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Patent Searching and Data


Title:
BRAKE HAVING A WEDGE GEAR AND MECHANICAL ENERGY STORE, AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/007384
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a brake, comprising a brake housing; at least one clamping body for applying brake force to a linearly moving or rotating counter piece to be braked; a mechanical energy store having a spring arrangement, which during braking applies force to an actuating piston of a wedge gear, which actuating piston is in at least indirect drive connection with the clamping body until the braking position is reached; an actuator device for ventilating the brake; and a fixing device for controllably holding the brake ventilation position. The invention comprises an actuator device having a mechanical gearbox and a shape memory actuator, wherein in the brake ventilation position, the fixing device at least indirectly acts upon the spring arrangement or a separate brake release assembly in the mechanical gearbox via the mechanical gearbox, and the gearbox input side of the mechanical gearbox is in constant drive connection with the shape memory actuator, and the gearbox output side of the mechanical gearbox is in constant drive connection with the spring arrangement. The shape memory actuator is configured such that in an activated state, said shape memory actuator moves the spring arrangement into the brake ventilation position by means of the mechanical gearbox; and the gradient of the transmission ratio of the mechanical gearbox increases for the entire course of the transmission movement directed against the force of the spring arrangement in the direction of the brake ventilation position, wherein in the brake ventilation position, the magnitude of the transmission ratio of the mechanical gearbox is greater than one and corresponds to at least twice the transmission ratio in the braking position.

More Like This:
JP4451033Brake mechanism
Inventors:
MÜLLER ALEXANDER (DE)
PERNER NORMAN (DE)
REICHLE MARTIN (DE)
TZSCHORN WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/DE2019/000172
Publication Date:
January 09, 2020
Filing Date:
July 03, 2019
Export Citation:
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Assignee:
CHR MAYR GMBH CO KG (DE)
International Classes:
F16D63/00
Foreign References:
DE102005020126A12006-10-05
DE102016005003A12017-10-26
DE102016118772A12017-04-06
DE102004060109A12006-06-29
DE10127664C12003-04-17
DE102012025438A12014-06-26
DE10252915B32004-04-08
DE102015010495A12017-02-23
EP2597329A12013-05-29
DE102007013421A12008-09-25
DE102005055759A12007-05-31
DE102005020126A12006-10-05
DE102009041907A12011-04-07
DE102004060109A12006-06-29
DE102016005003A12017-10-26
DE102016118772A12017-04-06
Attorney, Agent or Firm:
MAIER, Claus (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Bremse, umfassend

ein Bremsengehäuse (4);

wenigstens einen Klemmkörper (3) zur Bremskraftbeaufschlagung eines abzubremsenden, linear bewegten oder rotierenden Gegenstücks;

einen mechanischen Energiespeicher (1 2) mit einer Federanordnung (1 3), die beim Bremsen einen in wenigstens mittelbarer Triebverbindung zum

Klemmkörper (3) stehenden Betätigungskolben (10.1 , 1 0.2) eines Keilgetriebes (9) bis zum Erreichen der Bremsstellung (BS) kraftbeaufschlagt;

eine Aktoreinrichtung (1 4) zum Lüften der Bremse; und

eine Fixierungseinrichtung (1 5) zum steuerbaren Halten der

Bremslüftungsstellung (LS);

dadurch gekennzeichnet, dass

die Aktoreinrichtung (1 4) ein mechanisches Getriebe (1 6) und einen

Formgedächtnissteller (1 7) umfasst, wobei die Fixierungseinrichtung (1 5) in der Bremslüftungsstellung (LS) wenigstens mittelbar über das mechanische Getriebe (1 6) auf die Federanordnung (1 3) oder auf eine separate

Bremsauslöseanordnung im mechanische Getriebe (1 6) wirkt; und

die Getriebeeingangseite (E) des mechanischen Getriebes (1 6) mit dem

Formgedächtnissteller (1 7) in ständiger Triebverbindung steht; und

die Getriebeausgangsseite (A) des mechanischen Getriebes (1 6) mit der

Federanordnung (1 3) in ständiger Triebverbindung steht;

wobei der Formgedächtnissteller (1 7) so ausgelegt ist, dass dieser im aktivierten Zustand die Federanordnung (1 3) mittels des mechanischen Getriebes (1 6) in die Bremslüftungsstellung (LS) bewegt; und

der Gradient der Übersetzung des mechanischen Getriebes (1 6) für den gesamten Verlauf der gegen die Kraft der Federanordnung (1 3) gerichteten Getriebebewegung in Richtung der Bremslüftungsstellung (LS) ansteigt, wobei der Betrag der Übersetzung des mechanischen Getriebes (1 6) in der

Bremslüftungsstellung (LS) größer eins ist und mindestens dem Doppelten der Übersetzung in der Bremsstellung (BS) entspricht.

2. Bremse nach Anspruch 1 , wobei der Betrag der Übersetzung des mechanischen Getriebes (1 6) in der Bremslüftungsstellung (LS) mindestens dem Fünffachen der Übersetzung des mechanischen Getriebes (1 6) in der Bremsstellung (BS) entspricht.

3. Bremse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das mechanische Getriebe (1 6) als Kniehebelgetriebe ausgebildet ist.

4. Bremse nach Anspruch 3, wobei sich das Kniehebelgetriebe für die

Bremslüftungsstellung (LS) innerhalb eines Bereichs um eine Getriebe- Totpunktlage (TP) befindet, in dem der Betrag der Übersetzung mindestens 5 und bevorzugt mindestens 1 0 entspricht.

5. Bremse nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Bremse so

ausgebildet ist, dass nach einem Auslösen der Fixierungseinrichtung (1 5) der Klemmkörper (3) und der nicht aktivierte Formgedächtnissteller (1 7) durch eine Federkraftwirkung in die Bremsstellung (BS) bewegt werden.

6. Bremse nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die

Fixierungseinrichtung (1 5) nach dem Ruhestromprinzip arbeitet.

7. Bremse nach Anspruch 6, wobei die Fixierungseinrichtung (1 5) einen

Elektrohaftmagnet oder einen mittels eines Elektrohaftmagneten gesicherten Federkraftaktor oder ein Formgedächtnissteller umfasst.

8. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Kniehebelgetriebe so

angeordnet ist, dass die Getriebebewegung beim Lüften der Bremse ausgehend von der Bremsstellung (BS) bis zur Bremslüftungsstellung (LS) keine Getriebe- Totpunktlage (TP) durchläuft.

9. Bremse nach Anspruch 8, wobei die Getriebebewegung beim Bremsen durch eine kombinierte Kraftwirkung der Federanordnung (1 3) des mechanischen Energiespeichers (1 2) und eines Zusatzbremsfedersystems angetrieben wird und das Zusatzbremsfedersystem über einen begrenzten Teilabschnitt der Getriebebewegung beim Bremsen eine Kraftwirkung auf das Kniehebelgetriebe ausüb†.

1 0. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Kniehebelgetriebe so

angeordnet ist, dass die Getriebebewegung beim Lüften der Bremse ausgehend von der Bremsstellung (BS) bis zur Bremslüftungsstellung (LS) eine Getriebe- Totpunktlage (TP) durchläuft und eine Bremsauslöseanordnung (1 9) vorlieg†, die so ausgebildet ist, dass die Bremsauslöseanordnung (1 9) beim Bremsen eine Kraftwirkung erzeugt, die das Kniehebelgetriebe über die Getriebe-Totpunktlage (TP) bewegt.

1 1 . Bremse nach Anspruch 1 0, wobei die Kraftwirkung der Bremsauslöseanordnung (1 9) auf einen Teilabschnitt der Getriebebewegung beim Bremsen begrenzt ist.

1 2. Bremse nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der

Formgedächtnissteller ( 1 7) innerhalb des Bremsengehäuses (4) angeordnet ist.

