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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugbremsenaktor und eine elektromechanische Bremse.
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Bei elektromechanischen Bremsen wird durch einen elektromotorisch über einen Spindeltrieb angetriebenen Bremskolben eine Zuspannkraft bewirkt, mittels der entsprechende Reibbeläge mit der Bremsscheibe in Eingriff gebracht werden. Die Zuspannkraft wird dabei durch eine Verschieblichkeit des Bremskolbens bewirkt. In Folge der bereitgestellten Zuspannkraft tritt eine Reaktionskraft in entgegengesetzter Richtung auf, die durch eine Kraftabstützvorrichtung der Bremse aufgenommen werden muss. Das bedeutet, dass ein Bremsenaktor vorgesehen werden muss, der einerseits eine Verschieblichkeit des Bremskolbens gewährleistet, der andererseits aber die in Folge der Zuspannkraft auftretende Reaktionskraft aufnehmen kann. Um diese unterschiedlichen Funktionalitäten zu gewährleisten, weisen bekannte Bremsenaktoren eine Vielzahl an Einzelkomponenten auf, die separat montiert werden müssen. Dadurch ist der Herstellungsaufwand des Bremsenaktors und der Bremse hoch.
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Es besteht daher ein Bedürfnis, die Nachteile des Stands der Technik auszuräumen oder zumindest zu verringern.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, von denen jeder für sich oder in (Sub-)Kombination Aspekte der Offenbarung darstellen kann. Einige Aspekte werden im Hinblick auf verschiedene Varianten erläutert. Die Merkmale sind aber wechselseitig zu übertragen.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Fahrzeugbremsenaktor für eine elektromechanische Bremse bereitgestellt. Der Fahrzeugbremsenaktor umfasst ein Bremsgehäuse, einen im Bremsgehäuse angeordneten Spindeltrieb mit einer Spindel sowie eine auf der Spindel gelagerten Spindelmutter und einem Bremskolben und eine Topfhülse. Der Bremskolben ist zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung durch die Spindelmutter verfahrbar, um einen Bremsbelag an einen Bremsrotor anzulegen. Die Topfhülse weist einen Innenraum auf, in dem der Bremskolben zumindest teilweise axial verschieblich geführt ist. Die Topfhülse hat einen Boden und ist in ihrer Längsrichtung in das Bremsgehäuse eingeschoben und darin radial gelagert.
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Der Spindeltrieb ist dazu eingerichtet, eine lineare Verschieblichkeit des Bremskolbens gegenüber der Spindel zu gewährleisten. Mittels des Spieltriebs kann der als Spindelmutter wirkende Bremskolben in axialer Richtung verfahren werden. So kann der Bremskolben zumindest einen Bremsbelag der Bremse mit einer Zuspannkraft beaufschlagen, sodass ein Reibschluss mit einer Bremsscheibe generiert werden kann. Das bedeutet, dass die Spindel um die Rotationsachse rotiert werden kann, und dass diese Rotation eine translatorische Bewegung des Bremskolbens entlang der axialen Richtung bewirkt, um Zuspannkräfte für zumindest einen Bremsbelag bereitzustellen. Infolge der erzeugten Zuspannkräfte treten entgegengesetzt orientierte Reaktionskräfte auf, die generell außermittenmäßige Kraftanteile aufweisen.
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Der so eingerichtete Fahrzeugbremsenaktor schafft mittels der Topfhülse eine vormontierbare Unterbaugruppe der Bremse, die in sich abgeschlossen und gegenüber anderen Komponenten der Bremse abgegrenzt ist. Zum Beispiel kann die Topfhülse auch gewährleisten, dass der Fahrzeugbremsenaktor gegenüber anderen Komponenten der Bremse abgedichtet werden kann.
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Zusätzlich kann der Fahrzeugbremsenaktor durch die Topfhülse in einem einzelnen Montageschritt als Ganzes in dem Bremsgehäuse der Bremse montiert werden. Dabei wird der Fahrzeugbremsenaktor durch einfaches Einschieben in das Bremsgehäuse montiert und anschließend darin gelagert. So ist der Herstellungsaufwand reduziert.
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Außerdem wird durch die Doppelfunktionalität des Bremskolbens in radialer Richtung relativ zur Rotationsachse der Spindel radialer Bauraum eingespart. Die Einsparung des radialen Bauraums ermöglicht, eine Topfhülse vorzusehen, die eine Abgeschlossenheit des Fahrzeugbremsenaktors gewährleistet. Ferner ermöglicht die Einsparung des radialen Bauraums, den Kerndurchmesser eines Gewindes der Spindelmutter in radialer Richtung zu vergrößern. Insbesondere kann der Kerndurchmesser vergrößert werden, ohne dass dies eine Vergrößerung des für die Bremse insgesamt benötigten Bauraums entlang der radialen Richtung verursachen würde.
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Die Vergrößerung des Kerndurchmessers führt dazu, dass der Kraftangriffspunkt für außermittige Kraftanteile der Reaktionskräfte, die in Folge der Zuspannkräfte auftreten, in radialer Richtung nach außen verlagert wird. Dadurch werden die außermittenmäßigen Kraftanteile in ihrer Wirkung abgeschwächt. Dies bewirkt unmittelbar eine Stabilisierung der Orientierung und Lagerung der Komponenten des Fahrzeugbremsenaktors. Insgesamt ermöglicht der so eingerichtete Fahrzeugbremsenaktor eine verbesserte Kraftbeaufschlagung des Bremskolbens und damit des Bremsbelags der Bremse und einen verringerten Verschleiß.
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Die Topfhülse umfasst neben dem Boden eine Seitenwand. In dem Innenraum der Topfhülse ist der Bremskolben zumindest teilweise aufgenommen. Der Innenraum ist durch ein von der Seitenwand und dem Boden der Topfhülse eingeschlossenes freies Innenvolumen definiert, das durch die Seitenwand und den Boden begrenzt wird. Da der Bremskolben entlang der axialen Richtung verfahrbar ist, kann er generell auch nur teilweise in dem Innenraum der Topfhülse angeordnet sein, und sich zumindest teilweise darüber hinaus erstrecken.
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Bevorzugt ist der Boden der Topfhülse eingerichtet, um die infolge der Zuspannkräfte auftretenden Reaktionskräfte aufzunehmen. Vom Boden der Topfhülse ausgehend können die aufgenommenen Reaktionskräfte dann weiter übertragen werden.
