DE102019214410A1 - Electromechanical safety brake - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist eine elektromechanische Sicherheitsbremse, deren Schließfeder eine Anpresskraft für einen geschlossenen Zustand der Sicherheitsbremse bereitstellt, wobei die Anpresskraft um ein vielfaches höher ist, als eine Rückstellkraft, die die Schließfeder in einem elektrisch betätigten geöffneten Zustand der Sicherheitsbremse aufweist.An electromechanical safety brake is disclosed, the closing spring of which provides a contact force for a closed state of the safety brake, the contact force being many times higher than a restoring force which the closing spring has in an electrically operated open state of the safety brake.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Sicherheitsbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electromechanical safety brake according to the preamble of claim 1.

Elektromechanischen Sicherheitsbremsen werden im Betrieb einer betroffenen sicherheitsrelevanten Vorrichtung mit elektrischem Strom aktiv gelöst bzw. gelüftet, damit die Vorrichtung betrieben werden kann. Bei einem Ausfall der Steuerung oder der Stromversorgung wird die Sicherheitsbremse über eine gespannte Feder geschlossen.Electromechanical safety brakes are actively released or released when an affected safety-relevant device is in operation with electrical current so that the device can be operated. If the control or the power supply fails, the safety brake is closed by a tensioned spring.

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Verbesserung der bekannten Sicherheitsbremsen bezüglich des kontinuierlichen Stromverbrauches beim Offenhalten derartiger Sicherheitsbremsen.The invention is an improvement of the known safety brakes with regard to the continuous power consumption when such safety brakes are kept open.

Aus dem Stand der Technik unter der Internetadresse www.mayr.com/synchronisation/documentations/k_891_v17_de_26_03_2018.pdf ist eine derartige Sicherheitsbremse offenbart. Im stromlosen Zustand drücken Schraubenfedern gegen die Ankerscheibe. Der Rotor wird zwischen der Ankerscheibe und der jeweiligen Anschraubfläche der Maschine gehalten. Die Welle wird über die Zahnnabe gebremst. Wenn der Strom eingeschaltet wird, baut sich ein Magnetfeld auf. Die Ankerscheibe wird gegen den Federdruck an einen Spulenträger gezogen. Der Rotor ist frei und die Welle kann frei durchlaufen. Nach Ausschalten des Stroms, bei Stromausfall oder bei einem Not-Halt bremst die Sicherheitsbremse zuverlässig und sicher.Such a safety brake is disclosed from the prior art at the Internet address www.mayr.com/synchronisation/documentations/k_891_v17_de_26_03_2018.pdf. In the de-energized state, coil springs press against the armature disk. The rotor is held between the armature disk and the respective screw-on surface of the machine. The shaft is braked by the toothed hub. When the power is turned on, a magnetic field builds up. The armature disk is pulled against a coil carrier against the spring pressure. The rotor is free and the shaft can run freely. After switching off the power, in the event of a power failure or an emergency stop, the safety brake brakes reliably and safely.

Auch die WO 2011/023728 A1 offenbart eine derartige Federdruckbremse mit Schraubenfedern, die im geschlossen Zustand die nötige Bremskraft aufbringen. Dabei ist ein ergänzendes Dämpfungselement vorgesehen, dessen Federkennlinie eingestellt werden kann.Also the WO 2011/023728 A1 discloses such a spring pressure brake with coil springs which apply the necessary braking force in the closed state. A supplementary damping element is provided, the spring characteristic of which can be adjusted.

