DE102017127850A1

DE102017127850A1 - Gewindemutter für ein Hubgetriebe einer Feststellbremse, Hubgetriebe und Feststellbremsanlage

Info

Publication number: DE102017127850A1
Application number: DE102017127850.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Schwarz; Benedikt Ohlig
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2019-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gewindemutter (1) für ein Hubgetriebe (100) einer Feststellbremse, umfassend eine Vorderseite (2), eine Rückseite (3), einen Grundkörper (4) mit einem Gewindeloch (5), in das ein Gewinde (6) eingebracht ist, und eine Druckfläche (8) zum Übertragen einer Druckkraft, wobei die Druckfläche (8) der Vorderseite (2) der Gewindemutter (1) zugeordnet ist und das Gewindeloch (5) eine Einschrauböffnung (9) hat, welche der Rückseite (3) der Gewindemutter (1) zugeordnet ist, und wobei das Gewinde (6) zum Zusammenwirken mit einer Gewindespindel (50) des Hubgetriebes (100) ausgebildet ist. Es ist vorgesehen, dass über einen Gewindeabschnitt von wenigstens einer, vorzugsweise mehreren Umdrehungen eines Gewindeganges des Gewindes (6) der Grundkörper (4) sich in axialer Richtung bezüglich einer Gewindeachse (7) des Gewindelochs (5) zur Einschrauböffnung (9) hin verjüngt. Die Erfindung umfasst ferner ein Hubgetriebe (100) für eine Feststellbremse sowie eine Feststellbremsanlage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewindemutter für ein Hubgetriebe einer Feststellbremse. Die Erfindung betrifft ferner ein Hubgetriebe für eine Feststellbremse und eine Feststellbremsanlage für ein Kraftfahrzeug.
Hubgetriebe kommen beispielsweise in Feststellbremsen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz und sind dort ein Bestandteil des Betätigungsmechanismus zum Betätigen wenigstens einer Bremsbacke. Die Hubgetriebe dienen zur Übertragung einer Betätigungsbewegung von einem beispielsweise elektrischen Antriebsmotor auf einen, die wenigstens eine Bremsbacke betätigenden Betätigungskolben, um den Betätigungskolben gegen die wenigstens eine Bremsbacke und diese dann beispielsweise gegen eine radfeste Bremsscheibe, also eine mit einem Rad des Kraftfahrzeuges drehfest verbundene Bremsscheibe, zu bewegen. Die Hubgetriebe ermöglichen dabei eine Umwandlung der Betätigungsbewegung von einer rotatorischen Eingangsbewegung, welche von dem Antriebsmotor ausgeht, in eine translatorische Ausgangsbewegung, welche auf den Betätigungskolben und auf die wenigstens eine Bremsbacke wirkt.
Für gewöhnlich dient der Antriebsmotor auch dazu, über das Hubgetriebe und den Betätigungskolben auf die wenigstens eine Bremsbacke derart zu wirken, dass von der wenigstens einen Bremsbacke eine Feststellbremskraft auf die radfeste Bremsscheibe ausgeübt wird. Insofern liegt das Hubgetriebe voll im Kraftfluss, wenn die Feststellkraft aufgebaut wird und unterliegt daher einer beträchtlichen Bauteilbeanspruchung. Davon sind besonders die miteinander kämmenden Gewinde derjenigen Bauteile betroffen, die das Hubgetriebe üblicherweise bilden, nämlich einer Gewindemutter und einer Gewindespindel. Denn im Bereich der Gewinde ist die Kontaktfläche zur Kraftübertragung relativ klein und damit die Belastung lokal relativ hoch. Insofern schränken solche lokalen Bereiche die Lebensdauer des Hubgetriebes ein bzw. begrenzen die maximale Belastung des Hubgetriebes.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, wenigstens eine Möglichkeit vorzuschlagen, welche sich bei einem Hubgetriebe der eingangs beschriebenen Art positiv auf dessen Lebensdauer bzw. dessen maximale Belastung auswirkt. Insbesondere soll auch der Aspekt einer Materialeinsparung und/oder einer Bauraumoptimierung in Betracht gezogen werden.
