WO2020156619A1 - Bremseinrichtung - Google Patents

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WO2020156619A1
WO2020156619A1 PCT/DE2020/100060 DE2020100060W WO2020156619A1 WO 2020156619 A1 WO2020156619 A1 WO 2020156619A1 DE 2020100060 W DE2020100060 W DE 2020100060W WO 2020156619 A1 WO2020156619 A1 WO 2020156619A1
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WO
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braking device
disc
disk
drive
lever
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PCT/DE2020/100060
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Inventor
Christiaan BLOKPOEL
Jose-Manuel GUTIERREZ-FERNANDEZ
Jochen Bals
Matthias OBRIG
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Edscha Engineering Gmbh
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    • E05Y2900/548Trunk lids

Definitions

  • the invention relates to a braking device for a drivable part, in particular for use in a vehicle flap, in particular in an automobile.
  • the invention further relates to a rotating drive.
  • drives which shift drivable components, in particular about a pivot axis, an electric motor delivering a sufficiently high torque to overcome the load resulting from the mass of the components.
  • an electric motor delivering a sufficiently high torque to overcome the load resulting from the mass of the components.
  • Trunk lid the drive moves them from the closed position to the open position and back. Since the vehicle can take an incline, the engine is designed so that it delivers a sufficiently high torque to be able to open and / or close the flap even in the case of unfavorable parameters.
  • the known drives often have slip clutches so that the component to be driven can be opened or closed manually in the event of a fault.
  • a disadvantage of the known drives is the fact that for the folding of the drivable component in one
  • the influence of gravity tends to an open or a closed position and represents a corresponding risk of collision with obstacles.
  • DE 10 2015 215 627 A1 describes a braking device for use in a vehicle flap, in particular in an automobile, with one over a
  • the drum being coupled to a drivable part in the form of a rotatable shaft, which forms a disc at the end with which a drivable
  • the loading device can be brought into radial contact and can assume a first stop position and a second release position, in the stop position two brake members in the form of brake shoes rubbing against a circumference of the disk and securing it against rotation with a presettable force, the release position in the Brake members are spaced from the circumference of the disk and allow the disk to run freely, the loading device between the holding position and the release position, for example is adjustable by a motor.
  • the motor drives a toothed section of a lever via a pinion and a transmission, which is a common actuating element of the two brake shoes depending on the position of the toothed
  • a disadvantage of the known braking device is that the Lever requires a large amount of space, which is often not available.
  • the braking device slips from the second release position into a braking or even complete stop position and thus blocks the flap in an undesirable manner.
  • intermediate positions can be approached in which undesired braking takes place, which wears out the brake linings and causes brake noises when the flap is displaced and does not provide a defined holding torque.
  • a braking device for a drivable part in particular for use in a vehicle flap, in particular in an automobile, comprising a drivable loading device which can be brought into radial contact with a disk of the drivable part, with a first metastable holding position and a second metastable release position, wherein in the holding position at least one brake member rubs against a circumference of the disk and secures it against rotation with a presettable force, wherein in the
  • the braking device can advantageously be constructed with a housing of the drivable part.
  • the braking device makes it possible to fix the disk of the drivable part and thus acts like a switchable brake without the drive having to be permanently energized in an intermediate position.
  • the braking torque applied by the friction is designed so that the resulting braking torque on a flap or the like is high enough to hold the flap in extreme incline situations, but low enough that the flap is still moved powerfully by hand can. So far, it is an overload clutch that enables emergency operation.
  • the washer itself is a spindle nut, which in turn is a
  • the loading device expediently comprises a spring member, which loads the braking member in the direction of the holding position.
  • the spring member provides a pressing force in the tensioned state, which presses the brake member against the circumference of the disc.
  • the holding force is higher or lower.
  • the loading device makes it possible to tension the spring member in order to shift the brake member into the release position, or to relax the spring member to shift the brake member into the holding position.
  • the loading device therefore has the advantage that it switches the spring on or off as a braking or holding element, depending on the actuation of the motor.
  • the spring member preferably has at least one loading leg, which loads the braking member against the disk.
  • the load leg is, for example, the load leg of one leg spring, the other Leg or its base is fixed to a housing part.
  • the spring member preferably also has a second loading leg which loads a second braking member against the disk.
  • a base of the brake member is arranged stationary and the two as
  • the disc is advantageously fixed by a first brake member and a second brake member.
  • Load leg relocated a first lever in which the brake member is arranged.
  • the second loading leg of the spring member preferably shifts a second lever on which the second brake member is arranged.
  • the brake member it is alternatively possible for the brake member to be connected directly to the load leg of the spring member, for example in the form that the load leg has a braking section which can be placed radially against the circumference of the disk. This section of the load leg is expediently hardened, for example by laser hardening, in order to prevent abrasion.
  • the first lever and / or the second lever is expediently pivotable about a swivel joint in order to ensure a defined swivel path of the flap and thus of the brake member.
  • the lever has an abutment or for a receptacle for the first load leg.
  • the load leg and the lever itself it is advantageously achieved that the load leg and the lever itself
  • the first lever only has one on its side facing away from the disk
  • the Brake member is arranged on the first lever.
  • the brake member is designed as a braking surface of the first lever.
  • the braking surface of the first and optionally second lever can advantageously be increased by forming a depression or a rounded contour, so that not only linear contact but also surface contact between the braking surface and the circumference of the disk is achieved.
  • an engagement roller, a toothed segment or the like can also be provided, which, in addition to the frictional fixing of the disc, also enables a form fit with, for example, external toothing of the disc.
  • the only frictional securing of the pane is preferred, however, since this can be done practically without noise and can be easily overcome by hand.
  • the lever can also have a roller, an extension or the like which embodies the braking member.
  • a guide member is expediently assigned to the brake member, which is out of contact with the disk.
  • the guide member makes it possible to disengage the brake member outside the area of contact between the brake member and the disc and thus to overcome the loading force of the spring member or to tension the spring member.
  • the guide member is expediently in a plane which is axially spaced from the disk. According to a favorable embodiment, the guide member is a
  • the guide member is preferably designed as a rotatable roller which is connected to the loading leg or the lever. Frictional resistance and noise development of a roller are reduced compared to a guide surface, especially if the roller has a circumference made of possibly flexible plastic.
  • the guide member is expediently provided on the lever.
  • the guide member can also be provided or connected to the spring member, especially if there is no lever.
  • first brake member or load leg or lever or guide member is provided, but also a second brake member or load leg or lever or
  • the disk is held by two sides and the resulting holding force is correspondingly higher.
  • a second and a further third, etc. brake member improves the holding forces and makes it possible to use weaker spring members.
  • Load device can be overcome without damaging the disc or the brake members.
  • Gearing similar to a ratchet or parking brake, is possible, but includes the risk of damage if overloaded.
  • Eccentric disc cooperates with the guide member, depending on
  • the guide member is deflected more particularly against the restoring force of the spring member when the
  • the circumferential section and the second circumferential section are each designed as local minima of the deflection, so that the holding position and / or the release position is not left by the guide member even when the drivable part or a flap connected to it is moved back and forth.
  • the eccentric disc points between the first
  • Circumferential portion and the second peripheral portion each have a central peripheral portion, which requires a greater deflection of the guide member.
  • the peripheral section of the eccentric disk does not necessarily have to be provided on the outer periphery of the eccentric disk, it can also be an inner peripheral section, for example one in the
  • Eccentric disc recessed backdrop track If the guide member is fixed in the slide track, the contact radius of the brake member can be adjusted in relation to the disk by pivoting the eccentric disk. On the other hand, the emergency actuation is more difficult, there is a risk that the eccentric disk, under the action of vibrations and the like, will displace the guide member in the slide track.
  • the eccentric disc preferably has a bearing axis which is at least parallel to the axis of the disc and preferably coaxial therewith.
  • the eccentric disc can be installed parallel to the disc.
  • the eccentric disk preferably has a central opening for a rod section rotating with the disk, a shaft, an extension or the like, so that the eccentric disk surrounds the rotating part at a distance. This makes it possible to integrate or even retrofit the eccentric disc in a drive, such as a spindle drive.
  • the eccentric disk expediently has a first peripheral section on, in which the guide member is arranged in the holding position, and a second peripheral portion in which the guide member bears in the release position. If several leadership links are provided, each is the
  • Guide members expediently provided at least a first peripheral section and a second peripheral section. In the release position, the guide member rests firmly on the second peripheral section, while in the holding position the first peripheral section also has a gap to it
  • the eccentric disk expediently has a drive section via which rotation about the bearing axis of the eccentric disk can be initiated.
  • the drive section is expediently arranged at an end which is at a maximum distance from the bearing axis, in order firstly to achieve a favorable leverage ratio and secondly to facilitate an adjustment from the outside.
