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Die Erfindung betrifft eine Aktorbaugruppe für eine Fahrzeugbremse, mit einem Bremssattel und einem Betätigungsschlitten für einen Bremsbelag, der linear im Bremssattel geführt ist.
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Der Betätigungsschlitten ist wahlweise zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung verfahrbar und dient dazu, einen Bremsbelag zu bewegen. Insbesondere kann der Bremsbelag mittels des Betätigungsschlittens an einen Bremsrotor angelegt werden.
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Zur linearen Führung des Betätigungsschlittens ist in der Regel eine Führungshülse vorgesehen, in welcher der Betätigungsschlitten aufgenommen und linear geführt ist. Die Verwendung einer Führungshülse führt jedoch zu einem erhöhten Aufwand bei der Herstellung der Aktorbaugruppe.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stabile Führung des Betätigungsschlittens auf besonders einfache und kostengünstige Weise zu realisieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Aktorbaugruppe für eine Fahrzeugbremse, mit einem Bremssattel, in dem ein Zwischenraum für einen Bremsrotor gebildet ist, und einem Betätigungsschlitten für einen Bremsbelag, wobei der Betätigungsschlitten wahlweise zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung verfahrbar ist. In dem Bremssattel ist anschließend an den Zwischenraum ein hülsenförmiger Abschnitt mit einer Lauffläche für den Betätigungsschlitten gebildet, wobei der Betätigungsschlitten in dem hülsenförmigen Abschnitt aufgenommen und an der Lauffläche linear geführt ist.
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Erfindungsgemäß ist der hülsenförmige Abschnitt integral im Bremssattel gebildet.
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Indem die Lauffläche für den Betätigungsschlitten in dem Bremssattel gebildet ist, wird der Vorteil erreicht, dass eine separate Führungshülse entfallen kann. Dadurch ist eine Bauteilanzahl reduziert, wodurch sowohl die Fertigungskosten als auch der Montageaufwand reduziert sind.
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Der Bremssattel ist in der Regel ein Gussteil und hat somit die erforderliche Stabilität, um eine stabile Führung des Betätigungsschlittens zu gewährleisten.
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Die Lauffläche des Bremssattels ist bearbeitet, um ein möglichst reibungsarmes Gleiten des Betätigungsschlittens zu ermöglichen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Aktorbaugruppe einen Elektromotor, welcher antriebsmäßig über eine Getriebeeinheit und einen Spindeltrieb mit dem Betätigungsschlitten gekoppelt ist, um den Betätigungsschlitten zwischen der eingefahrenen Stellung und der ausgefahrenen Stellung zu verfahren. Die Aktorbaugruppe ist folglich eine elektromechanische Aktorbaugruppe. Mittels eines Elektromotors lässt sich eine ausreichend große Kraft erzeugen, um einen Bremsbelag mittels des Betätigungsschlittens an einen Bremsrotor anzulegen.
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Der hülsenförmige Abschnitt ist insbesondere zum Zwischenraum hin offen. Der Betätigungsschlitten lässt sich folglich in den Zwischenraum hinein verfahren, um den Bremsbelag, der im Zwischenraum angeordnet ist, zu bewegen.
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In dem Bremssattel ist vorzugsweise im Bereich des hülsenförmigen Abschnitts eine Aussparung vorhanden und ein Drehsicherungselement ragt durch die Aussparung hindurch. Das Drehsicherungselement greift in eine axial verlaufende Nut am Betätigungsschlitten ein. Die Nut verläuft insbesondere in Verschieberichtung des Betätigungsschlittens. Durch das Drehsicherungselement ist der Betätigungsschlitten in dem hülsenförmigen Abschnitt auf einfache Weise drehfest gelagert.
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Beispielsweise ist das Drehsicherungselement eine Schraube, ein Bolzen oder Ähnliches. Derartige Elemente sind kostengünstig und leicht verfügbar.
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Die Aussparung lässt sich besonders einfach durch eine Bohrung von einer Außenseite des Bremssattels in den Innenraum des hülsenförmigen Abschnitts realisieren.