Die Aufgabe wird mit einer Gewindemutter gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Die Erfindung wird ferner mit einem Hubgetriebe mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst. Weiterhin ist zur Lösung der Aufgabe eine Feststellbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruches 14 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen und/oder Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Eine grundlegende Gewindemutter für ein Hubgetriebe einer Feststellbremse umfasst eine Vorderseite, eine Rückseite, einen Grundkörper mit einem Gewindeloch, in das ein Gewinde eingebracht ist, und eine Druckfläche zum Übertragen einer Druckkraft, beispielsweise von der Gewindemutter auf einen Betätigungskolben der Feststellbremse. Die Druckfläche ist der Vorderseite der Gewindemutter zugeordnet, insbesondere daran angeordnet, und das Gewindeloch hat eine Einschrauböffnung, welche der Rückseite der Gewindemutter zugeordnet ist, insbesondere daran angeordnet ist. Das Gewinde der Gewindemutter ist zum Zusammenwirken mit einer Gewindespindel des Hubgetriebes ausgebildet, insbesondere um mit einem Gegengewinde der Gewindespindel zu kämmen. Insbesondere ist das Gewinde der Gewindemutter ein Bewegungsgewinde. Beispielsweise ist das Gewinde der Gewindemutter ein Sägengewinde oder ein Trapezgewinde oder ein Spitzgewinde oder ein Rundgewinde. Grundsätzlich kann das Gewinde ein Linksgewinde oder ein Rechtsgewinde sein.
Bei der Gewindemutter ist es vorgesehen, dass über einen vorzugsweise tragenden Gewindeabschnitt von wenigstens einer, vorzugsweise mehreren Umdrehungen eines Gewindeganges des Gewindes, insbesondere eines einzigen Gewindeganges, der Grundkörper sich in axialer Richtung bezüglich einer Gewindeachse des Gewindelochs zur Einschrauböffnung hin verjüngt. Durch die Verjüngung ist die Verformbarkeit des Grundkörpers, insbesondere die elastische Verformbarkeit, in axialer Richtung begünstigt. Es hat sich beispielsweise im Betrieb einer Feststellbremse gezeigt, dass bei einem Hubgetriebe mit einer solchen Gewindemutter etwaigen lokalen Belastungsspitzen in der Gewindespindel des Hubgetriebes, beispielsweise im Bereich des Gewindegrundes bzw. der Gewindewurzel, entgegengewirkt ist. Auch haben sich belastungsmindernde Effekte bei der Gewindemutter selbst gezeigt. Dies begünstigt eine lange Lebensdauer des Hubgetriebes, insbesondere bei einem Einsatz in einer Feststellbremse beispielsweise eines Kraftfahrzeuges. Durch die Verjüngung ist darüber hinaus eine Maßnahme zur Materialeinsparung getroffen. Dies wiederum bietet ein Kosteneinsparungspotential.
Es bietet sich an, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse zur Einschrauböffnung hin bis in den Endbereich des Gewindes und/oder bis in den Endbereich des Gewindelochs verjüngt. Dadurch umfasst die Verjüngung des Grundkörpers den Anfangsbereich des Gewindes der Gewindemutter, ausgehend von der Einschrauböffnung. Es hat sich gezeigt, dass besonders dieser Anfangsbereich für lokale Belastungen in der Gewindespindel des Hubgetriebes, beispielsweise im Bereich ihres Gewindegrundes bzw. ihrer Gewindewurzel, verantwortlich ist. Durch die Verjüngung ist die Verformbarkeit des Grundkörpers gerade in diesem Anfangsbereich des Gewindes begünstigt und damit etwaigen lokalen Belastungsspitzen in der Gewindespindel des Hubgetriebes, beispielsweise im Bereich des Gewindegrundes bzw. der Gewindewurzel, entgegengewirkt.
Bei einer möglichen Ausführung der Gewindemutter ist es vorgesehen, dass_über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse von einem Ausgangsdurchmesser auf einen Mindestdurchmesser bzw. eine minimale lichte Weite verjüngt, welcher oder welche einen Größenwert zwischen dem 0,55-fachen des Ausgangsdurchmessers und dem 0,95-fachen des Ausgangsdurchmessers hat. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der Größenwert für den Mindestdurchmesser bzw. die minimale lichte Weite des Grundkörpers über den einen Gewindeabschnitt zwischen dem 0,55-fachen und dem 0,90-fachen des Ausgangsdurchmessers, insbesondere zwischen dem 0,55-fachen und dem 0,85-fachen des Ausgangsdurchmessers, insbesondere zwischen 0,60-fachen und dem 0,85-fachen des Ausgangsdurchmessers liegt.
