DE19511287B4 - Elektromechanische betätigbare Scheibenbremse - Google Patents
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Abstract
Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem Bremssattel, sowie einer am Bremssattel angeordneten Betätigungseinheit, mit zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe zusammenwirkenden, im Bremssattel begrenzt verschiebbar angeordneten Reibbelägen, wobei einer der Reibbeläge mittels eines Betätigungselementes durch die Betätigungseinheit direkt und der andere Reibbelag durch die Wirkung einer vom Bremssattel aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe in Eingriff bringbar ist, und wobei die Betätigungseinheit einen koaxial zum Betätigungselement angeordneten Elektromotor sowie ein wirkungsmäßig zwischen ihm und dem Betätigungselement angeordnetes Untersetzungsgetriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (10) des Elektromotors (6) ringförmig ausgebildet ist und das Untersetzungsgetriebe (7) radial umgreift.
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem Bremssattel, sowie einer am Bremssattel angeordneten Betätigungseinheit, mit zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe zusammenwirkenden, im Bremssattel begrenzt verschiebbar angeordneten Reibbelägen, wobei einer der Reibbeläge mittels eines Betätigungselementes durch die Betätigungseinheit direkt und der andere Reibbelag durch die Wirkung einer vom Bremssattel aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe in Eingriff bringbar ist, und wobei die Betätigungseinheit einen koaxial zum Betätigungselement angeordneten Elektromotor sowie ein wirkungsmäßig zwischen ihm und dem Betätigungselement angeordnetes Untersetzungsgetriebe aufweist.
- Eine derartige elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse ist z.B. aus der
EP 0 394 238 B1 bekannt. Die Betätigungseinheit der bekannten Scheibenbremse besteht aus einem Elektromotor, der mit einem Planetengetriebe zusammenwirkt, dessen Planetenräder ein Ringrad antreiben, dessen Drehbewegung über Lagermittel auf eine Betätigungshülse übertragen wird bzw. deren Axialverschiebung bewirkt, durch die der der Betätigungseinheit zugeordnete Reibbelag in Eingriff mit der Bremsscheibe gebracht wird. Der Elektromotor und das Planetengetriebe sind dabei in der Betätigungsrichtung der Scheibenbremse nebeneinander angeordnet. Als nachteilig wird bei der bekannten elektromechanisch betätigbaren Scheibenbremse insbe sondere die verhältnismäßig beträchtliche axiale Baulänge der Betätigungseinheit empfunden. - Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß ihre Gesamtbaugröße, insbesondere die axiale Baulänge der Betätigungseinheit, erheblich verkürzt wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor des Elektromotors ringförmig ausgebildet ist und das Untersetzungsgetriebe radial umgreift. Eine derart aufgebaute elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse zeichnet sich durch hohe Dynamik der Bremsbetätigung sowie eine extrem kompakte Bauweise aus, bei der hohe, massenbezogene Bremsmomente übertragen werden können.
- Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß das Untersetzungsgetriebe als ein Rollengewindetrieb ausgebildet ist, dessen Gewindemutter mit dem Rotor in kraftübertragender Verbindung steht.
- Bei einer kostengünstig herstellbaren Weiterbildung der Erfindung ist der Rollengewindetrieb als ein Rollengewindetrieb mit axialer Rückführung der Rollen ausgebildet. Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn das Betätigungselement durch die Spindel des Rollengewindetriebs gebildet ist.
- Um eine erhebliche Reduzierung des vom Elektromotor aufzubringenden erforderlichen Antriebsmoments zu erreichen erfolgt die Kraftübertragung zwischen dem Rotor und der Gewindemutter mittels eines Planetengetriebes, dessen Sonnenrad am Rotor ausgebildet ist, während die Planetenräder an der Gewindemutter gelagert sind und mit einer das Hohlrad des Planetengetriebes bildenden, im Bremssattel ausgebildeten Innenverzahnung im Eingriff stehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwischen dem Rotor und der Getriebemutter ein Nadellager sowie ein Kugellager vorgesehen sind, wobei die radial außenliegende Laufbahn des Kugellagers im Rotor und die radial innenliegende Laufbahn zumindest teilweise in der Gewindemutter ausgebildet sind. Durch diese Maßnahmen wird sowohl eine Verringerung der elektrischen Verlustleistung als auch eine Vergrößerung des Rotorwinkels erreicht, die sich insbesondere für eine Lagesensierung der Gewindespindel, die zur Positionierung der Beläge erforderlich ist, als günstig erweist.
- Eine gleichmäßige Übertragung der vom Elektromotor aufgebrachten Betätigungskraft wird bei einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht, daß die Spindel mit einer Kraftübertragungsplatte zusammenwirkt, die dem direkt betätigbaren Reibbelag zugeordnet ist.