  • the drive section preferably has an externally toothed
  • the drive section can also be adjusted, for example via a multi-link coupling, a
  • the motor that adjusts the loading device is at the same time the motor that drives the disk if, in a favorable constellation, the motor shifts the loading device into the release position while the disk is being driven and, when the drive ends, the loading device by a corresponding one Spring element or the motor is shifted to the stop position.
  • the motor and the drive expediently have a common control.
  • the drive section has an externally toothed disk segment, this is favorable with a gear wheel driven by the motor gear intervention, so that the motor the eccentric and thus the
  • the brake members are directly connected axially to the eccentric disk and, depending on the angle of rotation of the eccentric disk, come into radial contact with the disk or not.
  • a spring can bias the brake members towards the stop position.
  • a favorable embodiment is characterized in that the eccentric disc has a first circumferential section in which the guide member rests in the holding position and has a second and a third circumferential section adjacent to and spaced therefrom on both sides.
  • Stop position must be passed.
  • the eccentric disk preferably has a constricted section, the drive section on the one hand of the constricted section and the first circumferential section and preferably the further circumferential sections on the other hand of the constricted section being provided.
  • the constriction is preferably provided approximately at the level of the articulation of the levers and enables the braking device to be made small.
  • the drive section can be designed with a small radius, and
  • a rotating drive is created which is characterized by a braking device with one or more features which have been described above.
  • the rotating drive is further characterized by the fact that the disc is in the driven state
  • the drive preferably has a preferably driven rotatable part, such as a rotatable shaft, a gear element such as a worm wheel or a spindle nut or a spindle rod, which is coupled to the disk, in particular connected and / or made in one piece.
  • a gear element such as a worm wheel or a spindle nut or a spindle rod
  • the rotatable part is equipped with an effective braking device, which makes it possible to fix the drive even in the de-energized state with a holding force which can be overcome in accordance with the design of the spring member.
  • an effective braking device which makes it possible to fix the drive even in the de-energized state with a holding force which can be overcome in accordance with the design of the spring member.
  • the other elements in gear engagement are also locked indirectly, at least in the case of positive engagement.
  • parts indirectly connected to the disc are also equipped with the braking device.
  • a spindle rod can also be effectively locked or released by the braking device in that an associated spindle nut or an associated worm wheel provides the disk. The disc is then not formed on the spindle rod itself, but on one with the
  • Housing surrounding the spindle rod does not have to provide recesses for the delivery of the brake members.
  • the holding force of the braking device is preferably higher than the maximum torque that the component moved by the drive provides due to its mass.
  • the motor can also be an axially adjustable electric motor, in particular a
  • Be electromagnet which is connected, for example, to a further lever arm of the lever or levers, or which alternatively adjusts the abutment, or the base of the spring member, in order to overcome or increase or decrease the preload.
  • the rotating drive expediently converts a rotary movement, for example the rotary movement of a drive motor, into an axial one
  • the braking device then increases the self-locking of the drive, which is often not sufficient to counter the torque of the mass of the component moved by the drive, a holding force.
  • a housing of the drive surrounding the disk expediently has radial cutouts which enable the brake members to be delivered to the disk. This makes it possible to provide the braking device partially outside the housing and to leave out only the area of the housing that is required for locking the disk.
  • the disc enables the radial delivery of the brake members to the disc.
  • the braking device is arranged overall in the same housing in which the disc is also accommodated.
  • the disk is arranged on the circumference of a rotatable shaft, which is displaced by the displacement of a vehicle flap in
  • Rotational movement is shiftable. It is particularly favorable if the disc is arranged at a distal end of the rotatable shaft; as a result, an eccentric disc can be arranged in the extension of the distal end of the rotatable shaft, preferably concentrically to its axis. This in particular prevents the introduction of unfavorable moments.
  • the drive is advantageously used for pivoting a flap around a linkage.
  • Pivoting the flap of an automobile around a linkage of the flap to a body of the automobile can be used.
  • the flap can be a tailgate or a front flap of the automobile as well as a door, sliding door, pop-up roof or spoiler of the automobile.
  • the automobile can be both an internal combustion engine and an electric motor
  • the braking device is designed to release and / or block the pivoting of the Flap around the linkage and accordingly provides a cheap use.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a preferred
  • Embodiment of a braking device according to the invention Embodiment of a braking device according to the invention.
  • FIG. 2 shows an exploded view of the braking device from FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a top view of the braking device from FIGS. 1 and 2 in
  • Fig. 4 shows a section through the braking device of Fig. 3 along the line IV-IV.
  • FIG. 5 shows a top view of the braking device from FIGS. 1 to 3 in the holding position.
  • FIG. 6 shows a section through the braking device from FIG. 5 along the line VI-VI.
  • the braking device 10 has a loading device 11 which can optionally be brought into contact with a disk 90 which does not belong to the loading device 11 and which is part of a drive or a drivable part.
  • the disk 90 has a central bore 91, with which the disk 90 can be connected to a rotatable rod. Furthermore, the disk 90 has a completely circular outer circumference 92 over which the
  • Load device 1 1 is to be braked or locked.
  • the loading device 1 1 has a motor 12, which is designed as a conventional electric motor with two directions of rotation and its
  • Output shaft 13 has a pinion or gear 14, which a
  • Adjustment of the loading device 1 1 from a stop position into a release position and vice versa The motor 12 thus serves to adjust or switch the loading device 11 between the stop position and the release position and vice versa.
  • the loading device 1 1 also has a first lever 21 and a second lever 22, which are designed as plastic injection molded parts and which each have mutually facing inner sides 21 i, 22i and mutually facing outer sides 21 a, 22a.
  • the levers 21, 22 are each one
  • Pivot axis 21b, 22b is designed to be pivotable, the pivot axis being embodied as a pin in the present exemplary embodiment.
  • the pin can for example be connected to a housing part of the drivable part.
  • the height of the levers 21, 22 is dimensioned somewhat larger than the height of the disk 90, so that in the installed state, the levers 21, 22, which lie in the plane of the disk 90, the disk 90 at least in one axial direction, preferably in both protrude axial directions, such as
  • FIGS. 4 and 6 particularly recognizable in FIGS. 4 and 6.
  • the levers 21, 22 each have on their inside 21 i, 22i a brake member 31, 32 designed as a braking surface, which is intended to come into contact with the periphery 92 of the disk 90 and to lock the disk 90.
  • the braking surface 31, 32 is here slightly concave with the radius of the circumference 92.
  • the lever 21, 22 each has a receptacle 21z, 22z, in which the end of a spring member 40 described below can be inserted.
  • the spring member 40 has a first load leg 41 and a second Load legs 42, the ends of which have an S-shaped configuration in order to be able to be accommodated in the above receptacles 21 z, 22z.
  • the spring member 40 is designed in the manner of a leg spring with two loading legs 41, 42 which connect on both sides to a base 43 of the spring member 40 and the windings adjoining it.
  • the base 43 is connected to the housing of the part just like the pins of the bearings 21b, 22b.
  • the load leg 41, 42 prestresses the levers 21, 22 in the direction of the circumference 92 of the disk 90, and the preload of the spring member 40 or the load leg 41, 42 must be overcome in order to move the levers 21, 22 and thus the brake members 31 , 32 to push away from the periphery 92 of the disk 90.
  • the spring force of the spring member 40 defines the holding force for the drivable part or its disk 90 and is selected by design so that the holding force is able to hold the mass of a component moved by the drivable part when the drive is de-energized, but when the drive is actuated manually Component can be overcome. This can be adjusted by simply experimenting.
  • Eccentric disc 60 can be brought into contact in order to pivot the brake members 31, 32 away from the circumference 92 of the disc 90 via the levers 21, 22 against the pretension of the two load legs 41, 42. It can be seen that the guide members 51, 52 lie in a common plane in which the eccentric disk 60 to be described below is also arranged.
  • the eccentric plate 60 is arranged concentrically and axially spaced from the disk 90 and has a central, in the present case circular opening 60a, through which a shaft or shaft connected to the disk 90 can be passed at a distance from the opening 60a.
  • the eccentric disk 60 can be connected to one through the opening 60a
  • Housing part to be pivotally guided is preferably
  • Eccentric plate 60 circumferentially around an outer collar 60b, which the The opening 60a is extended and protrudes axially from the side of the eccentric disk 60 facing away from the disk 90, guided circumferentially on the housing of the drive.
  • the eccentric disc 60 faces the opening 60a thereof
  • tooth segment 61 To equip tooth segment 61 with a corresponding stop.
  • the toothed segment 61 and the gearwheel mesh with one another so that when the motor or the shaft 13 is actuated, the eccentric disk 60 is pivoted in the corresponding direction about the common axis A of the disk 90 and the eccentric disk 60.
  • a constricted section 62 is provided between the opening 60a and the disk segment 61, which enables the pivoting between the two axes 21b, 22b.
