DE4016146C1 - Electric holding brake, e.g. for vehicle window opening system - has memory element in form of positioning bow gripping over slot, and drawing slot closed when electrical supply is interrupted - Google Patents

Electric holding brake, e.g. for vehicle window opening system - has memory element in form of positioning bow gripping over slot, and drawing slot closed when electrical supply is interrupted

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Abstract

An electric holding brake electrically reversibly fixes the rotor shaft (1) of an electric motor and has a braking jaw or ring pressing against the part to be stopped when the electric supply is interrupted. The brake ring (2) embraces the rotor shaft (1) with play, forming a tangential slot (21). A memory element is in the form of a positioning bow gripping over the slot, anchored with the ring on both sides of the slot, and drawing the slot closed when the electrical supply is interrupted. The brake ring is pref. of plastic. Between the ring and the shaft is pref. a braking layer. ADVANTAGE - Rapid response and operation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Feststellbremse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; eine derartige Feststellbremse ist z. B. als elektromagnetisch betätigbare Bremse mit einzelnen andrückbaren Bremsbacken bei Jalousie-Motorantrieben als offenkundige Vorbenutzung oder mit einem umschlingenden Federband durch die DE-AS 10 70 887 als druckschriftliche Vorveröffentlichung bekannt.The invention relates to an electric parking brake according to the preamble of claim 1; such a parking brake is z. B. as an electromagnetically actuated brake with individual pressable brake shoes for blind motor drives as obvious Prior use or with a wrapping spring band by DE-AS 10 70 887 as a printed pre-publication known.

Durch JP 63-285 339 A2, veröffentlicht in Patent Abstracts of Japan M 804, March 6, 1989 Volume 13/Nr. 94 ist eine Bremsvorrichtung mit einem einen Rotationskörper umschlingenden Bremsband aus einer Formgedächtnislegierung bekannt, das sich bei eingeschaltetem Strom bremsend an den Rotationskörper anlegt.By JP 63-285 339 A2, published in Patent Abstracts of Japan M 804, March 6, 1989 Volume 13 / No. 94 is a braking device with a brake band wrapping around a rotating body known from a shape memory alloy, which is at applied current applied braking to the rotating body.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber den bekannten elektromagnetisch betätigten Bremsen aufwandswärme elektrisch reversibel lösbare Feststellbremse, insbesondere zur Anwendung in der Feinwerktechnik, wo Ansprechzeit und Betätigungsfrequenz nur von untergeordneter Bedeutung sind, zu schaffen.The invention has for its object a compared to the known electromagnetically actuated brakes heat, electrically reversible parking brake, especially for use in precision engineering, where response time and actuation frequency only of minor importance are creating.

Drei erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den einander nebengeordneten Ansprüchen 1-3 angegeben.Three solutions to this problem according to the invention are in each other secondary claims 1-3 specified.

Mechanismus und Anwendungen des sogenannten Formgedächtniseffekts sind aus der Literatur (z. B. Zeitschrift "Material und Technik", 1978, Nr. 2, Seiten 59-65) bekannt. Formgedächtnislegierungen sind solche Materialien, die nach einer plastischen Verformung bei niedriger Temperatur wieder zu ihrer ursprünglichen Gestalt zurückkehren, wenn sie über eine kritische Temperatur erwärmt werden (Memory-Effekt). Im einzelnen werden Gedächtnis-Elemente sowohl mit einem sogenannten Einweg-Effekt als auch mit einem sogenannten Zweiweg-Effekt beschrieben; beim Einweg-Effekt wird die ursprüngliche Form nur einmal beim Erwärmen wieder angenommen, beim Zweiwege-Effekt liegt ein reversibles temperaturabhängiges Formänderungsverhalten vor, bei dem durch den Erwärmungsvorgang nicht die gesamte Verformung rückgängig gemacht wird und bei dem beim anschließenden Abkühlen wieder eine Formänderung in der Richtung der ursprünglichen Verformung erzielbar ist. Sowohl der Einwege- als auch der Zweiwege-Effekt sind je für sich beliebig wiederholbar. Mechanism and applications of the so-called shape memory effect are from the literature (e.g. magazine "Material und Technik ", 1978, No. 2, pages 59-65). Shape memory alloys are such materials that according to a plastic Deformation at low temperature back to its original Return shape when above critical temperature  be warmed (memory effect). In detail Memory elements both with a so-called one-way effect as well as described with a so-called two-way effect; at the The original shape becomes disposable only once when heated again assumed that the two-way effect is reversible temperature-dependent deformation behavior in which due to the heating process, the entire deformation is not reversed is made and in the subsequent cooling again a change in shape in the direction of the original Deformation can be achieved. Both the one-way and the Two-way effects can each be repeated individually.  

