DE102022208093A1 - Electromechanical brake cylinder for actuating a wheel brake, wheel brake with the electromechanical brake cylinder and method for releasing a wheel brake - Google Patents

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Erich Fuderer
Alexander Jung
Harry-Werner KRAUS
Juriy Meshenberg
Tomasz Niepala
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Abstract

Ein elektromechanischer Bremszylinder (2) zum Betätigen einer Radbremse (1), insbesondere einer Radbremse (1) eines Schienenfahrzeugs, weist auf: einen Elektromotor (3) mit einem Rotor (5), eine Spindelmutter (7), eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, die zwischen dem Rotor (5) und der Spindelmutter (7) vorgesehen ist, und eine Spindel (8), die ein Gewinde aufweist. Die Spindelmutter (7) und die Spindel (8) sind dazu ausgebildet, eine Drehbewegung der Spindelmutter (7) in eine axiale Bewegung der Spindel (8) umzuwandeln, wobei die axiale Bewegung der Spindel (8) in eine Bewegung eines Bremsbelags (17) der Radbremse (1) relativ zu einem zu bremsenden Element der Radbremse (1) umwandelbar ist, und wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, dass sie ein Drehmoment kleiner oder gleich einem maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert zwischen dem Rotor (5) und der Spindelmutter (7) überträgt.An electromechanical brake cylinder (2) for actuating a wheel brake (1), in particular a wheel brake (1) of a rail vehicle, has: an electric motor (3) with a rotor (5), a spindle nut (7), a torque transmission device which is connected between the Rotor (5) and the spindle nut (7) is provided, and a spindle (8) which has a thread. The spindle nut (7) and the spindle (8) are designed to convert a rotary movement of the spindle nut (7) into an axial movement of the spindle (8), the axial movement of the spindle (8) into a movement of a brake lining (17). the wheel brake (1) is convertible relative to an element of the wheel brake (1) to be braked, and wherein the torque transmission device is designed to have a torque less than or equal to a maximum predeterminable torque value between the rotor (5) and the spindle nut (7) transmits.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Bremszylinder zum Betätigen einer Radbremse, eine Radbremse mit dem elektromechanischen Bremszylinder und ein Verfahren zum Lösen einer Radbremse, insbesondere für Schienenfahrzeuge.The invention relates to an electromechanical brake cylinder for actuating a wheel brake, a wheel brake with the electromechanical brake cylinder and a method for releasing a wheel brake, in particular for rail vehicles.

Ein elektromechanischer Bremszylinder funktioniert mit Hilfe eines Elektromotors, der elektrische Energie in mechanische Energie, nämlich eine Bewegung, über die eine Kraft übertragen werden kann, umwandelt. Bei einer Ansteuerung des elektromechanischen Bremszylinders erzeugt der Elektromotor eine rotatorische Bewegung seines Rotors. Diese rotatorische Bewegung wird auf eine in einer Hohlwelle des Bremszylinders fest eingebaute Spindelmutter übertragen, was zu einer Vorschubbewegung einer in der Hohlwelle und der Spindelmutter vorgesehenen Spindel führt. Diese Vorschubbewegung wird über eine entsprechende Bremsmechanik an einen Bremsbelaghalter übertragen, sodass Bremsbeläge an eine rotierende Bremsscheibe gedrückt werden und dadurch eine Bremskraft erzeugt wird.An electromechanical brake cylinder works with the help of an electric motor that converts electrical energy into mechanical energy, namely a movement through which force can be transmitted. When the electromechanical brake cylinder is activated, the electric motor generates a rotational movement of its rotor. This rotational movement is transmitted to a spindle nut permanently installed in a hollow shaft of the brake cylinder, which leads to a feed movement of a spindle provided in the hollow shaft and the spindle nut. This feed movement is transmitted to a brake pad holder via a corresponding brake mechanism, so that brake pads are pressed against a rotating brake disc, thereby generating a braking force.

Zum Lösen der Bremse erzeugt der Motor des elektromechanischen Bremszylinders eine entgegengesetzte rotatorische Bewegung, sodass sich die Spindel in einer zu der Vorschubbewegung entgegengesetzten Richtung bewegt. Eine Endlage der Spindel in dieser entgegengesetzten Richtung, in der die Bremse gelöst ist, wird üblicherweise durch einen Endlagensensor erfasst und an eine Bremssteuerungsvorrichtung weitergeleitet, die den Elektromotor dann abschaltet.To release the brake, the motor of the electromechanical brake cylinder generates an opposite rotational movement so that the spindle moves in a direction opposite to the feed movement. An end position of the spindle in this opposite direction, in which the brake is released, is usually detected by an end position sensor and forwarded to a brake control device, which then switches off the electric motor.

Im Falle einer Fehlfunktion dieser Erfassung besteht die Gefahr, dass die Spindel mit voller Geschwindigkeit mit der Hohlwelle kollidiert, was zu einer bleibenden Schädigung der Spindelmutter, der Spindel oder sonstigen Bauteilen des elektromechanischen Bremszylinders führen kann. Die in dem elektromechanischen Bremszylinder verwendeten Bauteile zum Umwandeln der rotatorischen Bewegung des Rotors in die Vorschubbewegung der Spindel sind jedoch kostenintensiv, sodass ein vorzeitiges Austauschen vermieden werden muss.In the event of a malfunction of this detection, there is a risk that the spindle will collide with the hollow shaft at full speed, which can lead to permanent damage to the spindle nut, the spindle or other components of the electromechanical brake cylinder. However, the components used in the electromechanical brake cylinder to convert the rotary movement of the rotor into the feed movement of the spindle are costly, so that premature replacement must be avoided.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es also, den obigen Nachteil auszuräumen und einen elektromechanischen Bremszylinder und eine Radbremse bereitzustellen sowie ein Verfahren bereitzustellen, die eine Beschädigung von Bauteilen des elektromechanischen Bremszylinders, auch bei einer Fehlfunktion einer Sensorik, verhindert.The object on which the invention is based is therefore to eliminate the above disadvantage and to provide an electromechanical brake cylinder and a wheel brake, as well as to provide a method that prevents damage to components of the electromechanical brake cylinder, even if a sensor system malfunctions.