Nachteilig bei diesen Sicherheitsbremsen ist der hohe benötigte Strom im geöffneten (gelüfteten) Zustand der Sicherheitsbremse. In diesem Zustand arbeitet das Magnetfeld der Spule gegen die Federkraft der Schraubenfeder(n). Dieses Magnetfeld muss kontinuierlich aufrechterhalten werden und muss mindestens die Kraft der Schraubenfeder(n) kompensieren. Das Bremsmoment der Sicherheitsbremse ist abhängig von der Federkraft im geschlossenen/unbestromten Zustand. Beim Öffnen der Sicherheitsbremse wird kurzzeitig ein starkes Magnetfeld benötigt um die Kraftwirkung trotz des großen Luftspaltes zu erreichen und die Ankerscheibe gegen die Federkraft anzuziehen. Dieses starke Magnetfeld wird eigentlich nicht mehr benötigt, sobald die Ankerplatte an der Spulenseite anliegt und somit kein Luftspalt mehr vorhanden ist. In diesem geöffneten Zustand wird bei den Sicherheitsbremsen des Standes der Technik das starke Magnetfeld aufrechterhalten. Damit fließt kontinuierlich ein starker Strom, der nachteiligen Energieverbrauch darstellt, und es entsteht Wärme, welche im System unerwünscht ist.The disadvantage of these safety brakes is the high current required when the safety brake is open (released). In this state, the magnetic field of the coil works against the spring force of the coil spring (s). This magnetic field must be maintained continuously and must at least compensate for the force of the helical spring (s). The braking torque of the safety brake depends on the spring force in the closed / de-energized state. When the safety brake is opened, a strong magnetic field is required for a short time in order to achieve the force effect despite the large air gap and to attract the armature disk against the spring force. This strong magnetic field is actually no longer needed as soon as the armature plate is in contact with the coil side and there is no longer an air gap. In the safety brakes of the prior art, the strong magnetic field is maintained in this open state. This means that a strong current flows continuously, which represents a disadvantageous energy consumption, and heat is generated which is undesirable in the system.

Aus verfügbarer Literatur kann man entnehmen, dass der benötigte Strom nach Erreichen der Endlage der Sicherheitsbremse reduziert werden könnte, ohne dass die Sicherheitsbremse ungewollt und unbemerkt, z.B. durch Erschütterungen einfällt. Allerdings führt auch dieser reduzierte Strom immer noch zu einer erheblichen Wärmeentwicklung.From the available literature it can be seen that the required current could be reduced after the end position of the safety brake has been reached without the safety brake being applied unintentionally and unnoticed, e.g. due to vibrations. However, this reduced current also still leads to a considerable amount of heat being generated.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine elektromechanische Sicherheitsbremse zu schaffen, deren kontinuierlicher Stromverbrauch im geöffneten Zustand verringert ist.In contrast, the invention is based on the object of creating an electromechanical safety brake, the continuous power consumption of which is reduced in the open state.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektromechanische Sicherheitsbremse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by an electromechanical safety brake with the features of claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Die beanspruchte elektromechanische Sicherheitsbremse ist über eine Federkraft einer Federanordnung aktivierbar also schließbar. Dazu hat die Federanordnung eine entspannte Schließposition. Die Sicherheitsbremse ist über einen Elektromagneten deaktivierbar, die Sicherheitsbremse kann also über den Elektromagneten geöffnet werden. Dazu hat die Federanordnung eine gespannte Öffnungsposition. Eine Federkennlinie der Federanordnung, die die Federkraft in Abhängigkeit eines Federweges zeigt, weist erfindungsgemäß zwischen der Schließposition und der Öffnungsposition einen fallenden Arbeitsbereich auf, wodurch die Federanordnung in ihrer Schließposition eine höhere Federkraft aufweist, als in ihrer Öffnungsposition. Nach einer bestimmten Anfangskraft des Elektromagneten ist daher die nötige Magnetkraft im geöffneten Zustand der Sicherheitsbremse verringert, wodurch auch der Stromverbrauch im geöffneten Zustand der Sicherheitsbremse verringert ist.The claimed electromechanical safety brake can be activated, ie closed, by a spring force of a spring arrangement. For this purpose, the spring arrangement has a relaxed closed position. The safety brake can be deactivated via an electromagnet, so the safety brake can be opened via the electromagnet. For this purpose, the spring arrangement has a tensioned opening position. According to the invention, a spring characteristic of the spring arrangement, which shows the spring force as a function of spring travel, has a falling working range between the closed position and the open position, whereby the spring arrangement has a higher spring force in its closed position than in its open position. After a certain initial force of the electromagnet, the necessary magnetic force in the open state of the safety brake is therefore reduced, whereby the power consumption in the open state of the safety brake is also reduced.

