EP4735310A1 - Elektromechanische bremse, bremsverfahren und verwendung - Google Patents

Abstract

Es wird vorgestellt eine elektromechanische Bremse, gekennzeichnet: a.) mit einem Elektromotor (1), der eine mit einem Rotationsprofil (2) aufweisende Spindel (3) die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass mittels einer Positionserfassung im Betrieb eine vordefinierte Position (P) zwischen einem auf das Rotationsprofil (2) der Spindel (3) drückenden Bolzenelement (5) und dem Rotationsprofil (2) der Spindel (3) eingehalten wird; oder b.) mit einem Elektromotor (1), der eine mit einem Bolzenelement (5) aufweisende Spindel (3) die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass mittels einer Positionserfassung im Betrieb eine vordefinierte Position (P) zwischen dem auf ein Rotationsprofil (2) eines Kraftübertragungselementes (4) drückenden Bolzenelement (5) und dem Rotationsprofil (2) des Kraftübertragungselementes (4) eingehalten wird.

Description

Elektromechanische Bremse, Bremsverfahren und Verwendung

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Bremse, ein Bremsverfahren sowie eine Verwendung.

Aus dem Stand der Technik ist eine große Anzahl an elektromechanischen Bremsen bekannt, die in vielen Fällen einen Elektromotor aufweisen, der einen drehenden Gewindetrieb mit einer ein Rotationsprofil aufweisenden Spindel die Bremse zustellend antreibt. Dabei wird zwischen Betriebsbremsen mit kontrollierter Zustellkraft und Not- sowie Haltebremsen mit vorgegebener Zustellkraft beispielsweise für den stromlosen Zustand unterschieden.

Für Not- und Haltebremsen wird vielfach ein vorgespanntes Federpaket für die Zustellung im stromlosen Zustand eingesetzt. Die Notbremse wird gegen die Kraft des zustellenden Federpaketes beispielsweise durch Elektromagnete offen gehalten. Bei Notbremsen größerer Bauart mit hohen Zustellkräften ergeben sich Einschränkungen bei der Skalierung durch die zu bewältigenden Haltekräfte. Bei Schließen solcher als Betriebsbremsen ausgelegten Bremsen im Notfall müssen die beteiligten Massen der Bremskomponenten über das üblicherweise flach steigende Rotationsprofil der Spindel bewegt werden, welches systembedingt eine gewisse Zeit benötigt.

Das vorliegende Problem besteht daher dahingehend, dass bei bestimmten Notfällen die Zuverlässigkeit der Zustellung nicht immer gewährleistet ist, um größere Schäden an den abzubremsenden Vorrichtungen zu vermeiden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse zu gestalten, die einerseits in der Funktion Betriebs- und Haltebremse das kontrollierte Abbremsen und Lösen rotierender Massen ermöglicht und andererseits im geöffneten Zustand als schnell reagierende Notfallbremse dient oder dienen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße elektromechanische Bremse nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 10 sowie eine Verwendung nach Anspruch 1 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse handelt es sich um eine: a.) mit einem Elektromotor, der eine mit einem Rotationsprofil aufweisende Spindel die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass mittels einer Positionserfassung im Betrieb eine vordefinierte Position zwischen einem auf das Rotationsprofil der Spindel drückenden Bolzenelement und dem Rotationsprofil der Spindel eingehalten wird; oder b.) mit einem Elektromotor, der eine mit einem Bolzenelement aufweisende Spindel die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass mittels einer Positionserfassung im Betrieb eine vordefinierte Position zwischen dem auf ein Rotationsprofil eines Kraftübertragungselementes drückenden Bolzenelement und dem Rotationsprofil des Kraftübertragungselementes eingehalten wird, um reproduzierbare Betriebsvorgänge zu realisieren.

