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Title:
LOCKING UNIT FOR ACTUATOR OF A VEHICLE BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/174858
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a locking unit (1) for an actuator (20) of a vehicle brake, comprising a stationary form-fitting element (5, 6), an input disk (2) which can be torque-transmittingly connected to a drive unit (21, 22) of the actuator (20), an output disk (3) which can be torque-transmittingly connected to a drive train (9) of the actuator (20), and at least one slide (4) which is torque-transmittingly disposed on the output disk (3) so as to be slidable in the radial direction (11), wherein: the input disk (2) and the output disk (3) are torque-transmittingly coupled; when no drive torque is applied, the at least one slide (4) is designed to be in form-fitting engagement with the stationary form-fitting element (5); and the at least one slide (4) is coupled to the input disk (2) in such a way that, when a drive torque is applied, a torque applied to the input disk (2) releases the form-fitting engagement between the stationary form-fitting element (5) and the slide (4). The invention also relates to an actuator (20) for a vehicle brake, comprising a locking unit (1) according to the invention.

Inventors:
WUEBBOLT-GORBATENKO BENJAMIN (DE)
HOCHMUTH HARALD (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/100036
Publication Date:
August 25, 2022
Filing Date:
January 17, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60T1/00; F16D41/08
Domestic Patent References:
WO2012053469A12012-04-26
Foreign References:
DE102007044561A12009-03-26
US6010426A2000-01-04
DE19845365A12000-04-06
DE102017120990B32018-12-27
DE102005061791A12007-07-05
JP2010065777A2010-03-25
US20130312555A12013-11-28
US20130186717A12013-07-25
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Claims:
Ansprüche

1. Arretierungseinheit (1) für einen Aktuator (20) einer Fahrzeugbremse, aufweisend: ein feststehendes Formschlusselement (5, 6), eine Antriebsscheibe (2), die mit einer Antriebseinheit (21, 22) des Aktuators (20) drehmomentübertragend verbindbar ist, eine Abtriebsscheibe (3), die mit einem Antriebsstrang (9) des Aktuators (20) drehmomentübertragend verbindbar ist, und zumindest einen Schieber (4), der drehmomentübertragend und in radialer Richtung (11) verschieblich an der Abtriebsscheibe (3) angeordnet ist, wobei die Antriebsscheibe (2) und die Abtriebsscheibe (3) drehmomentübertragend miteinander gekoppelt sind, wobei der zumindest eine Schieber (4) dazu eingerichtet ist, in einem antriebsmomentfreien Zustand mit dem feststehenden Formschlusselement (5) formschlüssig in Eingriff zu sein, und wobei der zumindest eine Schieber (4) derart mit der Antriebsscheibe (2) gekoppelt ist, dass in einem antriebsmomentbehafteten Zustand ein auf die Antriebsscheibe (2) aufgebrachtes Drehmoment den formschlüssigen Eingriff zwischen dem feststehenden Formschlusselement (5) und dem Schieber (4) öffnet.

2. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 1, wobei die Antriebsscheibe (2), die Abtriebsscheibe (3) und das feststehende Formschlusselement (5) im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind.

3. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das feststehende Formschlusselement (5) als ein Außenring (6) mit umlaufender Innenverzahnung (7) ausgebildet ist, der in radialer Richtung (11) nach außen beabstandet zur Abtriebsscheibe (3) angeordnet ist.

4. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 3, wobei der zumindest eine Schieber (4) an einem radial äußeren Ende eine Gegenverzahnung (12) aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit der Innenverzahnung (7) des Außenrings (6) einen Formschluss auszubilden.

5. Arretierungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner ein Federelement (13) vorgesehen ist, das den zumindest einen Schieber (4) in radialer Richtung (11) nach außen vorspannt. 6. Arretierungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsscheibe (2) zumindest eine Kulisse (17) aufweist.

7. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 6, wobei der zumindest eine Schieber (4) einen Mitnehmer (15) aufweist, der in der zumindest einen Kulisse (17) der Antriebsscheibe (2) aufgenommen und geführt ist.

8. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 7, wobei die zumindest eine Kulisse (17) derart ausgebildet ist, dass durch eine Drehbewegung der Antriebsscheibe (2), der zumindest eine Schieber (4) über den Mitnehmer (15) nach radial innen bewegt wird.

9. Arretierungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Kulisse (17) im Wesentlichen eine symmetrische Form aufweist.

10. Aktuator (20) für eine Fahrzeugbremse, aufweisend: eine Antriebseinheit (21), einen Antriebsstrang (9), der drehmomentübertragend mit der Antriebseinheit (21) gekoppelt ist, und ein Übersetzungsgetriebe (23) und ein Rotations-/Translations- Umsetzungsgetriebe (24) aufweist, wobei das Übersetzungsgetriebe (23) dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung der Antriebseinheit (21) in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis auf das Rotations- /Translations-Umsetzungsgetriebe (24) zu übertragen, wobei das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe (24) dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung in eine translatorische Bewegung umzuwandeln, um eine Bremsbacke (26) der Fahrzeugbremse translatorisch zu bewegen, und eine Arretierungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die zwischen der Antriebseinheit (21) und dem Antriebsstrang (9) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, in einem antriebsmomentbehafteten Zustand ein Drehmoment der Antriebseinheit (21) auf den Antriebsstrang (9) zu übertragen und in einem antriebsmomentlosen Zustand eine Drehbewegung des Antriebsstrangs (9) formschlüssig zu verhindern.

Description:
Arretierunqseinheit für Aktuator einer Fahrzeuqbremse

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arretierungseinheit für einen, insbesondere elektromechanischen, Aktuator eine Fahrzeugbremse.

Stand der Technik

Aktuatoren für Fahrzeugbremsen sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Dabei ist es bekannt, zur Positionssicherung der Fahrzeugbremse den Antriebsstrang selbsthemmend auszulegen. Die Selbsthemmung erfordert jedoch eine erhöhte Leistung von einem Antriebsmotor. Andere im Stand der Technik bekannte Ausführungsformen verfügen über eine zusätzliche Arretierungseinheit bzw. Bremseinheit, wodurch der Antriebsstrang nicht selbsthemmend ausgelegt sein muss. Dabei sind sowohl reibschlüssige als auch formschlüssige Wirkprinzipien für die zusätzlichen Arretierungseinheiten bekannt. Reibschlüssige Wirkprinzipien sind anfällig für äußere Anregungen, die die Bremswirkung mindern können, wodurch die Positionssicherung des Aktuators nicht sichergestellt werden kann. Zusätzliche Arretierungseinheiten, die auf einem formschlüssigen Wirkprinzip basieren, sind vergleichsweise teuer, da ein zusätzlicher Aktuator zur Betätigung der Arretierungseinheit erforderlich ist.

Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, eine bekannte Arretierungseinheit für einen Aktuator einer Fahrzeugbremse zu verbessern, insbesondere besteht ein weiterer Bedarf, eine Arretierungseinheit bereitzustellen, die eine verbesserte Arretierung ermöglicht.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Arretierungseinheit für einen Aktuator einer Fahrzeugbremse bereitzustellen, die insbesondere eine verbesserte Arretierung ermöglicht.

Offenbarung der Erfindung

Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen. Die erfindungsgemäße Arretierungseinheit für einen, insbesondere elektromechanischen Aktuator einer Fahrzeugbremse, weist ein feststehendes Formschlusselement, eine Antriebsscheibe, eine Abtriebsscheibe und zumindest einen Schieber auf. Die Antriebsscheibe ist mit einer Antriebseinheit des Aktuators, bspw. einem Elektromotor, drehmomentübertragend verbindbar. Die Abtriebsscheibe ist mit einem Antriebsstrang des Aktuators drehmomentübertragend verbindbar und der zumindest einen Schieber ist drehmomentübertragend und in radialer Richtung verschieblich an der Abtriebsscheibe angeordnet. Die Antriebsscheibe und die Abtriebsscheibe sind drehmomentübertragend miteinander gekoppelt. Der zumindest eine Schieber ist dazu eingerichtet, in einem antriebsmomentfreien Zustand mit dem feststehenden Formschlusselement formschlüssig in Eingriff zu sein. Ferner ist der zumindest eine Schieber derart mit der Antriebsscheibe gekoppelt, dass in einem antriebsmomentbehafteten Zustand ein auf die Antriebsscheibe aufgebrachtes Drehmoment den formschlüssigen Eingriff zwischen dem feststehenden Formschlusselement und dem Schieber öffnet.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die Arretierungseinheit auf einem formschlüssigen Wirkprinzip basiert, und von der Antriebseinheit des Aktuators betätigt werden kann. Somit benötigt die Arretierungseinheit keinen zusätzlichen Aktuator zur Betätigung. Ferner ermöglicht das formschlüssige Wirkprinzip eine hohe Positionierungssicherheit des Aktuators, insbesondere des Antriebsstrangs des Aktuators. Dadurch kann eine hohe Positionssicherheit der Fahrzeugbremse gewährleistet werden.

