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Title:
ELECTROMECHANICALLY ACTUATED PARKING BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/070736
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an electromechanically actuated parking brake for motor vehicles, which is embodied as a duo servo-type drum brake. Said parking brake comprises a floatingly mounted expanding lock (2) which is actuated by means of an electromagnetic actuator (15) which is disposed on a wheel support. The expanding lock is formed substantially by a threaded nut-spindle arrangement (8) whose threaded nut (6) is driven by the electromagnetic actuator (15) as well as two pressure pieces (13, 14). According to the invention, at least one spring element (9) is placed in the flux pattern between the threaded nut-spindle arrangement and at least one of the pressure pieces (13, 14) such that losses of application force are compensated while the set application force is maintained in a reliable manner.

Inventors:
LINHOFF PAUL (DE)
THIESING JOCHEN (DE)
BALZ JUERGEN (DE)
RUECK ENRICO (DE)
ATTAYEBI SAMIR (DE)
VOELKEL JUERGEN (DE)
WEILER ROLF (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/052735
Publication Date:
August 04, 2005
Filing Date:
October 29, 2004
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
LINHOFF PAUL (DE)
THIESING JOCHEN (DE)
BALZ JUERGEN (DE)
RUECK ENRICO (DE)
ATTAYEBI SAMIR (DE)
VOELKEL JUERGEN (DE)
WEILER ROLF (DE)
International Classes:
F16D51/50; F16D65/14; F16D65/22; (IPC1-7): B60T/
Domestic Patent References:
WO2004059189A12004-07-15
Foreign References:
US20020084153A12002-07-04
US4928543A1990-05-29
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Frankfurt am Main, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, die als eine Trommelbremse vom Typ "DuoServo"ausgeführt ist, mit einem von an einem Rad träger angeordneten elektromechanischen Aktuator (15) betätigbaren, schwimmend gelagerten Spreizschloss (2), das im wesentlichen durch eine GewindemutterSpindel Anordnung (8), deren Gewindemutter (6) vom elektrome chanischen Aktuator (15) angetrieben wird, und zwei Druckstücke (13, 14) gebildet ist, dadurch gekennzeich net, dass im Kraftfluss zwischen der Gewindemutter SpindelAnordnung (8) und mindestens einem der Druckstücke (13, 14) mindestens ein Federelement (9) vorgesehen ist.
2. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) zwischen dem Druckstück (14) und einem mit der Ge windemutter (6) zusammenwirkenden Druckring (21) ange ordnet ist.
3. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale La gerung der Gewindemutter (6) im Gehäuse (10) des Spreizschlosses (2) vorgesehen ist.
4. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach An spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Lage rung durch ein Kalottenlager (20) realisiert wird.
5. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalottenla ger (20) durch ein kalottenförmiges Bauteil (32) und ein konkaves Lagerteil (33) gebildet wird, das eine a xiale Verlängerung (34) aufweist, die in eine Sackboh rung (35) der Spindel (7) hineinragt.
6. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalottenla ger (20) durch eine Kugel (22) und eine Kugelpfanne (23) gebildet wird.
7. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach ei nem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gewindemutter (6) über das Federelement (9), den Druckring (21) und das Kalottenlager (20) an dem Druckstück (14) abstützt.
8. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (14), das Federele ment (9) und der Druckring (21) eine selbstständig handhabbare Baugruppe bilden.
9. Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass das Federelement (9) durch mindestens eine Tellerfeder gebildet wird.
Description:
Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, die als ei- ne Trommelbremse vom Typ"Duo-Servo"ausgeführt ist, mit einem von an einem Radträger angeordneten elektromechani- schen Aktuator betätigbaren, schwimmend gelagerten Spreiz- schloss, das im wesentlichen durch eine Gewindemutter- Spindel-An-ordnung, deren Gewindemutter vom elektromechani- schen Aktuator angetrieben wird, und zwei Druckstücke ge- bildet ist.

