DE102014202189A1 - Brake device and method for operating a braking device for an automatic parking brake - Google Patents
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Abstract
Eine Bremsvorrichtung für eine automatische Feststellbremse umfasst ein Bremssattelgehäuse mit einem Innenraum zur Aufnahme eines Fluids, einen Bremskolben, der in dem Bremssattelgehäuse entlang einer Achse axial verschiebbar angeordnet ist, und einen Plunger, der in dem Bremssattelgehäuse koaxial zu dem Bremskolben verschiebbar angeordnet ist. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betätigen einer Bremsvorrichtung für eine automatische Feststellbremse bereitzustellen, die die Bremsfunktion auf einfach Weise zuverlässig bereitstellt. Die Bremsvorrichtung ist hierfür derart ausgebildet, dass der Plunger über das Fluid im Innenraum des Bremssattelgehäuses hydraulisch eine Kraft auf den Bremskolben übertragen kann, und der Plunger mechanisch eine Kraft auf den Bremskolbenübertragen kann, wobei der Plunger (7) über eine Spindel (6) und eine Spindelmutter (4) eine Kraft auf den Bremskolben (3) übertragen kann.A brake device for an automatic parking brake comprises a caliper housing having an interior for receiving a fluid, a brake piston axially slidably disposed in the caliper housing along an axis, and a plunger slidably disposed in the caliper housing coaxially with the brake piston. The object of the invention is to provide a braking device and a method for actuating a braking device for an automatic parking brake, which reliably provides the braking function in a simple manner. The brake device is designed for this purpose such that the plunger can hydraulically transmit a force to the brake piston via the fluid in the interior of the caliper housing, and the plunger can mechanically transmit a force to the brake piston, wherein the plunger (7) via a spindle (6) and a spindle nut (4) can transmit a force to the brake piston (3).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung sowie eine Verfahren zum Betätigen einer Bremsvorrichtung für eine automatische Feststellbremse.The present invention relates to a brake device and a method for actuating a brake device for an automatic parking brake.
Aus
In der oben beschriebenen Vorrichtung wird daher eine zusätzliche elektromechanische Stelleinheit benötigt, die den notwendigen Druck bereitstellen kann. Ferner ist dadurch, dass ein hydraulischer Druck aufgebracht werden muss und dadurch, dass die dazu benötigte Bremsflüssigkeit zunächst angesaugt werden muss, für die hydraulische Unterstützung des Bremssystems eine Pumpe erforderlich, die in der Regel einen hohen Strombedarf hat. Ein weiterer Nachteil ist, dass bei einem Ausfall der zusätzlichen elektromechanischen Stelleinheit oder der Saugvorrichtung zum Ansaugen der Bremsflüssigkeit, die Feststellbremsfunktion nicht in vollem Umfang oder gegebenenfalls gar nicht verfügbar ist.In the device described above, therefore, an additional electromechanical actuator is needed, which can provide the necessary pressure. Furthermore, the fact that a hydraulic pressure must be applied and thereby that the brake fluid required for this must first be sucked, for the hydraulic support of the brake system, a pump is required, which usually has a high power consumption. Another disadvantage is that in case of failure of the additional electromechanical actuator or the suction device for sucking the brake fluid, the parking brake function is not fully available or possibly not available.
