DE102007054498A1

DE102007054498A1 - Electromechanically operable parking brake such as drum brake, for motor vehicle, has spreader pivot and bearing frame faced with each other so that maximum self reinforcement of brake is effected

Info

Publication number: DE102007054498A1
Application number: DE102007054498A
Authority: DE
Inventors: Joachim Funke; Jürgen Balz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2008-05-21

Abstract

The brake has a spreader pivot (2) operated by an electromechanical actuator. The pivot is formed by a nut-spindle arrangement. Two pressure pieces (13,14) are pressed against two brake flanges (3,4) in the arrangement. A bearing frame (11) is arranged near the pivot and supports one brake flange (3) during the actuation of the pivot. The pivot and the bearing frame are faced with each other so that maximum self reinforcement of the brake is effected.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse für Kraftfahrzeuge, die als eine Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" ausgeführt ist, mit einem schwimmend gelagerten Spreizschloss, das von einem elektromechanischen Aktuator betätigbar ist und im wesentlichen durch eine Gewindemutter-Spindel-Anordnung gebildet wird, deren Gewindemutter vom elektromechanischen Aktuator angetrieben wird, wodurch die Spindel und Gewindemutter gespreizt werden und zwei Druckstücke gegen zwei Bremsbacken gepresst werden, und wobei ein Abstützbock vorgesehen ist, der die Sekundärbacke bei der Betätigung des Spreizschlosses abstützt und der benachbart zum Spreizschloss angeordnet ist.The The present invention relates to an electromechanically operable one Parking brake for Motor vehicles which is designed as a "Duo-Servo" type drum brake, with a floating bearing lock, that of an electromechanical Actuator actuated is and essentially formed by a threaded nut spindle arrangement is driven, the threaded nut of the electromechanical actuator which causes the spindle and nut to spread and two plungers are pressed against two brake shoes, and wherein a support bracket provided that's the secondary jaw at the operation of the Spreizschlosses supported and which is arranged adjacent to the expansion lock.

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.From the international application WO 2004/059189 A1 Such an electromechanically actuated parking brake is known. In the known parking brake, the floating bearing of the expanding lock is realized by the threaded nut has a straight toothing, which forms a Schraubradgetriebe with a helical gear or a spur gear with a gear.

Zur Aufrechterhaltung der eingestellten Zuspannkraft ist in der WO 2005/070736 A2 ein Federelement im Kraftfluss zwi schen der Gewindemutter-Spindel-Anordnung und einem der Druckstücke vorgesehen. Durch dieses Federelement wird auch der Effekt verhindert, dass der elektromechanische Aktuator einen Lösevorgang der Feststellbremse nicht durchführen kann, wenn sich aufgrund einer möglicherweise thermisch bedingten Längenänderung von am Kraftfluss beteiligten oder peripher dazu befindlichen Bauteilen, die sich im Kraftfluss befindlichen Bauteile verklemmt haben und die Zuspannkraft zu groß ist.To maintain the set clamping force is in the WO 2005/070736 A2 a spring element in the power flow between tween the threaded nut spindle arrangement and one of the pressure pieces provided. By this spring element and the effect is prevented that the electromechanical actuator can not perform a release operation of the parking brake, if due to a possible thermally induced change in length involved in the power flow or peripherally located components that have jammed in the power flow components and the clamping force is too big.

