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Title:
ELECTROMAGNETICALLY ACTUABLE SPRING-APPLIED BRAKE AND DRIVE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/007931
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electromagnetically actuable spring-applied brake (1), having an electrical coil (19) for actuating the spring-applied brake (1) and a brake rotor (15), which can be connected to a shaft, wherein the coil is arranged in a housing, wherein the spring-applied brake has a spacer element (9) for creating a distance between a brake counterpart element (10), against which the brake rotor is pressed when closing the brake, the spring-applied brake (1) and the housing (2), preferably a plurality of spacer elements (9), wherein the spacer element (9) has, in the interior, a cavity (12) for receiving a fastening element (17), in particular a screw. The cavity (12) is open to the shaft.

Inventors:
NEUMANN, Christopher (Flachsrotten 14, Nordstemmen, 31171, DE)
Application Number:
EP2018/067889
Publication Date:
January 10, 2019
Filing Date:
July 03, 2018
Export Citation:
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Assignee:
INTORQ GMBH & CO. KG (Wülmser Weg 5, Aerzen, 31855, DE)
International Classes:
F16D59/02; F16D65/14; H02K7/102
Foreign References:
DE2832523A11980-02-07
JPS58140340U1983-09-21
JPH02150520A1990-06-08
JPH03168423A1991-07-22
US5685398A1997-11-11
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
FREISCHEM & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (Salierring 47-53, Köln, 50677, DE)
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Claims:
Elektromagnetisch betätigbare Federkraftbremse (1 ), mit einer elektrischen Spule (19) zum Betätigen der Federkraftbremse (1 ) und einem mit einer Welle verbindbaren Bremsrotor (15), wobei die Spule in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Federkraftbremse ein Distanzelement (9) zur Schaffung eines Abstands zwischen einem Bremsgegenelement (10), gegen das der Bremsrotor beim Schließen der Bremse gedrückt wird, der Federkraftbremse (1 ) und dem Gehäuse (2), vorzugsweise eine Mehrzahl Distanzelemente (9), aufweist, wobei das Distanzelement (9) im Inneren einen Hohlraum (12) zur Aufnahme eines Befestigungselements (17), insbesondere einer Schraube, aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Hohlraum (12) zur Welle hin offen ist.

Federkraftbremse (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (9) einen in Umfangsrichtung der Federkraftbremse (1 ) orientierten Anlagebereich (27) zur Abstützung eines Bremselements (14), das zum Andrücken des Bremsrotors (15) an das Bremsgegenelement (10) vorgesehenen ist, aufweist.

Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) und/oder das Distanzelement (9) aus einem Sinterwerkstoff hergestellt ist.

Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (9) an das Gehäuse (2), insbesondere den äußeren Gehäusebereich (4), angeformt ist.

Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraftbremse im Bereich des Übergangs zwischen Gehäuse und Distanzelement einen Freistich aufweist.

Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Freistich (24) eine flächige Vertiefung in einer zur Anlage des Bremselements (14) bestimmten, insbesondere senkrecht zur Drehachse (X) orientierten, Anlagefläche (25) darstellt. 7. Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (12) sich in vom Bremsgegenelement wegweisender Richtung verjüngt, insbesondere konisch und/oder nach Art einer Stufenbohrung gestaltet ist. 8. Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (19) koaxial zu der Welle angeordnet ist, wobei die Federkraftbremse (1 ) einen Aufnahmeraum (5) zur Aufnahme der Spule (19) im Inneren der Federkraftbremse (1 ) aufweist, wobei der Aufnahmeraum (5) in einem Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei der Aufnahmeraum (5) einen in- neren Gehäusebereich (3) des Gehäuses (2) umgibt, wobei ein äußerer Gehäusebereich (4) des Gehäuses (2) den Aufnahmeraum (5) umgibt, wobei der Querschnitt des Aufnahmeraums (5) in einer zur Drehachse (X) der Welle senkrechten Schnittebene eine von einem Kreisring abweichende Form aufweist.

9. Federkraftbremse (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt in einer zur Drehachse (X) der Welle senkrechten Schnittebene des Aufnahmeraums (5) und/oder eine den Aufnahmeraum (5) in radialer Richtung begrenzende Fläche (7) des inneren Gehäusebereichs (3) und/oder eine den Aufnahmeraum in radialer Richtung begrenzende Fläche (8) des äußeren Gehäusebereichs (4) eine einem Polygon, insbesondere einem Dreieck, angenäherte Form aufweist.

10. Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Aufnahmeraum (5) und/oder die den Aufnahmeraum (5) in radialer Richtung begrenzende Fläche (7) des inneren Gehäusebereichs (3) und/oder die den Aufnahmeraum (5) in radialer Richtung begrenzende Fläche (8) des äußeren Gehäusebereichs (4) eine zumindest im Wesentlichen drehsymmetrische Gestaltung mit der Drehachse (X) der Welle als Drehsymmet- rieachse aufweist.

1 1 . Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Gehäusebereich (3) eine Wellendurchführung (6) zur Durchführung der Welle umgibt.

12. Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Gehäusebereich (3) und der äußere Gehäusebereich (4) miteinander einteilig ausgeführt sind.

13. Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Gehäusebereich (3) und/oder der äußere Gehäusebereich (4), vorzugsweise der einteilige innere und äußere Gehäusebereich (3, 4), aus einem Sinterwerkstoff hergestellt ist.

14. Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsgegenelement (10) durch Sicherungselemente (16), insbesondere Klemmringe, die mit Befestigungselementen (17) zu Befestigung der Federkraftbremse (1 ) zusammenwirken, in seiner bestimmungsge- mäßen Position gehalten wird.

15. Antriebssystem mit einer Federkraftbremse (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine abzubremsende Welle des Antriebssystems mit dem Bremsrotor (15) verdrehsteif verbunden ist.

Description:
Elektromagnetisch betätigbare Federkraftbremse und Antriebssystem

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigbare Federkraftbremse und ein Antriebssystem mit einer elektromagnetisch betätigbaren Federkraftbremse. Elekt- romagnetisch betätigbare Federkraftbremsen weisen eine elektrische Spule zum Betätigen der Bremse auf. Die Spule erzeugt ein magnetisches Feld, welches auf ein bewegliches Bremselement wirkt. Bei Bremsen der in Rede stehenden Art wird die Bremse durch die Wirkung des elektrischen Feldes auf das bewegliche Bremselement geöffnet bzw. gelüftet. Man spricht in diesem Fall auch von einer elekt- romagnetisch lüftenden Federkraftbremse. Der Vorteil gegenüber einer Bremse, die aufgrund elektromagnetischer Kräfte geschlossen bzw. verknüpft wird, ist der, dass eine elektromagnetisch lüftende Federkraftbremse beim Ausfall jeglicher Hilfsenergie schließt, was aus Sicherheitsgründen in einer Vielzahl von Einsatzfällen erwünscht ist.

Die für das Funktionieren der Bremse notwendigen Reibkräfte werden hierbei dadurch erzeugt, dass das Bremselement einen mit einer Welle verdrehsteif verbindbaren Bremsrotor gegen ein Bremsgegenelement drückt. Das Bremselement, welches auch als Ankerscheibe bezeichnet wird, der Bremsrotor und das Brems- gegenelement sind hierfür vorzugsweise mit geeigneten Reibbelägen ausgestattet. Im Fall der elektromagnetisch lüftenden Federkraftbremse wird die Kraft, mit der das Bremselement den Rotor an das Bremsgegenelement drückt, durch elastische Elemente erzeugt. Bei diesen kann es sich beispielsweise um Druckfedern, insbesondere um Schraubendruckfedern handeln.

Die elastischen Elemente und/oder die elektrische Spule werden regemäßig in einem Gehäuse aufgenommen. Das Bremselement und der Bremsrotor befinden sich zwischen dem Bremsgegenelement und diesem Gehäuse. Um die zum Bremsen erforderlichen Reibkräfte zu erzeugen, müssen Gehäuse und Bremsgegen- element folglich fest miteinander verbunden und voneinander beabstandet sein.

Um diese Beabstandung zu ermöglichen, kann zwischen dem Gehäuse und dem Bremsgegenelement ein Distanzelement angeordnet sein. Es kann sich auch um mehrere Distanzelemente handeln. Über das Distanzelement werden das Bremsgegenelement und das Gehäuse miteinander in einem definierten Abstand verbunden.

Das Distanzelement kann im Inneren einen Hohlraum zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweisen. Ein solches Befestigungselement ermöglicht es, durch das Distanzelement hindurch eine feste Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Bremsgegenelement herzustellen. Der Hohlraum kann sich dabei in das Gehäuse hinein und/oder durch das Gehäuse hindurch erstrecken.

Um den Hohlraum mit dem Befestigungselement aufnehmen zu können, muss das Distanzelement eine gewisse Stärke aufweisen. Da sich sowohl der Bremsrotor, als auch das Distanzelement zwischen dem Bremsgegenelement und dem Gehäuse befinden müssen, sich jedoch wegen ihrer Relativbewegung zueinander nicht gegenseitig behindern dürfen, limitiert die Ausdehnung des Distanzelementes, insbesondere dessen Ausdehnung in radialer Richtung, den möglichen Durchmesser des Bremsrotors. Ein bei gleichem Bauraumbedarf der Federkraftbremse möglichst großer Bremsrotor ist jedoch im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Federkraftbremse wünschenswert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Federkraftbremse der in Re- de stehenden Art und ein Antriebssystem mit einer solchen Federkraftbremse aufzuzeigen, welche die Verwendung eines Bremsrotors mit einem möglichst großen Durchmesser ermöglichen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektromagnetisch betätigbare Federkraftbremse und ein Antriebssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.

Der Hohlraum ist zur Welle hin offen. Dies erhöht den möglichen Durchmesser, den Bremsrotor und/oder die wirksame Reibfläche des Bremselements bei ansonsten gleicher Baugröße der Bremse aufweisen können. Der größere Durchmesser dieser Elemente ermöglicht eine höhere Bremswirkung.

Es hat sich gezeigt, dass es nicht zwingend notwendig ist, das Befestigungselement in einem allseitig umschlossenen Hohlraum durch das Distanzelement an dem Bremsrotor vorbei zu führen. Das Distanzelement kann vielmehr einen zum Bremsrotor hin offenen Hohlraum besitzen. Hierdurch wird der Durchmesser des Bremsrotors lediglich noch von dem in dem Hohlraum angeordneten Befestigungselement beschränkt. Eine weitere Beschränkung des für den Bremsrotor zur Verfügung stehenden Bauraums durch das Distanzelement selbst findet nicht statt.

