DE102020205010A1

DE102020205010A1 - Wheel brake device for a disc brake of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102020205010A1
Application number: DE102020205010.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kraft; Oliver Bickschlag; Christian Knoll; Michael Lingg
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Eine Radbremsvorrichtung (4) für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Bremssattel (13), einen an dem Bremssattel (13) angeordneten Bremskolben (15) zum Zuspannen der Radbremsvorrichtung (4) und eine Aktuatoreinrichtung (19), welche derart konfiguriert ist, um beim Zuspannen der Radbremsvorrichtung (4) den Bremskolben (15) relativ zu dem Bremssattel (13) zu verschieben. Die Aktuatoreinrichtung (19) weist einen Elektromotor (20), eine mit dem Elektromotor (20) antriebsmäßig gekoppelte Spindel (21) und eine Mutter (22) auf. Die Mutter (22) steht mit der Spindel (21) in Gewindeeingriff und ist an dem Bremskolben (15) axial geführt und dabei gegenüber diesem gegen Verdrehen gesichert. Die Mutter (22) ist als vorgespannter Federspeicher ausgebildet, welcher ein Gewindeteil (23), ein Druckorgan (24) sowie eine zwischen diesen wirkende Federeinrichtung (25) umfasst. Das Gewindeteil (23) und das Druckorgan (24) sind gegeneinander durch die Federeinrichtung (25) vorgespannt und unter Veränderung der Federspannung gegeneinander axial verschiebbar. Das Gewindeteil (23) steht mit der Spindel (21) in Eingriff. Das Druckorgan (24) wird beim Zuspannen der Radbremsvorrichtung (4) mittels des Elektromotors (20) gegen den Bremskolben (15) gedrückt.A wheel brake device (4) for a disc brake of a motor vehicle comprises a brake caliper (13), a brake piston (15) arranged on the brake caliper (13) for applying the wheel brake device (4) and an actuator device (19) which is configured in such a way as to Applying the wheel brake device (4) to move the brake piston (15) relative to the brake caliper (13). The actuator device (19) has an electric motor (20), a spindle (21) which is drive-coupled to the electric motor (20) and a nut (22). The nut (22) is in thread engagement with the spindle (21) and is axially guided on the brake piston (15) and secured against rotation relative to it. The nut (22) is designed as a pretensioned spring accumulator which comprises a threaded part (23), a pressure element (24) and a spring device (25) acting between these. The threaded part (23) and the pressure element (24) are pretensioned against one another by the spring device (25) and can be axially displaced against one another by changing the spring tension. The threaded part (23) engages with the spindle (21). When the wheel brake device (4) is applied, the pressure element (24) is pressed against the brake piston (15) by means of the electric motor (20).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und hier insbesondere auf eine Radbremsvorrichtung für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Bremssattel, einen an dem Bremssattel angeordneten Bremskolben zum Zuspannen der Radbremsvorrichtung, und eine Aktuatoreinrichtung, welche derart konfiguriert ist, um beim Zuspannen der Radbremsvorrichtung den Bremskolben relativ zu dem Bremssattel zu verschieben, wobei die Aktuatoreinrichtung einen Elektromotor, eine mit dem Elektromotor antriebsmäßig gekoppelte Spindel und eine Mutter umfasst, und wobei die Mutter mit der Spindel in Gewindeeingriff steht und an dem Bremskolben axial geführt und dabei gegenüber diesem gegen Verdrehen gesichert ist.The invention relates to the field of motor vehicle technology and here in particular to a wheel brake device for a disc brake of a motor vehicle, comprising a brake caliper, a brake piston arranged on the brake caliper for applying the wheel brake device, and an actuator device which is configured in such a way that when the wheel brake device is applied to move the brake piston relative to the brake caliper, the actuator device comprising an electric motor, a spindle that is drive-coupled to the electric motor and a nut, and the nut is in threaded engagement with the spindle and is axially guided on the brake piston and secured against rotation relative to it is.

Entsprechend den derzeit geltenden Vorschriften müssen Kraftfahrzeuge mit drei unterschiedlichen Bremsanlagen, nämlich einer Betriebsbremsanlage, einer Hilfsbremsanlage und einer Feststellbremsanlage ausgestattet sein. Die Betriebsbremsanlage dient dazu, ein Kraftfahrzeug im normalen Betrieb zu verlangsamen und gegebenenfalls bis zum Stillstand zu bringen. Die Feststellbremsanlage hat die Aufgabe, ein Kraftfahrzeug auch bei Abwesenheit des Fahrers gegen Wegrollen zu sichern, während die Hilfsbremsanlage ein Anhalten des Fahrzeugs innerhalb eines angemessenen Anhaltewegs ermöglichen muss, wenn die Betriebsbremsanlage versagt.According to the regulations currently in force, motor vehicles must be equipped with three different brake systems, namely a service brake system, an auxiliary brake system and a parking brake system. The service brake system is used to slow a motor vehicle in normal operation and, if necessary, to bring it to a standstill. The parking brake system has the task of securing a motor vehicle against rolling away even when the driver is absent, while the auxiliary brake system must enable the vehicle to be stopped within a reasonable stopping distance if the service brake system fails.

Die erfindungsgemäße Radbremsvorrichtung umfasst als Feststellbremsanlage eine elektrische Parkbremse (EPB), welche mithilfe des Elektromotors der Aktuatoreinrichtung betätigt wird. Sie kann zudem optional als hydraulisch, pneumatische oder elektrisch betätigte Betriebsbremsanlage verwendet werden. Zudem kann über diese gegebenenfalls eine Hilfsbremsfunktion dargestellt werden.The wheel brake device according to the invention comprises an electric parking brake (EPB) as a parking brake system, which is actuated with the aid of the electric motor of the actuator device. It can also optionally be used as a hydraulically, pneumatically or electrically operated service brake system. In addition, an auxiliary braking function can be displayed via this if necessary.

Eine gattungsgemäße Radbremsvorrichtung ist beispielsweise in DE 103 24 948 A1 und DE 10 2008 026 940 A1 beschrieben. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine solche weiter zu verbessern.A generic wheel brake device is for example in DE 103 24 948 A1 and DE 10 2008 026 940 A1 described. The present invention aims to further improve such.

Wird bei einem Kraftfahrzeug mit heißen Scheibenbremsen die Feststellbremsanlage aktiviert, kann es bei einem nachfolgenden Abkühlen der Bremsscheiben und Bremsbeläge aufgrund der Wärmedehnungseigenschaften der verwendeten Werkstoffe zu einem Spannkraftverlust an der elektrischen Parkbremse kommen.If the parking brake system is activated in a motor vehicle with hot disc brakes, the thermal expansion properties of the materials used can lead to a loss of clamping force on the electric parking brake when the brake discs and brake linings cool down.

Dem könnte auf verschiedene Art und Weise begegnet werden.This could be countered in a number of ways.

Eine erste Möglichkeit besteht darin, die elektrische Parkbremse mit einer entsprechend hohen Spannkraft zuzuspannen. Dies würde jedoch einen entsprechend leistungsstark dimensionierten Elektromotor sowie hinreichend stabil ausgebildete Komponenten erfordern, was sich in einem verhältnismäßig hohen Gesamtgewicht der Radbremsvorrichtung sowie hohen Fertigungskosten niederschlagen würde.A first possibility is to apply the electric parking brake with a correspondingly high clamping force. However, this would require a correspondingly powerfully dimensioned electric motor and sufficiently stable components, which would result in a relatively high total weight of the wheel brake device and high manufacturing costs.

Denkbar wäre ferner ein Nachspannen der elektrischen Parkbremse nach einer definierten Abkühlzeit. Kommt es allerdings innerhalb dieser definierten Abkühlzeit zu einem Stromausfall am Kraftfahrzeug, kann unter Umständen eine ausreichende Spannkraft der Feststellbremsanlage nicht mehr gewährleistet werden.It would also be conceivable to re-tension the electric parking brake after a defined cooling time. However, if there is a power failure on the motor vehicle within this defined cooling time, a sufficient tensioning force of the parking brake system can no longer be guaranteed.

Eine weitere Möglichkeit wäre eine mechanische Getriebesperre als redundante Rückfallsicherung. Eine solche ist jedoch mit einem zusätzlichen konstruktiven Aufwand verbunden. Zudem muss die Sperre beim Lösen der Bremse mittels eines geeigneten Mechanismus wieder entlastet werden.Another possibility would be a mechanical gear lock as a redundant fall-back protection. However, this is associated with an additional structural effort. In addition, the lock must be relieved again by means of a suitable mechanism when the brake is released.

Aus EP 2 377 736 A1 ist im Rahmen einer Radbremsvorrichtung mit einem Kugelgewindetrieb zur Kraftbeaufschlagung eines Bremskolben bekannt, zwischen einem Elektromotor für den Antrieb der Feststellbremsanlage und einer Spindel des zugehörigen Kugelgewindetriebs eine Spiralfeder vorzusehen. Diese Spiralfeder wird beim Zuspannen der Radbremsvorrichtung um einen definierten Federweg komprimiert, um eine Spannkraftreserve zum Ausgleich von Setzvorgängen an den Bremsscheiben und Bremsbelägen infolge eines Abkühlens bereitzustellen. Für die Spiralfeder, welche einem rückseitigen Ende des Bremskolbens vorgelagert ist, wird jedoch verhältnismäßig viel Bauraum benötigt, so dass sich in EP 2 377 736 A1 eine voluminöse Konstruktion ergibt.the end EP 2 377 736 A1 is known in the context of a wheel brake device with a ball screw for applying force to a brake piston to provide a spiral spring between an electric motor for driving the parking brake system and a spindle of the associated ball screw. When the wheel brake device is applied, this spiral spring is compressed by a defined spring path in order to provide a clamping force reserve to compensate for setting processes on the brake disks and brake linings as a result of cooling. However, a relatively large amount of installation space is required for the spiral spring, which is located in front of a rear end of the brake piston, so that in EP 2 377 736 A1 results in a voluminous construction.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, Lösung aufzuzeigen, welche es gestatten, temperatur- und/oder setzungsbedingte Vorspannverluste einer elektrischen Parkbremse für eine Scheibenbremse mit möglichst einfachen Mitteln einzuschränken, um die Feststellbremsfunktion der Radbremsvorrichtung nach Abstellen des Fahrzeugs, insbesondere auch bei anfänglich heißen Bremsscheiben, zuverlässig aufrecht zu erhalten.Against this background, the invention is based on the object of providing a solution that allows temperature and / or settlement-related preload losses of an electric parking brake for a disc brake to be limited with the simplest possible means in order to enable the parking brake function of the wheel brake device after the vehicle has been parked, in particular also with initially hot brake discs, reliably maintain.

Diese Aufgabe wird durch eine Radbremsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Radbremsvorrichtung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass die Mutter der Aktuatoreinrichtung als vorgespannter Federspeicher ausgebildet ist, welcher ein Gewindeteil, ein Druckorgan sowie eine zwischen diesen wirkende Federeinrichtung umfasst, wobei das Gewindeteil und das Druckorgan gegeneinander durch die Federeinrichtung vorgespannt und unter Veränderung der Federspannung gegeneinander axial verschiebbar sind, und wobei das Gewindeteil mit der Spindel in Eingriff steht und das Druckorgan beim Zuspannen der Radbremsvorrichtung mittels des Elektromotors gegen den Bremskolben gedrückt wird.This object is achieved by a wheel brake device according to patent claim 1. The wheel brake device according to the invention is primarily characterized in that the nut of the actuator device is designed as a preloaded spring accumulator, which comprises a threaded part, a pressure member and a spring device acting between these, the threaded part and the The pressure element is biased against each other by the spring device and axially displaceable against each other by changing the spring tension, and wherein the threaded part is in engagement with the spindle and the pressure element is pressed against the brake piston when the wheel brake device is applied by means of the electric motor.

Erfindungsgemäß ist die Federeinrichtung ein Bestandteil der Spindelmutter, wodurch sich eine besonders kompakte Bauweise verwirklichen lässt. Hierdurch ist es möglich, eine elektrische Parkbremse an einer Scheibenbremse insbesondere auch für Fahrzeugräder mit verhältnismäßig kleinen Felgendurchmessern zu verwirklichen. Die Federeinrichtung in der Mutter ermöglicht es, Spannkraftverluste abzumildern, welche sich bei einem Setzen oder temperaturbedingten Schrumpfen der Bremsscheiben und Bremsbeläge unvermeidlich ergeben.According to the invention, the spring device is a component of the spindle nut, whereby a particularly compact design can be realized. This makes it possible to implement an electric parking brake on a disc brake, in particular also for vehicle wheels with relatively small rim diameters. The spring device in the nut makes it possible to mitigate the loss of tension force, which inevitably occurs when the brake disks and brake linings settle or shrink due to temperature.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.Special embodiments of the invention are the subject of further claims.

So kann beispielsweise die Federeinrichtung derart ausgestaltet sein, dass diese bei offener Radbremsvorrichtung auf Druck vorgespannt ist. Hierdurch kann die Federeinrichtung beispielsweise räumlich zwischen dem Gewindeteil und dem Druckorgan eingegliedert werden und beide Bauteile in der Ruhestellung auseinander drücken. Beim Betätigen der Feststellbremsanlage bzw. elektrischen Parkbremse wird die Federeinrichtung dann komprimiert.For example, the spring device can be designed in such a way that it is pretensioned under pressure when the wheel brake device is open. As a result, the spring device can, for example, be incorporated spatially between the threaded part and the pressure element and push the two components apart in the rest position. When the parking brake system or electric parking brake is actuated, the spring device is then compressed.

In einer Ausführungsart ist die Federeinrichtung durch ein oder mehrere Tellerfedern gebildet. Insbesondere können die Tellerfedern als Federpakete angeordnet werden. In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Federeinrichtung durch eine Zylinderschraubenfeder gebildet. Ferner ist es möglich, beide Federtypen in einer Federeinrichtung miteinander zu kombinieren.In one embodiment, the spring device is formed by one or more plate springs. In particular, the disc springs can be arranged as spring assemblies. In a further embodiment variant, the spring device is formed by a cylinder coil spring. It is also possible to combine both types of springs in one spring device.

Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise kann die Federeinrichtung koaxial zur Spindel angeordnet sein.With a view to a compact design, the spring device can be arranged coaxially to the spindle.

Ferner ist es in diesem Kontext optional möglich, das Druckorgan und das Gewindeteil innerhalb des Bremskolbens anzuordnen.Furthermore, in this context it is optionally possible to arrange the pressure element and the threaded part within the brake piston.

Gemäß einer weiteren Ausführungsart der Erfindung wird der Verschiebeweg zwischen dem Gewindeteil und dem Druckorgan der Mutter zumindest in Richtung der Entlastung der Radbremsvorrichtung durch eine Anschlageinrichtung begrenzt. Hierdurch kann die Federeinrichtung selbst bei offener Bremse in einem vorgespannten Zustand gehalten werden. Ansonsten müsste für das Komprimieren der Bremse entsprechende mechanische Arbeit über den Elektromotor aufgebracht werden. Dieser wird hierdurch somit entlastet. Je nach Ausgestaltung der Federeinrichtung kann der Verschiebeweg in Betätigungsrichtung, d.h. in Richtung des Zuspannen der Feststellbremsanlage entweder dadurch begrenzt werden, dass die Federeinrichtung auf Block komprimiert wird oder aber dadurch, dass entsprechende Anschläge in Betätigungsrichtung das maximale Komprimieren der Federeinrichtung beschränken.According to a further embodiment of the invention, the displacement path between the threaded part and the pressure element of the nut is limited by a stop device, at least in the direction of relieving the load on the wheel brake device. As a result, the spring device can be kept in a pretensioned state even when the brake is open. Otherwise, corresponding mechanical work would have to be applied by the electric motor to compress the brake. This is thus relieved. Depending on the design of the spring device, the displacement path in the actuating direction, i.e. in the direction of applying the parking brake system, can either be limited by compressing the spring device to a block or by using corresponding stops in the actuating direction to limit the maximum compression of the spring device.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung kann die Anschlageinrichtung als Bajonett ausgebildet sein, wodurch der Einbau der Federeinrichtung räumlich zwischen das Gewindeteil und das Druckorgan erleichtert wird. In einer ersten Position lassen sich das Gewindeteil und das Druckorgan axial miteinander zusammenfügen und bei Bedarf auch voneinander trennen. In einer zweiten Position des Bajonetts, welche beispielsweise durch eine Relativverdrehung zwischen dem Gewindeteil und dem Druckorgan aus der ersten Position erreicht werden kann, bleibt die Federeinrichtung zwischen dem Gewindeteil und dem Druckorgan unter Vorspannung gefangen. Das Gewindeteil und das Druckorgan sind hierbei gegen ein axiales Auseinanderziehen gesichert.In a special embodiment of the invention, the stop device can be designed as a bayonet, whereby the installation of the spring device is facilitated spatially between the threaded part and the pressure element. In a first position, the threaded part and the pressure element can be joined together axially and, if necessary, also separated from one another. In a second position of the bayonet, which can be achieved for example by a relative rotation between the threaded part and the pressure element from the first position, the spring device remains caught between the threaded part and the pressure element under pretension. The threaded part and the pressure element are secured against being pulled apart axially.

Weiterhin kann das Druckorgan eine Durchtrittsöffnung für die Spindel aufweisen, durch welche sich die Spindel ungehindert hindurchbewegen kann.Furthermore, the pressure element can have a passage opening for the spindle through which the spindle can move unhindered.

Ferner kann das Gewindeteil einen Ringabsatz ausbilden, an dem die Federeinrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird die Montage der Federeinrichtung in der Mutter erleichtert. Furthermore, the threaded part can form an annular shoulder on which the spring device is arranged. This facilitates the assembly of the spring device in the nut.

Des Weiteren kann das Druckorgan axial an dem Bremskolben geführt und gegen Verdrehen gesichert sein. Bei einem Drehen der Spindel verschiebt sich hierdurch die Mutter translatorisch entlang der Spindel, um bei Betätigung der Feststellbremsanlage den Bremskolben in Richtung Bremsscheibe zu drängen.Furthermore, the pressure element can be guided axially on the brake piston and secured against rotation. When the spindle is rotated, this causes the nut to move translationally along the spindle in order to push the brake piston in the direction of the brake disc when the parking brake system is actuated.

Die Federsteifigkeit der Federeinrichtung wird derart gewählt, dass nach einem Setzen und/oder Abkühlen der zugespannten Radbremsvorrichtung stets eine Mindestspannkraft erhalten bleibt.The spring stiffness of the spring device is selected in such a way that a minimum tensioning force is always maintained after the applied wheel brake device has been set and / or cooled.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Radbremsvorrichtung,
2 eine schematische Darstellung der Radbremsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 eine Längsschnittansicht des Bremskolbens mit innenliegender Mutter bei offener elektrischer Parkbremse,
4 eine Längsschnittansicht des Bremskolbens analog 3 bei aktivierter elektrischer Parkbremse unmittelbar nach dem Zuspannen mit heißer Bremsscheibe,
5 eine Längsschnittansicht des Bremskolben analog 3 und 4 bei betätigter elektrischer Parkbremse nach dem Abkühlen der Bremsscheibe, und in
6 eine räumliche Ansicht der Mutter der Aktuatoreinrichtung der Radbremsvorrichtung gemäß 2.

The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows in:

1 a schematic representation of a motor vehicle brake system with a wheel brake device,
2 a schematic representation of the wheel brake device according to an embodiment of the invention,
3 a longitudinal sectional view of the brake piston with internal nut with the electric parking brake open,
4th a longitudinal sectional view of the brake piston analog 3 with activated electric parking brake immediately after applying with a hot brake disc,
5 a longitudinal sectional view of the brake piston analog 3 and 4th when the electric parking brake is actuated after the brake disc has cooled down, and in
6th a three-dimensional view of the nut of the actuator device of the wheel brake device according to FIG 2 .

1 zeigt beispielhaft eine Kraftfahrzeugbremsanlage 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug mit Scheibenbremsen. 1 shows an example of a motor vehicle brake system 1 for a motor vehicle, in particular a passenger vehicle with disc brakes.

Die Kraftfahrzeugbremsanlage 1 umfasst 2 zur Bereitstellung einer Betriebsbremsfunktion eine an sich bekannte hydraulische Druckerzeugungseinrichtung. Alternativ kann die Betriebsbremsfunktion jedoch auch pneumatisch oder elektrisch generiert werden.The motor vehicle brake system 1 2 comprises a hydraulic pressure generating device known per se for providing a service brake function. Alternatively, however, the service brake function can also be generated pneumatically or electrically.

Weiterhin umfasst die Kraftfahrzeugbremsanlage 1 zur Bereitstellung einer Feststellbremsfunktion zusätzliche Krafterzeugungseinrichtungen 3, die an ausgewählten Radbremsvorrichtungen 4 vorgesehen sind. Über die Radbremsvorrichtungen 4 kann gegebenenfalls gleichzeitig die Betriebsbremsfunktion zur Wirkung gebracht werden. Durch die zusätzlichen Krafterzeugungseinrichtungen 3 wird eine elektrische Parkbremse ermöglicht, die allein oder auch in Zusammenwirkung mit der hydraulischen Druckerzeugungseinrichtung 2 in der Lage ist, ein abgestelltes Kraftfahrzeug gegen Wegrollen zu sichern.The motor vehicle brake system also includes 1 Additional force generating devices to provide a parking brake function 3 on selected wheel braking devices 4th are provided. About the wheel braking devices 4th If necessary, the service brake function can be activated at the same time. Through the additional force generating devices 3 an electric parking brake is made possible, either alone or in conjunction with the hydraulic pressure generating device 2 is able to secure a parked motor vehicle against rolling away.

Bei dem vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel einer Kraftfahrzeugbremsanlage 1 mit zwei Bremskreisen ist je Bremskreis eine Krafterzeugungseinrichtung 3 vorgesehen, wobei sich diese vorzugsweise an einer Radbremsvorrichtung 4 eines Hinterrads befindet.In the presently illustrated embodiment of a motor vehicle brake system 1 with two brake circuits, each brake circuit has a force generating device 3 provided, this preferably being on a wheel brake device 4th of a rear wheel.

Die hydraulische Druckerzeugungseinrichtung 2 überträgt die von einem Fahrer auf ein Bremspedal 5 aufgebrachte Fußkraft unter Zwischenschaltung eines Bremskraftverstärkers 6 auf einen Hauptbremszylinder 7, von dem der hydraulische Druck über ein Druckleitungssystem 8 an die Radbremsvorrichtungen 4 übertragen wird. Weiterhin umfasst die hydraulische Druckerzeugungseinrichtung 2 eine angetriebene Pumpe 9, welche im Bedarfsfall einen automatischen Bremseingriff ermöglicht. Ferner ist eine elektronische Steuereinrichtung 10 vorgesehen, welche in Abhängigkeit von erfassten Fahrzeugparametern und gegebenenfalls vom Fahrer vorgegebenen Parametern einen Bremseneingriff veranlasst oder begrenzt. In der hydraulischen Druckerzeugungseinrichtung 2 vorgesehene Ventile 11 ermöglichen in Zusammenwirkung mit der Steuereinrichtung 10 die Funktionalitäten eines Antiblockiersystems (ABS) und/oder einer Antriebschlupfregelung (ASR) und/oder eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP).The hydraulic pressure generating device 2 transfers that from a driver to a brake pedal 5 applied foot force with the interposition of a brake booster 6th on a master cylinder 7th , from which the hydraulic pressure via a pressure line system 8th to the wheel braking devices 4th is transmitted. Furthermore, the hydraulic pressure generating device comprises 2 a powered pump 9 which enables automatic braking intervention if necessary. There is also an electronic control device 10 provided, which initiates or limits a braking intervention as a function of detected vehicle parameters and possibly parameters specified by the driver. In the hydraulic pressure generating device 2 provided valves 11 enable in cooperation with the control device 10 the functionalities of an anti-lock braking system (ABS) and / or a traction control system (ASR) and / or an electronic stability program (ESP).

Der Steuereinrichtung 10 dient darüber hinaus dazu, einen fahrerseitig vorgegebenen Wunsch hinsichtlich des Zuspannens oder Lösens der elektrische Parkbremse an die hierfür benötigten Einrichtungen weiterzugeben und deren Aktivierung bzw. Deaktivierung zu kontrollieren. Eine mechanische Kraftübertragung von einem hierfür vorgesehenen Betätigungsorgan 12 zu den Radbremsen 4 ist dabei nicht vorgesehen. Vielmehr wird über das Betätigungsorgan 12 lediglich ein elektrisches Signal übermittelt, das in der Steuereinrichtung 10 weitere Signale auslöst, um die Feststellbremsfunktion zu aktivieren und aufzuheben.The control device 10 also serves to pass on a request given by the driver with regard to applying or releasing the electric parking brake to the devices required for this and to control their activation or deactivation. A mechanical power transmission from an actuator provided for this purpose 12th to the wheel brakes 4th is not provided for. Rather, it is about the actuator 12th only transmitted an electrical signal in the control device 10 triggers further signals to activate and deactivate the parking brake function.

Bei dem vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Radbremsvorrichtungen 4 als Kombi-Bremssattel-Konstruktionen ausgeführt. Ein mögliches Beispiel hierfür ist in 2 gezeigt. Jedoch kann die nachfolgend näher erläuterte Erfindung auch bei anderen Typen von Scheibenbremsen zum Einsatz kommen.In the presently illustrated embodiment, the wheel brake devices are 4th designed as a combination brake caliper constructions. A possible example of this is in 2 shown. However, the invention explained in more detail below can also be used with other types of disc brakes.

2 zeigt somit ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Radbremsvorrichtung 4 für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs. 2 thus shows a possible embodiment of a wheel brake device 4th for a disc brake of a motor vehicle.

Die Radbremsvorrichtung 4 umfasst einen Bremssattel 13 mit einem Gehäuse 14, das ein Zuspannelement in Form eines Bremskolbens 15 gleitbewegbar aufnimmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Rückseite 15a des Bremskolbens 15 mit dem Druck der hydraulischen Druckerzeugungseinrichtung 2 beaufschlagbar. Bei Betätigung der Betriebsbremsfunktion drückt der Bremskolben 15 in 2 nach links, so dass eine Bremsscheibe 16 zwischen Bremsbelägen 17 und 18 mit Kraft beaufschlagt wird. Fällt der Druck ab, so kann die Bremsscheibe 16 zwischen den Bremsbelägen 17 und 18 frei drehen.The wheel braking device 4th includes a caliper 13th with a housing 14th , which is an application element in the form of a brake piston 15th slidably receives. In the illustrated embodiment, there is a rear side 15a of the brake piston 15th with the pressure of the hydraulic pressure generating device 2 can be charged. When the service brake function is actuated, the brake piston presses 15th in 2 to the left so that a brake disc 16 between brake pads 17th and 18th is applied with force. If the pressure drops, the brake disc can 16 between the brake pads 17th and 18th rotate freely.

Weiterhin umfasst die Radbremsvorrichtung 4 als zusätzliche Krafterzeugungseinrichtung 3 eine Aktuatoreinrichtung 19, welche derart konfiguriert ist, um beim Zuspannen der Radbremsvorrichtung 4 den Bremskolben 15 relativ zu dem Bremssattel 13 zu verschieben, um hierdurch die Feststellbremsfunktion bzw. eine elektrische Parkbremse bereitzustellen. Die hierzu dienende zusätzliche Krafterzeugungseinrichtung 3 bzw. Aktuatoreinrichtung 19 arbeitet unabhängig von der Druckerzeugungseinrichtung 2.Furthermore, the wheel brake device comprises 4th as an additional force generating device 3 an actuator device 19th , which is configured in such a way that when the wheel brake device is applied 4th the brake piston 15th relative to the caliper 13th to move in order to provide the parking brake function or an electric parking brake. The additional force generating device used for this purpose 3 or actuator device 19th works independently of the pressure generating device 2 .

Die Aktuatoreinrichtung 19 umfasst einen Elektromotor 20, eine mit dem Elektromotor 20 antriebsmäßig gekoppelte Spindel 21 sowie eine Mutter 22, welche mit der Spindel 21 in Gewindeeingriff steht. Die Mutter 22 ist an dem Bremskolben 15 axial geführt und dabei gegenüber diesem gegen Verdrehen gesichert.The actuator device 19th includes an electric motor 20th , one with the electric motor 20th Drive-coupled spindle 21 as well as a mother 22nd which with the spindle 21 is in thread engagement. The mother 22nd is on the brake piston 15th axially guided and secured against rotation against this.

Ein von dem Elektromotor 20 erzeugtes Antriebsmoment wird auf die Spindel 21 übertragen, welche in die Mutter 22 eingreift. Die Mutter 22 ist beispielsweise über Nuten in dem Bremskolben 15 gegen Verdrehen gesichert, so dass eine Rotation der Spindel 21 in eine Translationsbewegung der Mutter 22 übersetzt wird.One from the electric motor 20th generated drive torque is applied to the spindle 21 transferred which into the mother 22nd intervenes. The mother 22nd is for example via grooves in the brake piston 15th secured against twisting, so that a rotation of the spindle 21 into a translational movement of the mother 22nd is translated.

Gelangt die Mutter 22, wie in 2 dargestellt, in Anlage gegen eine stirnseitige Innenwand 15a des Bremskolbens 15, so wird auf den Bremskolben 15 eine Zuspannkraft ausgeübt. Die korrespondierende Außenwand des Bremskolbens drückt dabei einen Bremsbelag 18 gegen die Bremsscheibe 16. Die Zuspannkraft bleibt nach ihrer Erzeugung auf Grund der Selbsthemmung des Spindeltriebs aus Spindel 21 und Mutter 22 erhalten, so dass bei einer Deaktivierung des Elektromotors 20 eine einmal zugespannte Radbremse 4 in diesem Zustand verharrt, womit die Feststellbremsfunktion aktiviert ist. Zum Lösen der elektrischen Parkbremse wird die Mutter 22 in die Gegenrichtung bewegt. Dies kann durch eine Umkehr der Drehbewegung des Elektromotors 20 bewerkstelligt werden. Alternativ kann anstatt einer Selbsthemmung des Spindeltrieb die elektrische Parkbremse beispielsweise auch durch einen Sperrmechanismus im zugespannten Zustand gehalten werden, der beim Lösen der elektrischen Parkbremse entriegelt wird.Come to the mother 22nd , as in 2 shown, in contact with an end inner wall 15a of the brake piston 15th so is on the brake piston 15th a clamping force exerted. The corresponding outer wall of the brake piston presses a brake lining 18th against the brake disc 16 . The clamping force remains after it has been generated due to the self-locking of the spindle drive from the spindle 21 and mother 22nd received, so that when the electric motor is deactivated 20th a wheel brake once applied 4th remains in this state, whereby the parking brake function is activated. The nut is used to release the electric parking brake 22nd moved in the opposite direction. This can be done by reversing the rotary motion of the electric motor 20th be accomplished. Alternatively, instead of self-locking of the spindle drive, the electric parking brake can also be held in the applied state, for example by a locking mechanism, which is unlocked when the electric parking brake is released.

Der Elektromotor 20 kann derart ausgelegt sein, dass über diesen optional auch eine Hilfsbremsfunktion darstellbar ist. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug allein über die zusätzliche Krafterzeugungseinrichtung 3 gebremst werden kann, wenn die Betriebsbremsanlage bzw. die hydraulische Druckerzeugungseinrichtung 2 ausfällt.The electric motor 20th can be designed in such a way that an auxiliary braking function can optionally also be displayed via this. This means that the vehicle can only use the additional force generating device 3 can be braked when the service brake system or the hydraulic pressure generating device 2 fails.

Die Feststellbremsfunktion kann allein durch die zusätzliche Krafterzeugungseinrichtung 3 bewirkt werden. Dies führt jedoch zu einer erhöhten Belastung der Aktuatoreinrichtung 19 und des Elektromotors 20 derselben.The parking brake function can only be achieved by the additional force generating device 3 be effected. However, this leads to an increased load on the actuator device 19th and the electric motor 20th the same.

Alternativ kann im Fall einer Betätigung der Feststellbremsfunktion eine elektrische Zuspannung erst nach einer ersten hydraulischen Zuspannung wirksam werden. Betätigt der Fahrer das Betätigungsorgan 12 für die Feststellbremsfunktion, so wird über die Steuereinrichtung 10 zunächst die Pumpe 9 der hydraulischen Druckerzeugungseinrichtung 2 aktiviert. Ein Großteil der für die Feststellbremsfunktion benötigten Zuspannkraft kann somit hydraulisch erzeugt werden. Die anschließend aktivierte zusätzliche Krafterzeugungseinrichtung 3 läuft ebenfalls an, vorzugsweise mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung, so dass der Spindeltrieb bzw. dessen Mutter 22 der Bewegung des Bremskolbens 15 folgt. Hierbei wird jedoch seitens der Mutter 22 anfänglich keine merkliche Kraft auf den Bremskolben 15 ausgeübt, so dass auf Seiten der Aktuatoreinrichtung 19 die mechanische Arbeit vorerst minimal bleibt.Alternatively, in the case of actuation of the parking brake function, an electrical application can only become effective after a first hydraulic application. If the driver operates the actuator 12th for the parking brake function, the control device 10 first the pump 9 the hydraulic pressure generating device 2 activated. A large part of the application force required for the parking brake function can thus be generated hydraulically. The subsequently activated additional force generating device 3 also starts up, preferably with a predetermined time delay, so that the spindle drive or its nut 22nd the movement of the brake piston 15th follows. However, this is done on the part of the mother 22nd initially no noticeable force on the brake piston 15th exercised so that on the part of the actuator device 19th the mechanical work remains minimal for the time being.

Nach erfolgter hydraulischer Zuspannung wird zusätzlich eine elektrische Zuspannung aufgebracht. Das Niveau der Zuspannkraft F₂ der elektrischen Zuspannung ist dabei größer als das Niveau der Zuspannkraft F₁ der hydraulischen Zuspannung. Aus der verminderten Gesamtbelastung resultiert eine erhebliche Entlastung der Aktuatoreinrichtung 19, die sich in einer höheren Lebensdauer niederschlägt. Zudem werden störende Geräuschemissionen vermieden, da der Strom am Elektromotor 20 der Aktuatoreinrichtung 19 geringer bleibt.After hydraulic tensioning has taken place, electrical tensioning is also applied. The level of the application force F _{2 of} the electrical application is greater than the level of the application force F _{1 of} the hydraulic application. The reduced overall load results in a considerable reduction in the load on the actuator device 19th which is reflected in a longer service life. In addition, annoying noise emissions are avoided because the electricity is supplied to the electric motor 20th the actuator device 19th remains lower.

Nach dem hydraulischen und elektrischen Zuspannen der Radbremsvorrichtung 4 werden in einem weiteren Schritt der Elektromotor 20 der Aktuatoreinrichtung 19 abgeschaltet. Durch die Selbsthemmung des Spindeltriebs verharrt die Radbremsvorrichtung 4 im zugespannten Zustand.After the hydraulic and electrical application of the wheel brake device 4th become the electric motor in a further step 20th the actuator device 19th switched off. Due to the self-locking of the spindle drive, the wheel brake device remains in place 4th in the clamped state.

Anschließend kann in einem weiteren Schritt die hydraulische Druckerzeugungseinrichtung 2 drucklos geschaltet werden, womit eine Übergabe der Feststellbremsfunktion an die mechanische Verriegelung durch die Aktuatoreinrichtung 19 erfolgt.The hydraulic pressure generating device can then be used in a further step 2 can be switched pressureless, whereby a transfer of the parking brake function to the mechanical locking by the actuator device 19th he follows.

Für weitere Details der Betätigung sei an dieser Stelle auf DE 103 24 948 A1 verwiesen, deren diesbezüglicher Inhalt hiermit ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung miteinbezogen wird.For further details of the operation, please refer to at this point DE 103 24 948 A1 referenced, the relevant content of which is hereby expressly included in the present disclosure.

Nach einem solchen Zuspannen der Radbremsvorrichtung 4 muss zur Sicherung des Fahrzeugs gegen ein Wegrollen eine definierte Mindestspannkraft an derselben dauerhaft aufrechterhalten werden. Durch ein Setzen und/oder ein temperaturbedingtes Schrumpfen der Bremsscheibe und Bremsbeläge bei einem Abkühlen lässt sich ein Abfall der zunächst beim Zuspannen aufgebrachten Spannkraft nicht vermeiden. Dem könnte durch ein entsprechend erhöhtes Spannkraftniveau beim Zuspannen entgegengewirkt werden, was jedoch zum einen die Bereitstellung einer entsprechenden zusätzlichen mechanischen Arbeit durch den Elektromotor erforderte und zum anderen ein erhöhtes Belastungskollektiv für die betreffenden Bauteile bedeuten würde, die entsprechend robuster dimensioniert werden müssten.After such application of the wheel brake device 4th a defined minimum clamping force must be permanently maintained on the vehicle to secure it against rolling away. Setting and / or temperature-related shrinkage of the brake disc and brake linings during cooling cannot avoid a decrease in the clamping force initially applied during application. This could be counteracted by a correspondingly increased level of clamping force when clamping, which on the one hand required the provision of corresponding additional mechanical work by the electric motor and on the other hand would mean an increased load collective for the components in question, which would have to be dimensioned correspondingly more robust.

Um wird dem Abfall der Spannkraft hingen durch eine Modifikation der Mutter 22 des Spindeltriebs entgegengewirkt.In order to decrease the clamping force is depended on a modification of the nut 22nd counteracted by the spindle drive.

Vorliegend ist die Mutter 22 als vorgespannter Federspeicher ausgebildet. Wie den 3 bis 5 entnommen werden kann, umfasst die Mutter 22 ein Gewindeteil 23, ein Druckorgan 24 sowie eine zwischen diesen wirkende Federeinrichtung 25.The present is the mother 22nd designed as a preloaded spring accumulator. Like that 3 until 5 can be taken, includes the mother 22nd a threaded part 23 , a pressure organ 24 and a spring device acting between these 25th .

Das Gewindeteil 23 steht mit der Spindel 21 in Eingriff. Das Druckorgan 24 dient dazu, beim Zuspannen der Radbremsvorrichtung 4 mittels der Aktuatoreinrichtung 19 den Bremskolben 15 gegen die Bremsscheibe 16 zu drücken.The threaded part 23 stands with the spindle 21 engaged. The pressure organ 24 is used when applying the wheel brake device 4th by means of the actuator device 19th the brake piston 15th against the brake disc 16 to press.

Das Gewindeteil 23 und das Druckorgan 24 sind durch die Federeinrichtung 25 gegeneinander vorgespannt und unter Veränderung der Federspannung gegeneinander axial verschiebbar.The threaded part 23 and the pressure organ 24 are through the spring device 25th biased against each other and axially displaceable against each other by changing the spring tension.

Insbesondere kann die Federeinrichtung 25 bereits bei offener Radbremsvorrichtung auf Druck vorgespannt sein. Das Niveau der Vorspannkraft kann dabei im Bereich der gewünschten Mindestspannkraft der elektrischen Parkbremse, welche nach einem maximalen temperaturbedingten Schrumpfen aufrechterhalten werden soll, gewählt werden. Vorzugsweise wird das Niveau dieser Vorspannkraft oberhalb dieser Mindestspannkraft gewählt.In particular, the spring device 25th be pre-tensioned under pressure even with the wheel brake device open. The level of the pre-tensioning force can be selected in the range of the desired minimum tensioning force of the electric parking brake, which is to be maintained after a maximum temperature-related shrinkage. The level of this pre-tensioning force is preferably selected above this minimum tensioning force.

Wie den 3 bis 5 weiter entnommen werden kann, kann eine besonders kompakte Federeinrichtung 25 durch ein oder mehrere Tellerfedern 25a gebildet werden. Alternativ oder ergänzend kann die Federeinrichtung 25 auch durch eine Zylinderschraubenfeder gebildet werden oder eine solche aufweisen.Like that 3 until 5 can be taken further, a particularly compact spring device 25th by one or more disc springs 25a are formed. Alternatively or in addition, the spring device 25th can also be formed by a cylinder coil spring or have one.

Die Federeinrichtung 25 ist vorzugsweise koaxial zur Spindel 21 angeordnet. Sie kann insbesondere räumlich zwischen dem Gewindeteil 23 und den Druckorgan 24 eingegliedert sein, um beide auseinander zu spreizen.The spring device 25th is preferably coaxial with the spindle 21 arranged. In particular, it can be spatially between the threaded part 23 and the pressure organ 24 be incorporated to spread the two apart.

Beim Zuspannen der elektrischen Parkbremse wird das Gewindeteil 23 infolge der Rotation der Spindel 21 in Richtung des Druckorgans 24 gedrängt, wobei die Federeinrichtung 25 komprimiert und damit deren Vorspannung erhöht wird. Gegebenenfalls kann die Erhöhung der Vorspannung der Federeinrichtung 25 durch eine Anschlageinrichtung 26 zwischen dem Gewindeteil 23 und dem Druckorgan 24 begrenzt werden, wie dies in 4 beispielhaft dargestellt ist. Es wäre jedoch auch möglich, die Federeinrichtung 25 gegebenenfalls bis auf Blocklänge vorzuspannen.When applying the electric parking brake, the threaded part 23 as a result of the rotation of the spindle 21 in the direction of the pressure organ 24 urged, the spring device 25th compressed and thus their bias is increased. If necessary, the preload of the spring device can be increased 25th by an anchor device 26th between the threaded part 23 and the pressure organ 24 be limited, as shown in 4th is shown by way of example. However, it would also be possible to use the spring device 25th if necessary, pre-tensioning up to the block length.

In Gegenrichtung, d.h. in Richtung der Entlastung der Radbremsvorrichtung 4, kann der Verschiebeweg zwischen dem Gewindeteil 23 und dem Druckorgan 24 der Mutter 20 durch eine Anschlageinrichtung 27 begrenzt sein. Hierdurch wird die Vorspannung der Federeinrichtung 25 bei offener Radbremsvorrichtung 4 aufrechterhalten.In the opposite direction, ie in the direction of relieving the wheel brake device 4th , can be the displacement between the threaded part 23 and the pressure organ 24 mother 20th by an anchor device 27 be limited. This is the preload of the spring device 25th with the wheel brake device open 4th maintain.

Diese weitere Anschlageinrichtung 27 kann beispielsweise als Bajonett ausgebildet sein, wie dies in 5 gut zu erkennen ist. Entsprechende segmentartige Radialvorsprünge 28 am Außenumfang des Gewindeteils 23 werden dabei durch korrespondierende einwärts gerichtete Laschen 29 des Druckorgan 24 verriegelt. Die Federeinrichtung 25 kann in diesem Zustand das Gewindeteil 23 und das Druckorgan 24 nicht weiter auseinander drücken. Durch eine Relativverdrehung zwischen dem Gewindeteil 23 und dem Druckorgan 24 lässt sich der Eingriff der Radialvorsprünge 28 mit den Laschen 29 entriegeln, so dass das Gewindeteil 23 und das Druckorgan 24 voneinander getrennt werden können.This further anchor device 27 can for example be designed as a bayonet, as shown in 5 is easy to see. Corresponding segment-like radial projections 28 on the outer circumference of the threaded part 23 are thereby by corresponding inwardly directed tabs 29 of the pressure organ 24 locked. The spring device 25th can in this state the threaded part 23 and the pressure organ 24 do not push them further apart. By a relative rotation between the threaded part 23 and the pressure organ 24 can be the engagement of the radial projections 28 with the tabs 29 unlock so that the threaded part 23 and the pressure organ 24 can be separated from each other.

Die zwischen dem Gewindeteil 23 und den Druckorgan 24 angeordnete Federeinrichtung 25 kann auf einen an dem Gewindeteil 23 ausgebildeten Ringabsatz 30 montiert sein. Dies begünstigt den Zusammenbau der Mutter 22 vor einem Zusammenbau mit der Spindel 21. Bei der Montage wird die Federeinrichtung 25 zunächst auf den Ringabsatz 30 des Gewindeteils 23 aufgeschoben. Anschließend werden das Gewindeteil 23 und das Druckorgan 24 unter Zusammendrücken der Federeinrichtung 25 axial zusammengeführt und durch Relativverdrehung des Bajonetts bei vorgespannter Federeinrichtung 25 aneinander fixiert.The one between the threaded part 23 and the pressure organ 24 arranged spring device 25th can on one on the threaded part 23 trained ring heel 30th be mounted. This favors the assembly of the mother 22nd prior to assembly with the spindle 21 . When assembling the spring device 25th first on the ring heel 30th of the threaded part 23 postponed. Then the threaded part 23 and the pressure organ 24 while compressing the spring device 25th brought together axially and by relative rotation of the bayonet when the spring device is pretensioned 25th fixed to each other.

Die Mutter 22 kann anschließend auf die Spindel 21 aufgeschraubt werden. Das Druckorgan 24 weist gegebenenfalls eine Durchtrittsöffnung 31 für die Spindel 21 auf, durch welche sich die Spindel 21 ungehindert hindurchbewegen kann.The mother 22nd can then on the spindle 21 be screwed on. The pressure organ 24 optionally has a passage opening 31 for the spindle 21 on, through which the spindle 21 can move through it unhindered.

Der zusammengebaute Spindeltrieb kann hernach in den Bremskolben 15 montiert werden.The assembled spindle drive can then be inserted into the brake piston 15th to be assembled.

Dabei ist vorzugsweise das Druckorgan 24 axial an dem Bremskolben 15 geführt und auch gegen Verdrehen gesichert. Gegebenenfalls kann eine Verdrehsicherung alternativ oder ergänzend zwischen dem Gewindeteil 23 und dem Bremskolben 15 und/oder zwischen dem Gewindeteil 23 und dem Druckorgan 24 vorgesehen sein. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei einem Drehen der Spindel 21 die Mutter 22 translatorisch in dem Bremskolben 15 in Richtung von dessen stirnseitiger Innenwand 15a bewegt und in sich komprimiert werden kann. Das Zusammendrücken der Mutter 22 ermöglicht es, den Abfall der Spannkraft der elektrischen Parkbremse gering zu halten. Dies soll nachfolgend anhand der 3 bis 5 näher erläutert werden.In this case, the pressure element is preferably 24 axially on the brake piston 15th guided and also secured against twisting. If necessary, an anti-twist device can alternatively or additionally be used between the threaded part 23 and the brake piston 15th and / or between the threaded part 23 and the pressure organ 24 be provided. This ensures that when the spindle rotates 21 the mother 22nd translationally in the brake piston 15th in the direction of its front inner wall 15a can be moved and compressed in itself. The squeezing of the mother 22nd makes it possible to reduce the clamping force of the electric parking brake to keep it low. This is to be done in the following on the basis of the 3 until 5 are explained in more detail.

3 zeigt die Mutter 22 bei offener Radbremsvorrichtung 4. Die elektrische Parkbremse ist in diesem Zustand nicht aktiviert. Der Bremskolben 15 ist dementsprechend in Richtung der Spindel 21 zurückgezogen. Wie 3 weiter entnommen werden kann, ist die Federeinrichtung 25 zwischen dem Gewindeteil 23 und dem Druckorgan 24 hierbei bereits vorgespannt. Die Vorspannkraft wird dabei durch die Anschlageinrichtung 27, vorliegend gebildet durch die Radialvorsprünge 28 des Gewindeteils 23 und die Laschen 29 des Druckorgans 24 aufrechterhalten. 3 shows the mother 22nd with the wheel brake device open 4th . The electric parking brake is not activated in this state. The brake piston 15th is accordingly in the direction of the spindle 21 withdrawn. As 3 can be seen further, is the spring device 25th between the threaded part 23 and the pressure organ 24 here already preloaded. The pre-tensioning force is generated by the stop device 27 , in the present case formed by the radial projections 28 of the threaded part 23 and the tabs 29 of the pressure organ 24 maintain.

Im Rahmen der Betätigung der elektrischen Parkbremse zur Bereitstellung einer Feststellbremsfunktion, welches in 4 dargestellt ist, wird die Spindel 21 mittels des Elektromotors 20 in Drehung versetzt. Dies führt dazu, dass sich das Gewindeteil 23 translatorisch in Richtung der stirnseitigen Innenwand 15a des Bremskolbens 15 in Bewegung setzt. Dabei wird über die Federeinrichtung 25 das Druckorgan 24 gegen die stirnseitige Innenwand 15a des Bremskolbens 15 gedrängt, welcher seinerseits die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe 16 drückt. Hierbei wird die Federeinrichtung 25 komprimiert, d.h. die Spannkraft der Federeinrichtung 25 erhöht. Dementsprechend wird das Gewindeteil 23 relativ zu dem Druckorgan 24 etwas verschoben, so dass sich der Abstand zwischen beiden verringert. Die Federsteifigkeit der Federeinrichtung 25 ist dabei so gewählt, dass ein Komprimieren in einem Kraftbereich stattfindet, welches oberhalb einer Mindestspannkraft der Radbremsvorrichtung liegt, die zur Sicherung des Fahrzeugs gegen ein Wegrollen benötigt wird. Durch eine optionale Anschlageinrichtung 26 zwischen dem Gewindeteil 23 und dem Druckorgan 24 kann bei Bedarf ein Zusammendrücken der Federeinrichtung 25 auf Block vermieden werden.As part of the actuation of the electric parking brake to provide a parking brake function, which is described in 4th is shown, the spindle 21 by means of the electric motor 20th set in rotation. This leads to the threaded part 23 translationally in the direction of the front inner wall 15a of the brake piston 15th sets in motion. This is done via the spring device 25th the pressure organ 24 against the front inner wall 15a of the brake piston 15th pushed, which in turn pushes the brake pads against the brake disc 16 presses. Here the spring device 25th compressed, ie the tension force of the spring device 25th elevated. The threaded part becomes accordingly 23 relative to the pressure member 24 shifted slightly so that the distance between the two is reduced. The spring stiffness of the spring device 25th is selected so that compression takes place in a force range which is above a minimum clamping force of the wheel brake device that is required to secure the vehicle against rolling away. With an optional anchor device 26th between the threaded part 23 and the pressure organ 24 can, if necessary, compress the spring device 25th to be avoided on block.

Erfolgt die Betätigung der elektrischen Parkbremse mit heiß abgestellter Bremsscheibe 16 und Bremsbelägen 17 und 18, tritt nach einem Abkühlen derselben an der Radbremsvorrichtung 4 ein Spannkraftverlust auf, da die Bremsscheibe 16 und Bremsbeläge 17 und 18 hierbei etwas Schrumpfen. Dieser Spannkraftverlust darf nicht so hoch ausfallen, dass die vorstehend erwähnte Mindestspannkraft der Radbremsvorrichtung 4 unterschritten wird. Durch die Wirkung der Mutter 22 als Federspeicher wird dieser Spannkraftverlust gering gehalten. Wie in 5 gezeigt, verlagert sich bei einem Schrumpfen der Bremsscheibe 16 und Bremsbeläge 17 und 18 der Bremskolben 15 etwas in Richtung von der Spindel 21 weg. Ohne weitere Maßnahmen käme es hier aufgrund der hohen Steifigkeiten zu einem merklichen Abfall der Spannkraft. Vorliegend wird dies durch die Federeinrichtung 25 ausgeglichen, da diese die Federsteifigkeit des Gesamtsystems verringert. Ein gleicher Verschiebungsweg führt dementsprechend zu einer geringeren Veränderung der Spannkraft. Die Federsteifigkeit der Federeinrichtung 25 ist vorliegend derart gewählt, dass nach einem Setzen und/oder Abkühlen der zugespannten Radbremsvorrichtung 4 eine vorgegebene Mindestspannkraft zur Sicherung des Fahrzeugs gegen Wegrollen auch im ungünstigsten Zustand stets erhalten bleibt.If the electric parking brake is activated with the brake disc hot 16 and brake pads 17th and 18th , occurs after cooling the same on the wheel brake device 4th a loss of clamping force because the brake disc 16 and brake pads 17th and 18th here some shrinkage. This loss of tensioning force must not be so high that the aforementioned minimum tensioning force of the wheel brake device 4th is fallen below. Through the action of the mother 22nd as a spring accumulator, this loss of tension is kept low. As in 5 shown shifts when the brake disc shrinks 16 and brake pads 17th and 18th the brake piston 15th something in the direction of the spindle 21 path. Without further measures, there would be a noticeable drop in the clamping force due to the high rigidity. In the present case, this is done by the spring device 25th balanced, as this reduces the spring stiffness of the overall system. The same displacement path leads accordingly to a smaller change in the clamping force. The spring stiffness of the spring device 25th is selected in the present case in such a way that after the applied wheel brake device has set and / or cooled down 4th a predetermined minimum clamping force to secure the vehicle against rolling away is always maintained even in the most unfavorable condition.

Mit anderen Worten, die Mutter 22 wirkt als Federspeicher, um den Spannkraftverlust zu kompensieren, der sich bei abkühlender elektrischer Parkbremse ergibt. Die Federeinrichtung 25 ist ein Bestandteil der Mutter 22 und mit einer Vorspannung beaufschlagt, die unterhalb der nominellen Spannkraft der Radbremsvorrichtung 4 für die elektrische Parkbremse liegt. Gleichzeitig wird die minimal erforderliche Spannkraft zur Vermeidung des Fahrzeugwegrollens gewährleistet. Bei Betätigung der elektrischen Parkbremse wird ein definierter Federweg der Federeinrichtung 25 überfahren. Die Dimensionierung eines entsprechenden Spalts s zwischen den Radialvorsprüngen 28 und Laschen 29 ergibt sich aus dem maximalen thermischen Weg der Bremsscheibe 16 und Bremsbeläge 17 und 18 beim Abkühlen. 5 zeigt beispielhaft eine mittlere Position der Federeinrichtung nach Abkühlen der Bremsscheibe 16 und Bremsbeläge 17 und 18.In other words, the mother 22nd acts as a spring accumulator to compensate for the loss of clamping force that occurs when the electric parking brake cools down. The spring device 25th is part of the mother 22nd and applied with a preload that is below the nominal clamping force of the wheel brake device 4th for the electric parking brake. At the same time, the minimum clamping force required to prevent the vehicle from rolling away is guaranteed. When the electric parking brake is actuated, the spring device has a defined spring deflection 25th run over. The dimensioning of a corresponding gap s between the radial projections 28 and tabs 29 results from the maximum thermal travel of the brake disc 16 and brake pads 17th and 18th while cooling. 5 shows an example of a middle position of the spring device after the brake disc has cooled down 16 and brake pads 17th and 18th .

Hierdurch ist es möglich, ohne eine Erhöhung des Belastungskollektivs des Elektromotors 20 und der weiteren Komponenten der Aktuatoreinrichtung 19 bei gleichzeitig sehr kompakter Bauweise die Funktion einer elektrischen Parkbremse, d.h. die Feststellbremsfunktion, bei abgestelltem Fahrzeug mit hoher Zuverlässigkeit aufrecht zu erhalten und zwar insbesondere auch in Fällen, in welchen die elektrische Parkbremse bereits bei heißen Bremsscheiben betätigt wird.This makes it possible without increasing the collective load of the electric motor 20th and the other components of the actuator device 19th with a very compact design at the same time, the function of an electric parking brake, ie the parking brake function, to be maintained with high reliability when the vehicle is parked, especially in cases in which the electric parking brake is already actuated when the brake discs are hot.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und weiterer Abwandlungen näher erläutert. Diese dienen dazu, die Ausführbarkeit der Erfindung zu belegen. Technische Einzelmerkmale, welche oben im Kontext weiterer Einzelmerkmale erläutert wurden, können auch unabhängig von diesen sowie in Kombination mit weiteren Einzelmerkmalen verwirklicht werden, selbst wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist. Die Erfindung ist daher ausdrücklich nicht auf die konkret beschriebenen Ausführungsvarianten beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The invention has been explained in more detail above using an exemplary embodiment and further modifications. These serve to demonstrate the feasibility of the invention. Technical individual features, which were explained above in the context of further individual features, can also be implemented independently of these and in combination with further individual features, even if this is not expressly described, as long as this is technically possible. The invention is therefore expressly not limited to the specifically described embodiment variants, but rather encompasses all of the configurations defined by the patent claims.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: BremsvorrichtungBraking device
22: hydraulische Druckerzeugungseinrichtunghydraulic pressure generating device
33: zusätzliche Krafterzeugungseinrichtungadditional force generating device
44th: RadbremsvorrichtungWheel braking device
55: BremspedalBrake pedal
66th: BremskraftverstärkerBrake booster
77th: HauptbremszylinderMaster cylinder
88th: DruckleitungssystemPressure pipe system
99: Pumpepump
1010: SteuereinrichtungControl device
1111: VentilValve
1212th: BetätigungsorganActuator
1313th: BremssattelCaliper
1414th: Gehäusecasing
1515th: BremskolbenBrake piston
15a15a: stirnseitige Innenwand des Bremskolbensfront inner wall of the brake piston
1616: BremsscheibeBrake disc
1717th: BremsbelagBrake pad
1818th: BremsbelagBrake pad
1919th: AktuatoreinrichtungActuator device
2020th: ElektromotorElectric motor
2121: Spindelspindle
2222nd: Muttermother
2323: GewindeteilThreaded part
2424: DruckorganPressure organ
2525th: FedereinrichtungSpring device
25a25a: TellerfederDisc spring
2626th: Anschlageinrichtung (in Belastungsrichtung)Anchor device (in load direction)
2727: Anschlageinrichtung (in Entlastungsrichtung)Anchor device (in relief direction)
2828: RadialvorsprungRadial projection
2929: LascheTab
3030th: RingabsatzRing heel
3131: DurchtrittsöffnungPassage opening
ss: Spaltgap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10324948 A1 [0004, 0045]
DE 102008026940 A1 [0004]
EP 2377736 A1 [0010]

Claims

Wheel brake device (4) for a disc brake of a motor vehicle, comprising: a brake caliper (13), a brake piston (15) arranged on the brake caliper (13) for applying the wheel brake device (4), and an actuator device (19) which is configured in such a way in order to move the brake piston (15) relative to the brake caliper (13) when the wheel brake device (4) is applied, the actuator device (19) having an electric motor (20), a spindle (21) which is drive-coupled to the electric motor (20) and a Comprises nut (22), wherein the nut (22) is in threaded engagement with the spindle (21) and is axially guided on the brake piston (15) and is secured against rotation with respect to this, characterized in that the nut (22) is pretensioned Spring accumulator is formed, which comprises a threaded part (23), a pressure element (24) and a spring device (25) acting between these, the threaded part (23) and the pressure element (24) through against each other the spring device (25) are pretensioned and axially displaceable with respect to one another by changing the spring tension, and the threaded part (23) is in engagement with the spindle (21) and the pressure element (24) when the wheel brake device (4) is applied by means of the electric motor (20) is pressed against the brake piston (15).

Wheel brake device (4) according to Claim 1 , characterized in that the spring device (25) is preloaded under pressure when the wheel brake device (4) is open.

Wheel brake device (4) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the spring device (25) is formed by - one or more cup springs or - is formed by a cylinder coil spring or - has at least one or more cup springs and / or a cylinder coil spring.

Wheel brake device (4) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the spring device (25) is arranged in relation to the spindle (21).

Wheel brake device (4) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that a displacement path between the threaded part (23) and the pressure element (24) of the nut (25) is limited at least in the direction of relieving the wheel brake device (4) by a stop device (26).

Wheel brake device (4) according to Claim 5 , characterized in that said stop device (26) is designed as a bayonet in the direction of relieving the wheel brake device (4).

Wheel brake device (4) according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the pressure element (24) has a passage opening (31) for the spindle (21) through which the spindle (21) can move unhindered.

Wheel brake device (4) according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the threaded part (23) forms an annular shoulder (30) on which the spring device (25) is arranged.

Wheel brake device (4) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the pressure element (24) is guided axially on the brake piston (15) and secured against rotation.

Wheel brake device (4) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the pressure element (24) and the threaded part (23) are arranged within the brake piston (15).