Bei beiden vorbekannten Feststellbremsen ist jedoch ein Abstützbock radial weiter außen als das Spreizschloss angeordnet, was zur Folge hat, dass die innere Selbstverstärkung der Trommelbremse vom Typ „Duo-Servo" nicht optimal ausgenutzt wird.at However, both known parking brakes is a support bracket radially further outside arranged as the spreader, with the result that the inner self-reinforcement The drum brake type "Duo-Servo" not optimally utilized becomes.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremse der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass eine Feststellbremsung mit geringerem Betätigungsstrom durchgeführt werden kann.It is therefore an object of the present invention, an electromechanical actuated Parking brake of the type mentioned to improve to that a parking brake be performed with a lower actuation current can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass das Spreizschloss und der Abstützbock so zueinander positioniert angeordnet sind, dass eine maximale Selbstverstärkung beim Betätigen der Feststellbremse erzielbar ist.These The object is achieved by a Device solved with the characterizing features of claim 1. there it is envisaged that the spreader lock and the support bracket so arranged to each other, that a maximum self-reinforcement in the Actuate the parking brake is achieved.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass das Spreizschloss benachbart radial außen in Bezug auf den Abstützbock angeordnet ist. Das Spreizschloss ist weiter vom Zentrum der Bremstrommel entfernt als der Abstützbock.to Specification of the subject invention is provided that the spreader lock disposed radially outward of the support block is. The expanding lock is further away from the center of the brake drum as the outrigger.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass das Spreizschloss und der Abstützbock als gemeinsames Bauteil ausgebildet sind und eine selbstständig handhabbare Baugruppe bilden.at a particularly advantageous development of the subject invention is provided that the spreader lock and the support block as common component are formed and an independently manageable Form assembly.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes werden das Spreizschloss und der Abstützbock von einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen.at a further advantageous embodiment of the subject invention be the spreader lock and the support bracket of a common casing added.

Die Gewindemutter-Spindel-Anordnung ist selbsthemmend ausgebildet, damit gewährleistet wird, dass eine eingestellte Feststellbremskraft ohne die Zufuhr elektrischer Energie erhalten bleibt.The Threaded nut spindle arrangement is self-locking, so that is ensured that a set parking brake force without the supply of electrical Energy is preserved.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be related to an embodiment in the context closer with the enclosed drawing explained. In the drawing show:

1 eine vereinfachte Darstellung einer Feststellbremse aus dem Stand der Technik, 1 a simplified representation of a parking brake of the prior art,

2 eine Schnittdarstellung einer vorbekannten Anordnung von Spreizschloss und Abstützbock, das in der in 1 dargestellten Feststellbremse einsetzbar ist, 2 a sectional view of a prior art arrangement of expanding lock and support bracket, which in the in 1 parking brake is used,

3a eine vereinfachte Darstellung der in 2 dargestellten, vorbekannten Anordnung und 3a a simplified representation of in 2 illustrated, prior art arrangement and

3b eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung von Spreizschloss und Abstützbock. 3b a simplified representation of the inventive arrangement of expanding lock and support bracket.

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 Reibflächen versehenes Paar von Bremsbacken 3, 4 und ein Spreizschloss 2 auf, das die Reibflächen 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 22, die dem Spreizschloss 2 gegenüber liegt und zwischen den Bremsbacken 3, 4 angeordnet ist. Außerdem ist die Abstützvorrichtung 22 mit einer Nachstellvorrichtung kombiniert.In the 1 shown electromechanically actuated parking brake consists essentially of a known drum brake type "duo-servo", as well as an electromechanical actuator 15 , The drum brake type "Duo-Servo" has a brake drum only partially shown 5 a friction surface pair of brake shoes 3 . 4 and a spreader lock 2 on that the friction surfaces of the brake shoes 3 . 4 with the inside of the brake drum 5 can engage. Characteristic of the drum brake type "Duo-Servo" is a freely movable or floating support device 22 that the spreader lock 2 opposite and between the brake shoes 3 . 4 is arranged. In addition, the Support device 22 combined with an adjusting device.

Das eben erwähnte Spreizschloss 2 wird im Wesentlichen durch eine Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 und zwei Druckstücke 13, 14 gebildet, wobei das eine Druckstück 13 mit der Spindel 7 und das andere Druckstück 14 mit der Gewindemutter 6 zusammenwirkt. 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.The just mentioned Spreizschloss 2 is essentially a threaded nut spindle arrangement 8th and two plungers 13 . 14 formed, which is a pressure piece 13 with the spindle 7 and the other pressure piece 14 with the threaded nut 6 interacts. As in 1 is clarified, the threaded nut spindle assembly 8th from a helical gear 1 This is actuated by the electromechanical actuator 15 via an unspecified reduction gear 12 is driven. For this purpose, the threaded nut 6 on the outer surface of a toothing, which is parallel to the axis of the threaded nut 6 runs. With this straight toothing of the threaded nut 6 forms the just mentioned helical gear 1 a helical gear. Upon actuation of the helical gear 1 through the electromechanical actuator 15 becomes the threaded nut 6 put in a rotational movement. Due to this rotational movement of the threaded nut 6 completes the spindle 7 the nut-spindle arrangement 8th a translational movement and brings the two brake shoes 3 . 4 with the desired clamping force with the brake drum 5 engaged.

