DE102010000737A1

DE102010000737A1 - Electromechanically actuated brake

Info

Publication number: DE102010000737A1
Application number: DE102010000737A
Authority: DE
Inventors: Andreas Heise
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2010-08-19
Also published as: WO2010094555A1

Abstract

Elektromechanisch betätigbare Bremse für Kraftfahrzeuge mit einer Verriegelungseinheit (38) und mit einer elektromechanischen Betätigungseinheit, wobei ein sich bewegendes kraftübertragendes Element (34, 52) der Betätigungseinheit eine Verriegelungsstruktur (33, 53) umfasst, mit welcher ein mittels eines elektrisch ansteuerbaren Aktuators (36) betätigbares Verriegelungselement (37, 57) in Eingriff bringbar ist, wobei die Verriegelungseinheit (38) zumindest einen ersten und einen zweiten im Wesentlichen stabilen Zustand besitzt, wobei in dem ersten Zustand das Verriegelungselement (37, 57) nicht in Eingriff mit der Verriegelungsstruktur (33, 53) steht und in dem zweiten Zustand das Verriegelungselement (37, 57) mit der Verriegelungsstruktur (33, 53) derart in Eingriff steht, dass das Element (34, 52) der Betätigungseinheit bezüglich einer Bewegung entgegen der Zuspannrichtung (44) verriegelt ist, wobei die Verriegelungseinheit (38) derart ausgeführt ist, dass das Verriegelungselement (37, 57) jeweils in dem ersten oder dem zweiten Zustand verbleibt, solange der Aktuator (36) nicht angesteuert wird, und wobei die Verriegelungseinheit (38) und die Verriegelungsstruktur (33, 53) derart ausgeführt sind, dass in dem zweiten Zustand der Verriegelungseinheit (38) ein Zuspannen der Bremse möglich ist, wobei das Verriegelungselement (37, 57) in Eingriff mit der Verriegelungsstruktur (33, 53) bleibt oder gehalten wird.Electromechanically actuatable brake for motor vehicles with a locking unit (38) and with an electromechanical actuating unit, wherein a moving force-transmitting element (34, 52) of the actuating unit comprises a locking structure (33, 53), with which a by means of an electrically controllable actuator (36) actuatable locking element (37, 57) is engageable, wherein the locking unit (38) has at least a first and a second substantially stable state, wherein in the first state, the locking element (37, 57) is not engaged with the locking structure (33 , 53), and in the second state, the locking element (37, 57) engages with the locking structure (33, 53) such that the actuating unit element (34, 52) is locked against movement of the tightening direction (44) , wherein the locking unit (38) is designed such that the Verriegelungsse each (37, 57) remains in the first or the second state, as long as the actuator (36) is not driven, and wherein the locking unit (38) and the locking structure (33, 53) are designed such that in the second state the locking unit (38) is possible to apply the brake, wherein the locking element (37, 57) remains or is held in engagement with the locking structure (33, 53).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Bremse gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to an electromechanically actuated brake according to the preamble of claim 1.

Aus der WO 00/61962 ist eine Teilbelagsscheibenbremse mit elektromechanischer Betätigungseinheit bekannt. Zum Aufbringen von Zuspannkräften umfasst der Bremssattel einerseits eine hydraulische Betätigungsvorrichtung und andererseits eine elektromechanische Betätigungseinheit. Die hydraulische Betätigungsvorrichtung ist üblicherweise für die Betriebsbremsfunktion vorgesehen und die elektromechanische Betätigungseinheit ist im Wesentlichen für die Umsetzung der Feststellbremsfunktion verantwortlich. Zur Umsetzung einer Feststellbremsfunktion bei elektromechanischer Zuspannung der Bremse mittels der elektromechanischen Betätigungseinheit wird der Bremssattel im zugespannten Zustand verriegelt. Dies ist über einen mit einem Wälzkörperrampengetriebe zusammenwirkenden, schaltbaren Freilauf realisiert.From the WO 00/61962 is a Teilbelagsscheibenbremse with electromechanical actuator known. For applying Zuspannkräfte the brake caliper comprises on the one hand a hydraulic actuator and on the other hand, an electromechanical actuator. The hydraulic actuator is usually provided for the service brake function, and the electro-mechanical actuator is essentially responsible for the implementation of the parking brake function. To implement a parking brake function with electromechanical brake application of the brake by means of the electromechanical actuator unit, the brake caliper is locked in the tightened state. This is realized via a switchable freewheel cooperating with a rolling element ramp transmission.

In der EP 1 460 301 A2 wird eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einer Betätigungseinheit mit einem Elektromotor offenbart, dessen Rotor durch eine Verriegelungseinheit mit einem Verriegelungselement verriegelbar ist. Die Verriegelungseinheit weist eine Sperrklinke, ein Klinkenrad, einen Elektromagneten und eine Feder auf. Die Feder ist derart angeordnet, dass der Anker des Elektromagneten eine stabile Lage nur in einer Position einnimmt, bei der die Sperrklinke außer Eingriff mit dem Klinkenrad ge bracht ist. Der Elektromagnet ist also monostabil ausgebildet. Zum Einleiten eines Feststellbremsvorgangs wird die Sperrklinke betätigt, indem die Spule des Elektromagneten bestromt wird, um den Anker zu bewegen. Nachdem der die Scheibenbremse zuspannende Elektromotor abgeschaltet wird, verursacht die Federwirkung des Bremssattels und der beiden Bremsbeläge ein partielles Rückdrehen des Rotors entgegen der Zuspannrichtung, bis die Sperrklinke die weitere Drehung verhindert.In the EP 1 460 301 A2 discloses an electromechanically actuated disc brake for motor vehicles with an actuating unit with an electric motor, the rotor is locked by a locking unit with a locking element. The locking unit has a pawl, a ratchet wheel, an electromagnet and a spring. The spring is arranged such that the armature of the electromagnet assumes a stable position only in a position in which the pawl is out of engagement with the ratchet wheel ge introduced. The electromagnet is thus monostable. To initiate a parking brake operation, the pawl is actuated by energizing the coil of the electromagnet to move the armature. After the disc brake applying electric motor is turned off, the spring action of the caliper and the two brake pads causes a partial reverse rotation of the rotor against the application direction until the pawl prevents further rotation.

In der EP 1 460 301 A2 sind sowohl die Sperrklinke als auch die Zähne des Klinkenrades derart ausgebildet, dass die bereits erwähnte Feder die Sperrklinke mit dem Klinkenrad nicht außer Eingriff bringen kann. Dazu wird ein sogenannter Hinterschnittwinkel entsprechend gewählt. Das bedeutet, dass die Scheibenbremse in ihrem zugespannten Zustand verriegelbar ist, wobei keine elektrische Energie zur Aufrechterhaltung der Verriegelung notwendig ist. Andererseits sind die Sperrklinke und die Zähne des Klinkenrades derart ausgebildet, dass eine Drehung des Rotors in Zuspannrichtung zum Lösen der Verriegelung führt. Die Sperrklinke wird dabei aus dem Klinkenrad gedrückt und durch die Wirkung der Feder in diejenige Position gebracht, in der die Sperrklinke mit dem Klinkenrad außer Eingriff gebracht ist. Eine kurze Bewegung des Rotors in Zuspannrichtung führt also zur Beendigung des Feststellbremsvorganges.In the EP 1 460 301 A2 Both the pawl and the teeth of the ratchet wheel are designed such that the aforementioned spring can not disengage the pawl with the ratchet wheel. For this purpose, a so-called undercut angle is selected accordingly. This means that the disc brake is locked in its applied state, with no electrical energy to maintain the lock is necessary. On the other hand, the pawl and the teeth of the ratchet wheel are formed such that rotation of the rotor in the application direction for releasing the lock leads. The pawl is thereby pressed out of the ratchet wheel and brought by the action of the spring in that position in which the pawl is brought out of engagement with the ratchet wheel. A short movement of the rotor in the application direction thus leads to the termination of the parking brake operation.

Die EP 1 032 773 B1 offenbart eine Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, die mittels eines Elektromotors unter Zwischenschaltung eines ein axial bewegliches Teil aufweisenden Untersetzungsgetriebes betätigbar ist, wobei eine Feststellvor richtung vorgesehen ist, die mit einem sich rotatorisch bewegenden Teil des Untersetzungsgetriebes oder einem mit dem Untersetzungsgetriebe in kraftübertragender Verbindung stehenden Teil im Sinne dessen Blockierens zusammenwirkt. Die Feststellvorrichtung wird durch einen mittels eines Hubmagneten betätigbaren Stößel gebildet, der mit dem sich rotatorisch bewegenden Teil zusammenwirkt. Der Hubmagnet ist monostabil ausgeführt. Der Stößel wird im stromlosen Zustand durch die Wirkung einer vorgespannten Feder in Aussparungen des rotatorisch bewegenden Teils gehalten.The EP 1 032 773 B1 discloses a disc brake for motor vehicles, which is actuated by means of an electric motor with the interposition of an axially movable part reduction gear, wherein a Feststellvor direction is provided with a rotatably moving part of the reduction gear or standing in force-transmitting connection with the reduction gear part in the sense its blocking interacts. The locking device is formed by an actuatable by means of a solenoid plunger, which cooperates with the rotationally moving part. The solenoid is designed monostable. The plunger is held in the de-energized state by the action of a biased spring in recesses of the rotary moving part.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanisch betätigbare Bremse bereitzustellen, welche eine sichere Verriegelung auch bei einem Ausfall der Energieversorgung der Bremse gewährleistet.Of the present invention is based on the object, an electromechanical to provide actuatable brake, which is a safe Locking even in the event of a power failure of the brake guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektromechanisch betätigbare Bremse gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by an electromechanical actuated brake according to claim 1 solved.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Feststellbremsfunktion einer elektromechanisch betätigbaren Bremse durch eine Verriegelungseinheit zu erzielen, welche einen ersten im wesentlichen stabilen Nicht-Verriegelungs-Zustand und einen zweiten im wesentlichen stabilen Verriegelungs-Zustand besitzt, in welchem zur Verhinderung eines Lösens der Bremse ein Verriegelungselement der Verriegelungseinheit mit einer auf einem Element einer Betätigungseinheit angeordneten Verriegelungsstruktur in Eingriff steht. Dabei sind die Verriegelungseinheit und die Verriegelungsstruktur derart ausgeführt, dass in dem Verriegelungs-Zustand der Verriegelungseinheit ein Zuspannen der Bremse möglich ist, wobei jedoch das Verriegelungselement in Eingriff bzw. Kontakt mit der Verriegelungsstruktur bleibt oder gehalten wird, so dass bei einer Beendigung, oder auch bei einer unerwarteten Unterbrechung, des Zuspannvorgangs die Bremse gegenüber eines Lösens immer noch verriegelt ist.Of the Invention is based on the idea of the parking brake function an electromechanically actuated brake by a Locking unit to achieve a first substantially stable Non-locking state and a second substantially stable Has locking state, in which to prevent a Releasing the brake a locking element of the locking unit arranged with one on an element of an actuating unit Locking structure is engaged. Here are the locking unit and the locking structure is such that in the locking state of the locking unit a Zuspannen the brake is possible, but wherein the locking element in Engagement or contact with the locking structure remains or is held, so that at a termination, or even at a unexpected interruption, the brake application against a Lösens is still locked.