Der antriebsmomentbehaftete Zustand ist ein Zustand, in dem ein Drehmoment, bspw. von der Antriebseinheit des Aktuators, auf die Antriebsscheibe übertragen wird. In diesem antriebsmomentbehafteten Zustand ist die Arretierungseinheit offen, das bedeutet, der Schieber und das feststehende Formschlusselement sind nicht formschlüssig in Eingriff, und die Antriebsscheibe überträgt das Drehmoment auf die Abtriebsscheibe, die das Drehmoment auf den Antriebsstrang des Aktuators überträgt. Dadurch kann in diesem Zustand das Drehmoment der Antriebseinheit auf den Antriebsstrang übertragen werden.

Der antriebsmomentfreie Zustand ist ein Zustand, in dem kein Drehmoment auf die Antriebsscheibe aufgebracht wird. In diesem antriebsmomentfreien Zustand ist die Arretierungseinheit geschlossen, das bedeutet, der Schieber und das feststehende Formschlusselement sind formschlüssig miteinander in Eingriff, und können dadurch verhindern, dass sich der mit der Abtriebsscheibe koppelbare bzw. gekoppelte Antriebsstrang des Aktuators verstellt. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Arretierungseinheit eine formschlüssige Arretierung des Aktuators, insbesondere des Antriebsstrangs des Aktuators ermöglicht, die durch die Antriebseinheit des Aktuators betätigbar ist. Die Arretierung wird dabei durch das feststehende Formschlusselement und den mindestens einen Schieber gebildet. Der Schieber wird durch die Antriebsscheibe betätigt, wobei die Antriebsscheibe von der Antriebseinheit des Aktuators antreibbar ist bzw. angetrieben wird.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Antriebsscheibe, die Abtriebsscheibe und das feststehende Formschlusselement im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Dadurch ist eine kompakte Bauweise der Arretierungseinheit möglich.

Gemäß einer Ausführungsform ist das feststehende Formschlusselement als ein Außenring mit umlaufender Innenverzahnung ausgebildet, der in radialer Richtung nach außen beabstandet zur Abtriebsscheibe angeordnet ist. Das feststehende Außenelement kann bspw. in einem Gehäuse der Arretierungseinheit drehfest aufgenommen sein. Durch den Abstand zwischen der Abtriebsscheibe und dem Außenring in radialer Richtung ist es möglich, die Abtriebsscheibe, insbesondere in einem Zustand, in dem kein Formschluss ausgebildet ist, relativ zum Außenring zu bewegen, und so das Drehmoment der Antriebseinheit auf den Antriebsstrang zu übertragen. Durch die umlaufende Innenverzahnung ist der formschlüssige Eingriff zwischen dem Schieber und dem Außenring im Wesentlichen immer möglich, unabhängig davon in welcher Position sich die Abtriebsscheibe, und damit der Schieber relativ zum Außenring befindet.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Schieber an einem radial äußeren Ende eine Gegenverzahnung auf, die dazu eingerichtet ist, mit der Verzahnung des Außenrings einen Formschluss auszubilden. Eine Verzahnung eignet sich in besondererWeise als Eingriffsgeometrie, da sie im Wesentlichen eine Selbstzentrierung der Verzahnungen ermöglicht und so Ineinandergreifen der Verzahnungen auch bei leicht ungenauer Positionierung zueinander vereinfacht. Zusätzlich verhindern insbesondere steil ausgebildete Zahnflanken ein ungewolltes Lösen des Eingriffs.

