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Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Scheibenbremse, insbesondere für eine Riemenscheibe, mit Nehmerkolben, die in Nehmerzylindern auf zwei Seiten einer Bremsscheibe mit einem Betätigungsdruck beaufschlagbar sind, um die Scheibenbremse zu betätigen. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Riemenscheibe mit einer Scheibenbremse und einer derartigen Betätigungseinrichtung.
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Aus der deutschen Auslegungsschrift
DE 1 600 153 ist eine hydraulische Festsattel-Scheibenbremse mit Sattelhälften bekannt, in denen Hydraulikkolben angeordnet sind, welche über eine Hydraulikleitung mit Druck beaufschlagt werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und/oder kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe ist bei einer Betätigungseinrichtung für eine Scheibenbremse, insbesondere für eine Riemenscheibe, mit Nehmerkolben, die in Nehmerzylindern auf zwei Seiten einer Bremsscheibe mit einem Betätigungsdruck beaufschlagbar sind, um die Scheibenbremse zu betätigen, dadurch gelöst, dass die Nehmerzylinder über einen elektrohydraulischen Aktor mit mindestens zwei Geberzylindern mit zugehörigen _Geberkolben mit dem Betätigungsdruck beaufschlagbar sind. Eine Ausgangsbewegung zur Betätigung der Scheibenbremse wird vorzugsweise durch einen Elektromotor bereitgestellt. Die Nehmerzylinder können mit den Geberzylindern über separate hydraulische Strecken miteinander verbunden sein. Über die beiden separaten hydraulischen Strecken wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die beiden Nehmerzylinder den gleichen Betätigungsweg zurücklegen. Dadurch wird eine kompakte elektrohydraulische Aktoreinheit im Festsatteldesign mit separaten Hydraulikstrecken für beide Seiten der Bremsscheibe, vorzugsweise mit einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter, geschaffen. Herkömmliche Druck-Bremsleitungen können vorteilhaft entfallen. Die Nehmerzylinder können alternativ auch zusätzlich mittels einer weiteren hydraulischen Strecke miteinander verbunden sein, so dass sich in den Nehmerzylindern der gleiche Betätigungsdruck einstellt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Strecken jeweils einen der Nehmerzylinder mit einem der Geberzylinder verbinden. Die Nehmerzylinder sind vorzugsweise über separate Hydraulikkanäle hydraulisch mit dem jeweiligen Geberzylinder verbunden. Die Hydraulikkanäle sind vorteilhaft als Hydraulikbohrungen ausgeführt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Geberzylindern jeweils ein Geberkolben angeordnet ist, der mechanisch mit einem Elektromotor gekoppelt ist. Über die mechanische Kopplung wird die Ausgangsbewegung zur Betätigung der Scheibenbremse von dem Elektromotor auf die beiden Geberkolben übertragen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Geberkolben über ein Getriebe mit dem Elektromotor gekoppelt sind, das eine Drehbewegung einer Antriebswelle des Elektromotors in eine translatorische Bewegung der Geberkolben umwandelt. Die Geberkolben können über das Getriebe durch den Elektromotor hin und her bewegt werden. Das Getriebe ist vorzugsweise selbsthemmend ausgeführt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Mutter umfasst, die relativ drehbar zu einer Spindel auf dieser angeordnet ist, die durch den Elektromotor angetrieben ist. Die Spindel kann die Antriebswelle des Elektromotors darstellen oder antriebsmäßig mit dieser verbunden sein. Die Mutter ist mechanisch vorzugsweise so mit dem Geberkolben gekoppelt, dass eine translatorische Bewegung der Mutter auf die Geberkolben übertragen wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nehmerzylinder und die Geberzylinder, vorzugsweise zusammen mit dem Getriebe, in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Das gemeinsame Gehäuse umfasst vorzugsweise nur ein Bauteil beziehungsweise ist einteilig oder einstückig ausgeführt. Die hydraulischen Verbindungen zwischen den Nehmerzylindern und den Geberzylindern sind vorzugsweise als Kanäle oder Bohrungen in dem gemeinsamen Gehäuse ausgeführt. Eine Drehmomentabstützung