Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Spreizvorrichtung für eine Trommelbremse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Derartige elektromechanische Spreizvorrichtungen für Trommelbremsen sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt und umfassen einen mittels einer Steuerung des Fahrzeugs ansteuerbaren Elektromotor mit einem Abtrieb, eine mit dem Abtrieb drehmomentübertragend verbundene und zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten und jeweils mit einer der Bremsbacken kraftübertragend verbundenen Betätigungselementen angeordnete Nockenscheibe zur gleichzeitigen Betätigung der beiden Betätigungselemente bei einer Bremsaktion der Spreizvorrichtung, wobei ein erstes der beiden Betätigungselemente ein zwischen einem die Nockenscheibe kraftübertragend kontaktierenden Betätigungsstößel dieses ersten Betätigungselements und einem Widerlager dieses ersten Betätigungselements angeordnetes Federelement aufweist.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Spreizvorrichtung für eine Trommelbremse zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch eine elektromechanische Spreizvorrichtung für eine Trommelbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Nockenscheibe mit einer Betätigungsscheibe eines Schrittgetriebes drehmomentübertragend verbunden ist und das Schrittgetriebe derart mit einem zweiten der beiden Betätigungselemente kraftübertragend verbunden ist, dass dieses zweite Betätigungselement mittels einer Drehung der Nockenscheibe in einem Eingriffsdrehwinkelbereich, in dem die Betätigungsscheibe in einem drehmomentübertragenden Eingriff mit einem Rest des Schrittgetriebes ist, in eine erste Drehrichtung in Richtung des damit bewegbaren Bremsbacken verstellbar ist und mittels einer Drehung der Nockenscheibe in eine entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verlaufende zweite Drehrichtung in dem Eingriffsdrehwinkelbereich in entgegengesetzter Richtung von diesem Bremsbacken weg verstellbar ist. Der Begriff „Federelement“ ist hier weit auszulegen und umfasst alle denkbaren und geeigneten Ausführungsformen eines Federelements, wobei auch eine Mehrzahl von Federn des Federelementes denkbar ist. Rein exemplarisch sei hier lediglich auf Federpakete oder dergleichen hingewiesen. Gleiches gilt für den Begriff „Nockenscheibe“, die jede denkbare und geeignete Form eines Nockens zur Betätigung eines Betätigungsstößels aufweisen kann. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass eine elektromechanische Spreizvorrichtung für eine Trommelbremse verbessert ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der elektromechanischen Spreizvorrichtung ist ein elektromotorischer Spreizmechanismus angegeben, welcher die systemimmanenten Vorteile eines Nockentriebes und einer Kugelumlaufspindel zusammenbringt und so ein elektromechanisches Spreizelement schafft, welches durch nur einen elektromotorischen Antrieb eine Systembremse, also die Durchführung einer Bremsaktion, und die Nachstellung, also die Durchführung einer Nachstellaktion zum Ausgleich von Bauteiltoleranzen und Verschleiß an der Trommelbremse, insbesondere der Bremsbacken, ermöglicht. Das zentrale Bauteil dabei ist eine Nockenscheibe, welche in die verschiedenen Arbeitsbereiche, also einen Bremsbereich für eine Systembremsfunktion und einen Nachstellbereich für eine Nachstellfunktion segmentiert ist. Da die Nockenscheibe nach wie vor repetitiv ist, wird ein mit der Nockenscheibe gekoppeltes Schrittgetriebe eingesetzt, um einen Spindeloffset in der Spreizung zu ermöglichen. Das Schrittgetriebe ermöglicht die Aufteilung der Drehbewegung der Nockenscheibe in einen Rastabschnitt und in einen Schaltabschnitt. Aufgrund des repetitiven Verhaltens der Nockenscheibe kann jede Umdrehung der Nockenscheibe anhand der sich wiederholenden Profilierung leicht gefunden werden. Dies erlaubt eine sichere Einstellung eines definierten Lüftspieles beim Auffahren der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung. Die Nachstellfunktion wird über das Schrittgetriebe ausgeführt. Somit ist eine elektromechanische Spreizvorrichtung für eine Trommelbremse auf der Basis eines Nockentriebes angegeben, bei dem durch Überlagerung mit einem Schrittgetriebe eine Funktionalität erreicht wird, bei der mit einem einzigen Antrieb die Funktionen Betriebsbremse, nämlich die Durchführung einer Bremsaktion, und Bremsbelagsausgleich, nämlich die Durchführung einer Nachstellaktion, ermöglicht sind. Darüber hinaus ist mittels der Erfindung ebenfalls erreicht, dass die Steigung der Nockenscheibe, also der Nockenhub, gegenüber beispielsweise einer Kugelumlaufspindel bei gleicher Belastung nahezu halbiert ist. Entsprechend ist eine elektromechanische Spreizvorrichtung ermöglicht, bei der bei gleicher oder verbesserter Funktionalität geringere Momente und Belastungen realisierbar sind, so dass die erfindungsgemäße Spreizvorrichtung zum Beispiel mit geringeren Abmessungen konstruierbar und fertigbar ist.

Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Spreizvorrichtung für eine Trommelbremse nach Art, Funktionsweise, Material und Dimensionierung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung sieht vor, dass die Spreizvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Nockenscheibe zwischen den beiden Betätigungselementen schwimmend gelagert ist, bevorzugt, dass die Nockenscheibe an dem mit dem Schrittgetriebe kraftübertragend verbundenen zweiten Betätigungselement gelagert ist. Auf diese Weise ist die gleichzeitige Betätigung der beiden Betätigungselemente und damit der beiden Bremsbacken der Trommelbremse auf konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfache Art ermöglicht. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Ausführungsformen der Erfindung mit einer davon abweichenden schwimmenden Lagerung denkbar. Beispielsweise sieht eine andere Ausführungsform der Erfindung vor, dass die elektromechanische Spreizvorrichtung als Ganzes, zum Beispiel mittels eines Gehäuses der elektromechanischen Spreizvorrichtung, an einem Rest der Trommelbremse des Fahrzeugs schwimmend gelagert ist. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung sieht vor, dass die Nockenscheibe mittels der Betätigungsscheibe mit dem Abtrieb drehmomentübertragend verbunden ist, bevorzugt, dass der Abtrieb ein Abtriebsstirnzahnrad aufweist und die Betätigungsscheibe eine mit dem Abtriebsstirnzahnrad kämmende Stirnverzahnung aufweist. Hierdurch ist die Konstruktion und Fertigung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung weiter vereinfacht. Dies gilt besonders für die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung. Ferner handelt es sich bei der Drehmomentübertragung mittels Stirnverzahnung um eine bewährte sowie robuste und langlebige Technik zur Drehmomentübertragung.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung sieht vor, dass das Schrittgetriebe als ein Malteserkreuzgetriebe, bevorzugt mit einem in dem Eingriffsdrehwinkelbereich der Nockenscheibe mit der Betätigungsscheibe in Eingriff befindlichen fünfstrahligen Sternrad, ausgebildet ist. Auf diese Weise ist das Schrittgetriebe mittels einer einfachen und in vielen Anwendungen bereits bewährten technischen Ausbildung realisiert. Beispielsweise weist das Malteserkreuzgetriebe ein fünfstrahliges Sternrad auf. Alternativ dazu sind auch Malteserkreuzgetriebe mit mehr oder weniger Schritten, also mit einem n-strahligen Sternrad denkbar, wobei n eine natürliche Zahl ungleich null und fünf ist. Ferner sind auch alternative Schrittgetriebe, wie das Sternradgetriebe mit mehreren Sperrschuhen möglich. Dieses ist zwar konstruktiv anspruchsvoller, erlaubt aber auch eine bessere Gestaltung der beiden Achsen des Schrittgetriebes. Darüber hinaus wird rein exemplarisch auf Kurvenschrittgetriebe als eine zusätzliche Variante des Schrittgetriebes verwiesen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung sieht vor, dass das Schrittgetriebe mittels eines mit dem Schrittgetriebe drehmomentübertragend verbundenen Schneckengetriebes der Spreizvorrichtung und einem mit dem Schneckengetriebe drehmomentübertragend verbundenen Spindeltrieb der Spreizvorrichtung kraftübertragend mit dem dazu korrespondierenden zweiten Betätigungselement verbunden ist. Hierdurch ist die erfindungsgemäße kraftübertragende Verbindung zwischen dem Schrittgetriebe auf der einen Seite und dem zweiten Betätigungselement auf der anderen Seite auf konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfache und sehr platzsparende Art und Weise realisierbar. Für die Spindelausführung genügt hier beispielsweise eine einfache Trapezspindel ohne Kugellagerung. Ein schlechterer Wirkungsgrad durch Verzicht auf die Kugellagerung ist hier möglich, wenn die Nachstellaktion mittels des Schrittgetriebes, bezogen auf die Nockenscheibe, in einem anderen Segment als die Betriebsbremsfunktion, also die Bremsaktion, liegt und keine Anforderungen aus der Übertragungsfunktion an einen guten Wirkungsgrad bestehen. Zusätzlich ist der Spindeltrieb mit der Schneckenstufe untersetzt, so dass beispielsweise auch bei hoher Federvorspannung mittels des Federelements durch kleine Kräfte gestellt werden kann. Durch die Untersetzung des Spindeltriebs mit der Schneckenstufe kann die Nachstellung, also die Nachstellaktion, auch bei hoher Federvorspannung durch das Federelement mittels lediglich kleiner Kräfte erfolgen.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung sieht vor, dass der Betätigungsstößel ein die Nockenscheibe kraftübertragend kontaktierendes und an einem Rest des Betätigungsstößels drehbar gelagertes Betätigungsrad aufweist. Auf diese Weise ist die Reibung zwischen der Nockenscheibe einerseits und dem Betätigungsstößel andererseits wesentlich reduziert. Für die Ausgestaltung des Betätigungsrads im Hinblick auf die problematische Hertzsche-Pressung desselben sind auch Varianten des Betätigungsstößels mit mehr als einem Betätigungsrad oder auch einem konkaven und damit im Sinne der Hertzschen-Pressung vorteilhafteren Betätigungsrads denkbar. Entsprechend ist der Begriff „Betätigungsrad“ hier weit auszulegen, so dass auch auf die vorgenannten Varianten angepasste Abrollelemente mit umfasst sind.

