DE20116131U1 - Spring-loaded brake for bikes without or with gearless travel drives - Google Patents
Spring-loaded brake for bikes without or with gearless travel drivesInfo
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Description
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BUSE · MENTZEL · LUDEWIG PatentanwälteBUSE · MENTZEL · LUDEWIG patent attorneys
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Postfach 201462 Kleiner Werth 34 Dipl.-Phys. MentzelPO Box 201462 Kleiner Werth 34 Dipl.-Phys. Mentzel
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Kennwort: „Federbelastete Bremse' Key word: "Spring-loaded brake"
Firma Ortlinghaus GmbH Garns, Industriestraße, CH-9473 Gams SGOrtlinghaus GmbH Garns, Industriestrasse, CH-9473 Gams SG
Federbelastete Bremse für Räder ohne oder mit getriebelosenSpring-loaded brake for wheels without or with gearless
FahrantriebenDrives
Die Erfindung betrifft eine federbelastete Bremse für Räder ohne oder mit getriebelosen Fahrantrieben, insbesondere zum Einbau in Radnaben von Rollstühlen.The invention relates to a spring-loaded brake for wheels without or with gearless drives, in particular for installation in wheel hubs of wheelchairs.
Rollstühle üblicher Bauart sind in der Regel mit einem Getriebe und einem Elektromotor oder mit einem getriebelosen Fahrantrieb ausgerüstet, welcher in der Radnabe eingebaut ist. Im Antrieb ist entweder eine hydraulisch zu betätigende Bremse (DE 198 37 270) oder eine elektromagnetisch zu lüftende Federkraftbremse (DE 195 00 589) integriert. Nachteilig bei der hydraulischen Bremse gemäß DE 198 37 270 ist es, dass zusätzlich ein Hydrauliksystem benötigt wird. Dies führt zu einem höheren Gewicht und einem hohen Wartungsaufwand. Der Nachteil einer im Antrieb integrierten elektromagnetischen Federkraftbremse, wie diese in DE 195 00 589 beschrieben wurde, ist, dass bei einem Stromausfall die Bremse nicht gelüftet werden kann. In diesem Fall ist eine zusätzliche mechanischeWheelchairs of the usual design are usually equipped with a gearbox and an electric motor or with a gearless drive, which is built into the wheel hub. The drive has either a hydraulically operated brake (DE 198 37 270) or an electromagnetically released spring-loaded brake (DE 195 00 589) integrated into it. The disadvantage of the hydraulic brake according to DE 198 37 270 is that an additional hydraulic system is required. This leads to a higher weight and a high maintenance effort. The disadvantage of an electromagnetic spring-loaded brake integrated into the drive, as described in DE 195 00 589, is that the brake cannot be released in the event of a power failure. In this case, an additional mechanical
STADTSPARKASSE WUPPERT^Oi*JSSi7T-BUZ^a0^WwaO.: .: .** .I ***i .&iacgr; S-EI&FCfrJ +49(0)202/25535-0STADTSPARKASSE WUPPERT^Oi*JSSi7T-BUZ^a0^WwaO.: .: .** .I ***i .&iacgr; S-EI&FCfrJ +49(0)202/25535-0
CREDIT-U. VOLKSBANK EG VßjPSEtffAL 103 4£t>(tl4 &iacgr; BLl 330 60j)9ä**. '. *· I tel^FA^C +49(0)2 02/25535-29CREDIT-U. VOLKSBANK EG VßjPSEtffAL 103 4£t>(tl4 &iacgr; BLl 330 60j)9ä**. '. * I tel^FA^C +49(0)2 02/25535-29
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*· LÜDfiWJG*· LÜDfiWJG
Lüftung vorzusehen. Eine solche mechanische Lüftung ist aus DE 44 23 180 bekannt, die aber wiederum auf einem hydraulischen System beruht.Ventilation must be provided. Such mechanical ventilation is known from DE 44 23 180, which in turn is based on a hydraulic system.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bremse für Räder ohne oder mit getriebelosen Fahrantrieben zur Verfügung zu stellen, die in einfacher Weise aufgebaut ist, d.h. ohne hydraulisches System auskommt sowie in einfacher Weise betätigt wird und eine Handnotlüftung ermöglicht.The invention is based on the object of providing a brake for wheels without or with gearless drive systems, which is constructed in a simple manner, i.e. does not require a hydraulic system and is operated in a simple manner and enables manual emergency release.
