ELECTROMECHANICALLY-OPERATED PARKING BRAKE

Elektroπtechanisch betätigbare Feststellbremse

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, die als eine Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" ausgeführt ist, mit einem von an einem Radträger angeordneten elektromechanischen Aktuator betätigbaren, schwimmend gelagerten Spreizschloss, das auf zwei Bremsbacken wirkt .

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 46 420 AI ist eine Trommelbremse bekannt, die während Betriebsbremsungen die Funktion einer Trommelbremse vom Typ „Simplex" erfüllt und während Feststellbremsvorgängen die Funktion einer Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" erfüllt. Dazu ist bei der vorbekannten Trommelbremse eine elektromechanisch betätigbare Vorrichtung vorgesehen, die die Wirkung der Abstützvorrichtung der beiden Bremsbacken aufhebt und eine schwimmende Lagerung realisiert. Durch diese Maßnahme werden gleichzeitig die Bremsbacken mit der Bremstrommel zur Durchführung eines Feststellbremsvorganges in Eingriff gebracht. Als weniger vorteilhaft ist bei der vorbekannten Trommelbremse anzusehen, dass die Bremsbacken während eines Feststellbremsvorganges nur um eine einzige vorbestimmte Wegstrecke verstellbar sind, die insbesondere bei verschlissenen Bremsbelägen nicht ausreichend ist, um die erforderliche Zuspannkraft zu erreichen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass auch bei verschlissenen Bremsbelägen die Zuspannkraft während eines Feststellbremsvorgangs zuverlässig verfügbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Spreizschloss durch eine Gewindemutter-Spindel-Anordnung gebil- det ist, deren Gewindemutter vom elektromechanischen Aktuator angetrieben wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass die Gewindemutter eine Geradverzahnung aufweist, die mit einem vom elektromechanischen Aktuator angetriebenen Schraubrad ein Schraubradgetriebe bildet.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungs- gegenstandes weist die Gewindemutter eine Geradverzahnung auf, die mit einem vom elektromechanischen Aktuator angetriebenen Zahnrad ein Stirnradgetriebe bildet .

Es ist vorgesehen, dass der elektromechanische Aktuator radial zur Bremstrommel unter einem dem vorhandenen Bauraum angepass- ten Winkel relativ zu einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Bremstrommel steht, angebracht ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der elektromechanische Aktuator tangential zur Bremstrommel angebracht.

Außerdem ist zwischen dem elektromechanischen Aktuator und dem Schraubrad bzw. dem Zahnrad ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die GewindemutterSpindel-Anordnung oder das Untersetzungsgetriebe selbsthemmend ausgebildet ist .

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass der elektromechanische Aktuator durch einen Elektromotor gebildet ist, der einen Sensor zur Erfassung der Position seines Rotors aufweist. Durch diese Maßnahme ist der Belagverschleiß der Bremsbacken ermittelbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist die Bremstrommel im mittleren Bereich einer Bremsscheibe angeordnet .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbei- spielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig.l eine vereinfachte Darstellung einer ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Feststellbremse,

Fig.2 eine Schnittdarstellung eines Spreizschlosses, das in der in Fig.l dargestellten Feststellbremse einsetzbar ist,

Fig.3a, b eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Feststellbremse in einer schematischen perspektivischen Darstellung in Rück- und in Vorderansicht und

Fig.4 eine Schnittdarstellung eines Spreizschloss, das in der in Fig.3 dargestellten Feststellbremse einsetzbar ist .

Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße 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 Bremstrommel 5, ein mit Reibflächen versehenes Paar von Bremsbacken 3, 4 und ein Spreizschloss 2 auf, das die Reibflächen der Bremsbacken 3, 4 mit der Innen- seite der Bremstrommel 5 in Eingriff bringen kann. Charakteristisch für die Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" ist eine frei bewegliche bzw. schwimmend gelagerte Abstützvorrichtung 14, die dem Spreizschloss 2 gegenüber liegt und zwischen den Bremsbak- ken 3, 4 angeordnet ist. Außerdem ist die Abstützvorrichtung 14 mit einer Nachstellvorrichtung kombiniert.

