DE10118871A1

DE10118871A1 - Braking device for vehicle has drive shaft mounted to rotate about its longitudinal axis and ramp surface of ramp unit formed on inside of bottom of pot-shaped brake piston

Info

Publication number: DE10118871A1
Application number: DE2001118871
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Zielfleisch; Alexander Zernickel
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-10-24

Abstract

The device has a rotation symmetrical actuation element axially movable relative to the brake disc via a ramp unit and connected to an electric motor via a drive shaft mounted to rotate about its longitudinal axis. The actuation element is a pot-shaped brake piston with which the ramp unit is connected via a threaded nut engaging the threaded spindle drive shaft. One ramp unit ramp surface is formed on the inside of the bottom of the brake piston. The device has a rotation symmetrical actuation element axially movable relative to the brake disc via a ramp unit and connected to an electric motor via a drive shaft. The actuation element is a pot-shaped brake piston (3) with which the ramp unit is connected via a threaded nut engaging the threaded spindle drive shaft. The drive shaft (2) is in the form of a shaft mounted to rotate about its longitudinal axis and one ramp surface (11) of the ramp unit is formed on the inside of the bottom of the pot-shaped brake piston.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem rotati onssymmetrischen Betätigungsorgan, welches innerhalb eines eine Brems scheibe und zwei Bremsbeläge enthaltenden Gehäuses über eine Bewegun gen übertragende, zwei Rampenflächen mit dazwischen angeordneten Wälz körpern aufweisende Rampeneinheit zu der Bremsscheibe hin und von dort fort axial verstellbar sowie über eine als Gewindespindel ausgebildete Antriebs welle mit einem die jeweilige Verstellung bewirkenden Elektromotor verbunden ist, wobei das Betätigungsorgan als topfförmiger Bremskolben ausgeführt ist, mit welchem die Rampeneinheit mittels einer die Gewindespindel umgreifenden Gewindemutter eines in den Bremskolben hineinragenden Teilstücks der An triebswelle bewegungsmäßig verbunden ist.The invention relates to a braking device for a vehicle, with a rotati onsymmetrical actuator, which within a brake disc and two brake pads housing via a movement transferring, two ramp surfaces with roller arranged in between body having ramp unit towards and away from the brake disc axially adjustable and via a drive designed as a threaded spindle shaft connected to an electric motor causing the respective adjustment is, wherein the actuator is designed as a cup-shaped brake piston, with which the ramp unit by means of a gripping around the threaded spindle Threaded nut of a section of the protruding into the brake piston drive shaft is connected in terms of movement.

Background of the Invention

Eine solche Bremsvorrichtung ist in der Druckschrift DE 198 53 721 A1 offen bart. Dort ist die als Gewindespindel ausgebildete Antriebswelle in konstruktiv aufwendiger Weise über eine Spindelmutterhülse axial verschiebbar angeordnet. Mit der Antriebswelle verschiebt sich dort auch der Bremskolben, weil er an einem Ende der Antriebswelle mit dieser verbunden ist. Die Spindelmutter hülse ist in dem Gehäuse um ihre Längsachse drehbar gelagert und außerdem mit einem Axiallager axial abgestützt. Sie wird von einem Stellantrieb in Dre hung versetzt und überträgt ihre Drehbewegung über ein Rampenlager und eine Kupplung auf die Gewindemutter. Auf diese Weise wird eine Axialver schiebung der Antriebswelle und des mit dieser verbundenen Bremskolbens erzeugt. Eine Verdrehung der Antriebswelle und des Bremskolbens kann nicht erfolgen, weil der Bremskolben in dem Gehäuse gegen Verdrehung gesichert angeordnet ist.Such a braking device is open in DE 198 53 721 A1 beard. There, the drive shaft designed as a threaded spindle is constructive complexly arranged axially displaceably via a spindle nut sleeve. The brake piston also moves there with the drive shaft because it is connected to the drive shaft at one end. The spindle nut sleeve is rotatably mounted in the housing about its longitudinal axis and also axially supported with an axial bearing. It is operated by an actuator in Dre hung transfers and transmits its rotary motion via a ramp bearing and a coupling on the threaded nut. In this way, an axial ver displacement of the drive shaft and the brake piston connected to it generated. The drive shaft and the brake piston cannot twist take place because the brake piston is secured in the housing against rotation is arranged.