der Spindelmutter erfolgt vorzugsweise durch Formschluss in dem gemeinsamen Gehäuse. Das Getriebe ist in dem gemeinsamen Gehäuse abgedichtet oder gekapselt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor und das Getriebe mit den Geberzylindern und den Nehmerzylindern in einer elektrohydraulischen Aktoreinheit zusammengefasst sind. Dadurch kann die Herstellung und Montage der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung erheblich vereinfacht werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Geberzylinder über jeweils eine Schnüffelöffnung mit einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter verbindbar sind. Die Schnüffelöffnungen werden in Abhängigkeit von der Position von Geberkolben in den Geberzylindern freigegeben oder verschlossen. Die Schnüffelöffnungen ermöglichen ein Abführen und/oder Zuführen von Hydraulikmedium, zum Beispiel zur Verschleißnachstellung oder zu einem Dehnungsausgleich.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nehmerzylinder in einer Festsattelanordnung angeordnet sind. Bei der Festsattelanordnung ist ein Bremssattel der Scheibenbremse fest mit einer Tragstruktur verbunden. Daher sind bei der Festsattelanordnung im Gegensatz zu einer so genannten Schwimmsattelanordnung auf beiden Seiten der Bremsscheibe Nehmerkolben angeordnet, welche die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe drücken.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Riemenscheibe mit einer Scheibenbremse und einer vorab beschriebenen Betätigungseinrichtung. Bei der Riemenscheibe handelt es sich vorzugsweise um eine so genannte Kurbelwellenriemenscheibe, die in einem Riementrieb eines Kraftfahrzeugs drehfest mit einer Kurbelwelle des Kraftfahrzeugs verbindbar ist. In dem Riementrieb ist vorzugsweise eine elektrische Maschine in Form eines Generators, insbesondere eines Startergenerators, angeordnet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung im unbetätigten Zustand mit einer offenen Scheibenbremse;
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2 die Prinzipdarstellung aus 1 im betätigten Zustand mit geschlossener Scheibenbremse;
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3 eine seitliche Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Betätigungseinrichtung im Schnitt durch einen Geberzylinder;
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4 eine vordere Schnittdarstellung der Betätigungseinrichtung aus 3;
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5 eine seitliche Schnittdarstellung der Betätigungseinrichtung aus den 3 und 4 im Schnitt durch ein Getriebe und
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6 eine dreidimensionale Gesamtansicht der Betätigungseinrichtung aus den 3 bis 5.
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In den 1 bis 6 ist eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung in verschiedenen Darstellungen, Zuständen und Ansichten dargestellt. Die Betätigungseinrichtung dient zur Betätigung einer Scheibenbremse 1, die eine in den 1 und 2 im Halbschnitt dargestellte Bremsscheibe 3 umfasst.
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Die Bremsscheibe 3, die in den 3 bis 6 nicht dargestellt ist, ist zwischen zwei Bremsbelägen 4, 5 einklemmbar. Im betätigten Zustand, der in 2 dargestellt ist, ist die Bremsscheibe 3 zwischen den Bremsbelägen 4 und 5 eingeklemmt. Im unbetätigten Zustand der Scheibenbremse 1, der in 1 dargestellt ist, sind die Bremsbeläge 4, 5 von der Bremsscheibe 3 beabstandet. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden in den 1 bis 6 die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Die Betätigungseinrichtung umfasst eine elektrohydraulische Aktoreinheit 10, die einen elektrischen beziehungsweise elektronischen Teilbereich und einen hydraulischen Teilbereich umfasst. Die beiden Teilbereiche sind gemäß einem Aspekt der Erfindung in der elektrohydraulischen Aktoreinheit 10 zusammengefasst. Der elektrische beziehungsweise elektronische Teilbereich umfasst einen Elektromotor 14, der über ein Getriebe 18 mit dem hydraulischen Teilbereich der elektrohydraulischen Aktoreinheit 10 gekoppelt ist.
