DE10137881A1 - Actuating unit for electromechanically operated disk brake for vehicle operates one brake pad directly, the other via caliper reaction force, has piezoelectric motor unit, actuating element - Google Patents

Actuating unit for electromechanically operated disk brake for vehicle operates one brake pad directly, the other via caliper reaction force, has piezoelectric motor unit, actuating element

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Abstract

The actuating unit operates one brake pad (4) directly and operates the other brake pad (5) via the reaction force of the caliper (2). It contains a piezoelectric motor unit (6) for generating as rotation drive movement with high torque and an actuating unit with at least one actuating element for converting the rotary motion into translational motion.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit für eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahr­ zeuge.The invention relates to an actuating unit for a Electromechanically actuated disc brake for motor vehicles witness.

Eine gattungsgemäße Betätigungseinheit ist beispielsweise aus Fig. 2 der DE 195 11 287 A1 bekannt. Bei der vorbekann­ ten Betätigungseinheit treibt ein Elektromotor unter Zwi­ schenschaltung eines Rollengewindetriebs eine, einem direkt betätigten Reibbelag zugeordnete, Spindel an.A generic actuation unit is known for example from Fig. 2 of DE 195 11 287 A1. In the previously known actuation unit, an electric motor drives a spindle, associated with a directly actuated friction lining, with the interposition of a roller screw drive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine kostengünstig herstellbare sowie wartungsfreundliche Betätigungseinheit bereitzustellen.The object of the present invention is an inexpensive one producible and maintenance-friendly actuation unit provide.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch ge­ löst, dass die Betätigungseinheit an einem Bremssattel ange­ ordnet ist, in dem zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe zusammenwirkenden Reibbeläge begrenzt ver­ schiebbar angeordnet sind, wobei einer der Reibbeläge durch die Betätigungseinheit direkt und der andere Reibbelag durch die Wirkung einer vom Bremssattel aufgebrachten Reaktions­ kraft mit der Bremsscheibe in Eingriff bringbar ist, umfas­ send eine piezoelektrische Motorbaueinheit zur Erzeugung ei­ ner rotatorischen Antriebsbewegung mit hohem Drehmoment und umfassend eine in Kraftfluss nachgeschaltete Betätigungsein­ heit mit wenigstens einem Betätigungselement zur Wandlung der rotatorischen An­ triebsbewegung in eine translatorische Betätigungsbewegung zum Eingriff des direkt betätigten Reibbelags, und mit einem Übertragungselement zwischen der Motorbaueinheit und der Be­ tätigungseinheit. Die Erfindung erlaubt es, die einzelnen Einheiten der Betätigungseinheit separat voneinander herzu­ stellen und in einem gesonderten Schritt aneinander zu befe­ stigen. Mit anderen Worten nimmt die Erfindung Abstand von einer in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Motor- Getriebe-Kombination.The object is essentially ge according to the invention triggers that the actuation unit is attached to a brake caliper is arranged in which two with one side face one Brake disc interacting friction linings limited ver are slidably arranged, one of the friction linings through the actuation unit directly and the other friction lining the effect of a reaction from the caliper force can be brought into engagement with the brake disc, comprises send a piezoelectric motor assembly to generate egg ner rotary drive movement with high torque and comprising an actuation downstream in the flow of force with at least  an actuator for converting the rotary to drive movement in a translational actuation movement to engage the directly operated friction lining, and with a Transmission element between the engine assembly and the Be tätigungseinheit. The invention allows the individual Units of the actuating unit separately from each other ask and befeet to each other in a separate step Stigen. In other words, the invention distances itself from an engine arranged in a common housing Transmission combination.

