DE202023001321U1 - Federdruckbremse mit optimierter Schaltzeit - Google Patents

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Abstract

Elektromagnetisch lüftende Federdruckbremse in Form einer Bremse (BR) oder eines Bremsmoduls (BRM) oder einer Bremszange (BRZ) mit mindestens einem mit Federelementen (1.6) und mindestens einer Magnetspule (1.3) bestückten Spulenträger (1) und mindestens einer dem Spulenträger (1) zugeordneten Ankerscheibe (2),
wobei eine Bremswirkung durch eine Kraft der Federelemente (1.6) erzeugt wird, durch die die Ankerscheibe (2) über einen Bremsbelag (7) gegen einen Bremsrotor (3) oder eine Bremsscheibe (4) oder einen Bremskörper (5) gedrückt wird,
wobei die Bremswirkung durch die Kraft eines aus Spulenträger (1) und
Magnetspule (1.3) gebildeten bestromten Elektromagneten aufgehoben wird,
der die Ankerscheibe (2) gegen die Kraft der Federelemente (1.6) vom Bremsrotor (3) oder der Bremsscheibe (4) oder dem Bremskörper (5) trennt,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spulenträger (1) und/oder die mindestens eine Ankerscheibe (2) über jeweils mindestens einen Schlitz (1.1, 2.1) verfügt, der direkt an der Außenumfangsfläche oder
innerhalb der Außenumfangsfläche beginnt und dessen Richtung radial zum Kraftschwerpunkt (S) des Elektromagneten hin weist oder daran vorbei verläuft.

Description

  • Im Bereich der industriellen Antriebstechnik, in der Aufzugstechnik, in der Krantechnik oder beispielsweise im Bereich vertikal bewegter Achsen haben sich elektromagnetisch lüftende Federdruckbremsen zum sicheren Abbremsen und Halten entsprechender Antriebe etabliert.
  • Derartige elektromagnetisch lüftende Federdruckbremsen, nachstehend meist nur noch als Bremsen bezeichnet, arbeiten nach dem sogenannten Ruhestromprinzip, wonach die Bremskraft und damit das Bremsdrehmoment durch mechanische Federelemente generiert wird und wonach das Öffnen der Bremse durch die Kraft eines oder mehrerer Elektromagneten erfolgt.
  • Häufig müssen solche Bremssysteme in der Lage sein, zuverlässig und in kurzer Zeit große bewegte Massen aus hoher Geschwindigkeit zum Stillstand zu bringen und müssen daher in Bezug auf Funktionssicherheit und schnellen Aufbau des Bremsdrehmoments hohe Anforderungen erfüllen.
  • Speziell im Bereich des schnellen Aufbaus des Bremsdrehmoments sind Optimierungen möglich, wie sie in dieser Anmeldung beschrieben werden.
  • Nach der Norm VDI 2241/1, die zum Zeitpunkt der Entstehung der vorliegenden Schutzrechtsanmeldung überarbeitet wurde, entspricht die sogenannte Verknüpfzeit t1 der Zeit vom Abschalten der an einer Magnetspule des Elektromagneten anliegenden Spannung bis zum Aufbau des vollen Bremsdrehmoments der Bremse.
  • Dabei setzt sich die Verknüpfzeit t1 aus dem Ansprechverzug t11 und der Anstiegszeit t12 zusammen.
    Der Ansprechverzug t11 entspricht der Zeit vom Abschalten der an der Magnetspule des Elektromagneten anliegenden Spannung bis zum Beginn des Drehmomentaufbaus an der verwendeten Reibpaarung.
    Die Anstiegszeit t12 stellt die Zeit vom Beginn des Drehmomentaufbaus bis zum Erreichen des vollen Bremsdrehmoments dar.
  • Die Anstiegszeit t12 hängt hier in erster Linie vom tribologischen Verhalten der verwendeten Reibpaarung und den wirksamen Kräften ab, was hier nicht weiter diskutiert werden soll.
  • Der Ansprechverzug t11, dessen Verkürzung Gegenstand der hier beschriebenen Erfindung ist, hängt von der Gestaltung des magnetischen Kreises der Bremse und den in diesem Bereich wirkenden Kräften ab, wobei der Magnetkreis des Elektromagneten aus mindestens einem mit jeweils mindestens einer Magnetspule bestückten Spulenträger aus ferromagnetischem Material und mindestens einer zugeordneten, ebenfalls aus ferromagnetischem Material bestehenden Ankerscheibe gebildet wird.
  • Mehrere Ansätze für eine Verkürzung des Ansprechverzugs t11 sind aus der DE 3406241 A1 der Anmelderin bekannt.