Das Distanzelement kann einen in Umfangsrichtung der Federkraftbremse orientierten Anlagebereich zur Abstützung des Bremselements aufweisen. Ein solcher in Umfangsrichtung orientierter Anlagebereich kann als Führung des Bremselements beim Öffnen und Schließen dienen. Gleichzeitig kann er das Bremselement in Um- fangsrichtung abstützen und so ein Mitdrehen des Bremselementes mit dem Bremsrotor aufgrund der erzeugten Reibkräfte verhindern - und so die Übertragung der Reibkräfte gegebenenfalls überhaupt ermöglichen, wenn der Anlagebereich die einzige Sicherung des Bremselementes gegen ein Mitdrehen mit dem Bremsrotor darstellt.

Bevorzugt ist das Distanzelement bzw. die Mehrzahl Distanzelemente an das Gehäuse, insbesondere den äußeren Gehäusebereich, angeformt. Unter einem angeformten Distanzelement ist insbesondere ein Distanzelement zu verstehen, dass in einem kontinuierlichen und materialeinheitlichen Übergang in das Gehäuse bzw. den Gehäusebereich übergeht, also einstückig mit diesem ausgeführt ist. Dies lässt sich besonders vorteilhaft durch eine gemeinsame Herstellung von Gehäuse bzw. Gehäusebereich und Distanzelement im Wege eines Sinterverfahrens erreichen. Im Bereich des Übergangs zwischen Gehäuse und Distanzelement kann die Federkraftbremse einen Freistich aufweisen. Insbesondere im vollständig gelüfteten Zustand der Bremse kann der Materialübergang zwischen dem Distanzelement und dem Gehäuse die beabsichtigte Bewegung des Bremselementes in seine bestimmungsgemäße Position bei vollständig gelüfteter Bremse behindern. Dies liegt daran, dass sich bei dem Übergang herstellungstechnisch bedingt oft geringfügige Verrundungen befinden. Eine entsprechend scharfkantige Gestaltung des Bremselementes in diesem Bereich kann dazu führen, dass das Bremselement in seiner Bewegung behindert wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Bremselement durch das Distanzelement in seiner Bewegung beim Öffnen und/oder Schließen der Bremse geführt wird. In diesem Fall kann es sein, dass die Bewegung des Bremselements entlang des Distanzelements durch die Verrundung gestoppt wird, bevor das Bremselement seine bestimmungsgemäße Position bei vollständig geöffneter Bremse erreicht.

Die Federkraftbremse kann beispielsweise so gestaltet sein, dass das Bremselement bei vollständig geöffneter Federkraftbremse an einer Anlagefläche, die insbesondere senkrecht zur Drehachse orientiert ist, zur Anlage gelangt. Insbesondere in diesen Fällen ist eine Gestaltung des Freistichs sinnvoll, bei der der Freistich eine flächige Vertiefung in der zur Anlage des Bremselements bei geöffneten Zustand der Bremse bestimmten Anlagefläche darstellt.

Bei dem Hohlraum kann es sich beispielsweise um eine Bohrung handeln. Es ist in vorteilhafter Weise jedoch auch möglich, beispielsweise im Rahmen eines Sinter- Verfahrens, den Hohlraum bereits bei der Formung des Distanzelements auszubilden.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, den Hohlraum konisch zu gestalten. Ein konischer Hohlraum eignet sich insbesondere zur Aufnahme von Schrauben, die sich beim Eindringen in das Distanzelement das die Schraube aufnehmende Gewinde selbst in das Material des Distanzelements schneiden. Die Verwendung derartiger Schrauben erlaubt ebenfalls eine besonders kostengünstige Montage. Neben der vorstehend beschriebenen konischen Gestaltung können auch andere, sich in vom Bremsgegenelement weg weisender Richtung verjüngende Gestaltungen des Hohlraums sinnvoll sein. Diese verjüngende Gestaltung ist insbesondere von Vorteil in Verbindung mit der Verwendung gewindefurchender und/oder gewindeschneidender Schrauben für die Befestigung des Bremsgegenelements am Dis- tanzelement und damit in der Bremse. Der sich verjüngende Hohlraum erstreckt sich dabei bevorzugt bis in das Gehäuse hinein bzw. durch das Gehäuse hindurch. Der zum Bremselement hinweisende erweiterte Bereich des Hohlraums, der insbesondere zur Bremsachse hin offen ist, dient dann - zumindest im Wesentlichen - zur Führung des Befestigungselements, während der verjüngte Bereich des Hohlraums, der sich bevorzugt - zumindest im Wesentlichen - im Bereich des Gehäuses der Bremse befindet - zur Fixierung des Befestigungselementes dient. Das heißt, beim Eindrehen des Befestigungselements wird dieses durch den erweiterten Bereich geführt und schneidet in das Material des verjüngten Bereichs des Hohlraums ein bzw. verformt dieses. Gewindefurchende Schrauben haben hier den Vorteil gegenüber gewindeschneidenden, dass diese keinen Span erzeugen.

Die verjüngende Form des Hohlraums kann dabei insbesondere durch eine Gestaltung des Hohlraums nach Art einer Stufenbohrung erzeugt werden. Hierbei kann es sich um eine echte Stufenbohrung handeln, im Rahmen eines formgebenden Verfahrens kann eine einer Stufenbohrung entsprechende Form jedoch auch anderweitig erzeugt werden. Dabei befindet sich bevorzugt der weitere Bereich des Hohlraums - zumindest überwiegend - im Bereich des Distanzelements und/oder der engere Bereich des Hohlraums befindet sich - zumindest überwiegend - im Bereich des Gehäuses.