Die das Memory-Element verformende Stromwärme kann entweder indirekt, z. B. über ein durch den Motorstrom aufgeheiztes PTC- Element, abgegeben oder durch direkten Stromfluß des Motorstroms durch das Memory-Element erfolgen, wobei dann das Memory-Element im Sinne eines entsprechenden Stromwiderstands auszulegen ist.The current heat deforming the memory element can either indirectly, e.g. B. via a PTC heated by the motor current Element, delivered or by direct current flow of the motor current done by the memory element, then the memory element must be designed in the sense of a corresponding current resistance.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigtThe invention and advantageous embodiments of the invention are based on schematically illustrated embodiments explained in more detail in the drawing; in it shows

Fig. 1 in einem axialen Teillängsschnittbild ein Rotorwellenende mit einer aufgesteckten Feststellbremse mit einem Memory-Element, Fig. 1 in a partial axial longitudinal sectional view of a rotor shaft end with an attached parking brake with a memory element,

Fig. 2 ein radiales Schnittbild durch die Anordnung gemäß Fig. 1 im Schnittverlauf II-II, Fig. 2 is a radial sectional view through the arrangement according to FIG. 1, a section along line II-II,

Fig. 3 eine radiale Draufsicht auf die Feststellbremse gemäß Fig. 2, Fig. 3 is a radial plan view of the parking brake according to Fig. 2,

Fig. 4 in einem axialen Teilschnittbild eine weitere Ausführung einer Feststellbremse, Fig. 4 in a partial axial sectional view of another embodiment of a parking brake,

Fig. 5 in einem radialen Schnitt gemäß Schnittverlauf V-V die Anordnung gemäß Fig. 4, Fig. 5, in a radial section along section line VV the arrangement according to Fig. 4

Fig. 6 in einem axialen Teillängsschnittbild einen Kraftfahrzeug- Fensterheberantrieb mit auf die Rotorwelle im Bereich zwischen Elektromotor und Getriebe aufgesteckter Feststellbremse mit einem Memory-Element. Fig. 6 in a partial axial longitudinal sectional view of a motor vehicle window lifter drive with attached to the rotor shaft in the region between the electric motor and gear parking brake with a memory element.

Fig. 1 zeigt einen Elektromotor E, an dessen rechten Ende sich ein Getriebegehäuse G anschließt. Elektromotor E und anschließendes, z. B. angeflanschtes Getriebegehäuse G sind insbesondere Teile eines Kraftfahrzeug-Fensterheberantriebs, wie er in Fig. 6 dargestellt ist. Fig. 1 shows an electric motor E, at the right end of which a transmission housing G connects. Electric motor E and subsequent, for. B. flanged gear housing G are in particular parts of a motor vehicle window drive, as shown in Fig. 6.

Die Rotorwelle 1 des Elektromotors E ragt mit ihrem rechten freien Ende in das Getriebegehäuse G hinein und kämmt mit einer Schneckenwelle in einem Schneckenrad, das in hier nicht näher dargestellter Weise z. B. die Seilrollen für einen Seilzug-Fensterheber betätigt.The rotor shaft 1 of the electric motor E protrudes with its right free end into the gear housing G and meshes with a worm shaft in a worm wheel which, for example, is not shown here. B. operated the pulleys for a cable window regulator.

