DE102013211890A1 - Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Mitteln zur Zuspannkraftdetektierung - Google Patents

Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Mitteln zur Zuspannkraftdetektierung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Getriebemotorantrieb 1 insbesondere für eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse und eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremsvorrichtung einer Kraftfahrzeugbremse 2 mit einem Antriebsmodul enthaltend einen Elektromotor 11 und eine mehrstufig ausgebildete Getriebeeinheit. Die Konstruktion und sensorische Überwachung bekannter Getriebemotorantriebe 1 ist verbesserungsfähig. Die Aufgabe wird gelöst, indem die Zuspannkraftsensorik 27 stromlos ausgebildet und in dem Getriebemotorantrieb 1 integriert vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Mitteln zur Zuspannkraftdetektierung nach den Merkmalen vom Oberbegriff vom Patentanspruch 1. Eine elektromechanisch betätigbare Radbremse vom sogenannten Schwimmsatteltyp umfasst prinzipiell ein Bremsgehäuse und einen Halter zur fahrzeugfesten Anordnung von Bremsgehäuse und Reibbelägen am Fahrzeug. Die Kraftfahrzeugbremse kann prinzipiell ausschließlich elektromechanisch betätigbar sein, oder die elektromechanische Betätigung erstreckt sich ausschließlich auf eine Feststellbremsfunktion. Jeder Getriebemotorantrieb umfasst zu diesem Zweck einen Elektromotor der ein mehrstufiges Getriebe, insbesondere ein zweistufiges Schneckengetriebe, antreibt. Das Schneckengetriebe ist als Untersetzungsgetriebe ins Langsame ausgelegt. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass ein vergleichsweise kleiner, kostengünstiger Antriebsmotor mit vergleichsweise hoher Nenndrehzahl und verhältnismäßig niedrigem Drehmoment bei geringem Strombedarf ausgewählt werden kann, und wobei das Schneckengetriebe eine Drehmomentwandlung ermöglicht. Dadurch werden sowohl Kosten als auch Strombedarf und Dimension (Baugröße) des Elektromotors abgesenkt. Das Schneckengetriebe ermöglicht auch eine selbsthemmende Ausbildung, so dass prinzipiell eine stromlose (Park)Bremsfunktion realisierbar ist.
  • Geregelte elektrische Bremsen für Kraftfahrzeuge umfassen mehrere elektrische Sensormittel zur unmittelbaren Messung, Funktions- und Statusüberwachung und/oder Dosierung beziehungsweise Aktualisierung von Größen wie Zuspannkraft, Belagverschleiß, Leerweg, Krafteingriffspunkt etc. Dies beinhaltet insbesondere eine direkte Drucksensorik und Resolver zur Wegmessung. Nachgeschaltete Wandler dienen zur Wandlung einer rotatorischen (Antriebs-)Drehbewegung in eine translatorische (Brems-)Betätigungsbewegung. Die sensorische Überwachung und Steuerung bekannter Getriebemotorantrieben wird als verbesserungsfähig angesehen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zusammen mit den kennzeichnenden Merkmalen von dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für eine abgesicherte Krafterfassung wenigstens ein Sensorbauteil in eine Getriebewelle oder in eine Getriebewellenlagerung integriert ist. Bevorzug ist im Getriebe wenigstens eine Hohlwelle vorgesehen, welche wenigstens ein Sensormittel, oder zumindest Teile davon, integral aufnimmt. Die vorliegende Erfindung nutzt also eine Reaktionskraft die aus einem Getriebestrang ausgekoppelt wird als indirekte Schaltgröße. Getriebewellenoder Lagerreaktionskräfte lösen bei Erreichen einer Vorbestimmten Zuspannkraft automatisch einen Schaltvorgang aus, welcher einen Wirkungsgrad im Getriebe schlagartig stark reduziert. Dies löst einen plötzlichen elektrischen Stromanstieg vom Getriebemotorantriebantrieb aus, der sicher diagnostiziert und als Abschaltkriterium ausgewertet werden kann. Ein direkt messender Kraftsensor wird dadurch eingespart und die Genauigkeit von indirekten Messmethoden wird gesteigert. Wenn die Reduzierung des Wandlungsgrades im Getriebe besonders drastisch ausgelegt ist, kann dies ausgenutzt werden, um eine automatische Begrenzung der Zuspannkraft zu erhalten. Dadurch sind Bremssattelbauteile automatisch vor Überlast schützbar. Weiterhin gilt, dass durch die Herabsetzung des Wandlungsgrades vom Getriebe automatisch eine stromlose Selbsthemmungsfunkton vom Getriebe unterstützt wird.
