DE102005018003A1

DE102005018003A1 - Elektrischer Antrieb einer Festellbremse

Info

Publication number: DE102005018003A1
Application number: DE102005018003A
Authority: DE
Inventors: Andreas Funk; Michael Helmer; Hans-Peter Hoffmann; Jens Lübben; Helmut Pfalzgraf; Gerhard Pfanzer; Stefan Pfeiffer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2006-10-19
Also published as: US20060231352A1; US7559410B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb einer Feststellbremse mit einer drehangetriebenen Schraubenmutter (13), die mit zwei in Flucht liegenden, entgegengesetzt laufende Gewinde (42, 46) aufweisenden Spindeln (20, 22) in Eingriff steht, die, in Drehrichtung festehend, translatorisch beweglich und jeweils mit einer Seilaufnahme (24, 26) für die Verbindung mit Bremsorganen versehen sind. Hierbei ist eine der beiden Spindeln (20, 22) eine Hohlspindel (22), deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der anderen Spindel (20) ist, so dass beim Drehen der Schraubenmutter (13) die Spindel (20) der einen Seite teleskopartig in die Hohlspindel (22) der anderen Seite einfahrbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem elektrischen Antrieb einer Feststellbremse mit einer drehangetriebenen Schraubenmutter, die mit zwei in Flucht liegenden, entgegengesetzt laufende Gewinde aufweisenden Spindeln in Eingriff steht, die in Drehrichtung feststehend, translatorisch beweglich und jeweils mit einer Seilaufnahme für die Bremsorgane versehen sind.

Die üblicherweise manuell betätigbaren Feststellbremsen werden in Kraftfahrzeugen zunehmend durch elektrisch angetriebene Feststellbremsen ersetzt, da manuell steuerbare oder auch durch ein Fußpedal steuerbare Feststellbremsen eine aufwändige, regelmäßig zu wartende und einen beträchtlichen Platzbedarf einnehmende Mechanik aufweisen. Außerdem ist die Wirkung der Feststellbremse von der Bedienungskraft des Fahrers abhängig.

Die DE 695 14 196 T2 beschreibt eine Vorrichtung der eingangs genannten Art.

Für den Einbau dieser Vorrichtung muss jedoch aufgrund ihrer großen Baulänge ein sehr großer Platz vorgehalten werden. Die große Baulänge ergibt sich aus den für rechts und links vorzuhaltenden Stellwegen, der erforderlichen Sicherheitsreserve, den konstruktionsbedingten Zuschlägen und den verschiedenen, die Toleranz betreffenden Aspekten, z. B. Einbau, Längenänderung durch Temperaturschwankungen, Materialverschleiß an den Bremsorganen und dgl..

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektrischen Antrieb einer Feststellbremse zu schaffen, der eine möglichst geringe Baulänge hat.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen elektrischen Antrieb einer Feststellbremse der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei der eine der beiden Spindeln eine Hohlspindel ist, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der anderen Spindel ist, so dass beim Drehen der Schraubenmutter die Spindel der einen Seite teleskopartig in die Hohlspindel der anderen Seite einfahrbar ist.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebs einer Feststellbremse besteht darin, dass durch das Einfahren der einen Spindel in die andere, als Hohlspindel ausgeführte Spindel die Baulänge erheblich reduziert werden kann.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher die Schraubenmutter als Hohlkörper ausgebildet ist, an dessen einem Ende ein erstes Innengewinde zum Eingriff mit dem Außengewinde der Hohlspindel und an dessen anderem Ende ein zum ersten Gewinde gegenläufiges zweites Innengewinde mit kleinerem Durchmesser zum Eingriff mit dem Außengewinde der dünneren Spindel vorgesehen ist, so dass durch Drehen der Schraubenmutter beide Spindeln bewegbar sind.

Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die beiden Innengewinde der Schraubenmutter die gleiche Ganghöhe besitzen, um an beiden Spindeln bezogen auf den Drehwinkel der Schraubenmutter die gleiche Längenänderung zu erreichen. Denkbar sind jedoch auch verschiedene Ganghöhen, um verschiedene Längenänderungen zu erhalten, sofern dies in speziellen Anwendungsfällen gewünscht ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Antrieb einen Servomotor auf, wie er auch an anderen Stellen eines Fahrzeugs, wie z. B. bei einem Fensterheber, verwendet wird.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Schraubenmutter mit Hilfe eines Untersetzungsgetriebes angetrieben ist, um möglichst kleine Motoren mit geringer Leistung einbauen zu können.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die drehangetriebene Schraubenmutter mit einem Zahnrad des Untersetzungsgetriebes fest verbunden. Diese Ausbildung spart Raum und ist aus Festigkeits- und Montagegründen vorteilhaft.

Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Schraubenmutter und die Spindeln axial schwimmend gelagert sind. Durch diesen Kraft-Wege-Ausgleich ist sichergestellt, dass in beiden Bremsorganen die gleichen Bremskräfte aufgebaut werden, um schief ziehende Bremsen zu vermeiden. So sind z.B. die ungleichen Abnutzungen von rechten und linken Bremsbelägen und die damit verbundenen verschiedenen Anstellwege der Bremsorgane oder auch Fertigungstoleranzen ausgleichbar.

Zweckmäßigerweise ist ein feststehendes Antriebsritzel breiter als das Zahnrad ausgebildet, so dass das Zahnrad mit der Schraubenmutter und den Spindeln im mit dem Antriebsritzel in Eingriff befindenden Zustand relativ zu diesem axial beweglich ist. Dadurch ist das Gleichgewicht der Kräfte zwischen dem linken und dem rechten Bremsorgan herstellbar, ohne auf eine axial ortsfeste, betriebssichere Lagerung des Antriebsritzels verzichten zu müssen. Der konstruktive Gesamtaufwand für die Lagerung ist dabei relativ gering.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Selbsthemmung durch geeignete Gewindeformen im Eingriffsbereich zwischen den Spindeln und der Schraubenmutter oder im Bereich des Untersetzungsgetriebes vorgesehen, wodurch die Feststellbremse auch im Ruhezustand des elektrischen Getriebemotors wirkt, wenn sie zuvor festgestellt wurde.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Drehfestlegung der Spindeln jeweils über die Seilaufnahme.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Antrieb ein schmutz- und feuchtigkeitsdichtes Gehäuse auf, an welchem Ummantelungen der beiden Seilzüge abgestützt sind. Die Abdichtung des Gehäuses ermöglicht einen Einbau des Antriebs auch an ungeschützten Stellen im Bereich des Fahrwerks. Die Seilaufnahme und damit die Spindeln werden vorzugsweise an dem Gehäuse in Drehrichtung abgestützt.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Antriebs einer elektrischen Feststellbremse;
2 einen Längsschnitt des Antriebs gemäß 1;
3 einen Längsschnitt des Antriebs gemäß 2 in eingefahrenem Zustand der Spindeln und
4 einen Längsschnitt des Antriebs gemäß 2 in ausgefahrenem Zustand der Spindeln.
In 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Lagerbocks 10 mit einer in Lagern 12, 14 axial beweglich gelagerten, drehangetriebenen Schraubenmutter 13 gezeigt, die von einem Servomotor 17 über ein zweistufiges Untersetzungsgetriebe 19 angetrieben ist, von dem in 1 nur ein Zahnrad 11 zu sehen ist. Die als Hohlkörper ausgebildete Schraubenmutter 13 (siehe auch 3 und 4) hat einen mittleren Bereich 15, mit dem das Zahnrad 11 fest verbunden ist. Die Schraubenmutter 13 ist an ihren Enden mit zwei in den Hohlkörpern eingesetzten Muttereinsätzen 16, 18 versehen, die gegenläufige Gewinde 42, 46 aufweisen und mit jeweils einer Spindel 20, 22 in Eingriff stehen. Beide Gewinde 42, 46 besitzen trotz ihres unterschiedlichen Durchmessers die gleiche Ganghöhe. Die beiden Spindeln 20, 22 liegen in Flucht zueinander, wobei eine der Spindeln eine Hohlspindel 22 ist, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der anderen Spindel 20 ist, so dass beim Drehen der Schraubenmutter 13 die dünnere Spindel 20 der einen Seite teleskopartig in die Hohlspindel 22 der anderen Seite einfahrbar ist. Die äußeren Enden der Spindeln sind jeweils mit Hilfe einer Seilaufnahme 24, 26 mit einem Seil 28, 30 verbunden. Die Seilaufnahmen 24, 26 verfügen über Vorrichtungen 32, 34 für eine Drehfeststellung der Spindeln 20, 22 an einem nicht gezeigten Gehäuse.
2 zeigt in einem schematischen Längsschnitt den Lagerbock 10 mit den Lagern 12, 14 und der Schraubenmutter 13 mit dem mittleren Bereich 15 und den beiden Muttereinsätzen 16, 18. Wie aus 2 gut zu ersehen ist, wird die Schraubenmutter 13 von dem elektrischen Motor 17 über das zweistufige Untersetzungsgetriebe 19 angetrieben, wobei ein Zahnrad 36, das mit einem auf der Motorwelle sitzenden Ritzel (nicht gezeigt) kämmt und mit diesem eine erste Getriebestufe bildet, auf einer gemeinsamen Welle mit einem Antriebsritzel 38 angeordnet ist, das mit dem Zahnrad 11 die zweite Getriebestufe bildet, wobei das Antriebsritzel 38 breiter als das Zahnrad 11 ausgebildet ist. Durch die axial beweglichen Lager 12, 14 und das breite Antriebsritzel 38 ist das Zahnrad 11 mit der Schraubenmutter 13 und den Spindeln 20, 22 im mit dem Antriebsritzel 38 in Eingriff befindenden Zustand im Betrieb relativ zu diesem axial beweglich, dargestellt durch Pfeile mit Doppelspitzen in 2. Die axiale Beweglichkeit der Einheit aus Schraubenmutter 13 und Spindeln 20, 22 sorgt für einen Kraft-Wege-Ausgleich, der für gleichmäßige Bremskräfte an beiden Bremsorganen sorgt.
In 3 ist der Antrieb der elektrischen Feststellbremse in einem eingefahrenen Zustand der Spindeln 20, 22 in einem Längsschnitt gezeigt. Wie bereits erwähnt, ist die über das Zahnrad 11 angetriebene Schraubenmutter 13 als Hohlkörper ausgebildet, an dessen einem Ende im Muttereinsatz 16 das Innengewinde 42 zum Eingriff mit einem Außengewinde 44 der Hohlspindel 22 und an dessen anderem Ende im Muttereinsatz 18 das Innengewinde 46 mit kleinerem Durchmesser zum Eingriff mit einem Außengewinde 48 der dünneren Spindel 20 vorgesehen ist. Die durch die vorliegende Konstruktion eingesparte Baulänge des Antriebs beträgt wenigstens das Doppelte des in 3 gut zu erkennenden Weges, um welchen die dünnere Spindel 20 in die Hohlspindel 22 eingefahren ist.
In 4 ist der in 3 gezeigte Antrieb einer elektrischen Feststellbremse in einem ausgefahrenen Zustand der Spindeln 20, 22 in einem Längsschnitt gezeigt.