Bei den vorstehend benannten Eckwerten für die Bereiche des Mindestdurchmessers bzw. die minimale lichte Weite sind insbesondere die Eckwerte selbst für den jeweiligen Bereich mitumfasst. Auch sind insbesondere die Einzelwerte 0,56 und/oder 0,60 und/oder 0,65 und/oder 0,70 und/oder 0,75 und/oder 0,80 und/oder 0,85 und/oder 0,90 und/oder 0,94 und/oder dazwischenliegende Einzelwerte als Faktor für den Mindestdurchmesser bzw. die minimale lichte Weite in Abhängigkeit des Ausgangsdurchmessers vorgesehen bzw. in dem zugehörigen Bereich erfasst.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse eine Länge aufweist, welche einen Größenwert zwischen dem 0,2-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes und dem 2,5-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes hat. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der Größenwert für die Länge des Grundkörpers über den einen Gewindeabschnitt zwischen dem 0,2-fachen und dem 2,0-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes, insbesondere zwischen dem 0,5-fachen und dem 2,0-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes, insbesondere zwischen dem 0,2-fachen und dem 1,5-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes liegt.
Bei den vorstehend benannten Eckwerten für die Bereiche der Länge sind insbesondere die Eckwerte selbst für den jeweiligen Bereich mitumfasst. Auch sind insbesondere die Einzelwerte 0,2 und/oder 0,3 und/oder 0,4 und/oder 0,5 und/oder 0,6 und/oder 0,7 und/oder 0,8 und/oder 0,9 und/oder 1,0 und/oder 1,1 und/oder 1,2 und/oder 1,3 und/oder 1,4 und/oder 1,5 und/oder 1,6 und/oder 1,7 und/oder 1,8 und/oder 1,9 und/oder 2,0 und/oder dazwischenliegende Einzelwerte, wie beispielsweise 0,65, als Faktor für die Länge des Grundkörpers über den einen Gewindeabschnitt in Abhängigkeit des Nenndurchmessers des Gewindes vorgesehen bzw. in dem zugehörigen Bereich erfasst.
Es hat sich gezeigt, dass bei den vorstehenden Abmessungen der Gewindemutter etwaige lokale Belastungsspitzen in der Gewindespindel des Hubgetriebes, insbesondere im Bereich des Gewindegrunds bzw. der Gewindewurzel, um bis zu etwa sechs bis acht Prozent gegenüber dem Zustand ohne eine solche Verjüngung reduziert werden. Durch diese Reduzierung konnte eine um etwa 40 % längere Lebensdauer gegenüber einem Hubgetriebe mit einer Gewindemutter ohne die vorstehend beschriebene Verjüngung erreicht werden.
Es hat sich ferner gezeigt, dass der Mindestdurchmesser bzw. die minimale lichte Weite des Grundkörpers einer bauteiltechnischen Grenze unterliegt, welche vom Nenndurchmesser des Gewindes abhängt und bei Unterschreiten ein verfrühtes Bauteilversagen der Gewindemutter begünstigt ist. Es sollte daher realisiert sein, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper der Gewindemutter sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse auf einen solchen Mindestdurchmesser oder eine solche minimale lichte Weite verjüngt, welcher oder welche einen Größenwert zwischen dem 1,1-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes und dem 1,5-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes hat. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der Größenwert für den Mindestdurchmesser bzw. die minimale lichte Weite des Grundkörpers über den einen Gewindeabschnitt zwischen dem 1,1-fachen und dem 1,3-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes liegt.
Bei den vorstehend benannten Eckwerten für die Bereiche des Mindestdurchmessers bzw. die minimale lichte Weite sind insbesondere die Eckwerte selbst für den jeweiligen Bereich mitumfasst. Auch sind insbesondere die Einzelwerte 1,11 und/oder 1,15 und/oder 1,20 und/oder 1,25 und/oder 1,30 und/oder 1,35 und/oder 1,40 und/oder 1,45 und/oder 1,49 und/oder dazwischenliegende Einzelwerte als Faktor für den Mindestdurchmesser bzw. die minimale lichte Weite in Abhängigkeit des Nenndurchmessers des Gewindes vorgesehen bzw. in dem zugehörigen Bereich erfasst.
Nach einer Ausführungsform und/oder Ausgestaltung der Gewindemutter ist es vorgesehen, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse zur Einschrauböffnung hin durch wenigstens einen Absatz sprungartig verjüngt. Dadurch ist die Verjüngung des Grundkörpers und die damit verbundene, vorstehend beschriebene Wirkung geometrisch schnell herbeigeführt.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse zur Einschrauböffnung hin kontinuierlich verjüngt. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse zur Einschrauböffnung hin durch einen konischen Verlauf, insbesondere gleichförmig, verjüngt. Grundsätzlich kann der Grundkörper sich in axialer Richtung bezüglich des Gewindelochs zur Einschrauböffnung hin auch durch einen gewölbten Verlauf, beispielsweise konvex gewölbten Verlauf oder konkav gewölbten Verlauf, verjüngen.
