Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Bremsanordnung.

Es ist allgemein bekannt, dass bei elektromagnetisch betätigbaren Bremsen mittels

Bestromung einer Spulenwicklung, also Bremsspule, ein Magnetfeld erzeugt wird, welches eine Ankerscheibe entgegen der von Federelementen erzeugten Federkraft in axialer Richtung anzieht und somit die Bremse lüftbar ist. Bei Nichtbestromung drücken die

Federelemente die Ankerscheibe auf einen mit einer Welle der Bremse drehfest und axial verschieblich angeordneten Bremsbelagträger, so dass dieser an einer Bremsfläche und an der Ankerscheibe beidseitig anliegt und Bremskraft erzeugt wird. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanordnung weiterzubilden, wobei eine Haltebrems-Eigenschaft erreichbar sein soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Bremsanordnung nach den in Anspruch 1 oder 2 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Bremsanordnung nach Anspruch 1 sind, dass die Bremsanordnung eine abtreibende Welle aufweist, auf der ein Bremsbelagträger drehfest verbunden und axial, insbesondere also in Wellenachsrichtung, bewegbar angeordnet ist, wobei eine eine Bremsfläche aufweisende Scheibe, insbesondere Ankerscheibe, mit einem Gehäuseteil der Bremse verbunden, insbesondere fest verbunden, ist, wobei zwischen einer antreibenden Welle und dem Belagträger zumindest eine Kugel angeordnet ist, die in Umfangsrichtung in einem relativ zum Belagträger vorgesehenen Umfangswinkelabschnitt bewegbar ist, insbesondere entgegen einer von Federelementen erzeugten Federkraft, wobei abhängig von der jeweiligen Umfangswinkelposition der Kugel die Kugel den

Belagträger (7) auf eine jeweilige zugehörige axiale Position schiebt,

BESTÄTIGUNGSKOPIE insbesondere wobei die Federkraft von dem jeweiligen Umfangswinkel abhängt, insbesondere wobei der Abstand zwischen Belagträger und der die Bremsfläche

aufweisenden Scheibe in axialer Richtung von der jeweiligen Umfangswinkelposition abhängt, insbesondere nicht konstant ist,

Von Vorteil ist dabei, dass die Bremsanordnung als Bremse oder integriert in einer anderen Vorrichtung, wie beispielsweise Elektromotor oder Getriebe oder Kupplung, ausführbar ist. Bei Ausführung eines Elektromotors mit Bremse wird diese Bremsanordnung als Bremsmotor bezeichnet.

Vorteilig ist bei der Erfindung, dass die Bremsanordnung eine antriebende Welle aufweist, an welche von einem Elektromotor Drehmoment einleitbar ist. Somit wird das Drehmoment von der antreibenden Welle über die Kugeln an den ersten Bremsbelagträger weitergeleitet und von dort über eine Mitnehmerverzahnung an eine abtreibende Welle, an welcher eine Last vorgesehen ist. Bei ausgeschaltetem Motor, also Unterschreiten des lastseitig anliegenden Drehmomentbetrags durch den vom Motor eingeleitete Drehmomentbetrag , fällt die Bremse ein. Dabei wird also der Bremsbelagträger mit seinem Bremsbelag gegen eine Bremsfläche einer Scheibe, insbesondere Ankerscheibe, gedrückt. Die Scheibe ist dabei mit dem

Gehäuse der Bremsanordnung fest verbunden, wobei die antreibende und die abtreibende Welle jeweils über Lager in diesem Gehäuse gelagert sind. Das Gehäuse ist mehrteilig ausgeführt, wobei die Scheibe zumindest teilweise gehäusebildende Funktion mitübernimmt, da sie zwischen zwei Gehäuseteilen anordenbar ist und somit zur Bildung der

Außenoberfläche der Bremsanordnung beiträgt.

