Die Erfindung bezieht sich auf eine Trommelbremse mit einer Bremstrommel und zwei an die Bremstrommel anlegbare, auf der Bremsbackenseite einer Trägerplatte befestigten Bremsbacken, die jeweils ein Druckende und ein Widerlagerende aufweisen, wobei sich zwischen den Druckenden eine Spreizeinrichtung und zwischen den Widerlagerenden ein Widerlager mit einer Lastmesseinrichtung befindet, das zur Bestimmung der am Widerlager herrschenden Last dient .

Eine elektrisch betätigbare Trommelbremse dieser Art, bei der die Spreizeinrichtung aus einem elektrischen Aktuator besteht, wird in der WO 99/53214 beschrieben.

Um bei einer Bremsbetätigung den Aktuator steuern bzw. regeln zu können, werden Informationen über die Stärke der in der Trommelbremse wirkenden Kräfte benötigt. Gemäß der WO 99/53214 wird an einer Stirnseite des Widerlagers ein Lastsensor an ^¬ geordnet, der die Kraft misst, mit der sich eine der Bremsbacken an dem Widerlager abstützt.

Diese Information ist aber zur Steuerung bzw. Regelung des elektrischen Aktuators nicht genau genug, da bei einer Bremsbetätigung die auf die Bremsbacken wirkenden Reibkräfte unterschiedlich sein können, so dass auch die von den Reibkräften beeinflussten Abstützkräfte für jede Bremsbacke unterschiedlich sein werden. Die Abstützkraft einer Bremsbacke gibt daher nicht genau die Gesamtstärke der in der Trommelbremse wirkenden Kräfte und Bremsmomente wieder.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine Trommelbremse mit einer Lastmesseinrichtung am Widerlager zu schaffen, die die Gesamtstärke der in der Trommelbremse wirkenden Kräfte bei einer Bremsbestätigung wiedergibt.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass das Widerlager als Ganzes als ein unter Last elastisches, nachgebendes, massives Bauteil ausgeführt ist, und dass ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sind, die die sich unter Last einstellende Verformung des Widerlagers erfassen. Da die Verformung des Widerlagers durch die beidseitig wirkenden Abstützkräfte bestimmt ist, bedeutet die Bestimmung der Ver ^¬ formung z. B. durch die in dem Widerlager auftretenden mechanischen Spannungen, dass ein Wert für die in der Bremse wirkenden Kräfte erhalten wird, der geeignet ist, den Aktuator zu steuern.

Die Verformung kann auch in der Weise erfasst werden, dass auch die Bremsmomente der jeweils einzelnen Bremsbacken erfasst und bestimmt werden können.

In einer ersten einfachen Ausführung ist das Widerlager in Form eines Ambosses ausgeführt, wobei sich die Widerlagerenden an den gegenüberliegenden Enden des Ambosskopfes anlegen. Wenn während einer Bremsung Kräfte auf den Ambosskopf ausgeübt werden, werden in diesem mechanische Spannungen aufgebaut bzw. in seinen Sockel eingeleitet.

Diese mechanischen Spannungen können vorzugsweise durch Dehnmessstreifen am Amboss erfasst werden. Bei dieser Ausführung wird somit die Verformung des Widerlagers indirekt über me ^¬ chanische Spannungen im Widerlager ermittelt. Eine andere Ausführung sieht vor, dass das Widerlager eine U-förmige Gestalt hat mit einer Basis und zwei Schenkeln, an deren Außenseite die Widerlagerenden der Bremsbacken abgestützt sind, wobei der oder die Sensoren von der Art sind, mit denen sich die unter der Last verändernden Neigung der Schenkel erfasst werden kann .

Dazu können ggf. Dehnmessstreifen an den Schenkeln vorgesehen werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der oder die Sensoren den Abstand der freien Enden der Schenkel erfassen.