Aus der internationalen Anmeldung WO 2004/059189 AI ist ei- ne derartige elektromechanisch betätigbare Feststellbremse bekannt. Bei der vorbekannten Feststellbremse wird die schwimmende Lagerung des Spreizschlosses realisiert, indem die Gewindemutter eine Geradverzahnung aufweist, die mit einem Schraubrad ein Schraubradgetriebe bzw. mit einem Zahnrad ein Stirnradgetriebe bildet. Bei einer Aktivierung der Feststellbremse eines an einem Hang abgestellten Kraft- fahrzeugs bewegt sich das Kraftfahrzeug etwas in Richtung der Hangabtriebskraft bis die Bremsbacken durch den für Trommelbremsen vom Typ"Duo-Servo"charakteristischen Selbstverstärkungseffekt mit der Bremstrommel und einem radträgerfesten Abstützbock in Eingriff stehen. Bei diesen Setzeffekten tritt ein Verlustweg innerhalb des Spreiz- schlosses auf, der aufgrund der Steifigkeit der sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile zu einen unmittelbaren Verlust der Spreizkraft und damit zu einer Verringerung der Zuspannkraft führt, was zu sicherheitskritischen Situatio- nen führen kann. Außerdem kann es bei der vorbekannten Feststellbremse vorkommen, dass ein Lösevorgang der Fest- stellbremse nicht mehr möglich ist. Bei einer Abkühlung der zuvor erhitzten Bremstrommel ist diese einem geringen Schrumpfprozess ausgesetzt, wonach sich die Zuspannkraft aufgrund der bereits erwähnten großen Steifigkeit der sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile erhöht. Durch die eben beschriebene Erhöhung der Zuspannkraft ist es möglich, dass ein Lösevorgang der Feststellbremse nicht durchgeführt wer- den kann, was als nachteilig anzusehen ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass die eingestellte Zuspann- kraft während eines Feststellbremsvorganges unabhängig von äußeren Einflüssen zuverlässig erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Kraftfluss zwischen der Gewindemutter-Spindel-Anordnung und mindestens einem der Druckstücke mindestens ein Federele- ment vorgesehen ist.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgegenstandes ist vorgese- hen, dass das Federelement zwischen dem Druckstück und ei- nem mit der Gewindemutter zusammenwirkenden Druckring ange- ordnet ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfin- dungsgegenstandes ist vorgesehen, dass eine axiale Lagerung der Gewindemutter im Gehäuse des Spreizschlosses vorgesehen ist.

Dabei wird die axiale Lagerung durch ein Kalottenlager rea- lisiert, das entweder durch eine Kugel und eine Kugelpfanne oder durch ein kalottenförmiges Bauteil und ein konkaves Lagerteil gebildet wird. Das konkave Lagerteil weist eine axiale Verlängerung auf, die in eine Sackbohrung der Spin- del hineinragt.

Es ist vorgesehen, dass sich die Gewindemutter über das Fe- derelement, den Druckring und das Kalottenlager an dem Druckstück abstützt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Er- findungsgegenstandes bilden das Druckstück, das Federele- ment und der Druckring eine selbstständig handhabbare Bau- gruppe.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass das Federelement durch mindestens eine Tellerfeder gebildet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungs- beispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer ersten Aus- führung der erfindungsgemäßen Feststellbremse, Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Spreizschlosses, das in der in Fig. 1 dargestellten Feststellbrem- se einsetzbar ist, Fig. 3 eine zweite Ausführung des in Fig. 2 dargestell- ten Spreizschlosses in Schnittdarstellung.

Die in Fig. 1 dargestellte elektromechanisch betätigbare Feststellbremse besteht im wesentlichen aus einer an sich bekannten Trommelbremse vom Typ Duo-Servo", sowie einem elektromechanischen Aktuator 15. Die Trommelbremse vom Typ "Duo-Servo"weist eine lediglich teilweise dargestellte Bremstrommel 5, ein mit Reibflächen versehenes Paar von Bremsbacken 3,4 und ein Spreizschloss 2 auf, das die Reib- flächen der Bremsbacken 3,4 mit der Innenseite der Brems- trommel 5 in Eingriff bringen kann. Charakteristisch für die Trommelbremse vom Typ"Duo-Servo"ist eine frei beweg- liche bzw. schwimmend gelagerte Abstützvorrichtung 14, die dem Spreizschloss 2 gegenüber liegt und zwischen den Brems- backen 3,4 angeordnet ist. Außerdem ist die Abstützvor- richtung 14 mit einer Nachstellvorrichtung kombiniert.