Um einen Feststellbremsvorgang durchführen zu können, ist entweder das Untersetzungsgetriebe 12 oder die Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 selbsthemmend ausgebildet. Durch diese Maßnahme verbleiben die Bremsbacken 3, 4 im stromlosen Zustand des elektromechanischen Aktuators 15 mit der Bremstrommel 5 in Eingriff.To perform a parking brake operation, either the reduction gear 12 or the nut assembly 8th self-locking trained. By this measure, the brake shoes remain 3 . 4 in the de-energized state of the electromechanical actuator 15 with the brake drum 5 engaged.

Sofern das Kraftfahrzeug an einem Hang abgestellt wird, erfolgt 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. Aus diesem Grund ist im Kraftfluss zwischen der Gewindemutter-Spindel-Anordnung 8 und dem mit der Gewindemutter 6 zusammenwirkenden Druckstück 14 ein Federelement 9 angeordnet, das die eben beschriebene Reduzierung der gewünschten Zuspannkraft kompensiert. 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 ist es möglich, 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. Durch die eben erwähnte, in 1 dargestellte Anordnung wird auch dieser Effekt verhindert.If the motor vehicle is parked on a slope, after setting the desired application force, a slight movement of the motor vehicle in the direction of the slope force. This also turns the brake drum 5 by a certain angular amount until the self-energizing effect characteristic of a "Duo-Servo" type drum brake occurs, but as a result, the desired application force is reduced, for which reason there is a force flow between the nut / spindle assembly 8th and with the threaded nut 6 cooperating pressure piece 14 a spring element 9 arranged, which compensates for the reduction of the desired clamping force just described. In addition, it is possible that a release operation of the parking brake can not be performed when a cooling of the previously heated brake drum 5 entry. During this cooling, the brake drum completes 5 a slight shrinking process, after which the clamping force increases due to the high rigidity of the components located in the power flow. In this case it is possible that the electromechanical actuator 15 a release operation of the parking brake can not perform, since the clamping force is too large and the components located in the power flow have jammed. By the just mentioned, in 1 arrangement shown, this effect is also prevented.