Weiter vorteilig ist bei der Erfindung, dass die antreibende Welle Drehmoment über die Kugeln oder ähnlich wirkende Ausrückelemente leitet. Wenn dabei das vom Motor eingeleitete Drehmoment das lastseitig anliegende Drehmoment wesentlich überschreitet, werden die Ausrückelemente, insbesondere also Kugeln, jeweils in Umfangsrichtung entgegen einer jeweils rückstellend wirkenden Federkraft aus ihrer Ruhelage ausgerückt. Dabei stellt die Ruhelage ein lokales Extremum für einerseits den Federkraftbetrag und andererseits für die funktionale Abhängigkeit der axialen Position des ersten

Bremsbelagträgers von der Umfangswinkelposition dar. Als Umfangswinkel wird hierbei die relativ zum ersten Belagträger gemessene Umfangswinkel verstanden. Denn der erste Belagträger und die Ausrückelemente werden von der antreibenden Welle in Drehbewegung versetzt und die Ausrückelemente können sich nur in einem begrenzten

Umfangswinkelabschnitt relativ zum ersten Bremsbelagträger bewegen. Bei dieser

Bewegung, welche entgegen der Federkraft aus der Ruhelage heraus geschieht, wird die axiale Position des ersten Bremsbelagträgers beeinflusst. Insbesondere wird der Abstand zwischen erstem Bremsbelagträger und Scheibe verändert.

Auf diese Weise ist also ein automatisches Lüften der Bremse bei eingeschaltetem Motor und ein automatisches Einfallen der Bremse bei nicht bestromtem Motor erreichbar. Diese so bewirkte Haltebremsfunktion kommt ohne elektromagnetische oder sonstige Ansteuerung aus. Die Haltebremsfunktion ist somit rein mechanisch bewirkt und stellt daher eine erhöhte Sicherheit dar.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Bremsanordnung nach Anspruch 2 sind, dass die Bremsanordnung eine abtreibende Welle aufweist, auf der ein Bremsbelagträger drehfest verbunden und axial, insbesondere also in Wellenachsrichtung, bewegbar angeordnet ist, wobei eine eine Bremsfläche aufweisende Scheibe, insbesondere Ankerscheibe, mit einem Gehäuseteil der Bremse verbunden, insbesondere fest verbunden, ist, wobei zwischen einer antreibenden Welle und dem Belagträger zumindest eine Kugel angeordnet ist, die in einem in Umfangsrichtung sich erstreckenden, derart eine in

Umfangsrichtung veränderliche Nut-Tiefe aufweisenden Nutabschnitt des Belagträgers derart angeordnet ist, dass ein Bremsbelag des Belagträgers auf eine Bremsfläche der Scheibe gedrückt wird, wenn die Kugel in einem ersten Bereich des Nutabschnitts sich befindet, insbesondere entgegen einer von Federelementen erzeugten Federkraft, insbesondere und dass der Bremsbelag des Belagträgers von der Bremsfläche der Scheibe axial entfernt wird, wenn die Kugel in einem anderen Bereich des Nutabschnitts sich befindet, insbesondere entgegen einer von Federelementen erzeugten Federkraft.

Die Vorteile entsprechen den zur Ausführung nach Anspruch 1 vorgenannten Vorteilen.

Zusätzlich ist von Vorteil, dass die einfache Ausbildung einer entsprechenden Nutkontur die Funktion der Haltebremse in einfacher Weise realisierbar ist. Denn die Nutkontur ist als Nachbearbeitung der Stirnseite des ersten Belagträgers einbringbar und daher ohne besonderen Aufwand ausführbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das von der antreibenden Welle an die

abtreibende Welle geleitete Drehmoment zumindest teilweise über die mindestens eine Kugel geleitet. Von Vorteil ist dabei, dass die Kugel als Ausrückelement einsetzbar ist und die Drehmomentdurchleitung durch das Ausrückelement verwendbar ist zum Steuern der Bremsfunktion. Bei Verwendung von Kugeln als Ausrückelement ist eine besonders geringe Reibung erreichbar und somit ein besonders geringes kritisches vom antreibenden Motor eingeleitetes Mindestdrehmoment zum Lüften der Bremse realisierbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die zur Umfangswinkelposition jeweils zugehörige axiale Position als Funktion der Umfangswinkelposition im Umfangswinkelabschnitt ein lokales Extremum, insbesondere ein einziges Maximum oder Minimum, auf, insbesondere wobei der Betrag der Federkraft ebenfalls als Funktion der