  • Die Erfindung beruht weiterhin auf der Grundlage dass zur elektrischen Messung und Regelung einer Zuspannkraft einer elektrischen Parkbremse der gezogene elektrische Motorstrom als direkte Größe gemessen und herangezogen wird. Weitere Größen wie z.B. die von dem Getriebemotorantrieb benötigte Zeit zum Zuspannen oder ein Getriebemotorantriebdrehzahlsignal können zur Plausibilisierung herangezogen werden. Das angewendete Ersatzmodell für die Regelung sieht weiterhin vor, dass die Zuspannkraft grundsätzlich abhängig von der Motorkonstante kT [Nm/A] vom Bremsenaktuator und von dem Wandlungsgrad vom Getriebe des Bremsenaktuators ist. Die verbesserte Präzision in der erfindungsgemäß durchgeführten Ermittlung der Zuspannkraft ermöglicht eine besonders leichte und kostengünstige Bauweise.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung anhand der Zeichnung am Beispiel eines Ausführungsbeispiels hervor.
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine Kraftfahrzeugbremse,
  • 24 schematisch Teile eines erfindungsgemäßen Getriebemotorantriebs, und
  • 5 Vergleich zwischen einem nicht erfindungsrelevanten (b) und einem erfindungsgemäßen (a) Motorstromverlauf über der Zeit t.
  • Die 24 verdeutlichen schematisch ein neues Getriebe zur Anwendung bei einer kombiniert hydraulisch und elektrisch betätigbaren Kraftfahrzeugbremse nach 1. Diese weist eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremsfunktion und eine elektromechanisch betätigbare Feststellbremsfunktion auf. Die Kraftfahrzeugbremse 2 ist exemplarisch als Schwimmsattel-Kraftfahrzeugbremse ausgeführt. Eine Bremszange 3 umgreift einen Reibring 4 einer nicht im Einzelnen gezeigten Bremsscheibe und verfügt über wenigstens einen entlang der Kolbenlängsachse A verschiebbar in einer Kolbenbohrung 5 angeordneten Kolben 6 der einen Betriebsdruckraum 7 begrenzt und zur direkten Beaufschlagung eines ersten Reibbelags 8 dient. Weiterhin ist die Bremszange 3 (sogenannter Faustsattel) axial in Relation zu einem fahrzeugfest angeordneten Halter 9 verschiebbar ausgebildet, so dass faustfingerseitig auf hydraulische Betätigungsmittel verzichtet werden kann, indem Reaktionskräfte ausgenutzt werden, um einen indirekt betätigten Reibbelag 10 zur Anlage an den Reibring 4 zu bringen. Der elektromechanischen Betätigung für eine Feststellbremsfunktion dient ein drehrichtungsumkehrbarer Elektromotor 11 und ein zweistufig ausgebildetes Getriebe, die den Getriebemotorantrieb 1 bilden. Zusätzlich können direkt messende Sensorik S und eine integrierte, elektronische Steuereinheit 12 zur Sensorsignalverarbeitung vorgesehen sein. Das Getriebe verfügt über ein zumindest teilweise hohl ausgebildetes Getriebegehäuse 13 aus Kunststoffwerkstoff zur zumindest teilweisen Aufnahme vom Elektromotor 11 sowie zur Aufnahme und Lagerung von weiteren Getriebebauelementen sowie über ein Verschlußelement (Deckel) 14. Das Getriebegehäuse 13 ist an der Bremszange 3 angeflanscht befestigt. Das Getriebe ist durch zwei, im Wesentlichen bauähnliche, Getriebestufen 15, 16 ausgeführt, die insbesondere schräg-, schnecken- oder evolventenverzahnte, miteinander kämmende, Anordnungen aufweisen. Die erste Getriebestufe 15 verfügt dazu exemplarisch über eine Schnecke 24 auf einer Motorwelle 17, die mit einem Schneckenrad 25 kämmt, auf dessen Getriebewelle 26 eine weitere Schnecke der zweiten Getriebestufe 16 angeordnet sein kann, welche mit dem Abtriebsrad 18 kämmt. Das Abtriebsrad 18 (Getrieberad) ist bevorzugt aus Stahlwerkstoff und verfügt radial außen über eine Radscheibe und radial innen über eine Nabe 30. Weiterhin ist ein Schaft 19 einer Gewindespindel 21 mit dem Abtriebsrad 18 verbunden.