    Darin wird erwähnt, dass die Ankerscheibe auf der dem Spulenträger zugewandten Stirnfläche mit einer vorstehenden, umlaufenden Rippe von geringer Höhe versehen werden kann, um so zwischen der Polfläche des Spulenträgers und der Ankerscheibe auf dem größten Teil der einander zugewandten Flächen einen geringen Luftspalt vorzusehen, was zur Folge hat, dass die Ankerscheibe beim Öffnen der Bremse schneller abfällt. Außerdem wird in der DE 3406241 A1 vorgeschlagen bzw. beansprucht, zur Verkürzung des Ansprechverzugs t11 zwischen Spulenträger und Ankerscheibe ein zusätzliches Federsystem hoher Steifigkeit zu verwenden, das nach Abschalten der Spannungsversorgung der Magnetspule die Ankerscheibe schneller vom Spulenträger trennt.
    Derartige zusätzliche Federsysteme werden auch heute vielfach genutzt und sind nach neuesten Erkenntnissen häufig Teil eines Systems zur Dämpfung der Anzugs- und/oder Abfallgeräusche der Bremse.
  • Weitere Ansätze zur Verkürzung des Ansprechverzugs t11 liegen im Bereich der elektrischen Ansteuerung der Bremse.
  • Eine dieser Möglichkeiten besteht in der klassischen Spannungsabsenkung nach der Lehre der US 3 614 565 A . Darin wird vorgeschlagen, zur Vermeidung einer Überhitzung der Magnetspule und zur Realisierung eines schnellen Abfalls der Ankerscheibe die Versorgungsspannung nach dem erfolgten Öffnen der Bremse auf eine dauerhaft akzeptable Haltespannung abzusenken.
  • Ein weiterer Ansatz für die Optimierung des Magnetkreises zum Erzielen eines kurzen Ansprechverzugs t11 liegt darin, den mit der Magnetspule bestückten Spulenträger und/oder die Ankerscheibe aus dünnen Trafoblechen zu bilden und damit unerwünschte Wirbelströme weitgehend zu unterbinden. Solche Bauweisen sind mit einem hohen technischen Aufwand und hohen Kosten verbunden und werden im Bereich der beschriebenen Bremsen nur sehr selten realisiert.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine elektromagnetisch öffnende Federdruckbremse vorzustellen, die gegenüber den Federdruckbremsen nach dem Stand der Technik folgendes Anforderungsprofil erfüllt:
    • - Weitere Verringerung des Ansprechverzugs t11 allein durch die geometrische Gestaltung der am Magnetfluss beteiligten Bauteile.
    • - Einfacher kompakter Aufbau der Bremse mit wenigen Funktionsteilen.
    • - Kostengünstige Herstellung der Bremse und von deren Komponenten.
  • Diese Aufgabenstellung wird durch eine elektromagnetisch öffnende Federdruckbremse nach den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
  • Dazu wird vorgeschlagen, die Bremse zur Minimierung der beim Abschalten der Magnetspule auftretenden Wirbelströme so auszuführen, dass der Spulenträger und/oder die Ankerscheibe mindestens einen am Außenumfang beginnenden und radial zum Kraftschwerpunkt des Elektromagneten hin gerichteten Schlitz aufweisen.
    Dabei kann der Schlitz senkrecht zur Polfläche des Spulenträgers angeordnet sein, aber auch einen Winkel zwischen etwa 30° und 90° zur Polfläche beschreiben. Außerdem kann der Schlitz auch mit einem gewissen Abstand am Kraftschwerpunkt des Elektromagneten vorbeilaufen.
  • Um die mechanische Stabilität des Spulenträgers und der Ankerscheibe nicht nachteilig zu beeinflussen, kann der Schlitz auch etwas innerhalb der Außenkontur des Bauteils beginnen und vor dem Kraftschwerpunkt enden.
  • Für die Erzielung der gewünschten Effekte hat sich eine Breite der Schlitze von mindestens einem Millimeter als ausreichend herausgestellt. In der Praxis haben sich aus hauptsächlich fertigungstechnischen Gründen Schlitzbreiten von etwa 2mm bis 4mm als günstig erwiesen.
  • Es hat sich gezeigt, dass der Ansprechverzug t11 einer Bremse allein durch einen radialen Schlitz im Spulenträger in einer Größenordnung zwischen etwa 10% und 50% reduzieren lässt.
    Durch einen zusätzlichen radialen Schlitz in der Ankerscheibe sind weitere Reduzierungen um bis zu etwa 10% möglich.