Bei einer besonders kompakten Bauform ist die Spule, mit der das elektromagnetische Feld zum Betätigen der Federkraftbremse erzeugt wird, koaxial zu der Welle angeordnet. Die Spule befindet sich dabei in einem Aufnahmeraum, der in einem Gehäuse angeordnet ist. Der Aufnahmeraum umgibt hierbei einen inneren Gehäusebereich des Gehäuses und wird wiederum von einem äußeren Gehäusebereich des Gehäuses umgeben. In seinem Querschnitt in einer zur Drehachse der Welle senkrechten Schnittebene weist der Aufnahmeraum nach dem Stand der Technik einen Querschnitt in Gestalt eines Kreisrings oder eine von der Form eines Kreis- rings abweichende Form auf.

Die von der Form eines Kreisrings abweichende Form des Querschnitts des Aufnahmeraums führt dazu, dass der äußere Gehäusebereich Bereiche aufweist, die in radialer Richtung unterschiedliche Materialstärken aufweisen. Bereiche mit grö- ßerer Materialstärke können dann genutzt werden, um dort Elemente der Federkraftbremse anzuordnen. Auf diese Weise lässt sich die Materialstärke und/oder die projizierte Fläche des äußeren Gehäusebereichs insgesamt reduzieren. Hierdurch werden bessere magnetische Randbedingungen geschaffen.

Besonders bevorzugt kann der Aufnahmeraum bzw. der Querschnitt des Aufnahmeraums in einer zur Drehachse der Welle senkrechten Schnittebene eine einem Polygon angenäherte Form aufweisen. Unter einer einem Polygon angenäherten Form sind in diesem Zusammenhang insbesondere solche Formen zu verstehen, bei denen die Seiten und/oder Ecken des Polygons Krümmungen aufweisen. Die Krümmungen dienen hierbei dazu, zum einen zu enge Radien der Spulenwicklung im Bereich der Ecken des Polygons zu vermeiden, zum anderen den Verlauf der Spule zwischen dem äußeren Gehäusebereich und dem inneren Gehäusebereich im Hinblick auf möglichst optimale magnetische Verhältnisse und/oder eine mög- liehst gute Ausnutzung des Bauraumes zu optimieren.

Besonders bevorzugt kann der Querschnitt des Aufnahmeraums eine einem Dreieck angenäherte Form aufweisen. Das Dreieck ist das Polygon, welches die größte Abweichung von der Form eines Kreises aufweist. Dementsprechend ermöglicht eine einem Dreieck angenäherte Form eine besonders starke Abweichung des Querschnitts von der Form eines Kreisrings. Dadurch lässt sich eine entsprechend starke Variation der Materialstärke des äußeren Gehäusebereichs erzielen.

Die vorstehenden Ausführungen zur Gestaltung des Aufnahmeraums bzw. des Querschnitts des Aufnahmeraums betreffen ebenfalls die geometrische Gestaltung der Flächen des inneren Gehäusebereichs und/oder des äußeren Gehäusebereichs, die den Aufnahmeraum in radialer Richtung nach innen bzw. nach außen begrenzen. In vorteilhafter Weise weisen die zur Drehachse der Welle senkrechten Querschnitte durch diese Flächen ebenfalls eine einem Polygon angenäherte Form auf.

Bevorzugt ergibt sich so eine Gestaltung, bei der der Aufnahmeraum und/oder eine den Aufnahmeraum in radialer Richtung begrenzende Fläche des inneren Gehäusebereichs und/oder eine den Aufnahmeraum in radialer Richtung begrenzende Fläche des äußeren Gehäusebereichs mit unterschiedlich starker Krümmung in Umfangsrichtung aufweist. Bevorzugt verteilen sich hierbei Bereiche mit stärkerer und schwächerer Krümmung über den Verlauf des Aufnahmeraums bzw. der Fläche in Umfangsrichtung. Bevorzugt wechseln sich hierbei Bereiche mit stärkerer Krümmung und Bereiche mit schwächerer Krümmung ab.

Durch die Verwendung unterschiedlich stark gekrümmter Bereiche wird bevorzugt erreicht, dass der äußere Gehäusebereich im Bereich der stärker gekrümmten Bereiche des Aufnahmeraums und oder der Fläche dünnwandiger ausgeführt ist als im Bereich der schwächer gekrümmten Bereiche des Aufnahmeraums und/oder der Fläche. Bevorzugt können Aufnahmen für Verbindungselemente und/oder Aufnahmen für elastische Elemente zur Erzeugung der Bremskraft und/oder Distanzelemente im Bereich der schwächer gekrümmten Bereiche des Aufnahmeraums und/oder der Fläche des äußeren Gehäusebereichs angeordnet sein.

Der Aufnahmeraum und/oder die den Aufnahmeraum in radialer Richtung begrenzende Fläche des inneren Gehäusebereichs und/oder die den Aufnahmeraum begrenzende Fläche des äußeren Gehäusebereichs weist bevorzugt eine zumindest im Wesentlichen drehsymmetrische Gestaltung mit der Drehachse der Welle als Drehsymmetrieachse auf. Eine solche Gestaltung erzeugt eine verhältnismäßig gleichmäßige Verteilung des elektromagnetischen Feldes. Unter einer im Wesentlichen drehsymmetrischen Gestaltung ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass der größte Teil des Aufnahmeraums bzw. der Flächen drehsymmetrisch gestaltet ist. An einzelnen Stellen kann die Gestaltung von der Drehsymmetrie abweichen, beispielsweise um Durchführungen für elektrische Leitungen vorzusehen. Derartige geringfügige Abweichungen haben keinen praktisch relevanten Einfluss auf die Ausprägung des elektromagnetischen Feldes.

