DE19719990A1 - Brake for electric motor, esp. for moving control elements in motor vehicle - Google Patents
Brake for electric motor, esp. for moving control elements in motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremse für einen Elektromotor, welcher insbesondere zum Verstellen von Stellgliedern in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, mit einer eine Bremsscheibe im stromlosen Zustand gegen einen Bremsbelag pressenden Feder und einem die Bremsscheibe im bestromten Zustand von dem Bremsbelag trennenden Elektromagneten, wobei der Bremsbelag drehfest auf einer zu bremsenden Welle und die Bremsscheibe drehfest und axial verschieblich in einem Gehäuse der Bremse angeordnet ist.The invention relates to a brake for an electric motor, which in particular for adjusting actuators in a motor vehicle is provided with a brake disc in the de-energized state against a brake pad pressing spring and the brake disc in the energized state of the electromagnet separating the brake pad, the brake pad rotatably on a shaft to be braked and the Brake disc rotatably and axially displaceable in a housing Brake is arranged.
Solche Bremsen werden bei Elektromotoren häufig zum Sichern gegen eine unbeabsichtigte Verstellung der Stellglieder, beispielsweise in einer Zentralverriegelung des Kraftfahrzeugs, eingesetzt und sind damit bekannt. Im bestromten Zustand drückt der Elektromagnet die Bremsscheibe und den Bremsbelag auseinander und spannt dabei die Feder. Der Elektromotor kann damit die Stellglieder ungebremst verstellen. Nach einem Abschalten des elektrischen Stroms werden die Bremsscheibe und der Bremsbelag von der Feder zusammengedrückt und damit die Stellglieder in ihrer Lage gehalten.Such brakes are often used to secure against electric motors unintentional adjustment of the actuators, for example in a Central locking of the motor vehicle, used and are therefore known. In the energized state, the electromagnet presses the brake disc and the Brake pad apart and tension the spring. The electric motor can adjust the actuators without braking. After a shutdown of the electric current are the brake disc and the brake pad from the spring compressed and thus the actuators in their position held.
Nachteilig bei der bekannten Bremse ist, daß sie zur Übertragung eines hohen Haltemomentes sehr große Abmessungen und hohe Federkräfte erfordert. Durch die hohen Federkräfte muß der Elektromagnet besonders stark ausgelegt sein. Da Bremsbeläge in der Regel aus einem Material mit geringer Formstabilität hergestellt sind, wird der Bremsbelag meist auf einer Verstärkungsplatte montiert. Dies führt jedoch zu großen Abmessungen im axialen Bereich der Bremse.A disadvantage of the known brake is that it is used to transmit a high holding torque, very large dimensions and high spring forces required. Due to the high spring forces, the electromagnet has to be special be strong. Because brake pads are usually made of one material low dimensional stability are produced, the brake pad is usually on one Reinforcement plate mounted. However, this leads to large dimensions in the axial area of the brake.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Bremse der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie bei besonders geringen Abmessungen ein möglichst hohes Haltemoment übertragen kann.The invention is based on the problem of a brake at the beginning mentioned type so that they are particularly low Dimensions can transmit the highest possible holding torque.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der der Bremsscheibe abgewandten Seite des Bremsbelages eine weitere Bremsscheibe angeordnet und die Feder zum Pressen beider Bremsscheiben gegen einander gegenüberliegenden Seiten des Bremsbelags vorgesehen ist.This problem is solved according to the invention in that on the Another side of the brake disc facing away from the brake pad Brake disc arranged and the spring for pressing both Brake discs against opposite sides of the Brake pad is provided.