Die Aufgabe wird durch einen elektromechanischen Bremszylinder gemäß Anspruch 1, eine Radbremse gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.The object is achieved by an electromechanical brake cylinder according to claim 1, a wheel brake according to claim 9 and a method according to claim 11. Advantageous further developments of the invention are contained in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein elektromechanischer Bremszylinder zum Betätigen einer Radbremse, insbesondere einer Radbremse eines Schienenfahrzeugs, auf: Einen Elektromotor mit einem Rotor, eine Spindelmutter, eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, die zwischen dem Rotor und der Spindelmutter vorgesehen ist und dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment zwischen dem Rotor (5) und der Spindelmutter (7) zu übertragen, und eine Spindel, die ein Gewinde aufweist, wobei die Spindelmutter und die Spindel dazu ausgebildet sind, eine Drehbewegung der Spindelmutter in eine axiale Bewegung der Spindel relativ zu der Spindelmutter umzuwandeln, wobei die axiale Bewegung der Spindel in eine Bewegung eines Bremsbelags der Radbremse relativ zu einem zu bremsenden Element der Radbremse umwandelbar ist, und wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, dass sie ein Drehmoment kleiner oder gleich einem maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert zwischen dem Rotor und der Spindelmutter überträgt.According to one aspect of the invention, an electromechanical brake cylinder for actuating a wheel brake, in particular a wheel brake of a rail vehicle, has: an electric motor with a rotor, a spindle nut, a torque transmission device which is provided between the rotor and the spindle nut and is designed to transmit a torque between the rotor (5) and the spindle nut (7), and a spindle which has a thread, the spindle nut and the spindle being designed to convert a rotary movement of the spindle nut into an axial movement of the spindle relative to the spindle nut, wherein the axial movement of the spindle can be converted into a movement of a brake lining of the wheel brake relative to an element of the wheel brake to be braked, and wherein the torque transmission device is designed to transmit a torque less than or equal to a maximum predeterminable torque value between the rotor and the spindle nut .

Die Radbremse wirkt entweder auf ein zu bremsendes Element eines Rads oder auf ein zu bremsendes Element einer Achse mittels der Räder der Achse gebremst werden.The wheel brake acts either on an element of a wheel to be braked or on an element of an axle to be braked by means of the wheels of the axle.

Durch das Vorsehen der Drehmomentübertragungsvorrichtung, bei der vorbestimmt werden kann, welches maximale Drehmomentwert übertragen werden kann, ist es möglich, dieses maximale Drehmoment so einzustellen, dass eine bleibende Schädigung der Spindelmutter, der Spindel oder von sonstigen Bauteilen des elektromechanischen Bremszylinders beim Lösen der Bremse verhindert werden kann. Somit kann ein vorzeitiges Austauschen dieser Bauteile vermieden werden. Das maximal übertragbare Drehmoment wird so eingestellt, dass eine erforderliche Bremskraft erzeugt werden kann, jedoch die Schädigung verhindert wird.By providing the torque transmission device, in which it is possible to predetermine which maximum torque value can be transmitted, it is possible to set this maximum torque in such a way that permanent damage to the spindle nut, the spindle or other components of the electromechanical brake cylinder when the brake is released is prevented can be. This means that premature replacement of these components can be avoided. The maximum transferable torque is set so that the required braking force can be generated but damage is prevented.

Vorteilhafterweise weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine erste Reibfläche an der Spindelmutter und eine mit dem Rotor verbundene zweite Reibfläche auf, und die erste Reibfläche und die zweite Reibfläche sind dazu ausgebildet, eine dem maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert entsprechende maximale Reibkraft zu erzeugen.The torque transmission device advantageously has a first friction surface on the spindle nut and a second friction surface connected to the rotor, and the first friction surface and the second friction surface are designed to generate a maximum friction force corresponding to the maximum predeterminable torque value.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des elektromechanischen Bremszylinders weist der elektromechanische Bremszylinder eine um eine Drehachse der Spindel drehbare Hohlwelle als ein Bestandteil der Drehmomentübertragungsvorrichtung auf, die mit dem Rotor fest verbunden ist. Die Hohlwelle nimmt die Spindelmutter zu der Hohlwelle drehbar auf, wobei die Hohlwelle die zweite Reibfläche aufweist.According to a further advantageous embodiment of the electromechanical brake cylinder, the electromechanical brake cylinder has a hollow shaft which can be rotated about an axis of rotation of the spindle as a component of the torque transmission device, which is firmly connected to the rotor. The hollow shaft rotatably accommodates the spindle nut to the hollow shaft, the hollow shaft having the second friction surface.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des elektromechanischen Bremszylinders weist der elektromechanische Bremszylinder ein Gehäuse auf, und das Gehäuse ist dazu ausgebildet, die Hohlwelle in dem Gehäuse drehbar zu lagern.In a further advantageous embodiment of the electromechanical brake cylinder, the electromechanical brake cylinder has a housing, and the housing is designed to rotatably mount the hollow shaft in the housing.

Vorteilhafterweise weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Vorspanneinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmbare Normalkraft auf die erste Reibfläche und zweite Reibfläche aufzubringen.The torque transmission device advantageously has a biasing device which is designed to apply a predeterminable normal force to the first friction surface and second friction surface.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des elektromechanischen Bremszylinders ist eine Bewegungsrichtung der Spindel zum Annähern des Bremsbelags an das zu bremsende Element als erste Bewegungsrichtung definiert, und die Vorspanneinrichtung ist dazu ausgebildet, die vorbestimmbare Normalkraft in einer Richtung entgegen der ersten Bewegungsrichtung auf die erste und zweite Reibfläche aufzubringen.In a further advantageous embodiment of the electromechanical brake cylinder, a direction of movement of the spindle for approaching the brake pad to the element to be braked is defined as the first direction of movement, and the pretensioning device is designed to apply the predeterminable normal force to the first and second friction surfaces in a direction opposite to the first direction of movement to apply.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des elektromechanischen Bremszylinders weist die Vorspanneinrichtung eine Tellerfeder und ein Sicherungselement auf, und die Tellerfeder ist dazu ausgebildet, sich über das Sicherungselement an der Hohlwelle abzustützen und die vorbestimmbare Normalkraft über die Spindelmutter auf die erste und zweite Reibfläche aufzubringen.According to a further advantageous embodiment of the electromechanical brake cylinder, the biasing device has a plate spring and a securing element, and the plate spring is designed to be supported on the hollow shaft via the securing element and to apply the predeterminable normal force to the first and second friction surfaces via the spindle nut.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des elektromechanischen Bremszylinders weist die Hohlwelle einen Anschlag auf, der dazu ausgebildet ist, die axiale Bewegung der Spindel in einer zweiten Bewegungsrichtung entgegen der ersten Bewegungsrichtung bei einem Auffahren auf den Anschlag anzuhalten, wobei der elektromechanische Bremszylinder dazu ausgebildet ist, dass sich, bei einer nach dem Auffahren fortgesetzten Umwandlung der Drehbewegung der Spindelmutter in die axiale Bewegung der Spindel relativ zu der Spindelmutter, die Spindelmutter in Richtung der ersten Bewegungsrichtung bewegt, um eine auf die erste und zweite Reibfläche aufgebrachte Normalkraft zu verringern.In a further advantageous embodiment of the electromechanical brake cylinder, the hollow shaft has a stop which is designed to stop the axial movement of the spindle in a second direction of movement counter to the first direction of movement when it hits the stop, the electromechanical brake cylinder being designed to do so When the rotational movement of the spindle nut continues to be converted into the axial movement of the spindle relative to the spindle nut after the opening, the spindle nut moves in the direction of the first direction of movement in order to reduce a normal force applied to the first and second friction surfaces.