Diese Aufgabe wird mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst. Die in die Radnabe von Rädern ohne Fahrantrieb oder mit getriebelosen Fahrantrieb einzubauende federbelastete Bremse besteht zum einen aus Mitteln zum elektromagnetischen Betätigen der Bremse und zum anderen aus einer mechanischen Notlüftung. Insbesondere wird ein Magnetkörper, der in seinem Inneren eine ringförmige Spule aufnimmt, zum elektromagnetischen Betätigen der Bremse eingesetzt. Die erfindungsgemäße Bremse besteht weiterhin aus einer Ankerscheibe, die auf den Magnetkörper aufgelegt wird, ausgehend vom Magnetkörper wirkt auf diese Ankerscheibe eine Federkraft, die durch Federn ausgelöst wird, die in Aufnahmen im Magnetkörper angeordnet sind. Dadurch wird die Ankerscheibe axial weg vom Magnetkörper belastet. Die Ankerscheibe ist somit zwischen zwei Stellungen axial beweglich. Zum einen ist dies die Lösestellung der Bremse, in diesem Fall wirkt ein elektromagnetisches Feld ausgehend vom Magnetkörper auf die Ankerscheibe und zieht die Ankerscheibe entgegen der Federkraft an den Magnetkörper heran. In der zweiten Endlage, der Bremsstellung der Ankerscheibe, steht diese unter Federkraft und drückt an eine auf der Ankerscheibe angeordnete Lamellenscheibe. Diese Lamellenscheibe ist lose mittels Profil mit der Welle des Rades verbunden, dadurch wird bewirkt, dass bei Bremsstellung, nämlich dem Andrücken der Ankerscheibe an die Lamellenscheibe eineThis object is achieved with the combination of features of claim 1. The spring-loaded brake to be installed in the wheel hub of wheels without a drive or with a gearless drive consists on the one hand of means for electromagnetically actuating the brake and on the other hand of a mechanical emergency release. In particular, a magnetic body which accommodates an annular coil in its interior is used for electromagnetically actuating the brake. The brake according to the invention also consists of an armature disk which is placed on the magnetic body; a spring force acting on this armature disk originating from the magnetic body is triggered by springs arranged in receptacles in the magnetic body. This causes the armature disk to be loaded axially away from the magnetic body. The armature disk is thus axially movable between two positions. On the one hand, this is the release position of the brake; in this case, an electromagnetic field acting on the armature disk originating from the magnetic body draws the armature disk towards the magnetic body against the spring force. In the second end position, the braking position of the armature disk, it is under spring force and presses against a lamellar disk arranged on the armature disk. This lamellar disk is loosely connected to the shaft of the wheel by means of a profile, which means that in the braking position, namely when the armature disk is pressed against the lamellar disk, a
Reibschlussverbindung zwischen der axial federbelasteten Ankerscheibe, der lose mit der Welle verbundenen Lamellenscheibe und Endscheibe besteht.Frictional connection between the axially spring-loaded armature disk, the lamellar disk loosely connected to the shaft and the end disk.
Die Lamellenscheibe weist vorzugsweise einen geringeren Durchmesser als die Ankerscheibe auf, so dass neben der Lamellenscheibe ein Druckring über der Lamellenscheibe angeordnet werden kann. Dieser Druckring dient zur mechanischen Notlüftung der erfindungsgemäßen Bremse. Der Druckring hat vorzugsweise einen Außendurchmesser der mit dem Außendurchmesser der Ankerscheibe und des Magnetkörpers vergleichbar ist. Der Innendurchmesser des Druckrings ist nur geringfügig größer als der Außendurchmesser der Lamellenscheibe, so dass sich die Lamellenscheibe innerhalb des Druckrings befindet und der Druckring unmittelbar auf der Ankerscheibe aufliegt. Die andere Oberfläche des Druckrings wird von einer Endscheibe abgedeckt, welche wiederum die anliegende Lamellenscheibe abdeckt. Eine mögliche Variante der federbelasteten Bremse setzt sich aus Magnetkörper, Ankerscheibe, Druckring, Lamellenscheibe und Endscheibe zusammen. Diese Elemente können über eine beispielsweise Schraubverbindung zu einer Baueinheit verbunden werden, die in die Radnabe ein- oder ausgebaut werden kann. Diese Baueinheit ist unabhängig vom Antrieb. Damit ist auch der Einsatz in Rädern ohne Fahrantrieb möglich.The disk preferably has a smaller diameter than the armature disk, so that a pressure ring can be arranged above the disk next to the disk. This pressure ring serves for mechanical emergency release of the brake according to the invention. The pressure ring preferably has an outer diameter that is comparable to the outer diameter of the armature disk and the magnetic body. The inner diameter of the pressure ring is only slightly larger than the outer diameter of the disk, so that the disk is located inside the pressure ring and the pressure ring rests directly on the armature disk. The other surface of the pressure ring is covered by an end disk, which in turn covers the adjacent disk. One possible variant of the spring-loaded brake consists of a magnetic body, armature disk, pressure ring, disk and end disk. These elements can be connected to form a structural unit using a screw connection, for example, which can be installed in or removed from the wheel hub. This structural unit is independent of the drive. This also makes it possible to use it in wheels without a drive.