Bei der in Fig.l dargestellten ersten Ausführung ist der elektromechanische Aktuator 15 radial zur Bremstrommel 5 an einem nicht dargestellten Radträger vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 30° gegenüber der dargestellten Schnittebene angebracht, was hinsichtlich der beschränkten Bauraumverhältnisse am Rad besonders vorteilhaft ist . Der elektromechanische Aktuator 15 treibt über ein nicht näher beschriebenes Untersetzungsgetriebe 12 ein Schraubrad 1 an, wodurch das bereits erwähnte Spreizschloss 2, das anhand von Fig.2 noch näher erläutert wird, betätigt wird. Dabei ist das Spreizschloss 2 als Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 ausgebildet, deren Gewindemutter 6 auf der äußeren Oberfläche eine Verzahnung aufweist, die parallel zur Achse der Gewindemutter 6 verläuft. Mit dieser Geradverzahnung der Gewindemutter 6 bildet das eben erwähnte Schraubrad 1 ein Schraubradgetriebe. Bei einer Betätigung des Schraubrads 1 durch den elektromechanischen Aktuator 15 wird die Gewindemutter 6 in eine Rotationsbewegung versetzt. Aufgrund dieser Rotationsbewegung der Gewindemutter 6 vollzieht die Spindel 7 der Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 eine Translationsbewegung und bringt die beiden Bremsbacken 3, 4 mit der gewünschten Zuspannkraft auch bei verschlissenen Bremsbelägen mit der Bremstrommel 5 in Eingriff.

Um einen Feststellbremsvorgang durchführen zu können, ist entweder das Untersetzungsgetriebe 12 oder die GewindemutterSpindel-Anordnung 8 selbsthemmend ausgebildet. Durch diese Maß- nähme verbleiben die Bremsbacken 3 , 4 im stromlosen Zustand des elektromechanischen Aktuators 15 mit der Bremstrommel 5 in Eingriff .

Der bereits erwähnte elektromechanische Aktuator 15 wird durch einen Elektromotor gebildet und weist einen nicht dargestellten Sensor auf, der die Position seines Rotors erfasst. Dadurch ist ermittelbar, wie viele Umdrehungen der Rotor und damit sowohl das Schraubrad 1 als auch die Gewindemutter 6 vollziehen. Mit Hilfe dieser Informationen ist eine sehr zuverlässig arbeitende Belagverschleißerkennung der Bremsbacken 3, 4 realisierbar.

Das Spreizschloss 2 wird im Folgenden anhand von Fig.2 näher erläutert. Wie bereits erwähnt, wird das Spreizschloss 2 durch eine Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 gebildet, deren Gewindemutter 6 in einem Gehäuse 10 des Spreizschlosses 2 mit Hilfe eines Axiallagers 29 drehbar gelagert ist. Die Geradverzahnung auf der äußeren Oberfläche der Gewindemutter 6 ist lediglich schematisch angedeutet und das mit ihr in Eingriff stehende Schraubrad 1 lediglich im Schnitt dargestellt. Sobald der elektromechanische Aktuator das Schraubrad 1 antreibt, wird die Gewindemutter 6, wie bereits beschrieben, in Rotation versetzt. Dadurch vollzieht die Spindel 7 eine Translationsbewegung in der Zeichnung nach links und drückt die erste Bremsbacke 3 gegen die Bremstrommel 5. Die so erzielte Zuspannkraft stützt sich über das Axiallager 29 auf einem Druckstück 27 ab. Als Gegenreaktion wird auch die zweite Bremsbacke 4 gegen die Bremstrommel gedrückt und das Spreizschloss 2 zentriert sich selbst innerhalb der Bremstrommel 5. Um den eben beschriebenen Vorgang zu ermöglichen, muss das Spreizschloss 2 bzw. die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 frei beweglich, also schwimmend gelagert, sein. Aus diesem Grund bildet die Achse des elektromechanischen Aktuators 15 bzw. des Schraubrades 1 mit der Achse der geradverzahnten Gewindemutter 6 keinen rechten Winkel, sondern ist entsprechend der Steigung des Schraubrads 1 winkelverdreht. Dieser Winkelversatz ergibt die Möglichkeit, dass der gesamte Innenbereich des Spreizschlosses 2 im Gehäuse 10 axial verschiebbar ist. Dadurch werden die Spiele innerhalb der Bremstrommel 5 ausgeglichen.