- Eine Minimierung von auf die innerhalb des Rollengewindetriebs auftretende Reibung zurückzuführenden Wirkungsgradverlusten wird nach einem vorteilhaften Erfindungsmerkmal dadurch erreicht, daß zwischen der Gewindespindel und der Kraftübertragungsplatte eine der Übertragung von Druckkräften dienende Druckstange angeordnet ist.
- Eine momentenfreie Übertragung der Druckkräfte zwischen der Gewindespindel und der Kraftübertragungsplatte wird dabei vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Druckstange teilweise innerhalb der Gewindespindel angeordnet und mittels zweier Kugelkalotten gelagert ist, von denen die erste in der Gewindespindel vorgesehen ist, während die zweite in einem axialen Fortsatz der Kraftübertragungsplatte ausgebildet ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste Kugelkalotte etwa in der Mitte der axialen Länge der Gewindespindel bzw. in dem durch die Gewinderollen begrenzten Bereich der Gewindespindel angeordnet ist.
- Eine torsionsfeste Verbindung zwischen Gewindespindel und Kraftübertragungsplatte, die eine günstige Übertragung von aus der Zuspannkraft resultierenden Torsionsmomenten ermöglicht, wird nach einem weiteren Erfindungsgemerkmal dadurch erreicht, daß zwischen der Gewindespindel und der Kraftübertragungsplatte ein metallischer Faltenbalg vorgesehen ist, der koaxial zur Druckstange angeordnet und mit der Gewindespindel sowie der Kraftbertragungsplatte unlösbar verbunden, vorzugsweise verschweißt ist.
- Eine optimale Lagerung der Hohlwelle des in der Betätigungseinheit integrierten Elektromotors wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht, daß die Gewindemutter eine radiale Erweiterung aufweist, die ihrer Abstützung an einem Radiallager dient, das als Kreuzrollenlager bzw. als Vierpunktlager ausgebildet ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Lagerinnenring des Radiallagers durch den Umfangsbereich der Erweiterung gebildet ist. Durch seine Fähigkeit, hohe Axial- und Radialkräfte sowie Kippmomente aufnehmen zu können, trägt die erfindungsgemäße Lagerung zur besseren Stabilisierung der Hohlwelle bei.
- Der Elektromotor kann bei weiteren vorteilhaften Ausführungen der Erfindung als ein Außenläufermotor ausgebildet sein, der beispielsweise als ein Permanentmagnet erregter, elektronisch kommutierbarer Elektromotor (Torque-Motor) oder als ein geschalteter Reluktanzmotor (SR-Motor) ausgeführt sein kann.
- Die erwähnten Motorarten sind zur Erzeugung hoher Drehmomente im Stillstand besonders geeignet.
- Um eine gute Positionierbarkeit des Rotors, insbeondere beim Einsatz des vorhin erwähnten Torque-Motors zu erreichen, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein kontaktloser Winkelgeber (Resolver) vorgesehen ist, der mit dem Untersetzungsgetriebe zusammenwirkt und eine Erkennung der Position des Betätigungselementes ermöglicht. Der Winkelgeber kann dabei vorzugsweise durch zwei durch einen Luftspalt voneinander getrennte, elektrische Wicklungen tragende Ringe gebildet sein, wobei der eine, vorzugsweise radial innere Ring mit dem Rotor fest verbunden ist, während der andere, vorzugsweise radial äußere Ring im Gehäuse drehfest angeordnet ist. Ein derartiger Resolver ermöglicht eine sehr hohe Auflösung, so daß hierdurch eine für eine gezielte und optimal dosierbare Abbremsung erforderliche, ausreichend fein zu realisierende Positionierbarkeit der Reibbeläge erreicht wird.
- Das Ausgangssignal des Resolvers kann dabei gleichzeitig zur Kommutierung des Torque-Motors verwendet werden.
- Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist bei einer Variante des Erfindungsgegenstandes zwischen der Gewindemutter und der Spindel eine Rückstellfeder vorgesehen, die nach erfolgter Betätigung eine Drehbewegung der Gewindemutter entgegen der Betätigungsdrehrichtung ermöglicht. Durch diese Maßnahme kann verhindert werden, daß bei einem nach der Bremsbetätigung auftretenden Stromausfall die Bremse durch ihre eigene Hysterese im betätigten Zustand verharrt, so daß Restbremsmomente am Rad weitergehend eliminiert werden.
- Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß zwischen dem Betätigungselement bzw. der Kraftübertragungsplatte und dem ersten Reibbelag eine Verdrehsicherung vorgesehen ist. Als Verdrehsicherung kann beispielsweise die Fixierung einer Belaghaltefeder dienen, die an für hydraulisch betätigbare Scheibenbremsen vorgesehenen Reibbelägen angebracht ist.