Die vorgeschlagene Bremse bietet den Vorteil, dass ein Nachspannen der Bremse ohne vorheriges Lösen der Verriegelung möglich ist. So wird die Feststellbremse auch im Fall eines Ausfalls der Energieversorgung der Bremse während eines Nachspannens nicht unbeabsichtigt gelöst.The proposed brake has the advantage that a retightening of the brake without prior release of the lock is possible. Thus, the parking brake is also in case of failure of the power supply of the brake during a Nach Spannens not unintentionally solved.

Bevorzugt umfasst die elektromechanisch betätigbare Bremse einen Bremssattel, mit zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe zusammenwirkenden, im Bremssattel begrenzt verschiebbar angeordneten Reibbelägen.Prefers The electromechanically actuated brake comprises a Brake caliper, with two, each with a side surface of a brake disc cooperating, arranged in the caliper slidably mounted Friction linings.

Auch ist es bevorzugt, dass die elektromechanisch betätigbare Bremse eine von der elektromechanischen Betätigungseinheit unabhängige hydraulische Betätigungseinheit aufweist. In diesem Fall kann z. B. die hydraulische Betätigungseinheit für die Betriebsbremsfunktion und die elektromechanischen Betätigungseinheit für die Feststellbremsfunktion genutzt werden. Bei geeigneter Auslegung der elektromechanischen Betätigungseinheit kann auf eine zusätzliche hydraulische Betätigungseinheit verzichtet werden und die elektromechanische Betätigungseinheit für Betriebsbremsfunktion und Feststellbremsfunktion genutzt werden.Also it is preferred that the electromechanically operable Brake one of the electromechanical actuator having independent hydraulic actuator. In this case, z. B. the hydraulic actuator for the service brake function and the electromechanical actuation unit be used for the parking brake function. If appropriate Design of the electromechanical actuator unit can an additional hydraulic actuator omitted be and the electromechanical actuator for Service brake function and parking brake function can be used.

Die elektromechanische Betätigungseinheit der Bremse umfasst bevorzugt einen Elektromotor, welcher unter Zwischenschaltung eines Getriebes die Bremse betätigt. Dabei handelt es sich bei dem Getriebe um ein Untersetzungsgetriebe, welches zumin dest ein axial bewegliches Teil aufweist. Dabei wird einer der Reibbeläge durch die vom axial beweglichen Teil aufgebrachten Betätigungskraft direkt und der andere Reibbelag durch die Wirkung einer vom Bremssattel aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe in Eingriff gebracht.The electromechanical actuator of the brake comprises Preferably, an electric motor, which with the interposition of a Getriebes the brake actuated. These are the transmission to a reduction gear, which at least one having axially movable part. This is one of the friction linings by the force applied by the axially movable part actuating force directly and the other friction lining by the effect of a brake caliper applied reaction force brought into engagement with the brake disc.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Aktuator der Verriegelungseinheit als ein elektromagnetischer Aktuator mit mindestens einer elektrisch ansteuerbaren Spule ausgebildet. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen bistabilen Elektromagnet. Bevorzugt ist mindestens eine Spule des Aktuators bidirektional ansteuerbar oder es sind zwei Spulen unidirektional ansteuerbar.According to one Further development of the invention is the actuator of the locking unit as an electromagnetic actuator with at least one electrical controllable coil formed. It is particularly preferred a bistable electromagnet. At least is preferred a coil of the actuator bidirectionally controllable or it is two coils can be controlled unidirectionally.

Damit die Verriegelungseinheit einen ersten und einen zweiten im wesentlichen stabilen Zustand besitzt, umfasst der Aktuator zumindest einen Dauermagneten oder eine Feder. Dieser bzw. diese halten das Verriegelungselement in zumindest einem der beiden Zustände. So wird besonders bevorzugt das Verriegelungselement nachgiebig in dem zweiten Zustand in Eingriff mit der Verriegelungsstruktur gehalten.In order to the locking unit has a first and a second substantially has stable state, the actuator comprises at least one permanent magnet or a spring. This or these hold the locking element in at least one of the two states. That's what makes it special preferably prefers the locking element in the second state held in engagement with the locking structure.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die dem Verriegelungselement zugewandte Seite der Verriegelungsstruktur sägezahnförmige oder rampenförmige Strukturen. Diese besitzen eine steile und eine flache Flanke, welche derart auf dem kraftübertragenden Element der Betätigungseinheit angeordnet und ausgerichtet sind, dass in dem zweiten Zustand der Verriegelungseinheit durch ein Zusammenwirken einer steilen Flanke einer Struktur mit dem Verriegelungselement ein Lösen der Bremse verhindert wird.According to one preferred embodiment, which comprises the locking element facing side of the locking structure sawtooth or ramp-shaped structures. These have a steep and a flat flank, which on the force-transmitting Element of the actuator arranged and aligned are that in the second state of the locking unit through an interaction of a steep flank of a structure with the locking element a release of the brake is prevented.

Das Verriegelungselement ist dabei bevorzugt als einfacher Stößel ausgeführt, welcher an einem der Anker der Verriegelungseinheit angeordnet ist. Durch eine möglichst einfache Geometrie des Verriegelungselements werden Herstellungskosten reduziert.The Locking element is preferred as a simple plunger executed, which at one of the anchors of the locking unit is arranged. By a simple geometry the locking element manufacturing costs are reduced.

Bevorzugt ist das Verriegelungselement in dem zweiten Zustand nachgiebig bzw. elastisch in der Verriegelungseinheit angeordnet, so dass es beim Zuspannen der Bremse in dem zweiten Zustand durch eine flache Flanke einer Struktur der Verriegelungsstruktur verschoben wird und so keine Verriegelung bewirkt. Besonders bevorzugt wird das Verriegelungselement durch die elastische Anordnung immer in Berührkontakt mit der Verriegelungsstruktur gehalten, so dass das Verriegelungselement auf der Oberfläche der Verriegelungsstruktur nachgeführt wird. Hierdurch wird im Fall einer Beendigung des Nachspannens eine Verriegelung gegen Lösen der Bremse sichergestellt. Der Anker der Verriegelungseinheit, an welchem das Verriegelungselement befestigt ist, wird beim Nachführen auf der Oberfläche nicht oder nur wenig in seiner Position bewegt.Prefers is the locking element in the second state compliant or elastically arranged in the locking unit, so that it at Applying the brake in the second state by a flat edge a structure of the locking structure is moved and so on no locking effected. Particularly preferred is the locking element by the elastic arrangement always in touching contact with held the locking structure, so that the locking element is tracked on the surface of the locking structure. As a result, in the case of termination of the Nachspannens a lock ensured against release of the brake. The anchor of the locking unit, on which the locking element is attached, is when tracking on the surface not or only slightly in its position emotional.

Alternativ ist es bevorzugt, dass die sägezahnförmigen oder rampenförmigen Strukturen der Verriegelungsstruktur nachgiebig bzw. elastisch ausgeführt sind. Hierdurch wird erreicht, dass in dem zweiten Zustand die Strukturen beim Zuspannen der Bremse durch das Verriegelungselement verschoben werden, d. h. weggedrückt werden, und so keine Verriegelung bewirken. Besonders bevorzugt ist die Verriegelungsstruktur als eine Anzahl von gefederten Rampen ausgebildet oder die gesamte mit Rampen versehene Verriegelungsstruktur ist verschiebbar ausgebildet.alternative It is preferred that the sawtooth or ramp-shaped structures of the locking structure yielding or are designed to be elastic. This will achieve that in the second state, the structures when applying the brake be moved by the locking element, d. H. pushed away be, and so do not lock. Especially preferred For example, the latching structure is a number of sprung ramps formed or the entire ramped locking structure is designed to be movable.

Bei einer nachgiebigen Verriegelungsstruktur ist das Verriegelungselement bevorzugt in dem zweiten Zustand im wesentlichen unnachgiebig in der Verriegelungseinheit angeordnet, um ein Wegdrücken der sägezahnförmigen oder rampenförmigen Strukturen bewirken zu können.at a compliant locking structure is the locking element preferably in the second state substantially unyielding in the Locking unit arranged to push away the sawtooth or ramped To be able to effect structures.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Verriegelungselement an seinem der Verriegelungsstruktur zugewandten Ende keilförmig oder rampenförmig ausgebildet. Das Ende umfasst also eine abgeschrägte erste und eine zweiten Flanke, welche vorteilhafterweise im wesentlichen senkrecht zur Verriegelungsstruktur verläuft. Das Verriegelungselement ist derart angeordnet und ausgerichtet, dass in dem zweiten Zustand der Verriegelungseinheit durch ein Zusammenwirken der zweiten Flanke mit der Verriegelungsstruktur ein Lösen der Bremse verhindert wird.According to another preferred embodiment, the locking element is wedge-shaped or ramp-shaped at its end facing the locking structure. The end thus comprises a beveled first and a second flank, which advantageously extends substantially perpendicular to the locking structure. The locking element is arranged and aligned such that in the second state of the locking unit by an interaction of the second Flank with the locking structure a release of the brake is prevented.

Bevorzugt ist das keil- oder rampenförmige Verriegelungselement in dem zweiten Zustand nachgiebig bzw. elastisch in der Verriegelungseinheit angeordnet, so dass das Verriegelungselement beim Zuspannen der Bremse in dem zweiten Zustand durch Zusammenwirken seiner abgeschrägten ersten Flanke mit der Verriegelungsstruktur verschoben wird und so keine Verriegelung bewirkt. Besonders bevorzugt wird das Verriegelungselement durch die elastische Anordnung immer in Berührkontakt mit der Verriegelungsstruktur gehalten, so dass das Verriegelungselement auf der Oberfläche der Verriegelungsstruktur nachgeführt wird. Hierdurch wir bei einer Beendigung des Nachspannens eine Verriegelung gegen Lösen der Bremse sichergestellt.Prefers is the wedge or ramp-shaped locking element in the second state compliant or elastic in the locking unit arranged so that the locking element during application of the Brake in the second state by interaction of its bevelled first edge is moved with the locking structure and so no locking effect. Particularly preferred is the locking element by the elastic arrangement always in touching contact with held the locking structure, so that the locking element tracked on the surface of the locking structure becomes. As a result, we at a termination of the Nachspannens a lock ensured against release of the brake.