Die mechanische Lüftung wird, wie oben bereits angedeutet, über den Druckring realisiert. Dieser weist dazu vorzugsweise zwei Flansche auf, mit denen der Druckring um die Welle gedreht werden kann. Vorzugsweise weist der Druckring eine kleinere Dicke wie die Lamellenscheibe auf bzw. wie eine mit einem Reibbelag versehene Lamellenscheibe, um Verschleiß aufnehmen zu können. Im Druckring sind in Umfangsrichtung eine AnzahlAs already mentioned above, the mechanical ventilation is achieved via the pressure ring. This preferably has two flanges with which the pressure ring can be rotated around the shaft. The pressure ring is preferably smaller in thickness than the lamellar disk or a lamellar disk provided with a friction lining in order to be able to absorb wear. A number of
LÜDJETWJC;LÜDJETWJC;
von Bohrungen vorgesehen, in denen Kugeln aufgenommen werden. Die Kugeln weisen vorzugsweise einen etwas größeren Durchmesser auf, als die Dicke des Druckrings. Da die Bohrungen durch die Endscheibe einerseits abgedeckt werden, ragen die Kugeln in Richtung Ankerscheibe ein Stück aus der Bohrung heraus und werden dort in Rillen, die an der Oberfläche der Ankerscheibe eingebracht sind, aufgenommen. Diese Rillen haben über ihre gesamte Längsausdehnung beidseitig eine unterschiedliche Tiefe. Die größte Tiefe ist in der Rillenmitte und diese Tiefe verringert sich zu den Rillenenden. Im Normalzustand der Bremse, d.h., ohne Betätigung der Notlüftung, befinden sich die Kugeln in der Mitte der Rille, d.h., an den Stellen der größten Tiefe. Der Druckring liegt in diesem Fall nirgends an und befindet sich in Mittelstellung. Wird bei Betätigung der Flansche des Druckringes ein Drehen des Druckringes in Umfangsrichtung bewirkt, gelangen die Kugeln über das Ende der Rille an die Oberfläche der Ankerscheibe, so dass ausgehend vom Druckring die Ankerscheibe in Richtung Magnetkörper weggedrückt wird. Die Lamellenscheibe wird freigestellt und die Welle mit der über ein Profil verbundene Lamellenscheibe kann gedreht werden.of holes in which balls are accommodated. The balls preferably have a slightly larger diameter than the thickness of the pressure ring. Since the holes are covered by the end plate on the one hand, the balls protrude a little from the hole in the direction of the armature plate and are accommodated in grooves that are made on the surface of the armature plate. These grooves have a different depth on both sides over their entire length. The greatest depth is in the middle of the groove and this depth decreases towards the ends of the groove. In the normal state of the brake, i.e. without activation of the emergency release, the balls are in the middle of the groove, i.e. at the points of greatest depth. In this case, the pressure ring does not rest against anything and is in the middle position. If the pressure ring is rotated in the circumferential direction when the flanges of the pressure ring are activated, the balls reach the surface of the armature plate via the end of the groove, so that the armature plate is pressed away from the pressure ring in the direction of the magnet body. The lamellar disc is released and the shaft with the lamellar disc connected via a profile can be rotated.
In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, statt einer Lamellenscheibe ein Lamellenpaket um die Welle herum anzuordnen. Des weiteren ist es möglich, bei einem Lamellenpaket oder einer dicker ausgelegten Lamellenscheibe mehrere Kugeln übereinander in den Bohrungen des Druckrings anzuordnen.In a further embodiment, it is also possible to arrange a plate pack around the shaft instead of a plate disc. Furthermore, with a plate pack or a thicker plate disc, it is possible to arrange several balls one above the other in the bores of the pressure ring.
