Die Erfindung betrifft eine Lamellenbremse für ein Kraftfahr- zeug mit einer drehbaren Antriebswelle und mit einer in Rela- tion zur Antriebswelle feststehenden Führungseinrichtung. Die Lamellenbremse umfasst eine Lamellenanordnung, weiterhin um- fassend abwechselnd angeordnete Belagscheiben und Zwischen- scheiben, wobei die Belagscheiben drehfest mit der Antriebs- welle oder der Führungseinrichtung und die Zwischenscheiben drehfest mit dem jeweils anderen Bauteil der Führungseinrich- tung oder der Antriebswelle verbunden sind, und mit einer Be- tätigungseinrichtung zum Vorspannen (Betätigen) und/oder Lösen der Lamellenanordnung sowie mit einer Stellvorrichtung/Aktor als Stellantrieb der Betätigungseinrichtung (Bremsbetätigen und/oder Bremslösen) nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Nasslaufende Lamellenbremsen werden bereits in Landmaschinen und Flurförderfahrzeugen eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Die Lamellenbremse zeichnet sich durch einen sehr hohen Bremsenkennwert C*, einen konstanten Belagreibwert und eine gekapselte Bauweise aus. In der Regel ist das Lamellena- nordnung in einem Ölbad angeordnet, so dass beim Bremsen ent- stehende Wärme einfach abgeführt werden kann und zudem kein Bremsabrieb in die Umgebung gelangt. Zudem lässt sich eine solche Lamellenbremse einfach in einen Antriebsstrang integ- rieren und durch die Größe und Anzahl der Belagscheiben und Zwischenscheiben einfach skalieren.

Bei der aus der Praxis bekannten Lamellenbremse wird der Ak- tor von einer Hydraulikversorgung des Fahrzeugs angesteuert. Bei einem Einsatz der Lamellenbremse in einem Personenkraft- wagen besteht zudem das Bedürfnis die Bremsleistung besonders genau dosieren zu können.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Lamellenbremse so weiter zu bilden, dass sie insbesondere in einem elektro- nischen Kraftfahrzeugbremssystem, das zusätzlich oder geson- dert eine oder mehrere elektrische und/oder hydraulische Rad- bremsen und/oder mehrere Antriebsstränge, wie insbesondere ein Rekuperativbremssystem beinhalten kann, dennoch einfach ansteuerbar ist, so dass eine Bremsleistung, wie insbesondere eine Summenbremsleistung sämtlicher Bremsen bzw. Komponenten in Kooperation dennoch einfach dosierbar ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß bei besonders vereinfach- ter Dosierung der Bremsleistung anhand der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungs- gemäße Gestaltung lässt sich die Zuspannkraft bzw. Bremsleis- tung anhand einer elektrischen Steuerung besonders feinfühlig wie auch präzise dosieren. Weiterhin vermag ein solcher elektrischer Antrieb - insbesondere reversierbarer Drehan- trieb - eine Betätigungseinrichtung/Rampeneinheit in beide Richtungen effizient anzutreiben. Es ist ermöglicht, rich- tungsabhängige Verstärkungs- oder Löseeffekte einer keilarti- gen Rampenvorrichtung auszugleichen bzw. zu kompensieren. Der elektrische Antrieb der Betätigungseinrichtung in beide Rich- tungen (Bremsbetätigen und/oder Bremslösen) ermöglicht bei einer Rückwärtsfahrt wie auch bei einer Vorwärtsfahrt eine konstante bzw. geregelte Bremsleistung nach Wunsch mit bzw. ohne die o.g. Kompensationsmaßnahme. Zudem ist der

elektrisch-regelungstechnische Einbezug peripherer Systeme und Komponenten bei moderner Fahrzeugtopologie in erweitertem Umfang ermöglicht (Brems-Kooperation und Bremseinbezug in ei- nem Hybridisierten Antriebsstrang mit integrierter rekupera- tiver Bremse. Das Lösen der Lamellenbremse erfolgt durch An- trieb der Stellvorrichtung in die Bremslöserichtung bei gleichzeitiger entsprechender Rückstellung der Lamellenanord- nungen anhand von wenigstens einer Rückholfeder.