Dies kann z. B. mittels Hallsensoren oder auf den anisotropen magnetoresistiven Effekt beruhenden AMR-Sensoren erfolgen, wozu die Schenkel mit Magneten versehen sind, die als Signalgeber für den Hallsensor bzw. AMR-Sensor fungieren.

Vorzugsweise können die freien Enden der Schenkel nach innen gerichtete Vorsprünge aufweisen, deren Stirnflächen durch einen Messspalt voneinander getrennt sind, dessen Breite mit Hilfe einer stromdurchflossenen Tauchspule, die um die Enden der beiden Vorsprünge angeordnet ist, erfasst werden kann, da die In ^¬ duktivität der Tauchspule von der Breite des Messspaltes abhängt.

Bei der eben beschriebenen Anordnung wird die Basis des Wi- derlagers an der Außenseite der Trägerplatte angebracht, wobei die Schenkel durch eine Öffnung in der Trägerplatte auf die Bremsbackenseite ragen, wo die Widerlagerenden an ihnen abgestützt sind. Vorzugsweise erfolgt die Abstützung an den Enden der Schenkel, so dass die Auswirkungen der Abstützkräfte auf den Messspalt maximal sind. Eine weitere Ausführung der Erfindung besteht darin, dass das Widerlager von einer an der Trägerplatte befestigten Säule getragen wird, die an der Innenseite der Basis anschließt, so dass die Schenkel zur Trägerplatte gerichtet sind.

Die Säule wird dabei vorzugsweise einstückig mit dem Widerlager ausgeführt .

Damit die Verformung durch die eingeleiteten Kräfte um ein Vielfaches vergrößert wird, ist vorgesehen, dass die Schenkel Verlängerungen aufweisen.

Damit die Messeinrichtung auf der Rückseite der Trägerplatte angeordnet werden kann, reichen diese Verlängerungen durch die Trägerplatte, wobei an deren freien Enden Signalgeber befestigt sind, die mit Signalnehmern zusammenwirken, um die Lageänderung der freien Enden der Verlängerungen zu bestimmen.

Bei den Signalgebern kann es sich z. B. um Magnete handeln.

Die Verlängerungen können einstückig mit den Schenkeln ausgeführt werden. Es sind aber auch Verlängerungsstangen denkbar, die in die Enden der Schenkel eingesteckt sind. Die Säule befindet sich auf einem Sockel, der auf der Vorderseite der Trägerplatte befestigt wird, wobei die Verlängerungen durch Öffnungen in dem Sockel geführt sind. Dies erlaubt es, die Signalnehmer und einen Stecker zum Verbinden der Signalnehmer mit einer Signalauswerteeinheit auf der der Säule abgewandten Seite des Sockels anzuordnen.

Die Signalgeber und Signalnehmer sowie ggf. eine Auswer ^¬ teelektronik befinden sich damit auf der Rückseite der Trägerplatte und sind vom Bremsbackenbereich abgedichtet räumlich getrennt. Die Hitze der sich bei einer Bremsung erwärmenden Trommel und der Bremsabrieb können somit nicht die Signaler ^¬ fassung und -auswertung beinträchtigen.

Im Folgenden soll anhand von drei Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:

Fig. 1 eine Bremstrommel mit einer ersten Ausführung des Widerlagers ,

Fig. 2 eine zweite Ausführung des Widerlagers und

Fig. 3 eine dritte Ausführung des Widerlagers.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen, die neben einer ersten Ausführung des Widerlagers den prinzipiellen Aufbau einer Trommelbremse zeigt.

Auf der Vorderseite einer Trägerplatte 1, die mit einem Achsträger gekoppelt wird, sind zwei Bremsbacken 2 , 3 angeordnet. Jede Bremsbacke verläuft auf einem Kreisbogen von etwas weniger als 180° und trägt an ihrer Außenseite einen Bremsbelag. Eine Bremstrommel, die mit der sich drehenden Achse gekoppelt ist und die aus Übersichtsgründen hier nicht gezeigt ist, umschließt die beiden Bremsbacken, so dass bei einer Bremsbetätigung der Bremsbelag gegen die Bremstrommel gedrückt wird, wodurch die sich dadurch einstellenden Reibkräfte die Achse und damit ein auf der Achse montiertes Rad abbremsen.

