DE102010040426B4 - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge und Verfahren zur Bestimmung einer Zuspannkraft - Google Patents

Abstract

Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einer Betätigungseinheit (40) und einem Bremssattel (1), wobei in dem Bremssattel (1) zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe (30) zusammenwirkende Reibbeläge (31) begrenzt verschiebbar angeordnet sind, wobei einer der Reibbeläge (31) mittels eines Betätigungselementes (2, 27) durch die Betätigungseinheit (40) direkt und der andere Reibbelag (31) durch die Wirkung einer vom Bremssattel (1) aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe (30) in Eingriff bringbar ist, wobei die Betätigungseinheit (40) ein Getriebe mit einem drehbar gelagerten, rotatorisch antreibbaren ersten Getriebeelement (3) und einem zweiten Getriebeelement (27), dessen Translationsbewegung auf den Reibbelag (31) übertragen wird, umfasst, wobei zwischen dem ersten Getriebeelement (3) und dem Bremssattel (1) ein elastisches Abstützelement (7) mit einer definierten Federkraft-Federweg-Kennlinie angeordnet ist, über welches sich das erste Getriebeelement (3) an dem Bremssattel (1) abstützt und durch welches bei einem Zuspannen der Bremse eine Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) ermöglicht wird, und dass in der Betätigungseinheit (40) ein Weg- oder Positionssensor (24, 12, 14) angeordnet ist, welcher eine Position oder Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) misst, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als ein Kugelgewindetrieb ausgeführt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Bestimmung einer Zuspannkraft einer elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
• In der DE 101 48 472 A1 wird eine Scheibenbremse und ein Verfahren zur Bestimmung der Bremskraft einer Scheibenbremse offenbart, wobei zumindest an einem Bremsbetätigungshebel, an einem Bremsaktuator, an einem Bremssattel und/oder an einem Bremsträger wenigstens ein Spannungssensor angeordnet ist, mit dem Spannungen zur Bestimmung der Bremskraft gemessen werden.
• In der DE 10 2006 026 223 A1 wird eine Vorrichtung zur Bestimmung der Bremskraft einer Fahrzeugbremse beschrieben, wobei die Vorrichtung ein Bügelelement, welches an dem Bremssattel angeordnet ist, sowie einen in einem Schlitz zwischen Bremssattel und Bügelelement angeordneten Kraftsensor umfasst.
• Ferner beschreibt die DE 10 2004 043 309 A1 eine hydraulische Fahrzeugbremse mit einer Feststellbremsvorrichtung mit einem Bremsgehäuse, in dem ein hydraulischer Betriebsdruckraum von einem Bremskolben begrenzt ist, wobei die Feststellbremsvorrichtung auf den Bremskolben wirkt und im zugespannten Zustand mittels einer von deinem Elektromotor angetriebenen Gewindemutter-Spindel-Anordnung verriegelbar ist.
• Für den Serieneinsatz sind die oben genannten Kraftsensoren auf Grund des relativ hohen Bauteilpreises zunehmend nicht vorteilhaft.
• Ein Abschätzen einer Zuspannkraft alleine aus elektrischen Kenndaten des Antriebsmotors (Strom, Moment, Spannung, Umdrehungen) ist nur schwer und sehr ungenau möglich, da Reibungen im System, aber auch die Temperatur z.B. der Magnete im Motor etc., die tatsächliche Zuspannkraft zu stark beeinflussen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse sowie ein Verfahren bereitzustellen, in welcher / mittels welchem die Zuspannkraft und/oder der Verfahrweg des Zuspannmittels der elektromechanischen Bremse bei einer Bremsbetätigung kostengünstig, robust und dennoch zuverlässig bestimmt werden kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 9 gelöst.
• Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das rotatorisch angetriebene erste Getriebeelement der elektromechanisch betätigbaren Scheibenbremse, welches sich bei den bekannten elektromechanisch betätigbaren Scheibenbremsen starr am Bremssattel abstützt und daher im wesentlichen nicht translatorisch verschiebbar ist, über ein elastisches Abstützelement am Bremssattel zu lagern, welches durch seine Komprimierbarkeit eine translatorisch Verlagerungen des ersten Getriebeelements bei einem Zuspannen der Bremse zulässt. Diese Verlagerung/Verschiebung des ersten Getriebeelements kann dann zur Bestimmung der Zuspannkraft ausgewertet werden. Erfindungsgemäß ist dabei das Getriebe als ein Kugelgewindetrieb ausgeführt, wobei besonders bevorzugt die Gewindespindel rotatorisch antreibbar ist und die Gewindemutter das zweite Getriebeelement bildet.
• Das zwischen dem ersten Getriebeelement und dem Bremssattel angeordnete elastische Abstützelement ist bevorzugt in axialer Richtung, d.h. parallel der Zuspannrichtung, elastisch ausgeführt. Bei einem Zuspannen der Bremse kommt es so zu einer axialen Verschiebung des ersten Getriebeelements. Die axiale Position oder Verschiebung des ersten Getriebeelements wird dann von dem Weg- oder Positionssensor gemessen.
• Die gemessene Position oder Verschiebung des ersten Getriebeelements wird bevorzugt zur Bestimmung einer Zuspannkraft herangezogen.
• Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist/sind das elastische Abstützelement und/oder die Betätigungseinheit und/oder der Bremssattel derart ausgeführt, dass das elastische Abstützelement bei einem Zuspannen der Bremse nicht über einen vorgegebenen Bereich hinaus zusammendrückbar ist. Damit ist das erste Getriebeelement in einem vorgegebenen (begrenzten) Bereich, insbesondere axial, verschiebbar. Dies vereinfacht die Konstruktion der an dem ersten Getriebeelement angreifenden Bauteile. Weiterhin wird durch das elastische Abstützelement ein unterer Kraftbereich definieren, innerhalb dem während des Bremskraftaufbaus eine merkliche Verschiebung des ersten Getriebeelements mit einer definierten, dem unteren Kraftbereich zugeordneten Bewegungsstrecke stattfindet, wobei diese über die Federkraft-Federweg-Kennlinie des elastischen Abstützelements mit dem Kraftbereich in Zusammenhang steht. Besonders bevorzugt wird die maximale Komprimierung des elastischen Abstützelements durch einen Anschlag in oder an dem Bremssattelgehäuse oder durch eine Häusung des elastischen Abstützelements definiert.