Das eben erwähnte Spreizschloss 2 wird im wesentlichen durch eine Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 und zwei Druckstücke 13, 14 gebildet, wobei das eine Druckstück 13 mit der Spindel 7 und das andere Druckstück 14 mit der Ge- windemutter 6 zusammenwirkt. Wie in Fig. 1 verdeutlicht ist, wird die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 von einem Schraubrad 1 betätigt, das vom elektromechanischen Aktuator 15 über ein nicht näher beschriebenes Untersetzungsgetriebe 12 angetrieben wird. Zu diesem Zweck weist die Gewindemut- ter 6 auf der äußeren Oberfläche eine Verzahnung auf, die parallel zur Achse der Gewindemutter 6 verläuft. Mit dieser Geradverzahnung der Gewindemutter 6 bildet das eben erwähn- te Schraubrad 1 ein Schraubradgetriebe. Bei einer Betäti- gung des Schraubrads 1 durch den elektromechanischen Aktua- tor 15 wird die Gewindemutter 6 in eine Rotationsbewegung versetzt. Aufgrund dieser Rotationsbewegung der Gewindemut- ter 6 vollzieht die Spindel 7 der Gewindemutter-Spindel- Anordnung 8 eine Translationsbewegung und bringt die beiden Bremsbacken 3,4 mit der gewünschten Zuspannkraft mit der Bremstrommel 5 in Eingriff.

Um einen Feststellbremsvorgang durchführen zu können, ist entweder das Untersetzungsgetriebe 12 oder die Gewindemut- ter-Spindel-Anordnung 8 selbsthemmend ausgebildet. Durch diese Maßnahme verbleiben die Bremsbacken 3,4 im stromlo- sen Zustand des elektromechanischen Aktuators 15 mit der Bremstrommel 5 in Eingriff.

Sofern das Kraftfahrzeug an einem Hang abgestellt wird, er- folgt nach der Einstellung der gewünschten Zuspannkraft, eine geringfügige Bewegung des Kraftfahrzeugs in Richtung der Hangabtriebskraft. Dabei dreht sich auch die Bremstrom- mel 5 um einen bestimmten Winkelbetrag, bis der für eine Trommelbremse vom Typ"Duo-Servo"charakteristische Selbst- verstärkungseffekt einsetzt. Als Folge wird jedoch die ge- wünschte Zuspannkraft reduziert. Aus diesem Grund ist er- findungsgemäß vorgesehen, dass im Kraftfluss zwischen der Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 und dem mit der Gewinde- mutter 6 zusammenwirkenden Druckstück 14 ein Federelement 9 angeordnet ist, das die eben beschriebene Reduzierung der gewünschten Zuspannkraft kompensiert. Außerdem ist es mög- lich, dass ein Lösevorgang der Feststellbremse nicht durch- geführt werden kann, wenn eine Abkühlung der zuvor erhitz- ten Bremstrommel 5 eintritt. Bei dieser Abkühlung vollzieht die Bremstrommel 5 einen geringen Schrumpfvorgang, wonach sich die Zuspannkraft aufgrund der großen Steifigkeit der sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile erhöht. In diesem Fall ist es möglich, dass der elektromechanische Aktuator 15 einen Lösevorgang der Feststellbremse nicht durchführen kann, da die Zuspannkraft zu groß ist und sich die sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile verklemmt haben. Durch die eben erwähnte, in Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemäße An- ordnung wird auch dieser Effekt verhindert.

Wie in Fig. 2, in der das Spreizschloss 2 dargestellt ist, ersichtlich, ist das Federelement 9 zwischen dem mit der Gewindemutter 6 zusammenwirkenden Druckstück 14 und einem mit der Gewindemutter 6 zusammenwirkenden Druckring 21 an- geordnet. Die Gewindemutter 6 ist in einem Gehäuse 10 des Spreizschlosses 2 mit Hilfe eines Kalottenlagers 20 drehbar gelagert. Die Geradverzahnung auf der äußeren Oberfläche der Gewindemutter 6 ist nicht dargestellt. Sobald der e- lektromechanische Aktuator das mit der Gewindemutter 6 in Eingriff stehende, nicht dargestellte Schraubrad antreibt, wird die Gewindemutter 6, wie bereits beschrieben, in Rota- tion versetzt. Dadurch vollzieht die Spindel 7 eine Trans- lationsbewegung in der Zeichnung nach links und drückt das Druckstück 13 in der Zeichnung nach links, wonach die in Fig. 2 nicht dargestellte erste Bremsbacke gegen die nicht dargestellte Bremstrommel gedrückt wird. Die so erzielte Zuspannkraft stützt sich über die Spindel 7, die Gewinde- mutter 6, das Kalottenlager 20 und über das Federelement 9 auf dem mit der Gewindemutter 6 zusammen wirkenden Druck- stück 14 ab. Als Gegenreaktion wird auch die zweite Brems- backe gegen die Bremstrommel gedrückt und das Spreizschloss 2 zentriert sich selbst innerhalb der Bremstrommel. Bei diesem Vorgang wird das Federelement 9 komprimiert bzw. ge- laden.

