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Technisches Gebiet
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Die Erfindung ist allgemein auf Fahrzeugsbremsanlagen gerichtet. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine hydraulische Fahrzeugsbremse mit einer Hydraulikkammer und einem die Hydraulikkammer begrenzenden Bremskolben.
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Technischer Hintergrund
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Aus der
DE 10 2005 051 082 A1 ist eine hydraulische Fahrzeugbremse bekannt, bei der ein Reibbelag mittels eines Bremskolbens durch Hydraulikdruck gegen eine Bremsscheibe gepresst werden kann, um bei einer Betriebsbremsung deren Drehung abzubremsen. Hierzu wird in üblicher Weise Hydraulikfluid unter Druck in eine Hydraulikkammer eingeleitet, deren eine Begrenzungswand durch den Bremskolben gebildet ist. Der Druck in der Hydraulikkammer führt zu einer Verschiebung des Bremskolbens und damit auch des Reibbelags in Richtung auf die Bremsscheibe. Wenn der Reibbelag in Anlage an die sich drehende Bremsscheibe gelangt, wird das Fahrzeug abgebremst.
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Damit die Fahrzeugbremse nicht nur als Betriebsbremse, sondern darüber hinaus als Feststellbremse - auch Parkbremse genannt - verwendet werden kann, weist sie eine Feststelleinrichtung zum mechanischen Feststellen des Bremskolbens in einem Zustand auf, in dem der Reibbelag sich in Eingriff mit der Bremsscheibe befindet. Bei der aus der
DE 10 2005 051 082 A1 bekannten Fahrzeugbremse ist die Feststelleinrichtung als eine Mutter/Spindel-Anordnung ausgebildet. In der Praxis hat sich nun herausgestellt, dass diese Fahrzeugbremse einem Verschleiß unterliegt.
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Die Druckschrift
DE 103 02 357 B3 offenbart eine Feststellbremseinrichtung mit einem Federelement und einem auf das Federelement einwirkenden Betätigungsglied, wobei die Feststellbremseinrichtung durch Anlegen einer Betätigungskraft auf das Betätigungsglied zwischen einer bremswirkungslosen Freigabestellung und einer bremswirksamen Feststellstellung verlagerbar ist. Es ist vorgesehen, dass das Federelement in der Freigabestellung vorgespannt ist und dass das Federelement beim Übergang von der Freigabestellung in die Feststellstellung erst bei Erreichen eines durch die Vorspannung bestimmten Betätigungskraft-Schwellenwertes nachgibt.
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Die Druckschrift
US 2007/0 029 142 A1 offenbart ein Kugelgewindetrieb mit eine Kugelschraubenkomponente, die ein Außenoberflächengewinde aufweist, und eine Kugelmutterkomponente, die eine Bohrung aufweist, in der die Kugelschraubenkomponente aufgenommen ist. Die Kugelmutterkomponente umfasst ein Innenoberflächengewinde, die mit dem Außenoberflächengewinde der Kugelmutterkomponente zusammenwirkt, um eine axiale Bewegung der Kugelmutterkomponente zwischen einer vollständig zurückgezogenen Position und einer vollständig ausgefahrenen Position realisiert, wenn die Kugelschraube bezüglich der Kugelmutter rotiert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine hydraulische Fahrzeugbremse anzugeben, die verschleißärmer betrieben werden kann.
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Kurzer Abriss
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine hydraulische Fahrzeugbremse vorgeschlagen, die eine Hydraulikkammer zur Aufnahme von Hydraulikfluid sowie einen die Hydraulikkammer begrenzenden Bremskolben umfasst. Die hydraulische Fahrzeugbremse umfasst ferner eine mechanische Kraftübertragungseinrichtung, welche ausgebildet ist, kraftübertragend mit dem Bremskolben zusammenzuwirken, und eine Dämpfungseinrichtung, welche ausgebildet ist, eine Bewegung der Kraftübertragungseinrichtung zumindest in Richtung auf den Bremskolben zu dämpfen. Der Dämpfungseinrichtung liegen unterschiedliche Funktionsprinzipien zugrunde. Gemäß einem Funktionsprinzip dämpft die Dämpfungseinrichtung die Bewegung der Kraftübertragungseinrichtung auf mechanische. Das Dämpfungselement umfasst ein an der Kraftübertragungseinrichtung und/oder am Bremskolben ausgebildetes Anschlagelement, welches ein in Anlage gelangen der Kraftübertragungseinrichtung am Bremskolben dämpft. Alternativ oder zusätzlich hierzu bewirkt die Dämpfungseinrichtung einen Reibschluss zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und einem bezüglich der Bewegung der Kraftübertragungseinrichtung in Richtung auf den Bremskolben stationären Element. Alternativ oder zusätzlich hierzu wird die Bewegung auf hydraulische Weise gedämpft. In diesem Fall umfasst die Dämpfungseinrichtung ein an der Kraftübertragungseinrichtung ausgebildetes hydraulisches Widerstandselement, das sich im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kraftübertragungseinrichtung erstreckt.