Ferner sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung vor, dass die Nockenscheibe in einer umfangsseitigen Kontaktfläche mit dem Betätigungsstößel eine Mulde zur Aufnahme des Betätigungsstößels bei einer Parkbremsaktion der Spreizvorrichtung aufweist, bevorzugt, dass die Mulde zwischen einem als Bremsbereich ausgebildeten Abschnitt der Kontaktfläche zur Durchführung der Bremsaktion und einem als Nachstellbereich ausgebildeten und zu dem Eingriffsdrehwinkelbereich korrespondierenden Abschnitt der Kontaktfläche zur Durchführung einer Nachstellaktion der Spreizvorrichtung angeordnet ist, wobei bei der Nachstellaktion das zweite Betätigungselement mittels des Schrittgetriebes in Richtung der damit verstellbaren Bremsbacke verstellt wird. Hierdurch ist die Funktionalität der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung zusätzlich gesteigert, da neben der Bremsaktion und der Nachstellaktion auch eine Parkbremsaktion ermöglicht ist. Die Mulde gewährleistet, dass der Betätigungsstößel bei der Parkbremsaktion auch in einem stromlosen Zustand des Elektromotors in der eingestellten Lage relativ zu der Nockenscheibe verbleibt. Die Parkbremsfunktion ist also auch in diesem stromlosen Zustand des Elektromotors sicher erfüllt. Während sich der Betätigungsstößel in dem Bremsbereich, also der Systembremse, und in dem Parkbremsbereich, also der Parkbremsfunktion, der Nockenscheibe befindet, verbleibt das Schrittgetriebe in einem Rastzustand, wird also, anders als in einem Schaltzustand des Schrittgetriebes, nicht bewegt. Das Federelement dient, wie üblich, der Parkbremsfunktion.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung sieht vor, dass die Spreizvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Nachstellaktion lediglich ausgeführt wird, wenn sich der Betätigungsstößel in Kontakt mit dem Nachstellbereich befindet. Auf diese Weise ist eine strenge Trennung der einzelnen Funktionalitäten der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung gemäß der vorliegenden Weiterbildung realisiert, so dass eine definierte konstruktive und fertigungstechnische Auslegung der einzelnen Funktionen und damit der dazu korrespondierenden Bereiche der Nockenscheibe sowie der einzelnen Getriebe ermöglicht ist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung sieht vor, dass ein Nockenhub der Nockenscheibe zur Betätigung des Betätigungsstößels lediglich zur Überwindung eines vorher festgelegten Lüftspiels und einer Elastizität der Trommelbremse ausgebildet ist. Da eine Vorhaltung eines Verschleißweges von beispielsweise zweimal 6 mm aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der elektromechanischen Spreizvorrichtung entfällt, kann der Nockenhub der Nockenscheibe im Vergleich zum Stand der Technik sehr geringgehalten werden. Dieser vergleichsweise kleine Nockenhub führt zu geringeren Momenten am Elektromotor, der Stirnradstufe sowie der Nockenscheibe und erlaubt somit eine wesentliche Verkleinerung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung gemäß der vorliegenden Weiterbildung, so dass auch demzufolge geringere Festigkeiten der einzelnen Bauteile der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung erforderlich sind.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung sieht vor, dass die Spreizvorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Nachstellhub des zweiten Betätigungselements bei der Durchführung der Nachstellaktion im Vergleich zu einem Nockenhub der Nockenscheibe zur Betätigung des Betätigungsstößels bei der Durchführung der Bremsaktion, jeweils bezogen auf eine volle Umdrehung der Nockenscheibe, um mindestens einen Faktor 5, bevorzugt um einen Faktor größer 10, kleiner ist. Die Nachstellfunktion wird über das Schrittgetriebe beispielsweise auf den vorgenannten Spindeltrieb ausgeführt. Der Nachstellhub pro durchlaufenem Schritt, also pro vollständiger Umdrehung der Nockenscheibe, ist wesentlich kleiner, nämlich mindestens um den Faktor 5 kleiner, als der Nockenhub der Nockenscheibe bei der Bremsfunktion, also bei der Durchführung der Bremsaktion. Somit stellt der Nockenhub in jeden Fall sicher, dass das volle Lüftspiel und die volle Elastizität der Trommelbremse mit einem einzigen Nockenhub ausgeführt werden kann. Der Nachstellhub führt nur zu einem kleinen Offset in der Aufspreizung der beiden Bremsbacken mittels der beiden Betätigungselemente der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung.