Besonders bevorzugt wird es, wenn der Arbeitsbereich der Federkennlinie zwischen der Schließposition und der Öffnungsposition monoton fallendend ist. Damit wird die anfänglich nötige Magnetkraft nicht mehr erreicht und nimmt beim Öffnen der Sicherheitsbremse stets ab. Damit wird der anfänglich nötige Strom nicht mehr erreicht und nimmt beim Öffnen der Sicherheitsbremse stets ab.It is particularly preferred if the working range of the spring characteristic curve falls monotonically between the closed position and the open position. This means that the initially required magnetic force is no longer achieved and always decreases when the safety brake is opened. This means that the initially required current is no longer achieved and always decreases when the safety brake is opened.

Wenn die Öffnungsposition nahe einer bistabilen Lage an einem Kraftnullpunkt der Federkennlinie ist, ist der Stromverbrauch im geöffneten Zustand der Sicherheitsbremse minimal. Je näher die Öffnungsposition am Kraftnullpunkt ist, desto geringer ist der Stromverbrauch.If the opening position is close to a bistable position at a force zero point of the spring characteristic, the power consumption is in the open The state of the safety brake is minimal. The closer the opening position is to the zero point of force, the lower the power consumption.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Federanordnung von mindestens einer Tellerfeder gebildet.In a preferred embodiment, the spring arrangement is formed by at least one plate spring.

Die Tellerfeder weist eine Planlage auf, in der die Tellerfeder eine minimale Dicke hat. Diese Planlage wird besonders bevorzugt in dem Arbeitsbereich der Federkennlinie durchlaufen. Anders ausgedrückt erstreckt sich der Arbeitsbereich vorzugsweise beidseitig der Planlage, so dass die Öffnungsposition und die Schließposition der Tellerfeder auf verschieden Seiten der Planlage erreicht werden.The plate spring has a flat position in which the plate spring has a minimal thickness. This flatness is particularly preferred in the working range of the spring characteristic. In other words, the working area preferably extends on both sides of the flatness, so that the open position and the closed position of the plate spring are reached on different sides of the flatness.

Bei einer konkreten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsbremse ist an einem Spulenträger eine umlaufende Vertiefung gebildet, in die die Tellerfeder in zumindest abschnittsweise eingesetzt ist. Bei einer konkreten Ausgestaltung ist die umlaufende Vertiefung kegelstumpfförmig.In a specific embodiment of the safety brake according to the invention, a circumferential recess is formed on a coil carrier, into which the plate spring is inserted in at least sections. In a specific embodiment, the circumferential depression is frustoconical.

Vorzugsweise ist ein innerer Rand oder sogar ein innerer Bereich der Tellerfeder in der umlaufenden Vertiefung aufgenommen.An inner edge or even an inner area of the plate spring is preferably received in the circumferential recess.

In der Öffnungsposition der Tellerfeder ist vorzugsweise ein äußerer Rand oder sogar ein äußerer Bereich der Tellerfeder in die umlaufende Vertiefung hineingedrückt.In the open position of the plate spring, an outer edge or even an outer area of the plate spring is preferably pressed into the circumferential recess.

In der Schließposition der Tellerfeder ist vorzugsweise ein äußerer Rand oder sogar ein äußerer Bereich der Tellerfeder außerhalb der umlaufenden Vertiefung angeordnet.In the closed position of the plate spring, an outer edge or even an outer area of the plate spring is preferably arranged outside the circumferential recess.

Die Federanordnung bzw. die Tellerfeder kann als herkömmliches diskretes Bauteil oder alternativ integral bzw. einstückig an einem größeren Bauteil und somit als funktionaler Teilbereich des Bauteils gebildet sein. Damit lässt sich das Bauteil zusammen mit der Federanordnung in einem additiven Verfahren oder im 3D-Druck herstellen.The spring arrangement or the disc spring can be formed as a conventional discrete component or, alternatively, integrally or in one piece on a larger component and thus as a functional sub-area of the component. This means that the component can be produced together with the spring arrangement in an additive process or in 3D printing.