Bevorzugt umfasst die Verriegelungsstruktur mehrere Strukturen mit beidseitig im wesentlichen senkrechten Flanken (bezogen auf die beiden Seiten einer Zusammenwirkung von Verriegelungselement und Verriegelungsstruktur). Besonders bevorzugt sind die Strukturen entweder als Löcher oder Sacklöcher in einem Blech oder einem Vollmaterial oder als rechteckige, z. B. quaderförmige, Erhebungen ausgeführt. Durch das keil- oder rampenförmige Verriegelungselement und die einfache Geometrie der Verriegelungsstruktur wird ein sicheres Verriegeln bei gleichzeitig geringen Herstellungskosten erzielt.Prefers For example, the locking structure includes a plurality of double-sided structures essentially vertical flanks (relative to the two sides of a Interaction of locking element and locking structure). Most preferably, the structures are either as holes or blind holes in a sheet or solid material or as a rectangular, z. B. cuboid, surveys carried out. By the wedge or ramp-shaped locking element and the simple geometry of the locking structure becomes a safe Locking achieved at the same time low production costs.

Die Verriegelungsstruktur umfasst bevorzugt eine Anzahl von radial oder axial oder linear angeordneten Strukturen (ob rampen- oder quaderförmig), je nach dem an welchem Element der Betätigungseinheit die Verriegelungsstruktur angeordnet ist.The Locking structure preferably comprises a number of radial or axially or linearly arranged structures (whether ramped or cuboid), depending on which element of the operating unit the Locking structure is arranged.

Bevorzugt ist die Verriegelungsstruktur auf einem drehbaren Element der Betätigungseinheit angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Verriegelungsstruktur auf einem Rotor des Elektromotors oder auf einem Zahnrad, z. B. eines Getriebes, angeordnet. Dabei ist es dann vorteilhaft, dass die Strukturen der Verriegelungsstruktur kreisförmig oder kreissegmentförmig angeordnet sind. Die Anordnung auf dem Rotor oder einem Zahnrad besitzt den Vorteil einer leicht zugänglichen Anordnung.Prefers is the locking structure on a rotatable element of the actuator unit arranged. Particularly preferably, the locking structure is on a rotor of the electric motor or on a gear, for. B. one Gear, arranged. It is then advantageous that the structures the locking structure circular or circular segment are arranged. The arrangement on the rotor or a gear has the advantage of an easily accessible arrangement.

Bevorzugt bestehen die rampenförmige Strukturen aus ein oder mehreren Blechen, welche Bestandteil eines Elektromotors sind.Prefers the ramp-shaped structures consist of one or more Sheet metal, which are part of an electric motor.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Verriegelungselement direkt oder indirekt mit einem Notentriegelungs element verbunden, mittels welchem das Verriegelungselement mechanisch aus dem zweiten Zustand in den ersten Zustand bringbar ist. Dies lässt eine direkte oder indirekte handbetätigte Notentriegelung zu.According to one Further development of the invention is the locking element directly or indirectly connected to an emergency release element, by means of which the locking element mechanically from the second state in the first state can be brought. This leaves a direct or indirect manual emergency release too.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Position des Verriegelungselements mittels Ansteuerung der Spule des elektromagnetischen Aktuators bestimmbar. Hierbei wird aus der Beaufschlagung einer Spule des Aktuators mit Strom oder Spannung auf die Position des Ankers geschlossen. Dabei ist es besonders bevorzugt, durch Beaufschlagen einer Spule mit einer pulsierenden Spannung oder mit einer Wechselspannung durch Auswertung des Stromverlaufs und/oder des Spannungsverlaufs beim Ein- und/oder Ausschalten auf die Induktivität der Spule zu schließen. Die Induktivität hängt von der Ankerlage ab und somit kann auf die Ankerposition geschlossen werden.According to one Another advantageous embodiment of the invention is a position of the locking element by means of controlling the coil of the electromagnetic Actuator determinable. This is from the admission of a Coil the actuator with current or voltage to the position of the armature closed. It is particularly preferred by applying a coil with a pulsating voltage or with an AC voltage by evaluation of the current profile and / or the voltage curve when switching on and / or off on the inductance of Close the coil. The inductance depends from the anchor position and thus can be closed to the anchor position become.

Ebenso ist es bevorzugt, durch ein elektrisches Ausmessen der Ankerposition mindestens eine Endlage des Verriegelungsmechanismus zu überprüfen.As well it is preferred by an electrical measurement of the anchor position Check at least one end position of the locking mechanism.

Bevorzugt wird die Position des Verriegelungselementes durch Auswertung einer Änderung eines Magnetfeldes bestimmt. Die Magnetfeldänderung kann mittels einer weiteren Spule, welche nicht die Spule des elektromagnetischen Aktuators ist, oder mittels eines Magnetfeldsensors, z. B. eines Hall-Sensors oder eines magnetoresistiven Sensors, bestimmt werden.Prefers the position of the locking element by evaluating a change of a Magnetic field determined. The magnetic field change can by means of another coil, which is not the coil of the electromagnetic Actuator is, or by means of a magnetic field sensor, for. B. a Hall sensor or a magnetoresistive sensor.

Ebenso wird bevorzugt das Nachspannen der Bremse durch Überwachen der Ankerposition beim mechanischen Verschieben des Ankers, z. B. über eine Rampe, überwacht.As well It is preferable to retighten the brake by monitoring the anchor position during mechanical displacement of the armature, z. B. over a ramp, monitored.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below based on figures.

Es zeigen schematisch:It show schematically:

1 eine aus dem Stand der Technik bekannte elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse, 1 a known from the prior art electromechanically actuated disc brake,

2 eine Teilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremse, 2 a partial view of a first embodiment of a brake according to the invention,

3 eine Verriegelungsstruktur auf einem Rotor eines Elektromotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in vergrößerter Darstellung, 3 a locking structure on a rotor of an electric motor according to the first embodiment in an enlarged view,

4 verschiedene Ausführungsbeispiele einer Verriegelungsstruktur, 4 various embodiments of a locking structure,

5 eine Verriegelungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 5 a locking unit according to the first embodiment,

6 eine Verriegelungseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 6 a locking unit according to a second embodiment,

7 das Zusammenwirken von Verriegelungseinheit und Verriegelungsstruktur anhand eines dritten Ausführungsbeispiel, 7 the interaction of locking unit and locking structure based on a third embodiment,

8 eine Teilansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremse, 8th a partial view of a fourth embodiment of a brake according to the invention,

9 Teilansichten eines fünften und sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremse, 9 Partial views of a fifth and sixth embodiment of a brake according to the invention,

10 Teilansichten weiterer Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Bremse, und 10 Partial views of further embodiments of a brake according to the invention, and

11 beispielsgemäße Stromverläufe in einer Verriegelungseinheit. 11 exemplary current curves in a locking unit.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene elektromechanisch betätigbare Bremsen bekannt. 1 zeigt beispielsgemäß eine aus der WO 2004/083670 A1 bekannte elektromechanisch betätigbare Bremse, deren im Schnitt dargestellter Bremssattel in einem nicht gezeigten feststehenden Halter verschiebbar gelagert ist. Ein Paar von Reibbelägen 4 und 5 ist im Bremssattel derart angeordnet, dass sie der linken und der rechten Seitenfläche einer Bremsscheibe 6 zugewandt sind. Während der erste Reibbelag 4 mittels eines Betätigungselements 7 durch die Betätigungseinheit direkt mit der Bremsscheibe 6 in Eingriff bringbar ist, wird der zweite Reibbelag 5 durch die Wirkung einer bei der Betätigung der Anordnung vom Bremssattel aufgebrachten Reaktionskraft gegen die gegenüberliegende Seitenfläche der Bremsscheibe 6 gedrückt.Various electromechanically actuated brakes are known from the prior art. 1 shows, for example, one from the WO 2004/083670 A1 known electromechanically actuated brake whose sectional view of the brake caliper is slidably mounted in a fixed holder, not shown. A pair of friction linings 4 and 5 is arranged in the caliper such that it is the left and the right side surface of a brake disc 6 are facing. During the first friction lining 4 by means of an actuating element 7 through the actuator directly to the brake disc 6 is engageable, the second friction lining 5 by the action of a reaction force applied by the caliper on actuation of the assembly against the opposite side surface of the brake disk 6 pressed.

Die Betätigungseinheit, die mittels nicht gezeigter Befestigungsmittel am Bremssattel angebracht ist, weist einen modularen Aufbau auf und besteht im Wesentlichen aus vier selbstständigen Baugruppen bzw. Modulen, und zwar aus einer Antriebseinheit 1, einem den ersten Reibbelag 4 betätigenden ersten Untersetzungsgetriebe 2, das gleichzeitig eine Rotationsbewegung in eine translatorische Bewegung umwandelt, einem zwischen der Antriebseinheit 1 und dem ersten Untersetzungsgetriebe 2 wirkungsmäßig geschalteten zweiten Untersetzungsgetriebe 3 sowie einer elektronischen Steuereinheit 8.The actuating unit, which is attached by means not shown fastening means on the brake caliper, has a modular structure and consists essentially of four independent modules or modules, of a drive unit 1 , the first friction lining 4 actuating first reduction gear 2 , which simultaneously converts a rotational movement into a translatory movement, one between the drive unit 1 and the first reduction gear 2 operatively connected second reduction gear 3 and an electronic control unit 8th ,

Die Antriebseinheit 1 besteht aus einem Elektromotor, dessen Stator 9 unbeweglich in einem Motorgehäuse 12 angeordnet ist und dessen Rotor 10 mit einer Welle 13 verbunden ist, die mit dem zweiten Untersetzungsgetriebe 3 wirkungsmäßig verbunden ist. Das erste Untersetzungsgetriebe 2 ist als ein Kugelgewindetrieb ausgebildet, das in einem Getriebegehäuse 14 angeordnet ist. Der Kugelgewindetrieb besteht dabei aus einer Gewindemutter 16 sowie einer Gewindespindel 17, wobei zwischen der Gewindemutter 16 und der Gewindespindel 17 mehrere, nicht näher bezeichnete Kugeln angeordnet sind, die bei einer Rotationsbewegung der Gewindespindel 17 umlaufen und die Gewindemutter 16 in eine axiale bzw. translatorische Bewegung versetzen. Die Gewindemutter 16 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem ersten Teil 18, das das vorhin erwähnte Betätigungselement 7 bildet, sowie einem zweiten Teil 19, in dem ein Rücklaufbereich für die Kugeln ausgebildet ist, in dem die Kugeln ohne Belastung an den Anfang der tragenden Laufbahn zurücklaufen können. Das zweite Untersetzungsgetriebe 3 ist beispielsgemäß als ein Planetengetriebe ausgebildet.The drive unit 1 consists of an electric motor, whose stator 9 immovable in a motor housing 12 is arranged and its rotor 10 with a wave 13 connected to the second reduction gear 3 is operatively connected. The first reduction gearbox 2 is designed as a ball screw, which in a transmission housing 14 is arranged. The ball screw consists of a threaded nut 16 and a threaded spindle 17 , being between the threaded nut 16 and the threaded spindle 17 a plurality of unspecified balls are arranged, which in a rotational movement of the threaded spindle 17 revolve and the nut 16 put in an axial or translational movement. The threaded nut 16 is made in two parts and consists of a first part 18 that the aforementioned actuator 7 forms, as well as a second part 19 , in which a return area for the balls is formed, in which the balls can run back without load to the beginning of the supporting raceway. The second reduction gearbox 3 is for example designed as a planetary gear.