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Optional ist die Topfhülse in dem Bremsgehäuse des Fahrzeugbremsenaktors verdrehsicher angeordnet. Beispielsweise kann ein Formschluss zwischen dem Bremsgehäuse und der Topfhülse vorgesehen sein, der eine Verdrehung der Topfhülse gegenüber dem Bremsgehäuse unterbindet.
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Der zur Verdrehsicherung der Topfhülse vorgesehene Formschluss kann eine Nut-Feder-Verbindung oder eine Tangential-Stift-Verbindung aufweisen.
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Alternativ oder kumulativ kann die Topfhülse in dem Bremsgehäuse auch radial eingepresst sein. Dadurch wird ebenfalls eine Verdrehsicherung der Topfhülse bezüglich des Bremsgehäuses gewährleistet.
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Optional sind die Topfhülse und der Bremskolben im Bremsgehäuse untergebracht. Die Topfhülse weist einen axialen Anschlag auf, mit dem sie sich beim Betätigen der Bremse, insbesondere beim Schließen und/oder beim Öffnen der Bremse, am Bremsgehäuse abstützt. Dadurch können die Reaktionskräfte, ausgehend vom Boden der Topfhülse über die Seitenwand der Topfhülse auf das Bremsgehäuse übertragen werden. Somit wirkt das gesamte Bremsgehäuse als Kraftabstützvorrichtung bezüglich der abzufangenden Reaktionskräfte.
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Unter einem „Schließen“ ist ein Betätigen der Bremse zu verstehen, bei dem die Zuspannkraft zumindest phasenweise erhöht wird; unter einem „Öffnen“ ist ein Betätigen der Bremse zu verstehen, bei dem die Zuspannkraft zumindest phasenweise zurückgenommen wird. Dabei kann ein Betätigen der Bremse aufeinanderfolgende Phasen des „Schließens“ und „Öffnens“ umfassen, beispielsweise im Rahmen einer Antiblockier-Regelung.
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Optional ist der Anschlag ein an der Topfhülse angeformter radialer Absatz oder ein an der Topfhülse angebrachtes Befestigungsmittel.
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Insbesondere kann der radiale Absatz integral mit einer Seitenwand der Topfhülse sein.
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Bevorzugt umfasst das Befestigungsmittel einen Sprengring. Der Sprengring kann beispielsweise in einer Radialnut der Topfhülse angeordnet sein. Der Sprengring kann auch mehrlagig sein.
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Optional stützt sich die Spindel beim Betätigen der Bremse axial am Boden der Topfhülse ab. So kann gewährleistet werden, dass die Reaktionskraft von der Spindel über den Boden der Topfhülse und deren Seitenwand auf das Bremsgehäuse übermittelt wird.
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Beispielsweise ist zwischen dem Boden der Topfhülse und der Spindel ein Spindellager mit einer Lagerkontaktfläche angeordnet, das eingerichtet ist, axiale Reaktionskräfte beim Betätigen der Bremse aufzunehmen. Das Spindellager ermöglicht auch, außermittenmäßige Kraftanteile der Reaktionskraft zu kompensieren.
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Beispielsweise weist das Spindellager eine Rotationssymmetrie auf. Dadurch kann das Spindellager bezüglich der Rotationsachse der Spindel allseitig gleich ausgeführt sein.
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Besonders bevorzugt ist die Lagerkontaktfläche des Spindellagers sphärisch geformt.
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Unter einer sphärischen Lagerkontaktfläche ist insbesondere eine Lagerfläche zu verstehen, die eine sphärische Kontur aufweist. Insbesondere kann die sphärische Lagerkontaktfläche konvex oder konkav geformt sein. Durch die Krümmung der sphärischen Lagerkontaktfläche wird dann eine Rückstellkraft in Richtung der Rotationsachse der Spindel bewirkt. Dabei gewährleistet die sphärische Kontur, dass die Rückstellkraft mit zunehmendem Abstand des Kraftangriffspunkts von der Drehachse der Spindel zunimmt. Das bedeutet, dass bei geeigneter Wahl des Kraftangriffspunkts größere Rückstellkräfte bewirkt werden, die die Spindel in eine Orientierung entlang der Rotationsachse zwingen.
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Bevorzugt umfasst die Spindel bremsbelagseitig einen im Querschnitt verdickten Schaftabschnitt, der am Außenmantel den Getriebegang des Spindeltriebs aufweist. Ferner weist die Spindel einen im Vergleich dazu im Querschnitt kleineren Antriebswellenfortsatz auf, sowie einen Übergangsabschnitt zwischen dem Schaftabschnitt und dem Antriebswellenfortsatz. Das Spindellager liegt an einer durch den Übergangsabschnitt bereitgestellten Kontaktfläche an. In anderen Worten variiert die radiale Ausdehnung der Spindel entlang der axialen Richtung, und zwar derart, dass die Spindel eine vergleichsweise geringe radiale Ausdehnung am dem, dem Bremsbelag entgegengesetzten Ende, aufweist, und eine vergleichsweise große radiale Ausdehnung am bremsbelagseitigen Ende. Da der Übergangsabschnitt der Spindel zwischen diesen Abschnitten angeordnet ist und eine Verjüngung der Spindel bezüglich der radialen Ausdehnung darstellt, kann die Außenoberfläche des Übergangsabschnitts vorteilhaft für einen Kontakt mit dem Spindellager genutzt werden.
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Die Kontaktfläche des Übergangsabschnitts der Spindel kann insbesondere rotationssymmetrisch sein.
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Bevorzugt ist die Kontaktfläche des Übergangsabschnitts der Spindel sphärisch geformt und korrespondierend zur Lagerkontaktfläche des Spindellagers.
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Dadurch, dass der Kontakt zwischen der Spindel und dem Spindellager im Bereich des Übergangsabschnitts der Spindel vorgesehen ist, begrenzt das Spindellager den verdickten Schaftabschnitt in Richtung des Antriebswellenfortsatzes. Sofern der Kerndurchmesser des verdickten Schaftabschnitts kleiner ist als der Außendurchmesser des Spindellagers, wird durch das Spindellager gewährleistet, dass ein gesonderter Gewindeauslauf des Spindeltriebs in Richtung des Übergangsabschnitts vermieden werden kann. Dadurch lassen sich gerade bei großen Gewindesteigungen des Spindeltriebs Längenvorteile entlang der axialen Richtung verwirklichen. Ferner wird der Fertigungsaufwand des Fahrzeugbremsenaktors verringert.
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Optional ist das Spindellager ein Axiallager, über das die axialen Reaktionskräfte der Spindel aufgenommen werden. Das Axiallager kann insbesondere ein Axialwälzlager umfassen. Das Axiallager gewährleistet die Rotierbarkeit der Spindel gegenüber der Topfhülse, ohne dass dabei ein erhöhtes Reibmoment auftritt.
