[go: up one dir, main page]

WO2024156328A1 - Bremsanordnung und elektromotor mit bremsanordnung - Google Patents

Bremsanordnung und elektromotor mit bremsanordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2024156328A1
WO2024156328A1 PCT/EP2023/025490 EP2023025490W WO2024156328A1 WO 2024156328 A1 WO2024156328 A1 WO 2024156328A1 EP 2023025490 W EP2023025490 W EP 2023025490W WO 2024156328 A1 WO2024156328 A1 WO 2024156328A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
groove
driver
annular spring
lining carrier
brake arrangement
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/025490
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerolf FICHTNER-PFLAUM
Kai Maibaum
Robert STRAATMAN
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority to CN202380086474.XA priority Critical patent/CN120303490A/zh
Publication of WO2024156328A1 publication Critical patent/WO2024156328A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/123—Discs; Drums for disc brakes comprising an annular disc secured to a hub member; Discs characterised by means for mounting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • F16D1/116—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling the interengaging parts including a continuous or interrupted circumferential groove in the surface of one of the coupling parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D13/644—Hub construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/134—Connection
    • F16D2065/1356—Connection interlocking
    • F16D2065/1364—Connection interlocking with relative movement axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/134—Connection
    • F16D2065/1388—Connection to shaft or axle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/134—Connection
    • F16D2065/1392—Connection elements
    • F16D2065/1396—Ancillary resilient elements, e.g. anti-rattle or retraction springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D59/00—Self-acting brakes, e.g. coming into operation at a predetermined speed
    • F16D59/02—Self-acting brakes, e.g. coming into operation at a predetermined speed spring-loaded and adapted to be released by mechanical, fluid, or electromagnetic means

Definitions

  • the invention relates to a brake arrangement and an electric motor with a brake arrangement.
  • a brake assembly comprises a pad carrier having brake pads.
  • a gear coupling with a suspension is known from DE 10 2011 121 790 A1.
  • a centering device for pinions is known from DE 78 25 113 U 1.
  • the invention is therefore based on the object of designing a safe operation of a brake arrangement and of an electric motor comprising the brake arrangement.
  • the object is achieved in the brake arrangement according to the features specified in claim 1 and in the electric motor according to the features specified in claim 15.
  • the brake arrangement has an annular driver and a lining carrier, wherein the lining carrier has an internal toothing which is attached to an external toothing of the driver, in particular so that the lining carrier is rotationally fixed to the driver is connected and is arranged to be movable axially relative to the driver, in particular parallel to the direction of the ring axis of the driver, wherein the brake arrangement has an annular spring arranged between the driver and the lining carrier, in particular an annular spring extending in the circumferential direction, wherein the annular spring is supported in a groove, in particular at the groove base of the groove, wherein the annular spring rests on tooth tips of one of the two toothings, in particular on tooth tips of the internal toothing or the external toothing.
  • the advantage here is that safe operation of the brake arrangement can be achieved.
  • the release of the brake can be guaranteed because the ring spring is elastically deflected in the axial direction by the pad carrier when the brake is applied and then causes or at least supports the resetting of the pad carrier when the brake is released.
  • the ring spring which is elastically deflected and relaxes when released, supports the lifting of the pad carrier from the braking surface.
  • This behavior of the ring spring is achieved by the ring spring being supported radially in the groove on the one hand and thus being axially limited, and on the other hand being pressed so tightly radially onto the tooth heads that the ring spring is not displaced in the axial direction on the respective tooth head, but remains sufficiently fixed to the tooth head by means of static friction.
  • the ring spring is elastically deflected and when the brake is released, this elastic deflection is reduced so that the pad carrier with its brake pads facing the braking surface is pulled away from the braking surface, in particular by relaxing the ring spring.
  • the annular spring is polygonal, in particular regularly polygonal, in shape.
  • the advantage here is that well-defined support points and bearing points are provided. In particular, these respective points are spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular regularly spaced apart. The spacing provides a lever arm between the respective support point and the two nearest adjacent support points, which ensures a well-defined restoring force for pulling the pad carrier away from the braking surface.
  • the circumferential direction, the radial direction and the axial direction are each related to the axis of rotation of the driver, the lining carrier and/or the shaft connected to the driver in a rotationally fixed manner, in particular the rotor shaft of the electric motor.
  • the ring spring is formed from a wire, in particular round wire and/or bending wire, with a polygonal bent shape.
  • the advantage here is that it is easy to manufacture.
  • the ring spring is made from a round wire.
  • the advantage here is that the ring spring is easy to manufacture as a bent part.
  • the ring spring is made of spring steel.
  • the advantage here is that the ring spring has a sufficiently large area for elastic deflection and is therefore not inelastically deformed in the working area.
  • the working area includes the deflection that the pad carrier assumes between the released and the retracted state of the brake arrangement.
  • the groove is designed as an internal groove in the lining carrier, in particular in a base ring of the lining carrier, and the annular spring rests on tooth heads of the external toothing, in particular wherein the groove is arranged in the axial direction in front of or behind the internal toothing of the lining carrier and the area covered by the external toothing in the axial direction includes the area covered by the groove in the axial direction.
  • the advantage here is that the annular spring is supported radially outside the support points on the tooth heads. The positive fit in the groove is thus realized at a larger radial distance than the force-fit support on the tooth heads.
  • the groove is very easy to produce because it is not designed within the toothing, but axially next to the toothing.
  • the groove is designed as an external groove in the driver and the annular spring rests on tooth tips of the internal toothing, in particular wherein the groove is designed within the external toothing, in particular wherein the area covered by the groove in the axial direction is encompassed by the area covered by the external toothing in the axial direction, in particular wherein the area covered by the internal toothing in the axial direction encompasses the area covered by the groove in the axial direction.
  • the advantage here is that the groove has to be provided within the toothing, but the teeth of the toothing contribute to the axial limitation of the annular spring. The support takes place radially within the support on the tooth tips of the internal toothing.
  • the groove is V-shaped or has at least one inclined groove wall, in particular so that the annular spring executes a rotary movement when the lining carrier moves axially relative to the driver, wherein the pivot point of the rotary movement is arranged at the groove base of the groove and the wire thickness and/or the diameter of the wire, in particular round wire, from which the annular spring is made is smaller than the groove width of the groove at the groove base of the groove, in particular wherein the annular spring rests against the inclined groove wall or against the groove wall of the V-shaped groove at maximum rotational deflection of the annular spring, in particular rests against it in a linear manner.
  • the advantage here is that the angled groove wall increases the rotational freedom, in particular the tilting freedom, of the ring spring. If the lining carrier is moved axially, the ring spring supported on the groove base is allowed a larger rotational range than with a straight groove wall.
  • the groove is wider than the thickness of the round wire from which the ring spring is made.
  • the diameter of the round wire is smaller than the groove width, in particular the groove width measured at the bottom of the groove.
  • the inclined groove wall thus allows a wider range of rotation of the annular spring, with the pivot point located at the bottom of the groove.
  • one or two support plates are attached to the base ring, to which brake pads are attached, in particular to which brake pads are materially connected, in particular with the brake pads being spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular regularly. It is advantageous that brake pads are attached to one side of the respective separating plate, so that brake pads are attached axially on both sides of the pad carrier. Production is easy to carry out, since the two separating plates are placed as a stack on a radially protruding collar area of the base ring that runs around the circumference and are attached by means of a screw that is screwed axially into the collar area. The brake pads are applied to the separating plates and arranged radially outside the base ring, in particular the collar area. In this way, the brake pads are protected from high forces.
  • the brake pads are arranged radially outside the base ring.
  • the advantage here is that the brake pads are mechanically protected, in particular from the fastening forces introduced by the screws.
  • the brake pads are preferably bonded to the separating plates in a material-locking manner, in particular adhesively bonded.