Nach einer Ausführungsform und/oder Ausgestaltung der Gewindemutter ist es vorgesehen, dass in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse das Gewinde eine Gesamtlänge bzw. Länge aufweist, welche einen Größenwert zwischen 8 mm und 13 mm hat. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der Größenwert für die Länge des Gewindes zwischen 10 mm und 13 mm liegt. Insbesondere bezieht sich die Länge auf den tragenden Teil des Gewindes. Das Gewinde der Gewindemutter ist bei dieser Ausführungsform gegenüber dem Gewinde von bisher bei Feststellbremsen genutzten Gewindemuttern verkürzt. Es hat sich gezeigt, dass die Verkürzung des Gewindes auf die vorbenannte Länge etwaigen kritischen mechanischen Spannungen in der Gewindespindel und/oder der Gewindemutter, insbesondere im Bereich des Gewindegrundes bzw. der Gewindewurzel, entgegenwirkt und damit eine lange Lebensdauer begünstigt ist. Durch die Verkürzung des Gewindes kann das Hubgetriebe in axialer Richtung kompakter gebaut werden. Auch ist durch die Verkürzung des Gewindes eine Maßnahme zur Materialeinsparung getroffen, da die Gewindemutter bzw. der Grundkörper in axialer Richtung kürzer gebaut werden kann.
Bei den vorstehend benannten Eckwerten für die Bereiche der Länge des Gewindes in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse sind insbesondere die Eckwerte selbst für den jeweiligen Bereich mitumfasst. Auch sind insbesondere die Einzelwerte 8,1 mm und/oder 8,5 mm und/oder 9 mm und/oder 9,5 mm und/oder 10 mm und/oder 10,5 mm und/oder 11 mm und/oder 11,5 mm und/oder 12 mm und/oder 12,5 mm und/oder 12,9 mm und/oder dazwischenliegende Einzelwerte für die Länge des Gewindes vorgesehen bzw. in dem zugehörigen Bereich erfasst.
Nach einer weiteren Ausführungsform und/oder Ausgestaltung der Gewindemutter ist es vorgesehen, dass das Gewinde einen Steigungswinkel im Bereich einer Selbsthemmung aufweist. Dadurch ist bewirkt, dass bei einem mit der Gewindemutter ausgestatteten Hubgetriebe ein mit der Gewindemutter kämmendes weiteres Getriebeelement, wie beispielsweise eine Gewindespindel, relativ gegenüber der Gewindemutter reibungsbedingt in einer eingestellten Schraubposition verbleibt, also ein selbständiges Verstellen ausbleibt. Eine Verstellung findet erst statt, wenn auf die Gewindemutter und/oder das weitere Getriebeelement eine vorgegebene Stellkraft ausgeübt wird. Beispielsweise ist das Gewinde in diesem Fall ein Sägengewinde, beispielsweise mit einem einzigen Gewindegang oder wenigstens zwei Gewindegängen. Grundsätzlich kann das Gewinde auch nicht-selbsthemmend ausgebildet sein.
Eine mögliche Ausführungsform und/oder Ausgestaltung der Gewindemutter besteht ferner darin, dass die Druckfläche an einer schräg zur Gewindeachse verlaufenden Schrägfläche und/oder einer konisch bezüglich der Gewindeachse verlaufenden Konusfläche ausgebildet ist. Dadurch ist über die Druckfläche eine Selbstzentrierung der Gewindemutter gegen einen damit in Wirkkontakt stehenden Druckkolben der Feststellbremse begünstigt.
Beispielsweise ist der Grundköper rotationsymmetrisch bezüglich einer Achse ausgebildet. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der Grundkörper zylinderförmig ausgebildet ist. Beispielsweise liegt die Mittelachse des Gewindes, nachfolgend auch Gewindeachse genannt, auf der Achse, insbesondere Mittelachse des Grundkörpers.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Hubgetriebe für eine Feststellbremse, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, vorgesehen. Das Hubgetriebe umfasst die vorstehend beschriebene Gewindemutter und eine mit dem Gewinde der Gewindemutter kämmende Gewindespindel zur Umwandlung eines auf die Gewindemutter wirkenden Drehmomentes in eine von der Gewindemutter ausgeübte Druckkraft zum Betätigen eines Betätigungskolbens der Feststellbremse. Insbesondere ist die Gewindespindel über die Einschrauböffnung der Gewindemutter in das Gewinde der Gewindemutter eingeschraubt. Beispielsweise bilden die Gewindespindel und die Gewindemutter eine selbsthemmende Schraubverbindung.