• Bevorzugt umfasst das elastische Abstützelement ein oder mehrere Tellerfedern. Besonders bevorzugt ist das elastische Abstützelement in einer Häusung angeordnet. Um einen kompakten Aufbau zu erzielen, ist es vorteilhaft, das elastische Abstützelement in ein zwischen Bremssattel und erstem Getriebeelement angeordnetes Axiallager zu integrieren.
• Zwischen dem ersten Getriebeelement und dem elastischen Abstützelement ist bevorzugt ein Wälzlager angeordnet, um auch bei Abstützung des ersten Getriebeelements auf dem elastischen Abstützelement eine möglichst reibungsfreie Rotation des ersten Getriebeelements zu ermöglichen.
• Bevorzugt ist in der Betätigungseinheit ein Schaltungsträger mit elektronischen Schaltungen zur Ansteuerung der Bremse und/oder Bestimmung der Zuspannkraft angeordnet, welcher in einem Bereich des dem Bremsbelag abgewandten Endes des ersten Getriebeelementes angeordnet ist. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform. Auf dem Schaltungsträger ist dann zumindest ein Teil des Weg- oder Positionssensors angeordnet. Hierdurch ist der Weg- oder Positionssensor in der Nähe des Endes des ersten Getriebeelementes angeordnet, was die Vermessung der Position des ersten Getriebeelementes vereinfacht.
• Aus Kostengründen ist der Weg- oder Positionssensor bevorzugt magnetisch ausgeführt. Die Verschiebung des ersten Getriebeelementes oder dessen Abstand von dem Schaltungsträger wird anhand eines Magnetfeldaufnehmers und eines im Bereich des dem Bremsbelag abgewandten Endes des ersten Getriebeelementes angeordneten, Magnetfeld erzeugenden oder verändernden Elementes gemessen. Besonders bevorzugt ist auf dem Schaltungsträger eine elektrisch erregbare Spule und am Ende des ersten Getriebeelementes ein Magnetfeld veränderndes Element angeordnet. Alternativ ist auf dem Schaltungsträger ein Magnetfeld erfassendes Bauteil (z.B. Hall- oder magnetoresistiver Sensor) und am Ende des ersten Getriebeelementes ein Dauermagnet angeordnet.
• Die Betätigungseinheit umfasst bevorzugt einen Elektromotor und ein Rotations-Rotations-Getriebe, welches über ein Antriebszahnrad und eine Wirkverbindung eine Drehbewegung auf das erste Getriebeelement überträgt. Das Antriebszahnrad ist z.B. Teil des Rotations-Rotations-Getriebes.
• Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist die Wirkverbindung zwischen Antriebszahnrad und erstem Getriebeelement derart ausgelegt, dass sich das Antriebszahnrad bei einem Zuspannen der Bremse mit dem ersten Getriebeelement, insbesondere axial, verschiebt. Dies wird vorteilhafterweise durch eine Passung mit Verdrehsicherung erreicht.
• Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist die Wirkverbindung zwischen Antriebszahnrad und erstem Getriebeelement als ein nur in Achsrichtung bewegliches Lager ausgelegt. Dies bedeutet, dass sich das Antriebszahnrad bei einem Zuspannen der Bremse nicht mit dem ersten Getriebeelement verschiebt. Hierzu ist die Wirkverbindung vorzugsweise als eine Torx-Verbindung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Antriebszahnrad über ein Lager an dem Bremssattel axial fixiert.
• Bevorzugt ist das den einen Reibbelag betätigende Betätigungselement als ein Kolben ausgeführt, welcher mit dem zweiten Getriebeelement in Wirkverbindung bringbar ist. Alternativ sind Betätigungselement und zweites Getriebeelement einstückig ausgebildet.
• Um erkennen zu können, ob das Betätigungselement in der Betätigungseinheit anschlägt oder verklemmt, umfasst die Betätigungseinheit bevorzugt ein Federelement, über welches sich das erste Getriebeelement an dem Bremssattel abstützt und durch welches bei einem Zurückfahren des Betätigungselementes eine Verschiebung des ersten Getriebeelements in Richtung auf die Bremsbeläge ermöglicht wird. Diese Verschiebung wird durch eine Komprimierung des Federelementes möglich.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsscheibe umfasst diese eine Auswerteinheit oder ist diese mit einer Auswerteeinheit verbunden, in welcher die Federkraft-Federweg-Kennlinie des elastischen Abstützelements abgelegt ist und in welcher eine Zuspannkraft unter Berücksichtigung der Federkraft-Federweg-Kennlinie bestimmt wird. Während der Komprimierung des elastischen Abstützelements, solange die maximale Komprimierung noch nicht überschritten ist, wird die Zuspannkraft aus der gemessenen Position oder Verschiebung des ersten Getriebeelements und der Federkraft-Federweg-Kennlinie des elastischen Abstützelements bestimmt. Ist die maximale Komprimierung des elastischen Abstützelements überschritten, so kommt es im Wesentlichen zu keiner weiteren Verschiebung des ersten Getriebeelements, und die Zuspannkraft wird aus einem aktuellen Wert einer Zustandsgröße des elektromechanischen Aktuators, insbesondere einer Anzahl von Motorumdrehungen (N) oder eines Versorgungsstroms (I), und einem bestimmten oder eingelernten Zusammenhang zwischen der Zuspannkraft und der Zustandsgröße des elektromechanischen Aktuators bestimmt.
• Alternativ oder zusätzlich wird in der Auswerteinheit bei einem Zurückfahren des Betätigungselementes eine Verschiebung des ersten Getriebeelements in Richtung auf die Bremsbeläge zu ausgewertet, um zu erkennen, ob das Betätigungselement in der Betätigungseinheit anschlägt oder verklemmt.
• Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Bestimmung einer Zuspannkraft einer elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse. Hierzu wird bei einem Zuspannen der Bremse die, insbesondere axiale, Position oder Verschiebung des ersten Getriebeelements gemessen, welches sich hierfür über ein elastisches Abstützelement mit einer definierten Federkraft-Federweg-Kennlinie an dem Bremssattel abstützt, und aus der gemessenen Position oder Verschiebung und der Federkraft-Federweg-Kennlinie eine Zuspannkraft bestimmt.