Summary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Konstruktion für die Erzeugung der Axialbewegung des Brems kolbens innerhalb des Gehäuses vereinfacht ist.The invention has for its object to provide a braking device in which the construction for generating the axial movement of the brake piston is simplified within the housing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebswelle als um ihre Längsachse drehbar gelagerte Welle ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Antriebswelle von dem Stellantrieb, der den Elektromotor und ein Planetengetriebe enthalten kann, unmittelbar angetrieben werden, so daß die Notwendigkeit der Zwischenschaltung einer Spindelmutterhülse und einer Kupplung entfällt.This object is achieved in that the drive shaft is designed as a shaft rotatably mounted about its longitudinal axis. To this Way, the drive shaft of the actuator that the electric motor and can contain a planetary gear, driven directly, so that the need to interpose a spindle nut sleeve and one There is no clutch.

Bei der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung können eine Rampenfläche der Rampeneinheit an der Innenseite des Bodens des topfförmigen Bremskolbens und eine Rampenfläche der Rampeneinheit an einer mit der Gewindemutter verbundenen Rampenscheibe ausgebildet sein.In the braking device according to the invention, a ramp area of the Ramp unit on the inside of the bottom of the cup-shaped brake piston and a ramp surface of the ramp unit on one with the threaded nut connected ramp disc.

Zwischen der Rampenfläche des Bremskolbens und der Rampenfläche der Rampenscheibe können als Wälzkörper Zylinderrollen angeordnet sein. Die Rampenscheibe kann an einer Ringfläche, welche von der Rampenfläche ab gewandt ist, von einer axial wirkenden, in dem Bremskolben abgestützten Druckfeder beaufschlagt sein. Die Druckfeder kann als Tellerfeder ausgebildet sein, wobei zwischen dieser und der Ringfläche der Rampenscheibe eine Axialscheibe mit einem Axialnadelkranz angeordnet sein kann.Between the ramp area of the brake piston and the ramp area of the Ramp disks can be arranged as cylindrical rollers. The The ramp disc can be attached to an annular surface, which depends on the ramp surface is turned by an axially acting, supported in the brake piston Compression spring. The compression spring can be designed as a plate spring be, one between this and the annular surface of the ramp disc Axial disc can be arranged with an axial needle collar.

Der Bremskolben kann mittels eines in dem Gehäuse angeordneten Keils oder anderer Drehmitnahmeelemente gegen Verdrehung gesichert sein, die in ein ander zugeordneten Nuten des Bremskolbens und des Gehäuses eingesetzt sind.The brake piston can be arranged in the housing by means of a wedge or other rotary driving elements to be secured against rotation, which in a other assigned grooves of the brake piston and the housing used are.