  • the eccentric disk 60 has two first circumferential sections 71 which are arranged on the outer circumference 60u of the eccentric plate in opposite positions in such a way that the two guide members 51, 52 simultaneously overlap with the corresponding first circumferential section 71 and correspond to the holding position.
  • the circumference 60u of the eccentric disk 60 also has two second circumferential sections 72, which correspond to a release position.
  • Circumferential section 71 the levers 21, 22 being displaced under the pretension of the load legs 41, 42 in the direction of the outer circumference 92 of the disk 90.
  • the guide members 51, 52 no longer abut the outer circumference 60u of the eccentric disk 60, but are slightly spaced therefrom, since the brake members 31, 32 now abut the outer circumference 92 of the disk 90 in a frictional manner and under the pretension of the spring member 40.
  • the disc 90 is braked on both sides by the spring member 40 and accordingly the guide members 51, 52 are positioned at a distance from the first peripheral section 71, 72.
  • the outer circumference 60u has a third circumferential section 73 which is at a greater distance from the axis A of the eccentric disk 90 than the first circumferential section 71 and / or the second circumferential section 72, so that the guide members can be transferred from one circumferential section 71 to that other peripheral portion 72 each have an increased resistance of the
  • Spring member 40 must be overcome.
  • the first circumferential section 71 and the second circumferential section 72 form metastable positions so far that do not allow the transition from one to the other without increased effort. It can also be seen that two stops 79 protrude radially on the outer circumference 60u of the eccentric disk 60, which prevent pivoting beyond the desired pivoting range.
  • Load leg 41, 42 exerted corresponding holding force on the disk 90, which means that even when the drive is switched off, this no longer permits rotation.
  • Brake members 31, 32 and the guide members 51, 51 are each mirror images and are therefore provided twice. This increases the overall operational reliability. However, it goes without saying that the design with only a simple design of the entire parts can also be sufficient to hold the disk 90.
  • each lever also has its own spring element, that is to say a first one
  • Spring member and a second spring member can be provided.
  • the invention has been explained above on the basis of an exemplary embodiment in which a rotary motor 12 causes the eccentric disk 60 to be adjusted and thus the loading legs 41, 42 to be tensioned. It goes without saying that, alternatively, the load legs 41, 42 can also be loaded and relieved in a different manner, for example by an axial actuator which shifts the corresponding base 43 of the spring member 40.
  • Load legs 41, 42 are arranged.
  • the invention has been described above with reference to an exemplary embodiment in which a frictional connection between the brake members 31, 32 and the disk 90 is achieved. It goes without saying that, alternatively and / or cumulatively, the provision of engaging lugs, teeth or flanks can produce a form-fitting contact, which, however, is more difficult to overcome when operated manually.
  • the spring member 40 is designed as a double-leg spring which provides a high spring force in terms of space. It goes without saying that the spring element can also be provided in a different way, for example as a torsion spring.
  • the invention has been explained above using an exemplary embodiment in which the disk 90 can be connected in a rotationally fixed manner to a shaft of a drive. It goes without saying that the disk 90 can also be connected to another moving part, for example a hinge pin or the like, in a hinge or an articulated connection in order to block the pivoting.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für ein antreibbares Teil, insbesondere zum Einsatz für eine Fahrzeugklappe, insbesondere in einem Automobil, umfassend eine antreibbare Belastungseinrichtung (11), die mit einer Scheibe (90) des antreibbaren Teils radial in Kontakt bringbar ist, mit einer ersten Haltestellung und einer zweiten Freigabestellung, wobei in der Haltestellung zumindest ein Bremsglied an einem Umfang (92) der Scheibe (90) reibend anliegt und die Scheibe (90) gegen eine Verdrehung mit einer voreinstellbaren Kraft sichert, wobei in der Freigabestellung das zumindest eine Bremsglied von dem Umfang der Scheibe (90) beabstandet ist und einen Freilauf der Scheibe (90) zulässt, wobei die Belastungseinrichtung (11) zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung, vorzugsweise von einem Motor (12), verstellbar ist. Eine Bremseinrichtung bzw. ein rotierender Antrieb, mit dem auch bei nicht-bestromten oder abgeschaltetem Motor ein antreibbares Teil des Antriebs gegen eine Verlagerung aufgrund der Masse des zu verlagernden Bauteils gesichert ist, wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass die erste Haltestellung und die zweite Freigabestellung jeweils als metastabile Haltestellungen ausgebildet sind.

Description

Bremseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für ein antreibbares Teil, insbesondere zum Einsatz für eine Fahrzeugklappe, insbesondere in einem Automobil. Die Erfindung betrifft weiter einen rotierenden Antrieb.
Aus der Praxis sind Antriebe bekannt, die antreibbare Bauteile, insbesondere um eine Schwenkachse, verlagern, wobei ein Elektromotor ein ausreichend hohes Drehmoment abliefert, um die von der Masse der Bauteile herrührende Last zu überwinden. Beispielsweise bei Fahrzeugklappen wie
Kofferraumdeckeln verfährt der Antrieb diese aus der Schließposition in die geöffnete Position und zurück. Da das Fahrzeug eine Neigung einnehmen kann, ist der Motor so ausgelegt, dass er ein ausreichend hohes Drehmoment abliefert, um die Klappe auch bei ungünstigen Parametern öffnen und/oder schließen zu können. Die bekannten Antriebe weisen häufig Rutschkupplungen auf, damit im Falle einer Störung das anzutreibende Bauteil händisch geöffnet oder geschlossen werden kann. Nachteilig bei den bekannten Antrieben ist der Umstand, dass für das Flalten des antreibbaren Bauteils in einer
Zwischenposition eine permanente Bestromung des Antriebs erforderlich ist. Dies führt zu einem hohen Energieaufwand und zu einer unnötigen Erwärmung der Antriebe sowie zu einer verkürzten Lebensdauer der Bauteile.
So ist aus der Praxis bekannt, eine Fahrzeugklappe, beispielsweise eine Seitentür oder eine Heckklappe, eines Automobils, wie beispielsweise eines Kraftfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs, vorübergehend zu fixieren, wenn dies die Umstände erfordern. Dies kann beispielsweise ein drohender
Zusammenstoß mit einem Hindernis wie einem parkenden anderen Automobil oder eine Wand sein, oder aber der Wunsch eines Passagiers, sich an der Klappe abstützen zu wollen. Ferner kommt es beim Transport von sperrigen Gütern im Kofferraum immer wieder vor, dass die Heckklappe nicht verriegelt werden kann, da die Güter in den Schwenkweg ragen. In diesen Fällen ist es erwünscht, die Klappe auch in einer anderen als der Schließposition arretieren zu können, um Kollisionen und/oder eine unerwünschte selbsttätige Öffnung auf Grund von Vibrationen zu verhindern. Entsprechend soll auch wirksam verhindert werden, dass eine geöffnete Klappe geschlossen werden kann, wodurch beispielsweise Gliedmaßen eines Benutzers wie Hand, Finger oder Kopf verletzt werden könnten. Insbesondere bei Fahrzeugklappen, die motorisch angetrieben sind, besteht der Bedarf einer Bremseinrichtung, die zumindest eine Haltestellung und eine Freigebestellung aufweist und damit die Verriegelung der angetriebenen Klappe ermöglicht.
Besonders interessant ist das Vorsehen einer Bremseinrichtung bei Seitentüren von Automobilen, die schon bei geringer Neigung des Automobils durch
Schwerkrafteinfluss in eine geöffnete oder in eine geschlossene Position tendieren und ein entsprechendes Kollisionsrisiko mit Hindernissen darstellen.
DE 10 2015 215 627 A1 beschreibt eine Bremseinrichtung zum Einsatz für eine Fahrzeugklappe, insbesondere in einem Automobil, mit einem über eine
Trommel aufwickelbaren Seil, das die Trommel in Abhängigkeit von der
Verlagerung einer Türhaltestellung in Rotation versetzt, wobei die Trommel mit einem antreibbaren Teil in Gestalt eines rotierbaren Schaftes gekoppelt ist, die endseitig eine Scheibe ausbildet, mit der eine antreibbare
Belastungseinrichtung radial in Kontakt bringbar ist und eine erste Haltestellung und eine zweite Freigabestellung annehmen kann, wobei in der Haltestellung zwei Bremsglieder in Gestalt von Bremsbacken an einem Umfang der Scheibe reibend anliegen und diese gegen eine Verdrehung mit einer voreinstellbaren Kraft sichern, wobei in der Freigabestellung die Bremsglieder von dem Umfang der Scheibe beabstandet sind und einen Freilauf der Scheibe zulassen, wobei die Belastungseinrichtung zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung z.B. von einem Motor verstellbar ist. Der Motor treibt über ein Ritzel und ein Getriebe einen verzahnten Abschnitt eines Hebels an, der ein gemeinsames Stellelement der beiden Bremsbacken je nach Position des verzahnten
Abschnitts in die erste Haltestellung oder in die zweite Freigabestellung verdreht. Nachteilig an der bekannten Bremseinrichtung ist zum einen, dass der Hebel einen großen Bauraum erfordert, der oft nicht zur Verfügung steht.