• Bevorzugt ist das elastische Abstützelement bei einem Zuspannen der Bremse nur in einem vorgegebenen Bereich zusammendrückbar. Besonders bevorzugt ist das elastische Abstützelement nur bis zu einem vorgegebenen Maximalmaß komprimierbar.
• Zur Kalibrierung der Bremse werden gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Startpunkt und ein Endpunkt einer Verschiebung des ersten Getriebeelements bestimmt, welche dem vorgegebenen Bereich des elastischen Abstützelements entspricht. Damit wird festgelegt, welche, insbesondere axiale, Position des ersten Getriebeelements welchem Maß an Komprimierung des elastischen Abstützelements und damit welcher Zuspannkraft (anhand der Federkraft-Federweg-Kennlinie) entspricht. Hierdurch kann dann während der Komprimierung des elastischen Abstützelements, solange die maximale Komprimierung noch nicht überschritten ist, die Zuspannkraft einfach und direkt aus der gemessenen Position oder Verschiebung des ersten Getriebeelements bestimmt werden.
• Um auch in Fällen, wenn die maximale Komprimierung des elastischen Abstützelements überschritten ist, die Zuspannkraft bestimmen zu können, wird bevorzugt in dem Bereich der Komprimierung des elastischen Abstützelements ein Zusammenhang zwischen der jeweils bestimmten Zuspannkraft und einer Zustandsgröße des elektromechanischen Aktuators, insbesondere ein Motorumdrehungsanzahl-Zuspannkraft-Zusammenhang oder ein Strom-Zuspannkraft-Zusammenhang, bestimmt oder eingelernt. Zur Bestimmung einer Zuspannkraft in dem Bereich, in welchem das elastische Abstützelement nicht weiter zusammendrückbar ist, wird eine Extrapolation der Zuspannkraft anhand des bestimmten oder eingelernten Zusammenhangs und einem aktuellen Wert der Zustandsgröße des elektromechanischen Aktuators durchgeführt. Die Extrapolation basiert vorteilhafterweise auf einer Modellannahme (z.B. einem vorgegebenen parametrisierten funktionalen Zusammenhang, welcher an die bestimmten Zuspannkraft-Zustandsgröße-Datenpaare angepasst wird). So wird z.B. die aktuelle Temperatur berücksichtigt. Entsprechend kann über den gesamten Bereich von auftretenden Zuspannkräften ein zuverlässiger Wert für die aktuelle Zuspannkraft bestimmt werden, welcher auch die aktuellen Gegebenheiten, wie Temperatur etc. berücksichtigt. Bei der Zustandsgröße des elektromechanischen Aktuators handelt es sich besonders bevorzugt um den Versorgungsstrom des elektromechanischen Aktuators. Entsprechend wird besonders bevorzugt ein Strom-Zuspannkraft-Zusammenhang bestimmt oder eingelernt.
• Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem Zurückfahren des Betätigungselementes anhand einer Verschiebung des ersten Getriebeelements in Richtung auf die Bremsbeläge (31) zu erkannt, wenn das Betätigungselement in der Betätigungseinheit anschlägt oder verklemmt. Besonders bevorzugt wird die Verschiebung des ersten Getriebeelements durch eine Komprimierung eines Federelements ermöglicht, über welches sich das erste Getriebeelement an dem Bremssattel abstützt.
• Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Scheibenbremse eine Auswerteinheit oder ist mit einer Auswerteeinheit verbunden, in welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird.
• Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung an Hand von Figuren.
• Figurenliste
• 1 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer elektromechanischen Fahrzeugbremse mit einem Kraftsensor gemäß dem Stand der Technik,
• 2 eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Fahrzeugbremse,
• 3 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Fahrzeugbremse,
• 4 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Fahrzeugbremse, und
• 5 beispielsgemäße Kraft/Weg-Kennlinien zur Erläuterung der Erfindung.
• 1 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung einer bekannten elektromechanischen Fahrzeugbremse mit einem Kraftsensor. Die elektromechanische Fahrzeugbremse umfasst ein rotatorisch-translatorisches Getriebe, welches als Kugelgewindetrieb ausgebildet ist. Der Kugelgewindetrieb besteht aus einer Gewindemutter 27 und einer Gewindespindel 3, wobei zwischen der Gewindemutter 27 und der Gewindespindel 3 mehrere Wälzkörper 28 angeordnet sind, die bei einer Rotationsbewegung der Gewindespindel 3, angetrieben durch einen nicht dargestellten Elektromotor, umlaufen und die Gewindemutter 27 in eine axiale translatorische Bewegung versetzen. Gewindemutter 27 betätigt so Bremskolben 2. Gewindespindel 3 stützt sich über ein Wälzlager 4, welches eine Drehung der Gewindespindel 3 ermöglicht, und ein Abstützelement 19 an Bremssattel 1 ab. Das z.B. ringförmig ausgebildete Abstützelement 19 wirkt als Verformungskörper eines Kraftsensors. Zur Bestimmung der Zuspannkraft sind auf Abstützelement 19 Dehnungsmessstreifen 20 angeordnet, mittels welcher das Maß der Verformung von Abstützelement 19 vermessen wird. So wird bei bekannten elektromechanischen Bremsen die Abstützkraft des rotatorisch-translatorischen Getriebes am Bremssattel 1 mittels eines Kraftsensors gemessen, um die Zuspannkraft zu bestimmen.