Nach einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Feststellbremsanlage für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welche die vorstehend beschriebene Gewindemutter als Bestandteil eines Hubgetriebes oder das vorstehend beschriebene Hubgetriebe nutzt, wobei das Hubgetriebe über einen Betätigungskolben zum Betätigen wenigstens einer Bremsbacke dient und von einem Elektromotor angetrieben ist.
In einer Ausgestaltung umfasst die Feststellbremsanlage ein elektronisches Steuergerät zum Ansteuern des Elektromotors, wobei das Steuergerät und der Elektromotor eingerichtet sind, eine von der wenigstens einen Bremsbacke ausgeübte Feststellkraft nach einem oder mehreren Vorgabewerten einzustellen, insbesondere stufenlos einzustellen, um eine Parkbremsung bzw. Feststellbremsung auszuführen. Beispielsweise sind in den Vorgabewerten Informationen über die Neigung der Fahrbahn und/oder den Reibwert des Fahrbahnbelages und/oder über den momentanen Fahr- oder Stillstandzustand des Kraftfahrzeuges und/oder über Kenngrößen des Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise dem Belastungszustand enthalten oder zugrunde gelegt. Damit ist ein kontrolliertes Einstellen der von der wenigstens einen zugehörigen Bremsbacke ausgeübten Feststellkraft ermöglicht und eine Bremskraftdosierung, beispielsweise für ein komfortables Anfahren des Kraftfahrzeuges, insbesondere auf einer geneigten Fahrbahn, durchführbar.
Unter der Bezeichnung „Parkbremsung“ ist insbesondere eine Funktion der Feststellbremsanlage zu verstehen, durch welche ein mit der Feststellbremsanlage ausgerüstetes Fahrzeug im Stillstand gehalten wird, wenn eine Parkbremsung erfolgt ist. Es soll dadurch verhindert werden, dass das Fahrzeug ungewollt davonrollt, selbst wenn das Fahrzeug auf einer geneigten Fahrbahn steht. Der Vorgang der Parkbremsung ist auch als Feststellbremsung zu bezeichnen.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung.
Es zeigt die einzige Figur (Fig.) eine mögliche Ausführungsform eines Hubgetriebes 100 in schematischer Darstellung als Teilschnitt. Das Hubgetriebe 100 kann ein Bestandteil einer (in der Fig. nicht dargestellten) Feststellbremse und/oder Feststellbremsanlage sein, welche zum Betätigen eines (in der Fig. nicht dargestellten) Betätigungskolbens der Feststellbremse dient. Das Hubgetriebe 100 dient zur Übertragung einer Betätigungsbewegung von einem beispielsweise elektrischen Antriebsmotor der Feststellbremse auf den Betätigungskolben, um den Betätigungskolben gegen wenigstens eine Bremsbacke und diese dann beispielsweise gegen eine radfeste Bremsscheibe zu bewegen. Das Hubgetriebe 100 ermöglicht ferner eine Umwandlung der Betätigungsbewegung von einer rotatorischen Eingangsbewegung, welche von dem Antriebsmotor ausgeht, in eine translatorische Ausgangsbewegung, welche auf den Betätigungskolben wirkt. Auch dient das Hubgetriebe 100 dazu, eine von dem Antriebsmotor erzeugte Kraft über den Betätigungskolben an die wenigstens eine Bremsbacke weiterzuleiten, welche von der Bremsbacke als Feststellkraft auf die radfeste Bremsscheibe wirkt.
Es kann zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und dem Hubgetriebe 100 ein (in der Fig. nicht dargestelltes) Zwischengetriebe angeordnet sein. Das Zwischengetriebe kann eine oder mehrere Getriebestufen umfassen, welche beispielsweise als Riemen-, Stirnrad-, Planetengetriebe oder dergleichen ausgestaltet sind. Darüber hinaus können der elektrische Antriebsmotor und das Zwischengetriebe in einer Betätigungsvorrichtung integriert sein, welche beispielsweise eine eigenständig handhabbare Unterbaugruppe bildet.
Zum Verständnis einer Verwendung eines Hubgetriebes mit einer Gewindemutter und einer Gewindespindel, wie beispielsweise des vorstehend beschriebenen Hubgetriebes 100, in einer Feststellbremsanlage für ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise der vorstehend beschriebenen Feststellbremse bzw. Feststellbremsanlage, wird beispielhaft die WO 99/05011 A2 herangezogen,-deren Inhalt hiermit in die Beschreibung aufgenommen wird. Insbesondere wird der Offenbarungsgehalt der WO 99/05011 A2 in Bezug auf eine praxisgerechte konstruktive Ausgestaltung der Feststellbremse als wesentlich angesehen.