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Der hülsenförmige Abschnitt hat gemäß einer Ausführungsform an einem vom Zwischenraum weg gerichteten Ende eine Wandung, die quer zu einer Bewegungsrichtung des Betätigungsschlittens verläuft, wobei sich der Spindeltrieb axial an der Wandung abstützt. Auf diese Weise wird eine Axialkraft, die sich beim Anlegen des Bremsbelags an den Bremsrotor aufbaut, über den Betätigungsschlitten und den Spindeltrieb auf die Wandung übertragen. Anders ausgedrückt bildet die Wandung ein Gegenlager für den Betätigungsschlitten beim Anlegen des Bremsbelags an den Bremsrotor. Indem das Gegenlager in dem Bremssattel integriert ist, wird eine kompakte Bauweise der Aktorbaugruppe erreicht.
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Die Abstützung an der Wandung kann entweder direkt oder indirekt über ein zusätzliches Lager erfolgen. Die Abstützung über ein zusätzliches Lager hat den Vorteil, dass eine Reibung bei einer Rotation des Spindeltriebs reduziert ist.
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In der Wandung ist insbesondere eine Aussparung vorhanden, wobei sich ein Schaft des Spindeltriebs durch die Aussparung hindurch erstreckt und der Schaft außerhalb des hülsenförmigen Abschnitts mit der Getriebeeinheit gekoppelt ist. Die Aussparung gewährleistet folglich die Zugänglichkeit des Spindeltriebs zu Antriebszwecken.
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Gemäß einer Ausführungsform ist an einer Außenwandung des Bremssattels im Bereich des hülsenförmigen Abschnitts eine Drehsicherungsgeometrie zur formschlüssigen Verbindung des Bremssattels mit einem Rahmenteil einer Trägerbaugruppe gebildet. Eine derartige Drehsicherungsgeometrie ermöglicht eine steife Verbindung zwischen dem Rahmenteil und dem Bremssattel, sodass eine zuverlässige Kraftübertragung auf den Betätigungsschlitten gewährleistet ist.
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An dem Rahmenteil sind insbesondere Befestigungsschnittstellen für den Elektromotor und ein Aufnahmeraum für die Getriebeeinheit gebildet.
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Die Drehsicherungsgeometrie ist vorzugsweise eine Keilwellengeometrie. Der Bremssattel und das Rahmenteil lassen sich dadurch einfach durch eine axiale Steckbewegung miteinander verbinden.
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Am Übergang vom Zwischenraum zum hülsenförmigen Abschnitt kann an einer Innenseite des Bremssattels eine Aussparung für eine Dichtung vorhanden sein. Wenn in die Aussparung eine Dichtung eingesetzt ist, sind die Getriebeeinheit und der Spindelantrieb zum Zwischenraum hin abgedichtet, wodurch vermieden wird, dass Schmutzpartikel oder Abrieb der Bremsbeläge in die Getriebeeinheit gelangt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine erfindungsgemäße Aktorbaugruppe in einer Schnittdarstellung,
- - 2 eine Antriebsbaugruppe der erfindungsgemäßen Aktorbaugruppe, und
- - 3 ein Rahmenteil der erfindungsgemäßen Aktorbaugruppe.
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1 zeigt eine Aktorbaugruppe 10 für eine Fahrzeugbremse.
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Die Aktorbaugruppe 10 umfasst eine als separate Untereinheit montierbare Steuerungsbaugruppe 12 sowie eine als separate Untereinheit montierbare Antriebsbaugruppe 14 (siehe 2).
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Die Steuerungsbaugruppe 12 und die Antriebsbaugruppe 14 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 16 angeordnet.
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Das Gehäuse 16 umfasst ein im Wesentlichen hülsenförmiges Gehäusebasisteil 18 und einen Gehäusedeckel 20, mittels dem das Gehäusebasisteil 18 im montierten Zustand dicht verschlossen ist.
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In der dargestellten Ausführungsform ist auch der Gehäusedeckel 20 im Wesentlichen schalenförmig.
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Sowohl das Gehäusebasisteil 18 als auch der Gehäusedeckel 20 sind aus Kunststoffmaterial hergestellt. Somit ist das Gehäuse 16 insgesamt aus Kunststoffmaterial.
