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Title:
ELECTROMAGNETICALLY ACTUATED DISK BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/042739
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electromagnetically actuated disk brake, comprising a housing (12) and a brake lining (14) which is impinged upon by an electrically actuated actuator which comprises an electric motor (20) and a spindle/nut gear system. The invention is characterized in that the electric motor (20) is configured as an internal-rotor motor with a stator (22) and a rotor (26), where the rotor is coupled to the spindle (36) in a non-rotating manner, in that the spindle (36) is coupled to the nut (42) in a kinematic manner so as to transmit a rotation of the spindle (36) into a translatory movement of the nut (42), in that the spindle (36) in its longitudinal direction is mounted in at least two points such that it can rotate in relation to the housing (12) and in that the nut (42) is guided in relation to the housing (12) in an axially sliding manner.

Inventors:
KOETH BORIS (DE)
MOHR KURT (DE)
OLIVERI SALVATORE (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/001081
Publication Date:
August 26, 1999
Filing Date:
February 19, 1999
Export Citation:
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Assignee:
LUCAS IND PLC (GB)
VARITY GMBH (DE)
KOETH BORIS (DE)
MOHR KURT (DE)
OLIVERI SALVATORE (DE)
International Classes:
F16D65/18; F16D65/14; F16D65/16; (IPC1-7): F16D65/16
Domestic Patent References:
WO1998034042A11998-08-06
Foreign References:
US5107967A1992-04-28
DE19543098A11996-12-12
DE19511287A11996-01-25
DE19511287A11996-01-25
DE19543098A11996-12-12
DE19605988A11997-08-21
Attorney, Agent or Firm:
Schmidt, Steffen (Wuesthoff & Wuesthoff Patent- und Rechtsanwälte Schweigerstrasse 2 München, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse mit einem Gehäuse (12), einem Bremsbelag, auf den ein elektrisch betätigbarer Aktuator wirkt, wobei der Aktuator einen Elektromotor (20) und eine Spindel/MutterGetriebeanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (20) als Innenläufermotor mit einem Stator (22) und einem Rotor (26) ausgebildet ist, dessen Ro tor (26) mit der Spindel (36) drehfest gekoppelt ist, die Spindel (36) getrieblich mit der Mutter (42) gekop pelt ist, um eine Rotationsbewegung der Spindel (36) in eine translatorische Bewegung der Mutter (42) umzusetzen, die Spindel (36) entlang ihrer Längserstreckung an we nigstens zwei Stellen drehbar gegenüber dem Gehäuse (12) ra dial gelagert ist, und die Mutter (42) gegenüber dem Gehäuse (12) axial glei tend geführt ist.
2. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (36) über Planetenrollen mit der Mutter (42) in Antriebsverbindung steht.
3. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (36) im Bereich ihrer beiden Enden drehbar gelagert ist, wobei vorzugsweise ein erstes Lager als Festla ger und ein zweites Lager als Loslager gegenüber dem Gehäuse (12) in axialer Richtung ausgestaltet ist.
4. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (42) in einer Gleitbuchse oder direkt in dem Gehäuse (12) gleitend geführt ist.
5. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerschild im Bereich des Endes der Spindel (36) vorgesehen ist, welches dem Bremsbelag zugewandt ist, um eine Lagerstelle für die Spindel (36) und/oder eine Lagerstelle für die Mutter (42) zu bilden.
6. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (42) wenigstens einen Fortsatz aufweist, der durch eine entsprechend gestaltete Öffnung in dem Lagerschild reicht und auf den Bremsbelag wirkt.
7. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager für die Spindel (36) an dem Lagerschild aufgenommen ist und durch zwischen den Öffnungen für die Fortsätze angeordneten Stegen gegen das Gehäuse (12) abge stützt ist.
8. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Fortsatz sowie die jeweilige Öffnung so gestaltet sind, daß die Mutter (42) gegenüber dem Gehäuse (12) gegen Verdrehen gesichert ist.
9. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremsbelag und dem Fortsatz/den Fortsätzen der Mutter (42) ein Zwischenelement angeordnet ist, das als Abschluß des Fortsatzes/der Fortsätze der Mutter (42) und/oder zur Aufnahme einer Abdichtung dient.
10. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bei dem Loslager aufgenommene Ende der Spindel (36) durch eine Federanordnung in axialer Richtung gegen das Ge häuse (12) vorgespannt ist.
11. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (36) mit einem Federspeicher (80) gekoppelt ist, der bei einer Zustellbewegung eine gegen diese Zustell bewegung gerichtete Arbeit aufnimmt, welche bei stromlosem Elektromotor (20) eine Rückstellbewegung der Spindel (36) bzw. der Mutter (42) bewirkt, so daß der Bremsbelag von einer Bremsscheibe (18) freikommen kann.
12. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Federspeicher im Bezug auf die Spindel (36), den Mo tor und das Gehäuse (12) derart angeordnet ist, daß mittels einer mit dem Federspeicher gekoppelten Kupplung der Lade /Entladevorgang des Federspeichers steuerbar ist.
13. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Federspeicher durch eine Torsionsfeder (80) gebildet ist, welche in einem Hohlraum im Inneren der Spindel (36) an geordnet ist.
14. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwimmsattel (10) zwei Bremsbeläge (14,16) trägt, zwischen denen eine Bremsscheibe (18) angeordnet ist, wobei der Schwimmsattel derart ausgebildet ist, daß er bei einer Zustellbewegung eine gegen diese Zustellbewegung gerichtete Arbeit als potentielle Energie speichert, welche bei stromlo sem Elektromotor (20) als freizusetzende kinnetische Energie eine Rückstellbewegung der Spindel (36) bzw. der Mutter (42) bewirkt, so daß der Bremsbelag von der Bremsscheibe (18) freikommt.
15. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Rollen/SpindelGetriebeanordnung eine weitere Getriebestufe vorzugsweise in Form eines Planetenge triebes vorgesehen ist.
16. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (80) an einem aus der Spindel (36) herausragenden Ende mit einem Drehmomentbegrenzer (110) ge trieblich verbunden ist, so daß nach einer vorbestimmten Tor sionsbewegung der Torsionsfeder (80) in Zustellrichtung der Fahrzeugbremse das für eine gegen die Zustellbewegung gerich tete Rückstellbewegung erforderliche Drehmoment erreicht und konstant gehalten werden kann.
17. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (36) mit einem Zahnkranz (112) drehfest ver bunden ist, der mittels der Lagerzapfen (94) der Planetenrä der (96) in Rotationsbewegung versetzbar ist und mittels ei ner Sperrklinke (114) arretierbar ist.
18. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach An spruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (114) mittels eines bistbilen Stromstoß magneten (116) betätigbar ist, der nur zum Umschalten mit Strom zu beschicken ist.
Description:
Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse mit einem Gehäuse und einem an dem Gehäuse verschiebbar gelagerten Bremsbelag, auf den ein elektrisch betätigbarer Aktuator wirkt, wobei der Aktuator einen Elek- tromotor und eine Spindel/Mutter- (Getriebe) Anordnung auf- weist.