• In 2 ist eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Fahrzeugbremse dargestellt. Wie 2 zu entnehmen ist, übergreift Bremssattel 1 eine Bremsscheibe 30. Die Bremse umfasst zwei Bremsbeläge 31 und eine Betätigungseinheit 40, welche elektromechanisch oder auch kombiniert, hydraulisch und elektromechanisch, ausgeführt sein kann. Betätigungseinheit 40 umfasst beispielsgemäß ein Antriebsmodul 29, mittels welchem eine Gewindespindel 3 (erstes Getriebeelement) eines als Kugelgewindetrieb ausgebildeten Rotations-Translations-Getriebes rotatorisch betätigbar ist. Die bei einer Rotationsbewegung der Gewindespindel 3 umlaufenden Kugeln 28 versetzen die Gewindemutter 27 (zweites Getriebeelement) in eine axiale translatorische Bewegung, welche auf einen Bremskolben 2 übertragen wird, so dass Bremskolben 2 auf die Bremsbeläge 31 translatorisch zum Erzeugen einer Zuspannkraft F einwirkt (Zuspannrichtung Z ist in 2 mit einem Pfeil gekennzeichnet). Für eine elektronische Ansteuerung der Bremse umfasst Betätigungseinheit 40 einen Schaltungsträger 13, auf welchem elektronische Schaltungen u.a. zur Auswertung der Signale eines Weg- oder Positionssensors 24 und zur Bestimmung der Zuspannkraft Fist angeordnet sind. Der auf Schaltungsträger 13 angeordnete Weg- oder Positionssensor 24 erfasst die Position oder Verschiebung der Gewindespindel 3 in axialer Richtung.
• Antriebsmodul 29 umfasst beispielsgemäß einen elektromechanischen Aktuator, z.B. einen Elektromotor, und ein zwischen dem Aktuator und dem Rotations-Translations-Getriebe 3, 27 wirkungsmäßig geschaltetes zweites, Rotations-Rotations-Getriebe (in 1 nicht dargestellt). Das zweite Getriebe ist z.B. als ein mehrstufiges Getriebe ausgebildet. Bei dem Elektromotor handelt es sich z.B. um einen bürstenlosen Antriebsmotor.
• Zwischen Gewindespindel 3 und Bremssattel 1 ist ein Federpaket 7 (elastisches Abstützelement) angeordnet, über welches sich Gewindespindel 3 (und damit Bremskolben 2) mittelbar an Bremssattel 1 abstützt. Federpaket 7 enthält beispielsweise eine oder mehrere Tellerfedern. Federpaket 7 besitzt eine definierte Federkraft-Federweg-Kennlinie, welche z.B. in einem elektronischen Speicher des Schaltungsträgers 13 abgelegt ist.
• Bei einem Zuspannen der Bremse stützt sich Gewindespindel 3 auf Federpaket 7 ab, was zu einer Komprimierung des Federpakets 7 in Abhängigkeit der vorliegenden Zuspannkraft Fist führt. Dies wiederum führt zu einer Verschiebung der Gewindespindel 3 entgegen der axialen Betätigungsrichtung Z des Bremskolbens, welche mittels Weg- oder Positionssensor 24 gemessen wird. Aus der gemessen Position bzw. Verschiebung der Gewindespindel 3 kann anhand der definierten Federkraft-Federweg-Kennlinie die Zuspannkraft Fist berechnet werden.
• In 3 ist ein Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Fahrzeugbremse schematisch dargestellt. Der Ausschnitt zeigt den Bereich der Betätigungseinheit 40 mit einem Positionssensor 12, 14 und Rotations-Translations-Getriebe 3, 27 in vergrößerter Darstellung. Im Vergleich zu 2 sind sich entsprechende Bauteile mit denselben Bezugsziffern versehen. Beispielsgemäß liegt Gewindespindel 3 auf Anlagescheibe 15 auf, die hierzu mit einem Konus versehen ist. Zwischen Anlagescheibe 15 und Axiallagerscheibe 8 ist ein Kugel- oder Wälzlager 4 angeordnet. Im oder am Bremssattel 1 ist eine Abstützfläche 32 angeformt, die dazu geeignet ist, dass sich Axiallagerscheibe 8 dagegen abstützt, wenn Federpaket 7 bis zum maximal zulässigen Bereich komprimiert ist (entspricht Punkt S_T in 5). Bei unbetätigter Bremse ist Axiallagerscheibe 8 um einen axialen Abstand d von Abstützfläche/Anschlag 32 beabstandet. Durch Abstützfläche 32 und Axiallagerscheibe 8 wird ein definierter Wegbereich des Federpakets 7 geschaffen, um welchen Federpaket 7 maximal zusammengedrückt werden kann. Bei einem Zuspannen der Bremse stützt sich Gewindespindel 3 auf Federpaket 7 ab und drückt Federpaket 7 in Abhängigkeit von der aktuellen Zuspannkraft Fist zusammen, jedoch nur bis Axiallagerscheibe 8 auf Abstützfläche 32 anschlägt. Ein Zusammendrücken des Federpakets 7 führt zu einer Verschiebung der Gewindespindel 3 entgegen der axialen Betätigungsrichtung des Bremskolbens, welche mittels Weg- oder Positionssensor 12, 14 gemessen wird. Aus der gemessen Position bzw. Verschiebung S_ist der Gewindespindel 3 kann anhand einer in einem elektronischen Steuer-/Regeleinheit abgelegten Federkraft-Federweg-Kennlinie, welche die Steifigkeit des Federpakets 7 darstellt, die an Federpaket 7 anliegende Abstützkraft und damit die Zuspannkraft Fist ermittelt werden. Wird die Bremse, nachdem der Anschlagpunkt von Axiallagerscheibe 8 und Abstützfläche 32 erreicht ist (dies entspricht einer maximal von Federpaket 7 aufnehmbaren Kraft F_T), weiter zugespannt, so tritt praktisch keine axiale Verschiebung der Gewindespindel 3 mehr auf. Die Erhöhung der Zuspannkraft führt dann zu einer Verformung von Bremssattel / Belägen / Bremsscheibe, d.h. der gesamte Bremssattel nimmt die Kraft auf. Auch in diesem Bereich kann die Zuspannkraft extrapoliert werden, wie weiter unten genauer ausgeführt wird.
• Zur Messung der axialen Position der Gewindespindel 3 ist beispielsgemäß an dem Ende des Schafts 26 der Gewindespindel 3 ein magnetisch ausreichend permeables Teilstück 12 angeordnet. Alternativ kann auch der Schaft 26 oder zumindest ein Teil des Schaftes 26 oder der Gewindespindel 3 magnetisch ausreichend permeabel ausgeführt sein. Hierzu sind z.B. ferromagnetische Werkstoffe, wie z.B. ein Ferritstab, welcher ein hohe Permeabilitätszahl aufweist, geeignet. Auf Schaltungsträger 13 ist z.B. eine Magnetspule 14 angeordnet, mittels welcher der Abstand zwischen Teilstück 12 und Magnetspule 14 erfasst wird, so dass die Position der Gewindespindel 3 in Richtung der Zuspannkraftkraft (axiale Richtung) erfasst werden kann. Spule 14 und Teilstück 12 bilden somit gemeinsam einen kostengünstigen magnetischen Weg- oder Positionssensor, welcher sich zum Einsatz in einer Serienanwendung eignet.