Die axiale Lagerung der Gewindemutter 6 mit Hilfe des eben erwähnten Kalottenlagers 20 ist besonders vorteilhaft, da Querkräfte das Kalottenlager 20 nicht beschädigen können und nicht auf das Gewinde zwischen Gewindemuter 6 und Spin- del 7 wirken können, das andernfalls einem großen Ver- schleiß unterliegen würde. Die eben genannten Querkräfte resultieren im wesentlichen aus einem möglichen Verkippen des Druckstücks 14.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, wird das Kalottenlager durch eine Kugel 22 und eine gehärtete Kugelpfanne 23 gebildet, deren Durchmesser unterschiedlich ausgeführt sind. Dadurch sind die Reibmomente vergleichs- weise gering. Die eben erwähnte Kugel 22 wird von einer Ku- gelaufnahme 24, die diese umgreift, gehalten. Die Kugelauf- nahme 24 weist auf ihrer der Kugel 22 abgewandten Seite mehrere Finger 25 auf, die in dem bereits erwähnten Druck- ring 21 gelagert sind und auf diese Weise den Kraftfluss zwischen der Gewindemutter 6 und dem Druckstück 14 über das Kalottenlager 20 und das Federelement 9 herstellen. Außer- dem ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass das mit der Gewinde- mutter 6 zusammenwirkende Druckstück 14, das Federelement 9 und der Druckring 21 mit Hilfe einer Scheibe 26 eine selbstständig handhabbare Baugruppe bilden. Alternativ kann die Kugelaufnahme 24 mit der Kugel 22 zur eben erwähnten selbstständig handhabbaren Baugruppe hinzugefügt werden.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Spreiz- schlosses 2 dargestellt. In dem Gehäuse 10 des Spreiz- schlosses 2 sind die Gewindemutter 6 und die Spindel 7, so- wie die beiden Druckstücke 13,14 angeordnet. Wie bereits anhand von Fig. 2 beschrieben, wird die Gewindemutter 6 durch das in Fig. 3 lediglich im Querschnitt angedeutete Schraubrad 1 in Rotation versetzt. Daraufhin vollzieht die Spindel 7 eine Translationsbewegung in der Zeichnung nach links und drückt die Bremsbacke 4 gegen die nicht darge- stellte Bremstrommel, worauf als Reaktion auch die gegen- über liegende Bremsbacke 3 zur Anlage an die Innenseite der Bremstrommel gebracht wird. Bei diesem Vorgang zentriert sich das Spreizschloss 2 selbst innerhalb der Bremstrommel und das Federelement 9 wird komprimiert bzw. geladen.

Die axiale Lagerung der Gewindemutter 6 ist bei der in Fig.

3 dargestellten Ausführungsform ebenfalls durch ein Kalot- tenlager 20 realisiert. Das Kalottenlager 20 ist jedoch im Gegensatz zum in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein kalottenförmiges Bauteil 32 und ein konkaves La- gerteil 33 gebildet. Dabei ist das konkave Lagerteil 33 fest mit der Gewindemutter 6 verbunden und weist eine axia- le Verlängerung 34 auf, die in eine Sackbohrung 35 der Spindel 7 hineinragt. Das kalottenförmige Bauteil 32 ist in den Druckring 21 passend eingefügt und bildet mit diesem sowie mit dem Federelement 9 und dem Druckstück 14 eine selbstständig handhabbare Baugruppe. Zu diesem Zweck bildet das Druckstück 14 eine hutförmige Ausnehmung, in der das Federelement 9 angeordnet ist. In der Mitte der hutförmigen Ausnehmung ist ein Bauteil zur Vernietung der Bauteile vor- gesehen.

Vorzugsweise wird bei den bevorzugten Ausführungsformen das Federelement 9 durch eine oder mehrere Tellerfedern gebil- det.