Dabei ist es einerseits möglich, das übertragbare Drehmoment für das Einleiten der Bremsung durch die Bewegung der Spindel in der ersten Bewegungsrichtung auf den erforderlichen Drehmomentwert einzustellen, wobei sich andererseits das übertragbare Drehmoment beim Lösen der Bremse durch die Bewegung der Spindel in der zweiten Bewegungsrichtung bei dem Auffahren auf den Anschlag verringert, um die Schädigung der Bauteile zu verhindern.On the one hand, it is possible to set the transferable torque for initiating braking to the required torque value by moving the spindle in the first direction of movement, and on the other hand, the transferable torque when releasing the brake is due to the movement of the spindle in the second direction of movement Driving into the stop is reduced in order to prevent damage to the components.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Radbremse mit einem erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremszylinder einen Bremsbelag, ein zu bremsendes Element, und eine Bremsmechanik, die dazu ausgebildet ist, die axiale Bewegung der Spindel in die Bewegung des Bremsbelags relativ zu dem zu bremsenden Elements umzuwandeln, auf.According to a further aspect of the invention, a wheel brake with an electromechanical brake cylinder according to the invention has a brake pad, an element to be braked, and a brake mechanism which is designed to convert the axial movement of the spindle into the movement of the brake pad relative to the element to be braked .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Radbremse ist eine Bewegungsrichtung der Spindel zum Entfernen des Bremsbelags von dem zu bremsenden Element als zweite Bewegungsrichtung definiert, und die Radbremse weist einen Sensor auf, der dazu ausgebildet ist zu erfassen, ob sich die Spindel in der zweiten Bewegungsrichtung in einer Endlage befindet.In an advantageous embodiment of the wheel brake, a direction of movement of the spindle for removing the brake lining from the element to be braked is defined as the second direction of movement, and the wheel brake has a sensor which is designed to detect whether the spindle is in the second direction of movement end position.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung begrenzt, in einem Verfahren zum Lösen einer Radbremse mittels eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremszylinders bei einem Auffahren der Spindel auf einen Anschlag in einer Hohlwelle des elektromechanischen Bremszylinders sodass eine axiale Bewegung der Spindel angehalten wird, die Drehmomentübertragungsvorrichtung ein von der Spindelmutter auf die Spindel übertragenes Drehmoment auf einen maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert.According to a further aspect of the invention, in a method for releasing a wheel brake by means of an electromechanical brake cylinder according to the invention when the spindle hits a stop in a hollow shaft of the electromechanical brake cylinder so that an axial movement of the spindle is stopped, the torque transmission device is activated by the spindle nut the spindle transmitted torque to a maximum predeterminable torque value.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens, wobei eine erste axiale Bewegungsrichtung der Spindel so definiert ist, dass sich dadurch ein Bremsbelag an ein zu bremsendes Element annähert und eine zweite axiale Bewegungsrichtung entgegengesetzt zu der ersten axialen Bewegungsrichtung definiert ist, bewegt sich, nach dem Auffahren der Spindel auf den Anschlag in der zweiten axialen Bewegungsrichtung bei einer fortgesetzten Umwandlung der Drehbewegung der Spindelmutter in die axiale Bewegung der Spindel relativ zu der Spindelmutter, die Spindelmutter in Richtung der ersten Bewegungsrichtung, um eine axial zu der Spindel auf eine erste und zweite Reibfläche aufgebrachte Normalkraft zu verringern, um den maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert zu verringern.According to an advantageous embodiment of the method, wherein a first axial direction of movement of the spindle is defined so that a brake lining approaches an element to be braked and a second axial direction of movement is defined opposite to the first axial direction of movement, moves after the opening of the Spindle on the stop in the second axial direction of movement with a continued conversion of the rotational movement of the spindle nut into the axial movement of the spindle relative to the spindle nut, the spindle nut in the direction of the first direction of movement to a normal force applied axially to the spindle on a first and second friction surface to reduce to reduce the maximum predeterminable torque value.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

Insbesondere zeigt

  • 1 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf einen Abschnitt einer Radbremse mit einem erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremszylinder; und
  • 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die Radbremse.
In particular shows
  • 1 a partially broken top view of a section of a wheel brake with a electromechanical brake cylinder according to the invention; and
  • 2 a partially broken top view of the wheel brake.

1 zeigt eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf einen Abschnitt einer Radbremse 1 mit einem erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremszylinder 2. Die Radbremse 1 dient dazu, entweder auf ein zu bremsendes Element eines Rads oder einer Achse mittels dessen Räder der Achse gebremst werden, zu wirken. Die Radbremse 1 ist Bestandteil eines nicht gezeigten Schienenfahrzeugs, kann jedoch auch alternativ beispielsweise in einem Straßenfahrzeug, wie etwa einem Nutzfahrzeug, verwendet werden. 1 shows a partially broken top view of a section of a wheel brake 1 with an electromechanical brake cylinder 2 according to the invention. The wheel brake 1 serves to act either on an element of a wheel or an axle to be braked, by means of which the wheels of the axle are braked. The wheel brake 1 is part of a rail vehicle, not shown, but can also alternatively be used, for example, in a road vehicle, such as a commercial vehicle.

Der elektromechanische Bremszylinder 2 weist einen Elektromotor 3 mit einem Stator 4 und einem Rotor 5 auf. Ferner weist der elektromechanische Bremszylinder 2 eine Hohlwelle 6 auf, die fest mit dem Rotor 5 verbunden ist. Darüber hinaus weist der elektromechanische Bremszylinder 2 eine Spindelmutter 7 und eine Spindel 8 auf, die formschlüssig mittels nicht gezeigten Kugeln verbunden sind, wobei die Spindelmutter 7 und die Spindel 8 dazu ausgebildet sind, eine Drehbewegung der Spindelmutter 7 in eine axiale Bewegung der Spindel 8 relativ zu der Spindelmutter 7 umzuwandeln. Die Hohlwelle 6 ist mittels einer Lagerungseinrichtung 23 in einem Gehäuse 14 des elektromechanischen Bremszylinders 2 um eine Drehachse der Spindel 8 drehbar gelagert und nimmt die Spindelmutter 7 zu der Hohlwelle 6 drehbar auf.The electromechanical brake cylinder 2 has an electric motor 3 with a stator 4 and a rotor 5. Furthermore, the electromechanical brake cylinder 2 has a hollow shaft 6, which is firmly connected to the rotor 5. In addition, the electromechanical brake cylinder 2 has a spindle nut 7 and a spindle 8, which are positively connected by means of balls (not shown), the spindle nut 7 and the spindle 8 being designed to convert a rotational movement of the spindle nut 7 into an axial movement of the spindle 8 relative to convert to the spindle nut 7. The hollow shaft 6 is rotatably mounted about an axis of rotation of the spindle 8 in a housing 14 of the electromechanical brake cylinder 2 by means of a storage device 23 and rotatably accommodates the spindle nut 7 to the hollow shaft 6.