Zur Vereinfachung der Dosierung der Bremsleistung trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der elektrische Antrieb als Elektromotor mit einem von dem Elektromotor antreibbaren, schwenkbar gelagerten Rit- zel vorliegt, und wobei das Ritzel ein Hebelelement oder No- ckenelement haltert. Ist das Hebelelement oder Nockenelement symmetrisch gestaltet, kann bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt das gleiche Bremsmoment erzeugt werden. Eine asymmetrische Nocke ermöglicht die Anpassung des Bremsmoments an unter- schiedliche Anforderungen bei Rückwärtsfahrt und Vorwärts- fahrt .

In weiterhin besonderer Konkretisierung einer bevorzugten Ausgestaltung von der vorliegenden Erfindung ist die Betäti- gungseinrichtung gewissermaßen als Keilgetriebe, das heisst als eine Rampenvorrichtung/Rampen (bau) einheit ausgestaltet, und in diesem Zusammenhang vermag die Stellvorrich- tung/Aktor/elektrischer Antrieb diese Rampeneinheit zwecks Bremskraftregelung/Bremskraftsteuerung noch präziser sowie effizient und reversierbar in beide Richtungen (Bremsbetäti- gen oder Bremslösen) anzutreiben. Der demzufolge entsprechend weiterentwickelt feinfühlig sowie schnell gesteuerte bzw. ge- regelte Antrieb der Rampeneinheit in sämtliche Richtungen er- möglicht insbesondere sowohl bei einer Rückwärtsfahrtrichtung wie auch in Vorwärtsfahrtrichtung eine regulierte bzw. Brems- leistung und/oder konstant gestaltetes Bremsbetätigungsge- fühl. Mit anderen Worten besteht eine weitere vorteilhafte Wirkung dieser verbesserten Ausgestaltung darin, dass bei ge- ringem Stellweg insbesondere regelungstechnisch sehr feinfüh- lig übersetzte und schnelle bzw. translatorisch umgewandelte Stelleingriffe an der Betätigungsvorrich- tung/Rampenvorrichtung ermöglicht sind. Das Lösen der Lamel- lenbremse erfolgt durch eine Rückstellung der Lamellenanord- nung mit Hilfe von einer oder mehrerer Rückholfeder (n) , und wobei die Stellvorrichtung die Betätigungsvorrich- tung/Rampeneinheit in die Löserichtung betätigt.

Reibungsverluste beim Betätigen der Lamellenbremse lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er- findung besonders gering halten, wenn das Hebelelement ein Wälzlager hat und dass das Wälzlager einem Steuerarm der Ram- peneinheit gegenübersteht. Das Wälzlager erhöht durch eine Verringerung der Reibung zwischen Hebelelement und Rampenein- heit den Wirkungsgrad der Lamellenbremse und verringert eine Hysterese .

Die Lamellenbremse gestaltet sich gemäß einer anderen vor- teilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kompakt, wenn das Ritzel als Zahnsegment ausgebildet ist.

Eine bei Kraftfahrzeugen übliche Parkbremse lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein- fach erzeugen, wenn der elektrische Antrieb eine ansteuerbare Parkbremseinrichtung hat und dass die Parkbremseinrichtung die Rampeneinheit in der von dem Aktor eingestellten Stellung wahlweise blockiert oder freigibt. Diese Parkbremseinrichtung weist vorzugsweise einen Elektromagneten auf, welcher das Ritzel in seiner Lage hält oder dessen Bewegung freigibt.

Die Parkbremseinrichtung gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv beson- ders einfach, wenn die Parkbremseinrichtung ein elektromagne- tisch ansteuerbares Klinkenrad hat und dass das Klinkenrad zur wahlweisen Blockierung oder Freigabe mit dem Ritzel oder dem elektrischen Antrieb in Eingriff steht.

Die Ansteuerung der Rampeneinheit gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn die Rampeneinheit eine drehbare, an dem Lamellenpaket abstützende Rampenscheibe hat, dass die Rampenscheibe bei einer Verdrehung in axialer Richtung verla- gerbar ist und dass der Aktor zur Verdrehung der Rampenschei- be ausgebildet ist.