  • the brake pads therefore only have to transmit the friction torque that occurs when the brake arrangement is applied, in particular activated, and are not exposed to any other forces. Since the separating plates are more elastic than the base ring, manufacturing tolerances are balanced out or at least sufficiently compensated for by elastic deformation of the separating plates.
  • the support plates are detachably connected to the base ring by means of axially directed screws, which are screwed into axially directed threaded holes in the base ring, in particular wherein the support plates are connected from the screw heads of the screws to a
  • the collar area of the base part is formed radially on the base part and is continuously formed in the circumferential direction. It is advantageous in that the separating plates are pushed onto the base ring as an axially directed stack coming from the axial direction and the stack is pressed towards the collar area by one or more screws, in particular in the circumferential direction, which are preferably regularly spaced from one another
  • the ring spring has an interruption at one point on the circumference.
  • the area covered by the ring spring in the circumferential direction is smaller than 360°.
  • the advantage here is that the ring spring is interrupted at one point in the circumferential direction, thus allowing greater elasticity to be achieved.
  • the ring spring is arranged radially between the driver and the lining carrier, in particular the base ring, in the area covered by the ring spring in the axial direction.
  • the advantage here is that the lining carrier is centered in relation to the driver, so that noise emissions during operation, in particular when the shaft is rotating, are reduced. In particular, rattling noises caused by relative vibrations directed in the circumferential direction or in the radial direction can be suppressed.
  • an axial restoring force can be provided for the lining carrier in order to pull it back from the braking surface when the brake arrangement is released.
  • the number of corners of the polygon is odd, in particular seven.
  • the advantage here is that vibrations occurring in the circumferential direction can be suppressed better, since the harmonics have an even number of nodes for a fundamental vibration and even-numbered harmonics are therefore easier to excite.
  • the ring spring however, has an odd number of corners and is therefore less easily excited to vibrate.
  • the driver has a chamfer on its axial end region facing the lining carrier before being inserted into the lining carrier, in particular the base ring, so that the annular spring accommodated in the circumferential groove is expanded, in particular pre-tensioned, when the driver is inserted into the lining carrier, in particular the base ring, in particular and with several support points on the respective tooth tips of the gearing.
  • the advantage here is that the ring spring is pre-tensioned when inserted axially and is thus arranged between the driver and the lining carrier in a way that prevents it from slipping.
  • the outer diameter of the driver increases monotonically, in particular strictly monotonically, with increasing distance from the face of the driver delimiting the chamfer in the area covered by the chamfer in the axial direction, in particular parallel to the axis of rotation of the shaft and/or the driver, in particular with the largest outer diameter being independent of the axial position in the axial direction from the external toothing, in particular axially spaced from the chamfer.
  • the advantage here is that the annular spring is pre-tensioned when inserted axially and is thus arranged between the driver and the lining carrier in a way that is sufficiently secured against slipping.
  • the brake arrangement has a magnetic body in which an electrically energizable ring winding is accommodated, wherein the ring axis of the ring winding is aligned coaxially to the axis of rotation of the shaft, wherein a ferromagnetic armature disk arranged axially between the ring winding and the lining carrier is connected to the magnetic body in a rotationally fixed manner and is arranged to be axially movable relative to the magnetic body, wherein the shaft is arranged to be rotatably mounted relative to the magnetic body, in particular wherein bolts fastened in the magnetic body are guided through recesses in the
  • Armature disk protrudes axially, with spring elements supported on the magnet body pressing on the armature disk, in particular wherein the brake arrangement is designed such that when the ring winding is not energized, the armature disk is pressed towards the lining carrier by the spring elements, so that this lining carrier is pressed on its side facing away from the armature disk onto a braking surface which is formed on a friction plate or on a bearing plate of the electric motor, in particular which accommodates a bearing of the shaft, in particular wherein the brake arrangement is designed such that when the ring winding is energized, the armature disk is pulled towards the magnetic body against the spring force generated by the spring elements and thus axial play is made available to the lining carrier, so that a restoring force generated by the elastically deformed ring spring pulls the lining carrier back axially, in particular in the axial direction, from the braking surface.
  • the advantage here is that it automatically closes in the event of a power failure and thus greater operational reliability can be achieved, in particular the
  • a second braking surface is effective when the lining carrier and the armature disk come into contact.
  • the lining carrier is therefore in axial frictional contact on both sides when the brake is activated.
  • the straight sides of the polygonally shaped ring spring each lie tangentially on the external toothing of the driver, in particular with a respective support point being arranged in the middle of each of the sides and the corner areas of the polygonally shaped ring spring having the respective support points at which the ring spring is supported on the groove base of the groove, in particular with the corner areas each connecting two of the sides of the polygon that are closest to each other.
  • the advantage here is that a large lever arm can be achieved between the support point on the respective tooth head and the associated support point. This means that the ring spring can be pressed firmly against the driver and the lining carrier.
  • the support points are arranged on the inscribed inner circle of the polygon.
  • the advantage here is that the support points are arranged in the middle of the respective side and thus a sufficiently large lever arm is available to the next adjacent support point in the circumferential direction, so that when the pad carrier is axially moved towards the braking surface, a sufficiently high elastic preload to provide the restoring force effective when releasing the brake assembly.
  • the support points are arranged on the circumscribed outer circle of the polygon.
  • the driver is attached to a rotor shaft of the electric motor and is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner, in particular by means of a key connection.
  • the advantage here is that the brake motor formed from the electric motor with the brake arrangement has increased operational reliability.
  • Figure 1 shows a ring spring of a brake arrangement according to the invention, in particular of an electric motor, in plan view with an inscribed inner circle and outer circle.
  • Figure 2 shows the ring spring 1 in plan view.
  • Figure 3 shows a brake pad carrier of the brake arrangement in a sectional view.
  • Figure 4 shows an enlarged section of Figure 3.
  • Figure 5 shows an oblique view of a driver 50 of the brake arrangement, onto which the brake pad carrier including the annular spring 1 is pushed.
  • Figure 6 shows a front view of the brake pad carrier with the ring spring mounted, with the ring spring protruding into an inner groove which is arranged axially in front of the inner toothing.
  • the brake arrangement has a ring-like driver 50 which can be plugged onto a shaft, in particular the rotor shaft of the electric motor, and which has an external toothing.
  • the driver 50 has a chamfer on its axial end region facing the lining carrier before being inserted into the lining carrier, so that the annular spring 1 received in an inner groove of the lining carrier running in the circumferential direction is expanded and rests with a plurality of support points 3 on respective tooth tips of the toothing, in particular external toothing.
  • the outer diameter in particular the largest outer diameter in the circumferential direction, increases with increasing distance from the end face of the driver 50 delimiting the chamfer. monotonically, in particular strictly monotonically.
  • the largest external diameter remains independent of the axial position.
  • the support points 3 lie on the inner circle, which has an inner radius R1, i.e. a radial distance R1 to the axis of rotation of the shaft.
  • the ring spring 1 presses on the groove base of the inner groove of the lining carrier at support points 2, which lie on the outer circle of the ring spring 1, which has a radial distance R2 to the axis of rotation of the shaft.
  • the second radial distance R2 is therefore greater than the first radial distance R1.
  • the radial distance area covered by the ring spring 1 is arranged in the axial area covered by the ring spring between the lining carrier and the driver.
  • the ring spring 1 is made of a bending wire that is regularly bent and shaped polygonally.
  • the bending wire is made of spring steel.
  • the ring spring 1 is interrupted at one point on the circumference and is preferably shaped in an odd number, in particular heptagonal. The interruption enables improved elastic deformation, simple production as a bent wire part and good assembly.
  • the ring spring 1 therefore has straight sides of the polygon, each of which rests tangentially on the external toothing of the driver 50.
  • the respective support point 3 is arranged in the middle of each side.
  • the respective support points 2 are arranged in the corner areas, which connect two adjacent sides of the polygon.