In jedem Fall wird eine einfache Bremsvorrichtung erzielt, die auch in einfacher Weise zu betätigen, einzubauen oder zu demontieren ist. Diese Lösung ist kostengünstig und weist ein geringes Gewicht sowie einen geringen Stromverbrauch auf. Besonders vorteilhaft bei derIn any case, a simple braking device is achieved that is also easy to operate, install or dismantle. This solution is cost-effective and has a low weight and low power consumption. It is particularly advantageous for
•BUSf?· MENTZMs "· LÖD^Wlfc•BUSf?· MENTZMs "· LÖD^Wlfc
erfindungsgemäßen federbelasteten Bremse gegenüber bestehenden Systemen ist der kleine Betätigungsweg für das Lösen der Bremse, sowohl im Normalfall als auch bei der mechanischen Lüftung. Der Kraftaufwand für die Bedienung ist somit gering. Es ist also auch ohne weiteres möglich, gleichzeitig zwei Bremsen zu lüften. Eine Anforderung, die insbesondere bei Rollstühlen besteht.The advantage of the spring-loaded brake according to the invention compared to existing systems is the short actuation path for releasing the brake, both in normal use and with mechanical release. The effort required for operation is therefore low. It is therefore also possible to release two brakes at the same time. This is a requirement that is particularly important for wheelchairs.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäß ausgebildete federbelastete Bremse an Hand der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:Two embodiments of a spring-loaded brake designed according to the invention are shown below with reference to the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Radnabe mit der erfindungsgemäßen
federbelasteten Bremse,Fig. 1 shows a longitudinal section through a wheel hub with the inventive
spring-loaded brake,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1,Fig. 2 shows a section of Fig. 1,
Fig. 3 in 5 Schritten den Aufbau der federbelasteten Bremse als
Baueinheit,Fig. 3 in 5 steps the construction of the spring-loaded brake as
structural unit,
Fig. 4a ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
federbelasteten Bremse,Fig. 4a shows another embodiment of an inventive
spring-loaded brake,
Fig. 4b einen Schnitt gemäß Fig. 4a,Fig. 4b a section according to Fig. 4a,
Fig. 5 einen weiteren Schnitt gemäß Fig. 4a.Fig. 5 shows another section according to Fig. 4a.
In Fig. 1 wird eine Bremse gezeigt, welche in ein Gehäuse 2, 5 für einen getriebelosen Antrieb eingebaut ist. Im Gehäuseaußenteil 2 ist ein Stahlring 4 eingepresst, an welchen Permanentmagnete 3 angebracht werden. GelagertIn Fig. 1, a brake is shown which is installed in a housing 2, 5 for a gearless drive. A steel ring 4 is pressed into the outer part of the housing 2, to which permanent magnets 3 are attached.
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ist das Gehäuseinnenteil 5 mit Kugellagern 7,8 auf der Welle 6. Die erfindungsgemäße Bremse 10, deren Aufbau in den Fig. 3a bis 3e gezeigt wird, wird als Baueinheit in die Radnabe eingesetzt und am Gehäuseinnenteil 5, beispielsweise über eine Schraubverbindung, befestigt.is the housing inner part 5 with ball bearings 7,8 on the shaft 6. The brake 10 according to the invention, the structure of which is shown in Figs. 3a to 3e, is inserted as a structural unit into the wheel hub and fastened to the housing inner part 5, for example via a screw connection.