Schließlich weist der elektromechanische Bremszylinder 2 zwischen dem Rotor 5 und der Spindelmutter 7 eine Drehmomentübertragungsvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, dass sie ein Drehmoment kleiner oder gleich einem maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert zwischen dem Rotor 5 und der Spindelmutter 7 überträgt.Finally, the electromechanical brake cylinder 2 has a torque transmission device between the rotor 5 and the spindle nut 7, which is designed to transmit a torque less than or equal to a maximum predeterminable torque value between the rotor 5 and the spindle nut 7.

Die Drehmomentübertragungsvorrichtung weist an der Hohlwelle 6 eine erste Reibfläche 9 und an der Spindelmutter 7 eine zweite Reibfläche 10 auf. Ferner weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Vorspanneinrichtung 11 auf.The torque transmission device has a first friction surface 9 on the hollow shaft 6 and a second friction surface 10 on the spindle nut 7. Furthermore, the torque transmission device has a biasing device 11.

Die Vorspanneinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, auf die erste Reibfläche 9 und die zweite Reibfläche 10 axial zu der Spindel 8 eine vorbestimmte Normalkraft aufzubringen. Dazu weist die Vorspanneinrichtung 11 Tellerfedern 12 sowie einen Sicherungsring als ein Sicherungselement 13 auf. Die Tellerfedern 12 stützen sich über das Sicherungselement 13 an der Hohlwelle 6 ab und bringen über die Spindelmutter 7 eine Normalkraft auf die erste Reibfläche 9 und die zweite Reibfläche 10 auf.The pretensioning device 11 is designed to apply a predetermined normal force to the first friction surface 9 and the second friction surface 10 axially to the spindle 8. For this purpose, the biasing device 11 has disc springs 12 and a locking ring as a locking element 13. The plate springs 12 are supported on the hollow shaft 6 via the securing element 13 and apply a normal force to the first friction surface 9 and the second friction surface 10 via the spindle nut 7.

Die erste Reibfläche 9 und die zweite Reibfläche 10 weisen jeweils Oberflächeneigenschaften, wie etwa Struktur und Rauigkeit, auf, die im Zusammenwirken mit der Normalkraft ein geeignetes Drehmoment übertragen können.The first friction surface 9 and the second friction surface 10 each have surface properties, such as structure and roughness, which can transmit a suitable torque in cooperation with the normal force.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Spindelmutter 7 nicht über die Hohlwelle 6 mit dem Rotor 5 verbunden, sondern die Hohlwelle ist weggelassen und die Spindelmutter 7 ist über eine andersgeartete Drehmomentübertragungsvorrichtung direkt mit dem Rotor 5 verbunden. Des Weiteren weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung in alternativen Ausführungsformen nicht die erste Reibfläche an der Spindelmutter und nicht die mit dem Rotor 5 verbundene zweite Reibfläche 10 auf, sondern die Drehmomentübertragungsvorrichtung weist in diesen alternativen Ausführungsformen beispielsweise Kugeldruckstücke auf, die in Senkungen eingreifen und deren übertragbare Kraft einstellbar ist. Ferner sind in alternativen Ausführungsformen keine Tellerfedern 12 und ein Sicherungselement 13, für das Vorspannelement, sondern beispielsweise eine andere Anzahl von und/oder andersgeartete Federn, wie etwa Spiralfedern, und/oder das Sicherungselement 13 ist beispielsweise als ein radialer Stift ausgeführt. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist keine Vorspanneinrichtung vorgesehen, sondern die Normalkraft wird über abgestimmte Abmessungen der beteiligten Bauteile erzielt.In an alternative embodiment, the spindle nut 7 is not connected to the rotor 5 via the hollow shaft 6, but rather the hollow shaft is omitted and the spindle nut 7 is connected directly to the rotor 5 via a different type of torque transmission device. Furthermore, in alternative embodiments, the torque transmission device does not have the first friction surface on the spindle nut and not the second friction surface 10 connected to the rotor 5, but in these alternative embodiments the torque transmission device has, for example, ball pressure pieces which engage in countersinks and whose transferable force is adjustable . Furthermore, in alternative embodiments, there are no disc springs 12 and a securing element 13 for the biasing element, but rather, for example, a different number and/or different types of springs, such as spiral springs, and/or the securing element 13 is designed, for example, as a radial pin. In a further alternative embodiment, no pretensioning device is provided, but the normal force is achieved via coordinated dimensions of the components involved.

2 zeigt eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die Radbremse 1. 2 shows a partially broken top view of the wheel brake 1.

Neben dem elektromechanischen Bremszylinder 2 weist die Radbremse 1 eine Bremsmechanik mit einem Zangenhebel 15 und einem weiteren Hebel 16 auf. An dem Zangenhebel 15 und dem weiteren Hebel 16 ist jeweils ein Bremsbelag 17 vorgesehen. In addition to the electromechanical brake cylinder 2, the wheel brake 1 has a brake mechanism with a caliper lever 15 and another lever 16. A brake pad 17 is provided on the caliper lever 15 and the other lever 16.

Ferner weist die Bremsmechanik einen Exzenterwellenhebel 18 auf, der auf einer Seite mit einer Exzenterwelle 19 fest verschraubt ist und auf der anderen Seite eine Verbindung zur Spindel 8 aufweist. Durch die axiale Bewegung der Spindel 8 wird der Exzenterwellenhebel 18 zusammen mit der Exzenterwelle 19 um deren Achse gedreht. Die Drehung der Exzenterwelle 19 verursacht ein Verschieben des auf einem Exzenterwellenzapfen gelagerten Zangenhebels 15 zur Bremsscheibe 20 hin. Durch die Verschiebung des Zangenhebels 15 zu dem weiteren Hebel 16 hin legt sich der an dem Zangenhebel 15 vorgesehene Bremsbelag 17 an einer Bremsscheibe 20, als ein zu bremsendes Element, an, wodurch sich ein gesamtes Radbremsgestänge, das den Zangenhebel 15, einen nicht gezeigten Verschleißnachsteller und den weiteren Hebel 16 aufweist, so verdreht, dass auch der an dem weiteren Hebel 16 vorgesehene Bremsbelag 17 an der Bremsscheibe 20 anliegt. Bei einer weiteren Bewegung der Spindel 8 in derselben Richtung wird eine Zuspannkraft in dem Radbremsgestänge erzeugt und die Bremsscheibe 20 damit beaufschlagt. Durch die Bremsmechanik wird die axiale Bewegung der Spindel 8 also in die Bewegung des Bremsbelags 17 relativ zu der Bremsscheibe 20 umgewandelt.Furthermore, the brake mechanism has an eccentric shaft lever 18, which is firmly screwed to an eccentric shaft 19 on one side and has a connection to the spindle 8 on the other side. Due to the axial movement of the spindle 8, the eccentric shaft lever 18 is rotated together with the eccentric shaft 19 about its axis. The rotation of the eccentric shaft 19 causes the caliper lever 15, which is mounted on an eccentric shaft journal, to move towards the brake disc 20. By moving the caliper lever 15 towards the further lever 16, the brake pad 17 provided on the caliper lever 15 rests on a brake disc 20, as an element to be braked, whereby an entire wheel brake linkage, which includes the caliper lever 15, is a wear adjuster (not shown). and has the further lever 16, rotated so that the brake pad 17 provided on the further lever 16 is also on the Brake disc 20 is in contact. When the spindle 8 moves further in the same direction, a clamping force is generated in the wheel brake linkage and the brake disc 20 is acted upon. The brake mechanism converts the axial movement of the spindle 8 into the movement of the brake pad 17 relative to the brake disc 20.