Ferner erfolgt das Verlagern in die Haltestellung desto fester, je mehr der Hebel ausgelenkt wird. Ist der Motor aber nicht bestromt, zum Beispiel auf Grund einer Unterbrechung der Energieversorgung, besteht die Gefahr, dass sich auf Grund von Vibrationen oder von außen an der Trommel angreifenden Kräften die Haltestellung schleichend verlassen wird. Umgekehrt kann es passieren, dass bei nicht bestromten Motor unter dem Eindruck von die Bremsbacken
gegenseitig vorspannenden Spannfedern die Bremseinrichtung aus der zweiten Freigabestellung in eine bremsende oder gar vollständige Haltestellung rutscht und damit die Klappe in unerwünschter Weise blockiert. Insbesondere ist nicht sichergestellt, dass neben der definierten ersten Haltestellung und der definierten zweiten Freigabestellung Zwischenstellungen angefahren werden können, in denen eine unerwünschte Bremsung erfolgt, die die Bremsbeläge verschleißt und bei der Verlagerung der Klappe Bremsgeräusche verursacht und kein definiertes Haltemoment bereitstellt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Bremseinrichtung bzw. einen rotierenden Antrieb anzugeben, mit dem auch bei nicht-bestromten oder abgeschaltetem Motor ein antreibbares Teil des Antriebs gegen eine Verlagerung aufgrund der Masse des zu verlagernden Bauteils gesichert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremseinrichtung bzw. einen rotierenden Antrieb mit den Merkmalen eines unabhängigen Anspruchs gelöst.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Bremseinrichtung für ein antreibbares Teil, insbesondere zum Einsatz für eine Fahrzeugklappe, insbesondere in einem Automobil, geschaffen, umfassend eine antreibbare Belastungseinrichtung, die mit einer Scheibe des antreibbaren Teils radial in Kontakt bringbar ist, mit einer ersten metastabilen Haltestellung und einer zweiten metastabilen Freigabestellung, wobei in der Haltestellung zumindest ein Bremsglied an einem Umfang der Scheibe reibend anliegt und diese gegen eine Verdrehung mit einer voreinstellbaren Kraft sichert, wobei in der
Freigabestellung das zumindest eine Bremsglied von dem Umfang der Scheibe beabstandet ist und einen Freilauf der Scheibe zulässt, wobei die Belastungseinrichtung zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung z.B. von einem Motor verstellbar ist. Die Bremseinrichtung kann vorteilhaft baueinheitlich mit einem Gehäuse des antreibbaren Teils ausgebildet sein. Die Bremseinrichtung ermöglicht es, die Scheibe des antreibbaren Teils zu fixieren und wirkt damit wie eine zuschaltbare Bremse, ohne dass der Antrieb bei einer Zwischenstellung permanent bestromt werden muss. Das durch die Reibung aufgebrachte Bremsmoment wird hierbei in einer ersten bevorzugten Variante so ausgelegt, dass das resultierende Bremsmoment auf eine Klappe oder dergleichen hoch genug ist, die Klappe in extremen Steigungssituationen zu halten, jedoch niedrig genug, dass die Klappe noch kraftvoll von Hand bewegt werden kann. Soweit handelt es sich dann um eine Überlastkupplung, die eine Notfallbetätigung ermöglicht. Die Scheibe des antreibbaren Teils, die
zweckmäßigerweise auf einem rotierbaren Schaft unverdrehbar angeschlossen ist, wird durch die Belastungseinrichtung arretiert. Es ist aber auch möglich, dass die Scheibe selbst eine Spindelmutter ist, die wiederrum eine
Spindelstange antreibt, also gerade nicht mit dem rotierbaren Schaft
unverdrehbar verbunden ist.
Zweckmäßigerweise umfasst die Belastungseinrichtung ein Federglied, das das Bremsglied in Richtung auf die Haltestellung belastet. Das Federglied stellt im gespannten Zustand eine Anpresskraft zur Verfügung, die das Bremsglied gegen den Umfang der Scheibe drückt. Je nach Auslegung des Federglieds ist damit die Haltekraft höher oder niedriger. Die Belastungseinrichtung ermöglicht es, das Federglied zu spannen, um das Bremsglied in die Freigabestellung zu verlagern, oder aber das Federglied zu entspannen, um das Bremsglied in die Haltestellung zu verlagern. Die Belastungseinrichtung hat also den Vorteil, dass sie die Feder als bremsendes oder haltendes Element zuschaltet oder abschaltet, je nach Betätigung des Motors.
Vorzugsweise weist das Federglied wenigstens einen Belastungsschenkel auf, der das Bremsglied gegen die Scheibe belastet. Der Belastungsschenkel ist beispielsweise der Belastungsschenkel einer Schenkelfeder, deren anderer Schenkel bzw. dessen Basis an einem Gehäuseteil festgelegt ist.
Vorzugsweise weist das Federglied noch einen zweiten Belastungsschenkel auf, der ein zweites Bremsglied gegen die Scheibe belastet. In diesem Fall ist eine Basis des Bremsglieds ortsfest angeordnet und die beiden als
Belastungsschenkel ausgebildeten Schenkel stehen an entgegengesetzten Enden von der Basis ab. In diesem Fall wird vorteilhaft die Scheibe von einem ersten Bremsglied und einem zweiten Bremsglied reibend fixiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der erste
Belastungsschenkel einen ersten Hebel verlagert, in dem das Bremsglied angeordnet ist. Vorzugsweise verlagert der zweite Belastungsschenkel des Federglieds einen zweiten Hebel, an dem das zweite Bremsglied angeordnet ist. Es ist aber alternativ möglich, dass das Bremsglied jeweils unmittelbar an dem Belastungsschenkel des Federglieds angeschlossen ist, beispielsweise in der Form, dass der Belastungsschenkel einen Bremsabschnitt aufweist, der radial gegen den Umfang der Scheibe angelegt werden kann. Dieser Abschnitt des Belastungsschenkel ist zweckmäßigerweise gehärtet, beispielsweise durch eine Laserhärtung, um Abrieb zu verhindern.
Der erste Hebel und/oder der zweite Hebel ist zweckmäßigerweise um ein Schwenkgelenk gelenkig verschwenkbar, um einen definierten Schwenkweg des Flebels und damit des Bremsglieds sicherzustellen.
In günstiger Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Hebel ein Widerlager bzw. für eine Aufnahme für den ersten Belastungsschenkel aufweist. Hierbei wird vorteilhaft erreicht, dass der Belastungsschenkel und der Hebel sich
gemeinsam hin und her bewegen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der erste Hebel auf seiner der Scheibe abgekehrten Seite lediglich eine
Auflagefläche für den Belastungsarm aufweist, sodass ein etwaiger Austausch des Federglieds erleichtert ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bremsglied an dem ersten Hebel angeordnet ist. Das Bremsglied ist hierbei gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung als Bremsfläche des ersten Hebels ausgebildet. Vorteilhaft kann durch Bilden einer Vertiefung oder einer abgerundeten Kontur die Bremsfläche des ersten und gegebenenfalls zweiten Hebels vergrößert werden, damit nicht nur ein linienmäßiger Kontakt, sondern flächenmäßiger Kontakt zwischen Bremsfläche und Umfang der Scheibe erreicht wird. Alternativ kann anstelle einer Bremsfläche auch eine Eingriffsrolle, ein Zahnsegment oder dergleichen vorgesehen sein, das zusätzlich zu der reibenden Festlegung der Scheibe auch noch einen Formschluss mit einer beispielsweise Außenverzahnung der Scheibe ermöglicht. Die ausschließlich reibende Sicherung der Scheibe ist jedoch bevorzugt, da diese praktisch geräuschfrei erfolgen kann und leicht von Hand überwunden werden kann.
Alternativ zu der Ausgestaltung eines Abschnitts des Hebels als Bremsfläche kann der Hebel auch eine Rolle, einen Fortsatz oder dergleichen vorweisen, der das Bremsglied verkörpert.
Zweckmäßigerweise ist der Abstand der Anlenkung des Hebels von dem
Bremsglied kleiner als der Durchmesser der Scheibe, wodurch sich ein günstiges Kräfteverhältnis ergibt.