Das Ende der Rotorwelle 1 wird von einer elektrischen Feststellbremse umfaßt, die im wesentlichen aus einem die Rotorwelle 1 umfassenden Bremsring 2 und einem den Bremsring 2 gegen die Rotorwelle 1 im Bremsfall andrückenden Stellbügel 3 gemäß Fig. 1-3 bzw. Stellring 4 gemäß Fig. 4, 5 aus jeweils einem Memory-Element besteht, das über Stromleitungen 5 in die Stromleitung des Elektromotors E eingeschaltet und derart bemessen ist, daß es bei anliegender elektrischer Spannung bzw. durchfließendem elektrischen Motorstrom im Sinne einer relativ zum Bremsring frei beweglichen Rotorwelle 1 verformt wird.The end of the rotor shaft 1 is encompassed by an electric parking brake, which essentially consists of a brake ring 2 comprising the rotor shaft 1 and an adjusting bracket 3 according to FIGS . 1-3 or adjusting ring 4 according to FIG. 1 that presses the brake ring 2 against the rotor shaft 1 when braking . 4, 5 each consist of a memory element, which is switched on via power lines 5 into the power line of the electric motor E and is dimensioned such that it is deformed in the sense of a freely movable rotor shaft 1 relative to the brake ring when electrical voltage or electrical motor current flowing through it .

Der Bremsring 2 weist einen tangentialen Schlitz 21 auf, derart daß bei gelöster Bremse und angeleger elektrischer Spannung an das Memory-Element der Bremsring 2 in Spielpassung zur umgriffenen Rotorwelle 1 gehalten und bei Unterbrechung der angelegten elektrischen Spannung bzw. des elektrischen Motorstroms durch rasche Abkühlung des Memory-Elements auf eine Temperatur unterhalb des Umwandlungspunkts der Bremsring unter Verminderung der Weite des tangentialen Schlitzes gegen die Rotorwelle bremsend angedrückt wird. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1-3 besteht das Memory-Element aus einem in dem Bremsring oberhalb des Schlitzes beidseitig von diesem verankerten Stellbügel 3, bei der Ausführung gemäß Fig. 4, 5 dagegen aus einem dem Bremsring 2 umgreifenden Stellring 4. Der Bremsring 2 kann sich gegen das aufnehmende Bremsmoment tangential über einen Abstütznocken 22 gegen einen Vorsprung des Getriebegehäuses G abstützen.The brake ring 2 has a tangential slot 21 , such that when the brake is released and the electrical voltage applied to the memory element, the brake ring 2 is held in clearance with the encompassed rotor shaft 1 and when the applied electrical voltage or the electric motor current is interrupted by rapid cooling of the Memory element is pressed to a temperature below the conversion point of the brake ring while reducing the width of the tangential slot against the rotor shaft. In the embodiment of FIGS. 1-3, there is a memory element of a contrast, embraces in the brake ring above the slot on both sides of this anchored placement bow 3, in the embodiment of Fig. 4, 5 of a brake ring 2 collar 4. The brake ring 2 can be supported tangentially against the absorbing braking torque via a support cam 22 against a projection of the transmission housing G.

Bei Wiederanlegen einer elektrischen Spannung bzw. bei Wiederaufnahme des Stromflusses des Motorstroms wird in dem Stellbügel 3 bzw. in dem Stellring 4 durch die entstehende Stromwärme wiederum eine Deformation derart hervorgerufen, daß unter Aufweitung des tangentialen Schlitzes 21 der Bremsring 2 von der Rotorwelle 1 abhebt und diese für eine erneute Rotation freigibt.When an electrical voltage is reapplied or when the current flow of the motor current is resumed, a deformation is caused in the adjusting bracket 3 or in the adjusting ring 4 by the resulting current heat such that the brake ring 2 lifts off the rotor shaft 1 while the tangential slot 21 is widened and releases this for a new rotation.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Feststellbremse mit einem Memory-Element gemäß Fig. 1-5 als Selbsthemmungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeug-Fensterhebermotorantrieb gemäß Fig. 6 eingesetzt. Eine derartige Selbsthemmung ist notwendig, um z. B. ungewolltes selbsttätiges Öffnen des Kraftfahrzeugfensters, z. B. durch Rütteln während der Fahrt oder bei unzulässigem gewaltsamen Öffnungsversuch, zu verhindern. Eine derartige Selbsthemmung erfolgt in bekannter Weise bisher entweder durch die Getriebehemmung, und/oder durch übermäßige Lagerreibung und/oder erhöhte Bürstenreibung bei erhöhtem Bürstendruck und/oder durch elektromagnetische Bremse, Schlingfederfreilauf oder sonstige Gesperre.According to an advantageous embodiment of the invention, the parking brake with a memory element according to FIGS. 1-5 is used as a self-locking device for a motor vehicle window lift motor drive according to FIG. 6. Such a self-locking is necessary, for. B. unwanted automatic opening of the motor vehicle window, for. B. by shaking while driving or in the event of an impermissible attempt to open violently. Such self-locking has so far been carried out in a known manner either by the gearbox escapement and / or by excessive bearing friction and / or increased brush friction with increased brush pressure and / or by electromagnetic brake, wrap spring freewheel or other locking mechanism.