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Das Spindellager kann insbesondere auf der der sphärischen Lagerkontaktfläche entgegengesetzten Seite eine planare Kontaktfläche an einem Lagerring aufweisen, mit dem es sich an den angrenzenden Wälzkörpern axial abstützt. Dadurch gewährleistet das Spindellager mit der sphärischen Lagerkontaktfläche und der entgegengesetzten, planaren Kontaktfläche einen möglichst gleichmäßigen Kontaktzwischen den Wälzkörpern und dem Lagerring, weil die Rotationsfreiheitsgrade quer zur Rotationsachse der Spindel nicht entzogen werden und somit mikro- und makroskopische Winkelversatze, bzw. außermittige Krafteinwirkungen kompensiert werden können.
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Die sphärische Lagerkontaktfläche des Spindellagers und/oder die komplementäre Kontaktfläche am Übergangsabschnitt können insbesondere konvex oder konkav geformt sein.
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Vorteilhaft ist eine der beiden Kontaktflächen, also entweder die sphärische Lagerkontaktfläche des Spindellagers oder die komplementäre Kontaktfläche des Übergangsabschnitts, konvex geformt, während die andere der beiden Kontaktflächen konkav geformt ist.
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Optional weist die sphärische Lagerkontaktfläche des Spindellagers einen ersten Krümmungsradius auf und die komplementäre Kontaktfläche des Übergangsabschnitts einen zweiten Krümmungsradius. Vorteilhaft sind der erste Krümmungsradius und der zweite Krümmungsradius unterschiedlich. Das führt zu einem Linienkontakt (Kreislinie) zwischen der komplementären Kontaktfläche und der Lagerkontaktfläche, insbesondere im nicht-kraftbeaufschlagten Fall. Wird die Zuspannkraft erzeugt und treten deshalb die Reaktionskräfte auf, so bildet sich, ausgehend von dem Linienkontakt, bei zunehmender Kraft infolge elastischer Abplattungen der Oberflächen ein Flächenkontakt zwischen den Kontaktflächen aus. Zwischen den Kontaktflächen liegt also eine Schmiegung vor. So kann gewährleistet werden, dass die zentrierende Wirkung mit zunehmender Kraft stärker bewirkt wird.
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Bevorzugt weist zumindest ein erstes Zentrum des ersten oder des zweiten Krümmungsradius einen radialen Versatz relativ zu der jeweiligen Rotationsachse (Spindellager oder Spindel) auf. Durch den radialen Versatz wird die Kreislinie, die den Kontakt zwischen der sphärischen Lagerkontaktfläche und der komplementären Kontaktfläche des Übergangsabschnitts beschreibt, relativ zur Rotationsachse der Spindel bezüglich ihres Durchmessers in radialer Richtung vergrößert. Zudem wird auch der Kontaktwinkel zwischen den Kontaktflächen vergrößert. Eine Vergrößerung des Kontaktwinkels und des Durchmessers der Kreiskurve reduzieren die Kontaktpressung in der Kontaktzone. Dadurch wird der Verschleiß vorteilhaft verringert.
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Optional können auch beide Zentren des ersten und des zweiten Krümmungsradius einen radialen Versatz relativ zur Rotationsachse der Spindel aufweisen. Dadurch kann die Kreislinie, die den Kontakt beschreibt, zusätzlich bedarfsgerecht angepasst werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform stützt sich das als Axiallager ausgebildete Spindellager am Boden der Topfhülse ab. Die Topfhülse ist derart orientiert, dass das offene Ende in Richtung der Bremsscheibe und des Bremsbelags angeordnet ist, also bremsbelagseitig, und dass der Boden der Topfhülse in axialer Richtung entgegengesetzt dazu angeordnet ist. Das bedeutet, dass die erzeugten Zuspannkräfte in axialer Richtung entlang des offenen Endes der Topfhülse wirken, während die in der Folge auftretenden Reaktionskräfte in Richtung des Bodens wirken. Dadurch, dass sich das Axiallager am Boden abstützt, ist das Axiallager somit entlang der Wirkungsrichtung der Reaktionskräfte zwischen dem Boden und der Spindel angeordnet. Dadurch kann das Axiallager die Reaktionskräfte besonders gut aufnehmen.
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Besonders bevorzugt weist der Boden der Topfhülse ein Hochplateau auf, das sich ausgehend vom Boden axial in Richtung des Bremsrotors erstreckt. Dadurch können das Spindellager weiter ins Innere des Bremskolbens positioniert werden. So kann die Axiallänge eines Bremssattel der Bremse verkürzt werden. Dadurch kann der in axialer Richtung benötigte Bauraum reduziert werden.
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Bevorzugt ist axial zwischen dem Boden der Topfhülse und den Wälzkörpern des Spindellagers eine Lagerscheibe angeordnet, die durch Reibschluss und/oder Formschluss verdrehgesichert in der Topfhülse eingepresst ist. Die Topfhülse stellt aufgrund ihrer Geometrie ein komplexeres Bauteil als die Lagerscheibe dar. Durch die Lagerscheibe kann der Boden der Topfhülse vor Beschädigungen durch das Axiallager geschützt werden (wenn dieses in unmittelbarem Kontakt mit dem Boden stünde), die generell bei einem verschlissenen Axiallager und unter der Einwirkung der Reaktionskräfte verursacht sein könnten. Im Bedarfsfall muss so lediglich die Lagerscheibe oder das ganze Axiallager ausgetauscht werden, nicht aber zwingend die Topfhülse.
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Die Lagerscheibe kann insbesondere zwei entgegengesetzte planare Kontaktflächen aufweisen, von denen eine in Kontakt mit dem Boden der Topfhülse steht und eine in Kontakt mit den Wälzkörpern. Es ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass der Fertigungsaufwand zum Gewährleisten der Güte der Kontaktfläche des Boden der Topfhülse geringer sein kann.
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Die Wälzkörper des Axiallagers wälzen dann einerseits auf der planaren Kontaktfläche des Lagerrings am bremsbelagseitigen Ende des Spindellagers und andererseits auf einer planaren Kontaktfläche der ebenfalls einen Lagerring bildenden Lagerscheibe ab.
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Um radial noch kompakter zu bauen, ist der Bremskolben vorzugsweise als Spindelmutter ausgeformt, indem an seiner Innenseite das Spindelgewinde ausgebildet ist. Die Umfangswand des Bremskolbens mit der Umfangsfläche geht somit einstückig in das Gewinde der Spindel über, um gleichzeitig die Spindelmutter zu bilden. Der Bremskolben kann folglich ein einstückiges Teil sein.