Eine erste Bewegungsrichtung BR1 der Spindel 8 ist so definiert, dass sich der Bremsbelag 17 der Bremsscheibe 20, also dem zu bremsenden Element, annähert, und eine zweite Bewegungsrichtung BR2 der Spindel 8 ist so definiert, dass sich der Bremsbelag 17 von der Bremsscheibe 20 wegbewegt.A first direction of movement BR1 of the spindle 8 is defined so that the brake pad 17 approaches the brake disc 20, i.e. the element to be braked, and a second direction of movement BR2 of the spindle 8 is defined so that the brake pad 17 moves away from the brake disc 20 .

Die in 1 gezeigte Vorspanneinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, die vorbestimmte Normalkraft in einer Richtung entgegengesetzt zu der ersten Bewegungsrichtung BR1 der Spindel 8 auf die erste und zweite Reibfläche 9, 10 aufzubringen.In the 1 Pretensioning device 11 shown is designed to apply the predetermined normal force to the first and second friction surfaces 9, 10 in a direction opposite to the first direction of movement BR1 of the spindle 8.

Die in 1 gezeigte Hohlwelle 6 weist einen Anschlag 21 auf, der dazu ausgebildet ist, die axiale Bewegung der Spindel 8 in der zweiten Bewegungsrichtung BR2 bei einem Auffahren auf den Anschlag 21 anzuhalten. Wenn sich die Spindelmutter 7 nach dem Auffahren der Spindel 8 auf den Anschlag 21 weiterdreht, also bei einer fortgesetzten Umwandlung der Drehbewegung der Spindelmutter 7 in die axiale Bewegung der Spindel 8 relativ zu der Spindelmutter 7, wird die Spindelmutter 7 in Richtung der ersten Bewegungsrichtung BR1 minimal bewegt, ohne dass die zweite Reibfläche 10 von der ersten Reibfläche 9 abhebt, und verringert eine auf die erste und zweite Reibfläche 9, 10 aufgebrachte Normalkraft, und somit das übertragbare Drehmoment. Dadurch ist es möglich, das durch die Drehmomentübertragungsvorrichtung übertragbare Drehmoment bei einer Drehung der Spindelmutter 7, so dass sich die Spindel 8 relativ zu der Spindelmutter 7 in der zweiten Bewegungsrichtung BR2 bewegt, gegenüber dem übertragbaren Drehmoment bei einer Drehung der Spindelmutter 7, so dass sich die Spindel 8 relativ zu der Spindelmutter 7 in der ersten Bewegungsrichtung BR1 bewegt, zu reduzieren. Somit kann zum Bremsen ein größeres Drehmoment, was eine erforderliche Bremskraft gewährleistet, übertragen werden als für das Lösen der Bremse, so dass die Bauteile des elektromechanischen Bremszylinders 2 nicht dauerhaft geschädigt werden.In the 1 The hollow shaft 6 shown has a stop 21, which is designed to stop the axial movement of the spindle 8 in the second direction of movement BR2 when it hits the stop 21. If the spindle nut 7 continues to rotate after the spindle 8 has moved onto the stop 21, i.e. with a continued conversion of the rotary movement of the spindle nut 7 into the axial movement of the spindle 8 relative to the spindle nut 7, the spindle nut 7 becomes in the direction of the first direction of movement BR1 moves minimally without the second friction surface 10 lifting off from the first friction surface 9, and reduces a normal force applied to the first and second friction surfaces 9, 10, and thus the transmittable torque. This makes it possible to compare the torque that can be transmitted by the torque transmission device when the spindle nut 7 rotates, so that the spindle 8 moves relative to the spindle nut 7 in the second direction of movement BR2, compared to the torque that can be transmitted when the spindle nut 7 rotates, so that the spindle 8 moves relative to the spindle nut 7 in the first direction of movement BR1. A greater torque, which ensures the required braking force, can therefore be transmitted for braking than for releasing the brake, so that the components of the electromechanical brake cylinder 2 are not permanently damaged.

Die Radbremse 1 weist ferner einen Sensor 22 auf, der dazu ausgebildet ist, zu erfassen, ob sich die Spindel 8 in der zweiten Bewegungsrichtung BR2 in einer Endlage befindet. Diese Endlage kann entweder die Position der Spindel 8 sein, in der die Spindel 8 gerade auf den Anschlag 21 aufgefahren ist, oder alternativ auch eine Position kurz bevor die Spindel 8 auf den Anschlag 21 auffährt.The wheel brake 1 also has a sensor 22, which is designed to detect whether the spindle 8 is in an end position in the second direction of movement BR2. This end position can either be the position of the spindle 8 in which the spindle 8 has just moved onto the stop 21, or alternatively a position shortly before the spindle 8 moves onto the stop 21.

Im Betrieb wird eine Bremswirkung der Radbremse 1 durch ein Bewegen der Spindel 8 in der ersten Bewegungsrichtung BR1 hervorgerufen. Dazu wird der Elektromotor 3 so angesteuert, dass eine Drehung des Rotors 5 relativ zu dem Stator 4 über die Hohlwelle 6 bzw. die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Drehung der Spindelmutter 7 so bewirkt, dass das axiale Bewegen der Spindel 8 in der ersten Bewegungsrichtung BR1 erfolgt.During operation, a braking effect of the wheel brake 1 is caused by moving the spindle 8 in the first direction of movement BR1. For this purpose, the electric motor 3 is controlled in such a way that a rotation of the rotor 5 relative to the stator 4 via the hollow shaft 6 or the torque transmission device causes a rotation of the spindle nut 7 so that the axial movement of the spindle 8 takes place in the first direction of movement BR1.

Durch die Übertragung der Bewegung der Spindel 8 in der ersten Bewegungsrichtung BR1 auf den Exzenterwellenhebel 18 wird der Zangenhebel 15 durch die Exzenterwelle 19 so geschwenkt, dass der an dem Zangenhebel 15 vorgesehene Bremsbelag 17 an der Bremsscheibe 20 anliegt und bei einer weiteren Bewegung der Spindel 8 in der ersten Bewegungsrichtung BR1 das gesamte Radbremsgestänge, das den Zangenhebel 15, den nicht gezeigten Verschleißnachsteller und den weiteren Hebel 16 aufweist, so verschwenkt wird, dass auch der an dem weiteren Hebel 16 vorgesehene Bremsbelag 17 an der Bremsscheibe 20 anliegt und anschließend die Bremsscheibe 20 mit der Zuspannkraft beaufschlagt wird.By transferring the movement of the spindle 8 in the first direction of movement BR1 to the eccentric shaft lever 18, the caliper lever 15 is pivoted by the eccentric shaft 19 in such a way that the brake pad 17 provided on the caliper lever 15 rests on the brake disk 20 and with a further movement of the spindle 8 In the first direction of movement BR1, the entire wheel brake linkage, which has the caliper lever 15, the wear adjuster (not shown) and the further lever 16, is pivoted so that the brake pad 17 provided on the further lever 16 also rests on the brake disc 20 and then the brake disc 20 is applied with the clamping force.