Die Anordnung ist derart getroffen, dass der Rotor 10 bzw. die Welle 13 des Elektromotors unter Zwischenschaltung des zweiten Untersetzungsgetriebes 3 die Gewindespindel 17 antreibt, während das erste Teil 18 der Gewindemutter 16 sich am ersten Reibbelag 4 abstützt. Die Ankopplung des ersten Untersetzungsgetriebes 2 an das zweite Untersetzungsgetriebe 3 erfolgt mittels einer querkraftfreien Steckverbindung, die das Bezugszeichen 20 trägt und die beispielsweise als eine Kerbverzahnung ausgeführt werden kann. Der Lagerung des Rotors 10 dienen zwei Radiallager 21, 22, die im Motorgehäuse 12 angeordnet sind.The arrangement is such that the rotor 10 or the wave 13 of the electric motor with the interposition of the second reduction gear 3 the threaded spindle 17 drives while the first part 18 the threaded nut 16 on the first friction lining 4 supported. The coupling of the first reduction gear 2 to the second reduction gear 3 takes place by means of a lateral force-free plug-in connection, the reference numeral 20 carries and which can be carried out, for example, as a serration. The storage of the rotor 10 serve two radial bearings 21 . 22 in the motor housing 12 are arranged.

Außerdem sind elektromechanisch betätigbare Bremsen bekannt, welche zur Realisierung einer Feststellbremsfunktion eine Feststellbremsvorrichtung umfassen, durch welche der Rotor des Elektromotors der Betätigungseinheit der Bremse durch ein Verriegelungselement verriegelbar ist.Furthermore Electromechanically actuated brakes are known which to realize a parking brake function, a parking brake device comprising, by which the rotor of the electric motor of the actuating unit the brake can be locked by a locking element.

Erfindungsgemäß wird ein Verriegelungsmechanismus für elektromechanisch betätigbare Bremsen vorgeschlagen, welcher nachfolgend anhand der in den 2 bis 14 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert wird. Ein derartiger Verriegelungsmechanismus wird bevorzugt in der in 1 dargestellten Bremse eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, den erfindungsgemäßen Verriegelungsmechanismus in einer Bremse mit einer elektromechanischen Betätigungseinheit und einer davon unabhängigen hydraulischen Betätigungseinheit einzusetzen.According to the invention, a locking mechanism for electromechanically actuated brakes is proposed, which is described below with reference to FIGS 2 to 14 illustrated embodiments will be explained in more detail. Such a locking mechanism is preferred in the in 1 used brake shown. However, it is also possible to use the locking mechanism according to the invention in a brake with an electromechanical actuating unit and a hydraulic actuation unit independent thereof.

2 zeigt schematisch eine Teilansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremse. Es ist ein Elektromotor 31 mit Gehäuse 46, Stator 45 und Rotor 34 dargestellt. An Rotor 34 ist eine Verriegelungsstruktur 33 angeordnet. Eine Verriegelungseinheit 38 ist oberhalb der Verriegelungsstruktur 33 an dem Gehäuse 46 angeordnet, wobei ein Verriegelungselement 37 der Verriegelungseinheit 38 in der Stellung „verriegelt” durch eine Öffnung in Gehäuse 46 in die Verriegelungsstruktur 33 eingreift. Verriegelungseinheit 38 ist bistabil ausgeführt. Unter einer bistabilen Verriegelungseinheit (bzw. einem bistabilen Elektromagneten) wird ei ne Verriegelungseinheit (ein Elektromagnet) verstanden, die (der) zwei stabile Stellungen (Endlagen) besitzt. Diese werden im Folgenden auch mit Stellung/Position „verriegelt” und „entriegelt” bezeichnet. Die stabilen Stellungen (Endlagen) werden dabei stromlos gehalten, d. h. ohne elektrische Ansteuerung verharrt die Verriegelungseinheit (der Elektromagnet) in einer der zwei stabilen Stellungen (Endlagen). Zwischen den beiden Stellungen (Endlagen) kann durch geeignete Bestromung umgeschaltet werden. 2 schematically shows a partial view of a first embodiment of a brake according to the invention. It is an electric motor 31 with housing 46 , Stator 45 and rotor 34 shown. To rotor 34 is a locking structure 33 arranged. A locking unit 38 is above the locking structure 33 on the housing 46 arranged, wherein a locking element 37 the locking unit 38 in the "locked" position through an opening in the housing 46 in the locking structure 33 intervenes. locking unit 38 is bistable. Under a bistable locking unit (or a bistable electromagnet) is ei ne locking unit (an electromagnet) verstan the one that has two stable positions (end positions). These are also referred to below as position / position "locked" and "unlocked". The stable positions (end positions) are kept de-energized, ie without electrical control, the locking unit (the electromagnet) remains in one of the two stable positions (end positions). Between the two positions (end positions) can be switched by suitable current supply.

3 zeigt den Rotor 34 des Elektromotors 31 mit der Verriegelungsstruktur 33 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels in Aufsicht von schräg oben, in axialer Draufsicht und in Seitenansicht. Die Verriegelungsstruktur 33 ist auf der der Verriegelungseinheit 38 (siehe 2) zugewandten Endfläche des Rotors 34 angeordnet. Die beispielsgemäße Verriegelungsstruktur 33 besteht aus einer Vielzahl von rampen- bzw. sägezahnförmigen Ausformungen, deren Erhebungen (Zähne, Rampen) in axialer Richtung nach oben (in Richtung der Verriegelungseinheit 38, siehe 2) ausgebildet sind. Die Verriegelungsstruktur 33 ist beispielsgemäß ringförmig auf dem Rotor 34 angeordnet, d. h. die rampen- bzw. sägezahnförmigen Ausformungen bilden eine geschlossene Form auf dem Trägerelement (hier Rotor 34). In 3c) sind einige Spulenwicklungen 35 des Elektromotors 31 schematisch dargestellt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Elektromotor 31 um einen bürstenlosen Gleichstrom-Motor. 3 shows the rotor 34 of the electric motor 31 with the locking structure 33 according to the first embodiment in plan view obliquely from above, in axial plan view and in side view. The locking structure 33 is on the lock unit 38 (please refer 2 ) facing end surface of the rotor 34 arranged. The exemplary locking structure 33 consists of a variety of ramp or sawtooth-shaped formations whose elevations (teeth, ramps) in the axial direction upwards (in the direction of the locking unit 38 , please refer 2 ) are formed. The locking structure 33 is, for example, annular on the rotor 34 arranged, ie the ramped or sawtooth-shaped formations form a closed shape on the support element (here rotor 34 ). In 3c) are some coil windings 35 of the electric motor 31 shown schematically. Preferably, it is the electric motor 31 around a brushless DC motor.

Alternativ zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Verriegelungsstruktur 33 auch in Form von rampen- bzw. sägezahnförmigen Ausnehmungen (anstelle von Erhebungen) im Trägerelement (z. B. Rotor 34), welche in axialer Richtung ausgebildet sind, ausgeführt sein (nicht dargestellt).Alternatively to the in 3 illustrated embodiment, the locking structure 33 also in the form of ramp-shaped or sawtooth-shaped recesses (instead of elevations) in the carrier element (eg rotor 34 ), which are formed in the axial direction, to be executed (not shown).

In 4 sind drei Ausführungsbeispiele von Verriegelungsstrukturen in Seitenansicht dargestellt. Das in 4a) dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht der in 3a) dargestellten Variante. Die sägezahnförmige Verriegelungsstruktur 33 ist massiv ausgeführt, z. B. als auf dem Trägerelement befestigte rampen- bzw. sägezahnförmige Ausformungen oder einstückig mit dem Trägerelement. Die rampenförmigen Ausformungen der Verriegelungsstruktur 33' aus 4b) sind beispielsgemäß aus dem Trägerelement ausgestanzt und entsprechend nach oben geformt. Die in 4c) schematisch dargestellte Verriegelungsstruktur 3'' umfasst gefedert gelagerte Rampen, deren Rampenneigung durch im wesentlichen senkrecht zum Trägerelement in Richtung des Trägerelements hin ausgeübten Druck verringerbar ist. Ein Ende des Rampenelementes ist drehbar an dem Trägerelement gelagert und das Rampenelement wird durch eine Feder zwischen Trägerelement und Rampenelement von dem Trägerelement ferngehalten, so dass durch das Rampenelement eine Rampe gebildet wird. In allen Ausführungsbeispielen sind die „Ausformungen” der Verriegelungsstruktur 3, 3', 3'' jeweils an einer Flanke langsam ansteigend, während die andere Flanke sehr steil senkrecht zur Oberfläche des Trägerelementes abfällt.In 4 three embodiments of locking structures are shown in side view. This in 4a) illustrated embodiment corresponds to in 3a) illustrated variant. The sawtooth-shaped locking structure 33 is solid, z. B. as mounted on the support element ramp or sawtooth-shaped formations or integral with the support element. The ramp-shaped formations of the locking structure 33 ' out 4b) For example, are punched out of the support element and shaped upwards accordingly. In the 4c) schematically illustrated locking structure 3 '' comprises spring-mounted ramps whose ramp inclination can be reduced by pressure exerted essentially perpendicular to the carrier element in the direction of the carrier element. One end of the ramp element is rotatably mounted on the carrier element and the ramp element is kept away from the carrier element by a spring between carrier element and ramp element, so that a ramp is formed by the ramp element. In all embodiments, the "formations" of the locking structure 3 . 3 ' . 3 '' each slowly rising on one flank, while the other flank falls very steeply perpendicular to the surface of the support element.