Umfangswinkelposition im Umfangswinkelabschnitt ein lokales Extremum, insbesondere ein einziges Maximum oder Minimum, aufweist, insbesondere an demselben Umfangswinkel wie das lokale Extremum des Funktionsverlaufs der axialen Position. Von Vorteil ist dabei, dass für beide Drehrichtungen dieselbe Funktion realisierbar ist. Wenn nämlich der Funktionsverlauf, insbesondere auch der Verlauf der Nut- Tiefe in Umfangsrichtung, symmetrisch ist zu einer mittleren Umfangswinkelposition ist das Verhalten in beiden Drehrichtungen gleichartig ausgeprägt. Somit wird das Lüften der Bremse in beiden Drehrichtungen bei gleich großem Drehmomentbetrag erreicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die abtreibende Welle und die antreibende Welle mittels jeweils zumindest eines Lagers am Gehäuseteil oder einem mit diesem fest verbundenen Gehäuseteil gelagert. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremsanordnung ein

Gehäuse aufweist, so dass die Ausrückelemente geschützt sind und daher keine störenden Schmutzpartikel das Ausrücken der Ausrückelemente hemmen können. Außerdem ist die die Bremsfläche aufweisende Scheibe am Gehäuse festlegbar und somit das Bremsmoment vom Belagträger an die Scheibe beziehungsweise an das Gehäuse ableitbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein weiterer Bremsbelagträger axial bewegbar auf der antreibenden Welle und/oder auf der von vom ersten Belagträger axial abgewandten Seite der Scheibe angeordnet, insbesondere wobei mittels der Kugel der minimale axiale Abstand zwischen erstem

Belagträger und weiterem Belagträger vorgegeben ist insbesondere wobei die Scheibe eine weitere Bremsfläche aufweist, gegen welche der weitere Bremsbelagträger drückbar ist, bei entsprechender Umfangswinkelposition der Kugel. Von Vorteil ist dabei, dass somit die Kugel je nach über die Antriebswelle

eingeleitetem Drehmoment entgegen der Federkraft einen relativ zum Bremsbelagträger vorgesehenen Umfangswinkel ausgelenkt wird und von dieser Auslenkung der Abstand zwischen Bremsbelagträger und Scheibe bestimmt ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in Umfangsrichtung die Kugeln mittels eines Kugelführungsteils im Wesentlichen regelmäßig voneinander beabstandet gehalten, wobei das Kugelführungsteil mit der antreibenden Welle drehfest verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Montage und ein sicheres Halten jeder Kugel in der Nut des ersten Belagträgers erreichbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die abtreibende Welle eine Mitnehmerverzahnung auf, die im Eingriff steht mit einer Innenverzahnung des ersten Belagträgers. Von Vorteil ist dabei, dass der erste Belagträger axial verschieblich angeordnet ist und trotzdem drehfest verbunden ist mit der abtreibenden Welle. Auf diese Weise wird das von der antreibenden Welle über die Ausrückelemente an den ersten Bremsbelagträger eingeleitete Drehmoment an die abtreibende Welle abgeleitet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der erste und/oder der weitere Belagträger mit einer jeweiligen ersten beziehungsweise zweiten Scheibe verbunden oder einstückig mit dieser jeweils ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine erhöhte mechanische Festigkeit erreichbar ist und gewisse Teile, wie beispielsweise Bremsbelagträger, für andere