Gemäß eine Ausführungsform ist ferner zumindest ein Federelement vorgesehen, das den zumindest einen Schieber in radialer Richtung nach außen vorspannt. Das Federelement ist vorzugsweise als eine Druckfeder ausgelegt, die dazu eingerichtet ist, den Schieber in einem entspannten, also kraftfreien, Zustand mit dem Außenring in Eingriff zu bringen. Man kann also auch sagen, dass die Arretierungseinheit derart eingerichtet ist, dass sie in dem antriebsmomentfreien, also einem kraftfreien, Zustand der Antriebsscheibe automatisch in einem geschlossenen bzw. gesperrten Zustand ist. Das bedeutet, dass der Formschluss zwischen dem Außenring und dem Schieber immer ausgebildet ist, außer der Schieber wird aktiv in einer Nicht-Eingriffsposition gehalten.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Antriebsscheibe zumindest eine Kulisse auf. Darüber hinaus weist der zumindest eine Schieber, gemäß einer Ausführungsform, einen Mitnehmer auf, der in der zumindest einen Kulisse der Antriebsscheibe aufgenommen und geführt ist. Dadurch ist der Schieber drehmomentübertragend mit der Antriebsscheibe verbunden und wird von einer Drehbewegung der Antriebsscheibe „mitgenommen“.

Gemäß einer Ausführungsform ist die zumindest eine Kulisse derart ausgebildet, dass durch eine Drehbewegung der Antriebsscheibe, der zumindest eine Schieber über den Mitnehmer nach radial innen bewegt wird. Dadurch wird der formschlüssige Eingriff zwischen dem Schieber und dem Außenring durch eine Drehmomentübertragung, von bspw. der Antriebseinheit, auf die Antriebsscheibe gelöst, bzw. geöffnet und eine Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit deaktiviert.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Kulisse im Wesentlichen eine symmetrische Form auf. Dadurch kann der Schieber unabhängig von der Richtung der Drehbewegung der Antriebsscheibe nach radial innen bewegt werden, um den formschlüssigen Eingriff zu lösen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Fahrzeugbremse. Der Aktuator weist eine Antriebseinheit, bspw. einen Elektromotor, einen Antriebsstrang und eine vorstehend und nachfolgend beschriebene Arretierungseinheit auf. Die Antriebseinheit ist drehmomentübertragend mit dem Antriebsstrang gekoppelt. Der Antriebsstrang weist ein Übersetzungsgetriebe, insbesondere mit einem großen Übersetzungsverhältnis, und ein Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe auf, wobei das Übersetzungsgetriebe dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung der Antriebseinheit in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis auf das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe zu übertragen. Ferner ist das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe dazu eingerichtet, die Drehbewegung in eine translatorische Bewegung umzuwandeln, um eine Bremsbacke der Fahrzeugbremse translatorisch zu bewegen. Die Arretierungseinheit ist zwischen der Antriebseinheit und dem Antriebsstrang angeordnet, und ist dazu eingerichtet, in einem antriebsmomentbehafteten Zustand, also einem Zustand, in dem die Antriebseinheit aktiviert ist und ein Drehmoment überträgt, ein Drehmoment der Antriebseinheit auf den Antriebsstrang zu übertragen, und in einem antriebsmomentfreien Zustand, also einem Zustand, in dem die Antriebseinheit deaktiviert ist und kein Drehmoment überträgt, eine Drehbewegung des Antriebsstrangs formschlüssig zu verhindern.

Das Übersetzungsgetriebe besitzt insbesondere ein Übersetzungsverhältnis i von gleich oder größer als 20, bevorzugt ein Übersetzungsverhältnis von 50, besonders bevorzugt ein Übersetzungsverhältnis größer als 100. Das ermöglicht es, mit der formschlüssigen Arretierungseinheit eine nahezu stufenlose Arretierung des Antriebsstrangs zu erreichen.

Als das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe kann bspw. ein Schraubgetriebe, insbesondere ein Spindeltrieb oder ein Rollengewindetrieb verwendet werden.