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Optional ist eine Drehverriegelung zwischen der Topfhülse und dem darin linear verschiebbar aufgenommenen Bremskolben vorgesehen. Die Drehverriegelung sorgt für die Linearverschiebung des Bremskolbens, indem sie eine Verdrehung des Bremskolbens relativ zur Topfhülse verhindert.
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Die Drehverriegelung umfasst bevorzugt ein Langloch, mit dem ein Drehsicherungselement in Eingriff steht.
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Bevorzugt ist bremsbelagseitig eine Dichtung zwischen dem Bremskolben und der Topfhülse vorgesehen. Dadurch kann der von der Topfhülse bereitgestellte Innenraum gegenüber anderen Teilen des Bremsgehäuses abgedichtet werden. Insbesondere wird so der im Innenraum der Topfhülse angeordnete Spindeltrieb vor Verunreinigungen geschützt.
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Optional weist der Bremskolben bremsbelagseitig eine Stirnwand auf, die beim Schließen der Bremse gegen einen Bremsbelag drückt. Die Stirnwand kann eine Stirnfläche aufweisen, die kreisringförmig ausgebildet ist. Dadurch wird der Kraftangriffspunkt der auf den Bremsbelag einwirkenden Zuspannkraft radial nach außen verschoben, was eine flächenmäßig gleichmäßigere Beaufschlagung des Bremsbelags ermöglicht. Also wird die Kraftbeaufschlagung des Bremsbelags verbessert.
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Das Bremsgehäuse weist einen Bremssattel auf oder bildet diesen.
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Optional weist das Gewinde des Bremskolbens einen Kerndurchmesser auf, der größer als ein Außendurchmesser des Spindellagers ist. Dadurch wird der Kraftangriffspunkt für die außermittenmäßigen Kraftanteile der Reaktionskraft entlang der radialen Richtung derart weit nach außen verschoben, dass er radial außerhalb des Spindellagers angeordnet ist. Dies führt dazu, dass die Wirkung der außermittenmäßigen Kraftanteile reduziert wird und diese insgesamt kompensiert werden können, insbesondere durch das Spindellager. Dadurch wird die Orientierung und Lagerung der Komponenten des Fahrzeugbremsenaktors verbessert, was gleichfalls eine Optimierung der Kraftbeaufschlagung des Bremskolbens ermöglicht.
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Um den Kerndurchmesser des Bremskolbens derart groß wählen zu können, muss genügend radialer Bauraum bereitgestellt werden (ohne dass dadurch der Bauraum der Bremse insgesamt vergrößert würde), was vorliegend insbesondere dadurch erreicht wird, dass der Bremskolben auch die Funktionalität der Spindelmutter vereint.
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Der Spindeltrieb hat vorzugsweise eine Kugelumlaufspindel. Bei einer Kugelumlaufspindel übertragen Kugeln die Kraft zwischen Spindel und dem als Spindelmutter wirkenden Bremskolben. Durch die rollende Bewegung der Kugeln sind Reibung und Verschleiß reduziert.
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Eine Kugelumlaufspindel ist selbsthemmungsfrei. Das bedeutet, dass sich der Bremskolben aufgrund systemimmanenter Elastizitäten auch selbstständig in die komplett eingefahrene Stellung zurückverlagert, wenn er nicht mehr aktiv mittels eines Motors, beispielsweise eines Elektromotors, in eine ausgefahrene Stellung beaufschlagt ist. In der komplett eingefahrenen Stellung des Bremskolbens ist die Zuspannkraft komplett zurückgenommen, so dass die Bremse komplett „geöffnet“ ist.
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Bevorzugt wird eine Rotation der Spindel mittels eines Elektromotors und eines Untersetzungsgetriebes gewährleistet, das mit dem Antriebswellenfortsatz der Spindel kämmt.
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Optional weist die Topfhülse, in der die Spindel gelagert ist, eine formschlüssige verschiebliche Verbindung mit dem Getriebe auf, das zum Antrieb der Spindel genutzt wird. So wird eine Zentrierung des Getriebes des Antriebs gegenüber der Topfhülse gewährleistet.
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Bevorzugt weist die formschlüssige Verbindung zwischen der Topfhülse und dem Getriebe des Antriebs eine Welle-Nabe-Verbindung mit einer Vielkeilverzahnung oder eine Nut-Feder-Verbindung auf.
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In einer besonderen Ausgestaltung ist die Topfhülse gemeinsam mit dem Bremskolben gegenüber dem Bremsengehäuse der Bremse durch eine Staubkappe in Form eines Faltenbalgs abgedichtet. Eine Dichtfunktion der Staubkappe wird über eine gesamte Axialhubbewegung des Schraubgewindeantriebs gewährleistet. Dadurch kann insbesondere der Spindeltrieb vor Verunreinigungen geschützt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch eine elektromechanische Bremse mit einem Elektromotor zum Betätigen der Bremse, insbesondere zum Schließen und/oder zum Öffnen der Bremse, der mit dem Bremskolben drehmomentübertragend gekoppelt ist, und mit einem Fahrzeugbremsenaktor wie zuvor beschrieben bereitgestellt.
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Die elektromechanische Bremse kann insbesondere eingerichtet sein, um als Fahrzeugbremse mit Bremsbelägen und einer Bremsscheibe zu dienen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch ein Fahrzeug mit einer elektromechanischen Bremse wie zuvor beschrieben bereitgestellt.
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Optional kann das Fahrzeug insbesondere ein Kraftfahrzeug, also ein Straßenfahrzeug, umfassen. Alternativ kann das Fahrzeug auch andere Fahrzeugtypen umfassen, beispielsweise Flugzeuge, Schiffe, Zweiräder, Motorräder, oder ähnliche. Insgesamt wird vorliegend unter einem Fahrzeug ein Gerät verstanden, das für den Transport von Gegenständen, Fracht oder Personen zwischen verschiedenen Zielen konfiguriert ist. Beispiele für Fahrzeuge sind landgestützte Fahrzeuge wie Kraftfahrzeuge, Elektro-Fahrzeuge, HybridFahrzeuge oder ähnliches, Schienenfahrzeuge, Flugzeuge oder Wasserfahrzeuge. Vorzugsweise können Fahrzeuge im vorliegenden Kontext als straßengebundene Fahrzeuge betrachtet werden, wie z. B. Autos, Lastwagen, Busse oder dergleichen.
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Sämtliche im Hinblick auf die verschiedenen Aspekte erläuterten Merkmale sind einzeln oder in (Sub-)Kombination mit anderen Aspekten kombinierbar.