Zweckmäßigerweise ist dem Bremsglied ein Führungsglied zugeordnet, das außer Kontakt mit der Scheibe steht. Das Führungsglied ermöglicht es, das Bremsglied außerhalb des Bereichs des Kontaktes zwischen Bremsglied und Scheibe auszurücken und damit die Belastungskraft des Federglieds zu überwinden beziehungsweise das Federglied zu spannen. Das Führungsglied befindet sich zweckmäßigerweise in einer Ebene, die axial von der Scheibe beabstandet ist. Gemäß einer günstigen Ausgestaltung ist das Führungsglied als
Führungsabschnitt an dem Belastungsschenkel oder dem Hebel ausgebildet. Vorzugsweise ist das Führungsglied jedoch als rotierbare Rolle ausgebildet, die mit dem Belastungsschenkel oder dem Hebel verbunden ist. Reibungswiderstand und Geräuschentwicklung einer Rolle sind gegenüber einer Führungsfläche reduziert, insbesondere wenn die Rolle einen Umfang aus möglicherweise nachgiebigem Kunststoff aufweist.
Zweckmäßigerweise ist das Führungsglied an dem Hebel vorgesehen.
Alternativ kann das Führungsglied auch an dem Federglied vorgesehen oder angeschlossen sein, insbesondere wenn es keinen Hebel gibt.
In bevorzugter Ausgestaltung ist jeweils nicht nur ein erstes Bremsglied bzw. Belastungsschenkel bzw. Hebel bzw. Führungsglied vorgesehen, sondern auch jeweils ein zweites Bremsglied bzw. Belastungsschenkel bzw. Hebel bzw.
Führungsglied. Flierdurch wird die Scheibe von zwei Seiten gehalten und die resultierende Haltekraft ist entsprechend höher. Für eine funktionierende Bremseinrichtung ist grundsätzlich jedoch nur ein Bremsglied erforderlich, ein zweites und jeweils weiteres drittes, etc. Bremsglied verbessert jedoch die Haltekräfte und ermöglicht es, auch schwächer ausgelegte Federglieder einzusetzen.
Durch das reibende in Kontakt bringen der Bremsglieder mit dem radialen Umfang der Scheibe kann mit manueller Kraft die Haltekraft der
Belastungseinrichtung überwunden werden, ohne dass hierbei die Scheibe oder die Bremsglieder beschädigt werden. Ein Eingriff mit Eingriffsnase und
Verzahnung, ähnlich einer Ratsche oder Feststellbremse, ist möglich, beinhaltet aber die Gefahr der Beschädigung bei Überlastung.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine
Exzenterscheibe mit dem Führungsglied zusammenwirkt, wobei je nach
Schwenkwinkel der Exzenterscheibe das Führungsglied stärker insbesondere gegen die Rückstellkraft des Federglieds ausgelenkt ist, wenn die
Exzenterscheibe mit einem ersten Umfangsabschnitt mit dem Führungsglied in Kontakt steht, oder weniger stark ausgelenkt ist und eine Reibungskraft mit der Scheibe erzeugt, wenn die Exzenterscheibe mit einem zweiten
Umfangsabschnitt dem Führungsglied zugekehrt ist. Der erste Umfangsabschnitt und der zweite Umfangsabschnitt sind jeweils als lokale Minima der Auslenkung ausgebildet, sodass auch beim Hin- und Herbewegen des antreibbaren Teils beziehungsweise einer hieran angeschlossenen Klappe die Haltestellung und/oder die Freigabestellung nicht von dem Führungsglied verlassen wird. Hierzu weist die Exzenterscheibe zwischen dem ersten
Umfangsabschnitt und dem zweiten Umfangsabschnitt jeweils einen mittleren Umfangsabschnitt auf, der eine stärkere Auslenkung des Führungsglieds erfordert.
Der Umfangsabschnitt der Exzenterscheibe muss nicht zwangsläufig am äußeren Umfang der Exzenterscheibe vorgesehen sein, es kann sich auch um einen Innenumfangsabschnitt handeln, beispielsweise einer in der
Exzenterscheibe ausgesparten Kulissenbahn. Ist das Führungsglied in der Kulissenbahn fixiert, kann durch Verschwenkung der Exzenterscheibe der Anpressradius des Bremsgliedes in Bezug auf die Scheibe eingestellt werden. Hingegen gestaltet sich die Notbetätigung schwieriger, es besteht die Gefahr, dass sich die Exzenterscheibe unter der Einwirkung von Erschütterungen und dergleichen das Führungsglied in der Kulissenbahn verlagert.
Vorzugsweise weist die Exzenterscheibe eine Lagerachse auf, die zumindest zu der Achse der Scheibe parallel und vorzugsweise koaxial zu dieser ist.
Hierdurch wird günstig insbesondere bei mehreren Bremsgliedern eine gleichmäßige und synchrone Einleitung von Haltekräften durch die
Bremsglieder erreicht. Zugleich kann die Exzenterscheibe parallel zu der Scheibe montiert werden.
Vorzugsweise weist die Exzenterscheibe eine zentrische Durchbrechung für einen mit der Scheibe rotierenden Stangenabschnitt, eine Welle, einen Fortsatz oder dergleichen auf, sodass die Exzenterscheibe das rotierende Teil mit einem Abstand umbaut. Damit ist es möglich, die Exzenterscheibe in einen Antrieb wie beispielsweise einen Spindelantrieb zu integrieren oder sogar nachzurüsten.
Die Exzenterscheibe weist zweckmäßigerweise einen ersten Umfangsabschnitt auf, in dem das Führungsglied in der Haltestellung angeordnet ist, und einen zweiten Umfangsabschnitt, in dem das Führungsglied in der Freigabestellung anliegt. Sind mehrere Führungsglieder vorgesehen, ist für jedes der
Führungsglieder zumindest ein erster Umfangsabschnitt und ein zweiter Umfangsabschnitt zweckmäßig vorgesehen. In der Freigabestellung liegt das Führungsglied fest an dem zweiten Umfangsabschnitt an, während in der Haltestellung der erste Umfangsabschnitt auch einen Spalt zu dem
Führungsglied aufweisen kann.
Die Exzenterscheibe weist zweckmäßigerweise einen Antriebsabschnitt auf, über den eine Verdrehung um die Lagerachse der Exzenterscheibe eingeleitet werden kann. Der Antriebsabschnitt ist hierbei zweckmäßigerweise an einem von der Lagerachse maximal beabstandeten Ende angeordnet, um zum einen ein günstiges Hebelverhältnis zu erreichen und zum anderen eine Verstellung von außen zu erleichtern.
Vorzugsweise weist der Antriebsabschnitt ein außen verzahntes
Scheibensegment auf, über das ohne Schlupf eine reproduzierbare Verstellung der Exzenterscheibe ermöglicht ist. Alternativ kann der Antriebsabschnitt auch verstellt werden, beispielsweise über ein Koppelmehrgelenk, eine
Kulissenführung ein Getriebe, und dergleichen. Es ist auch möglich, den Antriebsabschnitt von einer Feder wahlweise in die Haltestellung oder in die Freigabestellung zu beaufschlagen, und diese Vorspannkraft durch den Motor zu überwinden. Der Motor, der die Belastungseinrichtung verstellt, ist in einer besonders günstigen Ausgestaltung zugleich der Motor, der die Scheibe antreibt, wenn in günstiger Konstellation während des Antriebs der Scheibe der Motor die Belastungseinrichtung in die Freigabestellung verlagert und bei Beendigung des Antriebs die Belastungseinrichtung durch ein entsprechendes Federelement oder den Motor in die Haltestellung verlagert wird. Zweckmäßig weisen der Motor und der Antrieb eine gemeinsame Steuerung auf.
Weist der Antriebsabschnitt ein außen verzahntes Scheibensegment auf, ist dieses günstig mit einem von dem Motor angetriebenen Zahnrad in getriebeeingriff, sodass der Motor die Exzenterscheibe und damit die
Belastungseinrichtung antreibt.
In einer alternativen Ausgestaltung ohne Hebel und ohne Führungsglied ist vorgesehen, dass die Bremsglieder unmittelbar axial an der Exzenterscheibe angeschlossen sind und je nach Drehwinkel der Exzenterscheibe mit der Scheibe radial in Kontakt gelangen oder nicht. Eine Feder kann hierbei die Bremsglieder in Richtung auf die Haltestellung Vorspannen.
Eine günstige Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass die Exzenterscheibe einen ersten Umfangsabschnitt aufweist, in dem das Führungsglied in der Haltestellung anliegt, und benachbart und beabstandet hiervon beiderseits einen zweiten und einen dritten Umfangsabschnitt aufweist,
indem das Führungsglied jeweils in der Freigabestellung anliegt. Hierdurch kann günstig erreicht werden, dass zwischen der Bewegungsantrieb in die eine Richtung und der Bewegungsantriebs in die andere Richtung jeweils die
Halteposition überfahren werden muss.