1 3. Bremse nach Anspruch 1 2, wobei der Formgedächtnissteller (1 7) wenigstens einen Formgedächtnisdraht (20) umfasst, der einen parallel zur

Bewegungsrichtung der Federanordnung (1 3) beweglichen Führungsschlitten (21 ) kraftbeaufschlagt und/oder über Umlenkrollen (22.1 , ..., 22.5) geführt ist.

1 4. Bremse nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der

Formgedächtnissteller (1 7) ein Element aus einer thermisch aktivierbaren

Formgedächtnislegierung umfasst, dem eine Sensoreinrichtung (23) zur

Bestimmung der Temperatur und/oder des Widerstands im aktivierten Zustand zugeordnet ist.

1 5. Bremse nach einem der vorausgehenden Ansprüche mit einem Positionssensor (24) zum Erfassen der Annäherung an die Bremslüftungsstellung (LS).

1 6. Bremse nach einem der vorausgehenden Ansprüche mit einer federelastischen Abstützung (29) der Fixierungseinrichtung (1 5) am Bremsengehäuse (4), die so gestaltet ist, dass eine Einfederung in Bremslüftungsrichtung möglich ist und ein Anschlag zur Bewegungsbegrenzung in Bremsrichtung vorliegt.

1 7. Bremse nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Bremse eine Linearbremse zum Bremsen eines entlang einer Führungsschiene (1 ) bewegten Schlittens (2) ist.

1 8. Verfahren zum Betrieb einer Bremse nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei beim Lüften der Bremse das mechanische Getriebe (1 6) in einen Bereich um eine Getriebe-Totpunktlage (TP) geführt wird, in dem der Betrag der Übersetzung mindestens 5 und bevorzugt mindestens 1 0 entspricht, und das mechanische Getriebe (1 6) in der Bremslüftungsstellung (LS) durch die Fixierungseinrichtung (1 5) gehalten wird.

1 9. Verfahren nach Anspruch 1 8, wobei der Formgedächtnissteller (1 7) einzeln

ansteuerbare Formgedächtniselemente (1 8.1 ,..., 1 8.n) umfasst und beim Lüften der Bremse ein Teil der einzeln ansteuerbaren Formgedächtniselemente

(1 8.1 ,...,1 8.n) deaktiviert wird, bevor die Bremslüftungsstellung (LS) erreicht ist.

Description:
Bremse mit Keilgetriebe und mechanischem Energiespeicher

sowie Verfahren für deren Betrieb

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Bremse mit Keilgetriebe und mechanischem Energiespeicher gemäß der oberbegrifflichen Merkmale von Anspruch 1 sowie ein Verfahren für deren Betrieb.

Bremsen, deren Klemmkörper über ein Keilgetriebe von der Federanordnung eines mechanischen Energiespeichers kraftbeaufschlagt werden, sind bekannt und dienen insbesondere zur Festsetzung von linear bewegten oder rotierenden

Maschinenkomponenten. Dabei greifen die Klemmkörper typischerweise in Profilnuten des abzubremsenden Gegenstücks ein, wobei für die Bauform als Linearbremse beispielhaft auf DE 101 27664 C I verwiesen wird, die eine längs einer

Führungsschiene bewegte, gattungsgemäße Bremse mit einem Keilgetriebe offenbart, dessen die Klemmkörper antreibende, keilförmige Betätigungskolben von einer Federanordnung eines mechanischen Energiespeichers beim Bremsen

kraftbeaufschlag† werden. Das Lüften der Bremse erfolgt durch einen

Elektromagneten, der im Uberstrombetrieb eine die Federanordnung rückstellende Kraft erzeugt. Zu Beginn der Bremsenlüftung liegt der zu bewegende

Betätigungskolben des Keilgetriebes beabstandet zum Anker des Elektromagneten, sodass die maximal rückstellbaren Federkräfte und damit die Bremskraft der

Anordnung begrenzt sind.

Wird eine hydraulische oder pneumatische Aktoreinrichtung zur Kraftbeaufschlagung der Federanordnung eines mechanischen Energiespeichers für das Lüften der Bremse verwendet, können hohe Stellkräfte erzeugt werden. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil einer einfachen Bremsenauslösung durch eine Wegnahme des Betriebsdrucks.

Voraussetzung für eine solche Aktorgestaltung, wie sie beispielsweise durch

DE 1 0201 2025438 AI beschrieben wird, ist ein hinreichend großer Bauraum für die notwendigen Fluidzylinder.

Des Weiteren wird zur Umsetzung eines Fail-Save-Prinzips eine Ruhestrombremse bevorzugt, die ohne die Zufuhr von Fremdenergie bremst. Zu diesem Zweck kann, wie

Bestätigungskopie in DE 1 025291 5 B3 oder DE 1 0201 501 0495 Al beschrieben, mitels eines

pneumatischen, hydraulischen, elektromagnetischen, elektromechanischen oder piezoelektrischen Antriebs die Federanordnung eines mechanischen Energiespeichers vorgespannt und die dadurch erzielte Bremslüftungsstellung mitels eines

elektromagnetisch oder elektromechanisch betätigten Gesperres fixiert werden. In dieser Halteposition besteht die Möglichkeit, den Stellantrieb von der Federanordnung zu trennen. Wird beispielsweise zu diesem Zweck ein Elektromotor verwendet, kann die bei der Bremslüftungsbewegung verwendete Antriebsspindel in eine Null-Position zurückgefahren werden.

Stellaktoren für das Vorspannen einer Federanordnung, die für hohe Bremskräfte ausgelegt ist, sind typischerweise großbauend. Daher wurden für alternative

Stellantriebe Formgedächtnismaterialien vorgeschlagen, die sich durch eine hohe Kraftdichte auszeichnen und die zur Ausführung einer Stellbewegung einen

Phasenumwandlungseffekt nutzten.

Für ein Bauteil aus einer thermisch aktivierbaren Formgedächtnislegierung,

beispielsweise TiNi, TiNiCu, CuZnNi oder CuAINi, erfolgt zunächst eine plastische Verformung in einer Tieftemperaturphase, für die ein Martensitgefüge vorlieg†. Bei einer Erwärmung auf eine Temperatur, die ausreich†, um das Martensitgefüge in ein Austenitgefüge umzuwandeln, resultiert eine Formveränderung zum Zustand vor der plastischen Verformung. Eine nachfolgende Abkühlung, für die wieder ein

Martensitgefüge eintrit, führt bei einer Einwegeffekt-Formgedächtnislegierung ohne zusätzlichen Kraftaufwand nicht zum ursprünglichen Verformungszustand zurück. Allerdings besteht die Möglichkeit durch mehrere übereinstimmende, plastische Umwandlungs- und Temperaturwechselzyklen das Material so zu trainieren, dass ein Zweiwegeffekt auftrit und ein aktorisches Bauteil geschaffen werden kann, das zwischen zwei definierten Formzuständen in Abhängigkeit der Temperatur wechselt.

Zusätzlich zu einer thermischen Aktivierung des Formgedächtniseffekts sind Materialien bekannt, die aufgrund der Einwirkung eines elektrischen Feldes oder unter der Wirkung von UV-Strahlung einen Phasenwechsel ausführen, wobei die

Gefügeveränderung zu einem Formgedächtniseffekt führt. Beispiele solcher Materialien sind NiMnGa mit einem hohen Formänderungsgrad oder

Formgedächtnispolymere mit einer Zimtsäuregruppe.