• Beispielsgemäß umfasst die Betätigungseinheit 40 einen Elektromotor und ein Rotations-Rotations-Getriebe (nicht dargestellt in 3). Die vom Elektromotor über das Rotations-Rotations-Getriebe auf Antriebszahnrad 6 übertragene Drehbewegung wird über eine Wirkverbindung 5 auf den Schaft 26 der Gewindespindel 3 übertragen. Wirkverbindung 5 ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (im Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel in 4) in der Weise ausgelegt, dass sich bei einer translatorischen Bewegung der Gewindespindel 3 (axial in Richtung der Zuspannskraft) die axiale Position des Antriebszahnrads 6 ebenfalls mit Gewindespindel 3 gemeinsam verändert. Dies wird zum Beispiel durch eine Passung mit Verdrehsicherung erreicht. Das Rotations-Rotations-Getriebe und Antriebszahnrad 6 werden so auszulegen, dass der Betrieb des Rotations-Translations-Getriebes innerhalb des zulässigen translatorischen Wegbereichs der Gewindespindel 3 nicht beeinträchtigt wird.
• Zwischen Zahnrad 6 und Bremssattelgehäuse 1 ist eine Rücklauf- und Vorspannfeder 10 angeordnet, welche sich unmittelbar oder mittelbar auf Zahnrad 6 und Bremssattelgehäuse 1 abstützt. Dabei ist beispielsgemäß zwischen Zahnrad 6 und Feder 10 ein Axiallager 16 angeordnet. Zur axialen Lagerung des mit Gewindespindel 3 verbundenen Schaftes 26 ist am Bremssattelgehäuse 1 ein Gleitlager 18 vorgesehen. Die Federkonstante von Feder 10 ist wesentlich geringer als die des Federpakets 7.
• Wird die Bremse aus einem Zustand mit einer Zuspannkraft Fist größer als der maximal von Federpaket 7 aufnehmbaren Kraft F_T geöffnet, so entspannen sich zunächst Bremssattel / Beläge / Bremsscheibe und ab Punkt Fist = F_T Federpaket 7 bis die Zuspannkraft Null wird. Wird Kolben 2 dann weiter entgegen der Zuspannrichtung Z zurückgefahren (Abheben der Bremsbeläge von der Bremsscheibe und Einstellen eines Lüftspiels), so wirkt auf Gewindespindel 3 eine Zugkraft in Richtung der Zuspannrichtung Z, welche zu einer Komprimierung von Feder 10 führt. Dies kann anhand einer Verschiebung von Gewindespindel 3 in Zuspannrichtung Z mittels Weg- oder Positionssensor 12, 14 erkannt werden. Sollte sich Gewindespindel 3 oder Kolben 2 verklemmen oder Kolben 2 bei einem Zurückfahren z.B. an Anschlag 8 anschlagen, so kann dies anhand der geringeren Verschiebung oder dem „Stehen bleiben“ der Gewindespindel 3 erkannt werden.
• Gewindemutter 27 ist im Kolben 2 derart eingebracht, dass sie zum Zuspannen sehr hohe Kräfte abstützen kann. Gewindemutter 27 liegt nicht lose auf, sondern ist in Kolben 2 gegen Herausfallen gesichert, z.B. durch Verstemmen oder durch einen Spannring in Kolben 2 hinter der Gewindemutter 27 (in den Figuren nicht dargestellt). Hierdurch kann Kolben 2 durch die Gewindemutter 27 zum Abheben der Bremsbeläge von der Bremsscheibe zurückgefahren werden.
• In 4 ist ein Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Fahrzeugbremse schematisch dargestellt. Der Ausschnitt zeigt wieder den Bereich der Betätigungseinheit 40 mit Positionssensor 12', 14' und Rotations-Translations-Getriebe 3', 27 in vergrößerter Darstellung. Im Vergleich zu 2 sind sich entsprechende Bauteile mit denselben Bezugsziffern versehen. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird die translatorische Bewegung von Gewindespindel 3' nicht auf Antriebszahnrad 6' übertragen. Hierzu ist Antriebszahnrad 6' über ein Lager 34 an Bremssattelgehäuse 1 axial fixiert.
• Wirkverbindung 5' ist als nur in Achsrichtung bewegliches Lager ausgelegt, so dass lediglich die vom Elektromotor über das Rotations-Rotations-Getriebe aufgebrachte Drehbewegung auf die Gewindespindel 3' übertragen wird. In axialer Richtung kann sich der zylindrische Fortsatz von Spindel 3', welcher im Bereich der Achse des Zahnrads 6' dieses in einer Bohrung durchstößt, weitestgehend frei bewegen. Hierzu kann vorzugsweise Wirkverbindung 5' als eine Torx-Verbindung ausgebildet sein, beispielsweise in dem der Fortsatz von Spindel 3' und die Bohrung in Antriebszahnrad 6' eine Zahnung oder Kerbung mit einem Verlauf in axialer Richtung aufweisen, so dass die Zahnungen von Fortsatz und Zahnradbohrung ineinander eingreifen.