Vorzugweise weist die Exzenterscheibe einen eingeschnürten Abschnitt auf, wobei der Antriebsabschnitt einerseits des eingeschnürten Abschnitts und der erste Umfangsabschnitt sowie vorzugsweise die weiteren Umfangsabschnitte andererseits des eingeschnürten Abschnitt vorgesehen ist. Die Einschnürung ist vorzugsweise in etwa in Höhe der Anlenkung der Hebel vorgesehen und ermöglicht es, die Bremseinrichtung kleinbauend auszubilden. Zugleich kann der Antriebsabschnitt mit einem kleinen Radius ausgebildet sein, und
entsprechend einen vergleichsweise großen Weg bereitstellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein rotierender Antrieb geschaffen, der sich durch eine Bremseinrichtung mit einem oder mehreren Merkmalen, die vorstehend beschrieben wurden, auszeichnet. Der rotierende Antrieb zeichnet sich weiter dadurch aus, dass im angetriebenen Zustand die Scheibe
angetrieben ist, und im nicht angetriebenen Zustand die Scheibe steht. Vorzugsweise weist der Antrieb ein vorzugsweise angetriebenes rotierbares Teil, wie einen rotierbaren Schaft, ein Getriebeelement wie ein Schneckenrad oder eine Spindelmutter oder eine Spindelstange, auf, das mit der Scheibe gekoppelt, insbesondere verbunden und/oder einstückig ausgebildet ist.
Hierdurch wird das rotierbare Teil mit einer effektiven Bremseinrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, den Antrieb auch im stromlosen Zustand mit einer Haltekraft zu fixieren, die entsprechend der Auslegung des Federglieds überwunden werden kann. Wenn ein erstes Element eines Getriebes arretiert wird, sind mittelbar auch die anderen in Getriebeeingriff stehenden Elemente, jedenfalls bei formschlüssigem Eingriff, auch arretiert. Insoweit sind auch mit der Scheibe mittelbar verbundene Teile mit der Bremseinrichtung ausgestattet. So kann eine Spindelstange auch dadurch von der Bremseinrichtung wirksam arretiert oder freigegeben werden, dass eine zugehörige Spindelmutter oder ein zugehöriges Schneckenrad die Scheibe bereitstellt. Die Scheibe ist dann nicht an der Spindelstange selbst ausgebildet, sondern an einem mit der
Spindelstange in Getriebeeingriff stehenden Teil, wodurch ein die
Spindelstange umgebendes Gehäuse keine Aussparungen für die Zustellung der Bremsglieder bereitstellen muss.
Vorzugweise ist die Haltekraft der Bremseinrichtung höher als das maximale Drehmoment, das das von dem Antrieb bewegte Bauteil aufgrund seiner Masse bereitstellt.
Alternativ zu der Ausgestaltung des Motors als rotierender Motor kann der Motor auch ein axial verstellbarer Elektromotor, insbesondere ein
Elektromagnet sein, der beispielsweise mit einem weiteren Hebelarm des oder der Hebel in Verbindung steht oder der das Widerlager, alternativ die Basis des Federglieds verstellt, um die Vorspannung zu überwinden oder zu erhöhen oder zu verringern.
Zweckmäßigerweise wandelt der rotierende Antrieb eine Drehbewegung, beispielsweise die Drehbewegung eines Antriebsmotors, in eine axiale
Bewegung um, beispielsweise durch Auseinanderfahren oder Zusammenschieben eines teleskopartigen Spindelantriebs. Die Bremseinrichtung erhöht dann die Selbsthemmung des Antriebs, die häufig nicht ausreicht, um das Drehmoment der Masse des von dem Antrieb bewegten Bauteils eine Haltekraft entgegenzurichten.
Zweckmäßigerweise weist ein die Scheibe umgebendes Gehäuse des Antriebs radiale Aussparungen auf, die die Zustellung der Bremsglieder zu der Scheibe ermöglichen. Hierdurch ist es möglich, die Bremseinrichtung auch teilweise außerhalb des Gehäuses vorzusehen und nur den Bereich des Gehäuses auszusparen, der für das Arretieren der Scheibe erforderlich ist.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Scheibe die radiale Zustellung der Bremsglieder zu der Scheibe ermöglicht. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass die Bremseinrichtung insgesamt in demselben Gehäuse angeordnet ist, in dem auch die Scheibe untergebracht ist. Weiter vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Scheibe am Umfang eines rotierbaren Schaftes angeordnet ist, der durch die Verlagerung einer Fahrzeugklappe in
Drehbewegung verlagerbar ist. Besonders günstig ist es, wenn die Scheibe an einem distalen Ende des rotierbaren Schaftes angeordnet ist; hierdurch kann eine Exzenterscheibe in Verlängerung des distalen Endes des rotierbaren Schaftes, vorzugsweise konzentrisch zu dessen Achse, angeordnet werden. Hierdurch wird insbesondere die Einleitung von ungünstigen Momenten verhindert.
Eine günstige Verwendung des Antriebs erfolgt für das Verschwenken einer Klappe um eine Anlenkung. Insbesondere kann der Antrieb für das
Verschwenken der Klappe eines Automobils um eine Anlenkung der Klappe an einer Karosserie des Automobils verwendet werden. Die Klappe kann sowohl eine Heckklappe oder eine Frontklappe des Automobils als auch eine Tür, Schiebetür, Ausstelldach oder Spoiler des Automobils sein. Das Automobil kann sowohl ein durch Verbrennungsmotor als auch durch Elektromotor
angetriebenes Automobil sein. Die Bremseinrichtung ist in diesen Fällen ausgebildet zum Freigeben und/oder Blockieren des Verschwenkens der Klappe um die Anlenkung und stellt entsprechend eine günstige Verwendung bereit.
Weitere Vorteile, Eigenschaften, Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung.
Fig. 2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Bremseinrichtung aus Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Bremseinrichtung aus Fig. 1 und 2 in
Freigabestellung.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Bremseinrichtung aus Fig. 3 entlang der Linie IV-IV.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Bremseinrichtung aus Fig. 1 bis 3 in der Haltestellung.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Bremseinrichtung aus Fig. 5 entlang der Linie Vl-Vl.
Fig. 1 zeigt die insgesamt mit 10 bezeichnete Bremseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht. Die Einzelteile der Bremseinrichtung sind in der Explosionsdarstellung gemäß Fig. 2 deutlicher in ihrer Ausgestaltung zu erkennen. Die Bremseinrichtung 10 weist eine Belastungseinrichtung 1 1 auf, die mit einer nicht zu der Belastungseinrichtung 1 1 gehörenden Scheibe 90, die Teil eines Antriebs bzw. eines antreibbaren Teils ist, wahlweise in Kontakt bringbar ist. Die Scheibe 90 weist eine zentrale Bohrung 91 auf, mit der die Scheibe 90 an eine rotierbare Stange anschließbar ist. Ferner weist die Scheibe 90 einen vollständig kreisförmigen Außenumfang 92 auf, über den die
rotierende oder eine Rotierung zulassende Scheibe 90 durch die
Belastungseinrichtung 1 1 gebremst bzw. arretiert werden soll. Die Belastungseinrichtung 1 1 weist einen Motor 12 auf, der als konventioneller Elektromotor mit zwei Drehrichtungen ausgebildet ist und dessen
Ausgangswelle 13 ein Ritzel oder Zahnrad 14 aufweist, welches eine
Verstellung der Belastungseinrichtung 1 1 von einer Haltestellung in eine Freigabestellung und umgekehrt ermöglicht. Der Motor 12 dient somit einer Verstellung oder Umschaltung der Belastungseinrichtung 1 1 zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung und umgekehrt.
Die Belastungseinrichtung 1 1 weist ferner einen ersten Hebel 21 und einen zweiten Hebel 22 auf, die als Kunststoffspritzgussteile ausgebildet sind und die jeweils einander zugekehrte Innenseiten 21 i, 22i und einander abgekehrte Außenseiten 21 a, 22a aufweisen. Die Hebel 21 , 22 sind jeweils um eine
Schwenkachse 21 b, 22b schwenkbar ausgebildet, wobei die Schwenkachse im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zapfen verkörpert ist. Der Zapfen kann beispielsweise an einem Gehäuseteil des antreibbaren Teils angeschlossen sein. Die Höhe der Hebel 21 , 22 ist hierbei etwas größer als die Höhe der Scheibe 90 bemessen, sodass im eingebauten Zustand die Hebel 21 , 22, die in der Ebene der Scheibe 90 liegen, die Scheibe 90 wenigstens in eine axiale Richtung, vorzugsweise in beide axiale Richtungen überragen, wie
insbesondere in Fig. 4 und Fig. 6 erkennbar.