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Die Offenbarung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- - 1 eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- - 2 eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktor gemäß einer weiteren Ausführungsform,
- - 3 eine vereinfachte schematische Darstellung der Verbindung zwischen dem erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktor und der elektromechanischen Betätigungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- - 4 eine vereinfachte schematische Darstellung der Verbindung zwischen dem erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktor und der elektromechanischen Betätigungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
- - 5 eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht der Topfhülse des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktors,
- - 6 eine vereinfachte schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- - 7 eine vereinfachte schematische Frontansicht auf Teile der erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse,
- - 8 eine vereinfachte schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktors gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
- - 9 eine vereinfachte schematische Explosionsansicht eines Querschnitts der Topfhülse und des Bremsgehäuses des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktors, und
- - 10 eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht der Verdrehsicherung zwischen der Topfhülse und dem Bremsgehäuse des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsenaktors.
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Die nachstehende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern auf gleiche Elemente verweisen, ist als Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des offengelegten Gegenstands gedacht und soll nicht die einzigen Ausführungsformen darstellen. Jede in dieser Offenbarung beschriebene Ausführungsform dient lediglich als Beispiel oder Illustration und sollte nicht als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen ausgelegt werden.
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Alle nachstehend in Bezug auf die Ausführungsbeispiele und/oder die begleitenden Figuren offengelegten Merkmale können allein oder in einer beliebigen Unterkombination mit Merkmalen der Aspekte der vorliegenden Offenbarung, einschließlich Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen, kombiniert werden, vorausgesetzt, die sich ergebende Merkmalskombination ist für einen Fachmann auf dem Gebiet der Technik sinnvoll.
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1 zeigt eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht einer elektromechanischen Bremse 10 mit einem Fahrzeugbremsenaktor 12 gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Die Bremse 10 umfasst ein Bremsgehäuse 14 mit einem Bremssattel 16 als Teil des Bremsgehäuses 14. Das Bremsgehäuse 14 kann zumindest teilweise auch dem Fahrzeugbremsenaktor 12 zugeordnet sein. Der Bremssattel 16 umgibt eine Bremsscheibe 18, insbesondere einen Bremsscheibenrotor, der in axialer Richtung von zwei Bremsbelägen 20, 22 eingefasst wird. Der entlang der Rotationsachse 24 des Fahrzeugbremsenaktors 12 innere Bremsbelag 20 wird durch den Fahrzeugbremsenaktor 12 aktiv mit einer Zuspannkraft Fz beaufschlagt. Die Rotationsachse 24 des Fahrzeugbremsenaktors 12 entspricht vorliegend (im Idealfall kompensierter Querkräfte) auch der Zylinderachse des Bremsgehäuses 14 und der Bremsscheibendrehachse der Bremsscheibe 18.
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Der axial verschiebliche Bremssattel 16 gewährleistet, dass der in axialer Richtung äußere Bremsbelag 22 ebenfalls mit der Zuspannkraft Fz beaufschlagt wird. Die Zuspannkraft Fz verteilt sich dabei im Wesentlichen betragsmäßig gleichmäßig auf den inneren Bremsbelag 20 und den äußeren Bremsbelag 22. So kann für beide Bremsbeläge 20, 22 in Folge der bereitgestellten Anpresskraft ein Reibschluss mit der Bremsscheibe 18 gewährleistet werden, welcher zum Verzögern oder Feststellen eines Fahrzeugs genutzt wird.
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Die Bremse 10 weist ferner eine elektromechanische Betätigungseinheit 26 auf, die genutzt wird, um zusammen mit dem Fahrzeugbremsenaktor 12 die Zuspannkraft Fz zu erzeugen. Relativ zum Fahrzeugbremsenaktor 12 ist die elektromechanische Betätigungseinheit 26 entlang der Rotationsachse 24 entgegengesetzt zur Bremsscheibe 18 angeordnet. Die elektromechanische Betätigungseinheit 26 umfasst zumindest einen Elektromotor 28 und ein Untersetzungsgetriebe 30.
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Die Komponenten der elektromechanischen Betätigungseinheit 26 werden von dem Bremsgehäuse 14 aufgenommen, das als skelettartiger Rahmen aus Metall oder aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet sein kann. Die elektromechanische Betätigungseinheit 26 bildet eine abgeschlossene, separat montierbare Unterbaugruppe 32 aus.
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Der Fahrzeugbremsenaktor 12 umfasst eine Spindel 34 mit einem Antriebswellenfortsatz 36, einem bremsbelagseitigen verdickten Schaftabschnitt 38 und einem Übergangsabschnitt 40, der entlang der Rotationsachse 24 der Spindel 34 zwischen dem Antriebswellenfortsatz 36 und dem Schaftabschnitt 38 angeordnet ist. Der Durchmesser des Antriebswellenfortsatzes 36 des Fahrzeugbremsenaktors 12 ist entlang der radialen Richtung geringer als der Durchmesser des Schaftabschnitts 38 entlang dieser Richtung. Entsprechend verjüngt sich die Spindel 34 bezüglich ihres Durchmessers im Bereich des Übergangsabschnitts 40.
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Der Fahrzeugbremsenaktor 12 weist ferner einen Bremskolben 42 auf, der als Spindelmutter ausgebildet ist. Der Spindeltrieb 44 des Fahrzeugbremsenaktors 12 ist vorliegend als Kugelumlaufspindel ausgebildet, die selbsthemmungsfrei ist. Dabei umfasst der Spindeltrieb 44 einen Getriebegang 46, in dem Kugeln 48 angeordnet sind und abrollen. Die Spindel 34 und der Bremskolben 42 weisen einander korrespondierende Laufbahnteile auf. Die Kugeln 48 können entlang der Kugellaufbahnen 50 des Getriebegangs 46 eine translatorische Bewegung des Bremskolbens 42 entlang der Rotationsachse 24 gegenüber der Spindel 34 ermöglichen. Dazu sind die Kugellaufbahnen 50 zumindest teilweise im Schaftabschnitt 38 der Spindel 34 und dem Bremskolben 42 ausgebildet.
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Der Durchmesser der Kugellaufbahnen 50 entspricht unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen und benötigten Spaltmaßen dem Durchmesser der Kugeln 48.
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Durch die translatorische Bewegung des Bremskolbens 42 in Richtung der Bremsscheibe 18 wird der Bremskolben 42 in Richtung des inneren Bremsbelags 20 verfahren und gewährleistet so die aktive Beaufschlagung des inneren Bremsbelags 20 mit der Zuspannkraft Fz.