    Dabei kann der Schlitz der Ankerscheibe zum Schlitz des Spulenträgers versetzt sein oder mit diesem deckungsgleich, wobei letztere Konstellation besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der gewünschten Reduzierung des Ansprechverzugs t11 zeigt.
  • Eine Erhöhung der Zahl der Schlitze auf zwei oder mehr verkürzt den Ansprechverzug weiter, wobei der Effekt mit zunehmender Zahl der Schlitze abnimmt und wobei der Zahl der Schlitze durch die abnehmende mechanische Stabilität der Bauteile technische Grenzen gesetzt sind.
  • Die im Spulenträger verwendete mindestens eine Magnetspule kann auf einen Spulenkörper gewickelt sein, wodurch die Magnetspule ohne zusätzliche Maßnahmen in den geschlitzten Spulenträger eingelegt und darin befestigt werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der Magnetspule sieht vor, dass diese nicht über einen Spulenkörper verfügt und daher in einem Spulenraum des Spulenträgers mit einem speziellen Gießharz vergossen werden muss. Dazu müssen der oder die Schlitze des Spulenträgers vor dem Vergießen der Magnetspule temporär oder permanent mit einem an die Schlitzbreite angepassten Dichtelement, vorzugsweise einer aus einem elastomeren Material bestehenden Dichtschnur mit bevorzugt rundem Querschnitt verschlossen werden.
  • Die vorgestellte Technik zur Minimierung des Ansprechverzugs t11 kann bei verschiedensten Konzepten elektromagnetischer Federdruckbremsen und damit bei unterschiedlichsten Formen von Spulenträgern angewandt werden.
  • Bei einem dieser Konzepte handelt es sich um Scheibenbremsen, bei denen an einer Bremsscheibe mindestens eine Bremszange angreift, die die Bremsscheibe im Bereich des Außendurchmessers umgreift und auf beide gegenüberliegenden kreisringförmigen Reibflächen eine Bremskraft ausübt. Bei solchen Bremszangen kommen geschlitzte Spulenträger und/oder geschlitzte Ankerscheiben mit unterschiedlichsten Querschnittsformen zum Einsatz. Abhängig vom zur Verfügung stehenden Bauraum können die Spulenträger und Ankerscheiben runde, elliptische, rechteckige oder polygonale Querschnitte aufweisen.
    Der oder die Schlitze zur Optimierung des Ansprechverzugs t11 sind bei nicht runden Spulenträgern und Ankerscheiben aus Gründen einer einfachen Fertigung und aus Gründen der Stabilität bevorzugt an einer der Längsseiten des Spulenträgers und der Ankerscheibe angeordnet.
  • Bei einem weiteren Bremsenkonzept handelt es sich um klassische, meist rotationssymmetrisch ausgeführte Bremsen, die oft im direkten Anbau an Elektromotoren, insbesondere Drehstrommotoren verwendet werden und bei denen jeweils eine abzubremsende Welle mit einem auf ihr drehfest und axial beweglich gelagerten Bremsrotor konzentrisch zum Spulenträger und zur Ankerscheibe angeordnet ist, wobei die Welle die Ankerscheibe der Bremse zentral durchsetzt.
    Der oder die erfindungsgemäßen Schlitze sind bei diesem Bremsenkonzept in einem Bereich des Spulenträgers und/oder der Ankerscheibe platziert, in dem sich keine zusätzlichen Funktionalitäten der Bremse befinden wie beispielsweise Sensoren zur Überwachung der Bremse oder Systeme zum manuellen Lüften derselben.
    Zur Erzielung einer hohen Schutzklasse muss der Verguss der Magnetspule im Bereich des Schlitzes erhöhte Anforderungen erfüllen.
    So kann eine Abdichtung des Schlitzes beim Verguss über äußere Dichtelemente erfolgen, die ein oberflächenbündiges Einbringen des Harzes ermöglichen und die nach dem Gießprozess wieder entfernt werden. Alternativ können hochwertige, vorgeformte, an den Querschnitt des Spulenträgers angepasste Dichtelemente oder hochwertige Dichtschnüre verwendet werden, die nach dem Verguss oberflächennah im Spulenträger verbleiben.
  • Ein letztes hier vorgestelltes Bremsenkonzept besteht aus Bremsmodulen mit bevorzugt kubischer Außenkontur, wobei jedes Modul aus einem meist langgestreckten Spulenträger, einer zugeordneten Ankerscheibe und dazwischen angeordneten Federelementen zur Erzeugung einer Bremskraft besteht.