Formgedächtnisaktoren zur direkten Kraftbeaufschlagung von Bremskolben

großbauender Windkraftanlagenbremsen sind aus EP 2597329 Al bekannt. Des Weiteren werden durch DE 1 0200701 3421 Al trocken ausgeführte

Fahrzeugscheibenbremsen beschrieben, für die ein über ein Keilgetriebe wirkender Formgedächtnisaktor zur Bremskrafterzeugung verwendet wird. Ferner offenbart DE 1 02005055759 Al eine durch einen Wandlerwerkstoff angetriebene Kinematik mit einem Kniehebel zur Ausführung eines Stellelements für eine Fahrzeugbremse. Nicht beschrieben wird die Nutzung der Kniehebelmechanik im Bereich einer

Totpunktlage.

Des Weiteren sind aus DE 1020050201 26 Al Formgedächtnissteller für die

Sicherheitsverriegelung von Kraftfahrzeugkomponenten im Fall einer Havarie bekannt, die Formgedächtnisaktoren für das Vorspannen eines Federelements offenbaren. Dabei erfolgt die Kraftbeaufschlagung der Federanordnung durch einen

Kniehebelmechanismus in zweischenkliger Ausführung, wobei ein drahtförmiges Formgedächtniselement an den beiden äußeren Gelenkenden fixiert ist und über das Mittelgelenk des Kniehebels verläuft. Die bei einer Aktivierung des

Formgedächtnismaterials entstehenden Zugkräfte im Draht führen zu einer Streckung des Kniehebels, wobei der Bewegungsverlauf bis zur Fixierungsstellung nicht bis in einen Bereich geführt wird, in dem der Totpunkt des Getriebes vorliegt. Zudem liegt für die offenbarte Drahtführung eine flache Ubersetzungskennlinie vor.

Für gattungsgemäße Bremsen mit Keilgetriebe und mechanischem Energiespeicher gibt DE 102009041 907 Al beheiz- oder kühlbare Formgedächtniselemente als mögliche Ausgestaltung für ein Stellglied an. Des Weiteren ist aus

DE 1 020040601 09 Al eine Tellerfederanordnung aus einem Formgedächtnismaterial in direkter Triebverbindung zu einem Bremskolben mit Keilflächen bekannt. Nachteilig an der offenbarten Ausführung ist die aktiv ausgeführte Ansteuerung des

Formgedächtnismaterials beim Bremsen, sodass keine Ruhestrombremse realisiert wird. Dies gilt auch für die durch DE 1 0201 6005003 Al offenbarte Linearbremse, die einen außerhalb des Bremsengehäuses liegenden und damit Zusatzbauraum beanspruchenden Bowdenzugaktor aufweist, der durch einen Formgedächtnisdraht angetrieben wird. Ein Bowdenzugaktor erlaubt die Verwendung großer Drahtlängen, sodass durch den langen Stellweg ein Untersetzungsgetriebe mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis zur direkten Kraftbeaufschlagung eines auf ein Spanngehäuse wirkenden Kolbenelements vorgeschlagen wird. Zum Aufrechterhalten der Bremskraft muss der Formgedächtnisdraht im Bowdenzug zur permanenten Aktivierung dauerbestromt werden. Als Alternative wird die Möglichkeit genannt, die Bremsstellung durch ein zusätzliches Rastelemen† zu fixieren. Nicht offenbart ist eine konstruktive Ausführung für die Aufhebung der Verrastung und für eine Zusatzaktorik, die aufgrund der lediglich Zugkräfte erzeugenden Bowdenzuganordnung zum Lüften der Bremse notwendig ist.

Ferner ist aus DE 10201 61 1 8772 Al eine Bremse mit einem mechanischen

Energiespeicher bekannt, dessen Federanordnung mittels eines Formgedächtnisdrahts gelüftet wird. Zu diesem Zweck stehen die Formgedächtnisdrähte in direkter

Triebverbindung zur Federanordnung. Entsprechend müssen diese zur

Aufrechterhaltung der Lüftungsstellung bis zur Bremsenauslösung durch Bestromung ständig aktiviert bleiben. Beim Bremsen wird für eine erste Ausführungsform der Stromfluss durch den Formgedächtnisdraht unterbrochen, sodass mit Abkühlung des Formgedächtnisdrahts eine Bewegung in Richtung der Bremsstellung erfolgt, die durch die Kraftwirkung der Federanordnung angetrieben wird. Um den Nachteil einer zu langsamen Bremsenauslösung zu überwinden, wird für eine zweite Ausführungsform vorgeschlagen, eine beim Einleiten des Bremsens ausgelöste Trennvorrichtung zwischen den Formgedächtnisdrähten und der Federanordnung vorzusehen, die durch einen zusätzlichen drahtförmigen Formgedächtnissteller bewegt wird. Neben dem Nachteil einer durch Fremdenergie aktivierten Bremsung besteht eine weitere Aufgabe darin, die offenbarte Trennvorrichtung beim Lüften der Bremse wieder in den

Kopplungszustand zu bringen. Hierzu muss das zusätzliche Formgedächtniseiemen† eine Stellbewegung entgegen der Auslöserichtung ausführen, wobei zu diesem Zweck ein drahtförmiger Formgedächtnissteller nicht infrage kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse mit einem eine

Federanordnung umfassenden mechanischen Energiespeicher zur

Kraftbeaufschlagung eines Keilgetriebes und einen Formgedächtnissteller für die Bremsenlüftung anzugeben, die zu einer kompakten Baugröße und zu hohen wirksamen Bremskräften sowie einer schnellen Bremsauslösung führt. Des Weiteren ist ein Verfahren für den Betrieb einer solchen Bremse anzugeben.

Die Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei gehen die Erfinder von einer Bremse aus, die einen mechanischen Energiespeicher mit einer Federanordnung innerhalb des Bremsengehäuses umfasst, welche den

Betätigungskolben eines Keilgetriebes bis zum Erreichen der Bremsstellung

kraftbeaufschlag†. Das Keilgetriebe dient dem Antrieb wenigstens eines Klemmkörpers, der beim Bremsen in eine Nut einer Führungsschiene oder an einem zu bremsenden, rotierenden Gegenstück eingreift.

Zum Lüften der Bremse dient eine die Federanordnung vorspannende

Aktoreinrichtung. Des Weiteren ist eine Fixierungseinrichtung vorgesehen, die die Bremslüftungsstellung steuerbar aufrechterhält, sodass die Aktoreinrichtung deaktiviert werden kann. Bevorzugt arbeitet die Fixierungseinrichtung nach dem

Ruhestromprinzip, sodass die Bremslüftungsstellung nur solange bestehen bleibt, wie ein Steuersignal anlieg† oder eine kontinuierliche Energieversorgung vorhanden ist. Besonders bevorzugt wird eine Fixierungseinrichtung, die durch einen

Elektrohaftmagnet gebildet wird. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung stellt einen mittels eines Elektrohaftmagneten gesicherten Federkraftaktor dar. Für eine konstruktiv einfache Ausführung kann die Fixierungseinrichtung durch einen Teil der

Aktoreinrichtung für das Lüften der Bremse gebildet werden, sodass die

Fixierungseinrichtung einen Formgedächtnissteller umfasst, der beim Auslösen der Bremse stromfrei geschaltet und damit deaktiviert wird.

Für eine bevorzugte Weitergestaltung weist die Fixierungseinrichtung eine

federelastische Abstützung am Bremsengehäuse auf, die so gestaltet ist, dass ein elastischer Anschlag für eine Bewegung in Bremslüftungsrichtung oder in

Bremsrichtung vorlieg†.

Die Aktoreinrichtung für das Lüften der Bremse umfasst ein mechanisches Getriebe und einen Formgedächtnissteller, wobei die Getriebeeingangsseite mit dem Formgedächtnissteller in ständiger Triebverbindung steht. Entsprechend besteht eine permanente Kopplung der Getriebeausgangsseite mit der Federanordnung des mechanischen Energiespeichers, sodass diese über das mechanische Getriebe in ständiger Triebverbindung zum Formgedächtnissteller steht.