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Des Weiteren umfasst die Aktorbaugruppe 10 einen Bremssattel 15, in dem ein Zwischenraum 17 für einen Bremsrotor 19, d.h. eine Bremsscheibe gebildet ist. Das Gehäuse 16 ist mit seinem, dem Bremsrotor 19 nahen Ende auf den Bremssattel 15 teilweise aufgeschoben.
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Die Antriebsbaugruppe 14 umfasst eine Trägerbaugruppe 22, welche ein plattenförmiges Rahmenteil 24 aufweist, wie es besonders gut in den 2 und 3 zu sehen ist.
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Am plattenförmigen Rahmenteil 24 ist eine erste Befestigungsschnittstelle 26 vorgesehen, an der im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Elektromotor 28 befestigt ist.
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Genauer gesagt ist der Elektromotor 28 über die erste Befestigungsschnittstelle 26 verliersicher mit dem Rahmenteil 24 verbunden. Hierfür ist am Rahmenteil 24 eine Bohrung 30 (siehe 3) vorgesehen, über die der Elektromotor 28 mittels einer Schraube am Rahmenteil 24 befestigt werden kann. Das Rahmenteil 24 nimmt die Kräfte des Elektromotors 28 auf und haltert diesen.
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Darüber hinaus ist eine Zentriereinrichtung 32 (siehe ebenfalls 3) in Form einer Zentrierfläche am Rahmenteil 24 angeordnet. Der Elektromotor 28 kann also hinsichtlich einer Mittelachse 34 der ersten Befestigungsschnittstelle 26 zentriert am Rahmenteil 24 befestigt werden.
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Zudem ist eine Drehsicherungseinrichtung 36 in Form einer Drehsicherungsvertiefung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den Elektromotor 28 an einer Drehung gegenüber dem Rahmenteil 24 zu hindern.
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Zum Einbringen von Drehmoment in die Antriebsbaugruppe 14 ist auf einer Abtriebswelle 38 des Elektromotors 28 ein Abtriebszahnrad 40 angeordnet.
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Am Rahmenteil 24 ist darüber hinaus ein Lagerzapfen 42 vorgesehen, auf dem in der dargestellten Ausführungsform ein Zahnrad 44 gelagert ist, das mit dem Abtriebszahnrad 40 kämmt.
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Außerdem ist am Rahmenteil 24 ein Aufnahmeraum 46 für eine Planetengetriebestufe 48 vorgesehen.
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Dabei ist eine Mittelachse 50 des Aufnahmeraums 46 im Wesentlichen parallel zur Mittelachse 34 der ersten Befestigungsschnittstelle 26 angeordnet.
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Ferner ist am Rahmenteil 24 ein Verstärkungsteil 52 derart befestigt, dass es den Aufnahmeraum 46 bezüglich der Mittelachse 50 axial endseitig überspannt.
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In der dargestellten Ausführungsform ist das Verstärkungsteil 52 im Wesentlichen kreuzförmig.
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Am Verstärkungsteil 52 ist zudem eine Lagerstelle 54 für ein koaxial zur Planetengetriebestufe 48 angeordnetes Zahnrad 56 vorgesehen.
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Das Zahnrad 56 kämmt mit dem Zahnrad 44.
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Folglich ist durch das Zahnrad 44 und das Zahnrad 56 ein Rädergetriebe 58 gebildet, als dessen Eingangsglied das Abtriebszahnrad 40 wirkt.
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Ferner ist das Zahnrad 56 einstückig mit einem Sonnenrad 60 (siehe 1) der Planetengetriebestufe 48 ausgebildet. Auf diese Weise sind das Rädergetriebe 58 und die Planetengetriebestufe 48 antriebsmäßig gekoppelt.
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Die Planetengetriebestufe 48 umfasst außerdem ein Hohlrad 62, das im Wesentlichen entlang eines Innenumfangs des Aufnahmeraums 46 verläuft (siehe 3).
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Antriebsmäßig zwischen dem Sonnenrad 60 und dem Hohlrad 62 sind in der dargestellten Ausführungsform insgesamt drei Planetenräder 64 vorgesehen, wie es besonders gut in 2 zu sehen ist. Diese sind drehbar auf einem Planetenträger 66 gelagert.
