DE202004008713U1

DE202004008713U1 - Bremsvorrichtung für einen elektrischen Antriebsmotor und Möbel

Info

Publication number: DE202004008713U1
Application number: DE200420008713
Authority: DE
Original assignee: Dewert Antriebs und Systemtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Dewertokin GmbH
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2014-05-29

Abstract

Bremsvorrichtung für einen elektrischen Antriebsmotor, insbesondere für Möbel, mit mindestens einem elektromotorisch verstellbaren Bauteil, mit mindestens einem Elektromotor (1), der ein Gehäuse (2) und eine mit einem Abtriebsabschnitt (6) versehene Ankerwelle (4) und eine Bremsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (10) eine erste Reibpaarung (16) und eine zweite Reibpaarung (17) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit mindestens einem elektromotorisch verstellbaren Bauteil mit mindestens einem Elektromotor, der ein Gehäuse und eine Ankerwelle mit einem Abtriebsabschnitt und eine Bremsvorrichtung auweist, und ein Möbel.
Derartige elektrische Motoren sind für Einsatzzwecke beispielsweise zum Verstellen von Möbeln bekannt, wobei ihre Drehbewegung über ein Getriebe, vorzugsweise ein sogenanntes Spindel-/Spindelmuttergetriebe in eine Linearbewegung umgewandelt wird. Die Ausführung eines solchen Motors kann dabei ein Gleich- oder Wechselstrommotor mit einem angeflanschten Schneckengetriebe sein. Häufig werden auch sogenannte Lüftermotoren verwendet, deren Abtriebswelle mit einer Schnecke ausgebildet ist, welche dann mit einer weiteren Getriebestufe versehen sind.
Bei einigen Getriebeausführungen kommt es auf besondere Geschwindigkeit der Verstellung an. Hierbei sind jedoch Grenzen durch die sogenannte Selbsthemmung der zum Einsatz kommenden Getriebearten gegeben. Eine äußere aufliegende Last kann bei nicht eingeschaltetem Motor über das Getriebe den Motor in Drehung versetzen, so daß diese Last langsam oder auch schneller absinken kann, ohne daß der Motor betrieben wird, was beispielsweise bei einem hochgefahrenen Tisch durch ein darauf befindliches schweres Teil oder durch das Tischgewicht selbst ausgelöst werden kann.
Hierzu sind unterschiedliche Lösungen zum Bremsen dieser selbsttätigen nach unten gerichteten Bewegung an unterschiedlichen Stellen eines solchen Antriebszuges vorgeschlagen worden, wobei das geringste Bremsmoment an der Ankerwelle des Antriebsmotors aufgebracht werden muß.
Es sind unterschiedliche Bremsvorrichtungen für derartige Motoren bekannt, welche zum Beispiel mit elektromagnetischer Lüftung der Bremse beziehungsweise Aufhebung der Bremswirkung ausgerüstet sind. Andere Ausführungen verwenden elektromechanische Bauelemente, welche unter Anschließen an eine elektrische Leistungs quelle ein oder mehrere Bremselemente gegen eine Kraft eines Kraftspeicherelementes lösen beziehungsweise lüften.
Derartige Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie einerseits ein großes Volumen beanspruchen, eine zusätzliche elektrische Verdrahtung und Steuerung benötigen, wobei andererseits die zur Betätigung notwendigen Spannungen relativ hoch zu den niedrigen Betriebskleinspannungen der Motoren sind, wobei auch die notwendigen elektrischen Leistungen nicht unerheblich sind.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Bremsvorrichtung für einen Motor zu schaffen, welche ohne zusätzliche elektrische Hilfsenergie eine wirksame Bremse bildet.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Bremsvorrichtung eine erste Reibpaarung und eine zweite Reibpaarung aufweist.
Die Erfindung schafft eine Bremsvorrichtung, welche durch die aufliegende Last über die durch diese erzeugte Axialkraft in der Ankerwelle des Motors betätigt wird.
Hierzu ist es vorteilhaft, daß die erste Reibpaarung aus einem Bremsläufer und einem mit der Ankerwelle drehfest verbundenen Übertragungselement besteht, wobei die zweite Reibpaarung aus dem Bremsläufer und einer fest mit dem Gehäuse des Motors verbundenen Platte besteht. Somit ist es möglich, diese wenigen Komponenten in kleiner Bauweise vorteilhaft an einen bestehenden Standardmotor anzubauen, beziehungsweise diesen damit in einfacher Weise zu ergänzen.