Wenn die Motorbaueinheit autark ausgebildet ist, ist diese zumindest zu Prüfzwecken unabhängig von der Betätigungsein­ heit betreibbar.If the motor assembly is self-sufficient, it is at least for test purposes regardless of the activity operable.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Motorbau­ einheit einen in einem Motorgehäuse drehbar gelagerten Rotor auf, an dem das Übertragungselement angreift. Mit einem an­ deren Ende greift das Übertragungselement an einer drehbar gelagerten Spindel eines Kugelgewindetriebs an und verbindet diesen mit dem Rotor. Die Bauweise ermöglicht es, unter­ schiedliche Motorbaueinheiten baukastenartig an der Betäti­ gungseinheit zu befestigen.According to one embodiment of the invention, the engine construction unit a rotor rotatably mounted in a motor housing on which the transmission element engages. With one on the end of which engages the transmission element on a rotatable mounted spindle of a ball screw drive and connects this with the rotor. The design allows under different motor units in modular form on the actuator fastening unit.

Vorzugsweise ist die Motoreinheit axial und/oder konzen­ trisch an der Betätigungseinheit angeordnet, so dass beson­ ders wenig Einbauraum beansprucht wird.The motor unit is preferably axial and / or concentrated arranged on the actuating unit so that particular which takes up little installation space.

Es können Mittel zum Unterbrechen einer Antriebs- oder Mit­ nahmeverbindung zwischen Motor und Betätigungseinheit vorge­ sehen sein, welche eine Selbsthemmung aufheben. Dies ist beispielsweise zur Ermöglichung einer Luftbewegung der Reib­ beläge nach einer Bremsbetätigung erforderlich. Als Mittel kommt grundsätzlich ein, einen mechanischen Kontakt von Pie­ zo-Elementen unterbrechendes mechanisches Hebewerk oder eine Kupplungsvorrichtung in Frage. Die Kupplungsvorrichtung kann vorzugsweise im Bereich des Übertragungselementes vorgesehen sein.Means can be used to interrupt a drive or with Connection made between engine and actuator unit be seen, which cancels self-locking. This is  for example to allow air movement of the friction pads required after brake application. As a means basically comes in, a mechanical contact from Pie mechanical elements interrupting zo elements or a Coupling device in question. The coupling device can preferably provided in the area of the transmission element his.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Aus­ führungsform einer elektromechanischen Betätigungseinheit im Axialschnitt.The invention is described in the following description of a Embodiment with reference to the accompanying drawing explained in more detail. The only figure shows an off management form of an electromechanical actuation unit in the Axial section.

Eine Betätigungseinheit 1 für eine elektromechanisch betä­ tigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge umfasst einen Bremssattel 2, vorzugsweise in Schwimmsattelausführung, wel­ cher eine Bremsscheibe 3 übergreift, an die ein erster Reib­ belag 4 durch direkte Betätigung und ein zweiter Reibbelag 5 infolge der Wirkung einer vom Bremssattel 2 aufgebrachten Reaktionskraft anlegbar ist. Für die Erzeugung der Betäti­ gungskräfte ist eine Motorbaueinheit 6 vorgesehen, welche auf dem piezoelektrischen Effekt beruht, und eine rotatori­ sche Antriebsbewegung mit hohem Ausgangsdrehmoment abgibt. Ein vorzugsweise hohlwellenartig ausgebildeter Rotor 7 treibt über einen vorzugsweise formschlüssig eingreifendes Übertragungselement 8 ein Betätigungselement in Gestalt ei­ ner Spindel 9 eines Kugelgewindetriebs 10 an, und die rota­ torische Spindelbewegung bewirkt eine translatorische Bewe­ gung einer Mutter 11, welche mit einer Vorderseite an eine Rückenplatte 12 des direkt betätigten Reibbelags 4 anlegbar ist.An actuating unit 1 for an electromechanically actuatable disc brake for motor vehicles comprises a brake caliper 2 , preferably in a floating caliper design, which engages over a brake disc 3 , to which a first friction lining 4 by direct actuation and a second friction lining 5 as a result of the effect of an applied by the brake caliper 2 Reactive force can be applied. For the generation of the actuation supply forces, a motor unit 6 is provided, which is based on the piezoelectric effect, and delivers a rotatory drive movement with a high output torque. A preferably hollow shaft-shaped rotor 7 drives an actuating element in the form of a spindle 9 of a ball screw drive 10 via a preferably positively engaging transmission element 8 , and the rotary spindle movement causes a translatory movement of a nut 11 , which has a front side on a back plate 12 of the directly operated friction lining 4 can be applied.