• Auch gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel umfasst die Bremse ein Federpaket 7 zur Abstützung von Spindel 3' an Bremssattelgehäuse 1, wobei zwischen Spindel 3' und Federpaket 7 ein Wälzlager 4 angeordnet ist. Beispielsgemäß ist Federpaket 7 aus einer oder mehreren Tellerfedern in das Gehäuse eines Axiallagers aufgenommen, das aus Axiallagerscheibe 8 und Axiallagergehäuse bzw. Abstützring 9 gebildet ist. Abstützring 9 besitzt eine Abstützfläche 33, welche einen definierten Anschlag für die Bewegung von Axiallagerscheibe 8 bei Komprimierung des Federpakets 7 bildet (Punkt S_T in 5). Wenn das Federpaket maximal komprimiert ist, liegt Axiallagerscheibe 8 auf Abstützfläche 33 auf. Spindel 3' liegt in Richtung des Wälzlagers 4 dabei auf Anlagescheibe 15 auf, die hierzu mit einem Konus versehen ist. Auch im dritten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Sensierung der Verschiebung des Fortsatzes der Gewindespindel 3' relativ zur Position des Schaltungsträgers 13. Schaltungsträger 13 trägt hierzu neben anderen elektronischen Bauelementen einen Hall-Sensor 14' im elektronischen Bauteilformat, mit welchem eine Änderung des Magnetfeldes messbar ist, welches von Permanentmagnet 12' erzeugt wird. Ein derartiger Weg- oder Positionssensor mit Hall-Sensor 14' und Permanentmagnet 12' kann natürlich auch in einer Ausführungsform der Fahrzeugbremse eingesetzt werden, bei welcher sich bei einer translatorischen Bewegung der Gewindespindel 3 die axiale Position des Antriebszahnrads 6 ebenfalls mit Gewindespindel 3 gemeinsam verändert (entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel).
• Rücklauf- und Vorspannfeder 10 stützt sich gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auf Zahnrad 6' und in Bezug auf Schaft 26 an Federsicherung 11 ab. Es ist besonders zweckmäßig, wenn Federsicherung 11 gleichzeitig als Halter für Magnet 12' (4) oder das permeable Teilstück 12 (3) dient, welches Teil des magnetischen Weg- oder Positionssensors ist. Alternativ ist es ebensogut möglich, Schaft 26 selbst als magnetfeldbeeinflussendes Element oder magnetisiert als Magnet auszuführen. Die Funktion der Rücklauf- und Vorspannfeder 10 wurde bereits im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert.
• In 5 sind verschiedene beispielsgemäße Kraft/Weg-Kennlinien für Federn und Bremsen einschließlich der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse zur Erläuterung der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei wurde auf eine Darstellung eines gegebenenfalls vorhandenen Lüftspiels verzichtet. Auf der X-Achse der Diagramme ist der jeweilige Weg s (Verformung oder Kompression) und auf der Y-Achse die zugehörige Kraft F aufgetragen, welche im System enthalten ist.
• 5a) zeigt eine Kraft/Weg-Kennlinie einer bekannten Bremse, z.B. wie in 1 dargestellt. Eine Erhöhung der Kraft F führt zu einer Verformung von Bremssattel / Belägen / Bremsscheibe. Mit zunehmender Kraft wir die Zunahme der Verformung jedoch geringer.
• 5b) zeigt eine Kraft/Weg-Kennlinie einer einzelnen Tellerfeder innerhalb eines Tellerfederpakets. Wird ein von der Bauhöhe der Tellerfeder abhängiger zulässiger Wegbereich bei Kompression der Feder erreicht (Punkt S_T), so schlägt die Federhäusung an. Die Feder kann dann durch übliche Kräfte nicht weiter komprimiert werden. Beim Anschlagspunkt (Kompression S_T) wird in der Feder die von der Konstruktion der Feder (Häusung 7, 9) abhängige maximal mögliche Federkraft F_T erreicht.
• 5c) zeigt eine Kraft/Weg-Kennlinie einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse, welche z.B. gemäß den 2, 3 oder 4 mit einem Tellerfederpaket 7 ausgerüstet ist. Zuspannkräfte F im Bereich zwischen nahezu Null (lediglich Kraft der Vorspannkraft der Feder 10) und F_T (z.B. ca 6 kN) führen, wie oben beschrieben, zu einer Komprimierung des Tellerfederpakets 7 bis hin zum Anschlag (Punkt S_T). Dabei wird Gewindespindel 3 (bzw. Schaft 26) in einem relativ kleinen Kraftbereich (z.B. 0 bis 6 kN) nachweisbar entgegen der Zuspannrichtung verschoben (gemessen durch Positionssensor 24, 14). Aus der gemessenen Verschiebung der Gewindespindel 3 kann anhand der bekannten und gegebenen Kraft/Weg-Kennlinie des Federpakets 7 im Bereich Null bis S_T die Zuspannkraft F bestimmt werden. Oberhalb der Kraft F_T nimmt das Tellerfederpaket 7 keine weiteren Kräfte mehr auf. Durch den zuspannenden Antrieb der Gewindespindel 3 werden dann Bremssattel / Beläge / Bremsscheibe verformt und es ergibt sich eine steilere Kraft/Weg-Kennlinie (entsprechend 5a)).
• 5d) zeigt eine Kraft/Weg-Kennlinie einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse, z.B. gemäß den 3 oder 4, wenn die Bremsbeläge von der Bremsscheibe zurückgezogen werden und Gewindespindel 3 bei angeschlagenem Kolben 2 weiter in Bremslöserichtung angetrieben wird. Zunächst kommt es zu einer Komprimierung der Feder 10 und damit zu einer Verschiebung der Gewindespindel 3 in Zuspannrichtung (negative X-Achse). Beim Punkt S_A liegt Kolben 2 am hinteren Endanschlag, z.B. Scheibe 8, an. Wird Gewindespindel 3 weiter angetrieben, so verschiebt sich Gewindespindel 3 kaum noch. Aus dem Verlauf der Verschiebung von Gewindespindel 3 kann also das Anschlagen des Kolbens 2, insbesondere frühzeitig vor einem möglichen Verklemmen des Kolbens/Gewindetriebs, erkannt werden.
• Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschreiben ein Rotations-Translations-Getriebe mit rotatorisch angetriebener Gewindespindel (erstes Getriebeelement). Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Entsprechende Ausführungsformen mit einem Rotations-Translations-Getriebe mit rotatorisch angetriebener Gewindemutter (erstes Getriebeelement) sind analog möglich. Hier stützt sich dann die Gewindemutter über ein Federelement 7 am Bremssattel ab und die entsprechende Verschiebung wird vermessen.
• Bei der elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse kann es sich um eine elektromechanisch betätigbare Betriebsbremse handeln, bei welcher die Betriebsbremsfunktion durch die Betätigungseinheit 40 mit elektromechanischem Aktuator erfolgt. Optional weist die Bremse eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremsfunktion auf. Die Feststellfunktion wird z.B. dadurch gewährleistet, dass der elektromechanische Aktuator oder eine Komponente eines Getriebes in der zugespannten Stellung mit einer Verriegelung festgehalten wird.