Die Fig. 1 zeigt die Bremse 10 in eingebautem Zustand. Der Magnetkörper 11 ist in dem vorgesehenen Raum im Gehäuseinnenteil 5 angeordnet und besitzt in seinem Inneren eine ringförmige Spule 12. Die Magnetpole 11.1, 11.2 des Magnetkörpers werden von einer Ankerscheibe 13 abgedeckt. Diese Ankerscheibe 13 ist axial beweglich. Die axiale Führung und Verhinderung der Drehung der Ankerscheibe 13 wird durch entsprechende Mittel an der Ankerscheibe 13 und den Magnetkörper 11 gewährleistet. Wie am besten aus den Fig. 3a und 3b ersichtlich, besitzt der Magnetkörper Hülsen 22, die in Radialaussparungen 23 an der Ankerscheibe 13 eingreifen. Diese Mittel 22,23 erlauben eine axiale Beweglichkeit der Ankerscheibe 13, verhindern jedoch deren Drehbewegung. Wie am besten aus Fig. 3a ersichtlich, sind in dem Magnetkörper 11 Ausnehmungen vorhanden, die Federn 20 aufnehmen. Die Federn 20 üben eine Kraft in Kraftrichtung F auf die Ankerscheibe 13 aus, so dass die Ankerscheibe 13 im Normalzustand weg vom Magnetkörper 11 federbelastet ist. In diesem federbelasteten Zustand besteht eine Reibschlussverbindung zwischen der Ankerscheibe 13, der darüber angeordneten Lamellenscheibe 14 und der Endscheibe 15. Die Lamellenscheibe 14 ist lose mit der Welle 6 verbunden, so dass sich die Federkraft F unmittelbar über die Reibschlussverbindung auf die Lamellenscheibe überträgt und somit eine Drehung der Lamellenscheibe und der mit ihr verbundenen Welle verhindert.Fig. 1 shows the brake 10 in the installed state. The magnetic body 11 is arranged in the space provided in the inner housing part 5 and has an annular coil 12 inside it. The magnetic poles 11.1, 11.2 of the magnetic body are covered by an armature disk 13. This armature disk 13 is axially movable. The axial guidance and prevention of rotation of the armature disk 13 is ensured by corresponding means on the armature disk 13 and the magnetic body 11. As can be seen best from Figs. 3a and 3b, the magnetic body has sleeves 22 which engage in radial recesses 23 on the armature disk 13. These means 22,23 allow axial mobility of the armature disk 13, but prevent it from rotating. As can be seen best from Fig. 3a, there are recesses in the magnetic body 11 which accommodate springs 20. The springs 20 exert a force in the direction of force F on the armature disk 13, so that the armature disk 13 is spring-loaded away from the magnet body 11 in the normal state. In this spring-loaded state, there is a frictional connection between the armature disk 13, the lamellar disk 14 arranged above it and the end disk 15. The lamellar disk 14 is loosely connected to the shaft 6, so that the spring force F is transferred directly to the lamellar disk via the frictional connection, thus preventing rotation of the lamellar disk and the shaft connected to it.
Weiterer Bestandteil der erfindungsgemäßen Bremse ist ein Druckring 16, der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 um die Lamellenscheibe 14Another component of the brake according to the invention is a pressure ring 16, which in the embodiment according to Fig. 1 is arranged around the disk 14
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herumgelegt ist. Die Baueinheit wird durch eine Endscheibe 15 und vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung zusammengehalten. Die fertige Baueinheit der federbelasteten Bremse 10 ist am besten der Fig. 3e zu entnehmen. Die Fig. 3e zeigt Schrauben 28, die die Endscheibe 15 an der Baueinheit befestigen. Die Schraube 28 wird durch die Hülse 22 geführt und findet ihren Halt am Magnetkörper 11. Zu diesem Zweck ist der Magnetkörper mit entsprechenden Gewinden versehen. Die Endscheibe 15 überdeckt zumindest teilweise die Lamellenscheibe 14. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Schraubverbindung mittels der Schauben 28 dazu führt, dass Magnetkörper 11, Ankerscheibe 13, Druckring 16, Lamellenscheibe 14 und Endscheibe 15 zusammengehalten werden und diese Baueinheit in das Gehäuseaußenteil 2 eingesetzt werden kann.is placed around. The assembly is held together by an end plate 15 and preferably by means of a screw connection. The finished assembly of the spring-loaded brake 10 is best seen in Fig. 3e. Fig. 3e shows screws 28 which fasten the end plate 15 to the assembly. The screw 28 is passed through the sleeve 22 and is held in place by the magnet body 11. For this purpose, the magnet body is provided with appropriate threads. The end plate 15 at least partially covers the lamellar disk 14. In this way, the screw connection by means of the screws 28 results in the magnet body 11, armature disk 13, pressure ring 16, lamellar disk 14 and end plate 15 being held together and this assembly can be inserted into the outer housing part 2.