Wie aus der Figur hervorgeht, ist der Rotor 7 unmittelbar mit Lagern 13, 14 drehbar in einem Motorgehäuse 15 abgestützt, so dass die Motorbaueinheit 6 gewissermaßen autark, das heißt zumindest zu Prüfzwecken unabhängig von der Betäti­ gungseinheit 1, betreibbar ist. Diese Lageranordnung erlaubt die Rationalisierung eines konventionellen abtriebsseitigen Lagerschilds.As can be seen from the figure, the rotor 7 is directly rotatably supported with bearings 13 , 14 in a motor housing 15 , so that the motor assembly 6 is self-sufficient to a certain extent, that is, at least for test purposes, independently of the actuation unit 1 . This bearing arrangement allows the rationalization of a conventional end plate on the output side.

Die Motorbaueinheit 6 ist ferner axial und/oder konzentrisch an der Betätigungseinheit 1 angeordnet, was ein vorteilhaf­ tes Packaging ermöglicht.The motor assembly 6 is also arranged axially and / or concentrically on the actuating unit 1 , which enables advantageous packaging.

Um eine ggf. vorliegende Selbsthemmung (einer stromlosen Mo­ torbaueinheit 6) aufzuheben, können in der Figur nicht darge­ stellte Mittel zum Unterbrechen einer Antriebsverbindung vorgesehen sein. Dabei kann es sich grundsätzlich um ein me­ chanisch wirksames Hebewerk zur mechanischen Kraftflussun­ terbrechung im Bereich von Piezoelementen, oder um eine vor­ zugsweise im Bereich des Übertragungselements 8 vorsehbar Kupplung handeln.In order to remove any existing self-locking (a currentless motor unit 6 ), means not shown in the figure can be provided for interrupting a drive connection. In principle, this can be a mechanically effective lifting mechanism for interrupting the mechanical flow of force in the area of piezo elements, or a coupling that can be provided in the area of the transmission element 8 .

Durch eine hohlwellenartige Ausbildung des Rotors 7 und die Anordnung der Lager 13, 14 wird es ermöglicht, das Übertra­ gungselement 8 zentrisch an einer Bohrung des Rotors 7 an­ greifen zu lassen, und darüber hinaus dem Rotor 7 einen ver­ größerten Außendurchmesser zuzuordnen, auf den die Piezoele­ mente einwirken. Dabei gilt ganz grundsätzlich, dass das Ausgangsdrehmoment der Motorbaueinheit 6 mit der Größe des wirksamen Rotordurchmessers auf der Abtriebsseite wächst.By a hollow shaft-like design of the rotor 7 and the arrangement of the bearings 13 , 14 it is possible to let the transmission element 8 engage centrally on a bore of the rotor 7 , and also to assign a larger external diameter to the rotor 7 , to which the Act on piezo elements. It applies in principle that the output torque of the motor assembly 6 increases with the size of the effective rotor diameter on the output side.