    Ein Bremssystem kann aus einem oder mehreren Bremsmodulen zusammengestellt werden, die je nach räumlicher Zuordnung auf einen Antrieb eine senkrecht oder parallel zu dessen Rotationsachse gerichtete Bremskraft ausüben.
    Bei Bremsen, die mit einer senkrecht zur Rotationsachse gerichteten Bremskraft arbeiten, ist üblicherweise die Ankerscheibe der Bremse mit einer Bremsbacke bestückt, deren Bremsbelag gegen eine zylindermantelförmige Reibfläche des Antriebs drückt.
    Bei Bremsen, die ihre Wirkung durch eine parallel zur Rotationsachse gerichtete Bremskraft entfalten, drückt üblicherweise die Ankerscheibe der Bremse direkt gegen die Planfläche eines beidseitig mit Bremsbelägen bestückten, drehfest und axial beweglich auf einer Welle des Antriebs gelagerten Rotors.
    Der oder die Schlitze zur Optimierung des Ansprechverzugs t11 können aus Gründen einer einfachen Fertigung und aus Gründen der Stabilität an einer Längsseite des Spulenträgers und/oder der Ankerscheibe angeordnet sein. Gleichermaßen ist aber auch eine Platzierung von Schlitzen an den kurzen Seiten der genannten Bauteile denkbar.
    Die Abdichtung des Spulenträgers gegen einen Austritt des Gießharzes kann wie bei den vorher genannten Bremsen durch äußere Abdichtsysteme, durch Dichtelemente in Form einfacher Dichtschnüre oder auch durch hochwertige, in den Schlitz eingebrachte Formteile erfolgen.
  • Es kann zusammengefasst werden, dass durch die hier beschriebene erfindungsgemäße Bauweise von Federdruckbremsen ein Konzept vorgestellt wird, das mit geringem Aufwand eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik in Bezug auf eine Verringerung des Ansprechverzugs t11 bei einem gleichzeitig einfachen und kostengünstigen Aufbau der Bremse ermöglicht.
    Weiterhin sei erwähnt, dass durch die vorgeschlagenen Maßnahmen auch eine Reduzierung der Anzugszeit der Bremse, also der für das Öffnen der Bremse erforderlichen Zeit, möglich ist.
    Die erzielten Effekte fallen beim Öffnen und Schließen der Bremse umso deutlicher aus, desto höher die Betriebsspannung der Bremse ist, die an die Magnetspule angelegt wird.
  • Somit sind vor allem bei Bremsen, die beim Öffnen mit Übererregung betrieben werden, durch die Schlitze erhebliche Reduzierungen der Anzugszeit möglich.
    Weitere Besonderheiten und vorteilhafte Details der erfindungsgemäßen Federdruckbremse ergeben sich aus den Beschreibungen der nachfolgend gezeigten bevorzugten Ausführungsformen.
  • Es zeigen:
    • 1 die Vorderansicht einer Bremszange für eine Scheibenbremse
    • 2 einen Schnitt A - A durch die Bremszange aus 1 mit einer der Bremszange zugeordneten Bremsscheibe
    • 3 eine perspektivische Ansicht des Spulenträgers aus 1 und 2
    • 4 eine perspektivische Ansicht der Ankerscheibe aus 1 und 2
    • 5 die Vorderansicht einer rotationssymmetrischen Bremse
    • 6 einen Schnitt B - B durch die Bremse aus 5
    • 7 eine perspektivische Ansicht des Spulenträgers aus 5 und 6
    • 8 eine perspektivische Ansicht der Ankerscheibe aus 5 und 6
    • 9 die Vorderansicht eines Bremsmoduls mit rechteckigem Querschnitt
    • 10 einen Schnitt C - C durch die Bremse aus 9
    • 11 eine perspektivische Ansicht des Spulenträgers aus 9 und 10
    • 12 eine perspektivische Ansicht der Ankerscheibe aus 9 und 10
  • In 1 ist die Vorderansicht einer Bremszange (BRZ) von der Seite des Spulenträgers (1) her gezeigt, aus der auch der an einer Längsseite des Spulenträgers (1) angeordnete Spulenträgerschlitz (1.1) ersichtlich ist. Der Spulenträgerschlitz (1.1) erstreckt sich dabei von der Außenkontur des Spulenträgers (1) bis zum Kraftschwerpunkt des Elektromagneten (S).
  • Gemäß der Schnittdarstellung in 2 besteht die Bremszange (BRZ) auf der linken Seite der Bremsscheibe (4) aus dem mit einer Magnetspule (1.3) und nicht dargestellten Federelementen (1.6) bestückten Spulenträger (1) und einer dem Spulenträger (1) zugeordneten Ankerscheibe (2). Der Spulenträger (1) ist über Distanzbuchsen (8) und Schrauben (9) mit einer Gegenreibfläche (10) verbunden, die sich auf der dem Spulenträger (1) gegenüberliegenden rechten Seite der Bremsscheibe (4) befindet.