  • Die Gewindespindel 21 ist ihrerseits drehbar sowie axial relativ zur Bremszange 3 unverschiebbar mit einem Axiallager 20 in der Bremszange 3 angeordnet. Die Gewindespindel 21 ist Bestandteil eines Wälzkörperrampengetriebes, das Wälzkörper 22, zwischengeschaltete Federelementelemente 23 und eine drehfest sowie axial relativ zur Bremszange 3 verschiebbare Gewindemutter umfasst, und zur Umwandlung in eine Translationsbewegung dient.
  • Für eine stromlos verriegelte Feststellbremsfunktion ist bevorzugt die zweite Getriebestufe 16 selbsthemmend ausgeführt.
  • Zum einfachen Lösen der Feststellbremsfunktion ist es möglich, den Drehsinn vom Getriebe zu ändern, indem der Elektromotor 11 reversiert betrieben wird, wodurch sich die Kraft- und Momentenrichtungen umkehren.
  • Bei dem erfindungsgemäß schematisiert gezeichneten Getriebemotorantrieb 1 nach 24 erfolgt über die rotierende Getriebewelle 26 anhand der schräg verzahnten Schnecke 24 ein rotatorischer Antrieb vom Schneckenrad 25. Bei Betätigung der Kraftfahrzeugbremse 2 wirken in dem Getriebestrang die verdeutlichten axial gerichteten Kräfte Factio und Freactio auf Grundlage von dem Drehmoment Mab. Wie ersichtlich ist die Getriebewelle 26 im Getriebegehäuse 13 drehbar sowie über den begrenzten Schaltweg LK grundsätzlich axial verschiebbar aufgenommen. Dazu tragen Loslageraufnahmen 28, 29 von der Getriebewelle 26 bei.
  • Prinzipiell kann die Getriebewelle 26 in der Axialrichtung teleskopisch in dem Getriebegehäuse 13 aufgenommen sein. Dazu kann die Getriebewelle 26 teleskopierbar geteilt vorgesehen sein. Beispielsweise sind zwei ineinander teleskopisch geführte Getriebewellenstücke vorgesehen, die in der Axialrichtung elastisch aneinander abgestützt sind und wobei ein Getriebewellenende 32 mit Kalottenform ausgebildet sein kann. Bei der 4 ist ein Getriebewellenende 32 einer starren Getriebewelle mit Kalottenform versehen. Erfindungsgemäß weist der Getriebemotorantrieb 1 jedenfalls zusätzlich eine integrierte, stromlose Zuspannkraftsensorik 27 auf. Diese ist nach den Ausführungsformen der 2 + 3 in die Getriebewelle 26 integriert vorgesehen. Bei der Ausführungsform nach der 4 ist diese zusätzliche stromlose Zuspannkraftsensorik 27 alternativ in eine axial wirksame Getriebewellenlagerung integriert.