In 2 ist eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Anordnung des Spreizschlosses 2 und eines Abstützbocks 11 dargestellt. Das Federelement 9 ist zwischen dem mit der Gewindemutter 6 zusammenwirkenden Druckstück 14 und einem mit der Gewindemutter 6 zusammenwirkenden Druckring 21 angeordnet. Die Gewindemutter 6 ist in einem Gehäuse 10 des Spreizschlosses 2 mit Hilfe eines Kalottenlagers 20 drehbar gelagert. Die Geradverzahnung auf der äußeren Oberfläche der Gewindemutter 6 ist nicht dargestellt. Sobald der elektromechanische Aktuator 15 das mit der Gewindemutter 6 in Eingriff stehende, lediglich schematisch dargestellte 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 das Druckstück 13 in der Zeichnung nach links, wonach die erste Bremsbacke 4 gegen die nicht dargestellte Bremstrommel gedrückt wird. Die so erzielte Zuspannkraft stützt sich über die Spindel 7, die Gewindemutter 6, das Kalottenlager 20 und über das Federelement 9 auf dem mit der Gewindemutter 6 zusammen wirkenden Druckstück 14 ab. Als Gegenreaktion wird auch die zweite Bremsbacke 3 gegen die Bremstrommel gedrückt und das Spreizschloss 2 zentriert sich selbst innerhalb der Bremstrommel. Bei diesem Vorgang wird das Federelement 9 komprimiert bzw. geladen. Die axiale Lagerung der Gewindemutter 6 mit Hilfe des eben erwähnten Kalottenlagers 20 ist besonders vorteilhaft, da Querkräfte das Kalottenlager 20 nicht beschädigen können und nicht auf das Gewinde zwischen Gewindemuter 6 und Spindel 7 wirken können, das andernfalls einem großen Verschleiß unterliegen würde.In 2 is a previously known from the prior art arrangement of the expanding lock 2 and a support trestle 11 shown. The spring element 9 is between that with the threaded nut 6 cooperating pressure piece 14 and one with the nut 6 interacting pressure ring 21 arranged. The threaded nut 6 is in a housing 10 of the expanding lock 2 with the help of a calotte camp 20 rotatably mounted. The spur toothing on the outer surface of the threaded nut 6 is not shown. Once the electromechanical actuator 15 that with the threaded nut 6 engaged, only schematically illustrated Schraubrad 1 drives, the nut is threaded 6 , as already described, set in rotation. As a result, the spindle completes 7 a translational movement in the drawing to the left and presses the pressure piece 13 in the drawing to the left, after which the first brake shoe 4 is pressed against the brake drum, not shown. The clamping force thus achieved is supported by the spindle 7 , the threaded nut 6 , the dome camp 20 and over the spring element 9 on the with the nut 6 co-acting pressure piece 14 from. As a backlash is also the second brake shoe 3 pressed against the brake drum and the expanding lock 2 centers itself inside the brake drum. In this process, the spring element 9 compressed or loaded. The axial bearing of the threaded nut 6 with the help of the above-mentioned calotte bearing 20 is particularly advantageous because lateral forces the spherical bearing 20 can not damage and not on the thread between threaded nut 6 and spindle 7 could otherwise be subject to great wear.

Die eben genannten Querkräfte resultieren im Wesentlichen aus einem möglichen Verkippen des Druckstücks 14.The aforementioned transverse forces result essentially from a possible tilting of the pressure piece 14 ,

Der Abstützbock 11 stützt die Sekundärbacke 3 bei Beaufschlagung der Duo-Servo-Bremse mit Bremsmoment ab. Mit anderen Worten stützt der Abstützbock 11 das Bremsmoment ab. Der Abstützbock 11 ist benachbart zum Spreizschloss 2 angeordnet.The support trestle 11 supports the secondary jaw 3 when applying the duo-servo-brake with braking torque. In other words, the outrigger supports 11 the braking torque. The support trestle 11 is adjacent to the expanding lock 2 arranged.

Diese vorbekannte Anordnung ist auch in 3a dargestellt. Die Bremstrommel 5 ist lediglich schematisch angedeutet. Wie aus 3a ersichtlich ist, ist der Abstützbock 11 radial außen in Bezug auf das Spreizschloss 2 angeordnet. Die Kraftpfeile 16, 17 symbolisieren die Abstützkraft, die von den nicht dargestellten Bremsbacken 3, 4 auf den Abstützbock 11 wirken. Die vom Spreizschloss 2 über die Druckstücke 13, 14 auf die Bremsbacken übertragene Spreizkraft ist mit den Kraftpfeilen 18, 19 symbolisch dargestellt.This prior art arrangement is also in 3a shown. The brake drum 5 is indicated only schematically. How out 3a it can be seen, is the support block 11 radially outward with respect to the spreader lock 2 arranged. The power arrows 16 . 17 symbolize the supporting force of the brake shoes, not shown 3 . 4 on the outrigger 11 Act. The of the expanding lock 2 over the pressure pieces 13 . 14 transmitted to the brake shoes Spreading force is with the power arrows 18 . 19 symbolically represented.