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Mittels der Dämpfungseinrichtung wird ein verschleißärmeres Zusammenwirken zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und dem Bremskolben bewerkstelligt. So lassen sich beispielsweise Abrieb aber auch plastische Deformationen vermeiden oder zumindest reduzieren.
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Die Kraftübertragungseinrichtung kann unterschiedliche Aufgaben in Bezug auf den Bremskolben erfüllen. Gemäß einer ersten Variante kann die Kraftübertragungseinrichtung beispielsweise als eine Feststelleinrichtung ausgebildet sein, welche den Bremskolben in einer vorgegebenen Stellung verriegelt. Im Feststellbremsbetrieb presst in dieser verriegelten Stellung der Bremskolben einen Reibbelag gegen eine Bremsschreibe. Hierbei überträgt die Feststelleinrichtung die resultierende Zuspannkraft an der Bremsscheibe beispielsweise auf ein selbsthemmend ausgebildetes Getriebe, welches Teil der Feststelleinrichtung sein kann.
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In einer mit der ersten Variante kombinierbaren zweiten Variante kann die Kraftübertragungseinrichtung als Betätigungseinrichtung für den Bremskolben ausgebildet sein. So kann die Zuspannkraft in einem beispielhaften Feststellbremsbetrieb dadurch aufgebracht werden, dass der Bremskolben von der Betätigungseinrichtung dazu veranlasst wird, den Reibbelag gegen die Bremsscheibe zu pressen. Die Betätigungseinrichtung überträgt in diesem Fall (beispielsweise elektromotorisch aufgebrachte) Betätigungskräfte mechanisch auf den Bremskolben.
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Gemäß einer Implementierungsmöglichkeit umfasst die mechanische Dämpfungseinrichtung ein elastisches Element, welches funktional zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und dem Bremskolben angeordnet ist. Das elastische Element kann im Ausgangszustand (d.h. in der Ruhestellung des Bremskolbens) an einer dieser beiden Komponenten oder auch an beiden Komponenten anliegen. Ferner kann das elastische Element im Ausgangszustand unter einer Vorspannung stehen.
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Hinsichtlich des elastischen Elements stehen unterschiedliche Realisierungsmöglichkeiten zur Verfügung. Gemäß einer Option ist das elastische Element als Feder (z.B. als Schraubenfeder) ausgebildet. Die Feder kann aus Kunststoff oder einem metallischen Werkstoff bestehen. Gemäß einer zweiten Option handelt es sich bei dem elastischen Element um ein (z.B. massives) Bauteil aus einem elastischen Polymer.
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Bei dem Anschlagelement kann es sich um ein Element mit wenigstens geringfügig elastischen Eigenschaften handeln. So kann das Anschlagelemente beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen, welcher weicher als die herkömmlicherweise metallischen Anlageflächen am Bremskolben und an der Kraftübertragungseinrichtung sind.
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Das Anschlagelement kann eine Anlagefläche definieren, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kraftübertragungseinrichtung erstreckt. Die mit der Anlagefläche des Anschlagselements zusammenwirkende Anlagefläche der Kraftübertragungseinrichtung und/oder des Bremskolbens kann sich im Wesentlichen parallel zur Anlagefläche des Anschlagselements erstrecken. Eine solche Ausführung gestattet eine flächige Kraftübertragung. Insbesondere kann man durch eine geeignete Wahl der Abmessung der Anlagefläche eine geringe und daher verschleißmindernd wirkende Krafteinleitung pro Flächeneinheit (Flächenpressung) erzielen.