  • Support plates 31 are attached to the base ring 1 of the pad carrier by means of screws 34.
  • the screws 34 are screwed into respective axially directed threaded holes in the base ring 1, so that the screw heads of the screws 34 press the support plates 31 against a step of the base ring 39.
  • the preferably two support plates 31 are pressed against one another and have a respective brake pad 32 on their side facing away from the other support plate 31.
  • the brake pads 32 are arranged radially outside the base ring 1 and border radially inward on the base ring 1.
  • the radial distance area covered by the support plates 31 overlaps with the radial distance area covered by the brake pads 32 and with the radial distance area covered by the base ring 30.
  • the driver 50 Due to the elastic tension of the annular spring 1, the driver 50 is held centrally in the internal toothing of the lining carrier.
  • the external teeth of the base ring 30 engage with the internal teeth, whereby both teeth are designed without a helix angle.
  • the lining carrier is thus connected in a rotationally fixed manner to the driver 50, which in turn is connected in a rotationally fixed manner, in particular by means of a key connection, to the shaft, in particular the rotor shaft.
  • the brake arrangement has a magnetic body in which an electrically energizable ring winding is accommodated, the ring axis of the ring winding being aligned coaxially with the axis of rotation of the shaft.
  • a ferromagnetic armature disk arranged axially between the ring winding and the lining carrier is connected to the magnetic body in a rotationally fixed manner and is arranged to be axially movable relative to the magnetic body.
  • the shaft is mounted so that it can rotate relative to the magnet body.
  • bolts fixed in the magnet body protrude axially through recesses in the armature disk.
  • the armature disk When the ring winding is not energized, the armature disk is pressed by the spring elements towards the lining carrier, so that this lining carrier is pressed on its side facing away from the armature disk onto a braking surface which is formed on a friction plate or on a bearing plate of the electric motor, in particular which accommodates a bearing of the shaft.
  • a second braking surface is effective when the lining carrier and the armature disk come into contact.
  • the lining carrier is therefore in axial frictional contact on both sides when the brake is activated.
  • the armature disk is pulled towards the magnet body against the spring force generated by the spring elements, thus providing axial play to the lining carrier.
  • the lining carrier is reset from the braking surface facing away from the armature disk by means of the annular spring 1.
  • the annular spring 1 is fixed, in particular axially, at the support points 2 on the brake lining carrier and at the support points 3 on the driver 50.
  • the annular spring 1 therefore remains held radially inward and outward as seen from the annular spring 1 by means of static friction, i.e. not sliding friction, even when the lining carrier moves axially back and forth. Axial slippage is thus prevented.
  • the return travel when resetting the pad carrier is so large that the pad carrier centers itself between the two braking surfaces.
  • the inner groove in the base ring 30 is V-shaped.
  • the ring spring 1 is designed as a spring steel wire, the hardness of which is greater than the hardness of the material of the driver 50, in particular which is a steel.
  • the wire diameter of the ring spring 1 is between one percent or two percent of the largest outer diameter of the ring spring 1.
  • each side of the regularly polygonal annular spring 1 touches only a single tooth tip of the external toothing of the driver 50.
  • the groove base of the inner groove is extended further in the circumferential direction than the diameter of the wire diameter and/or the wire cross-section of the annular spring.
  • the inner groove is arranged on the driver 50 so that the annular spring is supported on the groove base of this inner groove and each side of the polygonal annular spring presses on a single tooth head of the inner toothing of the lining carrier.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Bremsanordnung, insbesondere eines Elektromotors, wobei die Bremsanordnung einen ringförmigen Mitnehmer aufweist und einen Belagträger, wobei der Belagträger eine Innenverzahnung aufweist, welche auf eine Äußenverzahnung des Mitnehmers aufgesteckt ist, wobei die Bremsanordnung eine zwischen dem Mitnehmer und dem Belagträger angeordnete Ringfeder aufweist, wobei die Ringfeder in einer Nut abgestützt ist, wobei die Ringfeder auf Zahnköpfen einer der beiden Verzahnungen aufliegt.

Description

Bremsanordnung und Elektromotor mit Bremsanordnung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung und einen Elektromotor mit einer Bremsanordnung.
Es ist allgemein bekannt, dass eine Bremsanordnung einen Belagträger, der Bremsbeläge aufweist, umfasst.
Aus der DE 10 2022 001 345 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Welle-Nabe- Verbindung bekannt.
Aus der DE 10 2011 121 790 A1 ist eine Zahnkupplung mit einer Federung bekannt.
Aus der DE 78 25 113 U 1 ist eine Zentriervorrichtung für Zahntriebe bekannt.
Aus der DE 10 2006 010 656 B3 ist eine Federdruckbremse mit einer an voneinander abgewandten Seite Reibflächen aufweisenden Bremsscheibe bekannt.
Aus der DE 10 2017 104 598 A1 ist eine Welle-Nabe-Verbindung mit radial nach außen weisenden Sicherungshaken an einem Federblech bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen sicheren Betrieb einer Bremsanordnung und eines die Bremsanordnung umfassenden Elektromotors auszubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Bremsanordnung nach den in Anspruch 1 und bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Bremsanordnung, insbesondere eines Elektromotors, sind, dass die Bremsanordnung einen ringförmigen Mitnehmer aufweist und einen Belagträger, wobei der Belagträger eine Innenverzahnung aufweist, welche auf eine Außenverzahnung des Mitnehmers aufgesteckt ist, insbesondere so dass der Belagträger mit dem Mitnehmer drehfest verbunden ist und axial, insbesondere also parallel zur Richtung der Ringachse des Mitnehmers, relativ zum Mitnehmer bewegbar angeordnet ist, wobei die Bremsanordnung eine zwischen dem Mitnehmer und dem Belagträger angeordnete, Ringfeder, insbesondere sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringfeder, aufweist, wobei die Ringfeder in einer Nut abgestützt ist, insbesondere am Nutgrund der Nut, wobei die Ringfeder auf Zahnköpfen einer der beiden Verzahnungen, insbesondere auf Zahnköpfen der Innenverzahnung oder der Außenverzahnung, aufliegt.
Von Vorteil ist dabei, dass ein sicherer Betrieb der Bremsanordnung erreichbar ist. Insbesondere ist das Lüften der Bremse sicher gewährleistbar, da die Ringfeder beim Einfallen der Bremse vom Belagträger in axialer Richtung elastisch ausgelenkt wird und sodann beim Lüften der Bremse eine Rückstellung des Belagträgers bewirkt oder zumindest unterstützt. Insbesondere unterstützt also die elastisch ausgelenkte und sich beim Lüften entspannende Ringfeder das Abheben des Belagträgers von der Bremsfläche.
Dieses Verhalten der Ringfeder wird dadurch erreicht, dass die Ringfeder radial einerseits in der Nut abgestützt ist und somit axial begrenzt ist und radial andererseits derart fest angedrückt auf den Zahnköpfen aufliegt, dass die Ringfeder nicht in axialer Richtung auf dem jeweiligen Zahnkopf verschoben wird, sondern am Zahnkopf ausreichend mittels Haftreibung fixiert bleibt. Auf diese Weise ist beim Einfallen, insbesondere also Aktivieren, der Bremsanordnung sicher gewährleistet, dass die Ringfeder elastisch ausgelenkt wird und beim Lüften der Bremse diese elastische Auslenkung abgebaut wird, sodass der Belagträger mit seinen der Bremsfläche zugewandten Bremsbelägen von der Bremsfläche weggezogen wird, insbesondere mittels Entspannen der Ringfeder.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ringfeder polygonal, insbesondere regelmäßig polygonal, geformt. Von Vorteil ist dabei, dass wohldefinierte Abstützpunkte und Auflagepunkte bereitgestellt sind. Insbesondere sind diese jeweiligen Punkte in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, insbesondere regelmäßig beabstandet. Durch die Beabstandung ist ein Hebelarm zwischen dem jeweiligen Abstützpunkt und den beiden, dazu jeweils nächstbenachbarten Auflagepunkten bereitgestellt, der eine wohldefinierte Rückstellkraft zum Wegziehen des Belagträgers von der Bremsfläche gewährleistet.