Bremsanordnungen verwendbar sind. Somit ist in einem Baukasten zur Herstellung von Bremsen mit einer geringen Teilezahl eine hohe Varianz an Bremsen herstellbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind erster und zweiter Belagträger mittels axial sich erstreckender Bolzen direkt oder über jeweils mit den Belagträgern verbundene Scheiben verbunden und auf den Belagträger drückende Federelemente derart an den Bolzen oder an mit den Bolzen verbundenen Muttern abgestützt, dass die Kugeln im lokalen Extremum gehalten sind, solange kein wesentliches Drehmoment von der antreibenden Welle durch die Kugeln übertragen wird zum ersten Bremsbelagträger hin. Von Vorteil ist dabei, dass die Bolzen durch einen der Belagträger hindurchragen und somit Federelemente sich zwischen der axial vom anderen Belagträger abgewandten Seite des Belagträgers und dem Bolzen abstützen. Somit drücken die Federelemente die Belagträger sozusagen aufeinander zu und daher beidseitig auf die Ankerscheibe.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verläuft der Nutabschnitt, insbesondere die Nut-Tiefe, in Umfangsrichtung im Wesentlichen U- oder V-förmig. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfacher und/oder symmetrischer Verlauf ausreichend ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird statt der Kugel ein anderes Ausrückelement verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass statt einer Punktberührung zwischen der Kugel und einer Berührfläche eine Linienberührung oder gar Flächenberührung zwischen

Ausrückelement und Berührfläche erreichbar ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in Explosionsdarstellung gezeigt, wobei die Gegenbremsflächen nicht dargestellt sind.

In Figur 2 ist eine zugehörige Schnittansicht gezeigt.

In der Figur 3 ist ein Außenansicht der Bremsanordrfung gezeigt. Wie in den Figuren gezeigt, weist die Bremsanordnung eine eintreibende Welle 1 auf, mit welcher ein Belagträger 2 drehfest, aber axial, also in Richtung der Wellenachse, verschieblich angeordnet ist.

Wie in Figur 1 gezeigt, sitzt der Belagträger 2 auf einem außenzylindrisch ausgeformten Wellenabschnitt des Kugelführungsteils 4 auf. Auf diesem Wellenabschnitt ist auch ein

Gleitlager 11 der Scheibe 10 angeordnet, welche mit dem Belagträger 2 fest , insbesondere drehfest und in axialer Richtung fest, verbunden ist. Somit ist der Belagträger 2 in axialer Richtung geführt. Bei Einfallen der Bremse wird der Belagträger 2 gegen die ihm zugewandte Seite einer

Ankerscheibe 3 gepresst. Hierbei wird der Belagträger 2 axial verschoben. Die Ankerscheibe 3 jedoch ist mit dem Gehäuse verbunden und somit fest und unbeweglich an ihm

vorgesehen. Die Ankerscheibe 3 ist als Lochscheibe aus Stahl ausführbar. Die Ankerscheibe 3 dreht also nicht mit der eintreibenden Welle 1 mit.

Ebenso ist mit einer abtreibenden, über ein Lager 12 im Gehäuse gelagerten Welle 9 ein weiterer Belagträger 7 drehfest, aber axial verschieblich verbunden. Hierzu weist dieser Belagträger 7 eine Mitnehmerverzahnung auf, die im Eingriff steht mit einer an der Welle 9 ausgebildeten Außenverzahnung.

Auch dieser weitere Belagträger 7 wird beim Einfallen der Bremse gegen die Ankerscheibe 3 gedrückt, wobei die zugehörige Bremsfläche an der Ankerscheibe auf deren von dem Belagträger 2 abgewandten axialen Seite angeordnet ist. Die eintreibende Welle 1 weist einen zur abtreibenden Welle 9 zugewandten, als Vierkant ausgebildeten Endbereich auf, so dass ein mit einem Innenvierkant hohl ausgebildetes Kugelführungsteil 4 aufsteckbar und bei Einwirken entsprechend hohe Kräfte axial bewegbar ist.