Das Bauteil ist bei einer konkreten Ausgestaltung der Spulenträger.In a specific embodiment, the component is the coil carrier.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Sicherheitsbremse in einer Antriebseinheit für Robotik eingesetzt. Die Robotik kann mobil oder stationär sein. Im letzten Fall kann die erfindungsgemäße Sicherheitsbremse z.B. in einem Gelenk eines Roboterarmes angeordnet sein.The safety brake according to the invention is preferably used in a drive unit for robotics. Robotics can be mobile or stationary. In the latter case, the safety brake according to the invention can be arranged in a joint of a robot arm, for example.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektromechanischen Sicherheitsbremse ist in den Figuren dargestellt.An embodiment of the electromechanical safety brake according to the invention is shown in the figures.

Es zeigen

  • 1 in einem Längsschnitt die erfindungsgemäße elektromechanische Sicherheitsbremse gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer geschlossenen Lage,
  • 2 in einem Längsschnitt einen Teil der erfindungsgemäßen elektromechanischen Sicherheitsbremse in ihrer geöffneten Endlage und
  • 3 eine Federkennlinie einer Tellerfeder aus den beiden vorhergehenden Figuren.
Show it
  • 1 in a longitudinal section the electromechanical safety brake according to the invention according to the exemplary embodiment in a closed position,
  • 2 in a longitudinal section part of the electromechanical safety brake according to the invention in its open end position and
  • 3rd a spring characteristic of a disc spring from the two previous figures.

Die in 1 dargestellte Sicherheitsbremse weist einen Rotor 3 auf, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel starr mit einer freizugebenden oder zu bremsenden Welle 9 verbunden ist. Als Federanordnung ist eine nichtlineare Tellerfeder 4 vorgesehen, über die die Sicherheitsbremse in die gezeigte geschlossene Lage gespannt ist, in der die Welle 9 festgelegt ist. Dabei ist die Tellerfeder 4 in ihrer Schließposition 9.In the 1 The safety brake shown has a rotor 3rd on, which in the illustrated embodiment is rigid with a shaft to be released or braked 9 connected is. The spring arrangement is a non-linear disc spring 4th provided, over which the safety brake is tensioned in the closed position shown, in which the shaft 9 is fixed. Here is the disc spring 4th in their closed position 9 .

Ein Elektromagnet hat eine Spule 1 und eine damit (in 1 nach rechts) anziehbare Ankerscheibe 2 und einen Spulenträger 5, der gleichzeitig auch ein Teil eines Gehäuses der Sicherheitsbremse sein kann.An electromagnet has a coil 1 and one with it (in 1 to the right) tightenable armature disk 2 and a bobbin 5 , which can also be part of a housing of the safety brake at the same time.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Sicherheitsbremse betrifft insbesondere die Verwendung der Tellerfeder 4 und den Aufbau ihrer Verbindungsstellen. Der Bereich der erfindungsgemäßen Änderungen ist in den 1 und 2 im Detail dargestellt.The design of the safety brake according to the invention relates in particular to the use of the plate spring 4th and the construction of their junctions. The scope of the changes according to the invention is in 1 and 2 shown in detail.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Schraubenfeder mit annähernd linearer Federkennlinie (Federkraft-Federweg-Kennlinie) durch die bistabile Tellerfeder 4 oder Schnappscheibe mit einer nichtlinearen Federkennlinie 6 gemäß 3 ersetzt. In 3 ist der Arbeitsbereich 7 der Tellerfeder 4 bzw. ihrer Federkennlinie 6 zwischen den beiden gestrichelten Linien angeordnet bzw. gezeigt.According to the exemplary embodiment of the invention, a helical spring with an approximately linear spring characteristic (spring force / spring deflection characteristic) is provided by the bistable disc spring 4th or snap disk with a non-linear spring characteristic 6th according to 3rd replaced. In 3rd is the work area 7th the disc spring 4th or their spring characteristic 6th arranged or shown between the two dashed lines.

Im gebremsten (stromlosen) Zustand drückt demnach die Tellerfeder 4 mit ihrer Maximalkraft gegen die Ankerscheibe 2 um das Bremsmoment aufzubauen.In the braked (de-energized) state, the disc spring presses 4th with their maximum force against the armature disk 2 to build up the braking torque.