Eine Selbstverstärkung der Bremsleistung der Lamellenbremse lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei einer Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt gleich- ermaßen erzeugen, wenn die Rampeneinheit zwei zwischen zwei Lamellenanordnungen angeordnete Rampenscheiben hat und wenn die eine Rampenscheibe in die eine Richtung und die andere Rampenscheibe in die andere Richtung zur Verlagerung in die axiale Richtung antreibbar ist. Durch diese Gestaltung kann in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Welle die für die Selbstverstärkung der Lamellenbremse notwendige Rampenscheibe ausgewählt und im gleichen Drehsinne wie die angrenzende Scheibe der Lamellenanordnung verdreht werden. Diese Selbst- verstärkung führt zu einem ansteigenden Bremsmoment und damit zu einem ansteigenden Bremsenkennwert C*, wodurch die erfor- derliche Betätigungskraft gesenkt werden kann.

Der wahlweise Antrieb der einen oder der anderen Rampenschei- be in Abhängigkeit von der Antriebsrichtung des elektrischen Antriebs gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn die Ram- penscheiben jeweils einen Steuerarm aufweisen, dass das He- belelement zwischen den Steuerarmen angeordnet ist und dass die Rampenscheiben der Führungseinrichtung mit Abstand gegen- überstehende Stützarme aufweisen.

Reibungsverluste der Rampeneinheit lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn die Rampenscheibe sich verjüngende Nuten zur teilweisen Aufnahme von Kugeln hat. Durch diese Gestal- tung rollen die Kugeln auf den Rändern der sich verjüngenden Nuten ab und stehen in Abhängigkeit von der Drehstellung der Rampenscheibe unterschiedlich hervor. Hierdurch wird die axi- ale Verschiebung der Rampenscheibe erzeugt.

Die Lamellenbremse gestaltet sich gemäß einer anderen vor- teilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn die Führungseinrichtung mit einem Gehäuse dreh- fest verbunden ist.

Die Lamellenbremse lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaf- ten Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fer- tigen, wenn die Führungseinrichtung in dem Gehäuse befestigte Führungsbolzen hat.

Eine Kühlung der Lamellenbremse gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn das Gehäuse zu einem Getriebe des Kraftfahrzeu- ges hin offen gestaltet ist. Da das Fahrzeuggetriebe bei Kraftfahrzeugen ohnehin eine Ölschmierung hat, kann das Öl des Getriebes zur Kühlung der Lamellenbremse vorgesehen sein. Hierdurch ist die Lamellenbremse besonders für den Einsatz im Kraftfahrzeug geeignet.

Die Erzeugung eines vorgesehenen Bremsmoments bei Vorwärts- fahrt und Rückwärtsfahrt gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn der Aktor in Abhängigkeit von der Drehrichtung der An- triebswelle ansteuerbar ist. Damit kann in der einen Dreh- richtung der Antriebswelle die eine Rampenscheibe verdreht und in der anderen Drehrichtung die andere Rampenscheibe ver- dreht werden.

Die Erfindung lässt zahlreiche Aus führungs formen zu. Zur wei- teren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig.1 eine Frontansicht auf eine an einem Getriebe be- festigte Lamellenbremse,

Fig .2 eine Draufsicht auf die Lamellenbremse aus Figur

1,

Fig .3 eine Schnittdarstellung durch die Lamellenbremse aus Figur 1 entlang der Linie III - III,

Fig.4 eine Schnittdarstellung durch die Lamellenbremse aus Figur 2 entlang der Linie IV - IV, Fig .5 eine Explosionsdarstellung einiger Bauteile der Lamellenbremse aus Figur 1, und

Fig . 6 eine prinzipielle Systemskizze.

Figur 1 zeigt eine Lamellenbremse 1 mit einem Gehäuse 2, mit einer Stellvorrichtung, d.h. einem Aktor 3 als Stellvorrich- tung und mit einem drehtest auf einer Antriebswelle 4 ange- ordneten Flansch 5 zur Anbindung eines nicht dargestellten Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges. Das Gehäuse 2 der La- mellenbremse 1 ist an einem schematisch dargestellten Getrie- be 6 eines Kraftfahrzeuges befestigt.