Die Hebel 21 , 22 weisen an Ihrer Innenseite 21 i, 22i jeweils ein als Bremsfläche ausgebildetes Bremsglied 31 , 32 auf, welches dazu bestimmt ist, mit dem Umfang 92 der Scheibe 90 in Kontakt zu gelangen und die Scheibe 90 zu arretieren. Die Bremsfläche 31 , 32 ist hierbei leicht konkav mit dem Radius des Umfangs 92 ausgebildet.
An seinem dem Lager 21 b, 22b abgekehrten Ende weist der Hebel 21 , 22 jeweils eine Aufnahme 21 z, 22z auf, in der das Ende eines nachstehend beschriebenen Federglieds 40 eingesetzt werden kann.
Das Federglied 40 weist einen ersten Belastungsschenkel 41 und einen zweiten Belastungsschenkel 42 auf, deren Ende eine S-förmige Ausgestaltung aufweisen, um in die vorstehenden Aufnahmen 21 z, 22z aufgenommen werden zu können. Das Federglied 40 ist nach Art einer Schenkelfeder mit zwei Belastungsschenkeln 41 , 42 ausgebildet, die beiderseits einer Basis 43 des Federglieds 40 und der hieran anschließenden Windungen anschließen. Die Basis 43 ist hierbei ebenso wie die Zapfen der Lager 21 b, 22b an dem Gehäuse des Teils angeschlossen. Der Belastungsschenkel 41 , 42 spannt die Hebel 21 , 22 in Richtung auf den Umfang 92 der Scheibe 90 vor, und die Vorspannung des Federglieds 40 bzw. der Belastungsschenkel 41 , 42 muss überwunden werden, um die Hebel 21 , 22 und damit die Bremsglieder 31 , 32 von dem Umfang 92 der Scheibe 90 fortzudrücken. Die Federkraft des Federglieds 40 definiert hierbei die Haltekraft für das antreibbare Teil bzw. dessen Scheibe 90 und wird hierbei durch Auslegung so ausgewählt, dass die Haltekraft die Masse eines von dem antreibbaren Teils bewegten Bauteils bei stromlosem Antrieb zu halten vermag, jedoch bei händischer Betätigung des Bauteils überwunden werden kann. Dies kann durch einfaches Experimentieren eingestellt werden.
Auf einer Oberseite der Hebel 21 , 22 ist jeweils ein als Kunststoffrolle ausgebildetes, an dem Hebel 21 , 22 gelagertes Führungsglied 51 , 52
angeschlossen, das mit den Umfang einer nachstehend beschriebenen
Exzenterscheibe 60 in Anlage bringbar ist, um die Bremsglieder 31 , 32 über die Hebel 21 , 22 gegen die Vorspannung der beiden Belastungsschenkel 41 , 42 von dem Umfang 92 der Scheibe 90 fort zu schwenken. Man erkennt, dass die Führungsglieder 51 , 52 in einer gemeinsamen Ebene liegen, in der auch die nachstehend zu beschreibende Exzenterscheibe 60 angeordnet ist.
Die Exzenterplatte 60 ist konzentrisch und axial beabstandet zu der Scheibe 90 angeordnet und weist eine zentrale, vorliegend kreisförmige Durchbrechung 60a, durch die eine mit der Scheibe 90 verbundene Welle oder Schaft mit Abstand zu der Durchbrechung 60a hindurchgeführt werden kann, auf. Die Exzenterscheibe 60 kann hierbei über die Durchbrechung 60a an einem
Gehäuseteil schwenkbeweglich geführt sein, vorzugsweise ist die
Exzenterplatte 60 jedoch umfangsmäßig um einen äußeren Kragen 60b, der die Durchbrechung 60a verlängert und axial von der der Scheibe 90 abgekehrten Seite der Exzenterscheibe 60 vorsteht, umfangsmäßig an dem Gehäuse des Antriebs geführt.
Die Exzenterscheibe 60 weist an ihrem von der Durchbrechung 60a
beabstandetem Ende ein außen verzahntes Scheibensegment 61 mit einer Mehrzahl von Zähnen auf, von denen der erste Zahn 61 a einen Endanschlag für das Zahnrad 14 bildet. Es ist möglich, auch das andere Ende des
Zahnsegments 61 mit einem entsprechenden Anschlag auszustatten. Das Zahnsegment 61 und das Zahnrad 14 kämmen miteinander, sodass bei Betätigung des Motors beziehungsweise der Welle 13 die Exzenterscheibe 60 in die entsprechende Richtung um die gemeinsame Achse A von Scheibe 90 und Exzenterscheibe 60 verschwenkt wird. Zwischen der Durchbrechung 60a und dem Scheibensegment 61 ist ein eingeschnürter Abschnitt 62 vorgesehen, der die Verschwenkung zwischen den beiden Achsen 21 b, 22b ermöglicht.
Die Exzenterscheibe 60 weist zwei erste Umfangsabschnitte 71 auf, die am Außenumfang 60u der Exzenterplatte in gegenüberliegenden Positionen derart angeordnet sind, dass die beiden Führungsglieder 51 , 52 gleichzeitig mit den entsprechenden ersten Umfangsabschnitt 71 in Überdeckung gelangen und der Haltestellung entsprechen. Der Umfang 60u der Exzenterscheibe 60 weist ferner zwei zweite Umfangsabschnitte 72 auf, die einer Freigabestellung entsprechen.
Insbesondere in Fig. 3 und 4 erkennt man, dass bei maximalem Abstand des Zahns 61 a von dem Zahnrad 14 die beiden Führungsglieder 51 , 52 jeweils an dem zweiten Umfangsabschnitt vorgespannt von dem Federglied 40, anliegen, wobei Vorsprünge 79 am Umfang 60u der Exzenterscheibe 60 verhindern, dass die Exzenterscheibe 60 über die Freigabestellung hinaus deutlich verlagert wird. Man erkennt, dass der Abstand des zweiten Umfangsabschnitts 72 von der Achse A der Exzenterscheibe 60 größer ist als der Abstand des ersten Umfangsabschnitts 71 der Exzenterscheibe 60. ln Fig. 5 und 6 liegen die Führungsglieder 51 , 52 im Bereich des ersten
Umfangsabschnitts 71 , wobei die Hebel 21 , 22 unter der Vorspannung der Belastungsschenkel 41 , 42 in Richtung auf den Außenumfang 92 der Scheibe 90 verlagert werden. Man erkennt, dass die Führungsglieder 51 , 52 nicht mehr an den Außenumfang 60u der Exzenterscheibe 60 anliegen, sondern hiervon geringfügig beabstandet sind, da nunmehr die Bremsglieder 31 , 32 an dem Außenumfang 92 der Scheibe 90 reibend und unter der Vorspannung des Federglieds 40 anliegen. Die Scheibe 90 ist von dem Federglied 40 gebremst beidseitig gehalten und entsprechend sind die Führungsglieder 51 , 52 von dem ersten Umfangsabschnitt 71 , 72 beabstandet positioniert. Man erkennt, dass der Außenumfang 60u einen dritten Umfangsabschnitt 73 aufweist, der einen größeren Abstand zu der Achse A der Exzenterscheibe 90 aufweist als der erste Umfangsabschnitt 71 und/oder der zweite Umfangsabschnitt 72, sodass zum Überführen der Führungsglieder von dem einen Umfangsabschnitt 71 zu dem anderen Umfangsabschnitt 72 jeweils ein erhöhter Widerstand des
Federglieds 40 überwunden werden muss. Der erste Umfangsabschnitt 71 und der zweite Umfangsabschnitt 72 bilden soweit metastabile Positionen aus, die den Übergang von der einen zu der anderen ohne erhöhten Kraftaufwand nicht zulassen. Man erkennt ferner, dass am Außenumfang 60u der Exzenterscheibe 60 noch zwei Anschläge 79 radial vorstehen, die ein Verschwenken über den gewünschten Schwenkbereich hinaus verhindern.
Die Erfindung funktioniert nun wie folgt: Befindet die sich die (nicht dargestellte) Welle des antreibbaren Teils, die mit der Scheibe 90 drehfest verbunden ist, in einem bestromten Zustand, wird der Motor 12 so angesteuert, dass er die in Fig. 3 und 4 dargestellte Freigabestellung einnimmt. In diesem Fall befinden sich die Führungsglieder 51 , 52 in Anlage mit dem jeweiligen zweiten
Umfangsabschnitt 72 der Exzenterscheibe 60. Wird der Antrieb stromlos gestellt, bewirkt der Motor 12 das Verschwenken der Exzenterscheibe 60 über den verzahnten Abschnitt 61 , bis die Exzenterscheibe 60 die in Fig 5 und 6 dargestellte Position eingenommen hat. Die Führungsglieder 51 , 52 befinden sich dann vorzugsweise mit einem Abstand im Bereich der ersten
Umfangsabschnitte 71 , und die Bremsglieder 31 , 32 fassen den Umfang 92 der Scheibe 90 reibend ein. Hierdurch wird eine der Federkraft der beiden
Belastungsschenkel 41 , 42 entsprechende Haltekraft auf die Scheibe 90 ausgeübt, die dazu führt, dass auch bei Abschalten des Antriebs dieser keine Verdrehung mehr zulässt.