Eine einen wesentlich besseren Wirkungsgrad aufweisende und gleichzeitig aufwandsarme und vorteilhaft kompakt im freien Raum zwischen dem Kommutator des elektrischen Antriebsmotors E umd dem Getriebeteil des Getriebes anzuordnende Selbsthemmung kann durch die erfindungsgemäße Feststellbremse mit einem Memory-Element gemäß Anordnung nach Fig. 6 erfolgen, wobei zur weiteren Aufwandsminderung zweckmäßigerweise die Teile der Feststellbremse mit der Bürstenhalterung 7 des Elektromotors E integriert werden.A self-locking which has a much better efficiency and is at the same time inexpensive and advantageously compact in the free space between the commutator of the electric drive motor E and the transmission part of the transmission can be achieved by the parking brake according to the invention with a memory element according to the arrangement according to FIG Effortlessly, the parts of the parking brake can be integrated with the brush holder 7 of the electric motor E.

Claims (10)

1. Elektrische Feststellbremse zur elektrisch reversibel lösbaren Festbremsung der Rotorwelle (1) eines Elektromotors (E) mit in der Bremsstellung gegen den abzubremsenden Teil bei unterbrochener elektrischer Speisespannung andrückender Bremsbacke (Bremsring 2), gekennzeichnet durch einen die Rotorwelle (1) mit Spielpassung unter Bildung eines tangentialen Schlitzes (21) umfassenden Bremsring (2) und durch ein Memory-Element in Form eines den Schlitz (21) übergreifenden, mit dem Bremsring (2) beidseitig des Schlitzes (21) verankerten, bei unterbrochener elektrischer Speisespannung den Schlitz (21) verengenden Stellbügel (3) (Fig. 1-3).1. Electric parking brake for electrically reversibly releasable braking of the rotor shaft ( 1 ) of an electric motor (E) with the brake shoe (brake ring 2 ) pressing against the part to be braked in the braking position when the electrical supply voltage is interrupted, characterized by a the rotor shaft ( 1 ) with a clearance fit with formation of a tangential slot ( 21 ) comprising a brake ring ( 2 ) and by means of a memory element in the form of a slot ( 21 ) overlapping the slot ( 21 ) and anchored to the brake ring ( 2 ) on both sides of the slot ( 21 ), the slot ( 21 ) when the supply voltage is interrupted narrowing adjustment bracket ( 3 ) ( Fig. 1-3). 2. Elektrische Feststellbremse zur elektrisch reversibel lösbaren Festbremsung der Rotorwelle (1) eines Elektromotors (E) mit in der Bremsstellung gegen den abzubremsenden Teil bei unterbrochener elektrischer Speisespannung andrückender Bremsbacke (Bremsring 2), gekennzeichnet durch einen die Rotorwelle (1) mit Spielpassung unter Bildung eines tangentialen Schlitzes (21) umfassenden Bremsring (2) und durch ein Memory-Element in Form eines den geschlitzten Bremsring (2) umfassenden, bei unterbrochener elektrischer Speisespannung den Schlitz (21) verengenden Stellring (4) (Fig. 4, 5).2. Electric parking brake for the electrically reversible releasable braking of the rotor shaft ( 1 ) of an electric motor (E) with the brake shoe (brake ring 2 ) pressing against the part to be braked in the braking position with an interrupted electrical supply voltage, characterized by a rotor shaft ( 1 ) with clearance fit with formation a tangential slot ( 21 ) comprising the brake ring ( 2 ) and by a memory element in the form of a slotted brake ring ( 2 ) comprising the slot ( 21 ) narrowing the slot ( 21 ) adjusting ring ( 4 ) ( Fig. 4, 5). 3. Elektrische Feststellbremse zur elektrisch reversibel lösbaren Festbremsung der Rotorwelle (1) eines Elektromotors (E) mit in der Bremsstellung gegen den abzubremsenden Teil bei unterbrochener elektrischer Speisespannung andrückender Bremsbacke (Bremsring 2), gekennzeichnet durch einen die Rotorwelle (1) mit Spielpassung umfassenden, über seinen Umfang in sich geschlossenen Bremsring solcher Flexibilität, daß er in Bremsstellung durch ein Memory-Element in Form eines umfassenden Stellring (4) bei unterbrochener Speisespannung zumindest mit Teilen seines Umfangs an die Rotorwelle (1) fest andrückbar ist.3. Electric