  • Wie aus den 2 + 3 hervorgeht, kann eine Aufnahme 33 für die Zuspannkraftsensorik gebildet sein, indem die Getriebewelle 26 zumindest in einem Endabschnitt 34 hohl vorgesehen ist. Dazu bietet es sich besonders an, den Endabschnitt 34 als Sackloch 35 auszubilden. Im Übrigen kombiniert die Getriebewelle 27 eine Kupplungs- und Lagervorrichtung mit zwei Freiheitsgraden, indem in dem Sackloch 35 das elastisch definiert vorgespannte Federelementelement 28 und ein Wälzkörper 29 in Form einer Kugel aufgenommen ist. Die derart gebildete Kupplungs- und Lagervorrichtung ist dadurch mittelbar oder unmittelbar zwischen Getriebewelle 26 und Getriebegehäuse 13 eingespannt platziert. Indem die Getriebewelle 26 am Endabschnitt 34 eine Reibfläche 36 aufweist, und gemäß 2 in einer geöffneten Reibungskupplungsstellung einen Öffnungsspalt LK von dem Getriebegehäuse 13 – oder einem sonstigen Anschlagbauteil – definiert, ermöglicht diese Anordnung eine drehbare und mithin axial schaltbare Reibkupplungsfunktion zwischen Getriebewelle 26 und Getriebegehäuse 13. Es versteht sich, dass die begrenzte Schaltbewegung nur ausgeführt wird, nachdem die aufgebauten Kräfte in dem Getriebemotorantrieb 1 die definierte Vorspannkraft des Federelementelements 28 übersteigt. Jedenfalls wird dem Getriebestrang ein Zusatzreibmoment aufgeprägt, wenn die im Antriebsmodus grundsätzlich rotierende Reibfläche 36 zur mittelbaren oder unmittelbaren Anlage am Getriebegehäuse 13 gelangt.
  • In Hinblick auf das Federelementelement 28 sind verschiedene Ausführungen wie insbesondere eine Ausführung als Schraubenfeder nach 2 und 3 oder eine Ausführung als Tellerfeder nach 4 möglich. Die Tellerfedern verfügen über den Vorteil, dass eine steil-progressiv fallende Kraft-Weg-Kennlinie realisiert werden kann, die das Schaltverhalten der Kupplungs- und Lagervorrichtung begünstigt.
  • Ein Getriebewellenende 32 ist über ein fixes Axiallager 37 drehbar in dem Getriebegehäuse 13 abgestützt.
  • Für die stromlose und automatisch-kraftgesteuerte Ausführung der Schaltbewegung durch die Kupplungsvorrichtung wird erfindungsgemäß ein axial gerichteter, und zur Zuspannkrafterzeugung nicht erforderlicher Schubkraftanteil in dem Getriebestrang ausgenutzt. Dieser Schubkraftanteil wird durch eine schräg-, schnecken- oder evolventenverzahnten Getriebestufe infolge Kraftzerlegung erzeugt, und die Erfindung ermöglicht erstmals die vorteilhafte Verwertung.
  • Bei der gezeichneten Ausführungsform wird die Axialkraft grundsätzlich über das elastisch in der Getriebewelle 26 integriert sowie vorgespannt angeordnete Spurlager mit Hilfe von der Kugel axial reibungsarm sowie ideal-querkraftfrei in das Getriebegehäuse 13 eingeleitet. Dabei ist die Kugel teleskopartig in der Getriebewelle 26 geführt aufgenommen, und mit dem elastisch vorgespannten Federelementelement 28 in der hohl ausgebildeten Getriebewelle 26 so platziert, dass eine Kalotte aus dem Getriebewellenende herausragt. Bei Überschreiten der elastischen Vorspannkraft vom Federelementelement 28 bewegt sich die Kugel gegen das Federelementvorspannkraft in der Figur nach links, bis im Schaltpunkt s der Kupplungsspalt Lk gegen 0 geht und infolge des größeren Reibradius ein stark erhöhtes Reibmoment zwischen Getriebewelle 26 und einer eingefügten Anlaufscheibe oder dem Getriebegehäuse 13 entsteht, weil die reibungsarme Kugellagerung durch die elastische Verschiebung automatisch und stromlos wirkungslos geschaltet ist, und gar nicht als primäres Lagerelement zur Verfügung steht. Durch diesen Schaltvorgang ist der wirksame Reibradius vom Lager schlagartig geändert, nämlich erhöht, indem der Reibradius der Hertzschen Pressung im Bereich der Kugelkalotte beendet ist. Eine kreisringförmige Stirnseite von der hohl ausgeführten Getriebewelle 26 liegt also an der Anlaufscheibe/an dem Getriebegehäuse 13 an