Um die Sicherheitsbremse zu öffnen (zu lüften), wird von der Spule 1 kurzfristig ein starkes Magnetfeld aufgebaut. Dadurch wird die Ankerscheibe 2 gegen die über den Federweg s geringer werdende Federkraft F an den Spulenträger 5 gezogen. Eine Planlage 8 der Tellerfeder 4 wird dabei überschritten.In order to open (release) the safety brake, the coil 1 a strong magnetic field built up for a short time. This creates the armature disk 2 against the spring force F acting on the coil carrier, which decreases over the spring travel s 5 drawn. A flat position 8th the disc spring 4th is exceeded.

Die Endlage der Sicherheitsbremse bzw. die Öffnungsposition 10 der Tellerfeder 4 gemäß 2 wird erreicht, wenn ein Kontakt zwischen Spule 1 oder Spulenträger 5 und Ankerscheibe 2 erreicht ist. Die Tellerfeder 4 erreicht im geöffneten Zustand der Sicherheitsbremse an ihrer Öffnungsposition 10 nahezu die bistabile Lage am Kraftnullpunkt y.The end position of the safety brake or the opening position 10 the disc spring 4th according to 2 is achieved when there is contact between coil 1 or bobbin 5 and armature disk 2 is reached. The disc spring 4th reaches when the safety brake is in its open position 10 almost the bistable position at the force zero point y.

In der angezogenen Endlage der Sicherheitsbremse bzw. in der Öffnungsposition der Tellerfeder 4 hat sich die Federkraft F auf einen kleinen Bruchteil von unter 10 Prozent der für das Bremsmoment benötigen Kraft reduziert. Das benötigte Magnetfeld zum Halten der Sicherheitsbremse in dieser Endlage kann analog zur Federkraft F verringert werden. Der Stromverbrauch wird dadurch deutlich gesenkt.In the applied end position of the safety brake or in the open position of the disc spring 4th the spring force F has been reduced to a small fraction of less than 10 percent of the force required for the braking torque. The magnetic field required to hold the safety brake in this end position can be reduced in the same way as the spring force F. This significantly reduces power consumption.

Um die Tellerfeder 4 in dieser Öffnungsposition 10 zu halten, kann dann nach Erreichen der Endlage der Sicherheitsbremse aufgrund der dort sehr geringen Gegenkraft das Magnetfeld sehr deutlich reduziert werden und somit der kontinuierlich benötigte Strom bei geöffneter Sicherheitsbremse auf einen sehr kleinen Teil des Stromes im Vergleich zum Strom am Anfang der Öffnungsbewegung reduziert werden. Dies ist vor allem bei mobilen Anwendungen von Vorteil, da somit die Batterielaufzeit verlängert wird, sowie bei hoch integrierten Baugruppen die Wärmeentwicklung deutlich reduziert werden kann.To the disc spring 4th in this open position 10 after reaching the end position of the safety brake, the magnetic field can be reduced very significantly due to the very low counterforce there and thus the continuously required current with the safety brake open can be reduced to a very small part of the current compared to the current at the beginning of the opening movement. This is particularly advantageous in mobile applications, since it extends the battery life and, in the case of highly integrated assemblies, can significantly reduce the development of heat.

Das Zusammenspiel zwischen der Ankerscheibe 2, der Tellerfeder 4 und dem Spulenträger 5 muss so ausgelegt sein, dass eine Verformung der Tellerfeder 4 über deren Planlage 8 hinaus ermöglicht wird, die Tellerfeder 4 jedoch begrenzt wird um ein Erreichen des Kraftnullpunkts y (vgl. 3) zu verhindern. Dazu ist die Tellerfeder 4 in einer eine umlaufende Vertiefung 11 des Spulenträgers 5 eingesetzt, die kegelstumpfförmig oder konisch geformt ist. Die umlaufende Vertiefung 11 ist prinzipiell ähnlich der Tellerfeder 4 in deren Öffnungsposition 10 geformt.The interaction between the armature disk 2 , the disc spring 4th and the bobbin 5 must be designed in such a way that deformation of the disc spring 4th about their flatness 8th addition is made possible by the disc spring 4th however, it is limited by reaching the force zero point y (cf. 3rd ) to prevent. To do this is the disc spring 4th in a circumferential recess 11 of the bobbin 5 used, which is frustoconical or conical in shape. The surrounding depression 11 is basically similar to the disc spring 4th in their open position 10 shaped.