Darüber hinaus sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung vor, dass das Federelement derart ausgebildet ist, dass eine Federvorspannung des Federelements eine thermische Ausdehnung der Spreizvorrichtung von mindestens 1 mm bei der Durchführung einer Parkbremsaktion ausgleichen kann und größer als eine vorher festgelegte maximale Bremskraft bei Durchführung der Bremsaktion und der Parkbremsaktion ist, bevorzugt, dass die maximale Bremskraft bei der Durchführung der Parkbremsaktion größer oder gleich 5 kN beträgt. Hierdurch ist die Federvorspannung so gewählt, dass das Federelement einen thermischen Längenausgleich innerhalb des Spreizelementes von mindestens 1 mm ausgleichen kann, ohne dass die Spreizkraft unter ein minimales Maß fällt, das heißt, dass die Parkbremsfunktion in jedem Fall genügend Bremskraft besitzt, auch wenn sich das Spreizelement abkühlt und kontrahiert. Da die Federvorspannung hier so hoch gewählt ist, dass diese höher liegt als für die Betriebsbremsfunktion, also die Bremsaktion, nötig ist, ist gewährleistet, dass der geringe Nockenhub der Nockenscheibe ausreicht, um die maximale Bremskraft auszuüben.

Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektromechanischen Spreizvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht,

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel in einer ersten teilweisen Draufsicht zur besseren Sichtbarkeit des Schrittgetriebes,

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel in einer zweiten teilweisen Draufsicht zur besseren Sichtbarkeit der Lagerung der Nockenscheibe,

Fig. 5 eine Darstellung der Segmentierung der Nockenscheibe in den Bremsbereich, die Mulde für die Parkbremsfunktion und den Nachstellbereich,

Fig. 6 eine Darstellung der Überlagerung des Offsets des Spindeltriebs mit dem Nockenscheibenradius,

Fig. 7 eine Darstellung der Bremskraft in Abhängigkeit der Drehlage der Nockenscheibe und

Fig. 8 eine Darstellung des Drehmoments der Nockenscheibe in Abhängigkeit der Drehlage der Nockenscheibe.

In den Fig. 1 bis 8 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektromechanischen Spreizvorrichtung für eine Trommelbremse eines Fahrzeugs zum bedarfsweisen Auseinanderspreizen von zwei Bremsbacken der Trommelbremse rein exemplarisch dargestellt. Die Trommelbremse mit den zwei Bremsbacken und das Fahrzeug sind hier nicht dargestellt.

Die elektromechanische Spreizvorrichtung 2 umfasst einen mittels einer nicht dargestellten Steuerung des Fahrzeugs ansteuerbaren Elektromotor 4 mit einem Abtrieb 6, eine mit dem Abtrieb 6 drehmomentübertragend verbundene und zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten und jeweils mit einer der Bremsbacken kraftübertragend verbundenen Betätigungselementen 8, 10 angeordnete Nockenscheibe 12 zur gleichzeitigen Betätigung der beiden Betätigungselemente 8, 10 bei einer Bremsaktion der Spreizvorrichtung 2, wobei ein erstes der beiden Betätigungselemente 8 ein zwischen einem die Nockenscheibe 12 kraftübertragend kontaktierenden Betätigungsstößel 14 dieses ersten Betätigungselements 8 und einem Widerlager 16 dieses ersten Betätigungselements 8 angeordnetes Federelement 18 aufweist.

Erfindungsgemäß ist die Nockenscheibe 12 mit einer Betätigungsscheibe 20 eines Schrittgetriebes 22 drehmomentübertragend verbunden, wobei das Schrittgetriebe 22 derart mit einem zweiten der beiden Betätigungselemente 10 kraftübertragend verbunden ist, dass dieses zweite Betätigungselement 10 mittels einer Drehung der Nockenscheibe 12 in einem Eingriffsdrehwinkelbereich, in dem die Betätigungsscheibe 20 in einem drehmomentübertragenden Eingriff mit einem Rest des Schrittgetriebes 22 ist, in eine erste Drehrichtung in Richtung des damit bewegbaren Bremsbacken verstellbar ist und mittels einer Drehung der Nockenscheibe 12 in eine entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verlaufende zweite Drehrichtung in dem Eingriffsdrehwinkelbereich in entgegengesetzter Richtung von diesem Bremsbacken weg verstellbar ist.