In diesem Kontext ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn die Positionserfassung bewerkstelligt wird, in dem das Bolzenelement über den Elektromotor gegen einen Abhang gefahren wird, so dass am Punkt des Abhangs, an dem das Bolzenelement gegen den Abhang gefahren ist, durch die dadurch erhöhte Stromaufnahme des Elektromotors die Position des Bolzenelementes in Bezug auf den Abhang erfasst wird.

In diesem Kontext ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn die Positionserfassung bewerkstelligt wird mittels eines Drehgebers dahingehend, dass der am Elektromotor montierte Drehgeber die Winkelposition des Elektromotors in jeder Lage eindeutig bestimmt und durch eine Fixierung des Krafitübertragungselements in seiner Rotationsbewegung und durch die starre Verbindung des Elektromotors mit der Spindel lässt sich die Position der Spindel gegenüber dem Bolzenelement eindeutig bestimmen.

Durch die im Betrieb definierte Position des Bolzenelementes und dem Rotationsprofil der Spindel wird ein reproduzierbares und sicheres axiales Verfahren des Bolzenelementes und mit dem Bolzenelement wechselwirkenden Bremsbelags realisiert.

Weiterhin ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn die erfindungsgemäße Bremse gekennzeichnet ist: a.)mit einem Elektromotor, der die das Rotationsprofil aufweisende Spindel die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass bei Zustellung der Bremse die Spindel, deren Rotationsprofil einen/den Abhang aufweist, gedreht wird, wobei die Spindel wechselwirkt mit dem unter einer die Bremse zustellenden Federkraft eines Federelementes stehenden Kraftübertragungselement, das das mindestens eine Bolzenelement aufweist, so dass das Bolzenelement über den Abhang geführt wird, so dass ein axiales Verfahren des Kraftübertragungselementes bewerkstelligt wird, welches mit einem Bremsbelag wechselwirkt, so dass auch der Bremsbelag die Bremse zustellend axial verfahren wird; oder b.)mit einem Elektromotor, der die das Bolzenelement aufweisende Spindel die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass bei Zustellung der Bremse die Spindel gedreht wird, wobei die Spindel wechselwirkt mit dem unter einer die Bremse zustellenden Federkraft eines Federelementes stehenden Kraftübertragungselement, das einen Abhang aufweisende Rotationsprofil aufweist, so dass das mindestens eine Bolzenelement über den Abhang geführt wird, so dass ein axiales Verfahren des Kraftübertragungselementes bewerkstelligt wird, welches mit einem Bremsbelag wechselwirkt, so dass auch der Bremsbelag die Bremse zustellend axial verfahren wird.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn gemäß Variante a.) die Spindel entlang ihrer längsaxialen Erstreckung mindestens zwei längsaxial voneinander beabstandete Rotationsprofile aufweist oder gemäß Variante b.) das Kraftübertragungselement entlang seiner längsaxialen Erstreckung mindestens zwei längsaxial voneinander beabstandete Rotationsprofile aufweist, um die mechanische Belastung des einzelnen Bolzenelementes im Rotationsprofil zu verringern.