Derartige Fahrzeugbremsenanordnungen insbesondere in der Form von Scheibenbremsen sind für sogenannte Brake-by-Wire-Systeme bekannt.

Diesen Anordnungen liegt die Problemstellung zugrunde, die Rotationsbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung der Bremsbeläge relativ zu der Bremsscheibe umzuset- zen, wobei einerseits hohe Zustellkräfte und andererseits ei- ne hohe Dynamik der Zustellbewegung gefordert ist. Darüber hinaus besteht die Anforderung nach einer hohen Zuverlässig- keit mit einem hohen mechanischen Wirkungsgrad innerhalb ei- nes breiten Temperaturbetriebsbereiches, wie er bei Fahrzeug- bremsen auftritt. Weiterhin ist die Forderung nach einer Selbstlösefähigkeit der Bremsbeläge von der Bremsscheibe bei Stromausfall des Elektromotors zu erfüllen. Des weiteren ist der begrenzte Bauraum am Fahrzeugrad effizient zu nutzen und die ungefederten Massen sind gering zu halten. Ein weiterer Ggsichtspunkt beim Einsatz von Spindel/Mutter-Anordnungen zur Übertragung der Rotationsbewegung in eine Translationsbewe- gung ist, daß möglichst keine Querkräfte oder Biegemomente in das Spindelgetriebe eingeleitet werden, da die Spindeln in der Regel hierfür nicht ausgelegt und der Spindelwirkungsgrad dann deutlich verschlechtert wird.