Weiterhin sind bekannte System so ausgelegt, dass sie bis zu einer definierten Maximaltemperatur der Bremskomponenten sowie der entsprechenden Motor-Getriebe-Einheit und einer definierten minimalen Bordnetzspannung eine definierte Klemmkraft bereitstellen können. Wird die automatische Feststellbremse jedoch im Grenzbereich betrieben, so ist es notwendig, dass die Bremse hydraulisch entlastet wird, um die Bremse weiter elektromechanisch zu verriegeln. Auch hierzu wird eine zusätzliche Pumpe benötigt. Furthermore, known systems are designed so that they can provide a defined clamping force up to a defined maximum temperature of the brake components and the corresponding motor-gear unit and a defined minimum vehicle electrical system voltage. However, if the automatic parking brake is operated at the limit, it is necessary that the brake is relieved hydraulically in order to further lock the brake electromechanically. Again, an additional pump is needed.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bremsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betätigen einer Bremsvorrichtung für eine automatische Feststellbremse bereitzustellen, die die Bremsfunktion weitgehend temperaturunabhängig auf einfach Weise zuverlässig bereitstellt. The object of the present invention is therefore to provide a brake device and a method for actuating a braking device for an automatic parking brake, which provides the brake function reliably largely independent of temperature in a simple manner.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung für eine automatische Feststellbremse ein Bremssattelgehäuse mit einem Innenraum zur Aufnahme eines Fluids, einen Bremskolben, der in dem Bremssattelgehäuse entlang einer Achse axial verschiebbar angeordnet ist, und einen Plunger, der in dem Bremssattelgehäuse koaxial zu dem Bremskolben verschiebbar angeordnet ist. Die Bremsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass der Plunger über das Fluid im Innenraum des Bremssattelgehäuses hydraulisch eine Kraft auf den Bremskolben übertragen kann, und der Plunger mechanisch eine Kraft auf den Bremskolben übertragen kann. Vorteilhafterweise überträgt der Plunger über eine Spindel und eine Spindelmutter eine Kraft auf den Bremskolben bzw. ist mit diesem verbindbar.Preferably, an automatic parking brake brake device according to the present invention comprises a caliper housing having an interior for receiving a fluid, a brake piston axially slidably disposed in the caliper housing along an axis, and a plunger slidably disposed in the caliper housing coaxially with the brake piston. The brake device is designed such that the plunger can hydraulically transmit a force to the brake piston via the fluid in the interior of the brake caliper housing, and the plunger can mechanically transmit a force to the brake piston. Advantageously, the plunger transmits via a spindle and a spindle nut a force on the brake piston or can be connected to this.
Durch die vorliegende Erfindung werden die oben genannten Nachteile des Stands der Technik überwunden. Insbesondere arbeitet die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung weitgehend temperaturunabhängig, da die Bremsflüssigkeit nur druckbeaufschlagt wird und nicht angesaugt werden muss. Ferner kann durch die spezifische Mechanik der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung auf eine zusätzliche elektromechanische Stelleinheit zum Arretieren der Feststellbremse bzw. Parkbremse sowie auf eine zusätzliche Pumpe verzichtet werden, da der erfindungsgemäße Plunger sowohl die Funktion der Volumenreduzierung (durch Verwendung eines annähernd inkompressiblen Fluids sehr gering) des im Innenraum des Bremssattelgehäuses befindlichen Fluids und die damit einhergehende hydraulische Kraftübertragung auf den Bremskolben als auch mittels der Spindel und der Spindelmutter die Funktion der Arretierung des Bremskolbens über eine mechanische Wirkverbindung gewährleistet. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung konstruktiv einfach gehalten, was einerseits ein robustes und wartungsarmes System gewährleistet und andererseits kostengünstig ist. The present invention overcomes the above-mentioned disadvantages of the prior art. In particular, the brake device according to the invention operates largely independent of temperature, since the brake fluid is only pressurized and does not have to be sucked. Furthermore, can be dispensed with by the specific mechanism of the braking device according to the invention to an additional electromechanical actuator for locking the parking brake or parking brake and an additional pump, since the plunger invention both the function of volume reduction (by using a nearly incompressible fluid very low) of the Interior of the caliper housing located fluid and the associated hydraulic power transmission to the brake piston as well as by means of the spindle and the spindle nut ensures the function of locking the brake piston via a mechanical operative connection. In this way, the braking device according to the invention is structurally simple, which on the one hand ensures a robust and low-maintenance system and on the other hand is inexpensive.