Weiterhin ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn das Kraftübertragungselement mittels einer Nachstellautomatik mit dem Bremsbelag wechselwirkt, wobei es sich beispielsweise und insbesondere bei der Nachstellautomatik um eine solche handelt, bei der eine Feder gegen eine Stößelplatte drückt, welche drehbar mit einer Druckmutter und dem Stößel, der die Kraft auf den Bremshebel überträgt, verbunden, ist. Der Stößelhub ist abhängig vom Einstellzustand der Bremse und wächst mit zunehmendem Bremsbelagverschleiß. Die Aufgabe der Nachstellautomatik besteht darin, den Stößel herauszuschrauben, indem die Druckmutter gedreht wird, so dass ein konstanter Hub, Federdruck und eine konstante Bremszeit realisierbar sind. Die Nachstellautomatik weist auf ein Ratschenrad, welches in der Druckmutter gelagert ist, und ein Gegenrad, wobei dieses axial frei beweglich ist, jedoch mit mehreren Zapfen ausgestattet ist, die in helix-förmigen Nuten eines Gehäuseblocks laufen. Eine Feder drückt die Ratschenräder gegeneinander. Wenn beim Bremsvorgang die Stößeleinheit vorwärts bewegt wird, läuft das Gegenrad ebenfalls mit, wird aber durch die helixförmigen Nuten zu einer Relativbewegung gegenüber dem Ratschenrad gezwungen. Mit der Drehung des Gegenrades laufen die Zähne des Gegenrades auf der Rückseite der Zähne des Ratschenrades auf, drücken die Feder leicht zusammen, bis die Ratsche, sofern der Hub groß genug ist, um einen Zahn versetzt hat. Wenn die Bremse entspannt wird und die Stößeleinheit ins Gehäuse zurückfahrt, drücken die Zapfen des Gegenrades gegen die Wände der helixförmigen Nuten und halten die Ratschenräder zusammengedrückt. Dadurch kann das Gegenrad beim Zurückdrehen in die Ausgangsposition auch die Druckmutter mitdrehen, wodurch der Stößel herausgeschraubt und sein Hub verringert wird. Der Stößel ist mit einem Sechskantende versehen, welches in einer Nut im Bremshebel läuft und somit verhindert, dass Stößel und Druckmutter sich gemeinsam drehen. Dieser Nachstellprozess vollzieht sich bei jeder Bremsung bis der konstruktiv vorgesehene Hub erreicht ist und beim Vorwärtshub ein Drehen des Rades um einen Zahn weiter nicht mehr möglich ist.

In diesem Kontext ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn die Bremse derart ausgestaltet ist, dass gemäß Variante a.) in einem ersten Betriebsmodus bei Drehung der Spindel mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit in eine Richtung mittels des Rotationsprofils der Spindel eine axiale Relativbewegung des Bolzenelementes entlang des Rotationsprofils der Spindel realisiert wird, wobei die Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement wechselwirkenden Bremsbelages niedriger ist im Vergleich zu der Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement wechselwirkenden Bremsbelages bei entgegengesetzter Drehung der Spindel mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit der Spindel in einem zweiten Betriebsmodus, so dass bei entgegengesetzter Drehung das Bolzenelement über den Abhang geführt wird bei entsprechend höherer Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement wechselwirkenden Bremsbelages, oder gemäß Variante b.) in einem ersten Betriebsmodus bei Drehung der Spindel mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit in eine Richtung mittels des Rotationsprofils des Kraftübertragungselementes eine axiale Relativbewegung des Bolzenelementes entlang des Rotationsprofils des Kraftübertragungselementes realisiert wird, wobei die Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement wechselwirkenden Bremsbelages niedriger ist im Vergleich zu der Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement wechselwirkenden Bremsbelages bei entgegengesetzter Drehung der Spindel mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit der Spindel in einem zweiten Betriebsmodus, so dass bei entgegengesetzter Drehung das Bolzenelement über den Abhang geführt wird bei entsprechend höherer Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement wechselwirkenden Bremsbelages.

Auf diese Weise ist auch eine ausgesprochen schnelle Zustellung der Bremse im Notfall gegeben.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn die Bremse derart ausgestaltet ist, dass bei Trennung des Elektromotors vom Strom sich die Bremse im zweiten Betriebsmodus befindet, wenn das Bolzenelement sich zum Zeitpunkt der Trennung des Elektromotors vom Strom an der vordefinierten Position befindet, um in einem Notfall eben eine definierte und ausgesprochen schnelle Zustellung der Bremse zu gewährleisten. Vorteilhafterweise weist die initiale Steigung eine höhere radiale als axiale Komponente auf, so dass die axiale, beispielsweise und insbesondere initiale, Steigung ausreichend ist, um die Bremse sicher zur Zustellung zu beschleunigen, andererseits aber die Haltekräfte für die kleinere Motorbremse möglichst gering zu halten.