Am Kugelführungsteil 4 sind Kugeln 5 angeordnet, welche jeweils in einer Ausnehmung des Kugelführungsteils 4 sich befinden. Das Kugelführungsteil 4 beabstandet somit die Kugeln 5 in Umfangsrichtung voneinander. Die Scheibe 6 wird von den Kugeln 5 berührt und ist mit der abtreibenden Welle 9 drehfest verbunden.

Da die Berührfläche der Scheibe 6 eine einer jeweiligen Kugel 5 zugeordnete, in

Umfangsrichtung verlaufende Ausführschräge aufweist, die mit zunehmender

Umfangsrichtung axial erhöht ist, rücken die Kugeln 5 bei vom Motor her anliegendem Drehmoment in axialer Richtung aus und drücken somit die beiden Scheiben 4, 6 und 10 in axialer Richtung auseinander. Wenn also das vom Motor auf die antreibende Welle 1 eingebrachte Drehmoment höher ist als das an der abtreibenden Welle 9 anliegende Lastmoment, wird die Bremse gelüftet. Wenn das vom Motor auf die antreibende Welle 1 eingebrachte Drehmoment geringer ist als das Lastmoment, fällt die Bremse ein.

Insbesondere fällt also die Bremse ein, wenn der Motor ausgeschaltet ist.

Somit ist die Bremse als Haltebremse verwendbar.

Das Ausrücken der Kugeln 5 erfolgt gegen die Wirkung von Federelementen 20. Die Ausrückbewegung wird begrenzt durch axiale Anschläge, insbesondere entsprechende Wellenbünde, an der eintreibenden Welle 1 und der abtreibenden Welle 9, wobei der Belagträger 7 an einem entsprechenden Wellenbund der abtreibenden Welle 9 und der Belagträger 2 an einem entsprechenden Wellenbund der eintreibenden Welle 1 anschlägt. Die eintreibende Welle 1 ist über Lager 24 im Gehäuseteil 25 gelagert, wobei die

Ankerscheibe 3 zwischen dem Gehäuseteil 25 und dem Gehäuseteil 27 mittels einer durch die Ankerscheiben 3 hindurchgeführten Verbindungsschraube 26 festgelegt ist, welche die beiden Gehäuseteile (25, 27) gegeneinander verschraubt. Mittels der Schraube 28 ist ein Bolzen 21 mit der Scheibe 10 schraubverbunden und somit auch mit dem Belagträger 2 verbunden. Der sich axial erstreckende Bolzen ragt durch Ausnehmungen des Belagträgers 7 und auch der Scheibe 6 hindurch. An seinem axialen Endbereich weist der Bolzen einen Außengewindebereich auf, auf welchen eine Mutter aufgeschraubt ist, an welcher sich ein Federelement 20 abstützt, das auch am Belagträger 7 beziehungsweise an der Scheibe 6 sich abstützt.

Somit werden die Belagträger 2 und 7 von den Federelementen 20 aufeinander zu gedrückt. Wenn also die Kugeln 5 nicht ausrücken, werden die Belagträger 2 und 7 von jeweils axial entgegengesetzter Richtung aus auf die Ankerscheibe 3 gedrückt und die Bremse ist somit im eingefallenen Zustand und erzeugt Bremskraft.

Nur wenn das vom Motor erzeugte Drehmoment größer ist als das lastseitig anliegende Drehmoment, wenn also das Drehmoment vom Motor aus durch die Mitnehmerverzahnung 8 zur Last geleitet wird, lüftet die Bremse, indem die aus ihrem in axialer Richtung

angeordneten Tiefpunkt ausrückenden Kugeln 5 entgegen der Federkraft der Federelemente 20 die Belagträger 2 und auseinander drücken.