Claims (9)

1. Betätigungseinheit (1) für eine elektromechanisch betä­ tigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, die an einem Bremssattel (2) angeordnet ist, in dem zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe (3) zusammenwirkende Reibbeläge (4, 5) begrenzt verschiebbar angeordnet sind, wobei einer (4) der Reibbeläge (4, 5) durch die Betäti­ gungseinheit (1) direkt und der andere Reibbelag (5) durch die Wirkung einer vom Bremssattel (2) aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe (3) in Eingriff bringbar ist, umfassend eine piezoelektrische Motorbau­ einheit (6) zur Erzeugung einer rotatorischen Antriebsbe­ wegung mit hohem Drehmoment und umfassend eine im Kraft­ fluss nachgeschaltete Betätigungseinheit mit wenigstens einem Betätigungselement zur Wandlung der rotatorischen Antriebsbewegung in eine translatorische Betätigungsbewe­ gung zum Eingriff des direkt betätigten Reibbelags (4), und mit einem Übertragungselement (8) zwischen der Motor­ baueinheit (6) und der Betätigungseinheit.1. Actuating unit ( 1 ) for an electromechanically actuatable disc brake for motor vehicles, which is arranged on a brake caliper ( 2 ) in which two with each side surface of a brake disc ( 3 ) interacting friction linings ( 4 , 5 ) are arranged to be displaceable to a limited extent, whereby one ( 4 ) of the friction linings ( 4 , 5 ) by the actuation unit ( 1 ) directly and the other friction lining ( 5 ) can be brought into engagement with the brake disc ( 3 ) by the action of a reaction force exerted by the brake caliper ( 2 ), comprising one Piezoelectric motor construction unit ( 6 ) for generating a rotary drive movement with high torque and comprising an actuating unit connected downstream in the power flow with at least one actuating element for converting the rotary drive movement into a translational actuating movement for engaging the directly actuated friction lining ( 4 ), and with one Transmission element ( 8 ) between the engine assembly ( 6 ) and the actuator. 2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Motorbaueinheit (6) autark ausgebildet ist, und zumindest zu Prüfzwecken unabhängig von der Betäti­ gungseinheit (1) betreibbar ist.2. Actuating unit according to claim 1, characterized in that the motor unit ( 6 ) is designed to be self-sufficient, and at least for test purposes independently of the actuating unit ( 1 ) can be operated. 3. Betätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor­ baueinheit (6) einen in einem Motorgehäuse (15) drehbar gelagerten Rotor (7) aufweist, an dem das Übertragungse­ lement (8) angreift. 3. Actuating unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the motor unit ( 6 ) in a motor housing ( 15 ) rotatably mounted rotor ( 7 ) on which the transmission element ( 8 ) acts. 4. Betätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Über­ tragungselement (8) an einer drehbar gelagerten Spindel (9) eines Kugelgewindetriebs (10) angreift, und mit dem Rotor (7) verbindet.4. Actuating unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the transmission element ( 8 ) engages on a rotatably mounted spindle ( 9 ) of a ball screw drive ( 10 ), and connects to the rotor ( 7 ). 5. Betätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor­ baueinheit (6) axial und/oder konzentrisch an der Betäti­ gungseinheit (1) angeordnet ist.5. Actuating unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the motor unit ( 6 ) is arranged axially and / or concentrically on the actuating unit ( 1 ). 6. Betätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (7) hohlwellenartig ausgebildet ist.6. Actuating unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the rotor ( 7 ) is designed like a hollow shaft. 7. Betätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Unterbrechen einer Antriebsverbindung zwischen Motorbau­ einheit (6) und Betätigungseinheit (1) vorgesehen sind.7. Actuating unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that means for interrupting a drive connection between the motor construction unit ( 6 ) and the actuating unit ( 1 ) are provided. 8. Betätigungseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, dass als Mittel ein einen mechanischen Kontakt von Piezoelementen unterbrechendes Hebewerk oder eine Kupp­ lungsvorrichtung vorgesehen ist.8. Actuating unit according to claim 7, characterized net that as a means of a mechanical contact of Piezo element interrupting elevator or a dome lungsvorrichtung is provided. 9. Betätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupp­ lungsvorrichtung im Bereich des Übertragungselements (8) vorgesehen ist.9. Actuating unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the coupling device is provided in the region of the transmission element ( 8 ).
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