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Der Fahrzeugbremsenaktor 12 umfasst ferner eine Topfhülse 54, die eine Seitenwand 56 und einen Boden 58 aufweist. Das offene Ende der Topfhülse 54 ist entlang der Rotationsachse 24 bremsbelagseitig angeordnet. Das bedeutet, dass der Boden 58 am der Bremsscheibe 18 entgegengesetzten Ende der Topfhülse 54 vorgesehen ist. Der Boden 58 weist ein Durchgangsloch 60 für den Antriebswellenfortsatz 36 der Spindel 34 auf, der darin mittels eines Radiallagers 62 gehalten wird.
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Durch die Seitenwand 56 und den Boden 58 ist ein Innenraum 64 der Topfhülse 54 definiert, in dem zumindest die Spindel 34 und der Bremskolben 42 zumindest teilweise angeordnet sind. Durch die lineare Verschieblichkeit des Bremskolbens 42 kann dieser auch zumindest teilweise außerhalb des Innenraums 64 angeordnet sein.
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Die Topfhülse 54 ermöglicht, den Fahrzeugbremsenaktor 12 als separate Unterbaugruppe 66 auszubilden. Das Bremsgehäuse 14 weist für die Unterbaugruppe 66 einen korrespondierenden Aufnahmeraum 68 auf, in dem die Unterbaugruppe 66 positioniert werden kann und dadurch radial sowie axial darin gelagert ist.
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Der Bremskolben 42 ist innerhalb des Fahrzeugbremsenaktors 12 gegenüber dem Bremsgehäuse 14 und der Topfhülse 54 mittels einer Drehverriegelung 70 lineargeführt und verdrehgesichert. Dazu kann der Bremskolben 42 eine Axialnut aufweisen, die in Eingriff mit einem Drehsicherungselement steht.
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Die Rotation der Spindel 34 wird dabei durch den Elektromotor 28 gewährleistet, der über das Untersetzungsgetriebe 30 mit dem Antriebswellenfortsatz 36 der Spindel 34 in Eingriff steht. Die Rotation der Spindel 34 in Verbindung mit der Drehblockierung des Bremskolbens 42 sorgt für eine translatorische Bewegung des Bremskolbens 42. Diese Bewegung wird an die Bremsbeläge 20, 22 übermittelt. Die erzeugte Zuspannkraft Fz ist dem Drehmoment, das am Antriebswellenfortsatz 36 durch den Elektromotor 28 und das Untersetzungsgetriebe 30 bewirkt wird, proportional.
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Infolge der erzeugten Zuspannkraft Fz tritt entlang der Rotationsachse 24 eine der Zuspannkraft Fz entgegengesetzte Reaktionskraft Fr auf. Aufgrund der elastischen Aufdehnung der Komponenten der Bremse 10 kann generell ein Winkelversatz zwischen der Bremsscheibendrehachse und der Zylinderachse des Bremsgehäuses 14 auftreten, sodass die Reaktionskraft Fr außermittenmäßige Kraftanteile aufweist. Diese außermittenmäßigen Kraftanteile können zu einer Instabilität der Komponenten des Fahrzeugbremsenaktors 12 entlang der radialen Richtung führen, insbesondere wenn der Kerndurchmesser DK des Gewindes des Bremskolbens 42 kleiner ist als der Außendurchmesser DL eines Lagers, das die Reaktionskraft Fr aufnehmen soll.
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Deshalb führt die Einsparung einer sonst üblichen separaten Spindelmutter dadurch, dass der Bremskolben 42 deren Funktion mit übernimmt, dazu, dass der Bremskolben 42 in radialer Richtung vergrößert werden kann. Dadurch wird, trotz gleichbleibendem radialen Bauraum der Bremse 10, die Möglichkeit geschaffen, den Kerndurchmesser DK zu vergrößern.
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Insbesondere kann der Kerndurchmesser DK radial so weit vergrößert werden, dass er größer als der Außendurchmesser DL eines Spindellagers 72 des Fahrzeugbremsenaktors 12 in radialer Richtung ist, das die Reaktionskraft Fr aufnimmt. So wird ermöglicht, den Kraftangriffspunkt der außermittenmäßigen Kraftanteile der Reaktionskraft Fr derart weit radial nach außen zu verlagern, dass die Wirkung der außermittenmäßigen Kraftanteile abgeschwächt wird, und die Kompensation mittels des Spindellagers 72 auch ohne besondere Lagergeometrien des Spindellagers 72 gewährleistet ist. So werden die Orientierung und Lagerung der Einzelkomponenten des Fahrzeugbremsenaktors 12 und die Kraftbeaufschlagung der Bremsbeläge 20, 22 verbessert.
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Das Spindellager 72 ist vorliegend rotationssymmetrisch und als Axiallager ausgeführt.
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Das Spindellager 72 weist vorliegend eine dem Übergangsabschnitt 40 zugewandte Lagerkontaktfläche 74 an einem Lagerring 73 auf, die in Kontakt mit einer durch den Übergangsabschnitt 40 der Spindel 34 bereitgestellten komplementären Kontaktfläche 76 steht. Die Lagerkontaktfläche 74 und die Kontaktfläche 76 können planar ausgebildet sein. Beispielsweise können sich die Lagerkontaktfläche 74 und die Kontaktfläche 76 senkrecht zur Rotationsachse 24 erstrecken (hier nicht gezeigt).
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Um die Kompensation der außermittenmäßigen Kraftanteile der Reaktionskraft Fr weiter zu verbessern, sind die Lagerkontaktfläche 74 des Spindellagers 72 und die Kontaktfläche 76 des Übergangsabschnitts 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sphärisch geformt.
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In dieser Ausführungsform ist eine der beiden Kontaktflächen dieses Kontakts, also entweder die sphärische Lagerkontaktfläche 74 des Spindellagers 72 oder die komplementäre Kontaktfläche 76 des Übergangsabschnitts 40 konkav geformt, während die andere konvex geformt ist.
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Insbesondere weisen die Kontaktflächen 74, 76 vorliegend unterschiedliche Krümmungsradien auf, wodurch im nicht-kraftbeaufschlagten Fall ein Linienkontakt in Form einer Kreislinie zwischen dem Lagerring des Spindellagers 72 und dem Übergangsabschnitt 40 der Spindel 34 gewährleistet wird. Das Zentrum der Kreislinie ist kongruent mit der Rotationsachse 24 der Spindel 34. Mit zunehmender Reaktionskraft Fr führen elastische Abplattungen der Kontaktflächen 74, 76 dazu, dass sich der Linienkontakt zu einem Flächenkontakt aufweitet.