Die Antriebseinheit des Aktuators treibt die Antriebsscheibe der Arretierungseinheit durch die eingeleitete Drehbewegung an, wodurch der formschlüssige Eingriff zwischen dem Schieber und dem feststehenden Formschlusselement gelöst und somit die Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit deaktiviert. Die Drehbewegung wird von der Antriebsscheibe auf die Abtriebsscheibe und von dort auf das Übersetzungsgetriebe übertragen. Das Übersetzungsgetriebe überträgt die Drehbewegung auf das Rotations-/Translations- Umsetzungsgetriebe, das die Drehbewegung in eine translatorische bzw. lineare Bewegung umwandelt, die dazu dient, Bremskörper, bspw. Bremsbacken, der Fahrzeugbremse zu betätigen. Insbesondere ein hohes Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes ermöglicht es in Kombination mit einer formschlüssigen Arretierungseinheit eine nahezu stufenlose Arretierungsfunktion zu gewährleisten. Das bedeutet, dass die Arretierungseinheit eine nahezu stufenlose Arretierung des Antriebsstrangs des Aktuators ermöglicht.

Detailbeschreibung anhand Zeichnung

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den Figuren. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Arretierungseinheit gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung ohne Antriebsscheibe,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Antriebsscheibe der Arretierungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Hälfte einer Arretierungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ohne Antriebsscheibe, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Aktuators einer Fahrzeugbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Arretierungseinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei eine Antriebsscheibe 2 (siehe Fig. 2) der Arretierungseinheit 1 nicht dargestellt ist. Die Arretierungseinheit 1 weist eine Abtriebsscheibe 3, zwei Schieber 4 und ein feststehendes Formschlusselement 5 auf.

Das feststehende Formschlusselement 5 ist als ein Außenring 6 ausgebildet, der drehfest in einem Gehäuse (nicht dargestellt) der Arretierungseinheit 1 aufgenommen ist. Der Außenring 6 besitzt an seiner Innenumfangsfläche eine Innenverzahnung 7, die dazu eingerichtet ist, mit den Schiebern 4 formschlüssig in Eingriff zu stehen.

Die Abtriebsscheibe 3 ist innerhalb des Außenrings 6 im Wesentlichen zentriert, also konzentrisch, zum Außenring 6 angeordnet, wobei ein Außendurchmesser der Abtriebsscheibe 3 kleiner ist als ein Kopfkreisdurchmesser der Innenverzahnung 7, sodass die Antriebsscheibe 3 relativ zum Außenring drehen kann. Darüber hinaus ist die Abtriebsscheibe 3 drehmomentübertragend mit einer Abtriebswelle 8, bspw. einer Welle eines Antriebsstrangs 9 (siehe Fig. 4) gekoppelt. Ferner besitzt die Abtriebsscheibe 3 Öffnungen 10, die dazu dienen, die Abtriebsscheibe 3 drehmomentübertragend mit der Antriebsscheibe 2 zu koppeln. Hierfür weist die Antriebsscheibe 2 entsprechend ausgeformte Vorsprünge auf, die hier nicht gezeigt sind.

Die zwei Schieber 4 sind an der Antriebsscheibe 3 derart angeordnet, dass sie drehmomentfest mit der Abtriebsscheibe 3 verbunden sind, sich aber in radialer Richtung, hier beispielhaft durch den Pfeil 11 dargestellt, relativ zur Abtriebsscheibe 3 bewegen kann. Hierfür weist die Abtriebsscheibe 3 vorzugsweise 2 im Wesentlichen gleich ausgebildete Platten auf, die konzentrisch, aber in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Dadurch bilden die beiden Platten einen Zwischenraum zwischen sich aus, in dem die Schieber 4 aufgenommen sind. An einem ersten, dem Außenring 6 zugewandten Ende weisen die Schieber 4 jeweils eine Verzahnung 12 auf, die als entsprechende Gegenverzahnung zur Innenverzahnung 7 des Außenrings ausgebildet ist. Um eine Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 umzusetzen, sind die Innenverzahnung 7 des Außenrings 6 und die Verzahnung 12 der Schieber 4 formschlüssig in Eingriff miteinander.