Das Hubgetriebe 100 umfasst eine Gewindemutter 1 und ein weiteres Getriebeelement, wie beispielsweise eine Gewindespindel 50, welche ein Schraubgetriebe bilden. Die Gewindemutter 1 umfasst eine Vorderseite 2, eine Rückseite 3 und einen Grundkörper 4, welcher ein Gewindeloch 5 aufweist, in das ein Gewinde 6 eingebracht ist. Ferner umfasst die Gewindemutter 1 eine Druckfläche 8 zum Übertragen einer Druckkraft von der Gewindemutter 1 auf beispielsweise den einen Betätigungskolben der Feststellbremse. Beispielsweise ist die Druckfläche 8 an einem von dem Grundköper 4 radial nach außen hervorstehenden Materialabschnitt 14 ausgebildet, welcher beispielsweise schräg und/oder konusförmig angeordnet ist, um eine Selbstzentrierung bezüglich der Verschiebeachse der Gewindemutter 1 gegen den Betätigungskolben zu erreichen. Die Ausgestaltung dieses den Materialabschnitt 14 umfassenden Bereiches ist in der Fig. durch gestrichelte Linien beispielhaft angedeutet.
Das Gewindeloch 5 hat eine Einschrauböffnung 9, über welche das weitere Getriebeelement bzw. die Gewindespindel 50 in das Gewinde 6 eingreift. Das weitere Getriebeelement bzw. die Gewindespindel 50 weist dazu ein entsprechendes Gegengewinde auf. Bevorzugt bilden das Gewinde 6 der Gewindemutter 1 und das Gegengewinde des weiteren Getriebeelementes bzw. der Gewindespindel 50 eine selbsthemmende Schraubverbindung, so dass ohne Ausüben einer Stellkraft das weitere Getriebeelement bzw. die Gewindespindel 50 relativ gegenüber der Gewindemutter 1 in einer einmal eingestellten Lage dauerhaft verbleibt. Um eine Betätigungskraft von der Gewindespindel 50 über die Gewindemutter 1 auf den Betätigungskolben ausüben zu können, sind bevorzugt die Druckfläche 8 der Vorderseite 2 der Gewindemutter 1 und die Einschrauböffnung 9 der Rückseite 3 der Gewindemutter 1 zugeordnet.
Bei der Gewindemutter 1 ist es beispielsweise vorgesehen, dass über einen vorzugsweise tragenden Gewindeabschnitt von wenigstens einer, vorzugsweise mehreren Umdrehungen eines Gewindeganges des Gewindes 6 der Grundkörper 4 sich in axialer Richtung, also in Richtung der Gewindeachse 7 des Gewindelochs 5, zur Einschrauböffnung 9 hin verjüngt. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper 4 sich in axialer Richtung bezüglich des Gewindelochs 5 zur Einschrauböffnung 9 hin bis in den Endbereich des Gewindes 6 und/oder bis in den Endbereich des Gewindelochs 5 verjüngt. Beispielsweise ist die Verjüngung durch einen Absatz 11 an dem Grundkörper 4 erzeugt, durch welchen sich der Grundkörper 4 sprungartig verjüngt. Dem Grundkörper 4 kommt somit im verjüngten Bereich ein Außenumfang 11 zu, welcher gegenüber dem Außenumfang 12 im nicht-verjüngten Bereich des Grundkörpers 4 kleiner ist. Beispielsweise ist der Außenumfang 11 im verjüngten Bereich des Grundkörpers 4 in axialer Richtung gleichbleibend oder im Wesentlichen gleichbleibend ausgebildet.
Bevorzugt verjüngt sich über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper 4 in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse 7 von einem Ausgangsdurchmesser D0 auf einen Mindestdurchmesser Dmin, wobei der Größenwert des Mindestdurchmessers Dmin kleiner als das 0,85-fache des Ausgangsdurchmessers D0 sein sollte. Bevorzugt sollte der Größenwert des Mindestdurchmessers Dmin jedoch größer als das 1,15-fache des Nenndurchmessers des Gewindes 6 sein. Bevorzugt sollte ferner über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper 4 in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse 7 eine Länge L aufweisen, welche einen Größenwert zwischen dem 0,2-fachen und dem 2,5-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes 6 hat. Bevorzugt sollte das Gewinde 6 der mit derartigen Abmessungen versehenen Gewindemutter 1 ein Sägengewinde sein, welches beispielsweise einen einzigen Gewindegang oder wenigstens zwei Gewindegänge umfasst. Unter der Länge L ist die Länge des Grundkörpers 4 in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse 7 über den einen Gewindeabschnitt zu verstehen, wobei insbesondere der tragende Teil des Gewindes 6 maßgeblich ist.