und schleift. Im Ergebnis ist der Wandlungsgrad im Getriebe reduziert. Dieser Prozess führt zu dem gesichert sensierbaren Schaltpunkt s (vgl. 5) im Sinne eines vergrößerten Strombedarfs in der Kennlinie a) vom erfindungsgemäßen elektrischen Getriebemotorantriebs 1. Es versteht sich weiterhin, dass die beschriebene Vorspannkraft vom Federelementelement 28 genau so dosiert vorgesehen ist, so dass diese im Wesentlichen etwa mit der Sollzuspannkraft der Kraftfahrzeugbremse 2 korreliert. Dadurch ist sichergestellt, dass der vergrößerte Strombedarf im Wesentlichen mit dem Erreichen der Sollzuspannkraft übereinstimmt, um dadurch das gewünschte und abgesicherte elektrische Abschaltsignal für den Getriebemotorantrieb 1 zu erzeugen. Das Federelement 28 ist in der Gestaltung als Schraubenfeder, als Elastomerfeder oder besonders vorzugsweise als Ringscheibenfeder (Tellerfeder) ausbildbar, weil dadurch einfach nach Bedarf modular modellierbare und auch progressive Weg-/Kraftcharakteristiken realisiert werden können, die das Schaltverhalten der Bremse bzw. Kupplung begünstigen. Besonders bevorzugt kann eine oder mehrere Ringscheibenfedern mit einem reversibel abgekröpft modellierten Federkennlinie eingesetzt werden. Das Federelement 28 kann modular aus Stücken mit identisch übereinstimmenden oder unterschiedlichen Federelementsteifigkeiten gebaut vorgesehen sein. Beispielsweise können dazu mehrere Federelemente 28, insbesondere Ringscheibenfedern gleichsinnig oder wechselsinnig geschichtet in einer Serienschaltung vorgesehen sein.
  • Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass Einstellmittel 38 zur Einstellung der axialen Verschiebbarkeit und Vorspannung von der Getriebewelle 26 vorgesehen sein können.
  • Die 5 vergleicht schematisch die Verläufe von Strom (I) und Kraft (F) über der Zeit (t). Weil die Verläufe von Strom und Kraft weitestgehend deckungsgleich sind, ist zur Verbesserung der Übersichtlichkeit in der Figur jeweils nur einer der Verläufe dargestellt. Die Bezugsziffer b kennzeichnet einen typischen Verlauf bei konventionellen Bremsen. Die Bezugsziffer a kennzeichnet den Verlauf bei erfindungsgemäßen Bremsen mit einem Schaltpunkt s. Nach Einschalten und einem ersten, kurzen Peak im Getriebemotorantrieb-Strombedarf, der mechanischer Trägheit sowie dem Induktionsgesetz zur Inbetriebnahme der elektromotorischen Getriebemotormimik geschuldet ist, folgt das Überfahren sämtlicher Leerwege und Spiele bei reduziertem Strombedarf. Nach Überfahren von einem sogenannten Anlegepunkt von Reibbelägen 8, 10 erfolgt ein Zuspannkraftaufbau. Der Zuspannkraftaufbau ist durch Erfassung und Beobachtung von dem tendenziell ansteigenden Strombedarf erkennbar, nachdem der sensierte Strom I im Trend sukzessiv ansteigt. Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung erfolgt die Änderung des Stromes I über der Zeit t (der Gradient der Kennlinie a)) im Vergleich mit der konventionellen Kennlinie nach b) jedoch vor dem Erreichen vom Maximum nochmals geändert und wesentlich steiler, mit anderen Worten „gravierender“ (siehe Pfeil). Diese deutlich erhöhte Steigungsänderung im Stromverlauf vor dem Erreichen der Sollzuspannkraft ist in der elektronischen Regelung als gesichert sensierbares Signal zur Vorbereitung der elektrischen Abschaltung vom Getriebemotorantrieb 1 verwertbar, so dass ein Streuband in der Getriebemotorantriebabschaltung reduziert ausgelegt werden kann. Die vorgeschlagene Schaltvorrichtung/Kupplung ist bewusst kraftschlüssig ohne mechanisch feste Sperre oder formschlüssige Blockierfunktion ausgelegt, so dass nach einer entsprechend abgesicherten Erfassung der geforderten Zuspannkraft die weitere Bestromung vom Getriebemotorantrieb 1, zwecks Vermeidung einer Überbeanspruchung, abgeregelt werden kann. Dadurch ist weiterhin die Dauerfestigkeit erfindungsgemäß gesteigert.