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, bei dem die Hebel 21 , 22 die Belastungsschenkel 41 , 42, die
Bremsglieder 31 , 32 und die Führungsglieder 51 , 51 jeweils spiegelbildlich und damit doppelt vorgesehen sind. Hierdurch wird die Betriebssicherheit insgesamt erhöht. Es versteht sich jedoch, dass zum Halten der Scheibe 90 auch die Ausführung mit jeweils nur einfacher Ausgestaltung der gesamten Teile ausreichen kann.
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden, bei dem ein Federglied 40 beide Hebel 21 , 22 belastet. Es versteht sich, dass für jeden Hebel auch ein eigenes Federglied, also ein erstes
Federglied und ein zweites Federglied, vorgesehen sein kann.
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, bei dem ein rotatorischer Motor 12 die Verstellung der Exzenterscheibe 60 und damit das Spannen der Belastungsschenkel 41 , 42 bewirkt. Es versteht sich, dass alternativ auch die Belastungsschenkel 41 , 42 in anderer Weise belastet und entlastet werden können, beispielsweise durch einen axialen Aktor, der die entsprechende Basis 43 des Federglieds 40 verlagert.
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, bei dem Hebel 21 , 22 eingesetzt werden, um einen reproduzierbaren Kontakt zwischen dem Außenumfang 92 der Scheibe 90 und den
Bremsgliedern 31 , 32 zu erreichen. Es versteht sich, dass die Hebel 21 , 22 hierfür nicht unbedingt erforderlich sind, wenn beispielsweise die Bremsglieder 31 , 32 an den Belastungsschenkeln 41 , 42 vorgesehen sind, und weiter zweckmäßigerweise die Führungsglieder 51 , 52 ebenfalls an den
Belastungsschenkel 41 , 42 angeordnet sind. Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden, bei dem ein Reibschluss zwischen den Bremsgliedern 31 , 32 und der Scheibe 90 erreicht wird. Es versteht sich, dass alternativ und/oder kumulativ auch durch das Vorsehen von Eingriffsnasen, -zähnen oder -flanken ein formschlüssiger Kontakt hergestellt sein kann, der bei manueller Betätigung allerdings schwerer zu überwinden ist.
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, bei dem das Federglied 40 als doppelschenkelige Schenkelfeder ausgebildet ist, die bauraummäßig günstig eine hohe Federkraft bereitstellt. Es versteht sich, dass das Federglied auch in anderer Weise, beispielsweise als Torsionsfeder bereitgestellt werden kann. Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert worden, bei dem die Scheibe 90 mit einer Welle eines Antriebs drehfest verbindbar ist. Es versteht sich, dass die Scheibe 90 auch mit einem anderen bewegten Teil, beispielsweise einem Scharnierzapfen oder dergleichen, in einem Scharnier oder einer gelenkigen Verbindung zum Blockieren der Verschwenkung verbunden werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Bremseinrichtung für ein antreibbares Teil, insbesondere zum Einsatz für eine Fahrzeugklappe, insbesondere in einem Automobil, umfassend
eine antreibbare Belastungseinrichtung (11 ), die mit einer Scheibe (90) des antreibbaren Teils radial in Kontakt bringbar ist, mit einer ersten Haltestellung und einer zweiten Freigabestellung,
wobei in der Haltestellung zumindest ein Bremsglied (31 ; 32) an einem Umfang (92) der Scheibe (90) reibend anliegt und die Scheibe (90) gegen eine Verdrehung mit einer voreinstellbaren Kraft sichert, wobei in der Freigabestellung das zumindest eine Bremsglied (31 ; 32) von dem Umfang (92) der Scheibe (90) beabstandet ist und einen Freilauf der Scheibe (90) zulässt,
wobei die Belastungseinrichtung (1 1 ) zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung, vorzugsweise von einem Motor (12), verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Haltestellung und die zweite Freigabestellung jeweils als metastabile Haltestellungen ausgebildet sind.
2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Belastungseinrichtung (1 1 ) ein Federglied (40) umfasst, das das
Bremsglied (31 ; 32) in Richtung auf die Haltestellung belastet.
3. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federglied (40) einen ersten Belastungsschenkel (41 ; 42) aufweist, der das Bremsglied (31 ; 32) gegen die Scheibe (90) belastet.
4. Bremseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Belastungsschenkel (41 ; 42) einen ersten Hebel (21 ; 22) verlagert, an dem das Bremsglied (31 ; 32) angeordnet ist.
5. Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebel (21 ; 22) um ein erstes Schwenkgelenk (21 a; 22a) gelenkig verschwenkbar ist.
6. Bremseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebel (21 ; 22) ein Widerlager (21 z; 22z) für den ersten Belastungsschenkel (41 ; 42) umfasst.
7. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das Bremsglied (31 ; 32) an dem ersten Hebel (21 ; 22) angeordnet ist.
8. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass das Bremsglied als Bremsfläche (31 ; 32) des ersten Hebels (21 ; 22) ausgebildet ist.
9. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abstand der Anlenkung (21 a; 22a) des Hebels (21 ; 22) von dem Bremsglied (31 ; 32) kleiner als der Durchmesser der Scheibe (90) ist.
10. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bremsglied (31 ; 32) ein Führungsglied (51 ; 52) zugeordnet ist, das außer Kontakt mit der Scheibe (90) steht.
1 1. Bremseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied als rotierbare Rolle (51 ; 52) ausgebildet ist.
12. Bremseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (51 ; 52) an dem Hebel (21 ; 22) vorgesehen ist.
13. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Exzenterscheibe (60) vorgesehen ist, die mit dem Führungsglied (51 ; 52) zusammenwirkt.
14. Bremseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (60) eine Lagerachse (A) aufweist, die mit der Achse (A) der Scheibe (90) koaxial ist.
15. Bremseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (60) einen ersten Umfangsabschnitt (71 ) aufweist, in dem das Führungsglied (51 ; 52) in der Haltestellung angeordnet ist, und dass die Exzenterscheibe (60) einen zweiten
Umfangsabschnitt (72) aufweist, in dem das Führungsglied (51 ; 52) in der Freigabestellung angeordnet ist.
16. Bremseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (60) einen Antriebsabschnitt (61 ) aufweist, über den eine Verdrehung um die Lagerachse (A) eingeleitet werden kann.
17. Bremseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt ein außenverzahntes Scheibensegment (61 ) aufweist.
18. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (60) einen Vorsprung (79) aufweist, der einen Anschlag für das Führungsglied (51 ; 52) bildet.
19. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (60) einen eingeschnürten Abschnitt (62) aufweist, und dass der Antriebsabschnitt (61 ) einerseits des eingeschnürten Abschnitts (62) und der erste Umfangsabschnitt (71 ) andererseits des eingeschnürten Abschnitts (62) vorgesehen ist.
20. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (61 ) von einem von dem Motor (12) angetriebenem Zahnrad (14) antreibbar ist.
21. Rotierender Antrieb, gekennzeichnet durch eine Bremseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
22. Rotierender Antrieb nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein rotierbares Teil, insbesondere eine Spindelstange, aufweist, das mit der Scheibe (90) gekoppelt ist.
23. Rotierender Antrieb nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekraft der Bremseinrichtung (10) höher ist als die maximale durch die Masse eines angetriebenen Teils eingeleitete Gegenkraft.
24. Rotierender Antrieb nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, dass dieser eine Drehbewegung in eine axiale
Bewegung umwandelt.
25. Rotierender Antrieb nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, dass die Scheibe (90) die radiale Zustellung der
Bremsglieder (31 ; 32) zu der Scheibe (90) ermöglicht.
26. Rotierender Antrieb nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, dass die Scheibe (90) am Umfang eines rotierbaren Schaftes angeordnet ist, der durch die Verlagerung einer
Fahrzeugklappe in Drehbewegung verlagerbar ist.
27. Rotierender Antrieb nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (90) an einem distalen Ende des rotierbaren Schaftes angeordnet ist.
28. Verwendung eines Antriebs nach einem der Ansprüche 21 bis 27 zum Freigeben und Blockieren der Verschwenkung einer Klappe um eine Anlenkung.
29. Verwendung eines Antriebs nach einem der Ansprüche 21 bis 27 zum Freigeben und Blockieren der Verschwenkung einer Klappe eines Automobils um eine Anlenkung der Klappe an einer Karosserie des
Automobils.
30. Verwendung einer Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zum Freigeben und Blockieren der Verschwenkung einer Klappe eines Automobils um eine Anlenkung der Klappe an einer Karosserie des
Automobils.
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