteil ist zusätzlich, dass der Bremsbelag, welcher erfindungsgemäß direkt am Flansch des Topfankers angeordnet bzw. befestigt ist, beispielsweise als Einlegeteil ausgebildet sein kann und bei einem als metallisches Gussbauteil ausgebildeten Topfanker in einem gemeinsamen Gussprozess in diesen eingegossen werden kann. Durch die Ausbildung des Bremsbelages und/oder des Flansches als Einlegeteil und deren Integration in den Gussprozess des Gussankers kann auf eine aufwendige und separate Montage des Bremsbelages und/oder des Flansches am Topfanker verzichtet werden, wodurch sich die Montagekosten reduzieren lassen. In gleicher Weise kann bei einem derartigen Eingießen zumindest des Bremsbelages bzw. des Flansches in den Topfanker auf separate Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben, verzichtet werden, wodurch sich die Teilevielfalt und verbunden damit auch die Lager und Logistikkosten reduzieren lassen.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Topfanker als metallisches Gussbauteil ausgebildet. Um ein elektromagnetisches Verstellen des Topfankers bewirken zu können, muss dieser aus einem magnetisch sensitiven Material ausgebildet sein, was beispielsweise mittels eines entsprechenden Metallgusses erreicht werden kann. Wie bereits im vorherigen Absatz beschrieben, ist es dabei besonders vorteilhaft hinsichtlich der Herstellung, sofern der Bremsbelag und/oder der Flansch als sogenannte "Inserts" ausgebildet sind und in eine Gießform zur Herstellung des Topfankers eingelegt und vom metallischen Gussmaterial des Topfankers umgossen werden. Hierdurch kann eine besonders einfache aber zugleich auch zuverlässige Fixierung des Bremsbelages bzw. des Flansches am Topfanker erreicht werden. Selbstverständlich ist alternativ auch denkbar, dass der Flansch ebenso wie der Topfanker gegossen wird und lediglich der Bremsbelag als separates Einlegeteil ausgebildet ist.
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Alternativ hierzu ist selbstverständlich ebenfalls vorstellbar, dass der Bremsbelag an dem Flansch des Topfankers befestigt, beispielsweise mit diesem verschraubt oder vernietet, ist. In diesem Fall wäre beispielsweise der Topfanker zusammen mit dem Flansch als einstückiges, metallisches Gussbauteil herstellbar, an welchem in einem späteren Montageschritt der separate Bremsbelag befestigt wird. Dies hätte den großen Vorteil, dass im Falle eines Wartungsprozesses ein Lösen des Bremsbelages vom Flansch des Topfankers möglich wäre und somit nicht bei einem Verschleiß des Bremsbelages der gesamte Topfanker samt Flansch und Bremsbelag ausgetauscht werden müsste.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist ein Gegenhalter vorgesehen, der die Bremsscheibe mit zwei Axialarmen umgreift und über diese beiden Axialarme mit den zwei radialen Haltearmen des Spulenträgers verbunden ist. Über diesen Gegenhalter kann der Spulenträger beispielsweise an einem externen Bauteil befestigt werden, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass der Spulenträger zur drehfesten und ortsfesten Fixierung direkt über seine radialen Haltearme an einem externen Bauteil gelagert bzw. gehalten wird.
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Zweckmäßig weist der Topfanker zumindest einen weiteren Ausschnitt auf, über welchen eine elektrische Versorgungsleitung der Spule geführt ist. In gleicher Weise und insbesondere auch an gleicher Stelle kann auch der Spulenträger eine Ausnehmung aufweisen, über welche die elektrische Versorgungsleitung der Spule geführt ist. Besonders günstig ist es dabei, sofern der weitere Ausschnitt am Topfanker und die Ausnehmung am Spulenträger fluchtend zueinander angeordnet sind. Durch die Ausnehmung und den weiteren Ausschnitt ist somit eine vergleichsweise einfache und direkte Verkabelung der Spule möglich, ohne dass hierbei eine axiale Verstellmöglichkeit des Topfankers und damit auch des Bremsbelages beeinträchtigt werden würde.
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Als bevorzugtes Einsatzgebiet für eine derartige elektromagnetisch verstellbare bzw. schaltbare Reibungsbremse bieten sich insbesondere Motoren bzw. Getriebe an, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein können.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Die einzige 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen elektromagnetisch schaltbaren Reibungsbremse.