Durch diese Gestaltung wird der Bremsbelag im stromlosen Zustand zwischen beiden Bremsscheiben eingespannt. Die erfindungsgemäße Bremse hat damit zwei Reibpaare, wodurch sie ein besonders hohes Haltemoment übertragen kann. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Bremse sehr kleine Abmessungen, da für zwei Reibpaare der Bremse nur ein einziger Bremsbelag erforderlich ist und die Bremsscheiben sehr dünnwandig gestaltet werden können. Eine an dem Bremsbelag anzubringende Verstärkungsplatte ist dank der Erfindung nicht erforderlich, da im stromlosen Zustand der Bremsbelag von den beiden Bremsscheiben stabilisiert wird. Hierdurch kann man den Bremsbelag beispielsweise durch ein Stanzen herstellen und ohne Nachbearbeitung montieren. Die erfindungsgemäße Bremse gestaltet sich hierdurch besonders kostengünstig.With this design, the brake pad is de-energized clamped between the two brake discs. The invention The brake therefore has two friction pairs, which makes it a particularly high one Holding torque can be transferred. Furthermore, the brake according to the invention very small dimensions, since only one for two friction pairs of the brake only brake pad is required and the brake discs very much can be designed thin-walled. One on the brake pad reinforcing plate to be attached is not necessary thanks to the invention, since the brake pad is de-energized from the two brake discs is stabilized. This allows you to, for example, by the brake pad produce a punch and assemble without post-processing. The As a result, the brake according to the invention is particularly designed inexpensive.
Die Bremse könnte beispielsweise einen Hebelmechanismus zum Bewegen der Bremsscheiben aufweisen. Die erfindungsgemäße Bremse hat jedoch besonders wenige Bauteile und ist besonders kostengünstig herstellbar, wenn der Bremsbelag axial verschieblich auf der zu bremsenden Welle an geordnet und die axial verschiebliche Bremsscheibe aus einem magnetischen Material gefertigt ist und einer Spule des Elektromagneten unmittelbar gegenübersteht. Hierdurch zieht der Elektromagnet die Bremsscheibe im bestromten Zustand der Bremse an und damit von dem Bremsbelag weg. Der Bremsbelag entfernt sich anschließend selbständig von der zweiten Bremsscheibe.For example, the brake could use a lever mechanism to move the brake discs. However, the brake according to the invention has particularly few components and can be manufactured particularly cost-effectively, when the brake pad is axially displaceable on the shaft to be braked ordered and the axially movable brake disc from one magnetic material is made and a coil of the electromagnet is directly opposite. This pulls the electromagnet Brake disc in the energized state of the brake and thus from Brake pad gone. The brake pad then removes itself from the second brake disc.
Zur weiteren Verringerung der Abmessungen der erfindungsgemäßen Bremse trägt es bei, wenn der Elektromagnet ringförmig gestaltet und die Feder im Zentrum des Elektromagneten angeordnet ist.To further reduce the dimensions of the invention The brake helps if the electromagnet is ring-shaped and the Spring is arranged in the center of the electromagnet.
Die erfindungsgemäße Bremse benötigt keine zusätzlich vorzusehenden Mittel zur Leitung des magnetischen Flusses des Elektromagneten zu der axial verschieblichen Bremsscheibe, wenn das Gehäuse der Bremse topfförmig, die Elektrospule außen- und innenseitig umschließend gestaltet ist und mit dieser einen Elektromagneten bildet. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn das Gehäuse aus einem magnetisierbaren Material besteht.The brake according to the invention does not require any additional provisions Means for directing the magnetic flux of the electromagnet to the axially displaceable brake disc when the housing of the brake Pot-shaped, the electrocoil is designed on the outside and inside and forms an electromagnet with it. It is particularly advantageous in this context if the housing is made of a magnetizable Material exists.
Der von dem Elektromagneten erzeugte magnetische Fluß wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verlustarm zu der axial verschieblichen Bremsscheibe geleitet, wenn das Gehäuse einen unmittelbar an der Innenseite der Elektrospule angrenzenden ringförmigen Rand hat, an dessen Stirnseite die axial verschiebliche Bremsscheibe im bestromten Zustand anliegt. Durch die geringen Verluste des magnetischen Flusses kann man den Elektromagneten sehr klein und damit kostengünstig fertigen.The magnetic flux generated by the electromagnet is according to another advantageous development of the invention with little loss axially displaceable brake disc passed when the housing one ring-shaped immediately adjacent to the inside of the electrocoil Edge has, on the end face of the axially displaceable brake disc energized state is present. Due to the low losses of the magnetic The electromagnet can be very small and therefore inexpensive manufacture.