Die Umfangsrichtung, die radiale und die axiale Richtung sind jeweils auf die Drehachse des Mitnehmers, des Belagträgers und/oder der mit dem Mitnehmer drehfest verbundenen Welle, insbesondere Rotorwelle des Elektromotors, bezogen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ringfeder aus einem Draht, insbesondere Runddraht und/oder Biegedraht, polygonal gebogen ausgeformt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ringfeder aus einem Runddraht gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass die Ringfeder als Biegeteil einfach herstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ringfeder aus Federstahl gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass die Ringfeder einen genügend großen Bereich für elastische Auslenkung aufweist und somit im Arbeitsbereich nicht inelastisch verformt wird. Der Arbeitsbereich umfasst die Auslenkung, welche der Belagträger zwischen dem gelüfteten und dem eingefallenen Zustand der Bremsanordnung annimmt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Nut als Innennut im Belagträger ausgeführt, insbesondere in einem Basisring des Belagträgers, und die Ringfeder auf Zahnköpfen der Außenverzahnung aufliegt, insbesondere wobei die Nut in axialer Richtung vor oder hinter der Innenverzahnung des Belagträgers angeordnet ist und der von der Außenverzahnung in axialer Richtung überdeckte Bereich den von der Nut in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass die Abstützung der Ringfeder radial außerhalb der Auflagepunkte auf den Zahnköpfen erfolgt. Somit ist die formschlüssige Aufnahme in der Nut auf größerem Radialabstand realisiert als die kraftschlüssige Auflage auf den Zahnköpfen. Außerdem ist die Herstellung der Nut sehr einfach ausführbar, weil sie nicht innerhalb der Verzahnung, sondern axial neben der Verzahnung auszuführen ist. Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung liegt die Nut als Außennut im Mitnehmer ausgeführt ist und die Ringfeder auf Zahnköpfen der Innenverzahnung auf, insbesondere wobei die Nut innerhalb der Außenverzahnung ausgeführt ist, insbesondere wobei der von der Nut in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem von der Außenverzahnung in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst ist, insbesondere wobei der Innenverzahnung in axialer Richtung überdeckte Bereich den von der Nut in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass die Nut innerhalb der Verzahnung vorgesehen werden muss, aber die Zähne der Verzahnung zur axialen Begrenzung der Ringfeder beitragen. Die Abstützung erfolgt hierbei radial innerhalb der Auflage auf den Zahnköpfen der Innenverzahnung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Nut V-förmig ausgeführt oder weist zumindest eine schräge Nutwand auf, insbesondere sodass die Ringfeder bei axialer Bewegung des Belagträgers relativ zum Mitnehmer eine Drehbewegung ausführt, wobei der Drehpunkt der Drehbewegung am Nutgrund der Nut angeordnet ist und die Drahtdicke und/oder der Durchmesser des Drahtes, insbesondere Runddrahtes, aus welchem die Ringfeder hergestellt ist, kleiner ist als die Nutbreite der Nut am Nutgrund der Nut, insbesondere wobei die Ringfeder bei maximaler Drehauslenkung der Ringfeder an der schrägen Nutwand oder an der Nutwand der V-förmigen Nut anliegt, insbesondere linienhaft anliegt.
Von Vorteil ist dabei, dass durch die schräge Nutwand ein Drehfreiheitsgrad, insbesondere Kippfreiheitsgrad, für die Ringfeder erweitert ist. Wenn also der Belagträger axial verschoben wird, ist der am Nutgrund abgestützten Ringfeder ein weiterer Drehbereich ermöglicht als bei gerader Nutwand.
Die Nut ist zur Aufnahme der Ringfeder breiter als die Drahtdicke des Runddrahts, aus welchem die Ringfeder gefertigt ist. Insbesondere ist also der Durchmesser des Runddrahts kleiner als die Nutbreite, insbesondere als die am Nutgrund der Nut gemessene Nutbreite. Die schräge Nutwand ermöglicht also einen weiteren Drehbereich der Ringfeder, wobei der Drehpunkt am Nutgrund angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Basisring ein oder zwei Tragbleche befestigt, an denen Bremsbeläge befestigt sind, insbesondere mit denen Bremsbeläge stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere wobei die Bremsbeläge in Umfangsrichtung voneinander, insbesondere regelmäßig, beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass einer Seite des jeweiligen Trennblechs Bremsbeläge befestigt sind, so dass am Belagträger insgesamt axial beidseitig Bremsbeläge befestigt sind. Die Herstellung ist einfach ausführbar, da die beiden Trennbleche als Stapel an einen radial hervorstehenden in Umfangsrichtung umlaufenden Kragenbereich des Basisrings angelegt werden und mittels einer in den Kragenbereich axial gerichtet eingeschraubten Schraube befestigt werden. Die Bremsbeläge sind dabei auf den Trennblechen aufgebracht und radial außerhalb des Basisrings, insbesondere des Kragenbereichs, angeordnet. Auf diese Weise sind die Bremsbeläge vor hohen Kräften geschützt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bremsbeläge radial außerhalb des Basisrings angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremsbeläge mechanisch geschützt sind, insbesondere vor den von den schrauben eingebrachten Befestigungskräften. Vorzugsweise sind die Bremsbeläge stoffschlüssig, insbesondere klebeverbunden, verbunden mit den Trennblechen. Somit müssen die Bremsbeläge nur das bei einfallender, insbesondere also aktivierter, Bremsanordnung entstehende Reibmoment durchleiten und sind keinen weiteren Kräften ausgesetzt. Da die Trennbleche elastischer als der Basisring sind, werden Fertigungstoleranzen durch elastische Verformung der Trennbleche ausgeglichen oder zumindest ausreichend kompensiert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Tragbleche mittels axial gerichteter Schrauben, welche in axial gerichtete Gewindebohrungen des Basisrings eingeschraubt sind, mit dem Basisring lösbar verbunden, insbesondere wobei die Tragbleche von den Schraubenköpfen der Schrauben zu einem am
Basisteil ausgeformten, radial am Basisteil hervorstehenden, in Umfangsrichtung ununterbrochen ausgebildeten Kragenbereich des Basisteils hingedrückt sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Trennbleche als axial gerichteter Stapel auf den Basisring aus axialer Richtung kommend aufgeschoben sind und der Stapel von einer oder mehreren, insbesondere in Umfangsrichtung von den voneinander vorzugsweise regelmäßig beabstandeten Schrauben zum Kragenbereich hin angedrückt wird