5 zeigt die Verriegelungseinheit 38 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in vergrößerter Darstellung. Die mit Verriegelungselement 37 in Eingriff bringbare Verriegelungsstruktur 33 ist nicht dargestellt. Verriegelungseinheiten 38 umfasst einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator 36 zur Betätigung des Verriegelungselements 37 der Verriegelungseinheit 38. Der elektrisch ansteuerbare Aktuator 36 wird beispielsge mäß durch einen bistabilen Elektromagnet mit zwei Spulen 47 und einem Dauermagnet 39 gebildet, wobei Dauermagnet 39 für eine Bistabilität sorgt. Dauermagnet 39 ist z. B. ringförmig ausgebildet und zwischen den beiden Spulen 47 angeordnet. Der Anker 41 des Elektromagneten ist in einem Raum zwischen den beiden Spulen 47 und dem Dauermagnet 39 angeordnet. An einem Ende des Ankers 41 ist das Verriegelungselement 37 angeordnet. 5 zeigt das Verriegelungselement 37 in der stabilen Position „verriegelt”. Umgeben ist Aktuator 36 von einem Blechgehäuse 42, aus welchem das Verriegelungselement 37 zumindest in der Position „verriegelt” herausragt. 5 shows the locking unit 38 according to the first embodiment in an enlarged view. The with locking element 37 engageable locking structure 33 is not shown. locking units 38 includes an electrically controllable actuator 36 for actuating the locking element 37 the locking unit 38 , The electrically controllable actuator 36 is beispielsge by a bistable solenoid with two coils 47 and a permanent magnet 39 formed, being permanent magnet 39 ensures a bistability. permanent magnet 39 is z. B. annular and between the two coils 47 arranged. The anchor 41 the electromagnet is in a space between the two coils 47 and the permanent magnet 39 arranged. At one end of the anchor 41 is the locking element 37 arranged. 5 shows the locking element 37 locked in the stable position. Surrounded is actuator 36 from a sheet metal housing 42 , from which the locking element 37 protrudes at least in the position "locked".

Beispielsgemäß sind pro Spule 47 zwei Drähte 49 herausgeführt, es kann aber auch eine gemeinsame Mittelanzapfung für die beiden Spulen (Hälften) gewählt werden (siehe 10a)).For example, per coil 47 two wires 49 led out, but it can also be a common center tap for the two coils (halves) are selected (see 10a) ).

Verriegelungselement 37 ist beispielsgemäß als ein länglicher, im wesentlichen gerader Stößel ausgebildet. Der Querschnitt des Stößels kann z. B. rund oder oval oder quadratisch oder rechteckig ausgeführt sein.locking element 37 is for example designed as an elongate, substantially straight plunger. The cross section of the plunger z. B. round or oval or square or rectangular.

Befindet sich der bistabile Elektromagnet auf einer seiner beiden Endlagen (d. h. in einer seiner stabilen Positionen) und wird das Verriegelungselement 37 (und damit der Anker 41) durch äußere Krafteinwirkung in Richtung der anderen Endlage bewegt, so wirkt zunächst eine starke Gegenkraft, welche versucht Verriegelungselement 37 in der stabilen Position zu halten. Wird Verriegelungselement 37 weiter bewegt, so fällt die Gegenkraft ab einem vorgegebenen Punkt (z. B. dem halben Weg zwischen den beiden Anschlagpunkten) auf Gegenkraft Null ab (entspricht einer instabilen Position). Bei Weiterbewegung wird Verriegelungselement 37 mit zunehmender Stärke zur gegenüberliegenden Endlage hingezogen.Is the bistable solenoid on one of its two end positions (ie in one of its stable positions) and is the locking element 37 (and thus the anchor 41 ) moved by external force in the direction of the other end position, so first acts a strong counterforce, which tries locking element 37 to hold in the stable position. Will lock element 37 moved further, the counterforce falls from a predetermined point (eg, halfway between the two attachment points) to zero counterforce (corresponds to an unstable position). Upon further movement is locking element 37 attracted with increasing strength to the opposite end position.

Bei an sich bekannten Elektromagneten bzw. Hubmagneten der oben beschriebnen Bauart liegt der instabile Punkt meist in der Mitte des Elektromagneten. Für die Verwendung in einer erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit ist es vorteilhaft, den bistabilen Elektromagnet derart auszuführen, dass der instabile Punkt weiter von dem Verriegelungselement 37 (also der Verriegelungsstruktur 3) entfernt liegt.In known electromagnets or lifting magnets of the type described above, the unstable point is usually in the middle of the electromagnet. For use in a erfindungsge According to the locking unit, it is advantageous to design the bistable electromagnet such that the unstable point is farther from the locking element 37 (ie the locking structure 3 ) is removed.

Bei dem in 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel (ebenso wie bei dem in 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel) ist die rückseitige (in 5, 6: linke) Endlage (Position „entriegelt”) stabil. Die (rechte) Endlage an der Verrieglungsstruktur (Position „verriegelt”) ist ebenfalls stabil. Das Verriegelungselement 37 wird in der Richtung der Verrieglungsstruktur 33 (nach rechts) stabil an das Gehäuse 42 angedrückt, in entgegen gesetzter Richtung (nach links) kann das Verriegelungselement 37 bei entsprechender Krafteinwirkung zur Überwindung der entstehenden Gegenkraft bewegt werden. So ist es möglich, dass im Fall eines Nachspannens der Bremse (siehe Beschreibung weiter unten), wenn das Verrieglungselement 37 eine Rampe der Verrieglungsstruktur 33 hinauf gleitet, der Anker 41 sich gering nach links bewegen kann, d. h. die Verriegelungseinheit 38/das Verriegelungselement 37 nachgiebig in der Position „verriegelt” gehalten wird. Unter einer stabilen Lage (Zustand) wird also kein starre (im Sinne von feste oder unbewegliche) Lage verstanden, sondern eine „positionsbeharrende”, gegebenenfalls nachgiebige Lage.At the in 5 illustrated first embodiment (as well as in the 6 illustrated second embodiment) is the back (in 5 . 6 : left) end position (position "unlocked") stable. The (right) end position on the locking structure (locked position) is also stable. The locking element 37 becomes in the direction of the locking structure 33 (to the right) stable to the housing 42 pressed in the opposite direction (to the left), the locking element 37 be moved with appropriate force to overcome the resulting drag. So it is possible that in case of a re-tensioning of the brake (see description below), if the locking element 37 a ramp of the locking structure 33 slides up, the anchor 41 can move slightly to the left, ie the locking unit 38 / the locking element 37 compliant in the position "locked" is held. Under a stable position (state) so no rigid (in the sense of fixed or immovable) position understood, but a "position-retaining", optionally compliant situation.

6 zeigt eine Verriegelungseinheit 38' gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die mit Verriegelungselement 37 in Eingriff bringbare Verriegelungsstruktur 33 ist nicht dargestellt. Verriegelungseinheiten 38' umfasst einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator 36' zur Betätigung des Verriegelungselements 37 der Verriegelungseinheit 38'. Verriegelungseinheit 38' ist bistabil ausgeführt, d. h. ohne elektrische Ansteuerung verharrt sie in einer von zwei stabilen Stellungen. Der elektrisch ansteuerbare Aktuator 36' wird beispielsgemäß durch einen bistabilen Elektromagnet mit zwei Spulen 47 und einer Feder 40 gebildet. Feder 40 ist derart verbaut, dass sie in den beiden stabilen Stellungen (rechte und linke Endlage) am weitesten entspannt ist und hierdurch für die Bistabilität sorgt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Anker 41 des Elektromagneten in einem Raum zwischen den beiden Spulen 47 angeordnet. An einem Ende des Ankers 41 ist das Verriegelungselement 37 befestigt. Bei hinreichend guter Gleiteigenschaft des Ankers 41 ist die Mittellage instabil. 6a) zeigt das Verriegelungselement 37 in der stabilen Position „verriegelt”, 6b) zeigt das Verriegelungselement 37 in der stabilen Position „entriegelt”. Feder 40 ist vorgespannt, so dass bei einer kleinen Abweichung des Ankers 41 aus der (instabilen) Mittellage Feder 40 eine Kraft auf den Anker 41 ausübt, welche in Richtung der entsprechenden stabilen Position wirkt. Wird eine der Spulen 47, egal mit welcher Polarität, bestromt, so wird der Anker 41 in deren Richtung gezogen. Anstelle des Magneten 39 aus dem ersten Ausführungsbeispiel (5) ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel Eisen angeordnet. 6 shows a locking unit 38 ' according to a second embodiment. The with locking element 37 engageable locking structure 33 is not shown. locking units 38 ' includes an electrically controllable actuator 36 ' for actuating the locking element 37 the locking unit 38 ' , locking unit 38 ' is bistable, ie without electrical control, it remains in one of two stable positions. The electrically controllable actuator 36 ' is exemplified by a bistable solenoid with two coils 47 and a spring 40 educated. feather 40 is installed in such a way that it is most relaxed in the two stable positions (right and left end position) and thus provides for bistability. Also in this embodiment is the anchor 41 of the electromagnet in a space between the two coils 47 arranged. At one end of the anchor 41 is the locking element 37 attached. With sufficiently good sliding property of the anchor 41 the middle layer is unstable. 6a) shows the locking element 37 locked in the stable position, 6b) shows the locking element 37 in the stable position "unlocked". feather 40 is preloaded, so with a small deviation of the anchor 41 from the (unstable) central position spring 40 a force on the anchor 41 which acts in the direction of the corresponding stable position. Will one of the coils 47 , no matter what polarity, energized, so will the anchor 41 pulled in their direction. Instead of the magnet 39 from the first embodiment ( 5 ) Iron is arranged in the second embodiment.

Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird der elektrisch ansteuerbare Aktuator der Verriegelungseinheit durch einen bistabilen Elektromagnet mit einem Dauermagneten, einer Spule und einer Feder gebildet.According to one not shown embodiment, the electric controllable actuator of the locking unit by a bistable electromagnet formed with a permanent magnet, a coil and a spring.