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Dabei stellt der Planetenträger 66 ein Abtriebselement der Planetengetriebestufe 48 dar.
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Das Rädergetriebe 58 und die Planetengetriebestufe 48 werden zusammen auch als Getriebeeinheit 67 bezeichnet.
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Das Rahmenteil 24 weist darüber hinaus eine zweite Befestigungsschnittstelle 68 auf, die zur Befestigung des darin aufgenommenen Bremssattels 15 ausgebildet ist. Die Befestigungsschnittstelle 68 ist in 3 zu sehen, die das Rahmenteil 24 in einer perspektivischen Ansicht zeigt.
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Eine Mittelachse der zweiten Befestigungsschnittstelle 68 fällt dabei mit der Mittelachse 50 des Aufnahmeraums 46 zusammen und wird aus diesem Grund mit demselben Bezugszeichen versehen.
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Die zweite Befestigungsschnittstelle 68 hat eine umfangsmäßig um die Mittelachse 50 umlaufende Drehsicherungsgeometrie 74, die durch mehrere umfangsmäßig abwechselnd angeordnete Radialvorsprünge 76 und Radialvertiefungen 78 gebildet ist. Die Drehsicherungsgeometrie 74 ist somit eine Keilwellengeometrie. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind in 3 jeweils nur ein exemplarischer Radialvorsprung 76 und eine exemplarische Radialvertiefung 78 mit einem Bezugszeichen versehen.
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Die Radialvorsprünge 76 und die Radialvertiefungen 78 sind mit einer konstanten Teilung versehen. Das bedeutet, dass in Umfangsrichtung die Radialvertiefungen 78 jeweils gleich lang sind. Auch die Radialvorsprünge 76 sind jeweils in Umfangsrichtung gleich lang. Darüber hinaus ist eine radiale Höhe der Radialvorsprünge 76 konstant.
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Auf diese Weise ist eine Drehsicherungseinrichtung 80 der zweiten Befestigungsschnittstelle 68 gebildet.
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Am mit der zweiten Befestigungsschnittstelle 68 zu koppelnden Ende des Bremssattels 15 ist eine komplementäre Drehsicherungsgeometrie 82 vorgesehen, insbesondere ebenfalls eine Keilwellengeometrie.
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Der Bremssattel 15 lässt sich folglich entlang der Mittelachse 50 in die Drehsicherungsgeometrie 74 der zweiten Befestigungsschnittstelle 68 einschieben und ist dort formschlüssig, drehfest gehalten.
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Der Bremssattel 15 umfasst, wie in 1 gezeigt, neben dem Zwischenraum 17 für den Bremsrotor 19 einen hülsenförmigen Abschnitt 70.
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Die Drehsicherungsgeometrie 82 ist an einer Außenwandung 83 des Bremssattels 15 im Bereich des hülsenförmigen Abschnitts 70 gebildet.
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Der hülsenförmige Abschnitt 70 ist zum Zwischenraum 17 hin offen.
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Im Inneren des hülsenförmigen Abschnitts 70 ist ein Spindeltrieb 72 aufgenommen.
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Dieser umfasst eine Spindel 84, die vorliegend als Kugelumlaufspindel gestaltet ist.
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Die Spindel 84 ist dabei über einen Verzahnungsabschnitt 86 mit dem Planetenträger 66 drehfest verbunden (siehe 1).
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Somit kann der Spindeltrieb 72 mittels des Elektromotors 28 angetrieben werden. Im Detail ist der Elektromotor 28 über das Rädergetriebe 58 und die Planetengetriebestufe 48 antriebsmäßig mit dem Spindeltrieb 72 gekoppelt.
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Auf der Spindel 84 ist ein Betätigungsschlitten 88 gelagert, der insbesondere als kolbenförmig gestaltete Spindelmutter ausgebildet ist. Der Betätigungsschlitten 88 ist folglich ebenfalls in dem hülsenförmigen Abschnitt 70 aufgenommen.
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Eine Drehung der Spindel 84 bewirkt dabei eine axiale Verlagerung des Betätigungsschlittens 88 entlang der Mittelachse 50.