Der Bremsläufer ist relativ zur Ankerwelle drehbar und axial verschiebbar angeordnet, wobei der Bremsläufer mittels eines Kraftspeicherelements mit einer axialen Kraft beaufschlagt ausgebildet ist. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, mit dem Kraftspeicherelement in einfacher und wirtschaftlicher Weise die Reibwerte und die Wirksamkeit der Bremsvorrichtung zu beeinflussen.
Es ist zweckmäßig, daß die Ankerwelle axial verschiebbar ausgebildet ist, wobei ihr Verschiebeweg durch Begrenzungselemente begrenzt ist. Diese Ausführung ist ebenfalls in einfacher Weise zu gestalten, wobei keine Sonderlager, sondern die üblichen Bauteile vorteilhaft verwendet werden können.
In bevorzugter Ausgestaltung der Bremsvorrichtung ist die Bremsvorrichtung durch die durch äußere Belastung und bei Betrieb des Motors in unterschiedlicher Drehrichtung hervorgerufene Axialverschiebung der Ankerwelle jeweils gelüftet, wobei bei Stillstand des Motors die Bremsvorrichtung in ihrer Bremsstellung steht und die Ankerwelle bremst. Hiermit wird besonders vorteilhaft die äußere Belastung ausgenutzt, um in die Betätigung der Bremsvorrichtung mit einbezogen zu werden, wobei die Drehbewegungen der Ankerwelle bei Betrieb des Motors vorteilhaft mit der entstehenden beziehungsweise vorhanden Axialkraft im Zusammenwirken die Bremsvorrichtung jeweils geeignet betätigen. Die äußere Belastung wirkt rückwirkend durch das dem Motor nachgeschaltete Getriebe derart auf die Ankerwelle ein, sodass dadurch die Axialkraft erzeugt wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist bei Betrieb des Motors in Verfahrrichtung unter einer äußeren Last in die Lastrichtung die erste Reibpaarung gelüftet , und bei Betrieb des Motors in Verfahrrichtung gegen die äußere Last gegen die Lastrichtung die zweite Reibpaarung gelüftet. In dieser Ausführung wird die Bremsvorrichtung durch die zwei Reibpaarungen für die unterschiedlichen Betriebszustände des Motors vorteilhaft verwendet, da sich hiermit eine einfache Aufteilung für diese Betriebszustände mit einer geringsten Anzahl an Bauteilen verwirklichen läßt.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, daß die Ankerwelle mehrstückig ausgebildet ist, wobei sie durch eine Bremswelle verlängert ist, auf welcher das Übertragungselement angeordnet ist. Damit wird eine besonders vorteilhafte Anpassungsmöglichkeit an unterschiedliche Anforderungen ermöglicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung ist die Ankerwelle einstückig ausgebildet, wobei das Übertragungselement an ihrem dem Abtriebsabschnitt gegenüberliegendem Ende angeordnet ist. Hiermit wird für Großserien vorteilhaft eine wirtschaftliche Fertigung geschaffen, indem die Ankerwelle aus einem Stück besteht und zusätzliche Montagearbeiten entfallen.
In einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftspeicherelement einstellbar und/oder selbsrnachstellend ausgebildet. Hierdurch wird eine weitere Anpassungseigenschaft an unterschiedlichste Anforderungen ermöglicht, der den Einsatzbereich vorteilhaft erweitert.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung sieht vor, daß das Kraftspeicherelement mittels einer äußeren Stelleinrichung zur Aufhebung der Bremswirkung lösbar ausgebildet ist. Hierdurch kann ein unter Last stehender Antrieb mit einem nicht selbsthemmenden Getriebezug (Spindel/Spindelmuttersystem) dann auf einfache Art und Weise abgesenkt werden, wodurch zusätzliche Maßnahmen für eine sogenannte Notabsenkung eingespart werden können.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Hierbei zeigt:
1 eine Schnittansicht eines elektrischen Antriebsmotors mit einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung; und
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung.
1 zeigt einen elektrischen Motor 1 in einer Schnittansicht in seiner Längsachse bzw. Mittellinie 19 mit einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 10. Ein derartiger Motor 1 ist in seinem prinzipiellen Aufbau, zum Beispiel als ein Permanentmagnet-Gleichstrommotor oder dergleichen, bekannt, wobei seine Funktion nicht im Detail erläutert wird und einige prizipielle Bauteile nicht dargestellt sind. Im vorliegenden Beispiel ist der Motor 1 ein herkömmlicher Standard-Lüftermotor.