Anhand von 7 soll das Zusammenwirken von Verriegelungsstruktur 33 und Verriegelungseinheit 38 mit Verriegelungselement 37 am Beispiel eines dritten Ausführungsbeispiels verdeutlicht werden. Die weiter unten folgenden Erläuterungen zum Zusammenwirken gelten aber entsprechend auch für andere Ausführungsformen. Die Verriegelungseinheit 38'' gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen der Verriegelungseinheit 38 des ersten Ausführungsbeispiels, Verriegelungseinheit 38'' umfasst jedoch zusätzlich eine mechanische Notlösevorrichtung. Die Notlösevorrichtung kann in Form eines Notentriegelungszughebel ausgeführt sein, welcher auf den Anker 41 oder direkt auf das Verriegelungselement 37 wirkt. Bei dem in 7a) dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist die Notlösevorrichtung durch ein Zugelement 43 gebildet, das auf den Anker 41 wirkt. Bei einem Defekt des Aktuators 36 oder einem Ausfall der elektrischen Energieversorgung der Verriegelungseinheit 38'' kann durch, z. B. händische, Betätigung des Zugelementes 43 der Anker 41 und damit das Verriegelungselement 37 in der Zeichnung nach oben bewegt werden, wodurch die Verriegelung, z. B. des Rotors 34, aufgehoben wird. Das Zugelement 43 ragt direkt oder indirekt über ein Zwischenelement aus der Gehäusewandung 42 heraus und ist bevorzugt durch ein nichtdargestelltes Dichtungselement abgedichtet. In 7 ist eine lineare Verriegelungsstruktur 33 dargestellt, es kann sich jedoch auch um eine Verriegelungsstruktur wie in 3 dargestellt (bei nichtperspektivischer Darstellung) oder eine sonstige Anordnung handeln.Based on 7 should the interaction of locking structure 33 and locking unit 38 with locking element 37 be illustrated by the example of a third embodiment. The explanations below on interaction, however, apply accordingly also to other embodiments. The locking unit 38 '' according to the third embodiment substantially corresponds to the locking unit 38 of the first embodiment, locking unit 38 '' but also includes a mechanical emergency release device. The emergency release device can be designed in the form of an emergency release pull lever, which on the anchor 41 or directly on the locking element 37 acts. At the in 7a) illustrated third embodiment, the emergency release device by a tension element 43 formed on the anchor 41 acts. In case of a defect of the actuator 36 or a failure of the electrical power supply of the locking unit 38 '' can by, for. B. manual, actuation of the tension element 43 the anchor 41 and thus the locking element 37 be moved in the drawing upwards, whereby the lock, z. B. the rotor 34 , will be annulled. The tension element 43 protrudes directly or indirectly via an intermediate element of the housing 42 and is preferably sealed by an unillustrated sealing element. In 7 is a linear locking structure 33 However, it can also be a locking structure as in 3 represented (in non-perspective representation) or act a different arrangement.

7a) zeigt eine Verriegelungsstruktur 33 und eine Verriegelungseinheit 38'' mit Verriegelungselement 37. Verriegelungsstruktur 33 ist auf einem beweglichen kraftübertragendes Element (Trägerelement) der Betätigungseinheit der elektromechanischen Bremse angeordnet. Dies kann z. B. der Rotor 34 eines Elektromotors 31 entsprechend 2 sein. Pfeil 44 stellt diejenige Bewegungsrichtung bzw. Drehrichtung des Trägerelementes dar, die einer Vergrößerung der Zuspannkraft F, d. h. einer Bremskrafterhöhung, entspricht (Zuspannrichtung). 7a) shows a locking structure 33 and a locking unit 38 '' with locking element 37 , locking structure 33 is disposed on a movable force transmitting member (support member) of the operation unit of the electro-mechanical brake. This can be z. B. the rotor 34 an electric motor 31 corresponding 2 be. arrow 44 represents that direction of movement or direction of rotation of the support element, which corresponds to an increase in the application force F, ie a braking force increase corresponds (application direction).

Zum Einleiten eines Feststellbremsvorgangs wird das Verriegelungselement 37 durch geeignete Bestromung des elektrisch ansteuerbaren Aktuators 36 betätigt. Anker 41 und damit Verriegelungselement 37 bewegen sich von der Position „entriegelt”, in welcher das Verriegelungselement 37 nicht in Eingriff mit der Verriegelungsstruktur 33 steht, in eine Position „verriegelt”. Verriegelungseinheit 38 ist derart relativ zu der Verriegelungsstruktur 33 angeordnet, dass Verriegelungselement 37 in der Position „verriegelt” mit der Verriegelungsstruktur 33 in Eingriff steht. Wenn der die Bremse zuspannende Elektromotor 31 abgeschaltet wird, verursacht die Federwirkung des Bremssattels und der Bremsbeläge ein partielles Rückdrehen der beweglichen Elemente der Betätigungseinheit und damit des Trägerelementes (z. B. des Rotors 34) entgegen der Zuspannrichtung 44 (entgegen der Pfeilrichtung 44) bis Verriegelungselement 37 an der steilen Flanke der nächsten Ausformung/Ausnehmung (z. B. Rampe oder Sägezahn) der Verriegelungsstruktur 33 sozusagen hängen bleibt, wie es in 7b) dargestellt ist. So wird eine weitere Bewegung des Trägerelementes (z. B. Rotors 34) entgegen der Zuspannrichtung 44 und damit ein Lösen der Bremse verhindert. Das Verriegelungselement 37 wird aufgrund der bistabilen Ausführung der Verriegelungs einheit 38, z. B. durch die Wirkung des Dauermagneten 39 oder der Feder 40, in seiner „verriegelt”-Position (in der rechten Endlage in 5 oder 6) gehalten.To initiate a parking brake operation, the locking element 37 by suitable energization of the electrically controllable actuator 36 actuated. anchor 41 and with it locking ele- ment 37 move from the position "unlocked", in which the locking element 37 not in engagement with the locking structure 33 stands, "locked" in a position. locking unit 38 is so relative to the locking structure 33 arranged that locking element 37 in the position "locked" with the locking structure 33 engaged. When the brake applying the electric motor 31 is switched off, the spring action of the caliper and the brake pads causes a partial reverse rotation of the movable elements of the actuator unit and thus the support element (eg., The rotor 34 ) against the application direction 44 (opposite to the arrow direction 44 ) to locking element 37 on the steep flank of the next formation / recess (eg ramp or sawtooth) of the locking structure 33 so to speak, as it is in 7b) is shown. Thus, a further movement of the carrier element (eg rotor 34 ) against the application direction 44 and thus prevents a release of the brake. The locking element 37 is due to the bistable design of the locking unit 38 , z. B. by the action of the permanent magnet 39 or the spring 40 , in its "locked" position (in the right end position in 5 or 6 ) held.

Die Längsachse des Verriegelungselements 37 ist vorteilhafterweise im wesentlichen parallel zu den steilen Flanken bzw. abfallenden (unterhöhlten) Seiten der sägezahn- oder rampenförmigen Verriegelungsstruktur 33 bzw. senkrecht zum Trägerelement der Verriegelungsstruktur 33 ausgerichtet, um eine sichere Verriegelung entgegen der Zuspannrichtung 44 zu bewirken.The longitudinal axis of the locking element 37 is advantageously substantially parallel to the steep flanks or sloping (undermined) sides of the sawtooth or ramped locking structure 33 or perpendicular to the carrier element of the locking structure 33 aligned to a secure locking against the Zuspannrichtung 44 to effect.

Eine Bewegung des Trägerelementes (z. B. Rotors 34) in Zuspannrichtung 44 ist während der Position „verriegelt” erfindungsgemäß weiterhin möglich. Bei einem mechanischen Nachspannen (Bewegung des Trägerelementes in Pfeilrichtung 44) wird das Verriegelungselement 37 (und der Anker 41) durch eine langsam ansteigende Flanke/Rampe der Verriegelungsstruktur 33 ein wenig in Richtung der Verriegelungseinheit 38 hineingeschoben, ohne jedoch seine aktuelle Vorzugsrichtung (möglichst weit aus der Verriegelungseinheit 38 herauszuragen) zu verlieren, d. h. die Position „verriegelt” wird stabil beibehalten. Der Verriegelungseinheit 38 ist derart ausgeführt, dass sich in der Position „verriegelt” das Verriegelungselement 37 (z. B. durch die Wirkung des Dauermagneten 39 bzw. der Feder 40) jeweils nach Überfahren einer Rampe in die Endlage zurück bewegt (siehe 7a) für die Situation kurz vor Überfahren einer Rampe und 7b) für die Situation kurz nach Überfahren einer Rampe). Das Verriegelungselement 37 fällt dann sozusagen auf das Trägerelement bzw. auf die nächste Rampe zurück. Durch die rampen- bzw. sägezahnförmige Struktur (Erhebungen oder Ausnehmungen) der Verriegelungs struktur 33 zusammen mit der Bistabilität der Verriegelungseinheit 38 wird eine Bewegung des Trägerelementes (z. B. des Rotors oder eines anderen beweglichen Elements der Betätigungseinheit) nur in einer Richtung, nämlich der Zuspannrichtung 44, zugelassen. Somit ist ein unbeabsichtigtes Lösen der Bremse nicht möglich, jedoch ein Nachspannen.A movement of the carrier element (eg rotor 34 ) in the application direction 44 is still possible according to the invention during the position "locked". In a mechanical retightening (movement of the support element in the direction of arrow 44 ) becomes the locking element 37 (and the anchor 41 ) by a slowly rising edge / ramp of the locking structure 33 a little towards the locking unit 38 pushed in, but without its current preferred direction (as far as possible from the locking unit 38 stand out), ie the position "locked" is kept stable. The locking unit 38 is designed such that in the position "locked" the locking element 37 (eg by the effect of the permanent magnet 39 or the spring 40 ) moves back into the end position after passing over a ramp (see 7a) for the situation just before crossing a ramp and 7b) for the situation shortly after crossing a ramp). The locking element 37 then falls back on the carrier element or on the next ramp, so to speak. Due to the rampen or sawtooth-shaped structure (elevations or recesses) of the locking structure 33 along with the bistability of the locking unit 38 a movement of the carrier element (eg of the rotor or of another movable element of the actuating unit) is effected only in one direction, namely the application direction 44 , authorized. Thus, unintentional release of the brake is not possible, but a retightening.