Die Spreizvorrichtung 2 ist ferner derart ausgebildet, dass die Nockenscheibe 12 zwischen den beiden Betätigungselementen 8, 10 schwimmend gelagert ist, wobei die Nockenscheibe 12 an dem mit dem Schrittgetriebe 22 kraftübertragend verbundenen zweiten Betätigungselement 10 gelagert ist. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 2 und 4, aus denen die Lagerung der Nockenscheibe 12 an dem zweiten Betätigungselement 10, in Verbindung mit den nachfolgenden Ausführungen, näher ersichtlich ist. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Ausführungsformen der Erfindung mit einer davon abweichenden schwimmenden Lagerung denkbar. Beispielsweise sieht eine andere, nicht dargestellte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die elektromechanische Spreizvorrichtung als Ganzes, zum Beispiel mittels eines Gehäuses der elektromechanischen Spreizvorrichtung, an einem Rest der Trommelbremse des Fahrzeugs schwimmend gelagert ist.

Die Nockenscheibe 12 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels der Betätigungsscheibe 20 mit dem Abtrieb 6 drehmomentübertragend verbunden, wobei der Abtrieb 6 ein Abtriebsstirnzahnrad 24 aufweist und die Betätigungsscheibe 20 eine mit dem Abtriebsstirnzahnrad 24 kämmende Stirnverzahnung 26 aufweist.

Wie aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich ist, ist das Schrittgetriebe 22 hier als ein Malteserkreuzgetriebe ausgebildet, wobei die Betätigungsscheibe 20 in dem Eingriffsdrehwinkelbereich der Nockenscheibe 12 in Eingriff mit einem fünfstrahligen Sternrad 28 des Schrittgetriebes 22 ist.

Ferner ist das Schrittgetriebe 22 mittels eines mit dem Schrittgetriebe 22 drehmomentübertragend verbundenen Schneckengetriebes 30 der Spreizvorrichtung 2 und einem mit dem Schneckengetriebe 30 drehmomentübertragend verbundenen Spindeltrieb 32 der Spreizvorrichtung 2 kraftübertragend mit dem dazu korrespondierenden zweiten Betätigungselement 10 verbunden. Die Nockenscheibe

12 ist mittels eines an der Nockenscheibe 12 drehbar gelagerten Lagerbolzens 13 schwimmend an dem zweiten Betätigungselement 10 gelagert, wobei der Lagerbolzen

13 durch ein hohles Stirnzahnrad 31 des Schneckengetriebes 30 hindurchragt und in ein nicht dargestelltes Sackloch des Spindeltriebs 32 hineinragt und sich mittels des Spindeltriebs 32 indirekt an dem zweiten Betätigungselement 10 abstützt. Alternativ dazu wäre es aber auch denkbar, dass der Lagerbolzen durch das hohle Stirnzahnrad des Schneckengetriebes und einen hohlen Spindeltrieb hindurchragt und sich an einem Widerlager, beispielsweise einem Widerlager 11 , des zweiten Betätigungselements 10 direkt abstützt. Im erstgenannten Fall, ist das Widerlager 11 nicht erforderlich.

Der Betätigungsstößel 14 weist hier, zwecks Reduzierung der Reibung, ein die Nockenscheibe 12 kraftübertragend kontaktierendes und an einem Rest des Betätigungsstößels 14 drehbar gelagertes Betätigungsrad 34 auf.

Die Nockenscheibe 12 weist in einer umfangsseitigen Kontaktfläche mit dem Betätigungsstößel 14 eine Mulde 36 zur Aufnahme des Betätigungsrads 34 des Betätigungsstößels 14 bei einer Parkbremsaktion der Spreizvorrichtung 2 auf, nämlich derart, dass die Mulde 36 zwischen einem als Bremsbereich 38 ausgebildeten Abschnitt der Kontaktfläche zur Durchführung der Bremsaktion und einem als Nachstellbereich 40 ausgebildeten und zu dem Eingriffsdrehwinkelbereich korrespondierenden Abschnitt der Kontaktfläche zur Durchführung einer Nachstellaktion der Spreizvorrichtung 2 angeordnet ist, wobei bei der Nachstellaktion das zweite Betätigungselement 10 mittels des Schrittgetriebes 22 in Richtung der damit bewegbaren Bremsbacke verstellt wird. Die vorgenannten Bereiche 38, 40 und insbesondere die Mulde 36 sind aus der Fig. 5 deutlich ersichtlich. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, erstreckt sich der Bremsbereich von 0° bis etwa 233°, die Mulde 36 von etwa 233° bis etwa 252° und der Nachstellbereich von etwa 252° bis 0°.

Die Spreizvorrichtung 2 ist darüber hinaus derart ausgebildet, dass die Nachstellaktion lediglich ausgeführt wird, wenn sich der Betätigungsstößel 14 in Kontakt mit dem Nachstellbereich 40 befindet.

