DE102005056221A1

DE102005056221A1 - Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse

Info

Publication number: DE102005056221A1
Application number: DE102005056221A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Hennemann; Uwe Wohlmann; Joachim Scholer; Frank Steinmeier
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2006-07-13

Abstract

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, wobei eine Abstützvorrichtung zwischen den Bremsbacken auf der dem Spreizschloss gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, dass die gesamte Anordnung derart elastisch ausgelegt wird, dass die vom elektromechanischen Aktuator zur Verfügung gestellte Zuspannkraft teilweise gespeichert wird. Zu diesem Zweck sind den Bremsbacken vier Bremsbeläge zugeordnet, wobei die der Abstützvorrichtung zugeordneten Bremsbeläge eine größere Dicke aufweisen als die dem Spreizschloss zugeordneten Bremsbeläge. Außerdem sind die Bremsbeläge aus stark kompressiblem Material gefertigt und die Bremsbacken weisen an der Innenseite zumindest eine bereichsweise ausgebildete Verjüngung auf.

Description

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, wobei eine Abstützvorrichtung zwischen den Bremsbacken auf der dem Spreizschloss gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.

Aus der internationalen Anmeldung WO 2004/059189 A1 ist eine derartige elektromechanisch betätigbare Feststellbremse bekannt. Bei der vorbekannten Feststellbremse wird die schwimmende Lagerung des Spreizschlosses realisiert, indem die Gewindemutter eine Geradverzahnung aufweist, die mit einem Schraubrad ein Schraubradgetriebe bzw. mit einem Zahnrad ein Stirnradgetriebe bildet. Bei einer Aktivierung der Feststellbremse eines an einem Hang abgestellten Kraftfahrzeugs bewegt sich das Kraftfahrzeug etwas in Richtung der Hangabtriebskraft bis die Bremsbacken durch den für Trommelbremsen vom Typ „Duo-Servo" charakteristischen Selbstverstärkungseffekt mit der Bremstrommel und einem radträgerfesten Abstützbock in Eingriff stehen. Bei diesen Setzeffekten tritt ein Verlustweg innerhalb des Spreizschlosses auf, der aufgrund der Steifigkeit der sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile zu einen unmittelbaren Verlust der Spreizkraft und damit zu einer Verringerung der Zuspannkraft führt, was zu sicherheitskritischen Situationen führen kann. Außerdem kann es bei der vorbekannten Feststellbremse vorkommen, dass ein Lösevorgang der Feststellbremse nicht mehr möglich ist. Bei einer Abkühlung der zuvor erhitzten Bremstrommel ist diese einem geringen Schrumpfprozess ausgesetzt, wonach sich die Zuspannkraft aufgrund der bereits erwähnten großen Steifigkeit der sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile erhöht. Durch die eben beschriebene Erhöhung der Zuspannkraft ist es möglich, dass ein Lösevorgang der Feststellbremse nicht durchgeführt werden kann, was als nachteilig anzusehen ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass die eingestellte Zuspannkraft während eines Feststellbremsvorganges unabhängig von äußeren Einflüssen zuverlässig erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bremsbacken vier Bremsbeläge aufweisen, wobei die der Abstützvorrichtung zugeordneten Bremsbeläge eine größere Dicke aufweisen als die dem Spreizschloss zugeordneten Bremsbeläge. Dabei ist vorgesehen, dass die Bremsbeläge aus stark kompressiblem Material gefertigt sind. Durch diese Maßnahmen wird ein Teil der vom elektromechanischen Aktuator aufgebrachten Zuspannkraft gespeichert.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass die Bremsbacken an der Innenseite zumindest eine bereichsweise ausgebildete Verjüngung aufweisen. Dadurch werden die Bremsbacken elastisch und können ebenfalls Zuspannkraft speichern.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist die Abstützvorrichtung als Distanzstück ausgebildet.