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ringfeder an einer Stelle am Umfang eine Unterbrechung auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine höhere Elastizität erreichbar ist und eine einfache Fertigung als Drahtbiegeteil sowie eine einfache Montage, insbesondere auf dem Mitnehmer, insbesondere durch Spreizen der Schenkelbereiche, ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der von der Ringfeder in Umfangsrichtung überdeckte Bereich kleiner als 360°. Von Vorteil ist dabei, dass die Ringfeder in Umfangsrichtung an einer Stelle unterbrochen ausgeführt ist und somit eine höhere Elastizität erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ringfeder in dem von der Ringfeder in axialer Richtung überdeckten Bereich radial zwischen dem Mitnehmer und dem Belagträger, insbesondere Basisring, angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Belagträger zum Mitnehmer zentriert wird, sodass Geräuschemissionen beim Betrieb, insbesondere bei drehender Welle, vermindert werden. Insbesondere sind Klappergeräusche, welche durch in Umfangsrichtung gerichtete oder in radialer Richtung gerichtete relative Schwingungen verursacht werden, unterdrückbar. Außerdem ist eine axiale Rückstellkraft für den Belagträger bereitstellbar, um ihn beim Lüften der Bremsanordnung von der Bremsfläche zurückzuziehen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Anzahl der Ecken des Polygons ungeradzahlig, insbesondere beträgt sieben. Von Vorteil ist dabei, dass in Umfangsrichtung entstehende Schwingungen verbessert unterdrückbar sind, da zu einer Grundschwingung die Harmonischen eine gerade Anzahl von Knoten aufweisen und daher geradzahlige Oberschwingungen leichter anregbar sind. Die Ringfeder jedoch weist eine ungerade Anzahl von Ecken auf und ist daher weniger leicht zu einer Schwingung anregbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Mitnehmer an seinem, vor dem Einstecken in den Belagträger, insbesondere Basisring, dem Belagträger zugewandten axialen Endbereich eine Fase auf, sodass die in der in Umfangsrichtung umlaufenden Nut aufgenommene Ringfeder beim Einstecken des Mitnehmers in den Belagträger, insbesondere Basisring, aufgeweitet wird, insbesondere vorgespannt wird, insbesondere und mit mehreren Auflagepunkten an jeweiligen Zahnköpfen der Verzahnung anliegt. Von Vorteil ist dabei, dass beim axial gerichteten Einstecken die Ringfeder vorgespannt wird und somit ausreichend verrutsch gesichert zwischen Mitnehmer und Belagträger angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt in dem von der Fase in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Drehachse der Welle und/oder des Mitnehmers ausgerichteten Richtung, überdeckten Bereich der Außendurchmesser des Mitnehmers mit zunehmendem Abstand von der die Fase begrenzenden Stirnseite des Mitnehmers monoton, insbesondere streng monoton, zu, insbesondere wobei in dem von der Außenverzahnung in axialer Richtung, insbesondere axial beabstandet zur Fase, der jeweils größte Außendurchmesser unabhängig von der axialen Position ist. Von Vorteil ist dabei, dass beim axial gerichteten Einstecken die Ringfeder vorgespannt wird und somit ausreichend verrutsch gesichert zwischen Mitnehmer und Belagträger angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Bremsanordnung einen Magnetkörper auf, in welchem eine elektrisch bestrombare Ringwicklung aufgenommen ist, wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Drehachse der Welle ausgerichtet ist, wobei eine axial zwischen der Ringwicklung und dem Belagträger angeordnete ferromagnetische Ankerscheibe mit dem Magnetkörper drehfest verbunden und axial bewegbar relativ zum Magnetkörper angeordnet ist, wobei die Welle relativ zum Magnetkörper drehbar gelagert angeordnet ist, insbesondere wobei im Magnetkörper befestigte Bolzen durch Ausnehmungen der
Ankerscheibe axial hindurchragen, wobei am Magnetkörper abgestützte Federelemente auf die Ankerscheibe drücken, insbesondere wobei die Bremsanordnung derart ausgebildet ist, dass bei Nichtbestrom ung der Ringwicklung die Ankerscheibe von den Federelementen zum Belagträger hingedrückt wird, sodass dieser Belagträger auf seiner von der Ankerscheibe abgewandten Seite auf eine Bremsfläche gedrückt wird, die auf einem Reibblech ausgebildet ist oder an einem Lagerschild des Elektromotors ausgebildet ist, insbesondere welches ein Lager der Welle aufnimmt, insbesondere wobei die Bremsanordnung derart ausgebildet ist, dass bei Bestromung der Ringwicklung die Ankerscheibe entgegen der von den Federelementen erzeugten Federkraft zum Magnetkörper hingezogen und somit dem Belagträger axiales Spiel zur Verfügung gestellt wird, sodass eine von der elastisch verformten Ringfeder erzeugte Rückstellkraft den Belagträger von der Bremsfläche axial, insbesondere in axialer Richtung, zurückzieht. Von Vorteil ist dabei, dass bei Stromausfall automatisch einfällt und somit eine höhere Betriebssicherheit erreichbar ist, insbesondere die Betriebssicherheit einer durch die Bremsanordnung geschützten Antriebsanordnung.
Eine zweite Bremsfläche ist bei Kontakt von Belagträger und Ankerscheibe wirksam. Der Belagträger ist also beim Aktivieren der Bremse axial beidseitig im Reibkontakt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegen bei Ausführung der Verzahnung als Außenverzahnung die geradlinigen Seiten der polygonal ausgeformten Ringfeder jeweils tangential an der Außenverzahnung des Mitnehmers an, insbesondere wobei mittig in jeder der Seiten ein jeweiliger Auflagepunkt angeordnet ist und die Eckbereiche der polygonal geformten Ringfeder die jeweiligen Abstützpunkte aufweisen, an denen sich die Ringfeder am Nutgrund der Nut abstützt, insbesondere wobei die Eckbereiche jeweils zwei von denjenigen Seiten des Polygons verbinden, welche zueinander nächstbenachbart sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein großer Hebelarm zwischen Auflagepunkt auf dem jeweiligen Zahnkopf und zugehörigem Abstützpunkt erreichbar ist. Somit ist ein festes Andrücken der Ringfeder an den Mitnehmer und an den Belagträger erreichbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind bei Ausführung der Nut als Innennut die Auflagepunkte auf dem einbeschriebenen Innenkreis des Polygons angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass somit die Auflagepunkte in der jeweiligen Seitenmitte angeordnet ist und somit ein genügend großer Hebelarm zum jeweils in Umfangsrichtung nächstbenachbarten Abstützpunkt vorhanden ist, so dass bei axialem Verschieben des Belagträgers zur Bremsfläche hin eine ausreichend hohe elastische Vorspannung zur Bereitstellung der beim Lüften der Bremsanordnung wirksamen Rückstellkraft.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind bei Ausführung der Nut als Außennut die Abstützpunkte auf dem umbeschriebenen Außenkreis des Polygons angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass zwischen den Auflagepunkten und den jeweils in Umfangsrichtung nächstgelegenen Abstützpunkten jeweils ein genügend großer Hebelarm vorhanden ist, so dass bei axialem Verschieben des Belagträgers zur Bremsfläche hin eine ausreichend hohe elastische Vorspannung zur Bereitstellung der beim Lüften der Bremsanordnung wirksamen Rückstellkraft.
Wichtige Merkmale bei dem Elektromotor mit einer Bremsanordnung sind, dass der Mitnehmer auf eine Rotorwelle des Elektromotors aufgesteckt und drehfest verbunden ist mit der Rotorwelle, insbesondere mittels Passfederverbindung. Von Vorteil ist dabei, dass der aus dem Elektromotor mit der Bremsanordnung gebildete Bremsmotor eine erhöhte Betriebssicherheit aufweist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine Ringfeder einer erfindungsgemäßen Bremsanordnung, insbesondere eines Elektromotors, in Draufsicht mit einbeschriebenem Innenkreis und Außenkreis dargestellt.
In der Figur 2 ist die Ringfeder 1 in Draufsicht dargestellt.
In der Figur 3 ist ein Bremsbelagträger der Bremsanordnung in Schnittansicht dargestellt.
In der Figur 4 ist ein Ausschnitt der Figur 3 vergrößert dargestellt.
In der Figur 5 ist ein Mitnehmer 50 der Bremsanordnung in Schrägansicht dargestellt, auf den der Bremsbelagträger samt Ringfeder 1 aufgeschoben ist.