Die Wahl der Spindelsteigung und des Spindeldurchmessers sind maßgeblich von der geforderten Spindelaxialkraft und dem ver- fügbaren Antriebsmoment an der Spindelmutter abhängig. Außer- dem muß die von der Spindel bereitgestellte Axialkraft durch eine ausreichend dimensionierte Axiallagerung abgestützt wer- den.

Die DE 195 11 287 A1 zeigt eine Schwimmsattelbremse, bei der ein als Außenläufer ausgebildeter Elektromotor eine mit dem Läufer des Elektromotors starr gekoppelte Mutter antreibt.

Über mit der Mutter in Eingriff befindliche Gewinderollen wird eine Gewindespindel in axialer Richtung verschoben, wenn der Elektromotor die Mutter und damit die Gewinderollen in Rotation versetzt. Die Gewindespindel wirkt auf einen Brems- belag. Die Gewindespindel ist durch die Gewinderollen in dem Läufer des Elektromotors gelagert. Der Läufer des Elektromo- tors ist an seinem der Bremsbelag zugewandten Ende über ein sich am Gehäuse abstützendes Radiallager gefuhrt.- Aus der DE 195 43 098 A1 ist eine Schwimmsattelbremse be- kannt, bei der ein als Innenläufer ausgebildeter Elektromotor eine Gewindespindel antreibt. Die Spindel weist ein Außenge- winde auf, welches mit Gewinderollen im Eingriff steht, die entlang des Umfangs der Spindel verteilt angeordnet sind. An der Peripherie der Rollen greift ein Innengewinde einer Ge- windebüchse ein. Die Gewindebüchse ist mit einem Bremsbelag verbunden, so daß bei einer Rotation des Motors der Bremsbe- lag in axialer Richtung verschoben wird. Der Läufer des Elek- tromotors ist mit einer Hohlachse zur Aufnahme der Spindel- stange versehen. An seiner Rückseite ist der Läufer mit einem Radiallager gegen das Gehäuse und mit einem Axiallager an der Spindelstange abgestützt.

Bei den beiden vorgenannten Anordnungen werden im Betrieb entweder Querkräfte vom Elektromotor auf die Kontaktstelle zwischen der Spindel und den Rollen ausgeübt, oder die Brems- beläge erzeugen Rückwirkungskräfte auf die Kontaktstellen

zwischen der Spindel und den Rollen. In beiden Fällen ist er- höhter Verschleiß und erhöhte Reibungskräfte zwischen den Be- rühungsstellen an der Spindel bzw. den Rollen die Folge. Dies hat zur Folge, daß die Fähigkeit zur Selbstlösung und die Präzision der Stellbewegung beeinträchtigt wird.

Aus der DE 196 05 988 A1 ist eine Schwimmsattelbremse be- kannt, bei der ein Elektromotor mit einem innenliegenden Ro- tor eine Gewindespindel antreibt. Um mit einem kleinen An- triebsmotor auszukommen, ist der Rotor als Becher ausgeführt, in dessen Inneren die Gewindespindel angeordnet ist. Die Ge- windespindel stützt sich lediglich mit einem Ende am Boden des Bechers ab, welcher durch eine axiale-und zwei radiale Lager am Gehäuse abgestützt ist. Entlang ihrer Längserstrek- kung ist die Gewindespindel nicht weiter abgestützt, so daß das andere Ende der Gewindespindel frei ist. An der Gewinde- spindel liegen Planetenrollen an, mittels deren eine Drehbe- wegung der Gewindespindel in eine Axialverschiebung einer Mutter übertragen wird. Die Mutter stützt sich radial an der Innenseite des becherförmigen Rotors, bzw. dessen radialen Lagerungen ab. Da das zweite axiale Ende der Gewindespindel nicht radial gelagert ist, hat diese Anordnung den Nachteil, daß ein durch mechanische Belastung und Verschleiß bedingter Versatz des freien Endes der Gewindespindel eine exzentrische Drehbewegung zur Folge hat, so daß die Planetenrollen un- gleichmäßig belastet und die Stellbewegung unpräzise wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugbremse der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß diese Nachteile behoben sind.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß der Elektromotor als Innenläufermotor mit einem Stator und einem Rotor ausge- bildet ist, dessen Rotor mit der Spindel drehfest gekoppelt ist, die Spindel getrieblich mit der Mutter gekoppelt ist, um eine Rotationsbewegung der Spindel in eine translatorische Bewegung der Mutter umzusetzen, die Spindel entlang ihrer

Längserstreckung an wenigstens zwei Stellen drehbar gegenüber dem Gehäuse radial gelagert ist, und die Mutter gegenüber dem Gehäuse axial gleitend geführt ist.