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Um den Durchmesser der Kreislinie bei halbem Kontaktwinkel möglichst groß auszubilden, können das Zentrum des Krümmungsradius der sphärischen Lagerkontaktfläche 74 und/oder das Zentrum des Krümmungsradius der komplementären Kontaktfläche 76 jeweils einen Versatz entlang der radialen Richtung bezüglich der jeweiligen Rotationsachse des Spindellagers 72 oder der Spindel 34 aufweisen. Ein solcher Versatz führt dazu, dass der Durchmesser der Kreislinie vergrößert wird und der Kontakt zwischen den Kontaktflächen 74, 76 in radialer Richtung nach außen verlagert wird. Dadurch wird ermöglicht, dass betragsmäßig größere Rückstellkräfte in Richtung der Rotationsachse 24 der Spindel 34 generiert werden. Insbesondere führt die Vergrößerung des Kontaktwinkels und des Durchmessers der Kreislinie dazu, dass die Kontaktpressung in der Kontaktzone zwischen den Kontaktflächen 74, 76 verringert wird. Die zentrierende Wirkung der sphärischen Lagerkontaktfläche 74 des Lagerrings 73 des Spindellagers 72 wird dadurch verbessert.
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Das Spindellager 72 weist ferner eine planare Kontaktfläche 78 auf, die entlang der Rotationsachse 24 entgegengesetzt zur Lagerkontaktfläche 74 angeordnet ist.
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Wälzelemente 80 des Spindellagers 72 sind in 1 dargestellt, die motorseitig an einer Lagerscheibe 82 abwälzen, die entlang der Rotationsachse 24 entgegengesetzte planare Kontaktflächen aufweist und in die Topfhülse 54 durch Reib- und/oder Formschluss verdrehsicher eingepresst ist. Eine der Kontaktflächen der Lagerscheibe 82 steht mit dem Boden 58 der Topfhülse 54 in Kontakt.
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So wird die auftretende Reaktionskraft Fr von dem Schaftabschnitt 38 der Spindel 34 über das Spindellagers 72 vom Boden 58 der Topfhülse 54 aufgenommen.
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Im Bereich des bremsbelagseitigen Endes der Topfhülse 54 weist diese gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen mit der Seitenwand 56 integral ausgebildeten radial angeformten Absatz 83 auf, der einen Anschlag 84 gewährleistet und mittels dem sich die Topfhülse 54 am Bremsgehäuse 14 abstützt. So wird die vom Boden 58 der Topfhülse 54 aufgenommene Reaktionskraft Fr über die Seitenwand 56 und den Anschlag 84 auf das Bremsgehäuse 14 übertragen.
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Um insbesondere den Spindeltrieb 44 zu schützen, weist die Topfhülse 54 eine radial innenliegende Nut auf, in der eine Dichtung 86 angeordnet ist und die zwischen der Topfhülse 54 und dem Bremskolben 42 wirkt.
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Die Topfhülse 54 und der Bremskolben 42 weisen jeweils zusätzlich eine radial außenliegende Nut auf, in der eine zusätzliche Dichtung 88 in Form eines umlaufenden Faltenbalgs angeordnet ist. Dadurch wird die Unterbaugruppe 66 des Fahrzeugbremsenaktors 12 gegenüber anderen Teilen der Bremse 10 abgedichtet. Die Dichtung 88 ist insbesondere eingerichtet, um die Dichtwirkung über den kompletten Verfahrweg (Hub) des Bremskolbens 42 zu gewährleisten.
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Der Bremskolben 42 umfasst vorliegend bremsbelagseitig eine Stirnwand 90 mit einer Stirnfläche, die ringkreisförmig ausgebildet ist und zur Kraftbeaufschlagung des inneren Reibbelags 20 vorgesehen ist. Die Ringkreisform gewährleistet eine optimierte Kraftverteilung der Zuspannkraft Fz über die Aufnahmefläche 92 des inneren Reibbelags 20.
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Der Spindeltrieb 44 umfasst Kugelrückführungen 94, die innerhalb der Spindel 34 integriert sind.
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In einem Vormontageschritt lassen sich sowohl die Getriebegänge 46 der Spindel 34 als auch die in der Spindel 34 integrierten Kugelrückführungen 94 vollständig mit Kugeln 48 befüllen. Der Bremskolben 42 lässt sich anschließend auf die Spindel 34 aufschieben.
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Durch die in der Spindel 34 integrierten Kugelrückführungen 94 des Spindeltriebs 44 wird auch gewährleistet, dass der Spindeltrieb 44 bei gleichem Hub axial kürzer als bei bekannten Spindeltrieben ohne intergierte Kugelrückführungen ausgeführt sein kann. Der Grund hierfür ist die Möglichkeit, dass das Spindellager 72, an dem sich der Spindeltrieb 44 an dem offenen Ende des Bremskolbens 42 abstützt, in eingefahrenem Zustand des Bremskolbens 42 ein Stück weit in diesen hineinragen kann, ohne dass die Überdeckung der Kugeln 48 aufgelöst wird.
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Die Topfhülse 54 weist vorliegend ferner ein Hochplateau 96 auf, das sich ausgehend vom Boden 58 der Topfhülse 54 axial in Richtung des bremsbelagseitigen Endes der Topfhülse 54 erstreckt. Durch das Hochplateau 96 wird die Möglichkeit geschaffen, das Spindellager 72 und die Lagerscheibe 82 axial näher in Richtung des bremsbelagseitigen Endes der Topfhülse 54 zu positionieren. So kann die Axiallänge des Bremssattels 16 der Bremse 10 verkürzt werden. Dadurch kann der in axialer Richtung benötigte Bauraum reduziert werden.
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2 zeigt eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht einer elektromechanischen Bremse 10 mit einem Fahrzeugbremsenaktor 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die hier gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der vorherigen. Es wird daher nur auf die Unterschiede eingegangen.
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Die Topfhülse 54 des Fahrzeugbremsenaktors 12 umfasst gemäß dieser Ausführungsform anstatt eines radial angeformten Absatzes 83, eine radial außenliegende Nut 98, in der ein Befestigungsmittel 100 angeordnet ist, wodurch der Anschlag 84 bezüglich des Bremsgehäuses 14 gewährleistet wird. Vorliegend ist das Befestigungsmittel 100 ein Sprengring.
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Diese Ausführungsform stellt den zusätzlichen Vorteil bereit, dass die Topfhülse 54 generell von beiden Seiten in das Bremsgehäuse 14 axial eingeschoben werden kann. Dadurch wird für die Montage der Topfhülse 54 vereinfacht.