Die vorliegende Erfindung ist in 3b dargestellt: Das Spreizschloss 2 und der Abstützbock 11 werden so zueinander positioniert angeordnet, dass die innere Selbstverstärkung der Trommelbremse vergrößert wird. Zu diesem Zweck wird die vorbekannte Anordnung aus 3a gerade umgedreht, d.h. das Spreizschloss 2 wird benachbart radial weiter außen in Bezug auf den Abstützbock 11 angeordnet. Mit anderen Worten ist das Spreizschloss 2 weiter vom Zentrum der Bremstrommel 5 entfernt als der Abstützbock 11. Das Spreizschloss 2 befindet sich auf einem größeren Radius um das Zentrum der Bremstrommel 5 als der Abstützbock 11. Dies führt dazu, dass nun die Kraftpfeile 18, 19 für die Spreizkraft des Spreizschlosses 2 radial weiter außen liegen und die Abstützung 16, 17 weiter innen liegt. Jede der beiden Maßnahmen erhöht die in nere Selbstverstärkung der Duo-Servo-Trommelbremse und verringert die zur Erzielung desselben Feststellbremsmoments notwendigen Spreizkräfte, die vom elektromechanischen Aktuator bereitgestellt werden.The present invention is in 3b Shown: The expanding lock 2 and the outrigger 11 are positioned relative to each other so as to increase the internal self-reinforcement of the drum brake. For this purpose, the previously known arrangement 3a just turned over, ie the spreader lock 2 is adjacent radially further outward with respect to the support bracket 11 arranged. In other words, the spreader lock 2 further from the center of the brake drum 5 removed as the outrigger 11 , The expanding lock 2 is located on a larger radius around the center of the brake drum 5 as the outrigger 11 , This causes now the force arrows 18 . 19 for the spreading force of the expanding lock 2 radially outward lie and the support 16 . 17 lies further inside. Each of the two measures increases in nere self-reinforcement of the duo-servo drum brake and reduces the necessary to achieve the same parking brake torque spreading forces that are provided by the electromechanical actuator.

Das Spreizschloss 2 und der Abstützbock 11 sind als gemeinsames Bauteil ausgebildet und bilden eine selbstständig handhabbare Baugruppe. Vorteilhaft werden daher das Spreizschloss 2 und der Abstützbock 11 von einem gemeinsamen Gehäuse 10 aufgenommen.The expanding lock 2 and the outrigger 11 are designed as a common component and form an independently manageable assembly. Advantageously, therefore, the expansion lock 2 and the outrigger 11 from a common housing 10 added.

Claims

Electromechanically actuated parking brake for motor vehicles, designed as a "Duo-Servo" drum brake, with a floating lock ( 2 ), which is controlled by an electromechanical actuator ( 15 ) is actuated and essentially by a threaded nut spindle arrangement ( 8th ) is formed whose threaded nut ( 6 ) from the electromechanical actuator ( 15 ), whereby the spindle ( 7 ) and threaded nut ( 6 ) and two plungers ( 13 . 14 ) against two brake shoes ( 3 . 4 ) are pressed, and wherein a support bracket ( 11 ) is provided, the secondary jaw ( 3 ) when operating the expanding lock ( 2 ) and the adjacent to the expanding lock ( 2 ), characterized in that the expanding lock ( 2 ) and the support truss ( 11 ) are positioned so positioned to each other that a maximum self-amplification when operating the parking brake can be achieved.

Electromechanically actuated parking brake according to claim 1, characterized in that the expanding lock ( 2 ) adjacent radially outside with respect to the support bracket ( 11 ) is arranged.

Electromechanically actuated parking brake according to claim 1 or 2, characterized in that the expanding lock ( 2 ) further from the center of the brake drum ( 5 ) is removed as the outrigger ( 11 ) and on the brake shoes ( 3 . 4 ) acts.

Electromechanically actuated parking brake according to one of claims 1 to 3, characterized in that the expanding lock ( 2 ) and the support truss ( 11 ) are formed as a common component and form an independently manageable assembly.

Electromechanically actuated parking brake according to claim 4, characterized in that the expanding lock ( 2 ) and the support truss ( 11 ) of a common housing ( 10 ).

Electromechanically actuable parking brake according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded nut spindle arrangement ( 8th ) is self-locking.