Die im Stand der Technik vorgesehenen Lageranordnungen stel- len für dieses Problem keine Lösung dar. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung gleicht durch die axiale Gleitführung der Mut- ter auf diese wirkende Querkräfte von den Bremsbacken her aus, so daß keine Querkräfte auf die Rollen übertragen wer- den. Die zweifache Lagerung der Spindel bewirkt, daß vom Elektromotor kommende Querkräfte vom Gehäuse aufgenommen wer- den, ohne daß sie Verformungen der Spindel bewirken können.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht die Spindel über Planetenrollen mit der Mutter in Antriebsverbin- dung.

Die Spindel ist im Bereich ihrer beiden Ende drehbar gela- gert. Dabei ist vorzugsweise ein erstes Lager als Festlager und ein zweites Lager als Loslager gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung ausgestaltet. Dies erlaubt eine Kompensation von Kräften, welche ein axiale Auswandern der Spindel verur- sachen.

Die Mutter ist in einer Gleitbuchse oder direkt in dem Gehäu- se gleitend geführt. Eine direkte Führung der Mutter in dem Gehäuse (ohne separate Gleitbuchse) verringert den Herstel- lungsaufwand.

Im Bereich des dem Bremsbelag zugewandten Endes der Spindel ist erfindungsgemäß ein Lagerschild vorgesehen, welches eine Lagerstelle für die Spindel und/oder eine Lagerstelle für die Mutter bildet. Das Lagerschild kann dabei entweder einstückig mit dem Gehäuse ausgeführt sein, oder als separat in eine entsprechende Öffnung in dem Gehäuse eingebrachtes Bauteil ausgeführt sein. Damit kann das Lagerschild eine doppelte Funktion einnehmen, wobei eine definierte Zuordnung der La-

gerstelle für die Spindel und der Lagerstelle für die Mutter auf einfache Weise präzise herzustellen ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Mut- ter wenigstens einen Fortsatz auf, der durch eine entspre- chend gestaltete Öffnung in dem Lagerschild hindurchreichen kann, um die Axialbewegung der Mutter durch das Lagerschild nach außen auf den Bremsbelag zu übertragen.

Vorzugsweise ist das zweite Lager für die Spindel (also das Loslager) in einer entsprechenden Ausnehmung in dem Lager- schild aufgenommen und durch zwischen den Öffnungen zwischen die Fortsätze der Mutter angeordneten Stegen gegen das Gehäu- se abgestützt. Diese besonders bevorzugte Ausgestaltung er- laubt eine sehr kompakte und geschlossene Ausgestaltung der Anordnung.

Vorzugsweise sind der oder jeder Fortsatz der Mutter sowie die jeweils zugehörige Öffnung so gestaltet, daß die Mutter gegenüber dem Gehäuse gegen Verdrehen gesichert ist. Gegen den Bereich der Öffnungen ist damit die Mutter zusätzlich so- wohl in axialer als auch in radialer Richtung geführt.

Um ein Eindringen von Staub oder Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses zu vermeiden, ist vorzugsweise zwischen dem Bremsbelag und dem oder den Fortsätzen der Mutter ein Zwi- schenelement angeordnet, das als Abschluß des/der Fortsätze der Mutter bzw. zur Aufnahme einer Abdichtung (z. B. in Ge- stalt eines Faltenbalges) dient.