Die Nockenscheibe 12 ist ferner derart ausgebildet, dass ein Nockenhub der Nockenscheibe 12 zur Betätigung des Betätigungsstößels 14 lediglich zur Überwindung eines vorher festgelegten Lüftspiels und einer Elastizität der Trommelbremse ausgebildet ist. Unter Lüftspiel ist der Leerweg der Spreizvorrichtung 2 zu verstehen, während dessen noch keine Bremswirkung vorliegt, da die Bremsbacken noch nicht an der Trommel der Trommelbremse anliegen. Die Spreizvorrichtung 2 ist hier auch derart ausgebildet, dass ein Nachstellhub des zweiten Betätigungselements 10 bei der Durchführung der Nachstellaktion im Vergleich zu einem Nockenhub der Nockenscheibe 12 zur Betätigung des Betätigungsstößels 14 bei der Durchführung der Bremsaktion, jeweils bezogen auf eine volle Umdrehung der Nockenscheibe 12, um einen Faktor 12 kleiner ist.

Schließlich ist das Federelement 18 bei der vorliegenden Ausführungsform derart ausgebildet, dass eine Federvorspannung des Federelements 18 eine thermische Ausdehnung der Spreizvorrichtung 2 von mindestens 1 mm bei der Durchführung einer Parkbremsaktion ausgleichen kann und größer als eine vorher festgelegte maximale Bremskraft bei Durchführung der Bremsaktion und der Parkbremsaktion ist, wobei die maximale Bremskraft bei der Durchführung der Parkbremsaktion größer oder gleich 5 kN beträgt.

Im Nachfolgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen elektromechanischen Spreizvorrichtung gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels anhand der Fig. 1 bis 8 näher erläutert.

Ausgehend von dem Elektromotor 4 wird ein Drehmoment über die Stirnradstufe, nämlich den Abtrieb 6 und die Betätigungsscheibe 20, übersetzt. Davon ausgehend wird das Drehmoment auf die mit der Betätigungsscheibe 20 drehmomentübertragend verbundene Nockenscheibe 12 übertragen. Die Nockenscheibe 12 ist für die Funktionen Bremsen, Parken und Nachstellen segmentiert, wie dies aus Fig. 5 hervorgeht. In der Fig. 5 ist mit der dicken Linie eine Umfangskontur der Nockenscheibe 12 aufgelöst nach den Winkelgraden gezeigt. Der Bremsbereich 38 für die Bremsaktion ist mit der durchgezogenen dicken Linie, die Mulde 36 für die Parkbremsfunktion ist mit der gestrichelten dicken Linie und der Nachstellbereich 40 für die Nachstellfunktion ist mit der gepunkteten dicken Linie dargestellt. Die in der Fig. 5 radial angeordneten Zahlen 2, 4, 6, 8 und 10 stehen für 2, 4, 6, 8 und 10 und geben die Anzahl der Umdrehungen wieder, wobei eine Umdrehung 2 entspricht. Wird die Nockenscheibe 12 innerhalb des Bremsbereichs 38 bewegt, also liegt der Betätigungsstößel 14 in dem Bremsbereich 38 an der Nockenscheibe 12 an, so wirkt die positive Radiusänderung der Nockenscheibe 12 direkt über das Betätigungsrad 34 und das vorgespannte Federelement 18 auf die Spreizung der Trommelbremse. Die Vorspannung des Federelementes 18 ist so gewählt, dass die maximale Spreizkraft für die Trommelbremse unterhalb der Vorspannung liegt. Dadurch wird das Federelement 18 durch die angewendete Spreizkraft beim Bremsen während der Bremsaktion nicht zusammengedrückt. Die Verwendung des vorgespannten Federelementes 18 ist allgemeiner Stand der Technik beim Aufbau von Parkbremsen und dient dem Ausgleich von Dehnungen, vornehmlich der Thermodehnung, einer gespannten Parkbremse. Gleiches gilt auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für die Parkbremsfunktion während der Parkbremsaktion, also wenn sich der Betätigungsstößel 14 in der Mulde 36 befindet. Hierbei übersteigt die Spannkraft die Vorspannung des Federelementes 18 und drückt das Federelement 18 zwecks Dehnungsausgleich zusammen.