Außerdem ist vorgesehen, dass der elektromechanische Aktuator ein Notentriegelungselement aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine vereinfachte Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Feststellbremse zeigt.
Die in 1 dargestellte 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 lediglich teilweise dargestellte Bremstrommel 5, ein mit Bremsbelägen 9, 9', 10, 10' versehenes Paar von Bremsbacken 3, 4 und ein Spreizschloss 2 auf, das die Bremsbelägen 9, 9', 10, 10' der Bremsbacken 3, 4 mit der Innenseite der Bremstrommel 5 in Eingriff bringen kann. Charakteristisch für die Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" ist eine frei bewegliche bzw. schwimmend gelagerte Abstützvorrichtung, die dem Spreizschloss 2 gegenüber liegt und zwischen den Bremsbacken 3, 4 angeordnet ist. Die Abstützvorrichtung 14 ist dabei als Distanzstück 14 ausgebildet.
Das eben erwähnte Spreizschloss 2 wird im Wesentlichen durch eine Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 und zwei Druckstücke gebildet, wobei das eine Druckstück mit der Spindel 7 und das andere Druckstück mit der Gewindemutter 6 verbunden ist. Wie in 1 verdeutlicht ist, wird die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 von einem Schraubrad 1 betätigt, das vom elektromechanischen Aktuator 15 über ein nicht näher beschriebenes Untersetzungsgetriebe 12 angetrieben wird. Zu diesem Zweck weist die Gewindemutter 6 auf der äußeren Oberfläche eine Verzahnung auf, 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 mit der Bremstrommel 5 in Eingriff.
Um einen Feststellbremsvorgang durchführen zu können, ist entweder das Untersetzungsgetriebe 12 oder die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 selbsthemmend ausgebildet. Dadurch verbleiben die Bremsbacken 3, 4 im stromlosen Zustand des elektromechanischen Aktuators 15 mit der Bremstrommel 5 in Eingriff.
Sofern das Kraftfahrzeug an einem Hang abgestellt wird, er- folgt nach der Einstellung der gewünschten Zuspannkraft, eine geringfügige Bewegung des Kraftfahrzeugs in Richtung der Hangabtriebskraft. Dabei dreht sich auch die Bremstrommel 5 um einen bestimmten Winkelbetrag, bis der für eine Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" charakteristische Selbstverstärkungseffekt einsetzt. Als Folge wird jedoch die gewünschte Zuspannkraft reduziert. Außerdem ist es möglich, dass ein Lösevorgang der Feststellbremse nicht durchgeführt werden kann, wenn eine Abkühlung der zuvor erhitzten Bremstrommel 5 eintritt. Bei dieser Abkühlung vollzieht die Bremstrommel 5 einen geringen Schrumpfvorgang, wonach sich die Zuspannkraft aufgrund der großen Steifigkeit der sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile erhöht. In diesem Fall kann es vorkommen, dass der elektromechanische Aktuator 15 einen Lösevorgang der Feststellbremse nicht durchführen kann, da die Zuspannkraft zu groß ist und sich die im Kraftfluss befindlichen Bauteile verklemmt haben. Aus diesen Gründen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die gesamte Anordnung derart elastisch ausgelegt wird, dass die vom elektromechanischen Aktuator 15 zur Verfügung gestellte Zuspannkraft teilweise gespeichert wird. Andererseits trägt diese Elastizität der Anordnung dazu bei, dass ein Lösevorgang der Feststellbremse stets durchgeführt werden kann, da ein Verklemmen der sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile vermieden wird.