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Der hydraulische Teilbereich der elektrohydraulischen Aktoreinheit 10 umfasst zwei Geberzylinder 21, 22 und zwei Nehmerzylinder 25, 26. Der Geberzylinder 21 ist über eine hydraulische Strecke 31 mit dem Nehmerzylinder 25 verbunden. Der Geberzylinder 22 ist über eine hydraulische Strecke 32 mit dem Nehmerzylinder 26 verbunden. Der Nehmerzylinder 25 ist auf der in den 1 und 2 linken Seite der Bremsscheibe 3 angeordnet. Der Nehmerzylinder 26 ist auf der in den 1 und 2 rechten Seite der Bremsscheibe 3 angeordnet.
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In den Geberzylindern 21, 22 ist jeweils ein Geberkolben 41, 42 hin und her bewegbar, das heißt in den 1 und 2 hoch und runter bewegbar, angeordnet. In dem linken Nehmerzylinder 25 sind drei oder mehr Nehmerkolben 43, 44, 45 hin und her bewegbar, das heißt in den 1 und 2 nach rechts und nach links bewegbar, angeordnet. In dem rechten Nehmerzylinder 26 sind drei oder mehr Nehmerkolben 46, 47, 48 hin und her bewegbar, das heißt in den 1 und 2 nach rechts und nach links bewegbar angeordnet.
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An den einander zugewandten Enden der Nehmerkolben 43 bis 45 und 46 bis 48 ist jeweils einer der Bremsbeläge 4, 5 befestigt. Die voneinander abgewandten Enden der Nehmerkolben 43 bis 45 und 46 bis 48 sind in dem jeweiligen Nehmerzylinder 25, 26 mit Hydraulikdruck beaufschlagt.
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Die Geberzylinder 21, 22 sind mit jeweils einer Schnüffelöffnung 51, 52 versehen. Die beiden Schnüffelöffnungen 51, 52 sind über eine hydraulische Verbindungsleitung 54 mit einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter 55 verbunden, der Hydraulikmedium enthält.
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Das Getriebe 18 umfasst eine Spindel 56 und eine Mutter 58. Die Spindel 56 wird über den Elektromotor 14 drehbar angetrieben. Dabei stellt die Spindel 56 die Antriebswelle des Elektromotors 14 dar. Die Spindel 56 kann definiert in beide Drehrichtungen verdreht werden. Zur Kopplung mit der Mutter 58 weist die Spindel 56 ein Außengewinde mit Selbsthemmung auf, in welches ein Innengewinde der Mutter 58 eingreift.
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Die Mutter 58 ist relativ zu einem Aktorgehäuse 60, das in den 1 und 2 nur durch eine Schraffur angedeutet ist, nicht verdrehbar, aber translatorisch bewegbar, das heißt in den 1 und 2 nach unten und nach oben. Wenn sich die Spindel 56, angetrieben durch den Elektromotor 14, dreht, dann verschiebt sich die Mutter 58 nach unten beziehungsweise nach oben. Die Geberkolben 41, 42 sind so mit der Mutter 58 gekoppelt, dass sie die gleiche Bewegung ausführen wie die Mutter 58.