Zur Beendigung des Feststellbremsvorganges bzw. zum Lösen der Verriegelung wird das Verriegelungselement 37 durch geeignete Bestromung des Aktuators 36 betätigt, gegebenenfalls wird gleichzeitig die Klemmkraft der Rampenflanken auf das Verriegelungselement 37 verringert oder aufgehoben, indem in Zuspannrichtung eine Kraft durch den Motor 31 aufgebracht wird. Anker 41 und damit Verriegelungselement 37 bewegen sich von der Position „verriegelt” in die Position „entriegelt”, in welcher Verriegelungselement 37 nicht in Eingriff/Kontakt mit der Verriegelungsstruktur 33 steht. Die Bremse kann bei entsprechender Ansteuerung des Elektromotors 31 vollständig gelöst werden.To complete the parking brake operation or to release the lock, the locking element 37 by suitable energization of the actuator 36 actuated, if necessary, the clamping force of the ramp edges is simultaneously on the locking element 37 reduced or canceled by a force in the application direction by the engine 31 is applied. anchor 41 and thus locking element 37 move from the position "locked" to the position "unlocked", in which locking element 37 not engaged / contact with the locking structure 33 stands. The brake can with appropriate control of the electric motor 31 be completely solved.

Im Falle einer Verriegelungsstruktur 33'' wie in 4c) dargestellt (gefedert gelagerte Rampen), sei zum Zusammenwirken von Verriegelungsstruktur und Verriegelungseinheit 38 hinzugefügt, dass in der Position „verriegelt” eine Bewegung des Trägerelementes entgegen der Zuspannrichtung durch die Wechselwirkung des Verriegelungselementes 37 mit einem der hochstehenden Rampenelementen verhindert wird. Eine Bewegung des Trägerelementes in Zuspannrichtung 44 während der Position „verriegelt” ist möglich, da die Rampenelemente durch das Verriegelungselement 37 einfach in Richtung des Trägerelementes nach unten gedrückt werden.In the case of a locking structure 33 '' as in 4c) represented (sprung mounted ramps), let the interaction of locking structure and locking unit 38 added that in the position "locked" a movement of the support member against the clamping direction by the interaction of the locking element 37 is prevented with one of the upstanding ramp elements. A movement of the carrier element in the application direction 44 while the position "locked" is possible because the ramp elements by the locking element 37 simply be pressed down in the direction of the support element.

In Falle einer nachgiebigen Verriegelungsstruktur 33'' kann die Verriegelungseinheit 38 bzw. die Kopplung des Verriegelungselementes 37 im Aktuator 36 starr oder wenig nachgiebig ausgebildet sein (z. B. zwei stabile Endlagen).In the case of a compliant locking structure 33 '' can the locking unit 38 or the coupling of the locking element 37 in the actuator 36 be designed rigid or slightly yielding (eg two stable end positions).

8 zeigt eine im Vergleich zu dem in 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel andere Anordnung von Rotor 34 eines Elektromotors 31, Verriegelungsstruktur 33 und Verriegelungseinheit 38. In 8 ist in axialer Draufsicht das Ende eines Rotors 34 eines Elektromotors 31 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Die Verriegelungsstruktur 33 ist beispielsgemäß an der Achse des Rotors 34 von außen auf einem Rad angeordnet (ähnlich einem normalen Zahnrad) und die Ausformungen erheben sich in radialer Richtung (radiale Anordnung im Vergleich zu der axialen Anordnung aus 3). Die Ausformungen der Verriegelungsstruktur 33 sind rampen- bzw. sägezahnförmig ausgebildet, d. h. die eine Flanke einer Ausformung steigt langsam an, während die andere Flanke einer Ausformung in radialer Richtung auf den Achsenmittelpunkt zu verläuft. Beispielsgemäß sind die rampen- bzw. sägezahnförmigen Ausformungen in einer geschlossenen Form, nämlich kreisförmig auf dem Trägerrad, angeordnet. Die Verriegelungseinheit 38 ist mit ihrer Achse senkrecht zur Rotorachse angeordnet, wobei das Verriegelungselement 37 in radialer Richtung auf den Mittelpunkt der Rotorachse zu bewegt werden kann, so dass das Verriegelungselement 37 in die Verriegelungsstruktur 33 eingreifen kann. Das Zusammenspiel von Verriegelungsstruktur 33 und Verriegelungseinheit 38 mit Verriegelungselement 37 verläuft prinzipiell wie anhand von 7 erläutert und braucht deshalb nicht nochmals erläutert werden. 8th shows one compared to the one in 3 illustrated first embodiment, another arrangement of rotor 34 an electric motor 31 , Locking structure 33 and locking unit 38 , In 8th is in axial plan view the end of a rotor 34 an electric motor 31 shown schematically according to a fourth embodiment. The locking structure 33 is, for example, on the axis of the rotor 34 arranged on the outside of a wheel (similar to a normal gear) and the protrusions are raised in the radial direction (radial arrangement compared to the axial arrangement 3 ). The formations of the locking structure 33 are ramped or sawtooth-shaped, that is, the one edge of a formation increases slowly, while the other edge of a formation in the radial direction on the Ach center of gravity. By way of example, the ramp-shaped or sawtooth-shaped formations are arranged in a closed shape, namely circular on the carrier wheel. The locking unit 38 is arranged with its axis perpendicular to the rotor axis, wherein the locking element 37 in the radial direction to the center of the rotor axis can be moved so that the locking element 37 in the locking structure 33 can intervene. The interaction of locking structure 33 and locking unit 38 with locking element 37 runs in principle as based on 7 explained and therefore need not be explained again.

Ebenso ist eine Anordnung der Verriegelungsstruktur 33 in der Länge möglich (lineare Verriegelungsstruktur). Z. B. können die rampen- bzw. sägezahnförmigen Ausformungen (Erhebungen oder Aussparungen) auf einem stabförmigen oder blechförmigen Trägerelement angeordnet sein oder aus einem Blech herausgeprägt sein, wobei das Trägerelement bzw. Blech ein Teil eines beweglichen kraftübertragendes Elements der elektromechanischen Betätigungseinheit ist (z. B. Teil eines Axialgetriebes) oder kraftschlüssig mit einem beweglichen kraftübertragendes Elements der elektromechanischen Betätigungseinheit verbunden ist. Eine beispielsgemäße lineare Verriegelungsstruktur 33 auf einem geraden oder gestreckten Trägerelement entspricht einer in 7 schematisch dargestellten Anordnung.Likewise, an arrangement of the locking structure 33 possible in length (linear locking structure). For example, the ramp-shaped or sawtooth-shaped formations (elevations or recesses) can be arranged on a rod-shaped or sheet-like carrier element or be stamped out of a metal sheet, wherein the carrier element or sheet metal forms part of a movable force-transmitting element of the electromechanical actuating unit (eg. Part of an axial gear) or non-positively connected to a movable force-transmitting element of the electromechanical actuator unit. An exemplary linear locking structure 33 on a straight or stretched support element corresponds to a in 7 schematically illustrated arrangement.

9a) zeigt in Draufsicht ein mehrstufiges Getriebe und einen Elektromotor 31 einer elektromechanischen Bremse gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Ein Ritzel des bürstenlosen Elektromotors 31 greift in ein erstes Zahnrad 51 ein. Ein Ritzel des Zahnrades 51 greift in ein zweites Zahnrad 50 ein. Im Bereich des Elektromotors 31 ist eine Verriegelungseinheit 38 angeordnet, deren Verriegelungselement 37 in die auf dem Rotor des Elektromotors 31 angebrachte Verriegelungsstruktur 33 eingreift. Die Verriegelungsstruktur 33 ist dabei in 9a) nur teilweise sichtbar, da sie von dem Motorgehäuse teilweise verdeckt wird. Das Motorgehäuse umfasst also eine Aussparung, durch welche Verriegelungselement 37 in Verriegelungsstruktur 33 eingreifen kann. 9a) shows in plan view a multi-stage transmission and an electric motor 31 an electromechanical brake according to a fifth embodiment. A pinion of the brushless electric motor 31 engages in a first gear 51 one. A pinion of the gear 51 engages in a second gear 50 one. In the area of the electric motor 31 is a locking unit 38 arranged, the locking element 37 in the on the rotor of the electric motor 31 attached locking structure 33 intervenes. The locking structure 33 is in 9a) only partially visible, as it is partially obscured by the motor housing. The motor housing thus comprises a recess through which locking element 37 in locking structure 33 can intervene.

Gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel ist die Verriegelungsstruktur 33 auf einem Zahnrad der Betätigungseinheit angeordnet. In 9b) ist in axialer Draufsicht ein Zahnrad 52 mit außenliegenden Zähnen dargestellt, welches z. B. Teil eines Getriebes der Betätigungseinheit ist (z. B. eines Rotations-Translations-Getriebes oder eines Rotations-Rotations-Getriebes). Auf einer Seitenfläche des Zahnrades 52 (Trägerelement) ist eine Verriegelungsstruktur 33 angeordnet. Beispielsgemäß entspricht die Form der Verriegelungsstruktur der in 3b) dargestellten Verriegelungsstruktur, d. h. sie besteht aus einer Vielzahl von rampen- bzw. sägezahnförmigen Ausformungen, deren Erhebungen in axialer Richtung ausgebildet sind. Auch hier sind Rampen- bzw. sägezahnförmigen Ausformungen mit Ausnehmungen (nicht dargestellt) im Trägerelement in axialer Richtung ebenfalls denkbar.According to a sixth embodiment, the locking structure 33 arranged on a gear of the actuating unit. In 9b) is a gear in axial plan view 52 represented with external teeth, which z. B. is part of a transmission of the actuator unit (eg, a rotation-translation gear or a rotary-rotation gear). On a side surface of the gear 52 (Carrier element) is a locking structure 33 arranged. By way of example, the shape of the locking structure corresponds to that in FIG 3b) Locking structure shown, ie, it consists of a plurality of ramp or sawtooth-shaped formations, the elevations are formed in the axial direction. Again, ramp or sawtooth-shaped formations with recesses (not shown) in the support member in the axial direction are also conceivable.

Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele betrafen eine rampen- oder sägezahnförmige Verriegelungsstruktur 33, welche mit einem stößelförmigen Verriegelungselement 37 zusammenwirkt. Es sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei welchen das Verriegelungselement 57 an seinem der Verriegelungsstruktur zugewandten Ende rampen- oder keilförmig ausgebildet ist und mit einer Verriegelungsstruktur 53 mit Erhebungen und/oder Ausnehmungen zusammenwirkt, welche gerade Flanken besitzen. In 10 sind einige entsprechende Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.The exemplary embodiments described so far related to a ramp-shaped or sawtooth-shaped locking structure 33 , which with a plunger-shaped locking element 37 interacts. However, embodiments are also possible in which the locking element 57 is at its the locking structure facing the end ramp-shaped or wedge-shaped and with a locking structure 53 cooperates with elevations and / or recesses, which have straight flanks. In 10 some exemplary embodiments are shown schematically.