Bevorzugt umgibt der innere Gehäusebereich eine Wellendurchführung zur Durch- führung der Welle. Die Durchführung der Welle durch den inneren Gehäusebereich ermöglicht eine Anordnung der Bremse, beispielsweise an einer Antriebseinheit, bei der die Bremse mit ihrem Gehäuse zu der Antriebseinheit hinweisend an dieser aufgenommen wird. Es versteht sich, dass auch das Bremsgegenelement eine Wellendurchführung aufweisen kann. Hierdurch ergeben sich ebenfalls die ent- sprechenden Montagemöglichkeiten.

Der innere Gehäusebereich und der äußere Gehäusebereich können einteilig miteinander ausgeführt sein. Dies ermöglicht es insbesondere, den inneren und den äußeren Gehäusebereich in einem formgebenden Verfahren gemeinsam herzustellen. Auch ergibt sich so ein einfacher Aufbau des Gehäuses der Bremse.

Der innere Gehäusebereich und/oder der äußere Gehäusebereich, besonders bevorzugt der einteilige innere und äußere Gehäusebereich, ist bevorzugt aus einem gesinterten Werkstoff hergestellt. Mit Sinterwerkstoffen lassen sich die erfindungsgemäßen und vorteilhaften Ausgestaltungen des Aufnahmeraums und des inneren und/oder äußeren Gehäusebereichs, die vorstehend beschrieben sind, auf besonders vorteilhafte Weise darstellen. Insbesondere kann eine endformnahe und damit kostengünstige Herstellung erfolgen.

Zur Schaffung eines Abstands zwischen dem Bremsgegenelement, bei dem es sich beispielsweise um ein gestanztes Bauteil handeln kann, und dem Gehäuse weist die Federkraftbremse bevorzugt ein Distanzelement, besonders bevorzugt eine Mehrzahl Distanzelemente, auf. Die Distanzelemente dienen dazu, zwischen dem Bremsgegenelement und dem Gehäuse einen Abstand zu schaffen, in dem der Bremsrotor und das Bremselement angeordnet werden können. Auch bestimmt die Länge dieser Distanzelemente die Länge des Weges, den das Bremselement beim Öffnen und/oder Schließen der Bremse zurücklegt. Die Länge dieses Weges wird auch als Luftspalt der Bremse bezeichnet. Sie kann sich mit fortschreitendem Verschleiß der Bremse, insbesondere bei fortschreitendem Verschleiß von Reibbelägen der Bremse, ändern.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht eine provisorische Befestigung des Bremsgegenelements vor. Dies ist insbesondere für den Fall sinnvoll, dass die Fe- derkraftbremse - beispielsweise für den Transport - zunächst vormontiert wird, die endgültige Fixierung des Bremsgegenelements an der Bremse jedoch erst mit der Befestigung der Bremse, beispielsweise an einer Antriebseinheit, erfolgt. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Befestigungselemente zum Befestigen der Federkraftbremse ebenfalls die Befestigung des Bremsgegenelements bewir- ken.

Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Bremsgegenelennent durch Sicherungselemente in seiner bestimmungsgemäßen bzw. vormontierten Position gehalten wird. Bei den Sicherungselementen kann es sich beispielsweise um Klemmringe handeln.

Die Sicherungselemente wirken dabei bevorzugt mit Befestigungselementen zusammen, wie beispielsweise mit Gewindestiften und/oder Schrauben. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform dienen die Befestigungselemente, mit denen Sicherungselemente zusammenwirken, der Befestigung der Bremse, beispielsweise an einer Antriebseinheit. Die Befestigungselemente werden, beispielsweise zur Ermöglichung des Transports, bevorzugt durch das Gehäuse, die Distanzelemente und das Bremsgegenelement hindurchgeführt und mit jeweils einem Sicherungselement gesichert. Bei der endgültigen Montage der Federkraftbremse, beispielsweise an einer Antriebseinheit, wird die Federkraftbremse mit den Befestigungselementen befestigt. Die Sicherungselemente können hierbei gegebenenfalls entfernt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem kann es sich bevorzugt um ein Antriebssystem zum Antreiben eines Rolltores, einen Sonnenschutzantrieb oder einen Antrieb in der Medizintechnik, wie beispielsweise einen Stellantrieb für eine Operationstischverstellung oder einen Türantrieb für einen Fahrstuhl oder Aufzug oder einen Antrieb in der Lager- und Fördertechnik handeln. Weiterhin kommen Fahrantriebe für, gegebenenfalls fahrerlose, Transportsysteme in Betracht, ebenso Antriebe für Parkroboter, Dosierantriebe, beispielsweise in der Pharmaindustrie, Stellantriebe, beispielsweise zur Formatverstellung, insbesondere für Buchbindermaschinen oder Maschinen der Holzbearbeitung oder anderweitige Industrieantriebe, Antriebe in Druckmaschinen, Textilmaschinen, Umreifungsmaschinen, Mess- und Inspektionsmaschinen, Verpackungsmaschinen, Maschinen zur Etikettierung, fliegenden Sägen, Maschinen der Papier-, Textil-, Lebensmittel-, Halbleiter-, Holz- und Kunststoffindustrie.