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Die Kraftübertragungseinrichtung kann eine Mutter/Spindel-Anordnung umfassen. Die Mutter/Spindel-Anordnung ist ausgebildet, eine rotatorische Antriebsbewegung in eine translatorische Betätigungsbewegung umzusetzen. Die Mutter/Spindel-Anordnung kann daher die Funktion der oben erläuterten Betätigungseinrichtung übernehmen. Bei selbsthemmender Auslegung einer Gewindepaarung der Mutter/Spindel-Anordnung ist diese zusätzlich oder alternativ hierzu als Feststelleinrichtung verwendbar. Für die Mutter/Spindel-Anordnung kann eine Verdrehsicherung vorgesehen sein. Die Verdrehsicherung kann mit der Mutter zusammenwirken, um bei einer Drehbewegung der Spindel das Mitdrehen der Mutter zu verhindern.
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Gemäß einer Variante sind die Mutter und eine Komponente der Verdrehsicherung einstückig ausgebildet. Gemäß einer anderen Variante bildet die Mutter ein erstes Bauteil und die Verdrehsicherung umfasst ein an der Mutter befestigtes zweites Bauteil. Das oben erwähnte Anschlagelement kann ebenfalls einstückig mit der Mutter oder aber als ein bezüglich der Mutter separates Bauteil ausgeführt sein. Zudem können die Funktionen des Anschlagelements und einer Verdrehsicherungskomponente in einem einzigen Bauteil realisiert werden. Die Verdrehsicherung, das Anschlagelement oder beide Bauteile können ein weicheres Material als die Mutter umfassen. So kann die Mutter aus einem metallischen Werkstoff bestehen, während das Anschlagelement und/oder die Verdrehsicherung ein Kunststoffbauteil umfassen/umfasst.
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Wie bereits erläutert, kann die dämpfende Wirkung der Dämpfungseinrichtung auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden. Der Reibschluss kann die Verdrehsicherung umfassen. So wäre es möglich, dass das stationäre Element als Rippe ausgebildet ist und die Verdrehsicherung eine zur Rippe komplementäre Nut besitzt (bzw. umgekehrt), so dass Nut und Rippe reibschlüssig zusammenwirken können. Zur Erzielung eines guten Reibschlusses kann die Nut in einer zur Bewegungsrichtung der Kraftübertragungseinrichtung senkrechten Ebene eine höhere Breite als Tiefe aufweisen. Ein Verhältnis von Breite zu Tiefe von wenigstens 3 : 1 hat sich als zweckmäßig herausgestellt.
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Die Kraftübertragungseinrichtung kann ferner einen Füllkörper aufweisen, welcher einer Reduzierung der Fluidaufnahmekapazität der Hydraulikkammer dient. Sofern ein Füllkörper vorhanden ist, kann der Reibschluss (zusätzlich oder alternativ zur Verdrehsicherung) auch den Füllkörper umfassen. Die Verdrehsicherung kann den Füllkörper umfassen.
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Zur Erzielung eines ausreichenden Reibschlusses kann sich der reibschlüssige Kontakt zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und dem stationären Element über eine ausreichende axiale Länge erstrecken. Bei einer Kraftübertragungseinrichtung mit einer Mutter/Spindel-Anordnung kann sich die Länge des Reibschlusskontakts (z.B. zwischen einer Verdrehsicherungskomponente und/oder dem Füllkörper einerseits und dem stationären Element andererseits) in axialer Richtung der Mutter/Spindel-Anordnung über wenigstens die Hälfte der Länge der Mutter erstrecken.
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Das hydraulische Widerstandselement kann von einem Flanschbereich der Kraftübertragungseinrichtung gebildet werden. Gemäß einer Weiterbildung bildet der Flanschbereich ferner ein Teil der oben bereits erwähnte Verdrehsicherung für die Mutter/Spindel-Anordnung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine hydraulische Fahrzeugbremse vorgeschlagen, die eine Hydraulikkammer zur Aufnahme von Hydraulikfluid sowie einen die Hydraulikkammer begrenzenden Bremskolben umfasst. Die hydraulische Fahrzeugbremse umfasst ferner eine mechanische Kraftübertragungseinrichtung, welche ausgebildet ist, kraftübertragend mit dem Bremskolben zusammenzuwirken. Eine mit dem Bremskolben zusammenwirkende Oberfläche der Kraftübertragungseinrichtung und/oder eine mit der Kraftübertragungseinrichtung zusammenwirkende Oberfläche des Bremskolbens ist einer härtenden Oberflächenbehandlung mittels eines Anodisierungsprozesses unterzogen.