Sofern das Gewinde 6 der Gewindemutter 1 einen Nenndurchmesser von 8 mm, beispielsweise ein metrisches Gewinde von M8 ist und der Ausgangsdurchmesser D0 beispielsweise 16 mm beträgt, sollte der Mindestdurchmesser Dmin einen Größenwert von weniger als 13,6 mm, jedoch mehr als 9,2 mm aufweisen. Der Größenwert für die Länge L sollte dann in einem Bereich zwischen 1,6 mm und 16 mm liegen.
Bevorzugt ist bei der Gewindemutter 1 die Gesamtlänge des Gewindes 6 in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse 7 gegenüber bisherigen Gewindemuttern eines in einer Feststellbremse eingesetzten Hubgetriebes verkürzt. Dies ist in der Fig. durch den gestrichelt gezeichneten Bereich 13 beispielhaft angedeutet. Bevorzugt weist in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse 7 das Gewinde 6 eine Gesamtlänge bzw. Länge Lmax auf, welche einen Größenwert zwischen 8 mm und 13 mm hat. Diese Länge Lmax bezieht sich dabei insbesondere auf die Länge des Gewindes 6, welches tragend ist.
Bezüglich der vorstehend vorgestellten Größenangaben bei dem Gewinde 6 mit dem Nenndurchmesser von 8 mm, könnte der Größenwert der Gesamtlänge bzw. Länge Lmax bei etwa 10 mm oder 11 mm oder 12 mm liegen. Der Größenwert für die Länge L könnte dann bei etwa 6 mm bis 7 mm liegen.
In der vorliegenden Beschreibung ist unter dem Begriff „Gewindeachse“ insbesondere die Achse eines imaginären Zylinders zu verstehen, welcher die Flankendurchmesserlinie des Gewindes der Gewindemutter enthält. Unter dem Begriff „Flankendurchmesserlinie“ ist insbesondere die Mantellinie des imaginären Zylinders zu verstehen, welche koaxial zum Gewinde der Gewindemutter liegt und die Flanken benachbarter Gewindeprofile derart schneidet, dass die durch die Gewinderille und den Gewindezahn des Gewindes gebildeten Abschnitte gleich groß sind. Beispielsweise liegt die Gewindeachse auf der Mittelachse des Gewindeloches.
Unter dem Begriff „Nenndurchmesser“ ist insbesondere der größte Durchmesser der Geometrie des Gewindes der Gewindemutter zu verstehen.
Ferner bedeutet in der vorliegenden Beschreibung die Bezugnahme auf einen bestimmten Aspekt oder eine bestimmte Ausführungsform oder eine bestimmte Ausgestaltung, dass ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit dem jeweiligen Aspekt oder der jeweiligen Ausführungsform oder der jeweiligen Ausgestaltung beschrieben ist, zumindest dort enthalten ist, aber nicht notwendigerweise in allen Aspekten oder Ausführungsformen oder Ausgestaltungen der Erfindung enthalten sein muss. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass jede Kombination der verschiedenen Merkmale und/oder Strukturen und/oder Eigenschaften, welche in Bezug auf die Erfindung beschrieben sind, von der Erfindung umfasst sind, sofern dies nicht ausdrücklich oder eindeutig durch den Zusammenhang widerlegt ist.
Die Verwendung von einzelnen oder allen Beispielen oder einer beispielhaften Ausdrucksweise im Text soll lediglich die Erfindung beleuchten und stellt keine Beschränkung hinsichtlich des Umfangs der Erfindung dar, wenn nichts anders behauptet wird. Auch ist keine Ausdrucksweise oder Formulierung der Beschreibung so zu verstehen, dass es sich um ein nicht beanspruchtes, aber für die Praxis der Erfindung wesentliches Element handelt ist.