Die eben erwähnte Elastizität wird dadurch erreicht, dass den Bremsbelägen 3, 4 insgesamt vier Bremsbeläge 9, 9', 10, 10' zugeordnet sind, wobei die der Abstützvorrichtung 14 zugeordneten Bremsbeläge 10, 10' eine größere Dicke als die dem Spreizschloss 2 zugeordneten Beläge 9, 9' aufweisen. Die Bremsbeläge 9, 9', 10, 10' sind zudem aus stark kompressiblem Material hergestellt. Außerdem sind an der Innenseite der Bremsbacken 3, 4 Verjüngungen 11, 11' ausgebildet, die für eine Biegsamkeit der Bremsbacken 3, 4 sorgen. Beim Betätigen der Feststellbremse drückt der elektromechanische Aktuator 15 über das Spreizschloss 2, wie bereits beschrieben, die Bremsbacken 3, 4 auseinander. Die der Abstützvorrichtung 14 zugeordneten, dickeren Bremsbeläge 10, 10' kommen zuerst zum Anschlag an die Innenseite der Bremstrommel 5. Über den langen Hebelarm zwischen dem Spreizschloss 2 und den der Abstützvorrichtung 14 zugeordneten Bremsbelägen 10, 10' ent stehen hohe Momente, die diese Bremsbeläge 10, 10' mit hoher Kraft gegen die Innenseite der Bremstrommel 5 pressen. Die kompressible Materialeigenschaft der Bremsbeläge 9, 9', 10, 10' sorgt dafür, dass sich die der Abstützvorrichtung 14 zugeordneten Bremsbeläge 10, 10' verformen und Zuspannkraft speichern. Gleichzeitig werden die Bremsbacken 3, 4 durch die eben erwähnte Hebelwirkung vorgespannt, was ebenfalls eine Zuspannkraftspeicherung bewirkt. Erst dann kommen die dem Spreizschloss 2 zugeordneten, dünneren Bremsbeläge 9, 9' zum Anschlag an die Innenseite der Bremstrommel 5. Der Verlust an Zuspannkraft bei einem Nachdrehen des Kraftfahrzeugrades und damit der Bremstrommel 5 bis der für eine Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" charakteristische Selbstverstärkungseffekt einsetzt, wird durch ein Entspannen der Bremsbeläge 9, 9', 10, 10' und der Bremsbacken 3, 4 kompensiert. Die eingestellte Zuspannkraft bleibt unabhängig von äußeren Einflüssen während eines Feststellbremsvorganges zuverlässig erhalten. Außerdem wird die Elastizität der gesamten Anordnung ein Verklemmen der sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile vermieden.
Wie bereits erwähnt, ist als Abstützvorrichtung ein Distanzstück 14 vorgesehen, das auf der dem Spreizschloss 2 gegenüber liegenden Seite zwischen den Bremsbacken angeordnet ist. Für gewöhnlich ist die Abstützvorrichtung 14 mit einer Nachstellvorrichtung kombiniert. Auf eine solche Nachstellvorrichtung wird bei der vorliegenden Ausführung verzichtet. Eine Nachstellung bei einem möglichen Verschleiß der Bremsbeläge 9, 9', 10, 10' oder eine Justierung wird durch den elektromechanischen Aktuator 15 geregelt.
Für den Fall eines Ausfalls der elektrischen Energie ist ein Notentriegelungselement am elektromechanischen Aktuator 15 vorgesehen. Der Fahrzeugführer kann in einem solchen Notfall die Feststellbremse mit Hilfe eines Werkzeugs, wie beispielsweise einer Kurbel, lösen.

Claims

Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, die als eine Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" ausgeführt ist, mit einem von an einem Radträger angeordneten elektromechanischen Aktuator (15) betätigbaren, schwimmend gelagerten Spreizschloss (2), das auf zwei Bremsbacken (3, 4) wirkt, wobei eine Abstützvorrichtung (14) zwischen den Bremsbacken (3, 4) auf der dem Spreizschloss (2) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbacken (3, 4) vier Bremsbeläge (9, 9', 10, 10') aufweisen, wobei die der Abstützvorrichtung (14) zugeordneten Bremsbeläge (10, 10') eine größere Dicke aufweisen als die dem Spreizschloss (2) zugeordneten Bremsbeläge (9, 9').
Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbeläge (9, 9', 10, 10') aus stark kompressiblem Material gefertigt sind.
Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbacken (3, 4) an der Innenseite zumindest eine bereichsweise ausgebildete Verjüngung (11, 11') aufweisen.
Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützvorrichtung (14) als Distanzstück (14) ausgebildet ist.
Elektromechanisch betätigbare Feststellbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator (15) ein Notentriegelungselement aufweist.