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Aufgrund der gehärteten Oberfläche lässt sich ein verschleißärmeres Zusammenwirken zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und dem Bremskolben erzielen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeugbremsensystem bereitgestellt, welches eine Mehrzahl von hydraulischen Fahrzeugbremsen umfasst, die sich hinsichtlich des Fluidaufnahmevermögens des jeweiligen Bremskolbens unterscheiden. Die einzelnen Fahrzeugbremsen umfassen jeweils die gleiche Mutter/Spindel-Anordnung jedoch unterschiedliche, an die Bauformen der Bremskolben angepasste Anschlagelemente und/oder Verdrehsicherungen und/oder Flanschbereiche. Ein solches modulares System ermöglicht in vorteilhafter Weise die Verwendung ein und derselben Mutter/Spindel-Anordnung für unterschiedliche Bauformen der Fahrzeugbremse.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den beigefügten Figuren. Es zeigt
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Fahrzeugsbremse in einer teilweisen Schnittansicht;
- 2A und 2B eine Ausführungsbeispiel einer an einer Kraftübertragungseinrichtung ausgebildeten Dämpfungseinrichtung in einer Schnittansicht sowie einer Vorderansicht;
- 3A und 3B ein weiteres Ausführungsbeispiel einer an einer Kraftübertragungseinrichtung ausgebildeten Dämpfungseinrichtung in einer Schnittansicht sowie einer Vorderansicht; und
- 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer an einer Kraftübertragungseinrichtung ausgebildeten Dämpfungseinrichtung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die in 1 dargestellte und allgemein mit 10 bezeichnete Fahrzeugbremse ist hier als Schwimmsattel-Scheibenbremse ausgeführt, die in bekannter Weise ein Gehäuse 12 aufweist, an dem ein Schwimmsattel 14 einstückig ausgebildet ist. Der Schwimmsattel 14 übergreift eine Bremsscheibe 2. An die Bremsscheibe 2 sind zwei sich bezüglich der Bremsscheibe 2 gegenüber liegende Reibbeläge 4, 6 anpressbar, um ein Fahrzeug bei einer Betriebsbremsung abzubremsen oder - für den Fall des Feststellbremsbetriebs - im Stillstand zu halten.
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Im Gehäuse 12 befindet sich eine Hydraulikkammer 16, in der ein zylindrischer Bremskolben 18 in fluiddichter Weise entlang einer Längsachse A verschieblich aufgenommen ist. Die Hydraulikkammer 16 wird über einen in 1 nicht dargestellten Anschluss, der mit einer Bremsdruckgebereinheit in Verbindung steht, von außen mit Hydraulikfluid versorgt. Bei einer Betätigung der Bremsdruckgebereinheit (insbesondere bei einer Betriebsbremsung) wird das Hydraulikfluid in der Hydraulikkammer 16 unter Druck gesetzt, so dass sich der Bremskolben 18 entlang der Achse A nach links verschiebt, um in bekannter Weise die Reibbeläge 4, 6 mit der Bremsscheibe 2 in Reibungseingriff zu bringen.
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Damit die Fahrzeugbremse 10 nicht nur die zuvor erläuterte Funktion einer hydraulischen Betriebsbremse erfüllen kann, sondern darüber hinaus auch als Feststellbremse verwendbar ist, ist eine allgemein mit 20 bezeichnete Kraftübertragungseinrichtung in Gestalt einer Mutter/Spindel-Anordnung vorgesehen. Wie aus der 1 gut zu erkennen ist, ist der Bremskolben 18 als rechtsseitig offener Hohlkolben ausgeführt, und die Mutter/Spindel-Anordnung 20 befindet sich zum größten Teil innerhalb des hohlen Bremskolbens 18 und somit innerhalb der Hydraulikkammer 16.