Bei der in Fig.3a und Fig.3b dargestellten zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Feststellbremse ist der elektromechanische Aktuator 15 tangential zur Bremstrommel 5 an einem Schmutzblech 9 angebracht, das wiederum fest mit dem nicht dargestellten Radträger verbunden ist. Diese Anordnung des elektromechanischen Aktuators 15 ist ebenfalls vorteilhaft hinsichtlich der beschränkten Bauraumverhältnisse am Rad.

Der elektromechanische Aktuator 15 treibt über ein Untersetzungsgetriebe 22 ein Zahnrad 11 an, wodurch das Spreizschloss 2 betätigt wird und die beiden Bremsbacken 3, 4 mit der Innenseite der Bremstrommel 5 in Eingriff gebracht werden. Das Spreizschloss 2 wird wiederum aus einer Gewindemutter-Spindel- Anordnung 18 gebildet, wie es insbesondere in Fig.4 dargestellt ist. Die Gewindemutter 16 weist auf ihrer äußeren Oberfläche eine Geradverzahnung auf und bildet mit dem Zahnrad 11 ein geradverzahntes Stirnradgetriebe. Sobald der elektromechanische Aktuator 15 das Zahnrad 11 über das Untersetzungsgetriebe 22 antreibt, wird die Gewindemutter 16 in Rotation versetzt, wonach die Spindel 17 eine Translationsbewegung vollzieht und die der Spindel 17 zugeordnete Bremsbacke 3 gegen die Bremstrommel 5 drückt. Als Gegenreaktion wird auch die andere Bremsbacke 4 gegen die Bremstrommel 5 gedrückt und das Spreizschloss 2 zentriert sich selbst . Die für diesen Vorgang notwendige schwimmende Lagerung des Spreizschlosses 2 wird dadurch realisiert, dass das Zahnrad 11 mit der Gewindemutter 16 ein geradverzahn- tes Stirnradgetriebe bildet und das Zahnrad 11 breiter als die Geradverzahnung am Außenumfang der Gewindemutter 16 ausgeführt ist. Dadurch ist die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 18 horizontal frei beweglich, wie es insbesondere Fig.4 verdeutlicht.

Um einen Feststellbremsvorgang durchführen zu können muss wie bei der anhand von Fig.l und Fig.2 beschriebenen ersten Ausführung der erfinderischen Feststellbremse das Untersetzungsgetriebe 22 oder die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 18 selbsthemmend ausgeführt sein, damit die eingestellte Zuspannkraft nach Abschalten des elektromechanischen Aktuators 15 erhalten bleibt.

Bei beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungs- gemäßen Feststellbremse kann der elektromechanische Aktuator 15 mit den Bremsbacken 3, 4, der Abstützvorrichtung 14 und dem Schmutzblech 9 ein vormontierte Baugruppe bilden, die* bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen besonders einfach montiert werden kann.

Außerdem können beide beschriebene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Feststellbremse mit einer hydraulischen Scheibenbremse für Betriebsbremsungen kombiniert werden, indem die Bremstrommel 5 im mittleren Bereich einer Bremsscheibe angeordnet . Dies hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Feststellbremse mit einer besonders kostengünstigen Ansteuerung des elektromechanischen Aktuators 15 betrieben und die Leistungsanforderung an den elektromechanischen Aktuator 15 minimiert werden kann.