Wird die Nockenscheibe 12 im Nachstellbereich 40 bewegt, also befindet sich der Betätigungsstößel 14 in dem Nachstellbereich 40, so ist das Schrittgetriebe 22 über einen Mitnehmer 21 der Betätigungsscheibe 20 eingekoppelt. Das Schneckengetriebe 30 bewegt sich nun gemeinsam mit der Drehung der Nockenscheibe 12 und treibt den Spindeltrieb 32 an. Der Spindeltrieb 32 ist so eingekoppelt, dass sich mit abnehmendem Nockenscheibenradius der Nachstellhub des Spindeltriebes 32 ergibt. Der Nachstellhub ist hier wesentlich kleiner als der Nockenhub der Nockenscheibe 12. Hierdurch ergibt sich ein geringer Offset des Spindeltriebs 32 für jede Umdrehung der Nockenscheibe 12. Dieser Offset wird gebraucht, um ein Ausgleich für den Verschleiß der mit den Betätigungselementen 8, 10 kraftübertragend verbundenen Bremsbeläge zu schaffen. Eine Überlagerung des Offsets durch den Spindeltrieb 32 mit dem Nockenscheibenradius ist in der Fig. 6 gezeigt. Wie aus einer Zusammenschau der Fig. 5 und 6 deutlich hervorgeht, ist der in der Fig. 6 mittels einer dicken durchgezogenen Linie dargestellte Nachstellhub mittels des Spindeltriebs 32 pro vollständiger Umdrehung der Nockenscheibe 12 deutlich geringer als der in der Fig. 5 dargestellte Nockenhub der Nockenscheibe 12. Die schrittweise Nachstellung mittels des Schrittgetriebes 22 erlaubt eine zählbare Führung der Spreizvorrichtung 2. Durch die Zählung ist es möglich, die Nachstellung so zu führen, dass stets ein minimales Lüftspiel, also ein minimaler Leerweg, der Spreizvorrichtung vorliegt. Entsprechend kann dieser Leerweg möglichst kurzgehalten werden, so dass auch die Ansprechzeit beim Bremsen bei der Bremsaktion oder der Parkbremsaktion kurz ist. Zudem erlaubt die Zählung ein sicheres Öffnen der Bremse ohne das Lüftspiel, also den Leerweg, zu weit zu öffnen, was für die Bremsung insgesamt problematisch ist. Siehe hierzu die Fig. 7, in der die Bremskraft in N in Abhängigkeit der Nockenscheibendrehlage angegeben ist. Die ideale Nachstellung ist dort in Bereich von 8 bis 10K, also bei 4 bis 5 Umdrehungen, dargestellt. In dem Bereich von 0 bis 6 sieht man keine oder nur eine schwache Ausbildung der Bremskraft. In dem Bereich größer 10 sieht man, dass die Bremskraft nicht vollständig abgebaut wird. Die Bremsbacken würden in dem letztgenannten Fall also in ungewünschter Weise immer an der Trommel anliegen, also Schleifen. Wurde die Nachstellung zwecks Ausgleichs von Bauteiltoleranzen und Bremsbackenverschleiß durchgeführt, also die Nockenscheibe 12 beispielsweise vier- bis fünfmal vollständig in die erste Drehrichtung gedreht, so dass das Betätigungselement 10 in Richtung der zugeordneten Bremsbacke verstellt worden ist, so beginnt der Bremsbereich 38 zur Durchführung der Bremsaktion bei beispielsweise 8 . Zwischen 8 und 10 ist jede Drehlage der Nockenscheibe 12 zwecks Durchführung einer Bremsaktion oder einer Parkbremsaktion gezielt anfahrbar. Wird die Nockenscheibe 12 weiter in diese erste Drehrichtung gedreht, so verstärkt sich die Bremswirkung der Bremsbacken wie aus der Fig. 7 ersichtlich. Am Ende des Bremsbereichs 38 fängt die Mulde 36 an. Mittels der Mulde 36 ist die Parkbremsfunktion mittels der Parkbremsaktion durchführbar. Befindet sich der Betätigungsstößel 14 in der Mulde 36, bewegt sich die Bremskraft nur noch in dem obersten Bereich, wobei in diesem Bereich sowohl die Nockenscheibe 12 wie auch das Federelement 18 krafterzeugend wirken. Würde die Nockenscheibe 12 nun weiter in die vorgenannte erste Drehrichtung gedreht, beginnt wieder der Nachstellbereich 40 zur Durchführung einer weiteren Nachstellaktion, falls dies erforderlich ist. Bei der Durchführung der Nachstellaktion nimmt die Bremskraft wieder ab, bis das Schrittgetriebe 22 mittels des Mitnehmers 21 nicht mehr eingekoppelt ist und die Nachstellaktion beendet ist. Wenn die Nockenscheibe 12 weiter in die vorgenannte erste Drehrichtung gedreht würde, würde danach wieder der Bremsbereich 38 beginnen.

Der Drehmomentverlauf der Nockenscheibe 12 für die Funktionen Bremsen, Nachstellen und Parken ist in der Fig. 8 gezeigt, in der das Drehmoment der Nockenscheibe 12 in Nm in Abhängigkeit der Nockenscheibendrehlage dargestellt ist. Hier ist gezeigt, dass durch die vorteilhafte Anwendung der Nockenscheibe 12 zur Reduzierung der Steigung des Nockenhubs eine wie zuvor beschriebene Reduzierung des Drehmomentes erreicht werden konnte und sich für dieses gezeigte Modell auf etwa 2Nm berechnet. Dies hat zur Folge, dass auch die Eingangsübersetzung auf die Nockenscheibe 12 verkleinert ist und somit auch die dynamischen Eigenschaften der Spreizvorrichtung 2 im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich verbessert sind. Für die Funktion Parken ist eine maximale Spreizkraft größer 5KN und ein Ausgleich von etwa 1 mm Thermodehnung notwendig, so dass bei der Parkbremsaktion immer genügend Bremskraft vorhanden ist. Zudem ist es mittels der Mulde 36 der Nockenscheibe 12 ermöglicht, dass die Parkbremsfunktion auch bei stromlosem Elektromotor 4 gegeben ist. Der Betätigungsstößel 14 wird auch bei stromlosem Elektromotor 4 sicher in der Mulde 36 gehalten, was nachfolgend noch näher erläutert wird. In der Fig. 8 gibt es zwar auch Drehmomentspitzen die jeweils kurzzeitig über 2Nm hinausgehen. Dies ist jedoch lediglich kurzzeitig dann der Fall, wenn die Nockenscheibe 12 ausgehend von der Parkbremsaktion, also ausgehend von der Mulde 36, weitergedreht wird, um beispielsweise in den Nachstellbereich 40 zwecks Durchführung einer Nachstellaktion zu gelangen. Dabei muss der Betätigungsstößel 14 aus der Mulde 36 herausbewegt werden, was kurzzeitig zu einem höheren Drehmoment führt. Diese Belastung ist jedoch nur von kurzer Dauer und im Normalbetrieb, also bei der Durchführung der Bremsaktion, überhaupt nicht vorhanden.