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Die Mutter/Spindel-Anordnung 20 umfasst eine koaxial zur Achse A angeordnete Spindel 22 mit einem Außengewinde sowie eine im Wesentlichen hülsenförmige Mutter 24 mit einem zum Außengewinde der Spindel 22 komplementären Innengewinde. Eine mechanische Dämpfungseinrichtung in Gestalt einer Schraubenfeder 26 aus Metall oder Kunststoff ist funktional zwischen einem Bodenbereich 28 des Bremskolbens 18 und einer dem Bodenbereich 28 zugewandten Stirnfläche 40 einer Durchmessererweiterung 30 der Mutter 24 angeordnet. In dem in 1 dargestellten unbetätigten Ausgangszustand der Fahrzeugbremse 10 stützt sich die Schraubenfeder 26 unter leichter Vorspannung am Bodenbereich 28 des Bremskolbens 18 einerseits und an der Durchmessererweiterung 30 der Mutter 24 andererseits ab.
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Radial außen ist auf der Mutter 24 ein im Wesentlichen hohlzylindrischer Füllkörper 32 drehfest bezüglich der Mutter 24 angeordnet. Der Füllkörper 32 besitzt die Aufgabe, das Volumen der Hydraulikkammer 16 und damit die Hydraulikfluid-Aufnahmefähigkeit der Hydraulikkammer 16 zu reduzieren. Dieser Ansatz gestattet es, das Hydraulikfluidvolumen im Bremssystem insgesamt um typischerweise 10 bis 15 % zu verringern. Eine derartige Vorgehensweise ist insbesondere bei solchen Kraftübertragungseinrichtungen zweckmäßig, die eine Mutter/Spindel-Anordnung 20 besitzen, da derartige Kraftübertragungseinrichtungen den Bremskolben 18 nicht in dem Maß ausfüllen wie beispielsweise Kraftübertragungseinrichtungen, die einen „Ball and Ramp“ -Mechanismus beinhalten. Nichtsdestotrotz ließen sich auch Kraftübertragungseinrichtungen nach dem „Ball and Ramp“- Prinzip mit dem hier vorgeschlagenen Ansatz des Einbringens einer Dämpfungseinrichtung in die Hydraulikkammer 16 kombinieren.
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Bei dem Füllkörper 32 handelt es sich um ein hohlzylindrisches Element aus einem leichten, inkompressiblen Kunststoff. Der Füllkörper 32 kann aber auch aus einem metallischen Material geringer Dichte wie Aluminium bestehen. Der im Bremskolben 18 aufgenommene Füllkörper 32 ist im Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet und besitzt ein Volumen von ungefähr 0,1 bis 0,2 cm3. Selbstverständlich könnte der Füllkörper 32 auch mehrstückig ausgebildet werden und ein größeres oder kleineres Volumen besitzen. Durch Füllkörper variabler Größe kann die Aufnahme an Hydraulikfluidvolumen innerhalb der Hydraulikkammer 16 herstellungsseitig eingestellt werden.
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Die Aufgabe der Mutter/Spindel-Anordnung 20 im Feststellbremsbetrieb ist es, eine Drehbewegung der Spindel 22 in eine Translationsbewegung der Mutter 24 umzusetzen. Die Mutter 24 wird dabei mittels in sie (genauer gesagt in Nuten 54 der Durchmessererweiterung 30 und optional des Füllkörpers 32) eingreifender und aus dem Bremskolben 18 in radialer Richtung zur Achse A hervorstehender Rippen 34 an einer Drehung gehindert. Die Nuten 54 und Rippen 34 realisieren also eine Verdrehsicherung für die Mutter 24. Zum Drehantrieb der Spindel 22 dient ein zusammen mit einem Untersetzungsgetriebe in einem separaten Gehäuse 38 untergebrachter Elektromotor.
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Zum Feststellen der Fahrzeugbremse 10 wird der Elektromotor derart angesteuert, das die Spindel 22 sich in einer ersten Richtung dreht, in der durch Herausschrauben der Mutter 24 eine axiale Verlängerung der Mutter/Spindel-Anordnung 20 bewirkt wird. Die Mutter 24 wird also bezogen auf die 1 längs der Achse A translatorisch nach links verschoben. Dabei gelangt sie nach Überwindung eines in ihrer Ausgangsstellung vorhandenen Spiels (bzw. Spalts) und einer damit einhergehenden weiteren Komprimierung der Schraubenfeder 26 schließlich mit ihrer konisch ausgebildeten Stirnfläche 40 in Anlage an den ebenfalls konisch ausgebildeten Bodenbereich 28 des Bremskolbens 18.