In der Figur 6 ist eine Vorderansicht des Bremsbelagträgers mit montierter Ringfeder dargestellt, wobei die Ringfeder in eine Innennut hineinragt, welche axial vor der Innenverzahnung angeordnet ist. Beim späteren Einschieben des Mitnehmers 50 in den Bremsbelagträger, also beim Aufstecken des Bremsbelagträgers auf den Mitnehmer 50, wird die Ringfeder 1 dann elastisch verformt, insbesondere aufgeweitet, insbesondere sodass die Ringfeder 1 dann auf die Zahnköpfe der Außenverzahnung des Mitnehmers 50 drückt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist die Bremsanordnung einen ringartigen Mitnehmer 50 auf, welcher auf eine Welle, insbesondere Rotorwelle des Elektromotors, aufsteckbar ist und welcher eine Außenverzahnung aufweist.
Der Mitnehmer 50 weist an seinem, vor dem Einstecken in den Belagträger dem Belagträger zugewandten axialen Endbereich eine Fase auf, sodass die in einer in Umfangsrichtung umlaufenden Innennut des Belagträgers aufgenommene Ringfeder 1 aufgeweitet wird und mit mehreren Auflagepunkten 3 an jeweiligen Zahnköpfen der Verzahnung, insbesondere Außenverzahnung, anliegt.
In dem von der Fase in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Drehachse der Welle und/oder des Mitnehmers 50 ausgerichteten Richtung, überdeckten Bereich nimmt also der Außendurchmesser, insbesondere der in Umfangsrichtung größte Außendurchmesser, mit zunehmendem Abstand von der die Fase begrenzenden Stirnseite des Mitnehmers 50 monoton, insbesondere streng monoton, zu. Im Bereich der Außenverzahnung, insbesondere axial beabstandet zur Fase, bleibt der jeweils größte Außendurchmesser unabhängig von der axialen Position.
Die Auflagepunkte 3 liegen auf dem Innenkreis, welcher einen Innenradius R1 , also einen Radialabstand R1 zur Drehachse der Welle, aufweist.
Die Ringfeder 1 drückt an Abstützpunkten 2 auf den Nutgrund der Innennut des Belagträgers, welche auf dem Außenkreis der Ringfeder 1 liegen, welcher einen Radialabstands R2 zur Drehachse der Welle aufweist. Insbesondere ist somit der zweite Radialabstand R2 größer als der erste Radialabstand R1. Der von der Ringfeder 1 überdeckte Radialabstandsbereich ist in dem von der Ringfeder überdeckten axialen Bereich zwischen dem Belagträger und dem Mitnehmer angeordnet.
Die Ringfeder 1 ist aus einem Biegedraht hergestellt, der regelmäßig polygonal gebogen und geformt ist. Der Biegedraht ist aus einem Federstahl gefertigt.
Die Ringfeder 1 ist an einer Stelle am Umfang unterbrochen und vorzugsweise ungeradzahlig, insbesondere siebeneckförmig, ausgeformt. Durch die Unterbrechung ist eine verbesserte elastische Verformung, einfache Herstellung als Drahtbiegeteil und gute Montierbarkeit erreichbar.
Die Ringfeder 1 weist also geradlinige Seiten des Polygons auf, welche jeweils tangential an der Außenverzahnung des Mitnehmers 50 anliegen. Mittig in jeder Seite ist der jeweilige Auflagepunkt 3 angeordnet.
In den Eckbereichen, welche jeweils zwei zueinander nächstbenachbarte Seiten des Polygons verbinden, sind die jeweiligen Abstützpunkte 2 angeordnet.
Mittels Schrauben 34 sind Tragbleche 31 am Basisring 1 des Belagträgers befestigt. Hierzu sind die Schrauben 34 in jeweilige axial gerichtete Gewindebohrungen des Basisrings 1 eingeschraubt, sodass die Schraubenköpfe der Schrauben 34 die Tragbleche 31 gegen eine Stufe des Basisrings 39 drücken. Die vorzugsweise beiden Tragbleche 31 sind aneinandergedrückt und weisen an ihrer vom jeweils anderen Tragblech 31 abgewandten Seite einen jeweiligen Bremsbelag 32 auf. Die Bremsbeläge 32 sind radial außerhalb des Basisrings 1 angeordnet und grenzen nach radial innen an den Basisring 1 an. Der von den Tragblechen 31 überdeckte Radialabstandsbereich überlappt mit dem von den Bremsbelägen 32 überdeckten Radialabstandsbereich und mit dem von dem Basisring 30 überdeckten Radialabstandsbereich.
Durch die elastische Spannung der Ringfeder 1 wird der Mitnehmer 50 mittig in der Innenverzahnung des Belagträgers gehalten.
Die Außenverzahnung des Basisrings 30 greift in die Innenverzahnung ein, wobei beide Verzahnungen ohne Schrägungswinkel ausgeführt sind. Somit ist der Belagträger drehfest mit dem Mitnehmer 50 verbunden, der wiederum drehfest, insbesondere mittels Passfederverbindung, mit der Welle, insbesondere Rotorwelle, verbunden ist.
Die Bremsanordnung weist einen Magnetkörper auf, in welchem eine elektrisch bestrombare Ringwicklung aufgenommen ist, wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Drehachse der Welle ausgerichtet ist. Eine axial zwischen der Ringwicklung und dem Belagträger angeordnete ferromagnetische Ankerscheibe ist mit dem Magnetkörper drehfest verbunden und axial bewegbar relativ zum Magnetkörper angeordnet.
Die Welle ist relativ zum Magnetkörper drehbar gelagert.
Vorzugsweise ragen im Magnetkörper befestigte Bolzen durch Ausnehmungen der Ankerscheibe axial hindurch.
Am Magnetkörper abgestützte Federelemente drücken auf die Ankerscheibe.
Bei Nichtbestromung der Ringwicklung wird die Ankerscheibe von den Federelementen zum Belagträger hingedrückt, sodass dieser Belagträger auf seiner von der Ankerscheibe abgewandten Seite auf eine Bremsfläche gedrückt wird, die auf einem Reibblech ausgebildet ist oder an einem Lagerschild des Elektromotors ausgebildet ist, insbesondere welcher ein Lager der Welle aufnimmt.
Eine zweite Bremsfläche ist bei Kontakt von Belagträger und Ankerscheibe wirksam. Der Belagträger ist also beim Aktivieren der Bremse axial beidseitig im Reibkontakt. Bei Bestromung der Ringwicklung wird die Ankerscheibe entgegen der von den Federelementen erzeugten Federkraft zum Magnetkörper hingezogen und somit dem Belagträger axiales Spiel zur Verfügung gestellt.
Erfindungsgemäß wird ein Rückstellen des Belagträgers von der von der Ankerscheibe abgewandten Bremsfläche mittels der Ringfeder 1 bewirkt. Hierzu ist die Ringfeder 1 an den Abstützpunkten 2 am Bremsbelagträger und an den Auflagepunkten 3 am Mitnehmer 50 insbesondere axial festgelegt. Insbesondere bedeutet dies, dass auch bei axialer Hin- und Herbewegung des Belagträgers die Ringfeder 1 sich nicht verschiebt am jeweiligen Abstützpunkt 2 zum Belagträger und am jeweiligen Auflagepunkt 3 zum Mitnehmer 50. Die Ringfeder 1 bleibt also auch bei axialer Hin- und Herbewegung des Belagträgers mittels Haftreibung, also nicht Gleitreibung, von der Ringfeder 1 aus gesehen nach radial innen und außen gehalten. Ein axiales Durchrutschen ist somit verhindert.
Vorzugsweise ist der Rückstellweg beim Rückstellen des Belagträgers derart groß, dass sich der Belagträger zwischen den beiden Bremsflächen zentriert.
Die Innennut im Basisring 30 ist V-förmig. Somit ist bei der axialen Hin- und Herbewegung des Belagträgers in geringem Umfang ein Drehfreiheitsgrad, insbesondere Kippfreiheitsgrad, für die Ringfeder 1 bereitgestellt.