Für die Funktion Parken, also die Parkbremsfunktion, befindet sich auf der Nockenscheibe 12 die Mulde 36 innerhalb der das Betätigungsrad 34 des Betätigungsstößels 14 auch bei stromlosem Elektromotor 4 ruhen kann. Zum Aufbau der Spannkraft für die Funktion Parken wird die Nockenscheibe 12 mehrfach gedreht, so dass mit dem Zusammenwirken des Schrittgetriebes 22 und des angekoppelten Spindeltriebs 32 mehrere Nachstellhübe durchgeführt werden, die das vorgespannte Federelement 18 um etwa 1 mm spannen, um den erforderlichen Dehnungsausgleich vorzuhalten. Durch die Zählung der Schritte des Schrittgetriebes 22 kann die Bemessung des Dehnungsausgleiches in dem gespannten Federelement 18 sicher erreicht werden, da der Nachstellhub je Schritt und die Anzahl der Schritte des Schrittgetriebes 22 bekannt sind. Befindet sich der Betätigungsstößel 14 in der Mulde 36 steht die Nockenscheibe 12 stromlos in dieser Drehlage. Die Drehlage der Mulde 36 ist im Drehmomentverlauf anhand der Drehmomentspitzen, also der Stromspitzen im Motorstrom des Elektromotors 4, sichtbar. Alternativ zu dem hier gezeigten Malteserkreuzgetriebe mit fünf Schritten sind in anderen Ausführungsformen der Erfindung auch Alternativen mit mehr oder weniger Schritten denkbar. Zudem sind auch alternative Schrittgetriebe, wie das Sternradgetriebe mit mehreren Sperrschuhen möglich. Dieses ist zwar konstruktiv anspruchsvoller, erlaubt aber auch eine bessere Gestaltung der Achsen des Schrittgetriebes. Ferner sind auch Kurvenschrittgetriebe als eine weitere Variante des Schrittgetriebes denkbar. Die vorgenannten Schrittgetriebeausführungen sind rein exemplarisch genannt. Für die Ausgestaltung des Betätigungsstößels, insbesondere des Betätigungsrads, sind wegen der problematischen Hertzschen-Pressung desselben auch Varianten mit mehr als einem Betätigungsrad oder auch einem konkaven und damit im Sinne der Hertzschen- Pressung vorteilhafteren Betätigungsrad denkbar. Entsprechend ist der Begriff „Betätigungsrad“, wie in der Beschreibungseinleitung bereits ausgeführt, sehr weit auszulegen.

Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Siehe hierzu beispielsweise die diesbezüglichen Ausführungen in der Beschreibungseinleitung wie auch die Anmerkungen bei der Erläuterung des beschriebenen Ausführungsbeispiels. Bezugszeichenliste

2 Elektromechanische Spreizvorrichtung

4 Elektromotor

6 Abtrieb

8 Erstes Betätigungselement

10 Zweites Betätigungselement

11 Widerlager des Betätigungselements 10

12 Nockenscheibe

13 Lagerbolzen für die Nockenscheibe 12

14 Betätigungsstößel des Betätigungselements 8

16 Widerlager des Betätigungselements 8

18 Federelement des Betätigungselements 8

20 Betätigungsscheibe des Schrittgetriebes 22

21 Mitnehmer der Betätigungsscheibe 20

22 Schrittgetriebe

24 Abtriebsstirnzahnrad des Abtriebs 6

26 Stirnverzahnung der Betätigungsscheibe 20

28 Sternrad des Schrittgetriebes 22

30 Schneckengetriebe

31 Stirnzahnrad des Schneckengetriebes 30

32 Spindeltrieb

34 Betätigungsrad des Betätigungsstößels 14

36 Mulde der Nockenscheibe 12

38 Bremsbereich der Nockenscheibe 12

40 Nachstellbereich der Nockenscheibe 12