Zum Lösen der Radbremse 1 wird die Spindel 8 mittels des Elektromotors 3 über den Rotor 5, die Hohlwelle 6 bzw. die Drehmomentübertragungsvorrichtung und die Spindelmutter 7 in die zweite Bewegungsrichtung BR2 bewegt. Dadurch entfernen sich die Bremsbeläge 17 von der Bremsscheibe 20 und die Radbremse 1 wird gelöst. Sobald sich die Spindel 8 in ihrer Endlage, also in der in 1 gezeigten rechten Position, in der die Spindel 8 auf den Anschlag 21 gerade aufgefahren ist, oder in einer Position kurz bevor die Spindel 8 auf den Anschlag 21 auffährt, befindet, erkennt der Sensor 22 diese Position der Spindel 8 und leitete ein Signal an eine Bremssteuerungsvorrichtung, um den Elektromotor 3 anzuhalten.To release the wheel brake 1, the spindle 8 is moved in the second direction of movement BR2 by means of the electric motor 3 via the rotor 5, the hollow shaft 6 or the torque transmission device and the spindle nut 7. This causes the brake pads 17 to move away from the brake disc 20 and the wheel brake 1 is released. As soon as the spindle 8 is in its end position, i.e. in the in 1 shown right position, in which the spindle 8 has just moved onto the stop 21, or in a position shortly before the spindle 8 moves onto the stop 21, the sensor 22 detects this position of the spindle 8 and sent a signal to a brake control device to stop the electric motor 3.

In einem Fall einer Fehlfunktion, bei der beispielsweise entweder der Sensor 22 defekt ist oder eine Weiterleitung des Signals des Sensors 22 gestört ist, wird der Elektromotor 3 nicht angehalten wenn die Spindel 8 ihre Endlage erreicht hat und die Spindel 8 fährt in der zweiten axialen Bewegungsrichtung BR2 der Spindel 8 hart auf den Anschlag 21 in der Hohlwelle 6 auf, wobei die axiale Bewegung der Spindel 8 dann angehalten wird.In a case of a malfunction, for example in which either the sensor 22 is defective or the transmission of the signal from the sensor 22 is disturbed, the electric motor 3 is not stopped when the spindle 8 has reached its end position and the spindle 8 moves in the second axial direction of movement BR2 of the spindle 8 hits the stop 21 in the hollow shaft 6 hard, the axial movement of the spindle 8 then being stopped.

In diesem Fall, nämlich bei dem Auffahren der Spindel 8 auf den Anschlag 21, begrenzt die Drehmomentübertragungsvorrichtung ein von der Spindelmutter 7 auf die Spindel 8 übertragenes Drehmoment auf den maximalen vorbestimmten Drehmomentwert.In this case, namely when the spindle 8 moves onto the stop 21, the torque transmission device limits a torque transmitted from the spindle nut 7 to the spindle 8 to the maximum predetermined torque value.

Das von der Drehmomentübertragungsvorrichtung zu übertragende Drehmoment ist so bestimmt, dass das Drehmoment des Elektromotors im Normalbetrieb sicher übertragen werden kann, um eine erforderliche Bremswirkung zu erzielen, jedoch bei der Fehlfunktion verhindert wird, dass die Bauteile des elektromagnetischen Bremszylinders beschädigt werden.The torque to be transmitted by the torque transmission device is determined so that the torque of the electric motor can be safely transmitted in normal operation to achieve a required braking effect, but in the event of a malfunction, the components of the electromagnetic brake cylinder are prevented from being damaged.

Wenn die in 1 gezeigte Drehmomentübertragungsvorrichtung vorgesehen ist, bewegt sich, nach dem Auffahren der Spindel 8 auf den Anschlag 21 in der zweiten axialen Bewegungsrichtung BR2, die Spindelmutter 7 bei der fortgesetzten Umwandlung der Drehbewegung der Spindelmutter 7 relativ zu der Spindelmutter 7 in die axiale Bewegung der Spindel 8 minimal in Richtung der ersten Bewegungsrichtung BR1, ohne dass die zweite Reibfläche 10 von der ersten Reibfläche 9 abhebt. In alternativen Ausführungsformen kann die zweite Reibfläche 10 auch von der ersten Reibfläche 9 abheben. Dabei wird die axial zu der Spindel 8 auf die erste und zweite Reibfläche 9, 10 aufgebrachte Normalkraft verringert. Dadurch verringert sich auch das übertragene Drehmoment, sodass eine bleibende Schädigung der Spindelmutter 7, der Spindel 8, oder von sonstigen Bauteilen des elektromechanischen Bremszylinders 2 bei der Fehlfunktion verhindert werden kann. Diese Eigenschaft ermöglicht es, dass das im Normalbetrieb zu übertragende Drehmoment auf einen größeren Drehmomentwert eingestellt werden kann, um die erforderliche Bremskraft sicher zu erzeugen, da das Drehmoment bei der Fehlfunktion, wenn die Spindel 8 auf den Anschlag 21 auffährt, automatisch verringert wird.If the in 1 Torque transmission device shown is provided, after the spindle 8 has moved onto the stop 21 in the second axial direction of movement BR2, the spindle nut 7 moves minimally during the continued conversion of the rotary movement of the spindle nut 7 relative to the spindle nut 7 into the axial movement of the spindle 8 in the direction of the first direction of movement BR1, without the second friction surface 10 lifting off from the first friction surface 9. In alternative embodiments, the second friction surface 10 can also lift off from the first friction surface 9. The normal force applied axially to the spindle 8 on the first and second friction surfaces 9, 10 is reduced. This also reduces the transmitted torque, so that permanent damage to the spindle nut 7, the spindle 8, or other components of the electromechanical brake cylinder 2 can be prevented in the event of a malfunction. This property allows the torque to be transmitted in normal operation to be set to a larger torque value in order to safely generate the required braking force, since the torque is automatically reduced in the event of a malfunction when the spindle 8 hits the stop 21.