In besonders bevorzugter Weise ist das bei dem Loslager auf- genommene Ende der Spindel durch eine Federanordnung in axia- ler Richtung gegen das Gehäuse vorgespannt. Damit können ins- besondere durch Temperaturschwankungen bedingte Ausdehnungen der Spindel oder des Gehäuses, aber auch von anderen Bautei- len, kompensiert werden.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Spindel mit einem Fe- derspeicher gekoppelt, der bei einer Zustellbewegung eine ge- gen diese Zustellbewegung gerichtete Arbeit aufnimmt, welche bei stromlosen Elektromotor eine Rückstellbewegung der Spin- del bzw. der Mutter bewirkt. Auf diese Weise ist sicherge- stellt, daß der Bremsbelag von der Bremsscheibe freikommen kann.

Um eine besonders raumsparende Anordnung des Federspeichers zu erreichen, kann diese als in einer Längsbohrung der Spin- del ausgeführter Torsionsstab ausgestaltet sein. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Spindel/Mutter-Anord- nung selbsthemmend ausgeführt sein kann, so daß eine Park- bremsfunktion realisierbar ist. Durch eine gesteuerte Aufla- dung bzw. Endladung des Federspeichers kann auch bei nicht- funktionsfähigem Elektromotor die Spindel entgegen der Zu- stellbewegung durch den Federspeicher in Rotation versetzt werden, so daß die Bremsscheibe und der Bremsbelag voneinan- der freikommen.

Bevorzugt ist der Federspeicher im Bezug auf die Spindel, den Motor und das Gehäuse derart angeordnet, daß mittels einer mit dem Federspeicher gekoppelten Kupplung der Lade-/Entlade- vorgang des Federspeichers steuerbar ist.

Besonders bevorzugt weist die Scheibenbremse einen Schwimm- sattel auf, der zwei Bremsbeläge trägt, zwischen denen die Bremsscheibe angeordnet ist. Der Schwimmsattel ist derart ausgebildet, daß er bei einer Zustellbewegung eine gegen die- se Zustellbewegung gerichtete Arbeit aufnimmt, welche bei stromlosem Elektromotor eine Rückstellbewegung der Spindel bzw. der Mutter bewirkt, so daß der Bremsbelag von der Brems- scheibe freikommt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, auf ei- nen besonderen Federspeicher zu verzichten und gestaltet eine besonders einfache Bauweise der Scheibenbremse.

In einer weiteren Ausführungsform ist zusätzlich zu der Rol- len/Spindel-bzw. der Mutter/Spindel- (Getriebe) Anordnung eine weitere Getriebestufe vorzugsweise in Form eines Planetenge- triebes vorgesehen.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Abwandlungsmöglichkeiten werden anhand der Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen elektromechanisch betätigbaren Scheiben- bremse in einer schematischen Längsschnittdarstel- lung.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die elektrome- chanisch betätigbare Scheibenbremse gemäß Fig. 1 längs der Schnittlinien A-A.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen elektromechanisch betätigbaren Scheiben- bremse in einer Längsschnittdarstellung.

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen elektromechanisch betätigbaren Scheiben- bremse in einer Längsschnittdarstellung.

Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch die elektrome- chanisch betätigbare Scheibenbremse gemäß Fig. 4 längs der Schnittlinien B-B.

Die in Fig. 1 schematisch veranschaulichte elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse ist als Schwimmsattelbremse mit einem Schwimmsattel 10 ausgestaltet, der mit einem Gehäuse 12 fest verbunden ist. In dem Schwimmsattel 10 sind zwei Brems- beläge 14,16 aufgenommen, zwischen denen eine lediglich teilweise schematisch angedeutete Bremsscheibe 18 angeordnet ist.

In dem Gehäuse 12 ist ein Innenläufermotor 20 aufgenommen.

Dabei ist ein aus Eisenblechen aufgebauter Stator 22 mit ei- ner entsprechenden Statorwicklung 24 in das Gehäuse einge- preßt. Ein Rotor 26 des Elektromotors 20 weist an seinem dem Bremsbelag 14 abgewandten Ende eine Stufe 28 auf, die einen Bund 30 trägt. Der Bund 30 ist in ein Kugellager 32 einge- paßt, das in einer entsprechenden Ausnehmung in dem Gehäuse 12 aufgenommen ist. Mittels einer als Verdrehsicherung wir- kenden Paßfeder 34 ist ein erstes Ende einer Gewindespindel 36 in dem Bund 30 des Rotors 28 verdrehgesichert aufgenommen.