Der Formgedächtnissteller ist so ausgelegt, dass dieser im aktivierten Zustand die Federanordnung des mechanischen Energiespeichers über das mechanische Getriebe in die Bremslüftungsstellung bewegt. Vorliegend wird unter einem

Formgedächtnissteller im aktivierten Zustand der Steller mit einem nach einem

Phasenwechsel vorliegende Gefüge verstanden, das im Vergleich zum nicht aktivierten Zustand eine steilere Spannungsdehnungskennlinie ausweist. Dabei kann ein

Phasenwechsel entweder thermisch, magnetisch oder optisch ausgelöst werden. Für die bevorzugte Ausgestaltung eines Formgedächtnisstellers aus einer thermisch aktivierbaren Formgedächtnislegierung erfolgt eine Phasenumwandlung vom nicht aktivierten Zustand mit einem Martensitgefüge zu einem aktivierten Zustand mit einem Austenitgefüge durch Bestromung oder die Verbindung mit einer externen

Wärmequelle. Vorteilhafterweise wird ein Formgedächtnisdraht verwendet, der im Heißzustand eine höhere Federhärte als im Kaltzustand aufweist, sodass durch das Aktivieren Zugkräfte erzeugt werden, die beim Lüften der Bremse eingangsseitig auf das mechanische Getriebe wirken.

Erfindungsgemäß ist das mechanische Getriebe so ausgelegt, dass eine nichtlineare Getriebekennlinie vorlieg†, wobei der Gradient der Übersetzung des mechanischen Getriebes für den gesamten Verlauf der gegen die Kraft der Federanordnung gerichteten Getriebebewegung in Richtung der Bremslüftungsstellung monoton ansteigt und der Betrag der Übersetzung des mechanischen Getriebes in der

Bremslüftungsstellung größer eins ist und mindestens dem Doppelten der Übersetzung in der Bremsstellung entspricht. Für eine bevorzugte Ausgestaltung beträgt der Betrag der Übersetzung des mechanischen Getriebes in der Bremslüftungsstellung mindestens dem Fünffachen der Übersetzung in der Bremsstellung.

Unter dem Begriff Übersetzung wird vorliegend das Verhältnis zwischen

Antriebsgeschwindigkeit und Abtriebsgeschwindigkeit am mechanischen Getriebe verstanden, wobei unabhängig von der Kraftflussrichtung die Getriebeeingangsseite, der die Antriebsgeschwindigkeit zugeordnet ist, in ständiger Triebverbindung zum Formgedächtnissteller steht. Entsprechend besteht auf der Getriebeausgangsseite eine ständige Triebverbindung zur Federanordnung, deren durch das Getriebe

angetriebene Bewegung die Abtriebsgeschwindigkeit zugeordnet wird. Diese

Festlegung bleibt vorliegend auch dann bestehen, wenn sich beim Bremsen, das heißt bei einer Getriebebewegung von der Bremslüftungsstellung zur Bremsstellung, der Kraftfluss im mechanischen Getriebe umkehrt.

Die erfindungsgemäße Getriebeauslegung führt zu mehreren Vorteilen. Zum einen kann die Fixierungseinrichtung so angeordnet werden, dass diese wenigstens mittelbar über das mechanische Getriebe auf die Federanordnung wirkt und bei einem

Untersetzungsgetriebe entsprechend der verringerten Haltekraftanforderung

kleinbauend und im Hinblick auf die Ansteuerung stromsparend ausgelegt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der für eine Getriebebewegung in Lüftungsrichtung zunehmend steiler ansteigenden Ubersetzungskennlinie ist in einer verbesserten Ausnutzung der aktorischen Kapazität des Formgedächtnisstellers und in einer vorteilhaften

Endannäherung an die Lüftungsstellung zu sehen. Dabei haben die Erfinder erkannt, dass die nichtlineare Spannungsdehnungskennlinie des Formgedächtnisstellers im aktivierten Zustand mit einer Austenitphase bei geringer Dehnung und einer spannungsinduzierten Mischphase für eine zunehmende Dehnung besonders gut ausgenutzt werden kann, wenn die beim Bremslüften eingangsseitig am mechanischen Getriebe aufzubringenden Stellkräfte im Bewegungsverlauf bis zur

Bremslüftungsstellung für die Endannäherung im Bereich der Bremslüftungsstellung am stärksten abnehmen. Als Folge erlaubt eine verbesserte Materialausnutzung des Formgedächtnisstellers einen kompakt bauenden Aktor, der bevorzugt vollständig innerhalb des Bremsengehäuses angeordnet ist.

Für eine vorteilhafte Ausgestaltung wirkt ein zugerzeugender Formgedächtnissteller, insbesondere ein Formgedächtnisdraht, auf einen Führungsschlitten, der parallel zur Bewegungsrichtung der Federanordnung im mechanischen Energiespeicher bewegt wird. Für eine weitere bevorzugte Ausführung wird ein Formgedächtnisdraht verwende†, der von einem Festloger am Bremsengehäuse über Umlenkrollen zu einem Loselager am mechanischen Getriebe verläuft.

Die Erfinder haben erkannt, dass es vorteilhaft ist, die Endannäherungsphase an die Fixierungseinrichtung beim Lüften der Bremse, in den steilsten Abschnitt der

Ubersetzungskennlinie zu legen. Dies ermöglicht, die abschließende

Annäherungsphase an die Fixierungsposition gegen eine stark verringerte Gegenkraft ausführen zu können. Mithin erlaubt der monoton ansteigende Gradient der

Übersetzung für eine Getriebebewegung von der Bremsstellung zur

Bremslüftungsstellung gegen die Kraftwirkung des Federpakets ein präzises Anfahren der Halteposition, wobei für eine vorteilhafte Ausgestaltung ein Positionssensor zum Erfassen der Annäherungsbewegung an die Bremslüftungsstellung verwendet wird.

Des Weiteren besteht eine vorteilhafte Weiterentwicklung darin, mittels eines Sensors die Temperatur- und/oder den Widerstand des Formgedächtnisstellers zu erfassen, sodass eine Positionsbestimmung aus der Spannungsdehnungskennlinie abgeleitet werden kann.

Wesentlich ist ferner, dass der erfindungsgemäß gewählte Übersetzungsverlauf dazu führt, dass das Lüften der Bremse zunächst mit einem hohen Aktivierungsgrad des Formgedächtnisstellers beginnt, der im Verlauf der Lüftungsbewegung zurückgefahren werden kann. Damit wird für einen thermisch aktivierbaren Formgedächtnissteller der Anfangsabschnitt der Lüftungsbewegung mit einer hohen Temperatur betrieben, sodass große initiale Stellkräfte resultieren. Bedingt durch den monoton ansteigenden Gradienten der Übersetzung für eine Getriebebewegung von der Bremsstellung zur Bremslüftungsstellung und aufgrund der zusätzlichen Anforderung, dass der Betrag der Übersetzung des mechanischen Getriebes in der Bremslüftungsstellung größer eins ist und mindestens dem Doppelten der Übersetzung in der Bremsstellung entspricht, kann der Aktivierungsgrad des Formgedächtniselements in der Endphase der

Lüftungsbewegung abgesenkt werden. Entsprechend wird das Formgedächtniselement bei der Endannäherung gerade über der Schwelle einer Phasenumwandlung zurück zum nichtaktivierten Zustand gehalten, wobei eine verringerte Spannung im aktivierten Formgedächtniselement bedeutet, dass auch die Rückumwandlungstemperatur tiefer liegt. Als Folge kann nach dem Erreichen der Bremslüftungsstellung innerhalb kürzester Zeit eine Bremsung ausgelöst werden, wobei die erfindungsgemäße Anordnung verlang†, dass beim Bremsen die zur Verfügung stehende

Federkraftwirkung ausreicht, um nicht nur den Klemmkörper der Bremse über das Keilgetriebe mit einer Bremskraft zu beaufschlagen, sondern es besteht aufgrund der dauerhaften Ankopplung des Formgedächtnisstellers die zusätzliche Anforderung, auch diesen wieder in die Bremsstellung zurückzuführen. Wird für den

Formgedächtnissteller ein drahtförmiges Element verwendet, bedeutet dies, dass beim Bremsen eine Längung des Formgedächtnisdrahts ausgeführt werden muss. Dies setzt voraus, dass sich der Formgedächtnissteller im nicht aktivierten Zustand befindet. Für ein thermisch aktivierbares Formgedächtnismaterial muss daher nach dem Lüften der Bremse eine Abkühlungsphase abgewartet werden, die aufgrund der

erfindungsgemäß gewählten Getriebecharakteristik verkürzt ist.