Schließlich ist es von Vorteil, da bewährt, wenn die axiale Steigung des Abhangs zumindest teilweise mindestens 50, 55, 60, 60, 65, 70, 75, 80, 85 oder 90 Grad beträgt. Je höher die Gradzahl, desto höher ist die axiale Komponente; bei 90 Grad liegt ausschließlich die axiale Komponente vor.

Ein Einsatz der erfindungsgemäßen elektromechanischen Betriebs- Bremse mit einer die Bremse schnell schließenden Notfall-Funktion kann dadurch erreicht werden, dass die kraftübertragenden Bolzen gegen die Federkraft in der die Steigung der Spindel formenden Kontur der Bremse im geöffneten Zustand an einen Ausgangspunkt gefahren werden, der unmittelbar hinter dem Maximum der Spindelsteigung der Betriebsbremsenfunktion liegt und dort durch die Funktion der dann zu schließenden, kleinen motorseitigen, elektromagnetischen Bremse bei Stromzufuhr gehalten wird. Dort beginnt eine zweite Kontur in der Spindel, die in eine wesentlich größere Steigung, dem Abhang, der Drehspindelkontur mündet und bei Stromunterbrechung die Kräfte der so maximal gestauchten Feder der Bremse unmittelbar in eine wesentlich schnellere Zustellung der Bremse zwingen. Der Haltepunkt ist so gewählt, dass die hohen Federkräfte der Bremse in jedem Fall das zweite, wesentlich steilere Profil der Spindelkontur, den Abhang, nutzen, andererseits geringe Haltekräfte der bei Stromunterbrechung sich öffnenden, wesentlich kleineren, ebenfalls federbelasteten Motorbremse erfordern. Ein derart ausgebildete Bremse bietet sich überall an, wo entweder beide Funktionen (Betriebsbremse und Sicherheitsbremse) oder nur die Sicherheitsbremse n benötigt werden, um Massen aus einer Bewegung abzubremsen oder diese im Stillstand zu halten. Auch falls die Bremse nur als Sicherheitsbremse eingesetzt wird, dient die mit geringer Steigung ausgelegte Führungskontur zum Spannen des üblicherweise starken Federpakets bei Inbetriebnahme der abzubremsenden Maschine und ist die Voraussetzung zur Optimierung der Baugröße und der Verbrauchsdaten. Zum optimalen Anwendungsgebiet gehören insbesondere Einsatzzwecke, bei denen der Einsatz als fein dosierbare Betriebsbremse wo gleichfalls sicherheitstechnisch die Notwendigkeit besteht, im Notfall bewegte Massen innerhalb kürzester Zeit zum Stillstand zu bringen.

Durch den Abhang, der ja eine im Vergleich zur radialen Komponente höhere längsaxiale Komponente im Radialverlauf aufweist, somit mehr als 45 Grad, und erfindungsgemäß in Bezug auf die axiale Verfahrbarkeit des Bolzenelementes - bei stetigem oder auch nichtstetigen Verlauf -, kann über eine geringe Drehbewegung der Spindel eine axiale Zustellung der Bremse realisiert werden, bei entsprechend sehr kurzen und in der Regel im Vergleich zu konventionellen elektromechanischen Bremsen kürzeren Zustellungsschließzeiten.

Schließlich ist es von Vorteil, da bewährt, wenn der Elektromotor ein Magnetbremse aufweist, um den Elektromotor im geöffneten Zustand der Bremse zu entlasten.

Nach Auslösen einer Sicherheitsbremsung entlang der Kontur des Spindelprofils können die kraftaufnehmenden Bolzen in der so angelegten Kontur durch weiteres' Drehen ohne Krafteinwirkung an den Ausgangspunkt der Kontur der Spindel geführt werden. Damit wird der Ausgangspunkt zum Lösen der Bremse unter gleichzeitigem Spannen des Federpaketes der Bremse ermöglicht.

Ein Einsatz der erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse bietet sich überall an, wo Sicherheitsbremsen benötigt werden, um Massen aus einer Bewegung abzubremsen oder dieser im Stillstand zu halten. Zum Anwendungsgebiet gehören insbesondere Einsatzzwecke, bei denen sicherheitstechnisch die Notwendigkeit besteht, im Notfall bewegte Massen innerhalb kürzester Zeit zum Stillstand zu bringen.