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Bei einer weiteren Drehung der Spindel 22 in der ersten Drehrichtung übernimmt dann die Mutter 24 ihre Kraftübertragungsfunktion und drückt den Bremskolben 18 nach links. Daraufhin presst letzterer den Reibbelag 6 gegen die Bremsscheibe 2. Aufgrund der Ausgestaltung der Fahrzeugbremse 10 als Schwimmsattelbremse wird von dieser Bewegung des Reibbelags 6 auch der gegenüberliegende Reibbelag 4 erfasst und gegen die Bremsscheibe 2 gepresst. Ist dieser Zustand erreicht, kann der Elektromotor abgestellt werden. Da die Gewindepaarung zwischen der Spindel 22 und der Mutter 24 selbsthemmend auslegt ist, bleibt die erreichte Stellung der Mutter/Spindel-Anordnung 20 auch nach dem Abschalten des Elektromotors erhalten. In diesem Zustand überträgt die Mutter 24 die an der Bremsscheibe 2 anliegende Zuspannkraft in die Gewindepaarung mit der Spindel 22. Zum Lösen der Feststellbremse wird der Elektromotor so angesteuert, das die Spindel 22 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird. Die oben erläuterten Schritte laufen dann in der umgekehrten Reihenfolge ab.
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Wie bereits erläutert, geht dem in Anlage gelangen des stimseitigen Kopfendes 40 der Mutter 24 an dem Bodenbereich 28 des Bremskolbens 18 eine weitere Komprimierung der Schraubenfeder 26 voraus. Diese weitere Komprimierung dämpft die Bewegung und insbesondere die Beschleunigung der Mutter 24 in Richtung auf den Bremskolben 18. Auf diese Weise wird das bei herkömmlichen Fahrzeugbremsen auftretende Anschlagen der Mutter 24 am Bremskolben 18 zumindest reduziert. Beschädigung wie plastische Deformationen und Abrieb innerhalb der Hydraulikkammer 16 werden dadurch deutlich verringert. Mit der Reduzierung des Abriebs vermindert sich auch die im Bremssystem entstehende Partikelmenge. In der Vergangenheit hat sich herausgestellt, dass diese Partikel (insbesondere bei häufigem Austausch der Reibbeläge 4, 6 ohne Wechsel des Hydraulikfluids) bis zu den Filtern von ABS- und ESP-Aggregaten wandern und damit eine Gefahr für die Funktionsfähigkeit des Bremssystems darstellen können.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Bremsdruck im Feststellbremsbetrieb ausschließlich durch den Elektromotor erzeugt Es wäre jedoch auch möglich, den Bremsdruckaufbau im Feststellbremsbetrieb durch eine Hydraulikpumpe zu unterstützen oder vollständig zu übernehmen. In diesem Fall beschränkt sich die Aufgabe der mechanischen Mutter/Spindel-Anordnung 20 auf das bloße Halten („Feststellen“) einer hydraulisch erzeugten Zuspannkraft. Der Elektromotor kann in diesem Fall kleiner dimensioniert werden.
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In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dämpfungseinrichtung als mechanisch dämpfende Schraubenfeder 26 ausgebildet. Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 drei Ausführungsbeispiele von (zusätzlich) hydraulisch wirkenden Dämpfungseinrichtungen erläutert Die Dämpfungseinrichtungen sind in diesen Ausführungsbeispielen jeweils mit der Kraftübertragungseinrichtung, genauer gesagt mit der Mutter 24 der Mutter/Spindel-Anordnung 20, gekoppelt. Die jeweilige Mutter 24 mit zugehöriger Dämpfungseinrichtung kann beispielsweise bei der in der 1 dargestellten Fahrzeugbremse 10 oder einer anderweitig ausgebildeten Fahrzeugbremse zum Einsatz gelangen. Übereinstimmende Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in der 1 gekennzeichnet.
