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Die Erfindung betrifft eine Aktorbaugruppe für eine insbesondere elektromechanische Fahrzeugbremse mit einer Trägerbaugruppe, die ein Rahmenteil hat, und einem Führungsteil, das in dem Rahmenteil aufgenommen ist und in dem ein Betätigungsschlitten für einen Bremsbelag linear verschiebbar gelagert ist. Ferner betrifft die Erfindung eine elektromechanische Bremse.
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Der Betätigungsschlitten einer Bremse ist wahlweise zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung verfahrbar und dient dazu, einen Bremsbelag an einen Bremsrotor anzulegen.
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Zur linearen Führung des Betätigungsschlittens ist in der Regel ein Führungsteil vorgesehen, in welchem der Betätigungsschlitten aufgenommen und linear geführt ist.
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Um eine zuverlässige Kraftübertragung auf den Betätigungsschlitten zu gewährleisten, muss die Verbindung zwischen dem Rahmenteil und dem Führungsteil möglichst steif ausgebildet sein.
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Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Verbindung zwischen einem Rahmenteil und einem Führungsteil einer Aktorbaugruppe anzugeben, die ausreichend steif für eine zuverlässige Kraftübertragung und zudem einfach herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Aktorbaugruppe für eine Fahrzeugbremse, mit einer Trägerbaugruppe, die ein Rahmenteil hat, und einem Führungsteil, in dem ein Betätigungsschlitten für einen Bremsbelag linear verschiebbar gelagert ist, wobei das Führungsteil eine Drehsicherungsgeometrie hat, mittels der das Führungsteil formschlüssig und drehfest im Rahmenteil aufgenommen ist.
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Die erfindungsgemäße Aktorbaugruppe hat den Vorteil, dass die Verbindung zwischen dem Rahmenteil und dem Führungsteil besonders steif ist. Dadurch ist eine stabile Führung des Bremsschlittens sowie eine zuverlässige Kraftübertragung auf den Betätigungsschlitten gewährleistet. Insbesondere wird vermieden, dass es zwischen dem Rahmenteil und dem Führungsteil zu einer Relativbewegung kommt, insbesondere einer Dreh- oder Kippbewegung.
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Die formschlüssige, drehfeste Verbindung ist vorzugsweise eine Welle-Nabe-Verbindung, insbesondere eine Keilwellenverbindung. Eine Welle-Nabe-Verbindung ist einfach herstellbar und ermöglicht einen Formschluss auf einfache und zuverlässige Art und Weise. Bei einer Keilwellenverbindung wird zudem der Vorteil erreicht, dass sich das Führungsteil und das Rahmenteil durch eine axiale Steckbewegung einfach miteinander verbinden lassen.
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Statt einer Keilwellenverbindung sind auch eine Polygonverbindung oder eine Kerbverzahnung denkbar sowie andere Drehmomente übertragende Verbindungen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Aktorbaugruppe einen Bremssattel und das Führungsteil ist eine Lagerhülse, die im Bremssattel aufgenommen ist. Das heißt, das Führungsteil lässt sich separat vom Bremssattel herstellen, wodurch für das Führungsteil ein anderes Material gewählt werden kann als für den Bremssattel, zum Beispiel ein Material mit besonders guten Gleiteigenschaften. Dadurch kann eine Bearbeitung der Lauffläche entfallen.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfasst die Aktorbaugruppe einen Bremssattel und das Führungsteil ist ein hülsenförmiger Abschnitt des Bremssattels. Das heißt, der hülsenförmige Abschnitt ist einteilig mit dem Bremssattel ausgebildet. Hierbei wird im Vergleich zu einem zweiteiligen Design mit separater Lagerhülse der Vorteil erreicht, dass weniger Bauteile erforderlich sind und die Montage dadurch vereinfacht ist.
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In dem Bremssattel ist beispielsweise ein Zwischenraum für einen Bremsrotor vorhanden, wobei das Führungsteil zum Zwischenraum hin offen ist, sodass der Betätigungsschlitten in den Zwischenraum hinein verfahrbar ist. Somit lässt sich mittels des Betätigungsschlittens der Bremsbelag, der im Zwischenraum angeordnet ist, bewegen.
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Insbesondere ist der Betätigungsschlitten zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung verfahrbar.
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An dem Rahmenteil kann eine Befestigungsschnittstelle für einen Elektromotor ausgebildet sein. Somit kann auf eine separate Halterung für den Elektromotor verzichtet werden und die Aktorbaugruppe kann kompakt aufgebaut sein.
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Des Weiteren kann in dem Rahmenteil ein Aufnahmeraum für eine Getriebeeinheit geformt sein. Dies trägt ebenfalls zu einer kompakten Bauweise der Aktorbaugruppe bei.
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Das Rahmenteil kann folglich den Elektromotor samt Getriebe aufnehmen und deren Kräfte aufnehmen.