  • Ein Löseprozess wird demgegenüber durch Drehrichtungswechsel vom Getriebemotorantrieb 1 eingeleitet, und der Löseprozess wird durch die Kupplungsvorrichtung und die vektoriell umgekehrt axial gerichtete Schaltkraftkomponente aus der Verzahnung ermöglicht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Getriebemotorantrieb
    2
    Kraftfahrzeugbremse
    3
    Bremszange
    4
    Reibring
    5
    Kolbenbohrung
    6
    Kolben
    7
    Betriebsdruckraum
    8
    Reibbelag
    9
    Halter
    10
    Reibbelag
    11
    Elektromotor
    12
    Steuereinheit
    13
    Getriebegehäuse
    14
    Deckel
    15
    (erste) Getriebestufe
    16
    (zweite) Getriebestufe
    17
    Motorwelle
    18
    Abtriebsrad
    19
    Schaft
    20
    Axiallager
    21
    Gewindespindel
    22
    Wälzkörper
    23
    Federelementelement
    24
    Schnecke
    25
    Schneckenrad
    26
    Getriebewelle
    27
    Zuspannkraftsensorik
    28
    Federelementelement
    29
    Wälzkörper
    30
    Nabe
    31
    Ausnehmung
    32
    Getriebewellenende
    33
    Aufnahme
    34
    Endabschnitt
    35
    Sackloch
    36
    Reibfläche
    37
    Axiallager
    38
    Einstellmittel
    a, b
    Kennlinie
    α
    Winkel
    S
    Schaltpunkt
    U
    Umfang
    A
    Kolbenlängsachse
    Ax
    Axialrichtung
    R
    Radialrichtung
    T
    Tangentialrichtung
    LK
    Öffnungsspalt

Claims (7)

  1. Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse (2) mit Zuspannkraftsensorik (27) umfassend eine Betriebsbremsfunktion und eine Feststellbremsfunktion mit in einer Bremszange (3) angeordnetem Kolben (6), der zur Durchführung von Betriebsbremsungen beaufschlagbar ist, so dass der Kolben (6) zur Erzielung einer Bremswirkung entlang einer Kolbenlängsachse (A) verschiebbar gelagert ist, und wobei die Feststellbremsvorrichtung auf den Kolben (6) über einen Getriebemotorantrieb (1) wirkt, indem ein Getriebe die Rotationsbewegung eines Elektromotors (11) in eine Translationsbewegung umsetzt und zumindest eine Betätigung des Kolbens (6) zur Durchführung von Feststellbremsvorgängen bewirkt und in der betätigten Stellung hält, und wobei der Getriebestrang ein Wälzkörperrampengetriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannkraftsensorik (27) stromlos ausgebildet und in dem Getriebemotorantrieb (1) integriert vorgesehen ist.
  2. Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Zuspannkraftsensorik, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannkraftsensorik (27) in einer Getriebewelle (26) integriert oder in eine Getriebewellenlagerung integriert vorgesehen ist.
  3. Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Zuspannkraftsensorik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewelle (26) zur Bildung einer Aufnahme für die Zuspannkraftsensorik (27) hohl vorgesehen ist.