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Die 2A und 2B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Mutter 24 mit zugehöriger Dämpfungseinrichtung in einer Schnittansicht sowie einer Vorderansicht. Die Mutter 24 gemäß den 2A und 2B weist eine ähnliche Bauform wie die Mutter 24 aus der 1 auf, jedoch sind die Verdrehsicherungsnuten 54 nicht im Bereich der stimseitigen Durchmessererweiterung 30 ausgebildet, sondern an einem separaten und als Flansch ausbildeten Verdrehsicherungsbauteil 50. Das Verdrehsicherungsbauteil 50 ist aus einem weicheren Werkstoff (z.B. Kunststoff) als die metallische Mutter 24 gefertigt und durch einen Pressvorgang auf dem zylindrischen Körper der Mutter 24 befestigt In dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2A und 2B ist auf der Mutter 24 kein Füllkörper angeordnet. Es wäre jedoch denkbar, zusätzlich zu dem Verdrehsicherungsbauteil 50 einen solchen Füllkörper vorzusehen (vgl. 4).
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Das Verdrehsicherungsbauteil 50 wirkt als Dämpfungseinrichtung mit sowohl hydraulischer als auch mechanischer Dämpfungsfunktion. Was die mechanische Funktionsweise anbelangt, wirkt das Verdrehsicherungsbauteil 50 über dessen Nuten 54 reibschlüssig mit den entsprechenden Rippen (vgl. Bezugszeichen 34 in 1) am Bremskolben zusammen. Dieser als Option vorgesehene Reibschluss wird durch die Verwendung eines Kunststoffmaterials für das Verdrehsicherungsbauteil 50 sowie eines härteren metallischen Werkstoffs für die Rippen unterstützt. Gut zu sehen ist in 2B die rechteckige Querschnittsform der Nuten 54 mit deutlich größerer Breite als Tiefe. Diese Ausgestaltung der Nuten 54 ermöglicht einen verschleißärmeren Reibschluss bei einer Bewegung in axialer Richtung. Wie in den 2A und 2B erkennbar, sind sämtliche Kanten radial außen am Verdrehsicherungsbauteil 50 zur weiteren Verschleißreduzierung abgerundet.
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Zusätzlich zu der durch den Reibschluss erzielbaren mechanischen Dämpfungswirkung wirkt die vergleichsweise große Stirnfläche 52 des Verdrehsicherungsbauteils 50 als hydraulisches Widerstandselement. Da sich die Stirnfläche 52 im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Mutter 24 erstreckt, stellt sie einer Bewegung der Mutter 24 innerhalb des viskosen Hydraulikfluids einen hydraulischen Widerstand entgegen. Dieser hydraulischer Widerstand (in Kombination mit dem oben erläuterten Reibschluss) bremst eine Beschleunigung der Mutter 24 in Richtung auf den Bremskolben soweit ab, dass es zu keinem unkontrollierten Anschlagen der Mutter 24 am Kolbenboden kommen kann.
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Die Stirnfläche 52 des Verdrehsicherungsbauteils 50 kann optional auch als mechanisch dämpfendes Anschlagelement fungieren. In diesem Fall wäre es erforderlich, den Deckelboden 28 des Bremskolbens 18 gemäß der 1 mit einem kreisringförmigen Abschnitt auszubilden, der nicht konisch verläuft, sondern sich parallel zur Stirnfläche 52 des Verdrehsicherungsbauteils 50 erstreckt. Aufgrund der Tatsache, dass das Verdrehsicherungsbauteil 50 aus einem relativ weicheren Werkstoff als der Bremskolben gefertigt ist, kommt es dann zu einem gedämpften in Anlage gelangen der Stirnfläche 52 des Verdrehsicherungsbauteils 50 am Kolbenboden. Plastische Deformationen und andere Verschleißeffekte lassen sich auf diese Weise zumindest verringern. In diesem Zusammenhang ist auch die vergleichsweise große, stirnseitige Anschlagfläche des Verdrehsicherungsbauteils 50 von Vorteil, da die resultierende Flächenpressung am Kolbenboden gering ausfällt.
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In den 3A und 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Mutter 24 mit Dämpfungseinrichtung dargestellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das in den 2A und 2B veranschaulichte Verdrehsicherungsbauteil 50 in axialer Richtung soweit verlängert, dass es gleichzeitig als Füllkörper 32 fungiert. Mit der Vergrößerung der axialen Länge erhöht sich auch die axiale Erstreckung der Nut 54 und damit des reibschlüssigen Kontaktbereichs mit den zugehörigen Rippen am Bremskolben (vgl. Bezugszeichen 34 in 1). Die oben erläuterte hydraulische Widerstandsfunktion der Stirnfläche 52 bleibt bei dem Ausführungsbeispiel der 3A und 3B erhalten.