Hingegen wäre bei rechteckförmiger Innennut anstatt der V-förmigen Innennut im Wesentlichen kein Drehfreiheitsgrad für die Ringfeder 1 vorhanden, weil diejenige Stufenwand des Basisrings 30, welche an die Innenverzahnung des Bremsbelags axial angrenzt, flächig auf die Ringfeder 1 drücken würde und somit keine wesentliche Bewegung der Ringfeder 1 ermöglicht wäre.
Mittels des durch die V-förmige Innennut oder zumindest eine schräge Nutwand geschaffenen Drehfreiheitsgrades für die Ringfeder 1 ist jedoch ein elastisches Rückstellen des Belagträgers von der von der Ankerscheibe abgewandten Bremsfläche ermöglicht.
Die Ringfeder 1 ist als Federstahldraht ausgeführt, dessen Härte größer ist als die Härte des Materials des Mitnehmers 50, insbesondere welches ein Stahl ist. Vorzugsweise beträgt der Drahtdurchmesser der Ringfeder 1 zwischen einem Prozent oder zwei Prozent des größten Außendurchmessers der Ringfeder 1.
Durch die tangentiale Berührung der Ringfeder 1 an der Außenverzahnung des Mitnehmers 50 an den Auflagepunkten 3 ist ein möglichst großer Hebelabstand zu den Abstützpunkten 2 bewirkt und somit eine größere elastischere Verformung.
Vorzugsweise berührt jede Seite der regelmäßig polygonal ausgebildeten Ringfeder 1 nur einen einzigen Zahnkopf der Außenverzahnung des Mitnehmers 50.
Der Nutgrund der Innennut ist in Umfangsrichtung weiter ausgedehnt als der Durchmesser des Drahtdurchmessers und/oder der Drahtquerschnitt der Ringfeder.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Innennut am Mitnehmer 50 angeordnet, so dass die Ringfeder sich abstützt am Nutgrund dieser Innennut und jede Seite der polygonalen Ringfeder auf einen insbesondere einzigen Zahnkopf der Innenverzahnung des Belagträgers drückt.
Bezugszeichenliste
1 Ringfeder
2 Abstützpunkt 3 Auflagepunkt
30 Basisring
31 Trag blech
32 Bremsbelag
33 Innenverzahnung 34 Schraube
50 Mitnehmer, insbesondere ringförmiger Mitnehmer
R1 Innenradius
R2 Außenradius

Claims

Patentansprüche:
1. Bremsanordnung, insbesondere eines Elektromotors, wobei die Bremsanordnung einen ringförmigen Mitnehmer aufweist und einen Belagträger, wobei der Belagträger eine Innenverzahnung aufweist, welche auf eine Außenverzahnung des Mitnehmers aufgesteckt ist, insbesondere so dass der Belagträger mit dem Mitnehmer drehfest verbunden ist und axial, insbesondere also parallel zur Richtung der Ringachse des Mitnehmers, relativ zum Mitnehmer bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanordnung eine zwischen dem Mitnehmer und dem Belagträger angeordnete Ringfeder, insbesondere eine zwischen dem Mitnehmer und dem Belagträger angeordnete sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringfeder, aufweist, wobei die Ringfeder in einer Nut abgestützt ist, insbesondere wobei die Ringfeder am Nutgrund einer Nut abgestützt ist, wobei die Ringfeder auf Zahnköpfen einer der beiden Verzahnungen, insbesondere auf Zahnköpfen der Innenverzahnung oder der Außenverzahnung, aufliegt.
2. Bremsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ringfeder polygonal, insbesondere regelmäßig polygonal, geformt ist und/oder dass die Ringfeder aus einem Draht, insbesondere Runddraht und/oder Biegedraht, polygonal gebogen ausgeformt ist.
3. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringfeder aus einem Runddraht gefertigt ist und/oder dass die Ringfeder aus Federstahl gefertigt ist.
4. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut als Innennut im Belagträger ausgeführt ist, insbesondere in einem Basisring des Belagträgers, und die Ringfeder auf Zahnköpfen der Außenverzahnung aufliegt, insbesondere wobei die Nut in axialer Richtung vor oder hinter der Innenverzahnung des Belagträgers angeordnet ist und der von der Außenverzahnung in axialer Richtung überdeckte Bereich den von der Nut in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst, oder dass die Nut als Außennut im Mitnehmer ausgeführt ist und die Ringfeder auf Zahnköpfen der Innenverzahnung aufliegt, insbesondere wobei die Nut innerhalb der Außenverzahnung ausgeführt ist, insbesondere wobei der von der Nut in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem von der Außenverzahnung in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst ist, insbesondere wobei der Innenverzahnung in axialer Richtung überdeckte Bereich den von der Nut in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst.
5. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut V-förmig ausgeführt ist oder zumindest eine schräge Nutwand aufweist, insbesondere sodass die Ringfeder bei axialer Bewegung des Belagträgers relativ zum Mitnehmer eine Drehbewegung ausführt, wobei der Drehpunkt der Drehbewegung am Nutgrund der Nut angeordnet ist und die Drahtdicke und/oder der Durchmesser des Drahtes, insbesondere Runddrahtes, aus welchem die Ringfeder hergestellt ist, kleiner ist als die Nutbreite der Nut am Nutgrund der Nut, insbesondere wobei die Ringfeder bei maximaler Drehauslenkung der Ringfeder an der schrägen Nutwand oder an der Nutwand der V-förmigen Nut anliegt, insbesondere linienhaft anliegt.
6. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Basisring ein oder zwei Tragbleche befestigt sind, an denen Bremsbeläge befestigt sind, insbesondere mit denen Bremsbeläge stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere wobei die Bremsbeläge in Umfangsrichtung voneinander, insbesondere regelmäßig, beabstandet sind.
7. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbeläge radial außerhalb des Basisrings angeordnet sind, und/oder dass die Tragbleche mittels axial gerichteter Schrauben, welche in axial gerichtete
Gewindebohrungen des Basisrings eingeschraubt sind, mit dem Basisring lösbar verbunden sind, insbesondere wobei die Tragbleche von den Schraubenköpfen der Schrauben zu einem am Basisteil ausgeformten, radial am Basisteil hervorstehenden, in Umfangsrichtung ununterbrochen ausgebildeten Kragenbereich des Basisteils hingedrückt sind.
8. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringfeder an einer Stelle am Umfang eine Unterbrechung aufweist und/oder dass der von der Ringfeder in Umfangsrichtung überdeckte Bereich kleiner ist als 360°, und/oder dass die Ringfeder in dem von der Ringfeder in axialer Richtung überdeckten Bereich radial zwischen dem Mitnehmer und dem Belagträger, insbesondere Basisring, angeordnet ist.
9. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Ecken des Polygons ungeradzahlig ist, insbesondere sieben beträgt.
10. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer an seinem, vor dem Einstecken in den Belagträger, insbesondere Basisring, dem Belagträger zugewandten axialen Endbereich eine Fase aufweist, sodass die in der in Umfangsrichtung umlaufenden Nut aufgenommene Ringfeder beim Einstecken des Mitnehmers in den Belagträger, insbesondere Basisring, aufgeweitet wird, insbesondere vorgespannt wird, insbesondere und mit mehreren Auflagepunkten an jeweiligen Zahnköpfen der Verzahnung anliegt.
11. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem von der Fase in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Drehachse der Welle und/oder des Mitnehmers ausgerichteten Richtung, überdeckten Bereich der Außendurchmesser des Mitnehmers mit zunehmendem Abstand von der die Fase begrenzenden Stirnseite des Mitnehmers monoton, insbesondere streng monoton, zunimmt, insbesondere wobei in dem von der Außenverzahnung in axialer Richtung, insbesondere axial beabstandet zur Fase, der jeweils größte Außendurchmesser unabhängig von der axialen Position ist.
12. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanordnung weist einen Magnetkörper auf, in welchem eine elektrisch bestrombare Ringwicklung aufgenommen ist, wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Drehachse der Welle ausgerichtet ist, wobei eine axial zwischen der Ringwicklung und dem Belagträger angeordnete ferromagnetische Ankerscheibe mit dem Magnetkörper drehfest verbunden und axial bewegbar relativ zum Magnetkörper angeordnet ist, wobei die Welle relativ zum Magnetkörper drehbar gelagert angeordnet ist, insbesondere wobei im Magnetkörper befestigte Bolzen durch Ausnehmungen der Ankerscheibe axial hindurchragen, wobei am Magnetkörper abgestützte Federelemente auf die Ankerscheibe drücken, insbesondere wobei die Bremsanordnung derart ausgebildet ist, dass bei Nichtbestrom ung der Ringwicklung die Ankerscheibe von den Federelementen zum Belagträger hingedrückt wird, sodass dieser Belagträger auf seiner von der Ankerscheibe abgewandten Seite auf eine Bremsfläche gedrückt wird, die auf einem Reibblech ausgebildet ist oder an einem Lagerschild des Elektromotors ausgebildet ist, insbesondere welches ein Lager der Welle aufnimmt, insbesondere wobei die Bremsanordnung derart ausgebildet ist, dass bei Bestromung der Ringwicklung die Ankerscheibe entgegen der von den Federelementen erzeugten Federkraft zum Magnetkörper hingezogen und somit dem Belagträger axiales Spiel zur Verfügung gestellt wird, sodass eine von der elastisch verformten Ringfeder erzeugte Rückstellkraft den Belagträger von der von der Ankerscheibe abgewandten Bremsfläche axial, insbesondere in axialer Richtung, zurückzieht.
13. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausführung der Verzahnung als Außenverzahnung die geradlinigen Seiten der polygonal ausgeformten Ringfeder jeweils tangential an der Außenverzahnung des Mitnehmers anliegen, insbesondere wobei mittig in jeder der Seiten ein jeweiliger Auflagepunkt angeordnet ist und die Eckbereiche der polygonal geformten Ringfeder die jeweiligen Abstützpunkte aufweisen, an denen sich die Ringfeder am Nutgrund der Nut abstützt, insbesondere wobei die Eckbereiche jeweils zwei von denjenigen Seiten des Polygons verbinden, welche zueinander nächstbenachbart sind.
14. Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausführung der Nut als Innennut die Auflagepunkte auf dem einbeschriebenen Innenkreis des Polygons angeordnet sind und/oder dass bei Ausführung der Nut als Außennut die Abstützpunkte auf dem umbeschriebenen Außenkreis des Polygons angeordnet sind.
15. Elektromotor mit einer Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer auf eine Rotorwelle des Elektromotors aufgesteckt und drehfest verbunden ist mit der Rotorwelle, insbesondere mittels Passfederverbindung.
PCT/EP2023/025490 2023-01-23 2023-11-20 Bremsanordnung und elektromotor mit bremsanordnung WO2024156328A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202380086474.XA CN120303490A (zh) 2023-01-23 2023-11-20 制动装置和具有制动装置的电机

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023000185.6 2023-01-23
DE102023000185 2023-01-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024156328A1 true WO2024156328A1 (de) 2024-08-02

Family

ID=89073007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/025490 WO2024156328A1 (de) 2023-01-23 2023-11-20 Bremsanordnung und elektromotor mit bremsanordnung

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN120303490A (de)
DE (1) DE102023004751A1 (de)
WO (1) WO2024156328A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7825113U1 (de) 1978-08-23 1979-01-11 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Sueddeutsche Elektromotoren-Werke, 7520 Bruchsal Zentriervorrichtung fuer zahntriebe
DE102006010656B3 (de) 2006-03-08 2007-08-23 Kendrion Binder Magnete Gmbh Federdruckbremse mit einer aneinander abgewandten Seiten Reibflächen aufweisenden Bremsscheibe
DE102011121790A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Zahnkupplung mit einer Federung, Bremse und Anlage
DE102017104598A1 (de) 2017-03-06 2018-09-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Welle-Nabe-Verbindung mit radial nach außen weisenden Sicherungshaken an einem Federblech und Antriebsstrang
DE102022001345A1 (de) 2021-05-17 2022-11-17 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Welle-Nabe-Verbindung und Bremsanordnung mit einer Welle-Nabe-Verbindung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7825113U1 (de) 1978-08-23 1979-01-11 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Sueddeutsche Elektromotoren-Werke, 7520 Bruchsal Zentriervorrichtung fuer zahntriebe
DE102006010656B3 (de) 2006-03-08 2007-08-23 Kendrion Binder Magnete Gmbh Federdruckbremse mit einer aneinander abgewandten Seiten Reibflächen aufweisenden Bremsscheibe
DE102011121790A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Zahnkupplung mit einer Federung, Bremse und Anlage
DE102017104598A1 (de) 2017-03-06 2018-09-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Welle-Nabe-Verbindung mit radial nach außen weisenden Sicherungshaken an einem Federblech und Antriebsstrang
DE102022001345A1 (de) 2021-05-17 2022-11-17 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Welle-Nabe-Verbindung und Bremsanordnung mit einer Welle-Nabe-Verbindung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023004751A1 (de) 2024-07-25
CN120303490A (zh) 2025-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1983207B1 (de) Mitnehmereinheit für eine Kupplungsanordnung, insbesondere eine nasslaufende Doppelkupplungsanordnung
EP1693588B1 (de) Anordnung zur axialen Abstützung von zwei miteinander rotierenden Bauteilen
WO2002025135A1 (de) Bremsscheiben-/nabenverbindung für fahrzeugscheibenbremsen
EP2340378B1 (de) Torsionsschwingungsdämpferanordnung, insbesondere für den antriebsstrang eines fahrzeugs
DE19634973C2 (de) Kupplungs- oder Bremsanordnung
DE2106208C3 (de)
EP1771670B1 (de) An einer radnabe eines kraftfahrzeuges anschliessbares polrad
DE102017000846B4 (de) Elektromagnetisch betätigbare Bremsanordnung zum Abbremsen einer drehbar gelagerten Welle
DE102019002748A1 (de) Elektromotor, aufweisend eine Rotorwelle, insbesondere eine drehbar gelagerte Rotorwelle, und einen Winkelsensor
DE102022001345A1 (de) Welle-Nabe-Verbindung und Bremsanordnung mit einer Welle-Nabe-Verbindung
WO2024156328A1 (de) Bremsanordnung und elektromotor mit bremsanordnung
WO2018091027A1 (de) Freilaufvorrichtung
DE2315965A1 (de) Kupplungsscheibe
DE102019118828A1 (de) Parksperrenvorrichtung für eine elektrische Antriebsachse und elektrische Antriebsachse mit einer Parksperrenvorrichtung
DE102022004153A1 (de) Bremsanordnung, insbesondere elektromagnetisch betätigbare Bremsanordnung
WO2023041230A1 (de) Elektromotor mit bremsanordnung
DE102020101684A1 (de) Verstellvorrichtung
WO2019149447A1 (de) Trägerscheibenanordnung für bremsanordnung und elektromagnetisch betätigbare bremsanordnung mit trägerscheibenanordnung
EP1508714B1 (de) Mehrscheiben-Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug
WO2024022695A1 (de) Bremsanordnung mit welle und bremsbelagträger
WO2022200037A1 (de) Bremsanordnung mit einem eine verzahnung aufweisenden verzahnteil und zumindest einem federteil
WO2007101636A1 (de) Kegelraddifferential
DE102010041379A1 (de) Lastdrehmomentsperre und Getriebe-Antriebseinheit mit einer Lastdrehmomentsperre
EP2682625B1 (de) Reibungskupplung mit einer kraftschlüssigen Bremseinrichtung
WO2022247983A1 (de) Lageranordnung mit einem axiallager und einer axialscheibenanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23817299

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1