Derartige Antriebssysteme weisen eine Antriebseinheit auf, mit der die Federkraft- bremse verbunden bzw. an der die Federkraftbremse befestigt ist. Bei der Antriebseinheit kann es sich insbesondere um einen Motor, wie einen Elektromotor, oder um ein Getriebe handeln. Die Antriebseinheit weist hierbei eine durch die Federkraftbremse abzubremsende Welle auf. Mit dieser Welle wird der Bremsrotor verdrehsteif verbunden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 bis 1 1 schematisch näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Gehäuses einer beispielhaften erfindungsgemäßen Federkraftbremse.

Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Gehäuses. Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer für den Transport vormontierten erfindungsgemäßen Bremse.

Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der Bremse aus Fig. 3 im montierten Zustand.

Fig. 5 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren für den Transport vormontierten erfindungsgemäßen Bremse.

Fig. 6 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der Bremse aus Fig. 5 im montierten Zustand.

Figur 7 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung einer weiteren beispielhaften Federkraftbremse. Figur 8 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Gehäuses der Federkraftbremse aus Fig. 7.

Figur 9 zeigt eine Teilschnittdarstellung im Bereich des Übergangs zwischen Gehäuse und Distanzelement einer beispielhaften Federkraftbremse mit einem Frei- stich

Figur 10 zeigt einen entsprechenden Bereich einer Federkraftbremse ohne einen Freistich

Figur 1 1 zeigt eine beispielhafte Federkraftbremse in einem vormontiertem und in einem an einer Vorrichtung montierten Zustand

Figur 12 zeigt eine beispielhafte Federkraftbremse in ihrem an einer Vorrichtung montierten und ihrem vormontierten Zustand, wobei die Federkraftbremse gehäu- seseitig an die Vorrichtung montiert wird

Figur 13 zeigt die in Figur 12 dargestellte Bremse, die in dem in Figur 13 dargestellten Fall mit dem Bremsgegenelement voran an eine Vorrichtung montiert wird.

Die in den Figuren dargestellten Federkraftbremsen 1 weisen ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 ist in den gezeigten Beispielen in vorteilhafter Weise einteilig ausgeführt und weist einen inneren Gehäusebereich 3 und einen äußeren Gehäusebereich 4 auf. Der innere Gehäusebereich 3 und der äußere Gehäusebereich 4 bilden bevorzugt einen gemeinsamen Sinterkörper.

Der äußere Gehäusebereich 4 umgibt bei beiden beispielhaften Gehäusen 2 einen Aufnahmeraum 5 zur Aufnahme einer elektrischen Spule 19 im Inneren des jeweiligen Gehäuses 2. Der Aufnahmeraum 5 wiederum umgibt im Fall beider beispiel- hafter Gehäuse 2 den inneren Gehäusebereich 3. In beiden Fällen umgibt der innere Gehäusebereich 3 eine Wellendurchführung 6 zur Durchführung einer Welle.

Der Aufnahmeraum 5 kann wie in beiden dargestellten Fällen eine drehsymmetrische Gestaltung mit der Drehachse X der Welle als Drehsymmetrieachse aufwei- sen. Dies gilt ebenfalls für die den Aufnahmeraum 5 in radialer Richtung begrenzende Fläche 7 des inneren Gehäusebereichs 3 und die den Aufnahmeraum 5 in radialer Richtung begrenzende Fläche 8 des äußeren Gehäusebereichs 4.

Bei den gezeigten Beispielen weisen in vorteilhafter Weise der Aufnahmeraum 5, die Fläche 7 und die Fläche 8 in einer zur Drehachse X der Welle senkrechten Schnittebene eine einem Polygon, nämlich bevorzugt einem Dreieck, angenäherte Form auf. Dabei weisen in vorteilhafter Weise sowohl die den Seiten des Polygons entsprechenden Bereiche sowie die den Ecken des Polygons entsprechenden Be- reiche Krümmungen auf. Die den Seiten des Polygons entsprechenden Bereiche weisen schwächere Krümmungen auf als die den Ecken des Polygons entsprechenden Bereiche. In besonders vorteilhafter Weise wechseln sich die Bereiche mit schwächerer Krümmung und die Bereiche mit stärkerer Krümmung einander in Umfangsrichtung ab.

In den gezeigten Beispielen ist der äußere Gehäusebereich 4 im Bereich der stärker gekrümmten Bereiche des Aufnahmeraums 5 und der Flächen 7 und 8 dünnwandiger ausgeführt bzw. weist eine geringere Materialstärke in radialer Richtung auf als im Bereich der schwächer gekrümmten Bereiche des Aufnahmeraums 5 und der Flächen 7 und 8.

Die beispielhaften Gehäuse 2 der erfindungsgemäßen Federkraftbremse 1 weisen Distanzelemente 9 zur Schaffung eines Abstands zwischen einem Bremsgegenelement 10 und dem Gehäuse 2 auf. Darüber hinaus weisen die Gehäuse 2 Auf- nahmen 1 1 für elastische Elemente zur Erzeugung der Bremskraft auf. Die Distanzelemente 9 und die Aufnahmen 1 1 sind in den gezeigten Beispielen bevorzugt in Bereichen des äußeren Gehäusebereichs 4 angeordnet, in denen die Fläche 8 und der Aufnahmeraum 5 eine geringere Krümmung aufweisen als in anderen Bereichen.

Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Beispiel weisen die Distanzelemente 9 Hohlräume 12 zur Aufnahme von Befestigungselementen auf. Die Hohlräume 12 sind in vorteilhafter Weise konisch gestaltet. Bevorzugt sind die Hohlräume 12 zur Welle hin offen ausgeführt.

In Fig. 3 ist eine beispielhafte erfindungsgemäße Federkraftbremse 1 dargestellt, deren Bremsgegenelement 10 durch Sicherungselemente 16, die mit Befestigungselementen 17 zur Befestigung der Federkraftbremse 1 zusammenwirken, in seiner bestimmungsgemäßen Position gehalten wird. Auf diese Weise ist die bei- spielhafte Federkraftbremse 1 provisorisch vormontiert. Dieser Zustand erleichtert den Transport der Federkraftbremse 1 sowie dessen endgültige Montage an einer Antriebseinheit 18. Die Sicherungselemente 16 sind in bevorzugter Weise als Klemmringe ausgeführt.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie die in Fig. 3 im provisorisch vormontierten Zustand dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Federkraftbremse 1 an einer Antriebseinheit 18 montiert ist. Dies kann im gezeigten Beispiel in vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, dass die Federkraftbremse 1 mittels der Befestigungselemente 17, die im gezeigten Beispiel als Schrauben ausgeführt sind, in entsprechenden Befestigungsgegenelementen, im gezeigten Beispiel bevorzugt geeignete Gewinde, der Antriebseinheit 18 befestigt werden. Im gezeigten Beispiel können hierbei in vorteilhafter Weise die Sicherungselemente 16 an den Befestigungselementen 17 verbleiben. Die vorteilhafte Gestaltung der Sicherungselemente 16 als Klemm- ringe erlaubt es, die beispielhaft als Schrauben ausgeführten Befestigungselemente 17 in die dafür vorgesehenen Gewinde einzuschrauben, wobei die Klemmringe gegebenenfalls auf dem Gewinde der Schrauben abrutschen und so ein Eindrehen der Schrauben ermöglichen. Bei dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Beispiel wird die beispielhafte Federkraftbremse 1 derart an der Antriebseinheit 18 befestigt, dass das Bremsgegenelement 10 von der Antriebseinheit 18 weg weist. Alternativ ist es möglich, die Federkraftbremse 1 auf die in Fig. 5 gezeigte Weise vorzumontieren. Auf diese Weise vormontiert eignet sich die Federkraftbremse 1 vorzugsweise dazu, auf die in Fig. 6 gezeigte Weise an einer Antriebseinheit 18 montiert zu werden. Hierbei weist das Bremsgegenelement 10 zur Antriebseinheit 18 hin.

Anhand der Explosionsdarstellung in Figur 7 wird deutlich, dass sich die Bestandteile der Bremse - zumindest überwiegend - in axialer Richtung der Federkraft- bremse 1 zusammenfügen lassen. Durch diese konstruktive Ausgestaltung in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überführung der Federkraftbremse 1 in den vormontierten Zustand wird eine sehr schnelle und damit sehr wirtschaftliche Fertigung der vormontierten Federkraftbremse 1 ermöglicht. Die in diesem Beispiel gezeigte Federkraftbremse 1 weist zudem einen Freistich 24 im Bereich des Übergangs zwischen den an das Gehäuse 2 angeformten Distanzelementen 9 und dem Gehäuse 2, insbesondere dem äußeren Gehäusebereich 4, auf. Dieser Freistich 24 sorgt dafür, dass das Bremselement 14 plan an der Anlagefläche 25 des Gehäuses 2 anliegen kann, wenn die Bremse 1 im vollständig gelüfteten Zustand ist, ohne dass es aufgrund von Verrundungen im Bereich des Übergangs zwischen Distanzelement 9 und Gehäuse 2 dazu kommt, dass das Bremselement 14 nicht plan an der Fläche 25 anliegen kann. Dies ist insbesondere dann wesentlich, wenn die Distanzelemente 9 als Führung für die Bewegung des Bremselements 14 beim Öffnen und/oder Schließen der Bremse 1 dienen, hierfür kann das Distanzelement 9 beispielsweise einen Anlagebereich 27 aufweisen. Der Anlagebereich 27 kann wie dargestellt, zumindest im Wesentlichen, in Umfagsrich- tung der Federkraftbremse 1 orientiert sein. Insbesondere in diesem Fall kann das Bremselement 14 bei geöffneter Bremse 1 gleichzeitig am Distanzelement 9 und an der Anlagefläche 25 anliegen.