Verluste des von dem Elektromagneten erzeugten magnetischen Feldes lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn das Gehäuse im Bereich des Bremsbelages einen seine Wandstärke verringern den Einstich aufweist. Dieser Einstich vermindert die Weiterleitung des magnetischen Flusses an dem Bremsbelag vorbei zu der zweiten Bremsscheibe. Die verbleibende Wandstärke des Gehäuses muß nur so groß sein, daß die auftretenden Federkräfte sicher und ohne Beschädigung des Gehäuses abgestützt werden können.Loss of the magnetic field generated by the electromagnet can be according to another advantageous development of the invention keep it particularly low if the housing is in the area of the brake pad has a wall thickness decrease the puncture. This puncture reduces the transmission of the magnetic flux on the brake pad over to the second brake disc. The remaining wall thickness of the The housing only has to be large enough that the spring forces occurring are safe and can be supported without damaging the housing.
Der Bremsbelag könnte beispielsweise unmittelbar auf einer keilförmigen, zu bremsenden Welle angeordnet sein. Da das Material des Bremsbelags häufig eine geringe Stabilität aufweist, ist hierfür eine Welle mit einem besonders großen Durchmesser erforderlich. Das Bremsmoment wird ge mäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch auf eine dünne Welle zuverlässig übertragen, wenn der Bremsbelag auf einem drehfest mit der Welle der Bremse befestigten Mitnehmer unverdrehbar angeordnet ist. Durch diese Gestaltung läßt sich die Bremse durch ein einfaches Auswechseln des Mitnehmers für verschiedene Wellendurchmesser anpassen. Weiterhin kann der Mitnehmer unmittelbar auf der Motorwelle des Elektromotors angeordnet sein. Der Bremsbelag ist damit ein besonders kostengünstig zu fertigendes Standardbauteil für verschiedene Wel lendurchmesser oder Leistungsklassen des Elektromotors.The brake pad could, for example, directly on a wedge-shaped braking shaft can be arranged. Because the material of the brake pad often has a low stability, there is a shaft with a particularly large diameter required. The braking torque is ge according to an advantageous further development of the invention also on a thin one Shaft transmitted reliably when the brake pad is on a non-rotatable the shaft of the brake attached driver is arranged non-rotatably. With this design, the brake can be easily Replacement of the driver for different shaft diameters to adjust. Furthermore, the driver can directly on the motor shaft of the Electric motor can be arranged. The brake pad is therefore a special one Standard component that can be manufactured cost-effectively for different worlds Diameter or performance classes of the electric motor.
Die dem Elektromagneten zugewandte Bremsscheibe ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig axial verschieblich und drehfest in dem Gehäuse angeordnet, wenn die Bremsscheibe Bohrungen und das Gehäuse der Bremse die Bohrungen durchdringende Stifte aufweist. Die Bremsscheibe kann im bestromten Zustand des Elektromotors z. B. an dem ringförmigen Rand des Gehäuses in Anlage sein. Von besonderem Vorteil ist es aber, wenn die Stifte Absätze aufweisen, an denen die axial verschiebliche Bremsscheibe im bestromten Zustand in Anlage ist. Damit ist das Gehäuse der Bremse besonders variabel verwendbar, nur die Stifte sind dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen.The brake disc facing the electromagnet is according to one other advantageous development of the invention reliably axially slidably and rotatably arranged in the housing when the Brake disc holes and the housing of the brake holes penetrating pins. The brake disc can be energized State of the electric motor z. B. on the annular edge of the housing in Plant. However, it is of particular advantage if the pins have paragraphs have on which the axially displaceable brake disc in the energized Condition is in the system. This makes the brake housing special can be used variably, only the pins are suitable for the respective application adapt.
Toleranzen des Gehäuses führen nur zu unwesentlichen Veränderungen der Bremswirkung der erfindungsgemäßen Bremse, wenn die auf der dem Elektromagneten abgewandten Seite des Bremsbelages angeordnete Bremsscheibe von einem Federelement gegen einen Anschlag des Gehäuses gespannt ist. Dieses Federelement dient als Toleranzausgleich und erzeugt eine dem Bremsbelag entgegengerichtete Gegenkraft.Tolerances of the housing only lead to insignificant changes in the Braking effect of the brake according to the invention when the on the Electromagnet facing away from the brake pad Brake disc from a spring element against a stop of the Housing is tensioned. This spring element serves as tolerance compensation and generates a counterforce opposing the brake pad.