Bei der Nachstellautomatik kann eine aus dem Stand der Technik übliche verwendet werden.

Weiterhin werden sowohl ein Bremsverfahren beansprucht, bei dem eine erfindungsgemäße Bremse verwendet wird, als auch eine Verwendung einer aufgezeigten Positionserfassung in einer erfindungsgemäßen Bremse.

Die Geometrie der einzelnen Bauteile kann so ausfallen, dass sich die Spindel innerhalb oder außerhalb des Kraftübertragungselementes befindet, somit auch um das Kraftübertragungselement herum angeordnet ist.

Die Erfindung wird im nachfolgenden in nicht-beschränkender Weise näher erläutert, wobei

Figur 1 - eine skizzenartige Funktionsskizze von unterschiedlichen kinematischen Phasen sowohl in einem ersten als auch in einem zweiten Betriebsmodus einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse ist;

Figur 2 - eine Gegenüberstellung des zeitlichen Verlaufs der axialen Zustellung des Bolzenelementes in einem ersten (normalen) (a.) und in einem zweiten (Notfall-) (b.) Betriebszustand ist;

Figur 3 - eine perspektivische Querschnittsdarstellung einer

Ausfuhrungsfonn der erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse ist;

Figur 4 - eine Darstellung von zwei axial zueinander beabstandeten Rotationsprofilen einer Spindel einer elektromechanischen Bremse ist; Figur 5 - eine Funktionsskizze der in Figur 3 dargestellten

Ausfuhrungsform.

In Figur 3 ist in perspektivischer Ansicht eine Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse zu erkennen, mit einem Elektromotor 1 , der eine ein Rotationsprofil 2 aufweisende Spindel 3 die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass bei Zustellung der Bremse die Spindel 3, deren Rotationsprofil 2 einen Abhang 6 aufweist, gedreht wird, wobei die Spindel 3 wechselwirkt mit einem unter einer die Bremse zustellenden Federkraft eines Federelementes F stehenden Kraftübertragungselement 4, das ein Bolzenelement 5 aufweist, so dass das Bolzenelement 5 über den Abhang 6 geführt wird, so dass ein axiales Verfahren des Kraftübertragungselementes 4 bewerkstelligt wird, welches mit einem Bremsbelag 7 wechselwirkt, so dass auch der Bremsbelag 7 die Bremse zustellend axial verfahren wird.

Die Spindel 3 weist entlang ihrer längsaxialen Erstreckung mindestens zwei längsaxial voneinander beabstandete Rotationsprofile 2 auf.

Das Kraftübertragungselement 4 wechselwirkt mittels einer Nachstellautomatik 8 (nicht näher gezeigt) über ein Druckstück 9 mit dem Bremsbelag 7.

Die Bremse ist derart ausgestaltet, dass mittels einer Positionserfassung im Betrieb eine vordefinierte Position P zwischen einem auf das Rotationsprofil 2 der Spindel 3 drückenden Bolzenelement 5 und dem Rotationsprofil 2 der Spindel 3 eingehalten wird.

Die Positionserfassung wird bewerkstelligt, in dem das Bolzenelement 5 über den Elektromotor 1 gegen den Abhang 6 gefahren wird, so dass am Punkt des Abhangs 6, an dem das Bolzenelement 5 gegen den Abhang 6 gefahren ist, durch die dadurch erhöhte Stromaufnahme des Elektromotors 1 die Position des Bolzenelementes 5 in Bezug auf den Abhang 6 erfasst wird.