Für eine bevorzugte Weitergestaltung umfasst die Aktoreinrichtung für das Lüften der Bremse eine Vielzahl parallel wirkender und einzeln ansteuerbarer

Formgedächtniselemente. Dadurch kann die erfindungsgemäße Getriebecharakteristik dazu verwendet werden, die Endannährung an die Haltepositionen der

Bremslüftungsstellung nur mit einem Teil der einzeln ansteuerbaren

Formgedächtniselemente im aktivierten Zustand auszuführen, sodass die

Abkühlungsphase weiter verkürzt wird.

Für eine bevorzugte Ausgestaltung ist das mechanische Getriebe als Kniehebelgetriebe ausgebildet. Der erfindungsgemäß monoton ansteigende Gradient der Übersetzung wird durch eine Getriebekinematik realisiert, die dazu führt, dass die

Bremslüftungsstellung innerhalb eines Bereichs um eine Getriebe-Totpunktlage angeordnet ist. Vorliegend wird unter dem Bereich einer Getriebe-Totpunktlage eine Stellung des Kniehebelgetriebes verstanden, für die der Betrag der Übersetzung mindestens 5 oder mindestens 1 0 beträgt. Dabei sind zwei unterschiedliche

Ausgestaltungen möglich. Für eine erste Variante erfolgt die Bewegung zur

Bremslüftungsstellung auf die Getriebe-Totpunktlage zu, ohne dass diese vollständig erreicht wird. Dies führt zu einer einfachen Gestaltung, wenn die Kraftwirkung der Federanordnung auch noch in der Bremslüftungsstellung ausreich†, um beim Bremsen die Längung des nicht aktivierten Formgedächtnisstellers zu bewirken. Entsprechend wird für die erste Variante eine Fixierungseinrichtung mit einem Elektrohaftmagnet verwende†, der die Kraft der Federanordnung in der Bremslüftungsstellung über wenigstens einen Teil des mechanischen Getriebes auffängt.

Für eine vorteilhafte Weitergestaltung der ersten Variante kann für eine schnellere Bremsenauslösung die über das mechanische Getriebe wirkende Kraft der

Federanordnung in der Lüftungsstellung durch ein Zusatzbremsfedersystem verstärkt werden, das über einen begrenzten Wegabschnitt auf das Getriebe wirkt. Auch diesem Zusatzbremsfedersystem kann eine nach dem Ruhestromprinzip arbeitende

Fixierungseinrichtung zugeordnet werden.

Für die zweite Ausführungsvariante mit einem Kniehebelgetriebe führt die

Getriebebewegung beim Lüften der Bremse über die Getriebe-Totpunktlage hinaus bis zu einem Haltepunkt, der innerhalb des voranstehend definierten Bereichs mit einem Betrag der Übersetzung von mindestens 5 und bevorzugt mindestensl O um die Getriebe-Totpunktlage liegt. Der Betrag der Übersetzung wird betrachtet, da sich nach dem Durchlaufen der Getriebe-Totpunktlage die Bewegungsrichtung am

Getriebeausgang umkehrt und die Übersetzung einen negativen Wert annimmt.

Demnach schließt an die gegen die Kraft der Federanordnung gerichtete

Getriebebewegung beim Lüften bis zum Totpunkt mit zunehmenden Gradient der Übersetzung ein begrenzter Abschnitt mit einer fallenden Übersetzungskennlinie an, für den die Federanordnung antreibend wirkt.

Für die Bremslüftungsstellung der zweiten Ausführungsvariante kann nach dem

Auslösen der Fixierungseinrichtung die Federanordnung des mechanischen

Energiespeichers selbst keine Rückwärtsbewegung über die Getriebe-Totpunktlage ausführen. Daher wird eine separate Bremsauslöseanordnung vorgesehen, die bevorzugt als weiteres Federkraftelement ausgebildet ist, dessen Krafteinleitungspunkt und/oder Kraftrichtung am Kniehebelgetriebe sich von jener der Federanordnung unterscheidet, die in Triebverbindung zum Klemmkörper der Bremse steht. Die

Bremsauslöseanordnung dient dazu, den Kniehebel zurück über den Getriebe- Totpunkt zu verlagern. Entsprechend wird bevorzugt die Kraftwirkung der separaten Bremsauslöseanordnung auf einen Teilabschnitt der Getriebebremsbewegung zu begrenzen, der besonders bevorzugt nur den Bereich der Getriebe-Totpunktlage umfasst. Die Getriebebewegung der zweiten Variante, die beim Lüften der Bremse über die Getriebe-Totpunktlage hinaus geführt wird, erfordert eine Ausgestaltung der

Fixierungseinrichtung zum steuerbaren Halten der Bremslüftungsstellung, die eine Rückhaltekraft auf die separate Bremsauslöseanordnung ausübt. Bevorzugt wird ein Elektrohaftmagnet verwendet, der in der Bremslüftungsstellung entweder direkt auf die Bremsauslöseanordnung oder über wenigstens einen Teil des mechanischen Getriebes auf diese wirkt und bevorzugt unter Bestromung für die Bremslüftungsstellung gespannt hält. Für eine alternative Ausgestaltung, die nach dem Arbeitsstromprinzip arbeitet, dient ein Elektrohubmagnet zur Ausbildung der Fixierungseinrichtung und der Bremsauslöseanordnung der zweiten Variante.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der

Figurendarstellungen erläutert, die im Einzelnen Folgendes darstellen:

Fig. 1 zeigt einen Schlitten mit einer einen Formgedächtnissteller umfassenden

Linearbremse an einer Führungsschiene in perspektivischer Ansicht.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremse in der

Bremsstellung als Seitenschnittansicht.

Fig. 3 zeigt die Linearbremse aus Figur 2 in der Bremslüftungsstellung.

Fig. 4 zeigt die Querschnittsansicht B-B aus Figur 2.

Fig. 5 zeigt die Phasenumwandlungscharakteristik eines thermisch aktivieren

Formgedächtnismaterials.

Fig. 6 zeigt den Temperaturverlauf der Phasenumwandlungstemperaturen aus

Figur 5.

Fig. 7 zeigt Dehnungsspannungskennlinien eines thermisch aktivierbaren

Formgedächtnismaterials.

Fig. 8 zeigt die Ubersetzungskennlinie des mechanischen Getriebes für die in den

Figuren 2 - 4 dargestellte erste Ausführungsform. Fig. 9 stell† für das Getriebe gemäß Figur 8 den Bewegungsverlauf sowie die getriebeeingangsseitig wirksamen Kräfte bei einer Bremslüftungsbewegung dar.

Fig. 1 0 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremse in der

Bremsstellung als Seitenschnittansicht.

Fig. 1 1 zeigt die zweite Ausführung aus Figur 10 in der Bremslüftungsstellung.

Fig. 1 2 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremse in der

Bremsstellung als Seitenschnittansicht.

Fig. 1 3 zeigt die dritte Ausführungsform gemäß Figur 1 2 in der

Bremslüftungsstellung.

Fig. 1 4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremse in der

Bremsstellung als Seitenschnittansicht.