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Dabei ist der Betätigungsschlitten 88 entlang der Mittelachse 50 an einer Lauffläche 90 geführt, wobei die Lauffläche 90 an einer Innenseite des hülsenförmigen Abschnitts 70 gebildet ist. Die Lauffläche 90 entspricht im Wesentlichen einer den Innenumfang des hülsenförmigen Abschnitts 70 bildenden Zylindermantelfläche.
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Der Betätigungsschlitten 88 dient zum Anlegen eines ersten Bremsbelags 96 einer Bremszangenbaugruppe 98 an den Bremsrotor 19. Das heißt, der erste Bremsbelag 96 kann mittels der Aktorbaugruppe 10 aktiv auf einen Bremsrotor 19, der in der dargestellten Ausführungsform als Bremsscheibe ausgebildet ist, zu bewegt werden.
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Im Detail wird der Betätigungsschlitten 88 mittels des Elektromotors 28 über das Rädergetriebe 58, die Planetengetriebestufe 48 und den Spindeltrieb 72 wahlweise in eine ausgefahrene Stellung überführt, die dem Anlegen des ersten Bremsbelags 96 an den Bremsrotor 19 zugeordnet ist.
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Aufgrund der innerhalb der Aktorbaugruppe 10 und der Bremszangenbaugruppe 98 wirkenden Reaktionskräfte wird dadurch auch ein zweiter Bremsbelag 102 an den Bremsrotor 19 angelegt.
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Es versteht sich, dass der Betätigungsschlitten 88 in gleicher Weise durch Betreiben des Elektromotors 28 in eine eingefahrene Stellung verfahren werden kann, die einem Abheben des ersten Bremsbelags 96 und des zweiten Bremsbelags 102 vom Bremsrotor 19 zugeordnet ist.
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Vorliegend ist die Aktorbaugruppe 10 selbsthemmungsfrei ausgeführt, sodass sich der Betätigungsschlitten 88 aufgrund systemimmanenter Elastizitäten auch selbstständig in die eingefahrene Stellung zurückverlagert, wenn er nicht mehr aktiv mittels des Elektromotors 28 in die ausgefahrene Stellung beaufschlagt ist.
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Um die entstehenden Gegenkräfte bei einer Betätigung der Bremszangenbaugruppe 98 aufzunehmen, hat der hülsenförmige Abschnitt 70 an einem vom Zwischenraum 17 weg gerichteten Ende eine Wandung 104, die quer zu einer Bewegungsrichtung des Betätigungsschlittens 88 verläuft.
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Der Spindeltrieb 72 stützt sich axial an der Wandung 104 ab, insbesondere über ein Lager 106.
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In der Wandung 104 eine Aussparung 108 vorhanden, durch die sich ein Schaft 110 des Spindeltriebs 72 hindurch erstreckt.
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An dem Schaft 110 ist der Verzahnungsabschnitt 86 gebildet.
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Der Schaft 110 ist außerhalb des hülsenförmigen Abschnitts 70 mit der Getriebeeinheit 67 gekoppelt.
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Am Übergang vom Zwischenraum 17 zum hülsenförmigen Abschnitt 70 ist an einer Innenseite des Bremssattels 15 eine Aussparung 112 für eine Dichtung 114 vorhanden.
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Die Dichtung 114 ist balgartig ausgebildet und neben dem Bremssattel 15 auch am Betätigungsschlitten 88 gehalten, sodass die Dichtung 114 bei einer Verschiebung des Betätigungsschlittens 88 auseinandergezogen bzw. gestaucht wird.
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Des Weiteren ist im Bremssattel 15 im Bereich des hülsenförmigen Abschnitts 70 eine Aussparung 116 vorhanden. In die Aussparung 116 ist ein Drehsicherungselement 118 eingesetzt, welches durch die Aussparung 116 hindurchragt und in eine axial verlaufende Nut 120 am Betätigungsschlitten 88 eingreift.
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Im Ausführungsbeispiel ist das Drehsicherungselement 118 eine Schraube, die in eine Gewindebohrung eingeschraubt ist, welche die Aussparung 116 bildet.