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Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße elektromagnetisch schaltbare Reibungsbremse 1 eine Bremsscheibe 2 sowie einen damit zusammenwirkenden Bremsbelag 3 und einen Elektromagneten 4 zum Verstellen des Bremsbelages 3 auf. Der Elektromagnet 4 umfasst dabei einen drehfesten Topfanker 5, der axial, das heißt in Axialrichtung 6, zu einem darin angeordneten Spulenkörper 7 mit einer darin angeordneten Spule 8 verstellbar ist. Erfindungsgemäß besitzt der Topfanker 5 einen Flansch 9, an dessen Stirnseite der Bremsbelag 3 angeordnet ist. Der Spulenträger 7 wiederum besitzt zumindest zwei Haltearme 10, wobei der Topfanker 5 zumindest zwei komplementär dazu ausgebildete Ausschnitte 11 besitzt, in welchen die Haltearme 10 geführt sind, sofern der Topfanker 5 relativ zum Spulenkörper 7 in Axialrichtung 6 verstellt wird.
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Der Topfanker 5 ist dabei vorzugsweise als metallisches Gussbauteil ausgebildet und dadurch sensitiv bezüglich der durch die Spule 8 erzeugten Magnetkräfte.
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Um die elektromagnetisch schaltbare Reibungsbremse 1 konstruktiv und auch hinsichtlich eines Montageaufwandes optimiert ausbilden zu können, kann vorgesehen sein, dass der Bremsbelag 3 und/oder der Flansch 9 als Einlegeteile ausgebildet sind und in den Topfanker 5 beim Gießen desselben mit eingegossen bzw. angegossen werden. Hierdurch kann insbesondere auf eine separate Befestigung mittels Schrauben, Nieten oder ähnlichem, verzichtet werden. Selbstverständlich ist alternativ zu dem Eingießen des Bremsbelages 3 bzw. des Flansches 9 auch ein Anschrauben des Bremsbelages 3 an den Topfanker 5 denkbar.
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Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Reibungsbremse 1 einen Gegenhalter 12 auf, der die Bremsscheibe 2 mit zwei Axialarmen 13 umgreift und über diese beiden Axialarme 13 mit den zwei radialen Haltearmen 10 des Spulenträgers 7 verbunden ist. Eine Fixierung der elektromagnetisch schaltbaren Reibungsbremse 1 an einem externen Bauteil, beispielsweise einem Gehäuse, kann im vorliegenden Fall alternativ über die beiden Haltearme 10 erfolgen, das heißt in diesem Fall wäre der Spulenkörper 7 direkt über seine Haltearme 10 fixiert, oder aber über den Gegenhalter 12, so dass in diesem Fall der Spulenträger indirekt über seine radialen Haltearme 10 und die Axialarme 13 am Gegenhalter 12 und über diesen an einem externen Bauteil fixiert wäre.
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Betrachtet man die 1 weiter, so kann man erkennen, dass der Topfanker 5 zumindest einen weiteren Ausschnitt 14 aufweist, über welchen eine elektrische Versorgungsleitung 15 der Spule 8 geführt ist. In gleicher Weise bzw. ähnlicher Weise kann auch der Spulenträger 7 eine Ausnehmung 16 aufweisen, über welche die elektrische Versorgungsleitung 15 der Spule 8 geführt ist. Der weitere Ausschnitt 14 am Topfanker 5 und die Ausnehmung 16 am Spulenträger 7 sind dabei in montiertem Zustand fluchtend zueinander angeordnet und behindern dadurch das Durchführen der elektrischen Versorgungsleitung 15 ebenso wenig wie eine Axialverstellung des Topfankers 5.
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Eingesetzt wird die erfindungsgemäße elektromagnetisch schaltbare Reibungsbremse beispielsweise in einem Getriebe 17 oder einem Motor 18 und insbesondere in einem Kraftfahrzeug 19.
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Die erfindungsgemäße Reibungsbremse 1 bietet dabei insbesondere Vorteile im Hinblick auf eine erforderliche Teilevielfalt, da der Bremsbelag 3 direkt am Flansch 9 des Topfankers 5 angeordnet bzw. befestigt und insbesondere sogar das Material des Topfankers 5 eingegossen werden kann, so dass der Bremsbelag 3, der Flansch 9 und der Topfanker 5 einteilig ausgebildet sind und keiner weiterer Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben, bedürfen. Eine Verdrehsicherung des Topfankers 5 ist dabei durch die Ausschnitte 11 und die am Spulenträger 7 angeordneten Haltearme 10 gegeben. Bei der Herstellung des Topfankers 5 kann auch vorgesehen sein, dass der Bremsbelag 3 am Flansch 9 angeordnet bzw. mit diesem befestigt ist und diese beiden Teile als Einlegeteile in eine Gießform des Topfankers 5 verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DD 148250 [0002]
- DE 9111784 U1 [0003]