  • Die Bremszange (BRZ) ist über zwei in 1 dargestellte Führungsbolzen (11) in axialer Richtung parallel zur Rotationsachse (A) der Bremsscheibe (4) beweglich gelagert, was in Fachkreisen als schwimmende Lagerung bezeichnet wird.
  • Durch Bestromen der Magnetspule (1.3) wird die Ankerscheibe (2) vom Spulenträger (1) gegen die Kraft der zwischen Spulenträger (1) und Ankerschiebe (2) liegenden Federelemente (1.6) angezogen, wodurch die jeweils mit mindestens einem Bremsbelag (7) bestückte Ankerscheibe (2) und die ebenfalls mit mindestens einem Bremsbelag (7) versehene Gegenreibfläche (10) auf einem definierten Abstand zur Bremsscheibe (4) gehalten werden und eine freie Rotation der Bremsscheibe (4) um deren Rotationsachse (A) ermöglichen.
    Durch Abschalten der an der Magnetspule (1.3) anliegenden Spannung drücken die Federelemente (1.6) den Spulenträger (1) und die Ankerscheibe (2) auseinander, wodurch die Bremsbeläge (7) der Ankerscheibe (2) und der Gegenreibfläche (10) gegen die Bremsscheibe (4) gedrückt werden und diese an ihrer Drehung um die Rotationsachse (A) hindern.
  • 3 zeigt eine Ansicht des Spulenträgers (1) von Seite der Polfläche (1.8). Zu sehen sind hier der elliptisch ausgeführte Spulenraum (1.2), die Federbohrungen (1.7) für die bevorzugt als zylindrische Schraubendruckfedern ausgeführten Federelemente (1.6) und der zwischen der Unterseite des Spulenträgers (1) und dem Kraftschwerpunkt (S) angeordnete Spulenträgerschlitz (1.1).
  • Unterhalb des Spulenträgerschlitzes (1.1) ist ein Dichtelement (1.5) dargestellt, das der Kontur des Spulenträgers (1) angepasst ist und das vor dem Vergießen der Magnetspule (1.3) in den Spulenträgerschlitz (1.1) eingebracht wird.
  • In 4 wird eine dem Spulenträger (1) aus 3 zugeordnete Ankerscheibe (2) gezeigt, die die gleiche Außenkontur aufweist.
    Der Ankerscheibenschlitz (2.1) ist dabei deckungsgleich zum Spulenträgerschlitz (1.1) des Spulenträgers (1) ausgeführt, was hinsichtlich einer Reduzierung des Ansprechverzugs t11 die besten Resultate erbringt. Gleichsam ist es möglich, den Ankerscheibenschlitz (2.1) an der oben dargestellten Seite der Ankerscheibe oder an einer seitlichen Fläche beginnen zu lassen.
    Dabei kann der mindestens eine Ankerscheibenschlitz (2.1) im Kraftschwerpunkt (S) des Elektromagneten enden, über den Kraftschwerpunkt (S) hinausgehen oder vor diesem enden.
  • 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine weitgehend rotationssymmetrisch aufgebaute Bremse (BR), die in einer Vorderansicht von der Seite des Spulenträgers (1) her zu sehen ist.
    Der Spulenträger (1) verfügt über einen an der Außenkontur beginnenden Spulenträgerschlitz (1.1), der bereits weit vor dem Kraftschwerpunkt (S) des Elektromagneten endet, der hier deckungsgleich mit der Rotationsachse (A) des Bremsrotors (3) ist.
  • Aus der Schnittdarstellung in 6 sind der Aufbau und die Funktion der Bremse (BR) aus 5 ersichtlich.
    Im Spulenraum (1.2) des Spulenträgers (1) ist die ringförmige Magnetspule (1.3) über ein Gießharz (1.4) eingebettet und befestigt.
    In nicht dargestellten Federaufnahmen (1.7) des Spulenträgers (1) sind außerdem Federelemente (1.6) angeordnet, die gegen die dem Spulenträger (1) zugeordnete Ankerscheibe (2) drücken und letztere gegen einen mit einer Rotorverzahnung (3.1) versehenen Bremsrotor (3) pressen. Der auf beiden Planflächen mit Bremsbelägen (7) versehene Bremsrotor (3) ist auf einer Welle (W) eines Motors drehfest und axial beweglich gelagert und wird somit gegen einen Anschraubflansch (F), der durch ein Lagerschild des Motors gebildet wird, gedrückt und dadurch abgebremst.
  • Zum Öffnen der Bremse (BR) wird die Magnetspule (1.3) bestromt, wodurch die Ankerscheibe (2) gegen die Kraft der Federelemente (1.6) zum Spulenträger (1) gezogen wird und somit den Bremsrotor (3) für eine Drehung um die Rotationsachse (A) freigibt.
    Aus 6 ist nochmals ersichtlich, wie der Spulenträgerschlitz (1.1) vor dem Kraftschwerpunkt (S) des Elektromagneten endet und auch den inneren Hohlraum des Spulenträgers (1) unberührt lässt.
    Damit ist es mit wenig Aufwand möglich, die mit Schlitzen (1.1, 2.1) versehene Bremse (BR) durch ein Dichtelement (1.5) so abzudichten, dass die gewünschte Schutzklasse erzielbar ist.
  • 7 zeigt den rotationssymmetrischen Spulenträger (1) von der Seite seiner Polfläche (1.8).
    Es sind hier der rund ausgeführte Spulenraum (1.2), die Federbohrungen (1.7) für die vorzugsweise als zylindrische Schraubendruckfedern ausgeführten Federelemente (1.6) und der an der Unterseite des Spulenträgers (1) beginnende und zum Kraftschwerpunkt (S) weisende Spulenträgerschlitz (1.1) zu sehen.
    Unterhalb des Spulenträgerschlitzes (1.1) ist ein Dichtelement (1.5) dargestellt, das der Kontur des Spulenträgers (1) angepasst ist und das vor dem Vergießen der Magnetspule (1.3) in den Spulenträgerschlitz (1.1) eingebracht wird.
  • In 8 wird eine dem Spulenträger (1) aus 7 zugeordnete Ankerscheibe (2) gezeigt, die die gleiche rotationssymmetrische Außenkontur aufweist.
    Der Ankerscheibenschlitz (2.1) ist dabei deckungsgleich zum Spulenträgerschlitz (1.1) des Spulenträgers (1) ausgeführt, was auch bei dieser Bremse (BR) hinsichtlich einer Reduzierung des Ansprechverzugs t11 die besten Resultate erbringt.
    Gleichsam ist es möglich, den zum Kraftschwerpunkt (S) des Elektromagneten gerichteten Ankerscheibenschlitz (2.1) in jeder beliebigen Winkellage an der Außenkontur der Ankerscheibe (2) beginnen zu lassen. Dabei kann der mindestens eine Ankerscheibenschlitz (2.1) wie dargestellt bereits vor dem Innendurchmesser der Ankerscheibe (2) enden oder bis zum Innendurchmesser der Ankerscheibe (2) oder darüber hinaus gehen.
  • 9 zeigt die Vorderansicht eines Bremsmoduls (BRM) eines modular aufgebauten Bremssystems von der Seite des Spulenträgers (1) her. Auch der hier dargestellte Spulenträger (1) weist einen Spulenträgerschlitz (1.1) auf, der an der Unterseite beginnt und vor dem Kraftschwerpunkt (S) des Elektromagneten endet.
  • In 10 wird zur weiteren Verdeutlichung ein Schnitt durch das Bremsmodul (BRM) aus 9 gezeigt, wobei aus der schematischen Darstellung eines zugeordneten zylinderförmigen Bremskörpers (5) eines Antriebs ersichtlich ist, dass das Bremsmodul (BRM) eine senkrecht zur Rotationsachse (A) gerichtete Bremskraft auf die Zylindermantelfläche des Bremskörpers (5) entfaltet.
    Das Bremsmodul (BRM) besteht aus dem mit einer Magnetspule (1.3) und Federelementen (1.6) bestückten Spulenträger (1), dem eine Ankerscheibe (2) mit einer daran befestigten Bremsbacke (6) zugeordnet ist.
    Beim Bremsen drücken die zwischen Spulenträger (1) und Ankerscheibe (2) liegenden Federelemente (1.6) die Ankerscheibe (2) mit der Bremsbacke (6) und dem darauf befindlichen Bremsbelag (7) gegen den zylinderförmigen Bremskörper (5) des Antriebs, der somit an seiner weiteren Drehung um die Rotationsachse (A) gehindert wird.
    Zum Öffnen des Bremsmoduls (BRM) wird die Magnetspule (1.3) bestromt, wodurch die Ankerscheibe (2) mit der Bremsbacke (6) und dem Bremsbelag (7) gegen die Kraft der Federelemente (1.6) zum Spulenträger (1) gezogen wird und somit den Bremskörper (5) für eine Drehung um die Rotationsachse (A) freigibt.