Figur 2 zeigt die Lamellenbremse 1 aus Figur 1 in einer

Draufsicht mit einem Teilbereich des Getriebes 6. Die An- triebswelle 4 lässt sich mit einer nicht dargestellten Ge- triebeausgangswelle des Getriebes 6 verbinden. Das Gehäuse 2 der Lamellenbremse 1 ist zum Getriebe 6 hin offen, so dass ein Schmiermittelkreislauf des Getriebes 6 in die Lamellen- bremse 1 gelangt und diese schmiert und kühlt.

Figur 3 zeigt in einer Schnittdarstellung durch die Lamellen- bremse 1 aus Figur 1 entlang der Linie III - III, dass die Lamellenbremse 1 zwei Lamellenanordnungen 7, 8 und zwischen den Lamellenanordnungen 7, 8 eine Betätigungseinrichtung in

Ausgestaltung als Rampeneinheit 9 mit zwei Rampenscheiben 10,

11 hat. Die Lamellenanordnungen 7, 8 weisen abwechselnd Be- lagscheiben 12 und Zwischenscheiben 13 auf. Die Belagscheiben

12 sind drehfest und axial verschieblich auf der Antriebswel- le 4 angeordnet, während die Zwischenscheiben 13 drehfest und axial verschieblich auf einer Führungseinrichtung 14 angeord- net sind. Die Führungseinrichtung 14 hat in dem Gehäuse 2 be- festigte Führungsbolzen 15. Die axiale Beweglichkeit der Be- lagscheiben 12 und der Zwischenscheiben 13 wird von dem Ge- häuse 2 und der Führungseinrichtung 14 begrenzt. Beim Bremsvorgang werden die Rampenscheiben 10, 11 dieser be- vorzugten Betätigungseinrichtung relativ zueinander verdreht. Dabei bewegen sich die Rampenscheiben 10, 11 axial auseinan- der und pressen die Lamellenanordnungen 7, 8 zusammen. Diese verursachen einen Reibschluss zwischen der von dem Getriebe 6 drehbaren Antriebswelle 4 und der mit dem Gehäuse 2 festste- henden Führungseinrichtung 14.

Figur 4 zeigt in einer Schnittdarstellung entlang der Linie IV - IV aus Figur 2 durch den mittleren Bereich der Lamellen- bremse 1 die Anbindung der Stellvorrichtung/des Aktors 3 an die Betätigungseinrichtung/Rampeneinheit 9. Die Stellvorrich- tung/der Aktor 3 hat einen elektrischen Antrieb 16 mit einem Aktorgetriebe 17. Das Aktorgetriebe 17 hat ein als Zahnseg- ment ausgebildetes Ritzel 18 mit einem Hebelelement 19. Das Hebelelement 19 trägt ein Wälzlager 20 und ist zwischen Steu- erarmen 21, 22 der beiden Rampenscheiben 10, 11 angeordnet. Weiterhin haben die Rampenscheiben 10, 11 Stützarme 23, 24, mit denen sie den Führungsbolzen 15 gegenüberstehen. Beim An- trieb des Ritzels 18 durch den elektrischen Antrieb 16 wird das Hebelelement 19 zu einem der Steuerarme 22 ausgelenkt, wodurch die zugehörige Rampenscheibe 11 verdreht wird. Der Stützarm 24 dieser Rampenscheibe 11 hat hierdurch einen gro- ßen Abstand A zu dem nächsten Führungsbolzen 15. Die andere Rampenscheibe 10 stützt sich dabei mit dem Stützarm 23 an dem nächsten Führungsbolzen 15' ab.

In einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform ist das Hebelelement 19 als Steuernocken ausgebildet und auf einer Drehachse des Ritzels 18 angeordnet.