parking brake for the electrically reversible releasable braking of the rotor shaft ( 1 ) of an electric motor (E) with the brake shoe (brake ring 2 ) pressing against the part to be braked in the braking position when the electrical supply voltage is interrupted, characterized by a rotor shaft ( 1 ) with a clearance fit, About its circumference self-contained brake ring such flexibility that it can be firmly pressed onto the rotor shaft ( 1 ) at least with part of its circumference in the braking position by a memory element in the form of a comprehensive adjusting ring ( 4 ) when the supply voltage is interrupted. 4. Elektrische Feststellbremse nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (2) aus einem, insbesondere gespritzten, Kunststoffteil besteht.4. Electric parking brake according to claim 1 or 3, characterized in that the brake ring ( 2 ) consists of a, in particular injection-molded, plastic part. 5. Elektrische Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremsring (2) und der Rotorwelle (1) ein Bremsbelag (23) angeordnet ist.5. Electric parking brake according to one of claims 1-4, characterized in that between the brake ring ( 2 ) and the rotor shaft ( 1 ), a brake pad ( 23 ) is arranged. 6. Elektrische Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellbügel (3) bzw. der Stellring (4) aus einem Stanzteil aus einer Formgedächtnislegierung besteht.6. Electrical parking brake according to one of claims 1-5, characterized in that the adjusting bracket ( 3 ) or the adjusting ring ( 4 ) consists of a stamped part made of a shape memory alloy. 7. Elektrische Feststellbremse für einen Kraftfahrzeug-Fensterheberantrieb mit einem Elektromotor (E) dessen verlängerte Rotorwelle (1) als Getriebewelle in ein an das Gehäuse des Elektromotors (E) anschließendes Gehäuse eines Getriebes (G) ragt, nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotor- bzw. Getriebewelle (1) im Sinne einer Selbsthemmung durch eine Betätigungsvorrichtung aus einer durch die Stromwärme des Elektromotors (E) verformbaren Formgedächtnislegierung (Memory-Element) bei abgeschaltetem Elektromotor (E) abbremsbar ist (Fig. 6).7. Electric parking brake for a motor vehicle window lift drive with an electric motor (E) whose elongated rotor shaft ( 1 ) projects as a gear shaft into a housing of the electric motor (E) adjoining the housing of a transmission (G), according to one of claims 1-6, characterized in that the rotor or gear shaft ( 1 ) can be braked in the sense of self-locking by an actuating device made of a shape memory alloy (memory element) deformable by the current heat of the electric motor (E) when the electric motor (E) is switched off ( FIG. 6) . 8. Elektrische Feststellbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Memory-Element in den Stromkreis des Elektromotors (E) eingeschaltet ist. 8. Electric parking brake according to claim 7, characterized characterized in that the memory element in the Electric motor circuit (E) is turned on.   9. Elektrische Feststellbremse für einen Kraftfahrzeug-Fensterheberantrieb mit einem Kommutator-Elektromotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe des Kommutators (6), insbesondere integriert mit der Bürstenhalterung (7), angeordnet ist.9. Electric parking brake for a motor vehicle window lifter drive with a commutator electric motor according to claim 7 or 8, characterized in that characterized in that in the vicinity of the commutator ( 6 ), in particular integrated with the brush holder ( 7 ), is arranged. 10. Elektrische Feststellbremse nach zumindest einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (2) an einem Statorteil, insbesondere einem Motorgehäuse bzw. Getriebegehäuseteil, über einen Abstütznocken (22) tangential abstützbar ist.10. Electric parking brake according to at least one of claims 1-9, characterized in that the brake ring ( 2 ) on a stator part, in particular a motor housing or gear housing part, can be supported tangentially via a support cam ( 22 ).
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