  • In 11 ist der rechteckige Spulenträger (1) des Bremsmoduls (BRM) aus 9 und 10 von der Seite seiner Polfläche (1.8) her zu sehen. Es sind hier der elliptisch ausgeführte Spulenraum (1.2), die Federbohrungen (1.7) für die vorzugsweise als zylindrische Schraubendruckfedern ausgeführten Federelemente (1.6) und der an der Unterseite des Spulenträgers (1) beginnende und zum Kraftschwerpunkt (S) weisende Spulenträgerschlitz (1.1) dargestellt.
    Es versteht sich von selbst, dass der Spulenträgerschlitz (1.1) auch bei diesem rechteckigen Spulenträger (1) in jeder beliebigen Winkellage im Bereich des Außenumfangs angeordnet sein kann.
  • Alternativ zur dargestellten Ausführungsform des Bremsmoduls (BRM) mit einem elliptischen Spulenraum (1.2) und einer entsprechend elliptischen Magnetspule (1.3) ist es auch denkbar, den Spulenträger (1) mit mehreren, vorzugsweise zwei runden Magnetspulen (1.3) zu bestücken.
    Eine geeignete Schlitzstruktur zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe könnte dann aus je einem von der Oberseite und von der Unterseite des Spulenträgers (1) beginnenden Spulenträgerschlitz (1.1) bestehen.
  • 12 zeigt eine dem rechteckigen Spulenträger (1) aus 11 zugeordnete, ebenfalls rechteckig ausgeführte Ankerscheibe (2) mit einem entsprechenden Ankerscheibenschlitz (2.1). Für die sichere formschlüssige Fixierung der Bremsbacke (6) verfügt die Ankerscheibe (2) über eine Bremsbackenaufnahme (2.2).
    Der Ankerscheibenschlitz (2.1) ist bei der dargestellten Ankerscheibe (2) deckungsgleich zum Spulenträgerschlitz (1.1) des Spulenträgers (1) ausgeführt, was auch bei diesem Bremsmodul (BRM) hinsichtlich einer Reduzierung des Ansprechverzugs t11 die besten Resultate erbringt. Gleichsam ist es möglich, den zum Kraftschwerpunkt (S) des Elektromagneten gerichteten Ankerscheibenschlitz (2.1) in jeder beliebigen Winkellage an der Außenkontur der Ankerscheibe (2) beginnen zu lassen. Dabei kann der mindestens eine Ankerscheibenschlitz (2.1) wie dargestellt bereits vor dem Kraftschwerpunkt (S) der Ankerscheibe (2) enden oder bis zum Kraftschwerpunkt (S) der Ankerscheibe (2) oder über diesen hinaus gehen.
    Gleichsam können der Spulenträger (1) und/oder die Ankerscheibe (2) über mehrere über den Umfang verteilte Schlitze (1.1, 2.1) verfügen.
  • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Spulenträger
    1.1
    Spulenträgerschlitz
    1.2
    Spulenraum
    1.3
    Magnetspule
    1.4
    Gießharz
    1.5
    Dichtelement
    1.6
    Federelement
    1.7
    Federaufnahme
    1.8
    Polfläche
    2
    Ankerscheibe
    2.1
    Ankerscheibenschlitz
    2.2
    Bremsbackenaufnahme
    3
    Bremsrotor
    3.1
    Rotorverzahnung
    4
    Bremsscheibe
    5
    Bremskörper
    6
    Bremsbacke
    7
    Bremsbelag
    8
    Distanzbuchse
    9
    Schraube
    10
    Gegenreibfläche
    11
    Führungsbolzen
    A
    Rotationsachse
    BR
    Bremse
    BRM
    Bremsmodul
    BRZ
    Bremszange
    F
    Anschraubflansch
    S
    Kraftschwerpunkt (des Elektromagneten)
    W
    Welle (des Motors)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3406241 A1 [0009]
    • US 3614565 A [0011]

Claims (9)

  1. Elektromagnetisch lüftende Federdruckbremse in Form einer Bremse (BR) oder eines Bremsmoduls (BRM) oder einer Bremszange (BRZ) mit mindestens einem mit Federelementen (1.6) und mindestens einer Magnetspule (1.3) bestückten Spulenträger (1) und mindestens einer dem Spulenträger (1) zugeordneten Ankerscheibe (2), wobei eine Bremswirkung durch eine Kraft der Federelemente (1.6) erzeugt wird, durch die die Ankerscheibe (2) über einen Bremsbelag (7) gegen einen Bremsrotor (3) oder eine Bremsscheibe (4) oder einen Bremskörper (5) gedrückt wird, wobei die Bremswirkung durch die Kraft eines aus Spulenträger (1) und Magnetspule (1.3) gebildeten bestromten Elektromagneten aufgehoben wird, der die Ankerscheibe (2) gegen die Kraft der Federelemente (1.6) vom Bremsrotor (3) oder der Bremsscheibe (4) oder dem Bremskörper (5) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spulenträger (1) und/oder die mindestens eine Ankerscheibe (2) über jeweils mindestens einen Schlitz (1.1, 2.1) verfügt, der direkt an der Außenumfangsfläche oder innerhalb der Außenumfangsfläche beginnt und dessen Richtung radial zum Kraftschwerpunkt (S) des Elektromagneten hin weist oder daran vorbei verläuft.