Bezugszeichenliste

1: Gewindemutter
2: Vorderseite
3: Rückseite
4: Grundkörper
5: Gewindeloch
6: Gewinde
7: Gewindeachse
8: Druckfläche
9: Einschrauböffnung
10: Absatz
11: Außenumfang (verjüngter Bereich)
12: Außenumfang (nicht-verjüngter Bereich)
13: gestrichelter Bereich
14: Materialabschnitt
50: Gewindespindel
100: Hubgetriebe
L: Länge des einen Gewindeabschnittes in axialer Richtung
Lmax: Länge des Gewindes in axialer Richtung
D0: Ausgangsdurchmesser
Dmin: Mindestdurchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 9905011 A2 [0030]

Claims

Gewindemutter (1) für ein Hubgetriebe (100) einer Feststellbremse, die Gewindemutter (1) umfassend eine Vorderseite (2), eine Rückseite (3), einen Grundkörper (4) mit einem Gewindeloch (5), in das ein Gewinde (6) eingebracht ist, und eine Druckfläche (8) zum Übertragen einer Druckkraft, wobei die Druckfläche (8) der Vorderseite (2) der Gewindemutter (1) zugeordnet ist und das Gewindeloch (5) eine Einschrauböffnung (9) hat, welche der Rückseite (3) der Gewindemutter (1) zugeordnet ist, wobei das Gewinde (6) zum Zusammenwirken mit einer Gewindespindel (50) des Hubgetriebes (100) ausgebildet ist und wobei über einen Gewindeabschnitt von wenigstens einer, vorzugsweise mehreren Umdrehungen eines Gewindeganges des Gewindes (6) der Grundkörper (4) sich in axialer Richtung bezüglich einer Gewindeachse (7) des Gewindelochs (5) zur Einschrauböffnung (9) hin verjüngt.
Gewindemutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper (4) sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse (7) zur Einschrauböffnung (9) hin bis in den Endbereich des Gewindes (6) und/oder bis in den Endbereich des Gewindelochs (5) verjüngt.
Gewindemutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper (4) sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse (7) von einem Ausgangsdurchmesser (D0) auf einen Mindestdurchmesser (Dmin) verjüngt, welcher einen Größenwert zwischen dem 0,55-fachen und dem 0,95-fachen des Ausgangsdurchmessers (D0) hat.
Gewindemutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper (4) in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse (7) eine Länge (L) aufweist, welche einen Größenwert zwischen dem 0,2-fachen und dem 2,5-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes (6) hat.
Gewindemutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper (4) sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse (7) auf einen Mindestdurchmesser (Dmin) verjüngt, welcher einen Größenwert zwischen dem 1,1-fachen und dem 1,5-fachen des Nenndurchmessers des Gewindes (6) hat.
Gewindemutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper (4) sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse (7) zur Einschrauböffnung (9) hin durch wenigstens einen Absatz (11) sprungartig verjüngt.
Gewindemutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper (4) sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse (7) zur Einschrauböffnung (9) hin kontinuierlich verjüngt.
Gewindemutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass über den einen Gewindeabschnitt der Grundkörper (4) sich in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse (7) zur Einschrauböffnung (9) hin durch einen konischen Verlauf verjüngt.
Gewindemutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung bezüglich der Gewindeachse (7) das Gewinde (6) eine Länge (Lmax) aufweist, welche einen Größenwert zwischen 8 mm und 13 mm hat.
Gewindemutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (6) ein Sägengewinde ist und einen Steigungswinkel im Bereich einer Selbsthemmung aufweist.
Gewindemutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfläche (8) an einer schräg zur Gewindeachse (7) verlaufenden Schrägfläche und/oder einer konisch bezüglich der Gewindeachse (7) verlaufenden Konusfläche ausgebildet ist.
Hubgetriebe (100) für eine Feststellbremse mit einer Gewindemutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer mit dem Gewinde (6) der Gewindemutter (1) kämmenden Gewindespindel (50) zur Umwandlung eines auf die Gewindespindel (50) wirkenden Drehmomentes in eine von der Gewindemutter (1) ausgeübte Druckkraft zum Betätigen eines Betätigungskolbens der Feststellbremse.
Hubgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (50) und die Gewindemutter (1) eine selbsthemmende Schraubverbindung bilden.
Feststellbremsanlage für ein Kraftfahrzeug, welche eine Gewindemutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Bestandteil eines Hubgetriebes (100) oder ein Hubgetriebe (100) nach Anspruch 12 oder 13 nutzt, wobei das Hubgetriebe (100) über einen Betätigungskolben zum Betätigen wenigstens einer Bremsbacke dient und von einem Elektromotor angetrieben ist.
Feststellbremsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellbremsanlage ein elektronisches Steuergerät zum Ansteuern des Elektromotors umfasst, wobei das Steuergerät und der Elektromotor eingerichtet sind, eine von der wenigstens einen Bremsbacke ausgeübte Feststellbremskraft nach einem oder mehreren Vorgabewerten einzustellen.