Claims

Elektrischer Antrieb einer Feststellbremse mit einer drehangetriebenen Schraubenmutter (13), die mit zwei in Flucht liegenden, entgegengesetzt laufende Gewinde (42, 46) aufweisenden Spindeln (20, 22) in Eingriff steht, die in Drehrichtung feststehend, translatorisch beweglich und jeweils mit einer Seilaufnahme (24, 26) für die Verbindung mit Bremsorganen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Spindeln (20, 22) eine Hohlspindel (22) ist, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der anderen Spindel (20) ist, so dass beim Drehen der Schraubenmutter (13) die Spindel (20) der einen Seite teleskopartig in die Hohlspindel (22) der anderen Seite einfahrbar ist.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmutter (13) als Hohlkörper ausgebildet ist, an dessen einem Ende ein erstes Innengewinde (42) zum Eingriff mit dem Außengewinde (44) der Hohlspindel (22) und an dessen anderem Ende ein zweites Innengewinde (46) mit kleinerem Durchmesser zum Eingriff mit dem Außengewinde (48) der dünneren Spindel (20) vorgesehen ist.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Innengewinde (42, 46) der Schraubenmutter (13) die gleiche Ganghöhe besitzen.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Servomotor (17) aufweist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmutter (13) mit Hilfe eines Untersetzungsgetriebes (19) angetrieben ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehangetriebene Schraubenmutter (13) mit einem Zahnrad (11) des Untersetzungsgetriebes (19) fest verbunden ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmutter (13) und die Spindeln (20, 22) axial schwimmend gelagert sind.
Antrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein feststehendes Antriebsritzel (38) breiter als das Zahnrad (11) ausgebildet ist, so dass das Zahnrad (11) mit der Schraubenmutter (13) und den Spindeln (20, 22) im mit dem Antriebsritzel (38) in Eingriff befindenden Zustand relativ zu diesem axial beweglich ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass eine Selbsthemmung durch geeignete Gewindeformen im Eingriffsbereich zwischen den Spindeln (20, 22) und der Schraubenmutter (13) oder im Bereich des Untersetzungsgetriebes (19) vorgesehen ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfestlegung der Spindeln (20, 22) jeweils über die Seilaufnahme (24, 26) erfolgt.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein schmutz- und feuchtigkeitsdichtes Gehäuse aufweist, an welchem Ummantelungen der beiden Seilzüge (28, 30) abgestützt sind.