Eine Ankerwelle 4 mit darauf angeordnetem Anker 7 wird in bekannter Weise in Drehung versetzt, wenn der Motor 1 mit elektrischem Strom beaufschlagt wird. Eine Drehrichtungsumkehr der Ankerwelle 4 ist ebenfalls möglich.
Die Ankerwelle 4 erstreckt sich durch ein Gehäuse 2 des Motors 1 und ragt mit einem Abtriebsabschnitt 6 aus dem Motor 1 hervor. Der Abtriebsabschnitt 6 ist üblicherweise mit einer Verzahnung, beispielsweise einer Schneckenverzahnung, versehen, die mit einem nicht dargestellten Getriebeabschnitt, beispielsweise einem Schneckenrad, in Verbindung steht. Dieser Getriebeabschnitt treibt in dem Ausführungsbeispiel eine Schraubenspindel an, die mittels einer Mutter in bekannter Weise die Drehbewegung des Motors 1 in eine Linearbewegung zum Antrieb von beispielsweise verstellbaren Möbeln oder dergleichen umsetzt.
Die Ankerwelle 4 ist an ihrem aus dem Gehäuse 2 herausragenden Ende gegenüber dem Gehäuse 2 mittels eines Abtriebslagers 13, beispielsweise ein Rillenkugellager, gelagert, in welchem sie in einem bestimmten Maß axial verschieblich eingebracht ist. Diese axiale Verschiebbarkeit gegenüber dem Abtriebslager 13 und somit gegenüber dem Gehäuse 2 wird durch auf der Ankerwelle angeordnete Begrenzungselemente 14 begrenzt.
An dem dem Ende der Ankerwelle 4 mit dem Abtriebeabschnitt 6 gegenüberliegeden Ende ist die Ankerwelle 4 durch eine Bremswelle 5 im Verlauf der Mittellinie 19 verlängert, welche mit der Ankerwelle 4 drehfest verbunden ist. Die Bremswelle 5 kann auch zusammen mit der Ankerwelle 4 aus einem Stück hergestellt sein.
Die Ankerwelle 4 ist über die Verlängerung durch die Bremswelle 5 an derem Ende mittels eines Lagers 12, zum Beispiel ein Gleitlager, in einem Bremsgehäuse 3 gelagert, welches konzentrisch zu dem Gehäuse 2 über eine Platte 20 an diesem mittels Befestigungselementen 15 befestigt ist. Die Platte 20 verschließt das Gehäuse 2 auf seiner dem Abtriebslager 13 gegenüberliegenden offenen Seite, wobei die Platte 20 in ihrer Mitte eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche die Bremswelle 5 hindurchgeht.
Innerhalb des Bremsgehäuses 3 ist auf dem zum Lager 12 weisenden Abschnitt der Bremswelle 5 ein Bremsläufer 8 angeordnet. Er ist auf der Bremswelle 5 drehbar und axial verschiebbar aufgebracht und wird von einem Kraftspeicherelement 11 gegen ein auf der Bremswelle 5 drehfest und axial fixiert angeordnetes Übertragungselement 9 beziehungsweise gegen die Platte 20 gedrückt.
Das Übertragungselement 9 ist vorzugsweise konisch ausgebildet. Der Bremsläufer 8 weist in seinem dem Übertragungselement 9 zugewandten mitteleren Abschnitt eine komplementäre Form beziehungsweise Ausnehmung auf. Er steht mit dem Übertra gungselement 9 in form- und reibschlüssiger Verbindung, da das Kraftspeicherelement 11, vorzugsweise eine Druckfeder, sich gegen das Lager 12 abstützt, das im Bremsgehäuse 3 axial fest angeordnet ist.
Der Bremsläufer 8 bildet mit seinem Bereich, der mit dem Übertragungselement 9 in Reibverbindung steht, eine erste Reibpaarung 16, wobei er auf dieser Seite an seinem Umfangsbereich in diesem Ausführungsbeispiel einen Absatz aufweist, der innerhalb der Durchgangsöffnung der Platte 20 rotieren kann. Oberhalb dieses Absatzes ist der Bremsläufer auf der gleichen Seite mit einer zweiten Reibpaarung 17 versehen, die mit einem um die Durchgangsöffnung herum angeordneten Bereich der Platte 20 in Reibverbindung steht. Diese Reibverbindung wird ebenfalls durch das Kraftspeicherelement 11 mit einer axialen Reibkraft beaufschlagt.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Bremsvorrichtung 10 beschrieben.