Bei dem in 10a) dargestellten Ausführungsbeispiel geht Anker 41 in einen Stößel 58 über bzw. an Anker 41 in ein Stößel 58 angeordnet, wobei an dem Ende des Stößels 58 ein keilförmiges Verriegelungselement 57 angebracht ist. Auf einem Trägerelement ist die Verriegelungsstruktur 53 bestehend aus viereckigen Erhebungen (z. B. rechtwinkligen Klötzen), welche beabstandet auf dem Trägerelement angeordnet sind, angebracht. Die Schräge des keilförmigen Verriegelungselements 57 ist derart ausgerichtet, dass in Position „verriegelt” der Verriegelungseinheit 38 (Anker 41 in der in 10a) dargestellten unteren Endlage) bei einem Nachspannen der Bremse (Zuspannrichtung 44) das Verriegelungselement 57 durch die Erhebungen der Verriegelungsstruktur 53 angehoben wird. Die senkrechte Flanke des Verriegelungselements 57 steht also in Zuspannrichtung (entgegen der Löserichtung), so dass ein Lösen der Bremse verhindert werden kann, und die Schräge steht entgegen der Zuspannrichtung.At the in 10a) illustrated embodiment goes anchor 41 in a pestle 58 over or at anchor 41 in a pestle 58 arranged, being at the end of the plunger 58 a wedge-shaped locking element 57 is appropriate. On a support element is the locking structure 53 consisting of square elevations (for example rectangular blocks), which are arranged at a distance from one another on the carrier element. The slope of the wedge-shaped locking element 57 is aligned so that in position "locked" the locking unit 38 (Anchor 41 in the in 10a) shown lower limit position) at a retightening of the brake (application direction 44 ) the locking element 57 through the elevations of the locking structure 53 is raised. The vertical edge of the locking element 57 So is in the application direction (opposite to the release direction), so that a release of the brake can be prevented, and the slope is opposite to the application direction.

Bei dem in 10b) dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verriegelungselement 57' als Stößel mit keilförmig abgeschrägtem Ende ausgeführt. Die Verriegelungsstruktur 53' besteht aus Ausnehmungen oder Löchern in einem Trägerelement, z. B. einem Blech. Auch hier ist die Schräge des Verriegelungselements 57' derart ausgerichtet, dass bei einem Nachspannen der Bremse im Zustand „verriegelt” das Verriegelungselement 57' durch die Kanten der Ausnehmungen der Verriegelungsstruktur 53' angehoben wird.At the in 10b) illustrated embodiment, the locking element 57 ' designed as a ram with wedge-shaped bevelled end. The locking structure 53 ' consists of recesses or holes in a support element, for. B. a sheet. Again, the slope of the locking element 57 ' aligned such that when retightening the brake in the state "locked" the locking element 57 ' through the edges of the recesses of the locking structure 53 ' is raised.

Andere Kombinationen von Verriegelungselementen 57, 57' mit Verriegelungsstrukturen 53, 53', als die in 10 dargestellten Kombinationen, sind ebenfalls möglich, z. B. ein Verriegelungselement 57' mit einer Verriegelungsstrukturen 53.Other combinations of locking elements 57 . 57 ' with locking structures 53 . 53 ' than the one in 10 combinations shown are also possible, for. B. a locking element 57 ' with a locking structures 53 ,

10c) zeigt beispielsgemäß die Verriegelungsstruktur 53 (klotzförmige Erhebungen) in axialer Draufsicht auf einem Rotor 34 eines Elektromotors 51. 10c) shows, for example, the locks switching fabric 53 (block-shaped elevations) in an axial plan view of a rotor 34 an electric motor 51 ,

11a) und 11b) zeigen eine Verriegelungseinheit 38 in a) verriegelter und b) entriegeltem Zustand. 11c) zeigt einen beispielsgemäßen Spannungsverlauf U über der Zeit t, der auf Spule 47 (SP1) gegeben wird. 11d) zeigt den Strom I_SP1 in Spule 47 im verriegelten Zustand a) und 11e) zeigt den Strom I_SP1 in Spule 47 im entriegelten Zustand b). Die Induktivität der Spule 47 (SP1) mit geschlossenem Magnetkreis wird bei vollständig geschlossenem Kreis am größten, bei offenem Kreis am geringsten. Dazwischen gibt es beliebig viele Zwischenstände, die ebenfalls analog gemessen werden können. Aus dem Stromverlauf kann so auf die Stellung des Verriegelungselementes 37 geschlossen werden. 11a) and 11b) show a locking unit 38 in a) locked and b) unlocked condition. 11c) shows an exemplary voltage curve U over the time t, the coil 47 (SP1) is given. 11d) shows the current I _SP1 in coil 47 in the locked state a) and 11e) shows the current I _SP1 in coil 47 in the unlocked state b). The inductance of the coil 47 (SP1) with closed magnetic circuit is greatest when the circuit is fully closed, lowest when the circuit is open. In between, there are any number of intermediate levels, which can also be measured analogously. From the current flow can thus on the position of the locking element 37 getting closed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 00/61962 [0002]
- EP 1460301 A2 [0003, 0004]
- EP 1032773 B1 [0005]
WO 2004/083670 A1 [0044]

Claims

Electromechanically actuated brake, in particular disc brake, for motor vehicles, having a locking unit ( 38 ), which fulfills the function of a parking brake, and with an electromechanical actuating unit, by means of which an electric motor ( 31 ), in particular with the interposition of a transmission ( 2 . 3 ), the brake is actuated, wherein a moving force-transmitting element ( 34 . 52 ) of the actuating unit, a locking structure ( 33 . 53 ), with which a by means of an electrically controllable actuator ( 36 ) actuatable locking element ( 37 . 57 ) of the locking unit ( 38 ) is engageable, wherein the locking unit ( 38 ) has at least a first stable state and a second stable state, wherein in the first state the locking element ( 37 . 57 ) not in engagement with the locking structure ( 33 . 53 ) and in the second state, the locking element ( 37 . 57 ) with the locking structure ( 33 . 53 ) in such a way that the element ( 34 . 52 ) of the actuating unit with respect to a movement counter to the application direction ( 44 ) is locked, characterized in that the locking unit ( 38 ) is designed such that the locking element ( 37 . 57 ) remains in either the first or the second state, as long as the actuator ( 36 ) is not controlled, and that the locking unit ( 38 ) and the locking structure ( 33 . 53 ) are designed such that in the second state of the locking unit ( 38 ) applying the brake, in particular a movement of the element ( 34 . 52 ) of the actuator unit in the application direction, is possible, wherein the locking element ( 37 . 57 ), in particular contact, with the locking structure ( 33 . 53 ) remains or is held.

Electromechanically actuated brake according to claim 1, characterized in that the actuator ( 36 ) of the locking unit ( 38 ) as an electromagnetic actuator, in particular as a bistable electromagnet, with at least one electrically controllable coil ( 47 ) is trained.

Electromechanically actuated brake according to claim 1 or 2, characterized in that the locking unit ( 38 ) at least one permanent magnet ( 39 ) and / or at least one spring ( 40 ), which / which the locking element ( 37 . 57 ) in at least one of the two states of the locking unit ( 38 ), in particular resilient, holds, in particular the locking element ( 37 . 57 ) in the second state in engagement with the locking structure ( 33 . 53 ) holds.

Electromechanically actuated brake according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the locking element ( 37 ) facing side of the locking structure ( 33 . 33 ' . 33 '' ) comprises at least one, in particular several, sawtooth or ramp-shaped structure (s), in particular elevation (s) or recess (s), each having a steep and a flat flank, which is / are arranged such that in the second state of the locking unit ( 38 ) by an interaction of a steep flank of a structure with the locking element ( 37 ) a release of the brake is prevented.

Electromechanically actuated brake according to claim 4, characterized in that the locking element ( 37 ) in the second state yieldingly in the locking unit ( 38 ), in particular the actuator ( 36 ), so that the locking element ( 37 ) is displaced during application of the brake in the second state by a flat edge of a structure, but in particular in touching contact with the locking structure ( 33 . 33 ' ) is held.

Electromechanically actuated brake according to claim 4, characterized in that the sawtooth or ramp-shaped structures of the locking structure ( 33 '' ), which are arranged in particular in a closed form, are formed so resilient that in the second state, the sawtooth or ramp-shaped structures during application of the brake by the locking element ( 37 ) be moved individually or together.

Electromechanically actuated brake according to claim 6, characterized in that the locking element ( 37 ) in the second state substantially unyielding in the locking unit ( 38 ), in particular in the actuator ( 36 ) is arranged.

Electromechanically actuated brake according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the locking element ( 57 ) at its interlocking structure ( 53 ) facing wedge-shaped or ramped with a bevelled first and one, in particular substantially perpendicular to the locking structure ( 53 ), the second flank is formed so that in the second state of the locking unit ( 38 ) by an interaction of the second flank of the locking element ( 57 ) with the locking structure ( 53 ) a release of the brake is prevented.

Electromechanically actuated brake according to claim 8, characterized in that the locking element ( 57 ) in the second state yielding in the locking unit ( 38 ), in particular the actuator ( 36 ), so that the locking element ( 57 ) when applying the brake in the second state by interaction of its first flank with the locking structure ( 57 ), but in particular in touching contact with the locking structure ( 53 ) is held.

Electromechanically actuated brake according to claim 8 or 9, characterized in that the locking structure ( 53 ) comprises a plurality of structures, in particular recesses or elevations, with mutually substantially vertical flanks.

Electromechanically actuated brake according to at least one of the preceding claims, characterized in that the locking structure ( 33 . 53 ) on a rotatable element of the actuating unit, in particular on a rotor ( 34 ) or in the area of a rotor ( 34 ) of the electric motor ( 31 ) or on a gear ( 52 ), in particular special of a transmission, is arranged, wherein the structures, in particular elevations or recesses, the locking structure ( 33 . 53 ) are arranged in particular circular or circular segment.

Electromechanically actuated brake according to at least one of the preceding claims, characterized in that the locking element ( 37 . 57 ) directly or indirectly with an emergency release element ( 43 ) is connected, by means of which the locking element ( 37 . 57 ) is mechanically brought from the second state to the first state.

Electromechanically actuated brake according to at least one of claims 2 to 12, characterized in that a position of the locking element ( 37 . 57 ) by controlling the coil ( 47 ) of the electromagnetic actuator can be determined.

Electromechanically actuated brake according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that a position of, in particular electromagnetically actuated, locking element ( 37 . 57 ) Can be determined by evaluating a change in a magnetic field, in particular by means of another coil or a magnetic field sensor, in particular a Hall sensor.