Zur Bremsbetätigung befindet sich an den Druckenden der Bremsbacken ein Spreizelement 4, das in unterschiedlichster Weise ausgelegt werden kann. Es kann sich um einen Hydraulikzylinder oder um einen elektrischen Aktuator handeln. Zwischen den anderen Enden der Bremsbacken, nämlich den Widerlagerenden, ist ein Widerlager 5 an der Trägerplatte 1 angeordnet, das in diesem Ausführungsbeispiel als massiver, aus einem Metall bestehenden Amboss ausgeführt ist. Dieser besitzt einen Ambosskopf 6, der über einen Ständer 7 in einen Sockel 8 übergeht. Der Ständer 7 ragt durch eine Öffnung 9 in der Trägerplatte 1, wobei der Sockel 8 an der Rückseite der Trä ^¬ gerplatte, also an der von den Bremsbacken 2, 3 abgewandten Seite befestigt ist.

Die beiden Bremsbacken 2, 3 sind an gegenüberliegenden Stirnseiten des Ambosskopfes 6 angelegt. Bei einer Betätigung der Bremse wird die Spreizeinrichtung 4 geweitet, so dass eine entsprechende Abstützkraft auf beiden Stirnseiten des Am- bosskopfes 6 ausgeübt wird. Das Material des Ambosskopfes 6 ist hart, aber dennoch elastisch verformbar, so dass die Kräfte eine Verformung des Ambosskopfes als auch eine Kippung des Ständers 7, soweit die Abstützkräfte nicht gleich groß sind, bewirken. Diese Verformung bzw. Kippung ist mit mechanischen Spannungen im Amboss verbunden, der durch Dehnmessstreifen erfasst werden kann, die an geeigneten Stellen am Amboss aufgebracht sind.

Eine Variante dieser Ausführung ist in Fig. 2 dargestellt. Hier erheben sich aus einer Basis 10 zwei Schenkel 11, 12, an deren freien Enden die Widerlagerenden der Bremsbacken abgestützt sind (Pfeile 13) . Die Basis 10 ist ähnlich wie der Sockel 8 an der Rückseite der Trägerplatte 1 befestigt, die Schenkel 11, 12 ragen durch eine Öffnung 9 zur Vorderseite der Trägerplatte 1.

Bei einer Bremsbetätigung werden die Schenkel zusammengedrückt. Der Abstand ihrer freien Enden kann gemessen werden. Dazu besitzen sie vorzugsweise zwei nach innen gerichtete Vorsprünge 14, 15, deren aneinander zugewandte Stirnseiten einen Messspalt 16 bilden. Die Breite des Messspaltes 16 repräsentiert die Verformung des Widerlagers und gibt somit ein Maß für die auf die Schenkel ausgeübte Kraft. Dieser Abstand kann auf verschiedene Weise gemessen werden. Wenn die Vorsprünge 14, 15 mit Magneten versehen sind, kann deren Abstand von einem linearen Hallsensor oder AMR Sensor (beide hier nicht dargestellt) erfasst werden. Denkbar wäre aber auch, den Spalt mit einer Tauchspule zu umgeben, deren Induktivität sich mit der Breite des Spaltes ändert, so diese ein Maß für die Verformung des Widerlagers 5 bildet.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführung des Widerlagers 5 dargestellt, bei der die Basis 10 oberhalb der Trägerplatte 1 angeordnet ist, so dass die beiden Schenkel 11, 12 zur Trä ^¬ gerplatte 1 weisen. Um dies zu erreichen, befindet sich zwischen den beiden Schenkeln eine Säule 20, die von einem Sockel 21 ausgeht. In der seitlichen Ansicht erhält das Widerlager damit die Form eines stilisierten Widderkopfes mit Hörnern. Die Schenkel 11, 12, die Basis 10, die Säule 20 und der Sockel 21 sind einstückig ausgeführt. Der Sockel 21 ist auf der Vorderseite der Trägerplatte 1 befestigt.