Der Motor 1 ist in einem ersten Betriebszustand dargestellt, welcher den gebremsten Zustand des Motors 1 zeigt, wobei die erste Reibpaarung 16 und die zweite Reibpaarung 17 die Ankerwelle 4 über die Bremswelle 5 gebremst halten. Dabei wird das von einer nicht dargestellten Last auf die Ankerwelle 4 über das vorgeschaltete Getriebe aufgebrachte Drehmoment durch die Reibwirkung der ersten Reibpaarung 16 und der zweiten Reibpaarung 17 gegenüber der Platte 20 und somit gegenüber dem Gehäuse 2 des Motors 1 kompensiert. Hierbei ist das Kraftspeicherelement 11 so ausgelegt, daß die durch die aufliegende Last erzeugte erste Axialkraft 21 durch die Axialkraft des Kraftspeicherelements 11 aufgehoben ist.
Wird der Motor 1 in einem zweiten Betriebszustand nun gegen die aufliegende Last verfahren, so ist die Ankerwelle 4 bestrebt, sich in Richtung in der ersten Axialkraft 21 zu verschieben. Hierbei wird die Bremsvorrichtung 10 dergestalt gelüftet, so daß die Reibwirkung der zweiten Reibpaarung 17 zwischen dem Umfangsbereich des Bremsläufers 8 und der Platte 20 vermindert und aufgehoben wird. Hierbei kann der Motor 1 ohne Bremswirkung entgegen der Last verfahren werden.
Wird der Motor 1 nun gestoppt, so verringert sich die erste Axialkraft 21 soweit, daß sie kleiner gleich der Axialkraft des Kraftspeicherelements 11 wird, wobei die Ankerwelle 4 des Motors 1 in dem wiedergekehrten ersten Betriebszustand gebremst ist.
In einem dritten Betriebszustand verfährt der Motor 1 in Lastrichtung. Hierbei wird die Axialkraft umgekehrt in die Richtung einer zweiten Axialkraft 22. Die Ankerwelle 4 mit dem Übertragungselement 9 der Bremswelle 5 verschiebt sich dadurch geringfügig in die Richtung der zweiten Axialkraft 22, wobei die erste Reibpaarung 16 zwischen dem Übertragungselement 9 und dem Bremsläufer 8 gelüftet wird, woduch sich die Ankerwelle 4 des Motors 1 ohne Bremswirkung drehen kann.
Sobald der Motor 1 abermals stromlos geschaltet wird, verläuft die Axialkraft wieder in Richtung der ersten Axialkraft 21, wobei die Reibung in der ersten Reibpaarung 16 zwischen dem Übertragungselement 9 und dem an der Platte 20 durch Reibung festgehaltenen Bremsläufer 8 wieder aufgebaut wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung sieht ein nicht näher dargestelltes Federelement vor, welches die Ankerwelle 4 in einer Richtung mit einer axialen Grundkraft belastet. Dabei kann das Federelement eine Kraftkomponente in Richtung der Axialkraft 21 oder in Richtung der Axialkraft 22 erzeugen. Somit kann zum einen die Ankerwelle bei Betrieb des Motors 1 im lastfreien Betriebspunkt in einem definierten Zustand gelagert werden, das Übertragungselement 9 und somit die gesamte Bremsvorrichtung 10 kann aber auch mit einer Grundlast beaufschlagt werden, sodass die erste Reibpaarung 16 wirksam wird. Hierbei kann ein Federelement zwischen einem Begrenzungselement 14 und dem Abtriebslager 13 angeordnet sein.
In der 2 ist eine weitere Ausführungsform der Bremsvorrichtung 10 gezeigt, wobei der Bremsläufer 8 im Bremsgehäuse 3 über das Lager 12 gelagert ist, und das Übertragungselement 9 am Ende der Bremswelle 5 bzw. der Ankerwelle 4 angeordnet ist. Das Kraftspeicherelement 11 ist in dieser Ausführung zwischen einem Deckel, der als Bremsgehäuse 3 dient, und dem Bremsläufer 8 angeordnet, wobei es sich an dem Bremsgehäuse über ein Lagerelement 18, bespielsweise eine Kugel, abstützt. Hierbei ist das Gehäuse 2 des Motors 1 entweder weiter nach hinten ausgebildet, oder die Platte 20 ist zum Beispiel als ein Drehteil größerer Länge ausgebildet.