  Alternativ kann es sich um eine Bremse mit hydraulisch betätigbarer Betriebsbremse und elektromechanisch betätigbarer Feststellbremse handelt.
• Eine erfindungsgemäße elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse kann in einem kombinierten Bremssystem, in welchem an einer Achse, z.B. der Vorderachse, eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse und an der anderen Achse, z.B. der Hinterachse, die elektromechanisch betätigbare Betriebsbremse angeordnet ist, eingesetzt werden. Alternativ kann eine erfindungsgemäße elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse auch in einem Bremssystem eingesetzt werden, in welchem an jeder Achse elektromechanisch betätigbare Betriebsbremsen angeordnet sind.
• Die bevorzugt mit einer Häusung 8, 9 versehene Feder 7 bewirkt in der beispielsgemäßen elektromechanischen Bremse im unteren Kraftbereich (Null bis F_T) eine nahezu kraftproportionale Verschiebung eines Bauteils, das mit Spindel 3 in Verbindung steht (zum Beispiel Schaft 26). Hierdurch kann von einer elektronischen Schaltung über eine gegebene Kennlinie der Feder 7 die Zuspannkraft Fist auf vorteilhafte Weise ermittelt werden. Die Bestimmung der Zuspannkraft im niedrigen Kraftbereich kann besonders vorteilhaft dazu herangezogen werden, den Verlauf der Kraft/Weg-Kennlinie im oberen Kraftbereich (oberhalb von F_T) zu extrapolieren, d.h. auch Zuspannkräfte Fist > F_T zu bestimmen. Hierzu wird z.B. ein elektrischer Parameter der Versorgung des elektromechanischen Aktuators, z.B. der Strom I, und/oder ein mechanischer Parameter des elektromechanischen Aktuators, z.B. die Zahl der Motorumdrehungen N, herangezogen. Optional wird auch noch die Temperatur herangezogen.
• Ein erstes Ausführungsbeispiel zur Bestimmung einer Zuspannkraft Fist > F_T anhand von im Bereich Null bis F_T bestimmter Zuspannkräfte wird im Folgenden beschrieben. Üblicherweise wird in elektromechanischen Bremsen der Versorgungsstrom I des elektromechanischen Aktuators gemessen. Dabei ist der Strom I proportional zum aufgebrachten Drehmoment des Aktuators bzw. es besteht ein bekannter, näherungsweise proportionaler, funktionaler Zusammenhang zwischen Strom I und Zuspannkraft F. Die Proportionalitätskonstante bzw. der funktionale Zusammenhang hängt jedoch zumindest von der Temperatur ab. Wenn im unteren Kraftbereich (Null bis F_T) der Verschiebung des ersten Getriebeelementes 3 anhand der Federkraft-Federweg-Kennlinie des elastischen Abstützelements 7 eine Zuspannkraft F zugeordnet wird, wird der jeweiligen Zuspannkraft F ein zugehöriger Stromwert I zugeordnet. Anhand dieser Zuspannkraft-Stromwert-Datenpaare bzw. deren Steigung ΔI/ΔF kann unter der Annahme einer konstanten Steigung oder anhand eines vorgegebenen Modells (vorgegebener funktionaler Zusammenhang) aus einem Stromwert I_ist, welcher in dem Bereich bei maximal komprimiertem Abstützelement 7 gemessenen wird, eine Zuspannkraft Fist extrapoliert werden. Da die Zuspannkraft-Stromwert-Datenpaare bzw. deren Steigung ΔI/ΔF von der Temperatur des Aktuators abhängen, wird die Bestimmung der Zuspannkraft-Stromwert-Datenpaare im Bereich der Komprimierung des Abstützelements 7 (Bereich der Zuspannkraft von Null bis F_T) vorteilhafterweise ständig durchgeführt, um immer aktuelle Daten für eine Extrapolation zur Verfügung zu haben.
• Alternativ kann anhand der Anzahl der Motorumdrehungen N, welche eine Maß für den Weg s sind, zum einen während Abstützelement 7 verformt wird und dann, wenn nur noch eine Verformung von Sattel / Beläge / Bremsscheibe stattfindet, die Kraft extrapoliert werden. Solange sich Federpaket 7 verformt (also bis der Anschlag erreicht ist, unterer Kraftbereich), ist das Kraftniveau Fist aus (relativer) Gewindespindel-Position und gegebener Kennlinie des Federpakets genau bekannt, wobei auch eine Zusammenhang zwischen Gewindespindelweg und Motorumdrehungen N hergestellt werden kann. Sobald keine Änderung des Gewindespindelwegs bei Motorumdrehung stattfindet, befindet das System sich in der „harten“ Kennlinie aus Sattel / Belägen / Scheibe (entsprechend 5a)), in welchem über die Motorumdrehungen N, die bekannte Steifigkeit von Sattel und Scheibe und der Steifigkeit der Feder (aus unterem Kraftbereich), die Zuspannkraft extrapoliert werden kann.
• Zur Kalibrierung der erfindungsgemäßen Bremse wird zumindest einmal der Start- und Endpunkt der Verschiebung des ersten Getriebeelements (z.B. Gewindespindel 3) bestimmt, welcher dem bekannten, vorgegebenen Federkraft-Federweg-Kennlinie-Bereich (Null bis S_T) des elastischen Abstützelements 7 entspricht. Start- und Endpunkt werden über den mittels Weg- oder Positionssensor bestimmten Verfahrweg der Gewindespindel 3 (bei Anfang, linearer Verlauf, Anschlag) erkannt, wobei der Strom I oder auch die Motorumdrehungen als Hilfsgrößen herangezogen werden. Das Kalibrierverfahren kann bei Bedarf wiederholt werden.