In der in 2 gezeigten Öffnungsposition 10 ist die Tellerfeder 4 komplett in dieser Vertiefung 11 aufgenommen. In der in 1 gezeigten Schließposition 11 ist die Tellerfeder 4 nur mit ihrem inneren Bereich in dieser Vertiefung 11 aufgenommen.In the in 2 shown opening position 10 is the disc spring 4th completely in this recess 11 recorded. In the in 1 shown closed position 11 is the disc spring 4th only with their inner area in this recess 11 recorded.

Es kann auch ein anders geformtes, dem Wesen nach bistabiles beziehungsweise mit einem ähnlichen Federkraftverlauf versehenes Federelement eingesetzt werden. Es können auch mehrere einzelne Federelemente eingesetzt werden, welche alle einzeln ein solches Verhalten zeigen, oder zumindest im Zusammenspiel ein solches Verhalten erzeugen, z.B. ein Tellerfederpaket.A differently shaped spring element which is essentially bistable or which is provided with a similar spring force curve can also be used. Several individual spring elements can also be used, all of which individually show such behavior, or at least generate such behavior in combination, e.g. a disc spring package.

Offenbart ist eine elektromechanische Sicherheitsbremse, deren Schließfeder eine Anpresskraft für einen geschlossenen Zustand der Sicherheitsbremse bereitstellt, wobei die Anpresskraft um ein vielfaches höher ist, als eine Rückstellkraft, die die Schließfeder in einem elektrisch betätigten geöffneten Zustand der Sicherheitsbremse aufweist.An electromechanical safety brake is disclosed, the closing spring of which provides a contact force for a closed state of the safety brake, the contact force being many times higher than a restoring force which the closing spring has in an electrically operated open state of the safety brake.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2011/023728 A1 [0005]WO 2011/023728 A1 [0005]

Claims (11)