Die Betätigungskraft zum Lüften der Bremsvorrichtung 10 wird hier durch die jeweilige erzeugte Axialkraft 21, 22 aufgebracht.
Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
So ist es denkbar, daß die Bremskraft des Kraftspeicherelements 11 auf den Bremsläufer 8 einstellbar ausgebildet sein kann, beispielsweise durch ein Betätigungselement wie einen Bowdenzug oder dergleichen. Hierbei kann die Bremswirkung zum Beispiel bei Bedarf ganz ausgeschaltet werden.
Weiterhin ist es denkbar, die Verschiebung der Ankerwelle 4 und Bremswelle 5 durch geeignete Mittel zu unterstützen, wie beispielsweise eine Elektromagnetverstärkung.
Ein unter Last stehender Antrieb mit einem nicht selbsthemmenden Getriebezug (Spindel/Spindelmuttersystem) kann dann auf einfache Art und Weise abgesenkt werden.

1: Motor
2: Gehäuse
3: Bremsgehäuse
4: Ankerwelle
5: Bremswelle
6: Abtriebsabschnitt
7: Anker
8: Bremsläufer
9: Übertragungselement
10: Bremsvorrichtung
11: Kraftspeicherelement
12: Lager
13: Abtriebslager
14: Begrenzungselement
15: Befestigungselement
16: erste Reibpaarung
17: zweite Reibpaarung
18: Lagerelement
19: Mittellinie
20: Platte
21: erste Axialkraft
22: zweite Axialkraft

Claims

Bremsvorrichtung für einen elektrischen Antriebsmotor, insbesondere für Möbel, mit mindestens einem elektromotorisch verstellbaren Bauteil, mit mindestens einem Elektromotor (1), der ein Gehäuse (2) und eine mit einem Abtriebsabschnitt (6) versehene Ankerwelle (4) und eine Bremsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (10) eine erste Reibpaarung (16) und eine zweite Reibpaarung (17) aufweist.
Bremsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, dass die erste Reibpaarung (16) und die zweite Reibpaarung (17) sowohl einzeln als auch gemeinsam in Eingriff bringbar sind.
Bremsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, daß die erste Reibpaarung (16) aus einem Bremsläufer (8) und einem mit der Ankerwelle (4) drehfest verbundenen Übertragungselement (9) besteht, wobei die zweite Reibpaarung (17) aus dem Bremsläufer (8) und einer fest mit dem Gehäuse (2) des Motors (1) verbundenen Platte (20) besteht.
Bremsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsläufer (8) relativ zur Ankerwelle (4) drehbar und axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Bremsläufer (8) mittels eines Kraftspeicherelements (11) mit einer axialen Kraft beaufschlagt ausgebildet ist.
Bremsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwelle (4) axial verschiebbar ausgebildet ist, wobei ihr Verschiebeweg durch Begrenzungselemente (14) begrenzt ist.
Bremsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (10) durch die durch äußere Belastung und bei Betrieb des Motors (1) in unterschiedlicher Drehrichtung hervorgerufene Axialverschiebung der Ankerwelle (4) jeweils gelüftet ist, wobei bei Stillstand des Motors (1) die Bremsvorrichtung (10) in ihrer Bremsstellung steht und die Ankerwelle (4) bremst.
Bremsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb des Motors (1) in Verfahrrichtung unter einer äußeren Last in die Lastrichtung die erste Reibpaarung (16) gelüftet ist, und daß bei Betrieb des Motors (1) in Verfahrrichtung gegen die äußere Last gegen die Lastrichtung die zweite Reibpaarung (17) gelüftet ist.
Bremsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwelle (4) mehrstückig ausgebildet ist, wobei sie durch eine Bremswelle (5) verlängert ist, auf welcher das Übertragungselement (9) angeordnet ist.
Bremsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwelle (4) einstückig ausgebildet ist, wobei das Übertragungselement (9) an ihrem dem Abtriebsabschnitt (6) gegenüberliegendem Ende angeordnet ist.
Bremsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftspeicherelement (11) einstellbar und/oder selbstnachstellend ausgebildet ist.
Bremsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftspeicherelement (11) mittels einer äußeren Stelleinrichung zur Aufhebung der Bremswirkung lösbar ausgebildet ist.
Bremsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Federelement, welches zwischen einem Begrenzungelement (14) und einem Abtriebslager (13) angeordnet ist und eine Axialkraft in die Ankerwelle (4) einleitet.
Möbel, insbesondere Liege- oder Schlafmöbel, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.