Die Bremse ist derart ausgestaltet, dass in einem ersten (normalen) Betriebsmodus (siehe Figuren 1 und 2) bei Drehung der Spindel 3 mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit in eine Richtung mittels des Rotationsprofils 2, hier eine Schräge 10, der Spindel 3 eine axiale Relativbewegung des Bolzenelements 5 entlang des Rotationsprofils 2 der Spindel 3 realisiert wird, wobei die Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit Bolzenelement 5 wechselwirkenden Bremsbelages 7 niedriger ist im Vergleich zu der Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement 5 wechselwirkenden Bremsbelages 7 bei entgegengesetzter Drehung der Spindel 3 mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 3 in einem zweiten Betriebsmodus, so dass bei entgegengesetzter Drehung das Bolzenelement 5 über den Abhang 6 geführt wird bei entsprechend höherer Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement 5 wechselwirkenden Bremsbelages 7.

Ferner ist die Bremse derart ausgestaltet, dass bei Trennung des Elektromotors 1 vom Strom sich die Bremse im zweiten Betriebsmodus befindet, wenn das Bolzenelement 5 sich zum Zeitpunkt der Trennung des Elektromotors 1 vom Strom an der vordefinierte Position P befindet.

Die axiale Steigung des Abhangs 6 beträgt zumindest teilweise mindestens ca. 80 Grad.

In Figur 1 sind verschiedene kinematische Phasen der erfindungsgemäßen Bremse zu erkennen: Zunächst ist die Bremse geöffnet (Anfangsposition) (A); im ersten Betriebsmodus (normaler Betriebsmodus) fangt die Bremse an zu schließen (B), um dann geschlossen zu sein (C); dabei läuft das Bolzenelement 5, angetrieben durch eine Federkraft eines Federelementes F, entlang einer Schrägen 10 des Rotationsprofils 2 der Spindel 3 mit einer durch die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 3 und Neigungswinkel der Schrägen 10 des Rotationsprofils 2 der Spindel 3 definierten axialen Verfahrensgeschwindigkeit des Bolzenelementes 5 und somit des in Figur 3 gezeigten Bremsbelags 7. Dabei bewegt sich das Rotationsprofil 2 in Relation zum Bolzenelement 5 nach links (Pfeil nach links).

Im zweiten Betriebsmodus (Notfall-Betriebsmodus) fangt die Bremse an zu schließen (D), um dann geschlossen zu sein (E); dabei läuft das Bolzenelement 5, angetrieben durch die Federkraft des Federelementes F, entlang des Abhangs 6 des Rotationsprofils 2 der Spindel 3 quasi mit einer maximal möglichen axialen Verfahrensgeschwindigkeit, nämlich in etwa Null Grad in Bezug auf die eigentliche axiale Bewegungsrichtung des Bolzenelementes 5 und somit des in Figur 3 gezeigten Bremsbelags 7. Dabei bewegt sich das Rotationsprofil 2 in Relation zum Bolzenelement 5 nach rechts (Pfeil nach rechts).

Es handelt sich bei der Nachstellautomatik um eine solche, bei der eine Feder gegen eine Stößelplatte drückt, welche drehbar mit einer Druckmutter und dem Stößel, der die Kraft auf den Bremshebel überträgt, verbunden ist. Der Stößelhub ist abhängig vom Einstellzustand der Bremse und wächst mit zunehmendem Bremsbelagverschleiß. Die Aufgabe der Nachstellautomatik besteht darin, den Stößel herauszuschrauben, indem die Druckmutter gedreht wird, so dass ein konstanter Hub, Federdruck und eine konstante Bremszeit realisierbar sind. Die Nachstellautomatik weist auf ein Ratschenrad, welches in der Druckmutter gelagert ist, und ein Gegenrad, wobei dieses axial frei beweglich ist, jedoch mit mehreren Zapfen ausgestattet ist, die in helix-förmigen Nuten eines Gehäuseblocks laufen. Eine Feder drückt die Ratschenräder gegeneinander. Wenn beim Bremsvorgang die Stößeleinheit vorwärts bewegt wird, läuft das Gegenrad ebenfalls mit, wird aber durch die helixformigen Nuten zu einer Relativbewegung gegenüber dem Ratschenrad gezwungen. Mit der Drehung des Gegenrades laufen die Zähne des Gegenrades auf der Rückseite der Zähne des Ratschenrades auf, drücken die Feder leicht zusammen, bis die Ratsche, sofern der Hub groß genug ist, um einen Zahn versetzt hat. Wenn die Bremse entspannt wird und die Stößeleinheit ins Gehäuse zurückfährt, drücken die Zapfen des Gegenrades gegen die Wände der helixförmigen Nuten und halten die Ratschenräder zusammengedrückt. Dadurch kann das Gegenrad beim Zurückdrehen in die Ausgangsposition auch die Druckmutter mitdrehen, wodurch der Stößel herausgeschraubt und sein Hub verringert wird. Der Stößel ist mit einem Sechskantende versehen, welches in einer Nut im Bremshebel läuft und somit verhindert, dass Stößel und Druckmutter sich gemeinsam drehen. Dieser Nachstellprozess vollzieht sich bei jeder Bremsung bis der konstruktiv vorgesehene Hub erreicht ist und beim Vorwärtshub ein Drehen des Rades um einen Zahn weiter nicht mehr möglich ist.