Die erfindungsgemäße Bremse ist besonders schnell zu montieren, wenn das Federelement als Wellring ausgebildet und an seiner der Bremsscheibe abgewandten Seite mittels eines Spannrings in seiner Lage gehalten ist. Durch diese Gestaltung läßt sich die Bremse ohne Schrauben montieren. Weiterhin ist hierdurch keine separat anzuordnende Verdrehsicherung für die zweite Bremsscheibe erforderlich, da diese Bremsscheibe gegen den Wellring gepreßt wird und der Wellring ein Verdrehen der Bremsscheibe verhindert.The brake according to the invention can be installed particularly quickly if the spring element is designed as a corrugated ring and on its the brake disc opposite side is held in position by means of a clamping ring. With this design, the brake can be installed without screws. Furthermore, this does not result in a separately arranged anti-rotation lock for the second brake disc is required because this brake disc against the Corrugated ring is pressed and the corrugated ring twisting the brake disc prevented.
Das Lösen der Bremse erfolgt mit besonders geringem Aufwand an elektrischer Energie, wenn der radiale Abstand zwischen der axial verschieblichen Bremsscheibe und dem Gehäuse möglichst gering ist und so den magnetischen Fluß nur wenig behindert. Von Vorteil ist es, wenn der radiale Abstand zwischen dieser Bremsscheibe und dem Gehäuse 0,1 bis 0,2 mm beträgt. Mit einer solchen Genauigkeit ist noch eine wirtschaftliche Herstellung der Vorrichtung möglich.The brake is released with particularly little effort electrical energy when the radial distance between the axial movable brake disc and the housing is as small as possible and so only slightly impedes the magnetic flux. It is an advantage if the radial distance between this brake disc and the housing 0.1 to Is 0.2 mm. With such accuracy is still an economical one Manufacture of the device possible.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention permits numerous embodiments. For further Clarification of their basic principle is one of them in the drawing shown and will be described below. This shows in
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer erfindungs gemäßen, an einem Elektromotor befestigten Bremse in bestromten Zustand, Fig. 1 is a sectional view of a fiction, modern, attached to an electric motor brake in the energized state,
Fig. 1a eine Bremse entsprechend Fig. 1 in stromlosen Zustand, FIG. 1a is a brake according to Fig. 1 in the currentless state,
Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Bremse aus Fig. 1 von rechts. Fig. 2 is a side view of the brake of Fig. 1 from the right.
Die Fig. 1 und 1a zeigen einen Elektromotor 1 mit einer zum Halten einer Welle 2 im stromlosen Zustand (Fig. 1a) vorgesehenen Bremse 3. Die Bremse 3 weist einen ein topfförmiges Gehäuse 4 mit einer darin angeordneten ringförmigen Elektrospule 5 umfassenden Elektromagneten und eine Feder 6 auf. Auf der Welle 2 ist ein Bremsbelag 7 drehfest und - im bestromten Zustand - axial verschieblich zwischen zwei Bremsscheiben 8, 9 angeordnet. Die der Elektrospule 5 zugewandte Bremsscheibe 8 weist mehrere Bohrungen 10, 11 auf, die jeweils von in dem Gehäuse 4 eingepreßten Stiften 12, 13 durchdrungen werden. Hierdurch ist die der Elektrospule 5 zugewandte Bremsscheibe 8 axial verschieblich und gegenüber dem Gehäuse 4 drehfest gehalten. Die zweite Bremsscheibe 9 ist von einem Wellring 14 gegen einen Anschlag 15 des Gehäuses 4 vorgespannt. Der Wellring 14 wird von einem Spannring 16 in seiner vorgesehenen Lage gehalten. Figs. 1 and 1a show an electric motor 1 with a recess provided for holding a shaft 2 in the currentless state (Fig. 1a) brake 3. The brake 3 has an electromagnet comprising a cup-shaped housing 4 with an annular electric coil 5 arranged therein and a spring 6 . On the shaft 2 , a brake pad 7 is rotatably and - in the energized state - axially displaceable between two brake disks 8 , 9 . The brake disc 8 facing the electrocoil 5 has a plurality of bores 10 , 11 , each of which is penetrated by pins 12 , 13 pressed into the housing 4 . As a result, the brake disk 8 facing the electric coil 5 is axially displaceable and held in a rotationally fixed manner relative to the housing 4 . The second brake disc 9 is biased by a corrugated ring 14 against a stop 15 of the housing 4 . The corrugated ring 14 is held in its intended position by a clamping ring 16 .