Vorteilhafterweise ist der Plunger in der Spindel aufgenommen, wobei der Plunger und die Spindel über eine Gewindeverbindung verbunden sind und die Spindel und die Spindelmutter über eine Leichtlauf-Gewindeverbindung verbunden sind. Die Gewindeverbindung zwischen dem Plunger und der Spindel ist hierbei ein Rechts- bzw. ein Linksgewinde und die Leichtlauf-Gewindeverbindung zwischen der Spindel und der Spindelmutter ist ein Links- bzw. Rechtsgewinde. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei einer bestimmten Drehrichtung des Drehstifts bzw. der Motor-Getriebe-Einheit sowohl der Plunger als auch die Spindelmutter sich in Richtung der Bremsscheibe bewegen.Advantageously, the plunger is received in the spindle, wherein the plunger and the spindle are connected via a threaded connection and the spindle and the spindle nut are connected via a smooth-running threaded connection. The threaded connection between the plunger and the spindle Here is a right-hand or a left-hand thread and the smooth-running thread connection between the spindle and the spindle nut is a left or right-hand thread. In this way, it is ensured that in a certain direction of rotation of the pivot pin or the motor-gear unit, both the plunger and the spindle nut move in the direction of the brake disc.
Vorteilhafterweise ist das Reibmoment der Gewindeverbindung zwischen dem Plunger und der Spindel in einem ersten Schritt größer als das Reibmoment der Leichtlauf-Gewindeverbindung zwischen der Spindel und der Spindelmutter, wodurch eine erste Klemmkraft durch eine Kraftübertragung von dem Plunger, über die Spindel und die Spindelmutter auf den Bremskolben erzeugbar ist, und das Reibmoment der Gewindeverbindung zwischen dem Plunger und der Spindel in einem zweiten Schritt durch eine Gegenkraftzunahme an dem Bremskolben kleiner ist als das Reibmoment der Leichtlauf-Gewindeverbindung zwischen der Spindel und der Spindelmutter, wodurch eine zweite Klemmkraft durch die hydraulische Kraftübertragung erzeugbar ist. Auf diese Weise wird ohne weitere Ansteuerungen bei unverändertem Antrieb die Kraft abwechselnd von einem zunächst rein mechanischen Untersetzungsgetriebe lastabhängig auf ein hydraulisches Untersetzungsgetriebe übergeben, was insbesondere den Spindeltrieb entlastet. Die übertragenen, bzw. erzeugten Klemmkräfte wirken dabei zwischen den jeweiligen Bremskolben und Bremsscheiben, bzw. zwischen deren Bremsbelägen.Advantageously, the frictional torque of the threaded connection between the plunger and the spindle in a first step is greater than the frictional torque of the smooth running threaded connection between the spindle and the spindle nut, whereby a first clamping force by a force transmission from the plunger, the spindle and the spindle nut on the Brake piston can be generated, and the friction torque of the threaded connection between the plunger and the spindle in a second step by a counterforce increase on the brake piston is smaller than the friction torque of the smooth running threaded connection between the spindle and the spindle nut, whereby a second clamping force generated by the hydraulic power transmission is. In this way, the load is alternately transferred load-dependent from a first purely mechanical reduction gear on a hydraulic reduction gear without further controls with unchanged drive, which relieves in particular the spindle drive. The transmitted or generated clamping forces act between the respective brake piston and brake discs, or between the brake pads.
Vorteilhafterweise ist an der Spindelmutter eine Mitnehmerscheibe mit einer Sperrklinke vorgesehen, wodurch mit einfachen Mitteln eine automatische Bremsbelagverschleiß-nachstellung implementiert ist. Die Sperrklinke wirkt dabei derart mit einer ersten Bremssattelgehäusewand zusammen, dass eine Bewegung der Spindelmutter weg von einer Bremsscheibe der Feststellbremse gesperrt ist.Advantageously, a drive plate is provided with a pawl on the spindle nut, whereby an automatic brake pad wear adjustment is implemented by simple means. The pawl acts in such a way with a first caliper housing wall that a movement of the spindle nut is locked away from a brake disc of the parking brake.