Dieses erste Ende der Gewindespindel 36 ist somit ebenfalls durch das Kugellager 32 gegen das Gehäuse abgestützt. Da die- ses erste Ende der Gewindespindel 36 in die Stufe 30 des Ro- tors 26 fest eingepreßt ist, wird hierdurch ein Festlager für die Gewindespindel 36 gebildet. Die Gewindespindel 36 weist ein Außengewinde 38 auf, das mit mehreren (drei oder mehr) zylindrischen Gewinderollen 40 im Eingriff steht.

Die mit der Gewindespindel 36 kämmenden Gewinderollen 40 sind in radialer Richtung so dimensioniert, daß sie mit einer Mut- ter 42, die die Form einer hohlzylindrischen Innengewinde- büchse aufweist, ebenfalls im Eingriff stehen. Die Mutter 42 erstreckt sich koaxial zu der Gewindespindel 36 bis zu einem Lagerschild 44, welches das Gehäuse abschließt. Das Lager- schild 44 ist becherförmig ausgestaltet und trägt an seiner zylindrischen Innenwand eine Gleitbuchse 46 als radiale Füh- rung für die Mutter 42. Das Lagerschild 44 weist an seinem offenen Ende einen nach außen gerichteten Bund 48 auf, der in eine entsprechende Vertiefung in dem Deckel 50 des Gehäuses 12 aufgenommen ist. Der Bund 48 verhindert somit ein Auswan- dern des Lagerschildes 44 in axialer Richtung.

Das Lagerschild 44 weist eine mit der Gewindespindel 46 fluchtende Vertiefung auf, in der ein zweites Kugellager 52 aufgenommen ist. Das Kugellager 52 ist durch eine Tellerfeder 54 in den Boden der Ausnehmung in der Weise abgestützt, daß

die Tellerfeder 54 am äußeren Ring 52a des Kugellagers 52 an- greift. Das Kugellager 52 ist in der Öffnung des Lagerschil- des 54 spielfrei axial verschieblich aufgenommen, so daß das Kugellager 52 bzw. das Lagerschild 44 ein Loslager für die Gewindespindel 36 bildet.

In radialer Richtung weiter außen als der äußere Umfang des Kugellagers 52 weist das Lagerschild 44 halbkreisringförmige Öffnungen 60 auf (siehe Fig. 2), durch die gegengleich ge- staltete Fortsätze 62 der Mutter 40 reichen. Bei einer Betä- tigung des Elektromotors 20 wird durch die Drehbewegung der Gewindespindel 36 bzw. der Gewinderollen 40 die Mutter 42 in eine Längsbewegung versetzt, durch die die Fortsätze 62 in den Öffnungen 60-je nach Drehrichtung des Elektromotors 20 -heraus-oder hineinfahren. Zwischen den Öffnungen 60 sind Stege 64 angeordnet, durch die ein Verdrehen der Mutter 42 bzw. deren Fortsätze 62 verhindert wird. Mit ihrem freien En- de greifen die Fortsätze 62 in entsprechend gestaltete Aus- nehmungen in einem plattenförmig gestalteten Zwischenelement 70 ein, das als Abschluß der Fortsätze 62 der Mutter 40 dient. Darüber hinaus dient das Zwischenelement 70 der Auf- nahme eines rohrförmigen Faltenbalges 72, dessen eines Ende an dem Zwischenelement 70 und dessen anderes Ende an der Au- ßenseite des Lagerschildes 44 aufgenommen ist. Durch das Zwi- schenelement 70, welches die Fortsätze 62 in entsprechend ge- stalteten Ausnehmungen aufnimmt, wird verhindert, daß bei ei- ner axialen Belastung der Mutter 40 die Fortsätze 62 seitlich ausknicken.

Das Zwischenelement 70 wirkt flächig auf den Bremsbelag 14, so daß bei einer Betätigung des Elektromotors im Sinne eines Zustellens der Scheibenbremse der Bremsbelag 14 gegen die Bremsscheibe 18 gedrängt wird. Bei der Zustellbewegung der Mutter 40 wird dabei auch die Bremsscheibe gegen den zweiten Bremsbelag 16 gedrängt. Der Schwimmsattel 10 nimmt diese Ar- beit auf und schließt den Kraftfluß zum Gehäuse 12. Der Schwimmsattel 40 kann so gestaltet sein, daß er eine gewisse

Elastizität aufweist und bei einer Zustellbewegung eine gegen diese Zustellbewegung gerichtete Arbeit in einer elastischen Verformung speichert, bis der Elektromotor 20 stromlos wird.