In alternativen Ausführungsformen, in denen die Normalkraft nicht axial zu der Spindel 8 aufgebracht wird, wird das Verhindern der bleibenden Schädigung dadurch erzielt, dass das übertragene Drehmoment kleiner oder gleich dem maximalen vorbestimmten Drehmomentwert ist, was ebenfalls bereits die bleibende Schädigung verhindert, da die Drehmomentübertragungsvorrichtung bei einem Erreichen des maximalen vorbestimmten Drehmomentwerts quasi durchrutscht und kein höheres Drehmoment überträgt.In alternative embodiments, in which the normal force is not applied axially to the spindle 8, the prevention of permanent damage is achieved by the transmitted torque being less than or equal to the maximum predetermined torque value, which also already prevents the permanent damage, since the torque transmission device when the maximum predetermined torque value is reached, it virtually slips and does not transmit any higher torque.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Merkmale und Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Kombinationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend lediglich als eine Illustration der Erfindung zu betrachten, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, und sollen alle Modifikationen, Variationen, Kombinationen oder Äquivalente abdecken, die in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.Although the present invention has been described with reference to specific features and embodiments, it is apparent that various modifications and combinations may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. The description and drawings are accordingly to be considered merely as an illustration of the invention as defined by the appended claims and are intended to cover any modifications, variations, combinations or equivalents that fall within the scope of the present invention.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST

11
RadbremseWheel brake
22
elektromagnetischer Bremszylinderelectromagnetic brake cylinder
33
ElektromotorElectric motor
44
Statorstator
55
Rotorrotor
66
Hohlwellehollow shaft
77
Spindelmutterspindle nut
88th
Spindelspindle
99
erste Reibflächefirst friction surface
1010
zweite Reibflächesecond friction surface
1111
VorspanneinrichtungPretensioning device
1212
TellerfederDisc spring
1313
SicherungselementSecurity element
1414
GehäuseHousing
1515
ZangenhebelPincer lever
1616
weiterer Hebelanother lever
1717
Bremsbelagbrake pad
1818
ExzenterwellenhebelEccentric shaft lever
1919
Exzenterwelleeccentric shaft
2020
BremsscheibenBrake discs
2121
Anschlagattack
2222
Sensorsensor
2323
LagerungseinrichtungStorage facility
BR1BR1
erste Bewegungsrichtung der Spindelfirst direction of movement of the spindle
BR2BR2
zweite Bewegungsrichtung der Spindelsecond direction of movement of the spindle

Claims (12)