Description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die einen Teil-Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung zeigt. Die Bremsvorrichtung weist eine in einem Gehäuse 1 drehbar gelagerte An triebswelle 2 auf, die von einem nicht dargestellten Elektromotor über ein Ge triebe angetrieben wird. Sie ragt mit einem Ende in einem topfförmigen Brems kolben 3 hinein und versetzt eine Rampenscheibe 4 in eine Drehbewegung. Hierzu ist die Antriebswelle 2 an ihrem in dem Bremskolben 3 befindlichen En de von einer Gewindemutter 5 umgeben. Die Rampenscheibe 4 ist von der Gewindemutter 5 längs der Antriebswelle 2 geführt, da sie mit der Gewinde mutter 5 einstückig ausgebildet ist. Außerdem stützt sich die Rampenscheibe 4 über einen Axialnadelkranz 6 und eine Axialscheibe 7 an einem Ende einer Druckfeder 8 ab. Diese ist als Tellerfeder ausgebildet und mit ihrem anderen Ende innerhalb des Bremskolbens 3 abgestützt. Dabei liegen die als Nadeln ausgebildeten Wälzkörper an einer Ringfläche 9 der Rampenscheibe 4 an.An embodiment of the invention is shown in the drawing, which shows a partial longitudinal section through a braking device according to the invention. The braking device has a rotatably mounted in a housing 1 to drive shaft 2 , which is driven by an electric motor, not shown, via a gearbox. It protrudes with one end in a cup-shaped brake piston 3 and sets a ramp disc 4 in a rotary motion. For this purpose, the drive shaft 2 is surrounded by a threaded nut 5 on its located in the brake piston 3 En de. The ramp disc 4 is guided by the threaded nut 5 along the drive shaft 2 , since it is formed in one piece with the threaded nut 5 . In addition, the ramp disc 4 is supported by an axial needle ring 6 and an axial disc 7 at one end of a compression spring 8 . This is designed as a plate spring and is supported with its other end within the brake piston 3 . The rolling elements designed as needles rest against an annular surface 9 of the ramp disk 4 .

Der Bremskolben 3 ist in der Bohrung des Gehäuses 1 axial verschiebbar an geordnet. Er ist mit einem Teil 13 in dem Gehäuse 1 gegen Verdrehung gesi chert. Der Keil 13 ist in einer äußeren Nut des Bremskolbens 3 und einer die ser zugeordneten inneren Nut des Gehäuses 1 eingesetzt. An der den Boden aufweisenden Stirnseite des Bremskolbens 3 schließen sich ein an dem Bremskolben 3 befestigter innerer Bremsbelag 14, eine Bremsscheibe 15 und ein in dem Gehäuse 1 befestigter äußerer Bremsbelag 16 an. The brake piston 3 is axially displaceable in the bore of the housing 1 . It is secured with a part 13 in the housing 1 against rotation. The wedge 13 is inserted in an outer groove of the brake piston 3 and a water-associated inner groove of the housing 1 . On the end face of the brake piston 3 which has the bottom, there is an inner brake pad 14 fastened to the brake piston 3 , a brake disk 15 and an outer brake pad 16 fastened in the housing 1 .

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung arbeitet wie folgt: die Antriebswelle 2, welche von dem Elektromotor z. B. über ein Planetengetriebe angetrieben wird, setzt die Gewindemutter 5 axial in Bewegung. Die Rampeneinheit ist bei nied riger Zustellbelastung blockiert, d. h. die Zylinderrollen 12 rollen entlang den Rampenflächen 10 bzw. 11 nicht hoch, aufgrund der axialen Verspannung über die im Bremskolben 3 abgestützte Druckfeder 8, welche über die Axialscheibe 7 und den Axialnadelkranz 6 auf die Ringfläche 9 der Rampenscheibe 4 mit der Rampenfläche 10 einwirkt.The braking device according to the invention works as follows: the drive shaft 2 , which is driven by the electric motor z. B. is driven via a planetary gear, the threaded nut 5 sets in motion axially. The ramp unit is blocked when the feed load is low, ie the cylindrical rollers 12 do not roll up along the ramp surfaces 10 and 11 , due to the axial tensioning via the compression spring 8 supported in the brake piston 3 , which via the axial disk 7 and the axial needle collar 6 on the annular surface 9 the ramp disc 4 acts with the ramp surface 10 .

Wenn nun mit dem Anstieg der Bremskraft der Gewindering 5 mit der Rampen scheibe 4 auf der Antriebswelle 2 mitdreht, rollen die Zylinderrollen 12 auf den Rampenflächen 10 und 11 ab und der Bremskolben 3 wird axial bewegt. Das dem Rampenmoment entgegenstehende Rückstellmoment am Bremskolben 3 wird über den Keil 13 von dem Gehäuse 1 abgefangen.If now with the increase in the braking force of the threaded ring 5 with the ramp disc 4 rotates on the drive shaft 2 , the cylindrical rollers 12 roll on the ramp surfaces 10 and 11 and the brake piston 3 is moved axially. The restoring torque on the brake piston 3 opposing the ramp torque is intercepted by the housing 1 via the wedge 13 .