Dann wird diese Arbeit frei und drängt über die Bremsscheibe 18 und den Bremsbelag 14 die Spindel bzw. Mutter in eine Rückstellbewegung. Dabei kann die Haltekraft einer selbsthem- menden Spindel/Mutter-Anordnung überwunden werden, so daß der Bremsbelag 14 von der Bremsscheibe 18 freikommt.

Durch die Tellerfeder 54 ist das Lager 52 und damit auch die Gewindespindel 36 in axialer Richtung in dem Gehäuse federnd eingespannt, so daß zwischen der Gewindespindel 36 und den Gewinderollen 40 bzw. den Gewinderollen 40 und der Mutter 42 kein nennenswertes Spiel auftreten kann.

In Fig. 3 sind gegenüber Fig. 1 oder Fig. 2 gleiche oder gleichwirkende Teile mit den identischen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bzw. Fig. 2 versehen und werden nachstehend nicht nochmals im Detail erläutert. Gleiches gilt für die weiter unten erläuterten Fig. 4 und Fig. 5.

Der Hauptunterschied zwischen der Ausführungsform aus Fig. 1 und der Ausführungsform in Fig. 3 besteht darin, daß die Ge- windespindel 36 mit einem Federspeicher in Gestalt einer Tor- sionsfeder 80 gekoppelt ist, der bei einer Zustellbewegung der Mutter 40 eine gegen diese Zustellbewegung gerichtete Kraft aufnimmt. Bei einem stromlosen Elektromotor (20) be- wirkt ein aufgeladener Federspeicher 80 eine gegen die Zu- stellbewegung gerichtete Rückstellbewegung der Spindel bzw. der Mutter. Damit kann der Bremsbelag von der Bremsscheibe freikommen, insbesondere dann, wenn eine selbsthemmende Spin- del/Mutter-Anordnung eingesetzt wird. Die Torsionsfeder 80 ist aus Platzgründen im Inneren der Gewindespindel 36 ange- ordnet. Dazu ist die Torsionsfeder 80 an ihrem einen Ende (im Bereich des Loslagers 52) gegen Verdrehen gesichert in einer Bohrung aufgenommen. Das andere Ende der Torsionsfeder 80 (im Bereich des Kugellagers 32) ragt stirnseitig aus der Gewinde-

spindel 36 heraus. Das aus der Gewindespindel 36 herausragen- de Ende der Torsionsfeder 80 ist in einer Kupplung 82 aufge- nommen, die elektrisch betätigbar ist um die Torsionsfeder 80 gesteuert gegenüber dem Gehäuse 12 zu verspannen oder freizu- geben, wobei das von der Torsionsfeder 80 aufgebrachte Dreh- moment begrenzt wird.

Bei Verwendung einer selbsthemmenden Spindel/Mutter-Anordnung zusammen mit einem nichtelastischen Schwimmsattel läßt sich auch eine Parkbremsfunktion realisieren. Hierzu wird die Tor- sionsfeder 80 von der elektrisch betätigbaren Kupplung 82 ge- genüber dem Gehäuse 12 freigeben, so daß keine gegen die Zu- stellbewegung gerichtete Rückstellbewegung der Gewindespindel 36 bzw. der Mutter 42 erfolgen kann, wodurch nach Betätigung zum Parken der Bremsbelag 14 (, 16) mit der Bremsscheibe 18 in Reibschluß verbleibt. Demgegenüber wird zur Realisierung der Betriebsbremsfunktion die Torsionsfeder 80 von der elektrisch betätigbaren Kupplung 82 gegenüber dem Gehäuse 12 verspannt, so daß bei einer Rotation der Gewindespindel 36 die Torsions- feder verdreht wird und damit eine gegen die Zustellbewegung gerichtete Arbeit aufgebracht wird. Diese Arbeit wird bei stromlosem Elektromotor eine Rückstellbewegung auf die Spin- del bzw. Mutter ausüben, so daß der Bremsbelag von der Brems- scheibe freikommen kann.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 insofern, als eine zweite Ge- triebestufe in Form eines Planetengetriebes 90 vorgesehen ist. Dazu ist der mittels eines Kugellagers 32 im Gehäuse 12 gelagerte Planetenträger 91 mit mehreren Öffnungen versehen, in denen Lagerzapfen 94 für Planetenräder 96 aufgenommen sind. Die Planetenräder kämmen mit einem Zahnkranz 100 mit Innenverzahnung. Im Bereich des von dem Bremsbelag 14 ablie- genden Ende der Gewindespindel 36 ist der Planetenträger 91 mittels einer Verdrehsicherung 34 drehfest verbunden. Im Be- reich des vom Bremsbelag 14 abliegenden Ende bildet der Rotor 26 ein Sonnenrad 98. Ein zusätzliches Kugellager 102 bildet