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Die Aktorbaugruppe umfasst insbesondere eine Getriebeeinheit, die einen Spindeltrieb antreibt, auf dem der Betätigungsschlitten gelagert ist, derart, dass eine Drehung des Spindeltriebs eine axiale Verlagerung des Betätigungsschlittens bewirkt. Mittels einer derartigen Anordnung lässt sich besonders einfach eine Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung übersetzen.
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Der Elektromotor ist insbesondere antriebsmäßig über die Getriebeeinheit und den Spindeltrieb mit dem Betätigungsschlitten gekoppelt, 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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Vorzugsweise ist der Betätigungsschlitten in dem Führungsteil mittels eines Drehsicherungselements drehsicher geführt. Dies trägt zu einer besonders stabilen Führung des Betätigungsschlittens bei. Insbesondere wird dadurch, dass eine Rotation des Betätigungsschlittens verhindert ist, gewährleistet, dass eine Rotationsbewegung des Spindeltriebs vollständig in eine Linearbewegung des Betätigungsschlittens übersetzt wird.
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Ferner betrifft die Erfindung eine elektromechanische Bremse mit einer Aktorbaugruppe nach der Erfindung sowie einem dadurch verzögerbaren Bremsrotor.
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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 elektromechanische Bremse mit einer erfindungsgemäßen Aktorbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung,
- - 2 eine Antriebsbaugruppe der erfindungsgemäßen Aktorbaugruppe aus 1,
- - 3 eine Trägerbaugruppe der Antriebsbaugruppe aus 2 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, und
- - 4 eine erfindungsgemäße Aktorbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Schnittdarstellung.
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1 zeigt eine Aktorbaugruppe 10 als Teil einer elektromechanischen 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 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 dem 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, welches in 2 gezeigt ist.
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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 eines Führungsteils 70 für einen Spindeltrieb 72 ausgebildet ist.
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Das Führungsteil 70 ist im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 eine Lagerhülse, die im Bremssattel 15 aufgenommen ist. Beispielsweise ist die Lagerhülse in dem Bremssattel verpresst oder mit diesem verschweißt.
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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 Welle-Nabe-Verbindung, im Ausführungsbeispiel 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 Führungsteils 70 ist eine komplementäre Drehsicherungsgeometrie 82 vorgesehen, sodass das Führungsteil 70 entlang der Mittelachse 50 in die Drehsicherungsgeometrie 74 der zweiten Befestigungsschnittstelle 68 eingeschoben werden kann und dort formschlüssig, drehfest gehalten ist. Die Drehsicherungsgeometrie ist ebenfalls eine Keilwellengeometrie.
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Im Inneren des Führungsteils 70 ist der Spindeltrieb 72 aufgenommen.
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Dieser umfasst eine Spindel 84, die vorliegend als Kugelumlaufspindel gestaltet ist (siehe insbesondere 1 und 2).
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Die Spindel 84 ist dabei über den Verzahnungsabschnitt 86 mit dem Planetenträger 66 drehfest verbunden.
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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.
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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 Führungsteils 70 gebildet ist. Die Lauffläche 90 entspricht im Wesentlichen einer den Innenumfang des Führungsteils 70 bildenden Zylindermantelfläche. Anders ausgedrückt ist der Betätigungsschlitten 88 in dem Führungsteil linear verschiebbar gelagert.
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Ferner ist der Betätigungsschlitten 88 mittels einer Drehsicherungseinrichtung 92, die als Langloch an dem Führungsteil 70 ausgebildet ist, an einer Relativdrehung um die Mittelachse 50 gehindert. Hierzu ist an dem Betätigungsschlitten 88 ein Drehsicherungselement 94 angebracht, das in das Langloch eingreift (siehe 1). Das Drehsicherungselement 94 ist im Ausführungsbeispiel ein Radialfortsatz.
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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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4 zeigt eine Aktorbaugruppe 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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Für gleiche Strukturen mit gleichen Funktionen, die von der obigen Ausführungsform bekannt sind, werden im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet und es wird insoweit auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen, wobei nachfolgend auf die Unterschiede der jeweiligen Ausführungsformen eingegangen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Die Aktorbaugruppe 10 gemäß 4 unterscheidet sich von der Aktorbaugruppe 10 gemäß den 1 bis 3 dadurch, dass das Führungsteil 70 nicht als separate Lagerhülse ausgebildet ist, sondern integral im Bremssattel 15 ausgebildet ist.
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Genau gesagt ist das Führungsteil 70 durch einen hülsenförmigen Abschnitt des Bremssattels 15 gebildet.
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Entsprechend ist die Drehsicherungsgeometrie 82 am Bremssattel 15 ausgebildet, und zwar an einer Außenwandung 83 des Bremssattels im Bereich des hülsenförmigen Abschnitts 70.
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Darüber hinaus unterscheidet sich auch die Drehsicherungseinrichtung 92.
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Insbesondere ist im Bremssattel 15 im Bereich des Führungsteils 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.
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Beide Ausführungsformen haben gemeinsam, dass das Führungsteil 70 zum Zwischenraum 17 hin offen ist, sodass der Betätigungsschlitten 88 in den Zwischenraum 17 hinein verfahrbar ist.