Fig. 1 5 zeigt die Linearbremse aus Figur 1 4 in der Bremslüftungsstellung.

Fig. 1 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremse in der

Bremsstellung als Seitenschnittansicht.

Fig. 1 7 zeigt die Bremse aus Figur 1 6 in der Bremslüftungsstellung.

Figur 1 zeigt in schematischer Vereinfachung eine perspektivische Ansicht eines Schlittens 1 an einer Führungsschiene 2 mit einem doppelt prismatischen Profil. Der Schlitten 1 weist ein Bremsengehäuse 4 auf, in dem ein Formgedächtnissteller 1 7 mit einzeln ansteuerbaren Formgedächtniselementen 1 8.1 - 1 8.5 angeordnet ist. Das Bremsengehäuse 4 umfasst einen Gehäusemittelteil 5, der von einem

Gehäusedeckel 6 und einem Gehäuseboden 7 abgedeckt wird. Dabei umgreift der Schlitten 1 die Profilschiene 2 U-förmig, wobei eine Doppelanordnung mit einer ersten Linearbremse im ersten Gehäuseseitenteil 26 und einer zweiten Linearbremse im zweiten Gehäuseteil 27 vorlieg†. Beide Gehäuseseitenteile 26, 27 sind durch ein Gehäuseoberteil 28 verbunden. Figuren 2 und 3 zeigen Längsschnite A-A für eine erste Ausführung der Erfindung in schematischer Vereinfachung, wobei eine zugehörige Querschnitsansicht B-B durch die Mitelebene des Keilgetriebes 9 in Figur 4 gezeigt ist. Dargestellt ist ein

mechanischer Energiespeicher 1 2 mit einer Federanordnung 1 3, die über die

Schubstange 34 in direkter Triebverbindung zum Betätigungskolben 1 0.1 eines Keilgetriebes 9 steht. Aus Figur 4 ist ersichtlich, dass Betätigungskolben 10.1 - 10.4 mit Schrägflächen, denen Wälzlager 1 1 .1 - 1 1 .4 zugeordnet sind, beim Bremsen eine Kraftwirkung auf die Klemmkörper 3, 3.1 ausüben.

Für das Spannen der Federanordnung 1 3 beim Lüften der Bremse zeigt Figur 2 eine Aktoranordnung 14 mit einem mechanischen Getriebe 1 6 und einem

Formgedächtnissteller 1 7 in Form eines Formgedächtnisdrahts 20. Der

Formgedächtnisdraht 20 bildet mehrere Wicklungen zwischen einem Festlager 32 am Gehäusemitelteil 5 und einem Loselager 33 innerhalb eines Führungsschlitens 21 , der sich in einem Gleitlager 30 zwischen dem Gehäusemitelteil 5 und dem

Gehäusedeckel 6 bewegt. Der Führungsschliten 21 steht mit der Eingangsseite des mechanischen Getriebes 1 6 über das Starrglied 35.3 in direkter Triebverbindung. Getriebeausgangsseitig liegt eine weitere ständige Triebverbindung zwischen dem mechanischen Getriebe 1 6 über das Starrglied 35.1 und die Schubstange 34 zur Federanordnung 1 3 vor.

Für die dargestellte bevorzugte Ausführung ist der Formgedächtnisdraht 20 an den jeweiligen Umlenkungsabschniten durch eine Klebeverbindung stoffschlüssig mit dem Festlager 32 oder dem Loselager 33 verbunden, sodass einzeln ansteuerbare

Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2 entstehen. Die zugehörigen separaten elektrischen Kontaktierungen der einzeln ansteuerbaren Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2 sind in den Figuren 2 und 3 nicht dargestellt.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Getriebecharakteristik mit einem monoton ansteigenden Gradienten der Übersetzung für eine gegen die Kraft der

Federanordnung 1 3 gerichtete Getriebebewegung in Richtung der

Bremslüftungsstellung LS dient ein Kniehebelgetriebe mit den Starrgliedern 35.1 , 35.2 und 35.3. Das Festlager wird durch das Drehlager 36.3 am mitleren Starrglied 35.2 gebildet, an dem zusätzlich mit den Drehlagern 36.2 und 36.4 Loselager vorliegen. Die getriebeeingangsseitige Kopplung zum Führungsschlitten 21 erfolgt über das als Loselager ausgebildete Drehlager 36.5. Zwischen dem ersten Starrteil 35.1 und der Schubstange 34 liegt mit dem Drehlager 36.1 ein weiteres Loselager vor.

Durch die gehäuseseitige Führung der Schubstange 34 erfolgt die Bewegung der Federanordnung 1 3 parallel zur Bewegung des Führungsschlittens 21 mit dem

Formgedächtnissteller 1 7. Durch diese Parallelführung ergibt sich eine kompakte Bauform, die die gesamte Längserstreckung des Gehäusemittelteils 5 zur

Unterbringung hinreichend langer, einzeln ansteuerbarer Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2 ausnutz†.

Figur 2 zeigt das mechanische Getriebe 1 6 in der Bremsstellung BS. Zum Lüften der Linearbremse werden die einzeln ansteuerbaren Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2 bestromt und durch ein Aufheizen über die Phasenumwandlungstemperatur aktiviert. Damit ergibt sich als Folge eine erhöhte Spannung der einzeln ansteuerbaren

Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2, die den Führungsschlitten 21 bis zur Anlage an der Fixierungseinrichtung 1 5 bewegen. Für die dargestellte Ausführung wird die Fixierungseinrichtung 15 durch einen Elektrohaftmagnet gebildet. Bevorzugt weist dieser eine rückseitige federelastische Abstützung 29 auf, die so gestaltet ist, dass eine Einfederung in Bremslüftungsrichtung möglich ist und ein Anschlag zur

Bewegungsbegrenzung in Bremsrichtung vorliegt. In dieser Stellung, die in Figur 3 als Lüftungsstellung LS gezeigt ist, wird die Lage des Führungsschlittens 21 durch

Bestromung des Elektrohaftmagnetes der Fixierungseinrichtung 1 5 fixiert, sodass der Heizstrom am Formgedächtnissteller 1 7 abgeschaltet werden kann und dieser wieder zum erkalteten Zustand zurückgeführt wird, in dem eine Bremsenauslösung möglich ist.

Die Bewegung von der Bremsstellung BS in die Bremslüftungsstellung LS führt für die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Ausführung auf den Getriebe-Totpunkt zu, ohne dass die Totlage erreicht wird. In dieser Stellung kann durch die Kraftwirkung der

Federanordnung 1 2 unter Voraussetzung eines hinreichend erkalteten

Formgedächtnisstellers 1 7 ohne eine zusätzliche Aktorik das Bremsen durch ein Auslösen des Elektrohaftmagneten an der Fixierungseinrichtung 1 5 bewirkt werden. Zur Verdeutlichung der Stellbewegung des Formgedächtnisstellers 1 7 und die daraus folgende Anforderung an die Getriebeauslegung wird auf Figuren 5 - 7 verwiesen. Figur 5 zeigt den Martensitanteil im Gefüge eines thermisch aktivierbaren

Formgedächtnismaterials beim Durchlaufen eines Temperaturzyklus. Für den erkalteten Formgedächtnissteller 1 7 liegt ein vollständiges Martensitgefüge vor, wobei durch Erwärmen ab einer initialen Austenittemperaturschwelle As eine sukzessive Umwandlung von Martensit in Austenit eintritt, die bei einer finalen

Austenittemperaturschwelle Af abgeschlossen ist. Für das erneute Abkühlen liegt ein Hystereseeffekt vor, wobei eine unterhalb Af liegende initiale

Martensittemperaturschwelle Ms die beginnende Rückbildung zu Martensit markiert und die Rückbildung bei einer finalen Martensittemperaturschwelle Mf vollständig abgeschlossen ist, die wiederum unterhalb As liegt. Wie in Figur 6 dargestellt, sind die Temperaturschwellen Mf, Ms, As und Af vom Spannungszustand des

Formgedächtnismaterials abhängig.