ein Loslager für den Rotor 26, während das Kugellager 92 ein Festlager für den Rotor 26 bildet. Durch die zweistufige Aus- führung des Getriebes sind höhere Zustellkräfte erzielbar.

Darüber hinaus kann die Spindel/Mutter-Anordnung durch eine entsprechend gewählte Gewindesteigung selbstlösend ausgebil- det sein.

Bei der Fig. 4 handelt es sich um eine dritte Ausführungs- form, die wie die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform die Gewindespindel 36 mit einem Federspeicher in Gestalt einer Torsionsfeder 80 gekoppelt hat. Allerdings ist das stirnsei- tig aus der Gewindespindel 36 herausragende Ende der Torsi- onsfeder 80 in einem Drehmomentbegrenzer 110 aufgenommen, der rein mechanisch funktioniert. Sobald die Torsionsfeder 80 nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen bzw. einem be- stimmten Anteil einer Umdrehung in Zustellrichtung das für die gegen die Zustellbewegungen gerichtete Rückstellbewegung erforderliche Moment erreicht hat, wird dieses Moment von dem Drehmomentbegrenzer 110 nahezu konstant gehalten.

Weiterhin ist die weitere Ausführungsform für die Parkbrems- funktion eingerichtet. Dazu ist, wie aus der Schnittdarstel- lung entlang der Schnittlinie B-B in Fig. 5 hervorgeht, ein mit der Gewindespindel 36 drehfest verbundener (Säge) Zahn- kranz 112 vorgesehen, der über die Achsen der Planetenräder 96 der zweiten Getriebestufe elektromotorseitig angetrieben ist. Der mit der Gewindespindel 36 drehfest verbundene (Säge) Zahnkranz 112 ist mittels einer Sperrklinke 114 arre- tierbar, wobei die Sperrklinke 114 elektrisch betätigbar ist.

Zum Parken wird nun die Bremse betätigt, was unter anderem wie bei der Betriebsbremse üblich über das Bremspedal gesche- hen kann, bis die notwendige Zuspannkraft erreicht ist. An- schließend wird die Sperrklinke 114 betätigt, wodurch der (Säge) Zahnkranz 112 arretiert wird, so daß eine Rückstellbe- wegung ausgeschlossen wird, und folglich der Bremsbelag 14 mit der Bremsscheibe 18 in Reibschluß verbleibt. Im Unter- schied zu der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform muß

hierbei die Spindel/Mutter-Anordnung also nicht notwendiger- weise selbsthemmend ausgeführt werden, um die Parkbremsfunk- tion zu ermöglichen.

Besonders vorteilhaft ist, wenn zur Betätigung der Sperrklin- ke 114 ein"bistabiler" (elektrotechnischer, elektromagneti- scher) Umschalter 116 eingesetzt wird, der nur zum Umschalten bestromt zu werden braucht, beispielsweise mit einem impuls- förmigen Strom, und nach dem Umschalten stromlos in seiner zuletzt eingenommenen Stellung verharrt. Selbiges gilt für die Ausführung der elektrisch betätigbaren Kupplung gemäß Fig. 3.

Obwohl die vier Ausführungsformen vorstehend getrennt vonein- ander beschrieben sind, versteht sich für einen Fachmann, daß einzelne Aspekte einer Ausführungsform auch in die jeweils anderen beiden Ausführungsformen übertragen werden können oh- ne dabei den Erfindungsgedanken zu verlassen.

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