Figur 5 zeigt in einer Explosionsdarstellung einige Bauteile der Lamellenbremse 1. Hierbei ist zu erkennen, dass die elektrische Stelleinrichtung/elektrische Antrieb einen Elekt- romotor 25 hat. Das Aktorgetriebe 17 ist zwischen dem Elekt- romotor 25 und dem das Hebelelement 19 aufweisenden Ritzel 18 angeordnet. Zwischen den Rampenscheiben 10, 11 sind Kugeln 26 angeordnet, welche in sich verjüngenden Nuten 27 der Rampen- scheiben 10, 11 geführt sind. Die Nuten 27 sind tangential zur Drehrichtung der Rampenscheiben 10, 11 ausgerichtet.

Durch die Verjüngung werden die Kugeln 26 in Abhängigkeit von der Drehstellung der Rampenscheiben 10, 11 zueinander axial hervorbewegt und damit die Rampenscheiben 10, 11 gespreizt.

Rückholfedern zum Lösen der Vorspannung/Betätigung der Lamel- lenanordnungen 7,8 bei stromlosem Aktor 3 sind zur Vereinfa- chung der Zeichnung nicht dargestellt. Solche Rückholfedern sind an den Rampenscheiben 10, 11 befestigt und drücken diese Rampenscheiben 10, 11 gegen die dazwischen angeordneten Ku- geln 26 vor.

Anhand Fig. 6 ergeht ein hinreichend selbsterklärender, prin- zipieller, sowie bevorzugter Brems- + Antriebsstrang- Systemzusammenhang in Bezug auf die Mechatronikanlage, welche die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft inkorporiert. Dabei kooperieren und kommuniziert Reibungsbremse F.B in Ge- stalt der (Multi- ) Lamellenbremse 1 mit einem rekuperativ agierenden Antrieb (brems ) sträng (R.B.S) zwecks Erzeugung ei- ner summarischen Bremskraftwirkung ZFb, welche sich additiv aus einem Reibungsbremskraftanteil und aus einem rekuperati- ven (Antriebs- ) Bremskraftanteil zusammensetzt. Nur zwecks Klarstellung ist weiterhin hinzuzufügen dass eine elektrome- chanisch betätigbare (Multi- ) Lamellenbremse, wie diese anhand von Fig. 1 - 5 als bevorzugter Lösungsvorschlag konstruktiv beispielhaft verdeutlicht ist, prinzipiell keine implizite Lösefunktionalität beinhalten soll oder muss. Denn eine Mul- tilamellenbremse ist nicht ohne weiteres automatisch in die Lage versetzt, nach einer Bremsbetätigung selbsttätig bzw. stromlos, zu lösen. Vielmehr ist es erfindungsgemäß primär vorgesehen, dass eine Lösekraft von extern, gesondert, anhand von einer oder mehrerer vorgespannter Rückholfedern aufge- prägt ist. Demzufolge liegt erfindungsgemäß keineswegs zwin- gend eine starre Kopplung in Bremslöse-Richtung zwischen Ram- penscheibe 10,11 und Antrieb 16 vor. 1 Lamellenbremse

2 Gehäuse

3 Aktor

4 Antriebswelle

5 Flansch

6 Getriebe

7 Lamellenanordnung

8 Lamellenanordnung

9 Rampeneinheit

10 Rampenscheibe

11 Rampenscheibe

12 Belagscheibe

13 Zwischenscheibe

14 Führungseinrichtung

15 Führungsbolzen

16 elektr. Antrieb

17 Aktorgetriebe

18 Ritzel

19 Hebelgetriebe

20 Wälzlager

21 Steuerarm

22 Steuerarm

23 Stützarm

24 Stützarm

25 Elektromotor

26 Kugel

27 Nut

Bat. Stromversorgung (e.g. Akkumulator/Batterie/PowerCap)

D.B.R. (Driver Brake Request) = Fahrer- Bremsbetätigung/Bremslösen

ECU elektronische (Brems- ) Steuereinheit

Ext. Com. systemüberschreitende, externe Kommunikati- on/Datenbus

F.B. Reibungsbremse R.B.S. rekuperatives (Antriebs- ) /Bremssystem S (Brems- ) Lastmesseinrichtung

SFb Summarische Bremskraft

- - - - Signalfluss

_ Energiefluss