  2. Federdruckbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federdruckbremse aus einer oder mehreren Bremszangen (BRZ) gebildet wird, wobei jede Bremszange (BRZ) aus mindestens einem Spulenträger (1), mindestens einer mit dem Spulenträger (1) verbundenen Gegenreibfläche (10) und mindestens einer mit dem Spulenträger (1) in Wirkverbindung stehenden Ankerscheibe (2) besteht, wobei die Bremswirkung auf eine zwischen Ankerscheibe (2) und Gegenreibfläche (10) angeordnete, um eine Rotationsachse (A) drehbare Bremsscheibe (4) ausgeübt wird.
  3. Federdruckbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federdruckbremse aus einer Bremse (BR) gebildet wird, die jeweils aus einem Spulenträger (1), mindestens einer mit dem Spulenträger (1) in Wirkverbindung stehenden Ankerscheibe (2) und einem um eine Rotationsachse (A) drehbaren Bremsrotor (3) besteht, wobei die Bremswirkung auf den zwischen Ankerscheibe (2) und Anschraubflansch (F) der Bremse (BR) liegenden, mit einer abzubremsenden Welle (W) drehfest verbundenen und mit dieser um eine Rotationsachse (A) drehbaren, axial verschiebbaren Bremsrotor (3) ausgeübt wird.
  4. Federdruckbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federdruckbremse aus einem oder mehreren Bremsmodulen (BRM) gebildet wird, wobei jedes Bremsmodul (BRM) aus mindestens einem Spulenträger (1) und mindestens einer mit dem Spulenträger (1) in Wirkverbindung stehenden Ankerscheibe (2) besteht, wobei die Bremswirkung auf einen zwischen Ankerscheibe (2) und Anschraubflansch (F) der Bremse (BR) liegenden, mit einer abzubremsenden Welle (W) drehfest verbundenen und mit dieser um eine Rotationsachse (A) drehbaren, axial verschiebbaren Bremsrotor (3) oder auf eine Zylindermantelfläche eines mit dem abzubremsenden Antrieb drehfest verbundenen Bremskörpers (5) ausgeübt wird.
  5. Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (1) über eine oder mehrere Magnetspulen (1.3) verfügt, die jeweils auf einen Spulenkörper, vorzugsweise einen Spulenkörper aus Kunststoff, gewickelt sind und mit dem Spulenkörper in den Spulenraum (1.2) eingelegt und darin befestigt sind.
  6. Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (1) über eine oder mehrere Magnetspulen (1.3) verfügt, die ohne Spulenkörper gewickelt sind und direkt in den Spulenraum (1.2) eingelegt und darin vergossen sind.
  7. Federdruckbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (1) über eine oder mehrere Magnetspulen (1.3) verfügt, die oberflächenbündig mit der Außenkontur des Spulenträgers (1) im Spulenraum (1.2) vergossen sind.
  8. Federdruckbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (1) über eine oder mehrere Magnetspulen (1.3) verfügt, die so im Spulenraum (1.2) vergossen sind, dass ein Abstand, vorzugsweise ein Abstand von 3m bis 10mm zwischen der Oberflächenkontur des Spulenträgers (1) und der oberflächennahen Außenkontur des Gießharzes (1.4) besteht.
  9. Federdruckbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (1) über eine oder mehrere Magnetspulen (1.3) verfügt, die im Spulenraum (1.2) vergossen sind, wobei der Spulenraum (1.2) des Spulenträgers (1) durch ein an die Kontur des Spulenträgerschlitzes (1.1) angepasstes Dichtelement (1.5) gegen Austritt des Gießharzes (1.4) abgedichtet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3614565A (en) 1970-07-09 1971-10-19 Harnischfeger Corp Control for electromechanical brake
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