Der Elektromotor weist eine (nicht gezeigte) Magnetbremse auf, um den Elektromotor im geöffneten Zustand der Bremse zu entlasten.

Eine weitere (nicht gezeigte) Variante ist die, bei der das Kraftübertragungselement 4 das Rotationsprofil 2 aufweist, während die Spindel 3 das Bolzenelement 5 aufweist. Die Wechselwirkung zwischen Rotationsprofil 2 und Bolzenelement 5 bleibt bestehen und entspricht der Wechselwirkung der aufgezeigten Variante.

Claims

Patentansprüche )Elektromechanische Bremse, gekennzeichnet: a.) mit einem Elektromotor (1), der eine mit einem Rotationsprofil (2) aufweisende Spindel (3) die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass mittels einer Positionserfassung im Betrieb eine vordefinierte Position (P) zwischen einem auf das Rotationsprofil (2) der Spindel (3) drückenden Bolzenelement (5) und dem Rotationsprofil (2) der Spindel (3) eingehalten wird; oder b.) mit einem Elektromotor (1), der eine mit einem Bolzenelement (5) aufweisende Spindel (3) die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass mittels einer Positionserfassung im Betrieb eine vordefinierte Position (P) zwischen dem auf ein Rotationsprofil (2) eines Kraftübertragungselementes (4) drückenden Bolzenelement (5) und dem Rotationsprofil (2) des Kraftübertragungselementes (4) eingehalten wird. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassung bewerkstelligt wird, in dem das Bolzenelement (5) über den Elektromotor (1) gegen einen Abhang (6) des Rotationsprofils (2) gefahren wird, so dass am Punkt des Abhangs (6), an dem das Bolzenelement (5) gegen den Abhang (6) gefahren ist, durch die dadurch erhöhte Stromaufhahme des Elektromotors (1) die Position des Bolzenelementes (5) in Bezug auf den Abhang (6) erfasst wird. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassung bewerkstelligt wird mittels eines Drehgebers dahingehend, dass der am Elektromotor (1) montierte Drehgeber die Winkelposition des Elektromotors (1) in jeder Lage eindeutig bestimmt und durch eine Fixierung des Kraftübertragungselements (4) in seiner Rotationsbewegung und durch die starre Verbindung des Elektromotors (1) mit der Spindel (3) die Position der Spindel (3) gegenüber dem Bolzenelement (5) eindeutig bestimmt wird. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet: a.)mit einem Elektromotor (1), der die das Rotationsprofil (2) aufweisende Spindel (3) die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass bei Zustellung der Bremse die Spindel (3), deren Rotationsprofil (2) einen/den Abhang (6) aufweist, gedreht wird, wobei die Spindel (3) wechselwirkt mit dem unter einer die Bremse zustellenden Federkraft eines Federelementes (F) stehenden Kraftübertragungselement (4), das das mindestens eine Bolzenelement (5) aufweist, so dass das Bolzenelement (5) über den Abhang (6) geführt wird, so dass ein axiales Verfahren des Kraftübertragungselementes (4) bewerkstelligt wird, welches mit einem Bremsbelag (7) wechselwirkt, so dass auch der Bremsbelag (7) die Bremse zustellend axial verfahren wird; oder b.)mit einem Elektromotor (1), der die das Bolzenelement (5) aufweisende Spindel (3) die Bremse zustellend antreibt, wobei die Bremse derart ausgestaltet ist, dass bei Zustellung der Bremse die Spindel (3) gedreht wird, wobei die Spindel (3) wechselwirkt mit dem unter einer die Bremse zustellenden Federkraft eines Federelementes (F) stehenden Kraftübertragungselement (4), das einen Abhang (6) aufweisende Rotationsprofil (2) aufweist, so dass das mindestens eine Bolzenelement (5) über den Abhang (6) geführt wird, so dass ein axiales Verfahren des Kraftübertragungselementes (4) bewerkstelligt wird, welches mit einem Bremsbelag (7) wechselwirkt, so dass auch der Bremsbelag (7) die Bremse zustellend axial verfahren wird. .) Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Variante a.) die Spindel (3) entlang • ihrer längsaxialen Erstreckung mindestens zwei längsaxial voneinander beabstandete Rotationsprofile (2) aufweist oder gemäß Variante b.) das Kraftübertragungselement (4) entlang seiner längsaxialen Erstreckung mindestens zwei längsaxial voneinander beabstandete Rotationsprofile (2) aufweist. .)Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (4) mittels einer Nachstellautomatik mit dem Bremsbelag (7) wechselwirkt. .)Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese derart ausgestaltet ist, dass gemäß Variante a.) in einem ersten Betriebsmodus bei Drehung der Spindel (3) mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit in eine Richtung mittels des Rotationsprofils (2) der Spindel (3) eine axiale Relativbewegung des Bolzenelementes (5) entlang des Rotationsprofils (2) der Spindel (3) realisiert wird, wobei die Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement (5) wechselwirkenden Bremsbelages (7) niedriger ist im Vergleich zu der Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement (5) wechselwirkenden Bremsbelages (7) bei entgegengesetzter Drehung der Spindel (3) mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (3) in einem zweiten Betriebsmodus, so dass bei entgegengesetzter Drehung das Bolzenelement (5) über den Abhang (6) geführt wird bei entsprechend höherer Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement (5) wechselwirkenden Bremsbelages (7), oder gemäß Variante b.) in einem ersten Betriebsmodus bei Drehung der Spindel (3) mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit in eine Richtung mittels des Rotationsprofils (2) des Kraftübertragungselementes (4) eine axiale Relativbewegung des Bolzenelementes (5) entlang des Rotationsprofils (2) des Kraftübertragungselementes (4) realisiert wird, wobei die Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement (5) wechselwirkenden Bremsbelages (7) niedriger ist im Vergleich zu der Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement (5) wechselwirkenden Bremsbelages (7) bei entgegengesetzter Drehung der Spindel (3) mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (3) in einem zweiten Betriebsmodus, so dass bei entgegengesetzter Drehung das Bolzenelement (5) über den Abhang (6) geführt wird bei entsprechend höherer Geschwindigkeit der axialen Zustellung des mit dem Bolzenelement (5) wechselwirkenden Bremsbelages (7). Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese derart ausgestaltet ist, dass bei Trennung des Elektromotors (1) vom Strom sich die Bremse im zweiten Betriebsmodus befindet, wenn das Bolzenelement (5) sich zum Zeitpunkt der Trennung des Elektromotors (1) vom Strom an der vordefinierten Position (P) befindet. Bremse nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Steigung des Abhangs (6) zumindest teilweise mindestens 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 oder 90 Grad beträgt. ) Bremsverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird.

1.) Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 9 aufgezeigten Positionserfassung in einer Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9.