  4. Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Zuspannkraftsensorik nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannkraftsensorik (27) eine kombinierte Kupplungs- und Lagervorrichtung mit zwei Freiheitsgraden für die Getriebewelle (26) umfasst, und ein elastisch vorgespanntes Federelementelement (28) sowie einen Wälzkörper (29) derart aufweist, dass die gebildete Lagervorrichtung mittelbar oder unmittelbar zwischen Getriebewelle (26) und Getriebegehäuse (13) eingespannt platziert vorgesehen ist, dass die Getriebewelle (26) über die Lagervorrichtung in Axialrichtung Ax verschiebbar sowie drehbar im Getriebegehäuse (13) abgestützt gelagert ist, und dass nach Überwindung der Federelementvorspannkraft eine begrenzte, axial gerichtete, Schaltbewegung der Getriebewelle (26) in Relation zu dem Getriebegehäuse (13) vorgesehen ist.
  5. Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Zuspannkraftsensorik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebewellenende über ein festes Axiallager in dem Getriebegehäuse (13) drehbar aufgenommen ist.
  6. Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Zuspannkraftsensorik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung als Reibungskupplung ausgebildet ist, die grundsätzlich über einen definierten Öffnungsspalt LK verfügt, und unbetätigt offen geschaltet ist, und dass die Kupplungsvorrichtung bei einer vorbestimmten Zuspannkraft mit LK = 0 geschlossen geschaltet ist, so dass dem Getriebestrang ein Zusatzreibmoment aufgeschaltet wird.
  7. Elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeugbremse mit Zuspannkraftsensorik nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatischen und stromlosen Ausführung der Schaltbewegung durch die Kupplungsvorrichtung ein axial gerichteter Schubkraftanteil aus einer schräg-, schnecken- oder evolventenverzahnten Getriebestufe (15, 16) ausgekoppelt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015213866B3 (de) * 2015-07-22 2016-12-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Feststell-Scheibenbremssattel
DE112015006681B4 (de) 2015-07-10 2023-04-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebseinheit für Fahrzeuge

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19640995A1 (de) * 1996-10-04 1998-04-16 Continental Ag Elektrische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug
WO2000061962A1 (de) * 1999-04-13 2000-10-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg Teilbelagscheibenbremse mit elektromechanischer betätigungseinheit
DE10142644A1 (de) * 2001-08-31 2003-04-03 Lucas Automotive Gmbh Motorbetätigbare Scheibenbremse
JP2004204990A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Nissin Kogyo Co Ltd 電気式ディスクブレーキ
DE10314449A1 (de) * 2003-03-31 2004-10-14 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Kraftmessung
EP2431628A1 (de) * 2009-05-13 2012-03-21 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Elektrisch betriebene scheibenbremsenvorrichtung
DE102011085367A1 (de) * 2010-11-05 2012-05-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Getriebemotorantrieb - insbesondere für eine kombinierte Kraftfahrzeugbremse

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19640995A1 (de) * 1996-10-04 1998-04-16 Continental Ag Elektrische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug
WO2000061962A1 (de) * 1999-04-13 2000-10-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg Teilbelagscheibenbremse mit elektromechanischer betätigungseinheit
DE10142644A1 (de) * 2001-08-31 2003-04-03 Lucas Automotive Gmbh Motorbetätigbare Scheibenbremse
JP2004204990A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Nissin Kogyo Co Ltd 電気式ディスクブレーキ
DE10314449A1 (de) * 2003-03-31 2004-10-14 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Kraftmessung
EP2431628A1 (de) * 2009-05-13 2012-03-21 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Elektrisch betriebene scheibenbremsenvorrichtung
DE102011085367A1 (de) * 2010-11-05 2012-05-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Getriebemotorantrieb - insbesondere für eine kombinierte Kraftfahrzeugbremse

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112015006681B4 (de) 2015-07-10 2023-04-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebseinheit für Fahrzeuge
DE102015213866B3 (de) * 2015-07-22 2016-12-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Feststell-Scheibenbremssattel

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