Aus den in Figur 7 schematisch skizzierten Dehnungsspannungskennlinien ist ersichtlich, dass für die Martensitphase ein pseudoplastischer Bereich vorlieg†, an den sich Kurvenverläufe anschließen, die denen eines Stahlfederelements ähneln. Im pseudoplastischen Bereich liegt ein Plateau vor, bei dem das Formgedächtnismaterial mit Martensitgefüge eine nahezu waagrechte Dehnungsspannungskennlinie aufweist. Erfolgt die Umwandlung von Martensit zu Austenit durch die in Figuren 5 und 6 illustrierte Erwärmung, zeigt der Formgedächtnissteller 1 7 eine wesentlich steilere Spannungsdehnungskennlinie, die ab einem bestimmten Dehnungsgrad einen Knick zu einem pseudoelastischen Verhalten aufweist, die durch eine Mischphase von Austenit und durch Spannung im Gefüge gebildetes Martensit gekennzeichnet ist. Wie in der schematischen Darstellung gezeigt, weist das Formgedächtnismaterial im pseudoelastischen Bereich ein ausgeprägtes Hystereseverhalten auf. Des Weiteren kann die Dehnungsspannungskennlinie für die Austenitphase durch eine

Temperatureinstellung angepasst werden. Dabei liegt die gestrichelt dargestellte Kennlinie im Vergleich zur durchgezogenen Kennlinie für die Austenitphase bei einer höheren Temperatur. Entsprechend kann beim Lüften der Bremse durch ein

hinreichendes Aufheizen des Formgedächtnisstellers 1 7 zunächst bei einer initial vorliegenden Dehnung des aktivierten Materials im Bereich von 3 - 4 % eine durch die Temperaturführung einstellbare, hinreichend große Kraft auf das mechanische

Getriebe ausgeübt werden, sodass eine Getriebebewegung auch für kleinere

Übersetzungen gegen die Wirkung der Federanordnung 1 3 ausgeführt werden kann. Um mit einer kurzen Drahtlänge für die einzeln ansteuerbaren

Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2 des Formgedächtnisstellers 1 7 arbeiten zu können, die eine kompakte Baugröße erlaubt, kann der Bereich einer steil abfallenden Dehnungsspannungskennlinie in der Austenitphase ausgenutzt werden, wenn das zwischengeschaltete mechanische Getriebe 1 6 die erfindungsgemäß geforderte Charakteristik mit einem monoton ansteigenden Gradienten der Übersetzung, solange die Bewegung gegen die Kraft der Federanordnung erfolgt, aufweist.

Figur 8 zeigt die Kinematik des mechanischen Getriebes 1 6 für die erste Ausgestaltung gemäß Figuren 2 und 3. GE bezeichnet die Wegstrecke des Getriebeeingangs für eine Bewegung von der Bremsstellung BS in die Lüftungsstellung LS, gegen die in Figur 9 die Wegstrecke des Getriebeausgangs GA durchgezogen aufgetragen ist, die mit zunehmender Bewegung zur Lüftungsstellung LS abflach†. Entsprechend steigt die Übersetzung I wie in Figur 8 dargestellt an, die im Getriebe-Totpunkt TP theoretisch einen unendlichen Wert annimm†. Die negative Übersetzungskennlinie für eine Bewegung über den Getriebe-Totpunkt TP hinaus ist im Einzelnen nicht dargestellt.

Erfindungsgemäß werden die Bremsstellung BS und die Bremslüftungsstellung LS so festgelegt, dass in der Endannäherungsphase der Lüftungsbewegung eine hohe Übersetzung I vorlieg†, solange gegen die Federanordnung 1 6 gearbeitet wird, d.h. am Getriebeausgang A eine entgegen GA gerichtete Kraft vorlieg†. Gefordert wird in der Bremslüftungsstellung LS ein Betrag der Übersetzung I größer eins, der mindestens dem Doppelten und bevorzugt dem Fünffachen der Übersetzung I für die

Bremsstellung BS entspricht. Besonders bevorzugt wird eine Annäherung an die Getriebe-Totpunktlage TP, für die das Kniehebelgetriebe einen Betrag der Übersetzung I von mindestens 5 und bevorzugt mindestens 1 0 aufweist.

Die Übersetzungsschwelle mit einer Verdopplung des Betrags der Übersetzung, der den Bereich kennzeichnet, der eine Annäherung ohne große Gegenkräfte an den Fixierungseinrichtung 1 5 erlaubt, ist als strichpunktierte Waagrechte in Figur 8 dargestellt. Die bevorzugt verfünffachte Übersetzungsschwelle ist in Figur 8 strichzweipunktiert skizziert. Die gewählte Getriebecharakteristik ermöglicht es, dass der initial beim Lütten der Bremse hoch eingestellte Aktivierungsgrad im

Formgedächtnissteller 1 7 im letzten Abschnitt der Bremslüftungsbewegung reduziert werden kann. Demnach wird bevorzugt, für die Endannäherungsphase in einem Temperaturbereich zu arbeiten, der nur geringfügig über der in der Figur 5

dargestellten initialen Martensitschwelltemperatur Ms liegt oder es wird ein

Arbeitspunkt im Mischphasenbereich innerhalb des Temperaturintervalls zwischen Ms und Mf eingestellt. Dies führt zu einer vorteilhaft schnellen Auslösbarkeit der Bremse nach dem Erreichen der Bremslüftungsstellung LS, da die Abkühlzeit des

Formgedächtnisstellers 1 7 verkürzt werden kann.

Zur Verdeutlichung der abnehmenden Kraftanforderung im Verlauf der

Lüftungsbewegung wird auf die strichpunktierte Kurve in Figur 9 verwiesen, die die notwendige Kraft am Getriebeeingang E darstellt, um am Getriebeausgang A die Federanordnung 1 3 zu komprimieren. Dieser Kraftverlauf steht beim Auslösen der Bremse zur Verfügung, um den Formgedächtnisteller 1 7 zu längen. Die hierfür notwendige Kraft, unter Voraussetzung, dass ein erkalteter, nicht aktivierter

Formgedächtnissteller 1 7 vorlieg†, wird durch die strichdoppelpunktierte Kurve in Figur 9 gezeigt. Ersichtlich ist, dass die aus der Federanordnung 1 3 zur Verfügung stehende antreibende Kraft beim Bremsen auch am Anfang der Stellbewegung hinreichend groß ist, wobei der Formgedächtnissteller 1 7 bevorzugt so ausgelegt wird, dass mit einer zunehmenden Längung der in Figur 7 gezeigte pseudoplastische Bereich der Martensitphase erreicht wird, sodass im Verlauf der Bremsbewegung ein sukzessiv ansteigender Kraftanteil für die Beaufschlagung der Klemmkörper 3 zur Verfügung steht.

Für die Ausgestaltung, für die der Formgedächtnissteller 1 7 einzeln ansteuerbare Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2 umfasst, wird bevorzugt bereits in der Phase der Endannäherung an die Bremslüftungsstellung LS aufgrund der verringerten

Anforderung an die Stellkraft ein Teil der einzeln ansteuerbaren

Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2 deaktiviert. Damit wird die mittlere Temperatur des Formgedächtnisstellers 1 7 verringert, sodass die aktiviert verbleibenden

Formgedächtniselemente 1 8.1 , 1 8.2 nach dem Erreichen der Bremslüftungsstellung LS schneller abkühlen können und somit die Zeitspanne, für die nach dem Lüften keine erneute Bremsung ausgeführt werden, weiter verringert wird.