Claims (13)

1. Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einer Betätigungseinheit (40) und einem Bremssattel (1), wobei in dem Bremssattel (1) zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe (30) zusammenwirkende Reibbeläge (31) begrenzt verschiebbar angeordnet sind, wobei einer der Reibbeläge (31) mittels eines Betätigungselementes (2, 27) durch die Betätigungseinheit (40) direkt und der andere Reibbelag (31) durch die Wirkung einer vom Bremssattel (1) aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe (30) in Eingriff bringbar ist, wobei die Betätigungseinheit (40) ein Getriebe mit einem drehbar gelagerten, rotatorisch antreibbaren ersten Getriebeelement (3) und einem zweiten Getriebeelement (27), dessen Translationsbewegung auf den Reibbelag (31) übertragen wird, umfasst, wobei zwischen dem ersten Getriebeelement (3) und dem Bremssattel (1) ein elastisches Abstützelement (7) mit einer definierten Federkraft-Federweg-Kennlinie angeordnet ist, über welches sich das erste Getriebeelement (3) an dem Bremssattel (1) abstützt und durch welches bei einem Zuspannen der Bremse eine Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) ermöglicht wird, und dass in der Betätigungseinheit (40) ein Weg- oder Positionssensor (24, 12, 14) angeordnet ist, welcher eine Position oder Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) misst, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als ein Kugelgewindetrieb ausgeführt ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Abstützelement (7) und/oder die Betätigungseinheit (40) und/oder der Bremssattel (1) derart ausgeführt ist/sind (15, 4, 8, 32, 33), dass das elastische Abstützelement (7) bei einem Zuspannen der Bremse nicht über einen vorgegebenen Bereich (s_T) hinaus zusammendrückbar ist.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Abstützelement ein oder mehrere Tellerfedern (7) umfasst.
4. Scheibenbremse nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (40) einen Schaltungsträger (13) mit elektronischen Schaltungen zur Ansteuerung der Bremse und/oder Bestimmung der Zuspannkraft umfasst, welcher in einem Bereich des dem Bremsbelag abgewandten Endes (26) des ersten Getriebeelementes (3) angeordnet ist, wobei der Weg- oder Positionssensor (24) oder zumindest ein Teil (14, 14') des Weg- oder Positionssensors auf dem Schaltungsträger (13) angeordnet ist.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg- oder Positionssensor (12, 14) auf einem magnetischen Messprinzip basiert, wobei die Verschiebung des ersten Getriebeelementes (3) oder dessen Abstand von dem Schaltungsträger (13) anhand einer Messung einer Magnetfeldänderung durch ein erstes Element (14, 14') und eines im Bereich des dem Bremsbelag abgewandten Endes (26) des ersten Getriebeelementes (3) angeordneten, Magnetfeld erzeugenden oder verändernden zweiten Elementes (12, 12') bestimmt wird.
6. Scheibenbremse nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (40) ein Federelement (10) umfasst, über welches sich das erste Getriebeelement (3) an dem Bremssattel (1) abstützt und durch welches bei einem Zurückfahren des Betätigungselementes (2) eine Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) in Richtung (Z) auf die Bremsbeläge (31) ermöglicht wird.
7. Scheibenbremse nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Auswerteinheit umfasst oder mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, in welcher ■ die Federkraft-Federweg-Kennlinie des elastischen Abstützelements (7) abgelegt ist und in welcher • aus der gemessenen Position oder Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) und der Federkraft-Federweg-Kennlinie des elastischen Abstützelements (7), oder • aus einem aktuellen Wert einer Zustandsgröße (N, list) des elektromechanischen Aktuators und einem bestimmten oder eingelernten Zusammenhang zwischen Zuspannkraft (F) und der Zustandsgröße (, I) des elektromechanischen Aktuators eine Zuspannkraft (Fist) bestimmt wird, und/oder ■ bei einem Zurückfahren des Betätigungselementes (2) eine Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) in Richtung (Z) auf die Bremsbeläge (31) ausgewertet wird, um zu erkennen, ob das Betätigungselement (2) in der Betätigungseinheit (40) anschlägt oder verklemmt.
8. Scheibenbremse nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Auswerteinheit umfasst oder mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, in welcher ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13 durchgeführt wird.
9. Verfahren zur Bestimmung einer Zuspannkraft einer elektromechanisch betätigbaren Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Betätigungseinheit (40) und einem Bremssattel (1), wobei die Betätigungseinheit (40) einen Kugelgewindetrieb mit einem drehbar gelagerten, rotatorisch antreibbaren ersten Getriebeelement (3) und einem zweiten Getriebeelement (27), dessen Translationsbewegung auf einen Reibbelag (31) übertragen wird, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Zuspannen der Bremse eine Verschiebung des ersten Getriebeelements stattfindet, welche durch ein zwischen dem ersten Getriebeelement (3) und dem Bremssattel (1) angeordnetes, elastisches Abstützelement (7) mit einer definierten Federkraft-Federweg-Kennlinie, über welches sich das erste Getriebeelement (3) an dem Bremssattel (1) abstützt, ermöglicht wird, dass die Position oder Verschiebung (Sist) des ersten Getriebeelements (3) gemessen wird, und dass aus der gemessenen Position oder Verschiebung (Sist) des ersten Getriebeelements (3) und der Federkraft-Federweg-Kennlinie des elastischen Abstützelements (7) eine Zuspannkraft (Fist) bestimmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Abstützelement (7) bei einem Zuspannen der Bremse nur in einem vorgegebenen Bereich (0, S_T) zusammendrückbar ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kalibrierung der Bremse ein Startpunkt und ein Endpunkt einer Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) bestimmt wird, welche dem vorgegebenen Bereich (0, S_T) des elastischen Abstützelements (7) entspricht.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich (0, S_T) der Komprimierung des elastischen Abstützelements (7) ein Zusammenhang zwischen der jeweils bestimmten Zuspannkraft (F) und einer Zustandsgröße (N, I) des elektromechanischen Aktuators bestimmt oder eingelernt wird, und dass zur Bestimmung einer Zuspannkraft in einem Bereich, in welchem das elastische Abstützelement (7) nicht weiter zusammendrückbar ist, die Zuspannkraft anhand des bestimmten oder eingelernten Zusammenhangs und einem aktuellen Wert der Zustandsgröße (N, I_ist) des elektromechanischen Aktuators extrapoliert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Zurückfahren des Betätigungselementes (2) anhand einer Verschiebung des ersten Getriebeelements (3) in Richtung (Z) auf die Bremsbeläge (31) erkannt wird, wenn das Betätigungselement (2) in der Betätigungseinheit (40) anschlägt oder verklemmt.

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