In Fig. 3d ist gezeigt, dass der Druckring 16 zwei Flansche 16.1 und 16.2 zur Handbetätigung des Druckringes 16 besitzt. Durch eine Betätigung der Flansche 16.1 oder 16.2 in Bewegungsrichtung 30 ist es möglich, den Druckring 16 in Umfangsrichtung solange zu bewegen, bis eine der Flanken 27.1 oder 27.2 des Sperrkanals 27 an der Hülse 22, die in den Sperrkanal 27 hineinragt, anschlägt.In Fig. 3d it is shown that the pressure ring 16 has two flanges 16.1 and 16.2 for manual actuation of the pressure ring 16. By actuating the flanges 16.1 or 16.2 in the direction of movement 30, it is possible to move the pressure ring 16 in the circumferential direction until one of the flanks 27.1 or 27.2 of the locking channel 27 strikes the sleeve 22 which projects into the locking channel 27.
Außerhalb der Sperrkanals 27 sind im Druckring 16 in Umfangsrichtung mehrere Bohrungen 26 vorgesehen, die Kugeln 17 in sich aufnehmen. Diese Kugeln 17 haben einen Durchmesser der größer ist, als die Dicke des Druckringes 16. Auf der Oberfläche der Ankerscheibe 13 sind unterhalb der Bohrungen 26 Rillen 19 in Umfangsrichtung ausgebildet. Diese Rillen 19 besitzen in Ihrer Mitte eine größere Tiefe als an ihren längsseitigen Enden. Bei einer Anordnung der Kugeln 17 jeweils unmittelbar über der Mitte der Rille 19 wird das gegenüber der Druckringdicke gezeigte Übermaß der Kugeln 17 von den Rillen 19 aufgenommen. Dies ist besonders deutlich inOutside the locking channel 27, several holes 26 are provided in the pressure ring 16 in the circumferential direction, which accommodate balls 17. These balls 17 have a diameter that is larger than the thickness of the pressure ring 16. On the surface of the armature disk 13, grooves 19 are formed in the circumferential direction below the holes 26. These grooves 19 have a greater depth in their center than at their longitudinal ends. If the balls 17 are arranged directly above the center of the groove 19, the excess of the balls 17 compared to the thickness of the pressure ring is accommodated by the grooves 19. This is particularly clear in
Fig. 2 zu sehen. Oberhalb des Druckrings 16 befindet sich die Endscheibe 15, die die Kugeln 17 in die Bohrung des Druckrings 16 hineindrückt, d.h., ein Herausragen der Kugeln 17 auf dieser Seite der Bohrung 26 verhindert. Auf der anderen Seite der Bohrung 26 ragt die Kugel 17 aus dem Druckring 16 heraus in die Rille 19. Wird nun der Druckring 16 in Drehrichtung bewegt, bewegen sich ebenfalls die Kugeln 17 mit dem Druckring 16 und laufen aus der Mitte der Rille 19 heraus, bis sie auf der Oberfläche der Ankerscheibe 13 zu liegen kommen. In diesem Fall üben die Kugeln 17 einen Druck auf die axial bewegliche Ankerscheibe 13 aus und drücken diese in Richtung des Magnetkörpers 11. Durch diese axiale Bewegung in Richtung Magnetkörper 11 wird die Reibschlussverbindung zwischen Ankerscheibe 13, Lamellenscheibe 14 und Endscheibe 15 gelöst. Die Welle 6 ist damit wieder freibeweglich. Die Druckkraft der Kugeln 17 des Druckringes 16 ist entgegen der Federbelastung F der Federn 20 ausgerichtet und muss zum Lösen der Ankerscheibe 13 größer als die Federkraft F sein.Fig. 2. Above the pressure ring 16 is the end plate 15, which presses the balls 17 into the bore of the pressure ring 16, i.e. prevents the balls 17 from protruding on this side of the bore 26. On the other side of the bore 26, the ball 17 protrudes from the pressure ring 16 into the groove 19. If the pressure ring 16 is now moved in the direction of rotation, the balls 17 also move with the pressure ring 16 and run out of the center of the groove 19 until they come to rest on the surface of the armature plate 13. In this case, the balls 17 exert pressure on the axially movable armature plate 13 and press it in the direction of the magnetic body 11. This axial movement in the direction of the magnetic body 11 releases the frictional connection between the armature plate 13, the lamellar plate 14 and the end plate 15. The shaft 6 is then free to move again. The pressure force of the balls 17 of the pressure ring 16 is directed against the spring load F of the springs 20 and must be greater than the spring force F in order to release the armature disk 13.