An einem zweiten, radial innenliegenden Ende sind die Schieber 4 jeweils durch ein Federelement 13 in Richtung zum Außenring 6 hin vorgespannt. Das bedeutet, wenn keine externe Kraft auf den Schieber 4 einwirkt, befindet sich die Verzahnung 12 mit der Innenverzahnung 7 in formschlüssigen Eingriff. Die Federelemente 13 sind hier beispielhaft jeweils als eine Druckfeder 14 ausgebildet. Darüber hinaus weisen die Schieber 4 jeweils einen pinartig ausgebildeten Mitnehmer 15 auf, der axial in Richtung zur Antriebsscheibe 2 hin vorsteht.

Es ist zu beachten, dass auch wenn in der hier gezeigten beispielhaften Ausführungsform zwei Schieber 4 vorgesehen sind, das Vorhandensein eines Schiebers 4 bereits ausreicht, um die Funktion des Arretierungseinheit 1 zu realisieren und sicherzustellen.

In der in Fig.1 dargestellten Ausführungsform ist eine Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 aktiviert, da bedeutet, die Verzahnungen 12 der Schieber 4 sind mit der Innenverzahnung 7 in Eingriff. Dadurch ist eine Drehbewegung der Abtriebsscheibe 3, und somit insbesondere auch eine Drehbewegung der Abtriebswelle 8 unterbunden bzw. gesperrt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Antriebsscheibe 2 der Arretierungseinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsscheibe 2 ist als eine Kulissenscheibe 16 ausgebildet, und weist für jeden Schieber 4 jeweils eine Kulisse 17 auf. Die Kulissen 17 sind als Öffnungen 18 ausgebildet und weisen eine vorbestimmte Kontur auf. Die Kulissen 17 sind dabei derart angeordnet, dass jeweils ein Mitnehmer 15 eines Schiebers 4 in die Kulisse 17 vorsteht, also darin aufgenommen ist und durch die Kontur der Kulisse 17 geführt werden kann.

Die Antriebsscheibe 2 ist drehmomentübertragend mit einer Antriebswelle 19, bspw. einer Antriebswelle einer Antriebseinheit, wie bspw. einem Elektromotor, gekoppelt. Wenn die Antriebswelle 19 eine Drehbewegung, bspw. in eine Richtung 20 ausführt, wird diese durch die drehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle 19 und der Antriebsscheibe 2 auf die Antriebsscheibe 2 übertragen. Dadurch werden die Mitnehmer 15 von der Kulisse 17 derart geführt, dass sie sich nach radial innen bewegen und somit die Schieber 4 in der in Fig. 1 gezeigten radialen Richtung 11 verschieben. So wird der formschlüssige Eingriff zwischen der Verzahnung 12 der Schieber 4 und der Innenverzahnung 7 des Außenrings 6 gelöst. Wenn, wie in Fig. 3 gezeigt, die Schieber 4 und der Außenring 6 nicht miteinander in Eingriff sind, kann sich die Abtriebsscheibe 3 relativ zum Außenring 6 drehen. Dadurch kann die Drehbewegung der Antriebswelle 19 über die Antriebsscheibe 2 und die Abtriebsscheibe 3 auf die Abtriebswelle 8 übertragen werden.

Die Konturen der Kulissen 17 sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass die Mitnehmer 15, und so die Schieber 4, von einer Drehbewegung der Antriebsscheibe 2 nach radial innen bewegt werden, unabhängig von der Drehrichtung der von der Antriebswelle 19 eingeleiteten Drehbewegung.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Aktuator 20 einer Fahrzeugbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Aktuator 20 besitzt eine Antriebseinheit 21, die hier beispielhaft als ein Elektromotor 22 ausgeführt ist, und den Antriebsstrang 9.

Die Antriebseinheit 21 ist unter Zwischenschaltung der Arretierungseinheit 1 drehmomentübertragend mit dem Antriebsstrang 9 gekoppelt, sodass eine von der Antriebseinheit 21 eingeleitete Drehbewegung über die Arretierungseinheit 1 an den Antriebsstrang 9 übertragen wird.