Denkbar ist eine - hier nicht dargestellte - Verschraubung des Sockels 21 direkt mit dem Achskörper, indem auf der Trägerplatte entsprechende Durchgriffe bereitgestellt werden, wobei ggf. die Trägerplatte im Kraftfluss mit verschraubt wird. Auf diese Weise ist der Sockel 21 sehr verwindungssteif angebunden. Die Widerlagerenden der beiden Bremsbacken sind an den Außenseiten der beiden Schenkel 11, 12 abgestützt.

Um den Abstand der beiden Schenkel messen zu können, besitzen diese Verlängerungen 22, 23 in Form von Stäben, die durch Öffnungen im Sockel 21 zur Rückseite der Trägerplatte 1 weisen. Dort befindet sich eine Messvorrichtung. Diese besteht aus Magneten 24, 25 an den freien Enden der Stäbe 22, 23. Den Magneten liegen magnetfeldempfindliche Sensoren (z. B. Hallsensoren oder AMR-Sensoren) gegenüber, die auf Platinen 26, 27 angebracht sind.

In den Öffnungen des Sockels 21 befinden sich Manschetten, die die Stäbe 22, 23 gegenüber der Öffnung abdichten. Die ganze Messanordnung befindet sich somit auf der von der Bremsein- richtung abgewandten Seite und ist daher vor Einwirkungen des Bremsabriebes und Hitze geschützt.

Das Widerlager 5 mit der Messeinrichtung kann vormontiert werden und als Ganzes an der Trägerplatte 1 befestigt werden.

Jedes elastische Widerlager 5 ist mit dem Mehrwert verknüpfbar, dass durch dessen kraftspeicherartig ausgelegte, reversible Elastizität mechanisch sowie automatisch-stromlos, die Ein ^¬ stellung einer zerstörerisch großen, übermäßigen Zuspannkraft gedämpft beziehungsweise vermieden werden kann (automatische, stromlose Zuspannkraftlimitierungsfunktion) . Ein weiterer Vorteil bezieht sich auf eine Verbesserung einer Parkbrems ^¬ funktion unter veränderten Randbedingungen. Denn es ist beispielsweise recht einfach ermöglicht, eine automatische Zu- spannkraftkompensation vorzusehen, falls beispielsweise eine heiß abgestellte Bremstrommel infolge Abkühlung schrumpft. Denn herkömmliche Trommelbremsen reagieren unter dieser geänderten Randbedingung nachteilig mit selbsttätigem Zuspannkraftanstieg . Umgekehrt hilft die elastische Federwirkung des Widerlagers 5 automatisch sogar nach einer Fahrzeugabstellung bei großer Kälte und wenn sich die Bremstrommel später unter Erwärmung (beispielsweise infolge Sonneneinstrahlung) erwärmt (also aus ^¬ dehnt) . Denn die herkömmlichen Trommelbremsen reagieren unter dieser geänderten Randbedingung nachteilig mit selbsttätigem Zuspannkraftverlust , was zusätzlichen Aufwand durch die Not ^¬ wendigkeit zusätzlicher Nachstellvorgänge auslösen kann.

Bezugs zeichenliste

1 Trägerplatte

2 Bremsbacken

3 Bremsbacken

4 Spreizeinrichtung

5 Widerlager

6 Ambosskopf

7 Ständer

8 Sockel

9 Öffnung

10 Basis

11 Schenkel

12 Schenkel

13 Pfeile

14 Vorsprünge

15 Vorsprünge

16 Messspalt 20 Säule

21 Sockel

22 Verlängerungen

23 Verlängerungen

24 Magnete

25 Magnete

26 Platine

27 Platine