Für eine zweite, konstruktiv vereinfachte Ausführungsform der Erfindung stellen die in Figuren 1 0 und 1 1 gezeigten seitlichen Schnittansichten die Bremsstellung BS und die Lüftungsstellung LS dar. Die mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmenden Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Für die zweite Ausführungsform wird die Fixierungseinrichtung durch das einzeln ansteuerbare Formgedächtniselement 1 8.1 des Formgedächtnisstellers gebildet.

Dieses bleibt in der Bremslüftungsstellung LS dauerhaft aktiviert und erzeugt über das mechanische Getriebe 1 6 eine Gegenkraft zur komprimierten Federanordnung 1 3 des mechanischen Energiespeichers 1 2. Um sicherzustellen, dass das mechanische Getriebe 1 6 für die Bremslüftungsstellung LS den Getriebe-Totpunkt nicht

überschreitet, wird die Bewegung des Führungsschlittens 21 beim Lüften der Bremse durch einen einstellbaren Anschlag 38 begrenzt. Zum Einleiten einer Bremsung wird auch das Formgedächtniselement 1 8.1 stromfrei geschaltet und gibt nach dem

Erkalten unter die Rückumwandlungstemperatur die komprimierte Federanordnung 1 3 frei. Aufgrund der verzögerten Bremsauslösung eignet sich die zweite Ausführungsform als Standbremse.

Für eine dritte Ausführungsform der Erfindung stellen die in Figuren 1 2 und 1 3 gezeigten seitlichen Schnittansichten die Bremsstellung BS und die Lüftungsstellung LS dar. Die mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel übereinstimmenden

Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Im Unterschied zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird für das dritte

Ausführungsbeispiel die Getriebebewegung beim Lüften der Bremse in einem eng begrenzten Abschnitt über die Getriebe-Totpunktlage TP hinausgeführt, indem die Federkräfte noch so klein sind, dass die Aktivierung des Formgedächtnisstellers 1 7 entsprechend zu den obigen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden kann.

Bevorzugt wird eine Einstellung der Bremslüftungsstellung BS im Bereich der Getriebe- Totpunktlage TP, für die das Kniehebelgetriebe einen Betrag der Übersetzung von mindestens 5 und bevorzugt mindestens 1 0 aufweist. Für das drite Ausführungsbeispiel gilt das Erfordernis eines monoton ansteigenden Gradienten der Übersetzung nur bis zum Getriebe-Totpunkt TP, d.h. für den Verlauf der Lüftungsbewegung, die gegen die Kraft der Federanordnung 1 3 gerichtet ist.

Durch die nach der Getriebe-Totpunktlage in Richtung der Bremslüftungsbewegung wirkende Kraft der Federanordnung 1 3 kann die komprimierte Federanordnung 1 3 aus der Bremslüftungsstellung keine Bremsauslösung bewirken und es bedarf einer zusätzlichen Bremsauslöseanordnung 1 9, deren Krafteinleitungspunkt und/oder deren Kraftrichtung am mechanischen Getriebe 1 6 sich von jener der Federanordnung 1 3 unterscheidet, um beim Bremsen den Kniehebel wieder über den Getriebe-Totpunkt zu verlagern. Dabei kann die Bremsauslöseanordnung 1 9 als Federeiemen† ausgebildet werden. Bevorzugt ist, den räumlichen Wirkungsbereich der

Bremsauslöseanordnung 1 9 auf einen Bereich um die Getriebe-Totpunktlage TP zu begrenzen. Vorteilhafterweise betrifft dies einen Abschnit, in dem ein Betrag der Übersetzung von mindestens 5 und bevorzugt mindestens 10 vorlieg†. Des Weiteren kann auch für die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Ausgestaltung der Erfindung mit einer Bremslüftungsstellung BL vor dem Getriebe-Totpunkt TP ein die

Bremsenauslösung beschleunigendes Zusatzbremsfedersystem mit Wirkung auf den Kniehebel zur Unterstützung der Einleitung der Bremsphase verwendet werden.

Figuren 14 und 1 5 verdeutlichen eine vierte erfindungsgemäße Ausgestaltung, die wie die drite Ausführung von einer Getriebebewegung beim Lüften der Bremse ausgeht, die in einem eng begrenzten Abschnit über die Getriebe-Totpunktlage TP hinausführ†. Im Unterschied zur vorherigen Ausgestaltung wirkt die Fixierungseinrichtung 1 5 in Form eines Elektrohaftmagneten an der Bremsauslöseanordnung 1 9.

Figuren 1 6 und 1 7 zeigen eine fünfte erfindungsgemäße Ausgestaltung, wobei die mit den vorherigen Ausführungsbeispielen übereinstimmenden Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zu den vorherigen

Ausführungsbeispielen umfasst das mechanische Getriebe 1 6 einen Kniehebel mit einer Doppelschenkelanordnung, die durch die Starrkörper 35.1 und 35.2, das Drehlager 36.3 als Festlager und die Drehlager 36.1 und 36.2 als Loselager gebildet wird. Als Formgedächtnissteller 1 7 wird ein mäandrierend um Umlenkrollen 22.1 - 22.5 geführter und zwischen einem gehäuseseitigen Festlager 32 und einem im Bereich des Mitengelenks am ersten Starrglied 35.1 angeordnetes Loselager 33 aufgespannter Formgedächtnisdraht 20 verwendet. Diese Anordnung erlaubt, für eine flach bauende Bremse einen hinreichend langen Formgedächtnisdraht 20

unterzubringen sowie einen Kraftangriffspunkt und eine Krafteinleitung am Kniehebel zu realisieren, die die erfindungsgemäße Ubersetzungscharakteristik bewirken.

Zusätzlich ist für das fünfte Ausführungsbeispiel ein Positionssensor 24 zur Steuerung der finalen Annäherung an die Bremslüftungsstellung BL vorgesehen. Die hierfür eingesetzte Steuerungselektronik ist im Einzelnen nicht dargestellt. Alternativ oder ergänzend kann für eine geregelte oder gesteuerte Annäherungsbewegung eine Sensoreinrichtung 23 am Formgedächtnisdraht 20 verwendet werden, die eine Temperatur- und/oder Widerstandsmessung ausführ†, um aus der Drahtlängung die Getriebestellung ermitteln zu können. Des Weiteren liegt am Gehäuseboden 7 ein einstellbarer Anschlag 37 für das Kniehebelgetriebe vor.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich im Rahmen der nachfolgenden Schutzansprüche.

Bezugszeichenliste

Schlitten

Führungsschiene

, 3.1 Klemmkörper

Bremsgehäuse

Gehäusemittelteil

Gehäusedeckel

Gehäuseboden

, 9.1 Keilgetriebe

0.1 - 10.4 Betätigungskolben

1 .1 - 1 1 .4 Wälzlager

2, 1 2.1 mechanischer Energiespeicher

3, 13.1 Federanordnung

4 Aktoreinrichtung

5 Fixierungseinrichtung

6, 16.2 mechanisches Getriebe

7 Formgedächtnissteller

8.1 - 18.5 einzeln ansteuerbares Formgedächtniseiemen†9 Bremsauslöseanordnung

0 Formgedächtnisdraht

1 Führungsschlitten

2.1 - 22.5 Umlenkrolle

3 Sensoreinrichtung

4 Positionssensor

5 Profilnut

6 erstes Gehäuseseitenteil

7 zweites Gehäuseseitenteil

8 Gehäuseoberteil

9 federelastische Abstützung 30 Gleitlager

31 Gleitlager

32 Festlager

33 Loselager

34, 34.1 Schubstange

35.1 , 35.2,

35.3 Starrglied

36.1 - 36.8 Drehlager

37 Anschlag

38 Anschlag

LS Bremslüftungsstellung

BS Bremsstellung

E Getriebeeingangsseite

A Getriebeausgangsseite

GE Wegstrecke des Getriebeeingangs

GA Wegstrecke des Getriebeausgangs