Der beschriebene Vorgang des Lösens der Bremse 10 wird im Notfall vorgenommen, um beispielsweise den Rollstuhl zu schieben oder bei einem elektrischen Defekt die Bremse zu lösen. Im Normalfall wird die Bremse 10 beim Anfahren des Motors elektromagnetisch mittels einer Batterie gelüftet. Es wird im Magnetkörper 11 ein Magnetfeld erzeugt, das dazu führt, dass die Ankerscheibe 13 angezogen wird und die Reibschlussverbindung zwischen Ankerscheibe 13, Lamellenscheibe 14 und Endscheibe 15 auf diese Weise aufgehoben wird. Die freigestellte Lamellenscheibe 14 und die Welle 6 können sich nach der Freistellung wieder drehen. Wird das Magnetfeld jedoch wieder abgeschaltet, wird die Ankerscheibe 13 durch die Federkraft F der Federn 20 in ihre Ausgangsposition zurückgeführt, wodurch die Lamellenscheibe 14 eingeklemmt wird und dieThe described process of releasing the brake 10 is carried out in an emergency, for example to push the wheelchair or to release the brake in the event of an electrical defect. Normally, the brake 10 is released electromagnetically by means of a battery when the motor starts up. A magnetic field is generated in the magnet body 11, which causes the armature disk 13 to be attracted and the frictional connection between the armature disk 13, the lamellar disk 14 and the end disk 15 to be removed in this way. The released lamellar disk 14 and the shaft 6 can rotate again after being released. However, if the magnetic field is switched off again, the armature disk 13 is returned to its starting position by the spring force F of the springs 20, whereby the lamellar disk 14 is clamped and the
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Reibschlussverbindung zwischen Ankerscheibe 13, Lamellenscheibe 14 und Endscheibe 15 dazu führt, dass die Welle 6 nicht mehr gedreht werden kann.Frictional connection between armature disk 13, lamellar disk 14 and end disk 15 means that shaft 6 can no longer be rotated.
Die Lamellenscheibe 14 wird vorzugsweise mit einem Reibbelag 18 versehen. Dies wird in Fig. 2 gezeigt. Des weiteren ist der Fig. 2 zu entnehmen, dass der Druckring 16 nicht die gleiche Dicke, wie die Lamellenscheibe 14 bzw. wie die mit dem Reibbelag 18 versehene Lamellenscheibe 14 aufweist.The lamellar disk 14 is preferably provided with a friction lining 18. This is shown in Fig. 2. Furthermore, it can be seen from Fig. 2 that the pressure ring 16 does not have the same thickness as the lamellar disk 14 or as the lamellar disk 14 provided with the friction lining 18.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremse. In Fig. 4a ist bei dieser Ausführungsform keine Endscheibe 15 notwendig. Die Bremse 10 als Baueinheit ist mit einem Gehäuseteil 5' verbunden und wird als solches in die Radnabe eingesetzt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Radnabe in welche die Bremse 10 eingebaut ist und ein getriebeloser Antrieb eingesetzt werden kann. Des weiteren in aus Fig. 4b die Felge 1 zu ersehen und die als Baueinheit um die Welle 6 angeordnete Bremse 10, bestehend aus Magnetkörper 11, Ankerscheibe 13, Lamellenpaket 14 und Druckring 16. In diesem Fall ist keine einzelne Lamellenscheibe 14, sondern ein Lamellenpaket 14' vorgesehen.4 and 5 show a further embodiment of the brake according to the invention. In Fig. 4a, no end plate 15 is necessary in this embodiment. The brake 10 as a structural unit is connected to a housing part 5' and is inserted as such into the wheel hub. This embodiment also involves a wheel hub in which the brake 10 is installed and a gearless drive can be inserted. Furthermore, Fig. 4b shows the rim 1 and the brake 10 arranged as a structural unit around the shaft 6, consisting of a magnet body 11, armature plate 13, disk pack 14 and pressure ring 16. In this case, no single disk plate 14 is provided, but rather a disk pack 14'.
Bei einem Lamellenpaket 14' ist es von Vorteil, mehrere Kugeln 17 übereinander in der Bohrung 26 vorzusehen, welche mit der Druckscheibe 16 verbunden ist. Wesentlich ist, dass die Kugeln 17 keinen unmittelbaren Kontakt zur Ankerscheibe 13 haben und die Federkraft F minimieren. Im Ausführungsbeispiel Fig. 4b wird die Druckkraft von Druckring 16 ausgeübt, wobei bei Drehung des Druckringes 16 die Kugeln 17 auf die Ankerscheibe 13 gepresst werden.In a disk pack 14', it is advantageous to provide several balls 17 one above the other in the bore 26, which is connected to the pressure disk 16. It is important that the balls 17 have no direct contact with the armature disk 13 and minimize the spring force F. In the embodiment shown in Fig. 4b, the pressure force is exerted by the pressure ring 16, whereby the balls 17 are pressed onto the armature disk 13 when the pressure ring 16 rotates.