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In der 4 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mit einer Dämpfungseinrichtung versehenen Mutter 24 dargestellt Das Ausführungsbeispiel gemäß der 4 basiert auf dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2A und 2B, wobei zusätzlich zum Verdrehsicherungsbauteil 50 ein Füllkörper 32 als separates Bauteil vorgesehen ist. Der Füllkörper 32 besitzt wie das Verdrehsicherungsbauteil 50 Verdrehsicherungsnuten 56 mit gleichem Querschnitt. Der oben erläuterte Reibschluss kann auch die Nuten 56 des Füllkörpers 32 umfassen.
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Gegenüber den vorher erläuterten Ausführungsbeispielen hat das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass die Werkstoffe für den Körper der Mutter 24, für das Verdrehsicherungsbauteil 50 sowie für den Füllkörper 32 getrennt optimierbar sind. So kann der Körper der Mutter 24 aus einem harten metallischen Werkstoff gefertigt sein, das Verdrehsicherungsbauteil 50 aus einem relativ weicheren Kunststoffmaterial und der Füllkörper 32 (ggf. als Hohlkörper) aus einem leichten metallischen Werkstoff wie Aluminium.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zum Zweck eines verschleißreduzierenden Zusammenwirkens zwischen dem Bremskolben 18 und der Mutter/Spindel-Anordnung 20 eine härtende Oberflächenbehandlung durchgeführt worden. Diese Oberflächenbehandlung kann zusätzlich zu oder an Stelle einer Dämpfungseinrichtung vorgesehen werden. So könnte in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 auf die Schraubenfeder 26 verzichtet werden und stattdessen der Bodenbereich 28 des Bremskolbens 18 und/oder die dem Bodenbereich 28 zugewandet Stirnfläche 40 der Mutter 24 durch Anodisierung oder andere Oberflächenbehandlungsprozesse gehärtet werden.
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Im Zusammenhang mit den unter Bezugnahme auf die 2A bis 4 erläuterten Ausführungsbeispielen ist noch darauf hinzuweisen, dass bei gewissen Implementierungen auf den Reibschluss verzichtet werden kann. In diesem Fall fungieren die Nuten 54, 56 und die dazugehörigen Rippen als mit einem leichten Spiel behaftete Verdrehsicherungen, stellen einer axialen Bewegung der Mutter 24 aber keinen nennenswerten mechanischen Widerstand entgegen. Ferner ist es denkbar, für Fahrzeugbremsen mit unterschiedlich großer Hydraulikkammer 16 (und entsprechend unterschiedlichem Fluidaufnahmevermögen der jeweiligen Bremskolben 18) jeweils dieselbe Bauform für die Mutter 24 vorzusehen und etwaige Größenanpassungen an die jeweiligen Bremskolben 18 durch unterschiedliche Bauformen des Verdrehsicherungsbauteils 50 und/oder des Füllkörpers 32 auszugleichen. Es ist außerdem noch anzumerken, dass die in den 2A bis 4 dargestellten Ausführungsformen der Mutter 24 sowohl in Kombination mit als auch als Alternative zu der in 1 dargestellten Schraubenfeder 26 verwendbar sind.
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Wie aus der obigen Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele ersichtlich wurde, lassen sich mittels der hier vorgeschlagenen Dämpfungseinrichtung und Oberflächenbehandlung verschiedene Vorteile erzielen. So lässt sich durch die vorgestellten Dämpfungsmaßnahmen der Energieeintrag beim Zusammenwirken der Kraftübertragungseinrichtung mit dem Kolbenboden reduzieren. Auch durch die Oberflächenbehandlung wird eine verschleißärmere Fahrzeugbremse bereitgestellt.
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Es versteht sich, dass die einzelnen, hier vorgeschlagenen Maßnahmen sowohl separat implementierbar sind als auch in beliebiger Kombination miteinander vorgesehen werden können. Ferner können zusätzliche oder alternative Dämpfungs- und Härtungsmechanismen vorgesehen werden.