Elektromechanischer Bremszylinder (2) zum Betätigen einer Radbremse (1), insbesondere einer Radbremse (1) eines Schienenfahrzeugs, wobei der elektromechanische Bremszylinder (2) aufweist: einen Elektromotor (3) mit einem Rotor (5), eine Spindelmutter (7), eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, die zwischen dem Rotor (5) und der Spindelmutter (7) vorgesehen ist und dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment zwischen dem Rotor (5) und der Spindelmutter (7) zu übertragen, und eine Spindel (8), die ein Gewinde aufweist, wobei die Spindelmutter (7) und die Spindel (8) dazu ausgebildet sind, eine Drehbewegung der Spindelmutter (7) in eine axiale Bewegung der Spindel (8) relativ zu der Spindelmutter (7) umzuwandeln, wobei die axiale Bewegung der Spindel (8) in eine Bewegung eines Bremsbelags (17) der Radbremse (1) relativ zu einem zu bremsenden Element der Radbremse (1) umwandelbar ist, und wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, dass sie ein Drehmoment kleiner oder gleich einem maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert zwischen dem Rotor (5) und der Spindelmutter (7) überträgt.Electromechanical brake cylinder (2) for actuating a wheel brake (1), in particular a wheel brake (1) of a rail vehicle, the electromechanical brake cylinder (2) having: an electric motor (3) with a rotor (5), a spindle nut (7), a Torque transmission device which is provided between the rotor (5) and the spindle nut (7) and is designed to transmit a torque between the rotor (5) and the spindle nut (7), and a spindle (8) which has a thread , wherein the spindle nut (7) and the spindle (8) are designed to relay a rotary movement of the spindle nut (7) into an axial movement of the spindle (8). tiv to the spindle nut (7), the axial movement of the spindle (8) being convertible into a movement of a brake pad (17) of the wheel brake (1) relative to an element of the wheel brake (1) to be braked, and the torque transmission device for this purpose is designed to transmit a torque less than or equal to a maximum predeterminable torque value between the rotor (5) and the spindle nut (7). Elektromechanischer Bremszylinder (2) gemäß Anspruch 1, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine erste Reibfläche (9) an der Spindelmutter (7) und eine mit dem Rotor (5) verbundene zweite Reibfläche (10) aufweist, und die erste Reibfläche (9) und die zweite Reibfläche (10) dazu ausgebildet sind, eine dem maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert entsprechende maximale Reibkraft zu erzeugen.Electromechanical brake cylinder (2) according to Claim 1 , wherein the torque transmission device has a first friction surface (9) on the spindle nut (7) and a second friction surface (10) connected to the rotor (5), and the first friction surface (9) and the second friction surface (10) are designed to do so, to generate a maximum frictional force corresponding to the maximum predeterminable torque value. Elektromechanischer Bremszylinder (2) gemäß Anspruch 2, wobei der elektromechanische Bremszylinder (2) eine um eine Drehachse der Spindel (8) drehbare Hohlwelle (6) als ein Bestandteil der Drehmomentübertragungsvorrichtung aufweist, die mit dem Rotor (5) fest verbunden ist, und die Hohlwelle (6) die Spindelmutter (7) zu der Hohlwelle (8) drehbar aufnimmt, wobei die Hohlwelle (8) die zweite Reibfläche (10) aufweist.Electromechanical brake cylinder (2) according to Claim 2 , wherein the electromechanical brake cylinder (2) has a hollow shaft (6) which can be rotated about an axis of rotation of the spindle (8) as a component of the torque transmission device and which is firmly connected to the rotor (5), and the hollow shaft (6) has the spindle nut (7 ) rotatably receives the hollow shaft (8), the hollow shaft (8) having the second friction surface (10). Elektronmechanischer Bremszylinder (2) gemäß Anspruch 3, wobei der elektromechanische Bremszylinder (2) ein Gehäuse (14) aufweist, und das Gehäuse (14) dazu ausgebildet ist, die Hohlwelle (6) in dem Gehäuse (14) drehbar zu lagern.Electromechanical brake cylinder (2) according to Claim 3 , wherein the electromechanical brake cylinder (2) has a housing (14), and the housing (14) is designed to rotatably mount the hollow shaft (6) in the housing (14). Elektromechanischer Bremszylinder (2) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Vorspanneinrichtung (11) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmbare Normalkraft auf die erste Reibfläche (9) und zweite Reibfläche (10) aufzubringen.Electromechanical brake cylinder (2) according to Claim 3 or 4 , wherein the torque transmission device has a biasing device (11) which is designed to apply a predeterminable normal force to the first friction surface (9) and second friction surface (10). Elektromechanischer Bremszylinder (2) gemäß Anspruch 5, wobei eine Bewegungsrichtung der Spindel (8) zum Annähern des Bremsbelags (20) an das zu bremsende Element als erste Bewegungsrichtung (BR1) definiert ist, und die Vorspanneinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, die vorbestimmbare Normalkraft in einer Richtung entgegen der ersten Bewegungsrichtung (BR1) auf die erste und zweite Reibfläche (9, 10) aufzubringen.Electromechanical brake cylinder (2) according to Claim 5 , wherein a direction of movement of the spindle (8) for approaching the brake pad (20) to the element to be braked is defined as the first direction of movement (BR1), and the pretensioning device (11) is designed to apply the predeterminable normal force in a direction opposite to the first direction of movement (BR1) to be applied to the first and second friction surfaces (9, 10). Elektromechanischer Bremszylinder (2) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Vorspanneinrichtung (11) eine Tellerfeder (12) und ein Sicherungselement (13) aufweist, und die Tellerfeder (12) dazu ausgebildet ist, sich über das Sicherungselement (13) an der Hohlwelle (6) abzustützen und die vorbestimmbare Normalkraft über die Spindelmutter (7) auf die erste und zweite Reibfläche (9, 10) aufzubringen.Electromechanical brake cylinder (2) according to Claim 5 or 6 , wherein the pretensioning device (11) has a plate spring (12) and a securing element (13), and the plate spring (12) is designed to be supported on the hollow shaft (6) via the securing element (13) and the predeterminable normal force via the Apply the spindle nut (7) to the first and second friction surfaces (9, 10). Elektromechanischer Bremszylinder (2) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Hohlwelle (6) einen Anschlag (21) aufweist, der dazu ausgebildet ist, die axiale Bewegung der Spindel (8) in einer zweiten Bewegungsrichtung (BR2) entgegen der ersten Bewegungsrichtung (BR1) bei einem Auffahren auf den Anschlag (21) anzuhalten, wobei der elektromechanische Bremszylinder (2) dazu ausgebildet ist, dass sich, bei einer nach dem Auffahren fortgesetzten Umwandlung der Drehbewegung der Spindelmutter (7) in die axiale Bewegung der Spindel (8) relativ zu der Spindelmutter (7), die Spindelmutter (7) in Richtung der ersten Bewegungsrichtung (BR 1) bewegt, um eine auf die erste und zweite Reibfläche (9, 10) aufgebrachte Normalkraft zu verringern.Electromechanical brake cylinder (2) according to Claim 6 or 7 , wherein the hollow shaft (6) has a stop (21) which is designed to prevent the axial movement of the spindle (8) in a second direction of movement (BR2) against the first direction of movement (BR1) when it hits the stop (21). to stop, the electromechanical brake cylinder (2) being designed so that when the rotational movement of the spindle nut (7) continues to be converted into the axial movement of the spindle (8) relative to the spindle nut (7) after the opening, the spindle nut ( 7) moves in the direction of the first direction of movement (BR 1) in order to reduce a normal force applied to the first and second friction surfaces (9, 10). Radbremse (1) mit einem elektromechanischen Bremszylinder (2) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Radbremse (1) aufweist: einen Bremsbelag (17), ein zu bremsendes Element, und eine Bremsmechanik, die dazu ausgebildet ist, die axiale Bewegung der Spindel (8) in die Bewegung des Bremsbelags (17) relativ zu dem zu bremsenden Elements umzuwandeln.Wheel brake (1) with an electromechanical brake cylinder (2) according to one of the preceding claims, wherein the wheel brake (1) has: a brake pad (17), an element to be braked, and a brake mechanism which is designed to convert the axial movement of the spindle (8) into the movement of the brake pad (17) relative to the element to be braked. Radbremse (1) gemäß Anspruch 9, wobei eine Bewegungsrichtung der Spindel (8) zum Entfernen des Bremsbelags (17) von dem zu bremsenden Element als zweite Bewegungsrichtung (BR2) definiert ist, und die Radbremse (1) einen Sensor (22) aufweist, der dazu ausgebildet ist, zu erfassen, ob sich die Spindel (8) in der zweiten Bewegungsrichtung (BR2) in einer Endlage befindet.Wheel brake (1) according to Claim 9 , wherein a direction of movement of the spindle (8) for removing the brake lining (17) from the element to be braked is defined as the second direction of movement (BR2), and the wheel brake (1) has a sensor (22) which is designed to detect whether the spindle (8) is in an end position in the second direction of movement (BR2). Verfahren zum Lösen einer Radbremse (1) mittels eines elektromechanischen Bremszylinders (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei einem Auffahren der Spindel (8) auf einen Anschlag (21) in einer Hohlwelle (6) des elektromechanischen Bremszylinders (2) sodass eine axiale Bewegung der Spindel (8) angehalten wird, die Drehmomentübertragungsvorrichtung ein von der Spindelmutter (7) auf die Spindel (8) übertragenes Drehmoment auf einen maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert begrenzt.Method for releasing a wheel brake (1) by means of an electromechanical brake cylinder (2) according to one of Claims 1 until 8th , whereby when the spindle (8) hits a stop (21) in a hollow shaft (6) of the electromechanical brake cylinder (2) so that axial movement of the spindle (8) is stopped, the torque transmission device is activated by the spindle nut (7). the spindle (8) limits the torque transmitted to a maximum predeterminable torque value. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei eine erste axiale Bewegungsrichtung (BR1) der Spindel (8) so definiert ist, dass sich dadurch ein Bremsbelag (17) an ein zu bremsendes Element annähert und eine zweite axiale Bewegungsrichtung (BR2) entgegengesetzt zu der ersten axialen Bewegungsrichtung (BR1) definiert ist, und sich, nach dem Auffahren der Spindel (8) auf den Anschlag (21) in der zweiten axialen Bewegungsrichtung (BR2) bei einer fortgesetzten Umwandlung der Drehbewegung der Spindelmutter (7) in die axiale Bewegung der Spindel (8) relativ zu der Spindelmutter (7), die Spindelmutter (7) in Richtung der ersten Bewegungsrichtung (BR1) bewegt, um eine axial zu der Spindel (8) auf eine erste und zweite Reibfläche (9, 10) aufgebrachte Normalkraft zu verringern, um den maximalen vorbestimmbaren Drehmomentwert zu verringern.Procedure according to Claim 11 , wherein a first axial direction of movement (BR1) is the Spindle (8) is defined in such a way that a brake pad (17) approaches an element to be braked and a second axial direction of movement (BR2) is defined opposite to the first axial direction of movement (BR1), and after the spindle has been opened (8) on the stop (21) in the second axial direction of movement (BR2) with a continued conversion of the rotational movement of the spindle nut (7) into the axial movement of the spindle (8) relative to the spindle nut (7), the spindle nut (7) moved in the direction of the first direction of movement (BR1) in order to reduce a normal force applied axially to the spindle (8) to a first and second friction surface (9, 10) in order to reduce the maximum predeterminable torque value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19955080A1 (en) * 1999-11-15 2001-05-17 Continental Teves Ag & Co Ohg Electromechanical operating system motor vehicle parking brake operated includes electric motor and threaded driving mechanism
DE10014993A1 (en) * 2000-03-25 2001-09-27 Bosch Gmbh Robert Electromechanical wheel braking system for motor vehicle with electric motor for operating and releasing wheel braking system and worm gear for changing rotation movement of motor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018036676A1 (en) 2016-08-25 2018-03-01 Dellner Brakes Ab A lever type braking device

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