Die Fig. 5 zeigt einen weiteren Schnitt durch das Rad gemäß Fig. 4a. Aus dieser Schnittdarstellung sind die im Magnetkörper 11 eingelassenen Federn 20 zu ersehen. Ebenso können im Magnetkörper 11 Dämmkörper 31 zur Geräuschdämmung vorgesehen werden.Fig. 5 shows another section through the wheel according to Fig. 4a. From this sectional view, the springs 20 embedded in the magnet body 11 can be seen. Insulating bodies 31 can also be provided in the magnet body 11 for noise insulation.
Die erfindungsgemäße Bremse kommt vorzugsweise in getriebelosen Fahrantrieben, wie z.B. Rollstühlen oder anderen Kleinfahrzeugen, in der Radnabe zum Einsatz. Sie dient zum Festhalten des gesamten Rades. In der Radnabe ebenfalls ist der Fahrantrieb eingebaut, der nicht Gegenstand der Erfindung ist.The brake according to the invention is preferably used in gearless drive systems, such as wheelchairs or other small vehicles, in the wheel hub. It serves to hold the entire wheel in place. The drive system, which is not the subject of the invention, is also installed in the wheel hub.
Die dargestellten und vorbeschriebenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes geben diesen nur beispielsweise wieder. Es sind noch mancherlei andere Ausgestaltungen und Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes denkbar, auf die sich in gleicher Weise der Schutz bezieht.The embodiments of the subject matter of the invention shown and described above represent it only as examples. Many other configurations and embodiments of the subject matter of the invention are conceivable, to which the protection applies in the same way.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
1111
Claims (17)
wobei die Bremse (10) Mittel (11, 12) zum elektromagnetischen Betätigen der Bremse (10) und Mittel (16, 17) für eine mechanische Notlüftung enthält,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel (11, 12) zum elektromagnetischen Betätigen der Bremse (10) und die Mittel (16, 17) für die mechanische Notlüftung der Bremse (10) jeweils mit einer auf einer Welle (6) axial bewegbaren Ankerscheibe (13) in einer Wirkverbindung stehen,
wobei in Bremsstellung der Bremse (10) eine Reibschlussverbindung zwischen der axial federbelasteten (20) Ankerscheibe (13), einer mit der Welle (6) verbundenen Lamellenscheibe (14, 14') besteht und wobei in Lösestellung der Bremse (10) diese Kraftschlussverbindung zwischen der Ankerscheibe (13) und der Lamellenscheibe (14, 14') durch axial ausgerichtete Krafteinwirkung der Mittel (11, 12) zum elektromagnetischen Betätigen der Bremse (10) oder der Mittel (16, 17) für die mechanische Notlüftung der Bremse (10) entgegen der Kraftrichtung der Feder (29) aufgehoben ist. 1. Spring-loaded brake for wheels without or with gearless drive,
wherein the brake ( 10 ) comprises means ( 11 , 12 ) for electromagnetic actuation of the brake ( 10 ) and means ( 16 , 17 ) for mechanical emergency release,
characterized in that
the means ( 11 , 12 ) for electromagnetic actuation of the brake ( 10 ) and the means ( 16 , 17 ) for mechanical emergency release of the brake ( 10 ) are each operatively connected to an armature disk ( 13 ) which is axially movable on a shaft ( 6 ),
wherein in the braking position of the brake ( 10 ) there is a frictional connection between the axially spring-loaded ( 20 ) armature disk ( 13 ) and a disk disk ( 14 , 14 ') connected to the shaft ( 6 ), and wherein in the release position of the brake ( 10 ) this frictional connection between the armature disk ( 13 ) and the disk disk ( 14 , 14 ') is canceled by axially directed force of the means ( 11 , 12 ) for electromagnetically actuating the brake ( 10 ) or the means ( 16 , 17 ) for the mechanical emergency release of the brake ( 10 ) against the direction of force of the spring ( 29 ).
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