Verdeutlicht wird die Funktion des Freistichs 24 beim Vergleich der Figuren 9 und 10. Diese zeigen jeweils eine Teilschnittdarstellung eines Bereiches einer Federkraftbremse 1 im Bereich des Übergangs zwischen dem Distanzelement 9 und dem Gehäuse 2. Der Bereich, in dem sich eine Verrundung ausbilden kann, die das Bremselement 14 in seiner Bewegung auf das Gehäuse 2 zu behindern kann, ist jeweils separat vergrößert dargestellt bzw. mit einem Kreis markiert. In Figur 10 ist in der vergrößerten Darstellung verdeutlicht, wie sich die Verrundung zwischen Distanzelement 9 und dem Gehäuse 2 mit der Ecke des Bremselementes 14 über- schneidet. In einem solchen Fall kann das Bremselement 14 nicht sowohl mit enger Toleranz durch das Distanzelement 9 geführt werden, gleichzeitig flächig am Gehäuse 2 zur Anlage gelangen, wenn die Bremse vollständig gelüftet ist. Der Freistich 24 hingegen sorgt für die in Figur 9 dargestellte Situation. Durch den Freistich befinden sich die verrundeten Bereiche des Übergangs zwischen dem Dis- tanzelement 9 und dem Gehäuse 2 nicht mehr in dem Bereich, in dem sich das Bremselement 14 befinden kann. Bei dem in Figur 9 gezeigten Beispiel ist durch den Freistich 24, der eine Vertiefung im Gehäuse 2 darstellt, die Verrundung in einen Bereich entlang des Distanzelementes 9 verlagert, den das Bremselement 14 bei seiner Bewegung in seine Endposition bei vollständig geöffneter Bremse nicht erreicht.

In Figur 1 1 ist dargestellt, wie eine beispielhafte vormontierte Federkraftbremse 1 an eine Vorrichtung 18 montiert wird. Zur Vormontage der Bremse ist das Brems- gegenelement 10 durch eine, im gezeigten Beispiel gewindefurchende, Schraube mit dem Bremsengehäuse 2 verbunden. Der Bremsrotor 15 und das Bremselement 15 werden durch das vormontierte Bremsgegenelement 10 in ihrer Position gehalten, so dass die links in Figur 1 1 dargestellte vormontierte Federkraftbremse 1 eine einstückig handhabbare Einheit bildet. Die Befestigung einer solchen Federkraft- bremse 1 an einer Vorrichtung 18 kann nun wie in Figur 1 1 rechts dargestellt erfolgen, indem Befestigungselemente 17 in das Gehäuse 2 eingeschraubt werden. Bei den Befestigungselementen 17 kann es sich wie im gezeigten Beispiel um gewindefurchende Schrauben handeln. In den Figuren 12 und 13 ist dargestellt, wie eine auf alternative Weise vormontierte Federkraftbremse 1 an eine Vorrichtung 18 montiert wird. Die Richtung der Montage wird im gezeigten Beispiel bei der Überführung der Bremse 1 in den vormontierten Zustand festgelegt. Im Falle des in Figur 12 gezeigten Beispiels werden die Befestigungselemente 17 vom Bremsgegenelement 10 kommend in die Feder- kraftbremse 1 eingeführt, die Sicherungselemente 16 werden von der Gehäuseseite kommend auf die Befestigungselemente 17 geschoben. So ergibt sich der in Figur 12 rechts dargestellte vormontierte Zustand. Bei der Montage an der Vorrichtung 18 kommt das Gehäuse 2 an der Vorrichtung 18 zum Anliegen. Zwischen dem Gehäuse und der Vorrichtung bilden sich Hohlräume 26 aus, in denen die Si- cherungselemente 16 verbleiben können, ohne dass sie eine plane Anlage zwischen dem Gehäuse 2 und der Vorrichtung 18 behindern.

Bei der in Figur 13 dargestellten Montagesituation werden die Befestigungselemente 17 in umgekehrter Richtung, nämlich von der Gehäuseseite der Federkraft- bremse 1 her kommend in die Federkraftbremse 1 eingeführt. Die Sicherungselemente 16 werden von der Seite des Bremsgegenelementes 10 kommend auf die Befestigungselemente 17 aufgeschoben. Die so erzeugte vormontierte Bremse kann dann wie links in Figur 13 dargestellt an die Vorrichtung 18 montiert werden. Die Sicherungselemente 16 werden auch bei diesem Beispiel in vorteilhafter Weise durch Hohlräume 26 aufgenom

In besonders vorteilhafter Weise sind in dem in den Figuren 12 und 13 gezeigten Beispiel die Hohlräume 26 als Senkungen in Bremsgegenelement 10 oder Gehäuse 2 ausgeführt. Hierdurch können sie einerseits zur Aufnahme eines entsprechend gestalteten Endes eines Befestigungselementes 17, insbesondere eines Schraubenkopfes, dienen, gleichzeitig können sie einen Hohlraum 26 bereitstellen, der das Sicherungselement 16 aufnimmt.

Ein Vorteil der in den Figuren 1 1 -13 gezeigten Federkraftbremsen 1 ist, dass eine aus, zumindest weitestgehend, identischen Teilen bestehende Bremse auf jede der in den Figuren 1 1 -13 gezeigten Weisen montiert werden kann.

Bezugszeichenliste:

1 Federkraftbremse

2 Gehäuse

3 innerer Gehäusebereich

4 äußerer Gehäusebereich

5 Aufnahmeraum

6 Wellendurchführung

7 Fläche des inneren Gehäusebereichs

8 Fläche des äußeren Gehäusebereichs

9 Distanzelement

10 Bremsgegenelement

1 1 Aufnahme

12 Hohlraum

13 Druckfeder

14 Bremselement

15 Bremsrotor

16 Sicherungselement

17 Befestigungselement

18 Antriebseinheit

19 elektrische Spule

24 Freistich

25 Anlagefläche

26 Hohlraum

27 Anlagebereich

28 Schraube

X Drehachse