Vorteilhafterweise ist die Spindel über ein Axiallager an einer zweiten Bremssattelgehäusewand abgestützt.Advantageously, the spindle is supported via a thrust bearing on a second caliper housing wall.
Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ferner ein Verfahren zum Betätigen der Bremsvorrichtung sowie ein entsprechendes Regel- bzw. Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt.For operating the device according to the invention, a method for actuating the braking device as well as a corresponding regulating or control device for carrying out the method are further provided.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigt:Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the accompanying figures. From the figures shows:
Im Folgenden wird mit Bezug auf die Figuren eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the figures.
Das Bremssattelgehäuse
Der Bremskolben
Die Spindelmutter
Zu diesem Zweck weist die Mitnehmerscheibe
Die Spindel
Der Plunger
Der Drehstift
Um die Funktionalität der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu gewährleisten, d.h. zu gewährleisten, dass bei einer bestimmten Drehrichtung des Drehstifts
Der Durchmesser des Plungers
Im Betrieb wird für eine Betätigung der Bremsvorrichtung
Je mehr Gegenkraft durch die Kraftübertragung auf die Bremsscheibe aufgebaut wird, desto schwergängiger wird das Leichtlaufgetriebe zwischen der Spindel
Ferner bewirkt die Bewegung der Spindelmutter
Sobald durch den Zuspannvorgang das Reibmoment der Gewindeverbindung zwischen dem Plunger
Für den Lösevorgang wird der Antrieb der Motor-Getriebe-Einheit über eine entsprechende Steuereinrichtung (nicht gezeigt) in umgekehrter Richtung angesteuert, wodurch sich zunächst das Leichtlaufgetriebe in Bewegung setzt. D.h. die Spindelmutter
Durch die Mitnehmerscheibe
Der Löseweg muss ferner nicht gemessen werden, da über das Stromverhalten beim Lösen eine eindeutige Charakteristik vorliegt, die über de Steuereinrichtung als Abschaltsteuerung verwendet werden kann (siehe
Wie in
Im Abschnitt B sinkt der Einschaltstrom wieder und die Motor-Getriebe-Einheit liefert ein Drehmoment.In section B, the inrush current decreases again and the motor-gear unit delivers a torque.
Nach einem Zwischenplateau, wobei in manchen Fällen auch noch ein weiterer minimaler Stromanstieg gemessen werden kann, sinkt der Strom in Abschnitt C weiter bis auf den Leerlaufstrom. Das Zwischenplateau bzw. der "Zwischenhöcker" ist je nach Leichtgängigkeit, Gewindespiel, Klemmkraftbereich der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschiedlich stark ausgeprägt. Bei leichtgängigen Spindeln
In Abschnitt D stellt sich der Leerlaufstrom ein, sofern nur das Leichtlaufgewinde aktiv ist. Der Motor muss dann nur sich selbst, das Getriebe und das Leichtlaufgewinde antreiben.In section D, the idling current sets, if only the smooth running thread is active. The engine then only has to drive itself, the transmission and the smooth-running thread.
Wenn das Spiel zwischen Spindelmutter
Ist auch das Gewinde des Plungers
Alternativ ist auch weiterhin eine Wegmessung I Wegschätzung (wie in bekannten Systemen) möglich. Diese wird in der Regel derart ausgeführt, dass der weitere Stromanstieg (Abschnitt G) nicht auftritt, da der Lösevorgang vorher bei einem geschätzten / gemessenen Weg unterbrochen wird.Alternatively, a distance measurement I path estimation (as in known systems) is also possible. This is usually carried out in such a way that the further increase in current (section G) does not occur since the release process is previously interrupted in the case of an estimated / measured path.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |