DE102021103550B3 - Arretierungseinheit für Aktuator einer Fahrzeugbremse und einen Aktuator - Google Patents

Arretierungseinheit für Aktuator einer Fahrzeugbremse und einen Aktuator Download PDF

Info

Publication number
DE102021103550B3
DE102021103550B3 DE102021103550.3A DE102021103550A DE102021103550B3 DE 102021103550 B3 DE102021103550 B3 DE 102021103550B3 DE 102021103550 A DE102021103550 A DE 102021103550A DE 102021103550 B3 DE102021103550 B3 DE 102021103550B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive
torque
slide
actuator
locking unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102021103550.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Benjamin WUEBBOLT-GORBATENKO
Harald Hochmuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102021103550.3A priority Critical patent/DE102021103550B3/de
Priority to CN202280009748.0A priority patent/CN116710671A/zh
Priority to PCT/DE2022/100036 priority patent/WO2022174858A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102021103550B3 publication Critical patent/DE102021103550B3/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/005Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles by locking of wheel or transmission rotation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D63/00Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
    • F16D63/006Positive locking brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/14Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00Components of actuators
    • F16D2125/18Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40Screw-and-nut
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00Components of actuators
    • F16D2125/18Mechanical mechanisms
    • F16D2125/44Mechanical mechanisms transmitting rotation
    • F16D2125/46Rotating members in mutual engagement
    • F16D2125/48Rotating members in mutual engagement with parallel stationary axes, e.g. spur gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2127/00Auxiliary mechanisms
    • F16D2127/06Locking mechanisms, e.g. acting on actuators, on release mechanisms or on force transmission mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2129/00Type of operation source for auxiliary mechanisms
    • F16D2129/04Mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/084Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate coupling members wedging by pivoting or rocking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arretierungseinheit (1) für einen Aktuator (20) einer Fahrzeugbremse, aufweisend ein feststehendes Formschlusselement (5, 6), eine Antriebsscheibe (2), die mit einer Antriebseinheit (21, 22) des Aktuators (20) drehmomentübertragend verbindbar ist, eine Abtriebsscheibe (3), die mit einem Antriebsstrang (9) des Aktuators (20) drehmomentübertragend verbindbar ist, und zumindest einen Schieber (4), der drehmomentübertragend und in radialer Richtung (11) verschieblich an der Abtriebsscheibe (3) angeordnet ist, wobei die Antriebsscheibe (2) und die Abtriebsscheibe (3) drehmomentübertragend miteinander gekoppelt sind, wobei der zumindest eine Schieber (4) dazu eingerichtet ist, in einem antriebsmomentfreien Zustand mit dem feststehenden Formschlusselement (5) formschlüssig in Eingriff zu sein, und wobei der zumindest eine Schieber (4) derart mit der Antriebsscheibe (2) gekoppelt ist, dass in einem antriebsmomentbehafteten Zustand ein auf die Antriebsscheibe (2) aufgebrachtes Drehmoment den formschlüssigen Eingriff zwischen dem feststehenden Formschlusselement (5) und dem Schieber (4) öffnet. Ferner betrifft die Erfindung auch einen Aktuator (20) für eine Fahrzeugbremse mit einer erfindungsgemäßen Arretierungseinheit (1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arretierungseinheit für einen, insbesondere elektromechanischen, Aktuator eine Fahrzeugbremse und einen Aktuator.
  • Stand der Technik
  • Aktuatoren für Fahrzeugbremsen sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Dabei ist es bekannt, zur Positionssicherung der Fahrzeugbremse den Antriebsstrang selbsthemmend auszulegen. Die Selbsthemmung erfordert jedoch eine erhöhte Leistung von einem Antriebsmotor. Andere im Stand der Technik bekannte Ausführungsformen verfügen über eine zusätzliche Arretierungseinheit bzw. Bremseinheit, wodurch der Antriebsstrang nicht selbsthemmend ausgelegt sein muss. Dabei sind sowohl reibschlüssige als auch formschlüssige Wirkprinzipien für die zusätzlichen Arretierungseinheiten bekannt. Reibschlüssige Wirkprinzipien sind anfällig für äußere Anregungen, die die Bremswirkung mindern können, wodurch die Positionssicherung des Aktuators nicht sichergestellt werden kann. Zusätzliche Arretierungseinheiten, die auf einem formschlüssigen Wirkprinzip basieren, sind vergleichsweise teuer, da ein zusätzlicher Aktuator zur Betätigung der Arretierungseinheit erforderlich ist.
  • Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, eine bekannte Arretierungseinheit für einen Aktuator einer Fahrzeugbremse zu verbessern, insbesondere besteht ein weiterer Bedarf, eine Arretierungseinheit bereitzustellen, die eine verbesserte Arretierung ermöglicht.
  • Aus der DE 198 45 365 A1 ist ein schaltbares Klemmgesperre bekannt, welches mit einer gegenüber einem Gehäuse drehbaren Abtriebswelle versehen ist. Weiterhin ist eine Antriebswelle zum Drehen der Abtriebswelle vorgesehen. Klemmelemente werden mittels einer Einrichtung in eine Freigangposition verlagert, in der die Klemmelemente zum Drehen der Abtriebswelle freigeschaltet sind. Ein drehfest mit der Abtriebswelle verbundener Schieber ist in der Klemmposition der Klemmelemente formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden und in der Freigangposition der Klemmelemente außer Eingriff mit dem Gehäuse. Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Arretierungseinheit für einen Aktuator einer Fahrzeugbremse bereitzustellen, die insbesondere eine verbesserte Arretierung ermöglicht.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Die erfindungsgemäße Arretierungseinheit für einen, insbesondere elektromechanischen Aktuator einer Fahrzeugbremse, weist ein feststehendes Formschlusselement, eine Antriebsscheibe, eine Abtriebsscheibe und zumindest einen Schieber auf. Die Antriebsscheibe ist mit einer Antriebseinheit des Aktuators, bspw. einem Elektromotor, drehmomentübertragend verbindbar. Die Abtriebsscheibe ist mit einem Antriebsstrang des Aktuators drehmomentübertragend verbindbar und der zumindest einen Schieber ist drehmomentübertragend und in radialer Richtung verschieblich an der Abtriebsscheibe angeordnet. Die Antriebsscheibe und die Abtriebsscheibe sind drehmomentübertragend miteinander gekoppelt. Der zumindest eine Schieber ist dazu eingerichtet, in einem antriebsmomentfreien Zustand mit dem feststehenden Formschlusselement formschlüssig in Eingriff zu sein. Ferner ist der zumindest eine Schieber derart mit der Antriebsscheibe gekoppelt, dass in einem antriebsmomentbehafteten Zustand ein auf die Antriebsscheibe aufgebrachtes Drehmoment den formschlüssigen Eingriff zwischen dem feststehenden Formschlusselement und dem Schieber öffnet.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die Arretierungseinheit auf einem formschlüssigen Wirkprinzip basiert, und von der Antriebseinheit des Aktuators betätigt werden kann. Somit benötigt die Arretierungseinheit keinen zusätzlichen Aktuator zur Betätigung. Ferner ermöglicht das formschlüssige Wirkprinzip eine hohe Positionierungssicherheit des Aktuators, insbesondere des Antriebsstrangs des Aktuators. Dadurch kann eine hohe Positionssicherheit der Fahrzeugbremse gewährleistet werden.
  • Der antriebsmomentbehaftete Zustand ist ein Zustand, in dem ein Drehmoment, bspw. von der Antriebseinheit des Aktuators, auf die Antriebsscheibe übertragen wird. In diesem antriebsmomentbehafteten Zustand ist die Arretierungseinheit offen, das bedeutet, der Schieber und das feststehende Formschlusselement sind nicht formschlüssig in Eingriff, und die Antriebsscheibe überträgt das Drehmoment auf die Abtriebsscheibe, die das Drehmoment auf den Antriebsstrang des Aktuators überträgt. Dadurch kann in diesem Zustand das Drehmoment der Antriebseinheit auf den Antriebsstrang übertragen werden.
  • Der antriebsmomentfreie Zustand ist ein Zustand, in dem kein Drehmoment auf die Antriebsscheibe aufgebracht wird. In diesem antriebsmomentfreien Zustand ist die Arretierungseinheit geschlossen, das bedeutet, der Schieber und das feststehende Formschlusselement sind formschlüssig miteinander in Eingriff, und können dadurch verhindern, dass sich der mit der Abtriebsscheibe koppelbare bzw. gekoppelte Antriebsstrang des Aktuators verstellt.
  • Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Arretierungseinheit eine formschlüssige Arretierung des Aktuators, insbesondere des Antriebsstrangs des Aktuators ermöglicht, die durch die Antriebseinheit des Aktuators betätigbar ist. Die Arretierung wird dabei durch das feststehende Formschlusselement und den mindestens einen Schieber gebildet. Der Schieber wird durch die Antriebsscheibe betätigt, wobei die Antriebsscheibe von der Antriebseinheit des Aktuators antreibbar ist bzw. angetrieben wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Antriebsscheibe, die Abtriebsscheibe und das feststehende Formschlusselement im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Dadurch ist eine kompakte Bauweise der Arretierungseinheit möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das feststehende Formschlusselement als ein Außenring mit umlaufender Innenverzahnung ausgebildet, der in radialer Richtung nach außen beabstandet zur Abtriebsscheibe angeordnet ist. Das feststehende Außenelement kann bspw. in einem Gehäuse der Arretierungseinheit drehfest aufgenommen sein. Durch den Abstand zwischen der Abtriebsscheibe und dem Außenring in radialer Richtung ist es möglich, die Abtriebsscheibe, insbesondere in einem Zustand, in dem kein Formschluss ausgebildet ist, relativ zum Außenring zu bewegen, und so das Drehmoment der Antriebseinheit auf den Antriebsstrang zu übertragen. Durch die umlaufende Innenverzahnung ist der formschlüssige Eingriff zwischen dem Schieber und dem Außenring im Wesentlichen immer möglich, unabhängig davon in welcher Position sich die Abtriebsscheibe, und damit der Schieber relativ zum Außenring befindet.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Schieber an einem radial äußeren Ende eine Gegenverzahnung auf, die dazu eingerichtet ist, mit der Verzahnung des Außenrings einen Formschluss auszubilden. Eine Verzahnung eignet sich in besonderer Weise als Eingriffsgeometrie, da sie im Wesentlichen eine Selbstzentrierung der Verzahnungen ermöglicht und so Ineinandergreifen der Verzahnungen auch bei leicht ungenauer Positionierung zueinander vereinfacht. Zusätzlich verhindern insbesondere steil ausgebildete Zahnflanken ein ungewolltes Lösen des Eingriffs.
  • Gemäß eine Ausführungsform ist ferner zumindest ein Federelement vorgesehen, das den zumindest einen Schieber in radialer Richtung nach außen vorspannt. Das Federelement ist vorzugsweise als eine Druckfeder ausgelegt, die dazu eingerichtet ist, den Schieber in einem entspannten, also kraftfreien, Zustand mit dem Außenring in Eingriff zu bringen. Man kann also auch sagen, dass die Arretierungseinheit derart eingerichtet ist, dass sie in dem antriebsmomentfreien, also einem kraftfreien, Zustand der Antriebsscheibe automatisch in einem geschlossenen bzw. gesperrten Zustand ist. Das bedeutet, dass der Formschluss zwischen dem Außenring und dem Schieber immer ausgebildet ist, außer der Schieber wird aktiv in einer Nicht-Eingriffsposition gehalten.
  • Erfindungsgemäß weist die Antriebsscheibe zumindest eine Kulisse auf. Darüber hinaus weist der zumindest eine Schieber, gemäß einer Ausführungsform, einen Mitnehmer auf, der in der zumindest einen Kulisse der Antriebsscheibe aufgenommen und geführt ist. Dadurch ist der Schieber drehmomentübertragend mit der Antriebsscheibe verbunden und wird von einer Drehbewegung der Antriebsscheibe „mitgenommen“.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die zumindest eine Kulisse derart ausgebildet, dass durch eine Drehbewegung der Antriebsscheibe, der zumindest eine Schieber über den Mitnehmer nach radial innen bewegt wird. Dadurch wird der formschlüssige Eingriff zwischen dem Schieber und dem Außenring durch eine Drehmomentübertragung, von bspw. der Antriebseinheit, auf die Antriebsscheibe gelöst, bzw. geöffnet und eine Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit deaktiviert.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Kulisse im Wesentlichen eine symmetrische Form auf. Dadurch kann der Schieber unabhängig von der Richtung der Drehbewegung der Antriebsscheibe nach radial innen bewegt werden, um den formschlüssigen Eingriff zu lösen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Fahrzeugbremse. Der Aktuator weist eine Antriebseinheit, bspw. einen Elektromotor, einen Antriebsstrang und eine vorstehend und nachfolgend beschriebene Arretierungseinheit auf. Die Antriebseinheit ist drehmomentübertragend mit dem Antriebsstrang gekoppelt. Der Antriebsstrang weist ein Übersetzungsgetriebe, insbesondere mit einem großen Übersetzungsverhältnis, und ein Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe auf, wobei das Übersetzungsgetriebe dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung der Antriebseinheit in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis auf das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe zu übertragen. Ferner ist das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe dazu eingerichtet, die Drehbewegung in eine translatorische Bewegung umzuwandeln, um eine Bremsbacke der Fahrzeugbremse translatorisch zu bewegen. Die Arretierungseinheit ist zwischen der Antriebseinheit und dem Antriebsstrang angeordnet, und ist dazu eingerichtet, in einem antriebsmomentbehafteten Zustand, also einem Zustand, in dem die Antriebseinheit aktiviert ist und ein Drehmoment überträgt, ein Drehmoment der Antriebseinheit auf den Antriebsstrang zu übertragen, und in einem antriebsmomentfreien Zustand, also einem Zustand, in dem die Antriebseinheit deaktiviert ist und kein Drehmoment überträgt, eine Drehbewegung des Antriebsstrangs formschlüssig zu verhindern.
  • Das Übersetzungsgetriebe besitzt insbesondere ein Übersetzungsverhältnis i von gleich oder größer als 20, bevorzugt ein Übersetzungsverhältnis von 50, besonders bevorzugt ein Übersetzungsverhältnis größer als 100. Das ermöglicht es, mit der formschlüssigen Arretierungseinheit eine nahezu stufenlose Arretierung des Antriebsstrangs zu erreichen.
  • Als das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe kann bspw. ein Schraubgetriebe, insbesondere ein Spindeltrieb oder ein Rollengewindetrieb verwendet werden.
  • Die Antriebseinheit des Aktuators treibt die Antriebsscheibe der Arretierungseinheit durch die eingeleitete Drehbewegung an, wodurch der formschlüssige Eingriff zwischen dem Schieber und dem feststehenden Formschlusselement gelöst und somit die Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit deaktiviert. Die Drehbewegung wird von der Antriebsscheibe auf die Abtriebsscheibe und von dort auf das Übersetzungsgetriebe übertragen. Das Übersetzungsgetriebe überträgt die Drehbewegung auf das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe, das die Drehbewegung in eine translatorische bzw. lineare Bewegung umwandelt, die dazu dient, Bremskörper, bspw. Bremsbacken, der Fahrzeugbremse zu betätigen. Insbesondere ein hohes Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes ermöglicht es in Kombination mit einer formschlüssigen Arretierungseinheit eine nahezu stufenlose Arretierungsfunktion zu gewährleisten. Das bedeutet, dass die Arretierungseinheit eine nahezu stufenlose Arretierung des Antriebsstrangs des Aktuators ermöglicht.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den Figuren. Es zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Arretierungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ohne Antriebsscheibe,
    • 2 eine schematische Darstellung einer Antriebsscheibe der Arretierungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
    • 3 eine schematische Darstellung einer Hälfte einer Arretierungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ohne Antriebsscheibe, und
    • 4 eine schematische Darstellung eines Aktuators einer Fahrzeugbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Arretierungseinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei eine Antriebsscheibe 2 (siehe 2) der Arretierungseinheit 1 nicht dargestellt ist. Die Arretierungseinheit 1 weist eine Abtriebsscheibe 3, zwei Schieber 4 und ein feststehendes Formschlusselement 5 auf.
  • Das feststehende Formschlusselement 5 ist als ein Außenring 6 ausgebildet, der drehfest in einem Gehäuse (nicht dargestellt) der Arretierungseinheit 1 aufgenommen ist. Der Außenring 6 besitzt an seiner Innenumfangsfläche eine Innenverzahnung 7, die dazu eingerichtet ist, mit den Schiebern 4 formschlüssig in Eingriff zu stehen.
  • Die Abtriebsscheibe 3 ist innerhalb des Außenrings 6 im Wesentlichen zentriert, also konzentrisch, zum Außenring 6 angeordnet, wobei ein Außendurchmesser der Abtriebsscheibe 3 kleiner ist als ein Kopfkreisdurchmesser der Innenverzahnung 7, sodass die Antriebsscheibe 3 relativ zum Außenring drehen kann. Darüber hinaus ist die Abtriebsscheibe 3 drehmomentübertragend mit einer Abtriebswelle 8, bspw. einer Welle eines Antriebsstrangs 9 (siehe 4) gekoppelt. Ferner besitzt die Abtriebsscheibe 3 Öffnungen 10, die dazu dienen, die Abtriebsscheibe 3 drehmomentübertragend mit der Antriebsscheibe 2 zu koppeln. Hierfür weist die Antriebsscheibe 2 entsprechend ausgeformte Vorsprünge auf, die hier nicht gezeigt sind.
  • Die zwei Schieber 4 sind an der Antriebsscheibe 3 derart angeordnet, dass sie drehmomentfest mit der Abtriebsscheibe 3 verbunden sind, sich aber in radialer Richtung, hier beispielhaft durch den Pfeil 11 dargestellt, relativ zur Abtriebsscheibe 3 bewegen kann. Hierfür weist die Abtriebsscheibe 3 vorzugsweise 2 im Wesentlichen gleich ausgebildete Platten auf, die konzentrisch, aber in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Dadurch bilden die beiden Platten einen Zwischenraum zwischen sich aus, in dem die Schieber 4 aufgenommen sind. An einem ersten, dem Außenring 6 zugewandten Ende weisen die Schieber 4 jeweils eine Verzahnung 12 auf, die als entsprechende Gegenverzahnung zur Innenverzahnung 7 des Außenrings ausgebildet ist. Um eine Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 umzusetzen, sind die Innenverzahnung 7 des Außenrings 6 und die Verzahnung 12 der Schieber 4 formschlüssig in Eingriff miteinander.
  • An einem zweiten, radial innenliegenden Ende sind die Schieber 4 jeweils durch ein Federelement 13 in Richtung zum Außenring 6 hin vorgespannt. Das bedeutet, wenn keine externe Kraft auf den Schieber 4 einwirkt, befindet sich die Verzahnung 12 mit der Innenverzahnung 7 in formschlüssigen Eingriff. Die Federelemente 13 sind hier beispielhaft jeweils als eine Druckfeder 14 ausgebildet. Darüber hinaus weisen die Schieber 4 jeweils einen pinartig ausgebildeten Mitnehmer 15 auf, der axial in Richtung zur Antriebsscheibe 2 hin vorsteht.
  • Es ist zu beachten, dass auch wenn in der hier gezeigten beispielhaften Ausführungsform zwei Schieber 4 vorgesehen sind, das Vorhandensein eines Schiebers 4 bereits ausreicht, um die Funktion des Arretierungseinheit 1 zu realisieren und sicherzustellen.
  • In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist eine Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 aktiviert, da bedeutet, die Verzahnungen 12 der Schieber 4 sind mit der Innenverzahnung 7 in Eingriff. Dadurch ist eine Drehbewegung der Abtriebsscheibe 3, und somit insbesondere auch eine Drehbewegung der Abtriebswelle 8 unterbunden bzw. gesperrt.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der Antriebsscheibe 2 der Arretierungseinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsscheibe 2 ist als eine Kulissenscheibe 16 ausgebildet, und weist für jeden Schieber 4 jeweils eine Kulisse 17 auf. Die Kulissen 17 sind als Öffnungen 18 ausgebildet und weisen eine vorbestimmte Kontur auf. Die Kulissen 17 sind dabei derart angeordnet, dass jeweils ein Mitnehmer 15 eines Schiebers 4 in die Kulisse 17 vorsteht, also darin aufgenommen ist und durch die Kontur der Kulisse 17 geführt werden kann.
  • Die Antriebsscheibe 2 ist drehmomentübertragend mit einer Antriebswelle 19, bspw. einer Antriebswelle einer Antriebseinheit, wie bspw. einem Elektromotor, gekoppelt. Wenn die Antriebswelle 19 eine Drehbewegung, bspw. in eine Richtung 20 ausführt, wird diese durch die drehfeste Verbindung zwischen der Antriebswelle 19 und der Antriebsscheibe 2 auf die Antriebsscheibe 2 übertragen. Dadurch werden die Mitnehmer 15 von der Kulisse 17 derart geführt, dass sie sich nach radial innen bewegen und somit die Schieber 4 in der in 1 gezeigten radialen Richtung 11 verschieben. So wird der formschlüssige Eingriff zwischen der Verzahnung 12 der Schieber 4 und der Innenverzahnung 7 des Außenrings 6 gelöst. Wenn, wie in 3 gezeigt, die Schieber 4 und der Außenring 6 nicht miteinander in Eingriff sind, kann sich die Abtriebsscheibe 3 relativ zum Außenring 6 drehen. Dadurch kann die Drehbewegung der Antriebswelle 19 über die Antriebsscheibe 2 und die Abtriebsscheibe 3 auf die Abtriebswelle 8 übertragen werden.
  • Die Konturen der Kulissen 17 sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass die Mitnehmer 15, und so die Schieber 4, von einer Drehbewegung der Antriebsscheibe 2 nach radial innen bewegt werden, unabhängig von der Drehrichtung der von der Antriebswelle 19 eingeleiteten Drehbewegung.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Aktuator 20 einer Fahrzeugbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Aktuator 20 besitzt eine Antriebseinheit 21, die hier beispielhaft als ein Elektromotor 22 ausgeführt ist, und den Antriebsstrang 9.
  • Die Antriebseinheit 21 ist unter Zwischenschaltung der Arretierungseinheit 1 drehmomentübertragend mit dem Antriebsstrang 9 gekoppelt, sodass eine von der Antriebseinheit 21 eingeleitete Drehbewegung über die Arretierungseinheit 1 an den Antriebsstrang 9 übertragen wird.
  • Der Antriebsstrang 9 weist ein Übersetzungsgetriebe 23 und ein Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe 24 auf, wobei das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe 24 hier beispielhaft als ein Spindeltrieb 25 ausgeführt ist und dazu eingerichtet ist, eine von dem Übersetzungsgetriebe 23 übertragene Drehbewegung in eine translatorische bzw. lineare Bewegung umzuwandeln. Das dem Übersetzungsgetriebe 23 abgewandte Ende des Spindeltriebs 25 ist dazu ausgelegt eine Bremsbacke 26 der Fahrzeugbremse (nicht dargestellt) zu verschieben, um die Fahrzeugbremse zu betätigen und/oder zu lösen.
  • Das Übersetzungsgetriebe 23 besitzt vorzugsweise ein großes Übersetzungsverhältnis i, insbesondere ein Übersetzungsverhältnis von mindestens i=20, bevorzugt von i=50, besonders bevorzugt von i>100.
  • Wenn der Elektromotor 22 bestromt wird, die Antriebseinheit 21 also aktiv ist, wird von der Antriebswelle 19 eine Drehbewegung eingeleitet, die die Antriebsscheibe 2 der Arretierungseinheit 1 antreibt. Dadurch wird der formschlüssige Eingriff zwischen den Schiebern 4 und dem Außenring 6 gelöst und somit die Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 deaktiviert. Wenn die Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 deaktiviert ist, befindet sich die Arretierungseinheit 1 in einem sogenannten antriebsmomentbehafteten Zustand, in dem die von dem Elektromotor 22 eingeleitete Drehbewegung von der Antriebsscheibe 2 auf die Abtriebsscheibe 3 und von dort über die Abtriebswelle 8, die vorzugsweise eine Welle des Übersetzungsgetriebes 23 ist, auf das Übersetzungsgetriebe 23 übertragen wird. Das Übersetzungsgetriebe 23 überträgt die Drehbewegung auf den Spindeltrieb 25, der die Drehbewegung in eine translatorische bzw. lineare Bewegung umwandelt und so die Bremsbacke 26 betätigt.
  • Wenn der Elektromotor 22 nicht bestromt wird, die Antriebseinheit 21 also inaktiv bzw. deaktiviert ist, wird kein Drehmoment auf die Antriebsscheibe 2 übertragen und die Arretierungseinheit 1 befindet sich in einem sogenannten antriebsmomentfreien Zustand. Dadurch wird keine Kraft auf die Mitnehmer 15 der Schieber 4 aufgebracht und die Schieber 4 durch die Vorspannkraft der Federelemente 13 nach radial außen verschoben, sodass die Schieber 4 und der Außenring 6 einen formschlüssigen Eingriff ausbilden. Dadurch ist die Arretierungsfunktion der Arretierungseinheit 1 aktiviert, und ein Drehen der Abtriebsscheibe 3 relativ zum Außenring 6 ist gesperrt. Da die Abtriebsscheibe 3 drehfest mit der Abtriebswelle 8 gekoppelt ist, blockiert bzw. sperrt der formschlüssige Eingriff ebenfalls ein Drehen der Abtriebswelle 8. Dadurch ist eine Bewegung des Antriebsstrangs 9 blockiert und der Antriebsstrang 9 kann so in der arretierten Position sicher gehalten werden. So kann bspw. verhindert werden, dass sich die Position der Bremsbacke 26 verändert.
  • Eine solche formschlüssige Arretierungseinheit 1 in Kombination mit einem großen Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes 23 ermöglicht es, eine nahezu stufenlose Arretierungsfunktion zu gewährleisten. Das bedeutet, dass die Arretierungseinheit 1 eine nahezu stufenlose Arretierung des Antriebsstrangs 9 des Aktuators 20 ermöglicht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Arretierungseinheit
    2
    Antriebsscheibe
    3
    Abtriebsscheibe
    4
    Schieber
    5
    Formschlusselement
    6
    Außenring
    7
    Innenverzahnung
    8
    Abtriebswelle
    9
    Antriebsstrang
    10
    Öffnung
    11
    radiale Richtung
    12
    Verzahnung
    13
    Federelement
    14
    Druckfeder
    15
    Mitnehmer
    16
    Kulissenscheibe
    17
    Kulisse
    18
    Öffnung
    19
    Antriebswelle
    20
    Aktuator
    21
    Antriebseinheit
    22
    Elektromotor
    23
    Übersetzungsgetriebe
    24
    Rotations-/T ranslations-Umsetzungsgetriebe
    25
    Spindeltrieb
    26
    Bremsbacke

Claims (9)

  1. Arretierungseinheit (1) für einen Aktuator (20) einer Fahrzeugbremse, aufweisend: ein feststehendes Formschlusselement (5, 6), eine Antriebsscheibe (2), die mit einer Antriebseinheit (21, 22) des Aktuators (20) drehmomentübertragend verbindbar ist, eine Abtriebsscheibe (3), die mit einem Antriebsstrang (9) des Aktuators (20) drehmomentübertragend verbindbar ist, und zumindest einen Schieber (4), der drehmomentübertragend und in radialer Richtung (11) verschieblich an der Abtriebsscheibe (3) angeordnet ist, wobei die Antriebsscheibe (2) und die Abtriebsscheibe (3) drehmomentübertragend miteinander gekoppelt sind, wobei der zumindest eine Schieber (4) dazu eingerichtet ist, in einem antriebsmomentfreien Zustand mit dem feststehenden Formschlusselement (5) formschlüssig in Eingriff zu sein, und wobei der zumindest eine Schieber (4) derart mit der Antriebsscheibe (2) gekoppelt ist, dass in einem antriebsmomentbehafteten Zustand ein auf die Antriebsscheibe (2) aufgebrachtes Drehmoment den formschlüssigen Eingriff zwischen dem feststehenden Formschlusselement (5) und dem Schieber (4) öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsscheibe (2) zumindest eine Kulisse (17) aufweist.
  2. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 1, wobei die Antriebsscheibe (2), die Abtriebsscheibe (3) und das feststehende Formschlusselement (5) im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind.
  3. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das feststehende Formschlusselement (5) als ein Außenring (6) mit umlaufender Innenverzahnung (7) ausgebildet ist, der in radialer Richtung (11) nach außen beabstandet zur Abtriebsscheibe (3) angeordnet ist.
  4. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 3, wobei der zumindest eine Schieber (4) an einem radial äußeren Ende eine Gegenverzahnung (12) aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit der Innenverzahnung (7) des Außenrings (6) einen Formschluss auszubilden.
  5. Arretierungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner ein Federelement (13) vorgesehen ist, das den zumindest einen Schieber (4) in radialer Richtung (11) nach außen vorspannt.
  6. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Schieber (4) einen Mitnehmer (15) aufweist, der in der zumindest einen Kulisse (17) der Antriebsscheibe (2) aufgenommen und geführt ist.
  7. Arretierungseinheit (1) nach Anspruch 6, wobei die zumindest eine Kulisse (17) derart ausgebildet ist, dass durch eine Drehbewegung der Antriebsscheibe (2), der zumindest eine Schieber (4) über den Mitnehmer (15) nach radial innen bewegt wird.
  8. Arretierungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kulisse (17) im Wesentlichen eine symmetrische Form aufweist.
  9. Aktuator (20) für eine Fahrzeugbremse, aufweisend: eine Antriebseinheit (21), einen Antriebsstrang (9), der drehmomentübertragend mit der Antriebseinheit (21) gekoppelt ist, und ein Übersetzungsgetriebe (23) und ein Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe (24) aufweist, wobei das Übersetzungsgetriebe (23) dazu eingerichtet ist, eine Drehbewegung der Antriebseinheit (21) in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis auf das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe (24) zu übertragen, wobei das Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe (24) dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung in eine translatorische Bewegung umzuwandeln, um eine Bremsbacke (26) der Fahrzeugbremse translatorisch zu bewegen, und eine Arretierungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die zwischen der Antriebseinheit (21) und dem Antriebsstrang (9) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, in einem antriebsmomentbehafteten Zustand ein Drehmoment der Antriebseinheit (21) auf den Antriebsstrang (9) zu übertragen und in einem antriebsmomentlosen Zustand eine Drehbewegung des Antriebsstrangs (9) formschlüssig zu verhindern.
DE102021103550.3A 2021-02-16 2021-02-16 Arretierungseinheit für Aktuator einer Fahrzeugbremse und einen Aktuator Active DE102021103550B3 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021103550.3A DE102021103550B3 (de) 2021-02-16 2021-02-16 Arretierungseinheit für Aktuator einer Fahrzeugbremse und einen Aktuator
CN202280009748.0A CN116710671A (zh) 2021-02-16 2022-01-17 用于车辆制动器的执行器的锁止单元
PCT/DE2022/100036 WO2022174858A1 (de) 2021-02-16 2022-01-17 Arretierungseinheit für aktuator einer fahrzeugbremse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021103550.3A DE102021103550B3 (de) 2021-02-16 2021-02-16 Arretierungseinheit für Aktuator einer Fahrzeugbremse und einen Aktuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021103550B3 true DE102021103550B3 (de) 2022-03-24

Family

ID=80168176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021103550.3A Active DE102021103550B3 (de) 2021-02-16 2021-02-16 Arretierungseinheit für Aktuator einer Fahrzeugbremse und einen Aktuator

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN116710671A (de)
DE (1) DE102021103550B3 (de)
WO (1) WO2022174858A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19845365A1 (de) 1998-10-02 2000-04-06 Schaeffler Waelzlager Ohg Schaltbares Klemmgesperre

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6010426A (en) * 1997-10-11 2000-01-04 Nakamura; Daijiro Lock device of output shaft
DE102005061791A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-05 Schaeffler Kg Verriegelungseinheit, insbesondere für eine Überlagerungslenkung
DE102007044561C5 (de) * 2007-09-07 2014-05-08 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs
JP5257764B2 (ja) * 2008-09-11 2013-08-07 Ntn株式会社 電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置
JP5282998B2 (ja) * 2008-10-07 2013-09-04 Ntn株式会社 電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置
JP5829394B2 (ja) * 2010-10-20 2015-12-09 Ntn株式会社 電動式直動アクチュエータおよび電動式ディスクブレーキ装置
DE102017120990B3 (de) * 2017-09-12 2018-12-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Klemmgesperre

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19845365A1 (de) 1998-10-02 2000-04-06 Schaeffler Waelzlager Ohg Schaltbares Klemmgesperre

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022174858A1 (de) 2022-08-25
CN116710671A (zh) 2023-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3405693B1 (de) Kupplungsanordnung mit einer kugelrampeneinheit und verfahren zum steuern einer kupplungsanordnung
DE112006002872B4 (de) Arretierender Linearaktuator
DE102009028568B4 (de) Vorrichtung zur Blockierung eines linearen Stellantriebs
DE102015217164A1 (de) Baugruppe mit einer Reibeinrichtung
DE102012205454B4 (de) Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung
DE102015102141B4 (de) Transmitter für ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug, Baugruppe mit Transmitter, Getriebewelle und Gangrad sowie Getriebe
DE102014214297B4 (de) Kupplungsanordnung
DE102015120818B4 (de) Getriebe mit schaltbarem Planetensatz sowie Freilaufkupplung für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug
DE102007045371A1 (de) Lastmomentsperre
EP3682132A1 (de) Freilaufkupplung mit reibungsinduzierter stellkraft
DE102013215849A1 (de) Antriebswandlervorrichtung und Achsgetriebevorrichtung mit einer Antriebswandlervorrichtung
DE102021103550B3 (de) Arretierungseinheit für Aktuator einer Fahrzeugbremse und einen Aktuator
EP2467611B1 (de) Radial wirkende rotationsarretierung
DE102015121705A1 (de) Kupplungsanordnung, insbesondere zum optionalen Verbinden eines Luftverdichters mit einer Antriebseinrichtung
DE102004020863B4 (de) Klauenkupplung und Differentialsperre mit einer solchen
DE102018119970A1 (de) Reibkupplung mit Anti-Klapper-Dämpfer
DE102021128563A1 (de) Nehmerzylinder für eine Getriebeanordnung, Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit einem Nehmerzylinder, Fahrzeug mit der Getriebeanordnung und Verfahren zur Rückstellung eines Ringkolbens des Nehmerzylinders von einer Verdrehstellung in eine Nullstellung
DE102018108331A1 (de) Schiebemuffeneinrichtung für eine Synchronisiereinrichtung zum Schalten von Getriebegängen in einem Kraftfahrzeuggetriebe
DE102016214711A1 (de) Doppelschlingfeder, Rotationseinrichtung und zu aktuierendes System
DE202016104581U1 (de) Feststellbremse
WO2021083788A1 (de) Kegelrad-differentialgetriebe
EP3908765A1 (de) Aktuatoranordnung für eine kupplungsanordnung für einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs
DE102019130423A1 (de) Antriebsstrang
WO2019052635A1 (de) Freilaufkupplung
DE102017113349A1 (de) Fliehkraftkupplung mit spanlos gefertigten Fliehkraftmassen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final