Der Antriebsstrang 9 weist ein Übersetzungsgetriebe 23 und ein Rotations-/Translations- Umsetzungsgetriebe 24 auf, wobei das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe 24 hier beispielhaft als ein Spindeltrieb 25 ausgeführt ist und dazu eingerichtet ist, eine von dem Übersetzungsgetriebe 23 übertragene Drehbewegung in eine translatorische bzw. lineare Bewegung umzuwandeln. Das dem Übersetzungsgetriebe 23 abgewandte Ende des Spindeltriebs 25 ist dazu ausgelegt eine Bremsbacke 26 der Fahrzeugbremse (nicht dargestellt) zu verschieben, um die Fahrzeugbremse zu betätigen und/oder zu lösen.

Das Übersetzungsgetriebe 23 besitzt vorzugsweise ein großes Übersetzungsverhältnis i, insbesondere ein Übersetzungsverhältnis von mindestens i=20, bevorzugt von i=50, besonders bevorzugt von i>100.

Wenn der Elektromotor 22 bestromt wird, die Antriebseinheit 21 also aktiv ist, wird von der Antriebswelle 19 eine Drehbewegung eingeleitet, die die Antriebsscheibe 2 der Arretierungseinheit 1 antreibt. Dadurch wird der formschlüssige Eingriff zwischen den Schiebern 4 und dem Außenring 6 gelöst und somit die Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 deaktiviert. Wenn die Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 deaktiviert ist, befindet sich die Arretierungseinheit 1 in einem sogenannten antriebsmomentbehafteten Zustand, in dem die von dem Elektromotor 22 eingeleitete Drehbewegung von der Antriebsscheibe 2 auf die Abtriebsscheibe 3 und von dort über die Abtriebswelle 8, die vorzugsweise eine Welle des Übersetzungsgetriebes 23 ist, auf das Übersetzungsgetriebe 23 übertragen wird. Das Übersetzungsgetriebe 23 überträgt die Drehbewegung auf den Spindeltrieb 25, der die Drehbewegung in eine translatorische bzw. lineare Bewegung umwandelt und so die Bremsbacke 26 betätigt.

Wenn der Elektromotor 22 nicht bestromt wird, die Antriebseinheit 21 also inaktiv bzw. deaktiviert ist, wird kein Drehmoment auf die Antriebsscheibe 2 übertragen und die Arretierungseinheit 1 befindet sich in einem sogenannten antriebsmomentfreien Zustand. Dadurch wird keine Kraft auf die Mitnehmer 15 der Schieber 4 aufgebracht und die Schieber 4 durch die Vorspannkraft der Federelemente 13 nach radial außen verschoben, sodass die Schieber 4 und der Außenring 6 einen formschlüssigen Eingriff ausbilden. Dadurch ist die Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 aktiviert, und ein Drehen der Abtriebsscheibe 3 relativ zum Außenring 6 ist gesperrt. Da die Abtriebsscheibe 3 drehfest mit der Abtriebswelle 8 gekoppelt ist, blockiert bzw. sperrt der formschlüssige Eingriff ebenfalls ein Drehen der Abtriebswelle 8. Dadurch ist eine Bewegung des Antriebsstrangs 9 blockiert und der Antriebsstrang 9 kann so in der arretierten Position sicher gehalten werden. So kann bspw. verhindert werden, dass sich die Position der Bremsbacke 26 verändert.

Eine solche formschlüssige Arretierungseinheit 1 in Kombination mit einem großen Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes 23 ermöglicht es, eine nahezu stufenlose Arretierungsfunktion zu gewährleisten. Das bedeutet, dass die Arretierungseinheit 1 eine nahezu stufenlose Arretierung des Antriebsstrangs 9 des Aktuators 20 ermöglicht.

Bezugszeichenliste

1 Arretierungseinheit

2 Antriebsscheibe

3 Abtriebsscheibe

4 Schieber

5 Formschlusselement

6 Außenring

7 Innenverzahnung

8 Abtriebswelle

9 Antriebsstrang

10 Öffnung

11 radiale Richtung

12 Verzahnung

13 Federelement

14 Druckfeder

15 Mitnehmer

16 Kulissenscheibe

17 Kulisse

18 Öffnung

19 Antriebswelle

20 Aktuator

21 Antriebseinheit

22 Elektromotor

23 Übersetzungsgetriebe

24 Rotations-/T ranslations-Umsetzungsgetriebe

25 Spindeltrieb

26 Bremsbacke