Elektromechanische Sicherheitsbremse, die über eine Federkraft (F) einer Federanordnung aktivierbar ist, wobei die Federanordnung eine Schließposition (9) aufweist, und wobei die Sicherheitsbremse über einen Elektromagneten deaktivierbar ist, wobei die Federanordnung eine Öffnungsposition (10) aufweist, und wobei die Federanordnung eine Federkennlinie (6) aufweist, die die Federkraft (F) in Abhängigkeit eines Federweges (s) abbildet, dadurch gekennzeichnet, dass Federkennlinie (6) zwischen der Schließposition (9) und der Öffnungsposition (10) einen fallenden Arbeitsbereich (7) aufweist, wodurch die Federanordnung in ihrer Schließposition (9) eine höhere Federkraft (F) aufweist, als in ihrer Öffnungsposition (10).Electromechanical safety brake which can be activated via a spring force (F) of a spring arrangement, the spring arrangement having a closed position (9), and wherein the safety brake can be deactivated via an electromagnet, the spring arrangement having an open position (10), and the spring arrangement having a Has spring characteristic curve (6) which maps the spring force (F) as a function of a spring travel (s), characterized in that the spring characteristic curve (6) between the closed position (9) and the open position (10) has a falling working range (7), whereby the spring arrangement in its closed position (9) has a higher spring force (F) than in its open position (10). Elektromechanische Sicherheitsbremse nach Anspruch 1, wobei der Arbeitsbereich (7) der Federkennlinie (6) monoton fallendend ist.Electromechanical safety brake according to Claim 1 , the working range (7) of the spring characteristic (6) falling monotonically. Elektromechanische Sicherheitsbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungsposition (10) nahe einem Kraftnullpunkt (y) der Federkennlinie (6) ist.Electromechanical safety brake according to one of the preceding claims, wherein the opening position (10) is close to a force zero point (y) of the spring characteristic (6). Elektromechanische Sicherheitsbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federanordnung von mindestens einer Tellerfeder (4) gebildet ist.Electromechanical safety brake according to one of the preceding claims, wherein the spring arrangement is formed by at least one plate spring (4). Elektromechanische Sicherheitsbremse nach Anspruch 4, wobei die Tellerfeder (4) eine Planlage (8) mit minimaler Dicke aufweist, wobei die Planlage (8) in dem Arbeitsbereich (7) der Federkennlinie (6) erreicht wird.Electromechanical safety brake according to Claim 4 wherein the plate spring (4) has a flat position (8) with minimal thickness, the flat position (8) being achieved in the working area (7) of the spring characteristic (6). Elektromechanische Sicherheitsbremse nach Anspruch 4 oder 5, wobei an einem Spulenträger (5) eine umlaufende Vertiefung (11) gebildet ist, in die die Tellerfeder (4) zumindest abschnittsweise eingesetzt ist.Electromechanical safety brake according to Claim 4 or 5 , wherein a circumferential recess (11) is formed on a coil carrier (5), into which the plate spring (4) is inserted at least in sections. Elektromechanische Sicherheitsbremse nach Anspruch 6, wobei ein innerer Rand der Tellerfeder (4) in der umlaufenden Vertiefung (11) aufgenommen ist.Electromechanical safety brake according to Claim 6 , wherein an inner edge of the plate spring (4) is received in the circumferential recess (11). Elektromechanische Sicherheitsbremse nach Anspruch 6 oder 7, wobei in der Öffnungsposition (10) der Tellerfeder (4) ein äußerer Rand der Tellerfeder (4) in der umlaufenden Vertiefung (11) aufgenommen ist.Electromechanical safety brake according to Claim 6 or 7th , wherein in the open position (10) of the plate spring (4) an outer edge of the plate spring (4) is received in the circumferential recess (11). Elektromechanische Sicherheitsbremse nach Anspruch 6 oder 7, wobei in der Schließposition (9) der Tellerfeder (4) ein äußerer Rand der Tellerfeder (4) in der umlaufenden Vertiefung (11) angeordnet ist.Electromechanical safety brake according to Claim 6 or 7th , wherein in the closed position (9) of the plate spring (4) an outer edge of the plate spring (4) is arranged in the circumferential recess (11). Elektromechanische Sicherheitsbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federanordnung integral oder einstückig an einem Bauteil der Sicherheitsbremse gebildet ist.Electromechanical safety brake according to one of the preceding claims, wherein the spring arrangement is formed integrally or in one piece on a component of the safety brake. Elektromechanische Sicherheitsbremse nach Anspruch 10, wobei das Bauteil ein Spulenträger (5) ist.Electromechanical safety brake according to Claim 10 , wherein the component is a coil carrier (5).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113586633A (en) * 2021-07-27 2021-11-02 青岛海通制动器有限公司 Wedge block assembly for automobile brake
WO2024037895A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Zf Friedrichshafen Ag Transmission assembly for a drive of a work apparatus

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739605A (en) * 1996-12-23 1998-04-14 Electroid Co.,A Division Of Valcor Engineering Corp. Bi-stable clutch
JP2005201372A (en) * 2004-01-15 2005-07-28 Toyota Motor Corp Frictional connection unit
DE202006000469U1 (en) * 2006-01-13 2006-03-09 Intorq Gmbh & Co. Kg Brake for an automobile trunk lid mechanism, operated by an electromotor, has an electromagnet assembly and a third switching mode with a limited braking action when the coils are not energized
DE102011011857A1 (en) * 2011-02-21 2012-08-23 Wittenstein Ag Holding brake for shaft, particularly for shaft of electrical machine, has friction element, which is connected with shaft in torque-proof manner, where friction element lies in position on firmly mounted friction surface
DE102016119027A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-12 Chr. Mayr Gmbh + Co. Kg Electromagnetic brake with a controllable armature disc movement
DE102020001569A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16 Diehl Metall Stiftung & Co. Kg Disk spring clutch

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113586633A (en) * 2021-07-27 2021-11-02 青岛海通制动器有限公司 Wedge block assembly for automobile brake
CN113586633B (en) * 2021-07-27 2022-11-25 青岛海通制动器有限公司 Wedge block assembly for automobile brake
WO2024037895A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Zf Friedrichshafen Ag Transmission assembly for a drive of a work apparatus

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