Der Bremsbelag 7 wird von einem mittels mindestens einer Stiftschraube 17 auf der Welle 2 befestigten Mitnehmer 18 gehalten. In dem Gehäuse 4 ist im Bereich des Bremsbelages 7 ein Einstich 19 eingearbeitet, der die Weiterleitung des von der Elektrospule 5 erzeugten magnetischen Flusses verringert.The brake pad 7 is held by a driver 18 fastened on the shaft 2 by means of at least one stud screw 17 . A recess 19 is incorporated in the housing 4 in the area of the brake lining 7 , which reduces the forwarding of the magnetic flux generated by the electrocoil 5 .
In der in Fig. 1 eingezeichneten Stellung liegt die der Elektrospule 5 zugewandte Bremsscheibe 8 an einem ringförmigen Rand 20 des Gehäuses 4 an. Die Bremsscheibe 8 ist damit von dem Bremsbelag 7 getrennt und die Feder 6 gespannt. Dies kennzeichnet den bestromten Zustand der Bremse 3, in dem der Elektromotor 1 die Welle 2 ungebremst drehen kann.In the position shown in FIG. 1, the brake disk 8 facing the electrocoil 5 bears against an annular edge 20 of the housing 4 . The brake disc 8 is thus separated from the brake pad 7 and the spring 6 is tensioned. This characterizes the energized state of the brake 3 , in which the electric motor 1 can rotate the shaft 2 without braking.
Bei einem Abschalten des elektrischen Stroms (Fig. 1a) drückt die Feder 13 die an dem ringförmigen Rand 20 anliegende Bremsscheibe 8 gegen den Bremsbelag 7. Der Bremsbelag 7 wird hierdurch gegen die an dem Anschlag 15 anliegende Bremsscheibe 9 geschoben. Hierdurch wird die Welle 2 zuverlässig in ihrer Lage gehalten. Eine separat vorzusehende Verdrehsicherung der an dem Anschlag 15 anliegenden Bremsscheibe 9 ist bei z. B. zum Verstellen von Stellgliedern in einem Kraftfahrzeug vorgesehenen Elektromotoren 1 nicht erforderlich, da diese Bremsscheibe 9 durch den Wellring 14 und den Spannring 16 in der Regel ausreichend gegen ein Verdrehen gesichert ist. Bedingung hierfür ist eine hinreichend große Anpreßkraft.When the electrical current is switched off ( FIG. 1 a ), the spring 13 presses the brake disk 8 resting against the annular edge 20 against the brake lining 7 . The brake pad 7 is thereby pushed against the brake disc 9 abutting the stop 15 . As a result, the shaft 2 is reliably held in its position. A separately provided anti-rotation device of the brake disc 9 resting against the stop 15 is in z. B. for adjusting actuators provided in a motor vehicle electric motors 1 is not necessary, since this brake disc 9 is sufficiently secured against rotation by the corrugated ring 14 and the clamping ring 16 as a rule. The prerequisite for this is a sufficiently large contact pressure.
Die Fig. 2 verdeutlicht den Aufbau der Bremse 3 aus Fig. 1 und 1a in einer Seitenansicht von rechts. Die Bremse 3 ist nach einem Entfernen des Spannrings 16 und den Stiftschrauben 17 des Mitnehmers 18 vollständig zerlegbar. Der Mitnehmer 18 hat seitlich zwei Flächen 21, 22, mit denen er den Bremsbelag 7 bei einer Drehung der Welle 2 mitführt. Alternativ kann der Bremsbelag 7 auch in Form einer beliebigen anderen Welle-Nabe- Verbindung, die eine axiale Verschieblichkeit zuläßt, z. B. einer Zahnverbindung, mit dem Mitnehmer 18 verbunden sein. FIG. 2 illustrates the structure of the brake 3 from FIGS. 1 and 1a in a side view from the right. The brake 3 can be completely dismantled after the tension ring 16 and the stud bolts 17 of the driver 18 have been removed. The driver 18 has two surfaces 21 , 22 on the side , with which it carries the brake lining 7 when the shaft 2 rotates. Alternatively, the brake pad 7 in the form of any other shaft-hub connection that allows axial displacement, z. B. a tooth connection, be connected to the driver 18 .
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Legal Events
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8141 | Disposal/no request for examination |