Beim Lösen der Bremse wird zunächst der Rampenbremsweg mit Umkehrdreh richtung zurückgestellt. Wenn die Zylinderrollen 12 am Ende der Rampenflä chen 10 und 11 infolge von dort ausgebildeten Rampenschultern blockieren, bewegt die sich drehende Antriebswelle 2 die Gewindemutter 5 soweit zurück, bis ein ausreichender Bremsspalt vorhanden ist, wenn die Gewindesteigung gleichläufig zur Rampensteigung gewählt ist, wobei die Steuerung über Senso ren erfolgen kann. When the brake is released, the ramp braking distance is first reset with the direction of rotation. If the cylindrical rollers 12 at the end of the Rampenflä surfaces 10 and 11 block due to ramp shoulders formed there, the rotating drive shaft 2 moves the threaded nut 5 back until there is a sufficient brake gap when the thread pitch is selected to be equal to the ramp pitch, with the control can be done via sensors.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Gehäuse
casing

22

Antriebswelle
drive shaft

33

Bremskolben
brake pistons

44

Rampenscheibe
ramp disk

55

Gewindemutter
threaded nut

66

Axialnadelkranz
needle roller thrust bearing

77

Axialscheibe
thrust washer

88th

Druckfeder
compression spring

99

Ringfläche
ring surface

1010

Rampenfläche der Rampenscheibe
Ramp surface of the ramp disc

1111

Rampenfläche des Bremskolbens
Ramp area of the brake piston

1212

Zylinderrolle
cylindrical roller

1313

Keil
wedge

1414

innerer Bremsbelag
inner brake pad

1515

Bremsscheibe
brake disc

1616

äußerer Bremsbelag
outer brake pad

Claims

1. Braking device for a vehicle, with a rotationally symmetrical Be actuating member, which within a brake disc ( 15 ) and two brake pads ( 14 , 16 ) containing housing ( 1 ) via a motion-transmitting, two ramp surfaces ( 10 , 11 ) with rolling elements arranged between them Having ramp unit to the brake disc ( 15 ) and from there axially adjustable and connected via a drive shaft formed as a threaded shaft ( 2 ) to an electric motor causing the respective adjustment, the actuator being designed as a cup-shaped brake piston ( 3 ), with which the ramp unit is movably connected by means of a threaded nut ( 5 ) encompassing the threaded spindle ( 5 ) of a section of the drive shaft ( 2 ) protruding into the brake piston ( 3 ), characterized in that the drive shaft ( 2 ) is designed as a shaft rotatably mounted about its longitudinal axis ,

2. Device according to claim 1, characterized in that a ram pen area ( 11 ) of the ramp unit is formed on the inside of the bottom of the pot-shaped brake piston ( 3 ).

3. Device according to claim 1, characterized in that a ram pen surface ( 10 ) of the ramp unit is formed on a ver with the threaded nut ( 5 ) connected ramp disc ( 4 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that between the ramp surface ( 11 ) of the brake piston ( 3 ) and the ramp surface ( 10 ) of the ramp disc ( 4 ) as roller cylindrical rollers ( 12 ) are arranged.

5. The device according to claim 3, characterized in that the Ram pen disc ( 4 ) on an annular surface ( 9 ) which faces away from the ramp surface ( 10 ) from an axially acting, in the brake piston ( 3 ) abge supported compression spring ( 8th ) is applied.

6. The device according to claim 5, characterized in that the Druckfe of ( 8 ) is designed as a plate spring, between which and the ring surface ( 9 ) of the ramp disc ( 4 ) an axial disc ( 7 ) and an axial needle ring ( 6 ) arranged are.

7. The device according to claim 1, characterized in that the brake piston ( 3 ) by means of a in the housing ( 1 ) arranged wedge ( 13 ) is secured against rotation, the mutually associated grooves of the brake piston ( 3 ) and the housing ( 1 ) is used.