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Zum Schließen der in 1 geöffnet dargestellten Scheibenbremse 1 wird die Spindel 56 über den Elektromotor 14 so verdreht, dass sich die Mutter 58 mit den Geberkolben 41, 42 nach unten, das heißt auf die Nehmerzylinder 25, 26 zu bewegt. Dadurch wird das Hydraulikmedium in den Geberzylindern 21, 22, den hydraulischen Strecken 31, 32 und den Nehmerzylindern 25, 26 so mit einem Betätigungsdruck beaufschlagt, dass sich die Nehmerkolben 43 bis 46 und 46 bis 48 mit den Bremsbelägen 4, 5 auf die Bremsscheibe 3 zu bewegen. Durch diese Bewegung der Bremsbeläge 4, 5 auf die Bremsscheibe 3 zu wird die Bremsscheibe 3 zwischen den Bremsbelägen 4, 5 eingeklemmt, wie man in 2 sieht.
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In den 3 bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel der in den 1 und 2 prinzipiell dargestellten elektrohydraulische Aktoreinheit 10 in verschiedenen Ansichten und Schnitten dargestellt. Der Elektromotor 14 verdreht die Spindel 56, welche die Mutter 58 bezüglich der Spindel 56 verschiebt. Die Mutter 58 ist beidseitig mit je einem Geberkolben 41, 42 gekoppelt.
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Die Geberzylinder 21, 22 sind durch das Aktorgehäuse 60 einstückig mit den Nehmerzylindern 25, 26 verbunden. Das Aktorgehäuse 60 mit den Nehmerzylindern 25, 26 stellt einen Mehrkolben-Festsattel dar. Die Geberzylinder 21, 22 und Nehmerzylinder 25, 26 sind über je eine Bohrung in dem Aktorgehäuse 60 zu beiden Seiten der Bremsscheibe miteinander verbunden. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass unabhängig von den Reibungsverhältnissen innerhalb der Hydraulikräume der elektrohydraulischen Aktoreinheit 10 zu beiden Seiten der Bremsscheibe (3 in den 1 und 2) zeitgleich der gleiche Hub der Nehmerkolben 43 bis 45 und 46 bis 48 erzeugt wird.
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Beide Geberkolben 41, 42 verfügen über je eine Schnüffelbohrung 51, 52, welche zur Verschleißnachstellung, zum Dehnungsausgleich und dergleichen zu einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter führen, der in den 3 bis 6 nicht dargestellt ist. Der gemeinsame Ausgleichsbehälter kann unabhängig von der Einbaulage der elektrohydraulischen Aktoreinheit 10 horizontal ausgerichtet montiert werden. Dadurch kann ein Aktordesign universal für verschiedene Fahrzeuge mit abweichenden Einbaulagen für die elektrohydraulische Aktoreinheit 10 verwendet werden.
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Die Drehmomentabstützung der Spindelmutter 58 erfolgt vorzugsweise durch Formschluss in dem Aktorgehäuse 60, so dass auf die Geberkolben 41, 42 keine Querkräfte durch die Mutter 58 aufgebracht werden. Das Aktorgehäuse 60 ist nach außen hin vorzugsweise so abgedichtet, dass das Getriebe 18 mit einer Lebensdauerfüllung Schmiermedium, insbesondere Fett, vor Umgebungseinflüssen geschützt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheibenbremse
- 3
- Bremsscheibe
- 4
- Bremsbelag
- 5
- Bremsbelag
- 10
- elektrohydraulische Aktoreinheit
- 14
- Elektromotor
- 18
- Getriebe
- 21
- Geberzylinder
- 22
- Geberzylinder
- 25
- Nehmerzylinder
- 26
- Nehmerzylinder
- 31
- hydraulische Strecke
- 32
- hydraulische Strecke
- 41
- Geberkolben
- 42
- Geberkolben
- 43
- Nehmerkolben
- 44
- Nehmerkolben
- 45
- Nehmerkolben
- 46
- Nehmerkolben
- 47
- Nehmerkolben
- 48
- Nehmerkolben
- 51
- Schnüffelöffnung
- 52
- Schnüffelöffnung
- 54
- Verbindungsleitung
- 55
- gemeinsamer Ausgleichsbehälter
- 56
- Spindel
- 58
- Mutter
- 60
- Aktorgehäuse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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