Infolge der genannten axialen Begrenzung der Belagträger 2 und 7, insbesondere also der genannten Anschläge beziehungsweise Wellenbunde, ist der axiale Hub der Kugeln 5 begrenzt.

Die Kugeln 5 berühren die Scheiben 6 und 10. Zum Ausrücken aus dem Tiefpunkt weisen die Scheiben 6 und 10 jeweils die genannte Ausführschräge auf. Hierzu wird an jeder Scheiben 6 und 10 ein in die der Kugel jeweils zugewandten Seite der Scheiben 6 und 10 ein

Nutabschnitt vorgesehen, welcher sich in Umfangsrichtung über einen endlichen

Winkelbereich erstreckt, insbesondere zwischen 5° und 25°. Somit sind auf gleichem

Radialabstand in Umfangsrichtung mehrere voneinander beabstandete Nutabschnitte anordenbar und somit auch mehrere der Kugeln 5.

Der Nutboden des Nutabschnitts ist dabei nicht mit konstanter Tiefe ausgearbeitet sondern weist einen in Umfangsrichtung zunehmenden Tiefenverlauf auf. Somit bewegt sich die Kugel beim Durchlaufen des Nutabschnitts in axialer Richtung. Da der Abstand der Scheiben 6 und 10 zueinander durch die Position der Kugel 5 bestimmt ist, wird der Abstand beim Durchlaufen des Nutabschnitts mittels der Kugel 5 verändert. Dabei nimmt der axiale Abstand zwischen den Scheiben 6 und 10 zu, wenn die Kugel 5 aus dem in axialer Richtung tiefsten Punkt ausrückt.

Vorzugsweise sind die Mitnehmerverzahnungen der Belagträger (2, 7) jeweils als

Evolventenverzahnungen ausgeführt.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Belagträger 2 und 7 mit den ihnen jeweils zugeordneten Scheiben 10 beziehungsweise 6 einstückig ausgeführt. Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind Kugelführungsteil 4 und eintreibende Welle 1 einstückig ausgeführt.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Kugelführungsteil 4 aufgepresst auf den als Vierkant ausgebildeten Endbereich der eintreibenden Welle 1.

Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel wird das Kugelführungsteil 4 drehfest ohne Vierkant mit dem der abtreibenden Welle 9 zugewandten Endbereich der eintreibenden Welle 1 verbunden, insbesondere kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind nicht zwei sondern nur ein einziger Belagträger 7 vorhanden. Der Belagträger 2 ist somit nicht vorhanden sondern nur die Scheibe 10, die dann mit der antreibenden Welle 1 fest, also im Wesentlichen nicht axial verschieblich, verbunden ist. Alternativ ist statt der Scheibe 10 auch ein Wellenbund an der eintreibenden Welle 1 ausbildbar, an welchem sich direkt oder über Bolzen indirekt die Federelemente abstützen, welche auf den dann einzigen Belagträger 7 drücken, der wiederum drehfest aber axial bewegbar mit der abtreibenden Welle verbunden ist. Die die Bremsfläche aufweisende Scheibe 3 ist dabei wiederum fest mit dem Gehäuse verbunden, in welchem wiederum die antreibende, also motorseitige, und abtreibende, also lastseitige, Welle über jeweilige Lager, insbesondere wiederum Kugellager, gelagert sind. Bezugszeichenliste

I eintreibende Welle

2 Belagträger

3 Ankerscheibe

4 Kugelführungsteil

5 Kugeln

6 Scheibe, insbesondere verbindbar mit dem Belagträger 7 7 Belagträger

8 Mitnehmerverzahnung

9 abtreibende Welle

10 Scheibe, insbesondere verbindbar mit dem Belagträger 2

I I Gleitlager

12 Lager für abtreibende Welle 9

20 Federelemente

21 Bolzen

22 Mutter

23 Platte

24 Lager der eintreibenden Welle 1

25 Gehäuseteil

26 Verbindungsschraube

27 Gehäuseteil