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Ferner weist die Topfhülse 54 gemäß dieser Ausführungsform kein Hochplateau 96 auf. Der Boden 58 der Topfhülse 54 weist im Wesentlichen eine gleichbleibende axiale Erstreckung mit zunehmender radialer Distanz zur Rotationsachse 24 der Spindel 34 auf. Dadurch hat die Topfhülse 54 eine einfachere Geometrie, wodurch der Herstellungsaufwand reduziert ist.
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3 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung der Verbindung zwischen dem Fahrzeugbremsenaktor 12 und der elektromechanischen Betätigungseinheit 26 gemäß einer Ausführungsform.
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Die Topfhülse 54 ist mittels einer entlang der Rotationsachse 24 verschiebbar formschlüssigen Verbindung 102 mit der elektromechanischen Betätigungseinheit 26 derart gekoppelt, dass das Untersetzungsgetriebe 30 gegenüber der Topfhülse 54 zentriert ist. Die verschiebbare formschlüssige Verbindung 102 umfasst gemäß dieser Ausführungsform eine Welle-Nabe-Verbindung 104 mit einer Vielkeilverzahnung 106 zur Drehmomentübertragung.
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4 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung der Verbindung zwischen dem Fahrzeugbremsenaktor 12 und der elektromechanischen Betätigungseinheit 26 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die hier gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der vorherigen. Es wird daher nur auf die Unterschiede eingegangen.
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Alternativ zur Welle-Nabe-Verbindung 104 weist die Topfhülse 54 gemäß dieser Ausführungsform eine Nut-Feder-Verbindung 108 auf. Die Feder, hier in Form eines Bolzens, ist dabei in eine zugeordnete Bohrung, die in die bodenseitige Stirnfläche der Topfhülse 54 eingearbeitet ist, eingepresst.
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5 zeigt eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht der Topfhülse 54.
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Zu erkennen ist das Durchgangsloch 60 im Boden 58 der Topfhülse 54, das für den Antriebswellenfortsatz 36 vorgesehen ist. Ausgehend vom Boden 58 erstreckt sich das Hochplateau 96 in Richtung des bremsbelagseitigen Endes der Topfhülse 54. Ferner weist die Topfhülse 54 gemäß dieser Ausführungsform einen radial angeformten Absatz 83 auf.
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Die Drehverriegelung 70, die zwischen der Topfhülse 54 und dem Bremskolben 42 wirkt, umfasst ein Langloch 110 in das ein Drehsicherungselement eingreift.
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6 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung des Fahrzeugbremsenaktors 12 gemäß einer Ausführungsform.
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Zu erkennen ist, dass ein Gleitstein 112 vorgesehen ist, der in dem Langloch 110 der Drehverriegelung 70 positioniert ist und eine lineare Verschieblichkeit des Bremskolbens 42 gegenüber der Topfhülse 54 ermöglicht, der aber eine Rotation des Bremskolbens 42 gegenüber der Topfhülse 54 unterbindet.
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Durch die Endanschläge 114, 116 des Langlochs 110 für den Gleitstein 112 wird der Hub des maximalen axialen Verfahrwegs des Bremskolbens 42 (ohne Bremsbeläge) festgelegt.
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7 zeigt eine vereinfachte schematische Frontansicht auf Teile der elektromechanischen Bremse 10.
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Gezeigt sind das Bremsgehäuse 14 und die Topfhülse 54. Die Topfhülse 54 ist gegenüber dem Bremsgehäuse 14 verdrehgesichert. Die Verdrehsicherung 118 umfasst einen Formschluss, der vorliegend durch eine Tangentialstiftverbindung 120 realisiert wird. Dadurch, dass die Topfhülse 54 gegenüber dem Bremsgehäuse 14 verdrehgesichert ist, ist auch der Bremskolben 42 mittelbar über die Drehverriegelung 70 gegenüber dem Bremsgehäuse 14 verdrehgesichert. So wird gewährleistet, dass der Bremskolben 42 gegenüber dem Bremsbelag 20 nicht rotiert, wodurch eine optimierte Kraftbeaufschlagung des Bremsbelags 20 gewährleistet wird.
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8 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung des Fahrzeugbremsenaktors 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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Die Topfhülse 54 weist wiederum eine Nut 98 auf, in der ein Befestigungsmittel 100 angeordnet werden kann, um den Anschlag 84 zur Kopplung mit dem Bremsgehäuse 14 zu gewährleisten.
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Zu erkennen ist auch, dass die Vielkeilverzahnung 106 bezüglich der Anzahl der Keile variabel ist.
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9 zeigt eine vereinfachte schematische Explosionsansicht eines Querschnitts der Topfhülse 54 und des Bremsgehäuses 14.
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Zu erkennen ist, dass das Bremsgehäuse 14 einen zur Topfhülse 54 korrespondierenden Aufnahmeraum 68 aufweist, der durch eine zumindest teilweise kreiszylindrische Innenkontur 122 gewährleistet wird. So kann die Topfhülse 54 in axialer Richtung mit Übermaß in den Aufnahmeraum 68 des Bremsgehäuses 14 eingeschoben werden. Anschließend wird die Topfhülse 54 in dem Aufnahmeraum 68 radial gelagert.
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Sollte die Topfhülse 54 keinen radial angeformten Absatz 83 aufweisen, sondern stattdessen eine radial außenliegende Nut 98 für ein Befestigungsmittel 100, so ergibt sich, dass die Topfhülse 54 in axial entgegengesetzten Richtungen in den Aufnahmeraum 68 eingeschoben werden kann. Dadurch wird die Montage der Topfhülse 54 und insgesamt der Unterbaugruppe 66 des Fahrzeugbremsenaktors 12 vereinfacht.
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Alternativ kann die Topfhülse 54 in dem Aufnahmeraum 68 auch radial eingepresst sein. Durch eine Einpressung kann eine Verdrehsicherung 118 der Topfhülse 54 gegenüber dem Bremsgehäuse 14 gewährleistet werden, auch ohne Tangentialstiftverbindung 120.
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Gemäß dieser Ausführungsform wird die Verdrehsicherung 118 der Topfhülse 54 gegenüber dem Bremsgehäuse 14 aber mittels eines Formschlusses durch eine Nut-Feder-Verbindung 124 gewährleistet. Dies ist in 10 entsprechend einer vereinfachten schematischen Querschnittsansicht der Verdrehsicherung 118 zwischen der Topfhülse 54 und dem Bremsgehäuse 14 dargestellt.