- Zur sicheren Erkennung des Kontaktes zwischen den Reibbelägen und der Bremsscheibe weisen die Reibbeläge Kontaktstifte auf, die eine Messung des elektrischen Widerstandes zwischen ihnen und der Bremsscheibe ermöglichen. Außerdem wird durch diese Maßnahme erreicht, daß das an den Kontaktstiften abzugreifende Signal als Eingangssignal einer Regelung oder Steuerung zur Verfügung gestellt werden kann, das außerdem eine Information über den Verschleißzustand der Reibbeläge vermittelt.
- Um den Betätigungsmechanismus insbesondere vor Verunreinigungen, beispielsweise Spritzwasser, wirksam zu schützen, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß zwischen dem Gehäuse und dem Betätigungselement (Spindel) ein elastisches Dichtelement angeordnet ist.
- Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung von fünf Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
- In der Zeichnung zeigt:
-
1 eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen, elektromechanisch betätigbaren Scheibenbremse im Axialschnitt; -
2 eine zweite Ausführung des Erfindungsgegenstands in einer der1 entsprechenden Darstellung; -
3 ,4 u.5 eine dritte, vierte und fünfte Ausführung der erfindungsgemäßen elektromechanischen Scheibenbremse in einer der1 entsprechenden Darstellung. - Die in der Zeichnung dargestellte, elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse, die im gezeigten Beispiel als eine Schwimmsattel-Scheibenbremse ausgebildet ist, besteht im wesentlichen aus einem in einem nicht gezeigten feststehenden Halter verschiebbar gelagerten Bremssattel
1 sowie einer Betätigungseinheit2 , deren Gehäuse8 mittels nicht gezeigter Befestigungselemente am Bremssattel1 angeordnet ist. Ein Paar von Reibbelägen4 und5 ist im Bremssattel1 derart angeordnet, daß sie der linken und der rechten Seitenfläche einer Bremsscheibe3 zugewandt sind. - Nachstehend wird der in der Zeichnung rechts gezeigte Reibbelag
4 als erster Reibbelag und der andere, mit5 bezeichnete Reibbelag als zweiter Reibbelag bezeichnet. - Während der erste Reibbelag
4 mittels eines Betätigungselements30 durch die Betätigungseinheit2 direkt mit der Bremsscheibe3 in Eingriff bringbar ist, wird der zweite Reibbelag5 durch die Wirkung einer bei der Betätigung der Anordnung vom Bremssattel1 aufgebrachten Reaktionskraft gegen die gegenüberliegende Seitenfläche der Bremsscheibe3 gedrückt. - Die vorhin erwähnte Betätigungseinheit
2 besteht aus einem Elektromotor6 , der im dargestellten Beispiel als ein Permanentmagnet erregter, elektronisch kommutierbarer (Torque-Motor), dessen Stator9 unbeweglich im Gehäuse8 angeordnet ist und dessen Rotor10 bzw. Hohlwelle durch einen ringförmigen Träger28 gebildet ist, der mehrere Permanentmagnetsegmente29 trägt. Zwischen dem Torque-Motor6 und dem vorhin erwähnten, vorzugsweise koaxial zum Motor6 angeordneten Betätigungselement30 ist wirkungsmäßig ein Untersetzungsgetriebe7 angeordnet, das im gezeigten Beispiel als ein Rollengewindetrieb11 bis14 ausgebildet ist. Der Rollengewindetrieb besteht dabei aus einer Gewindemutter11 sowie einer Gewindespindel14 , wobei in der Gewindemutter11 achsparallel Gewinderollen12 ,13 angeordnet sind, die bei einer Rotationsbewegung der Gewindemutter11 sich ohne axiale Verschiebung planetenartig drehen und die Gewindespindel14 in eine axiale Bewegung versetzen. Für eine radiale Führung der Gewinderollen12 ,13 sorgen zwei an deren Enden angeordnete Führungsscheiben40 und nicht gezeigte Zahnkränze. - Die Anordnung ist dabei vorzugsweise derart getroffen, daß der Rotor
10 des Torque-Motors6 drehfest, beispielsweise mittels einer Paßfeder39 , mit der Gewindemutter11 verbunden ist, während die Gewindespindel14 das vorhin erwähnte Betätigungselement30 bildet, das unter Zwischenschaltung einer Kraftübertragungsplatte24 den ersten Reibbelag4 betätigt. Zwischen der Kraftübertragungsplatte24 und dem ersten Reibbelag4 ist vorzugsweise eine Verdrehsicherung25 vorgesehen, die durch einen im Reibbelag4 eingepreßten Stift gebildet ist, der von einer in der Kraftübertragungsplatte24 ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen wird. Der Führung sowohl des Untersetzungsgetriebes7 als auch der Hohlwelle bzw. des Rotors10 dient ein am Bremssattel1 sich abstützendes Radiallager, im gezeigten Beispiel ein Kreuzrollenlager16 , das aus einem mit dem Bremssattel1 zusammenwirkenden, in1 geteilt ausgeführten Lageraußenring18 , einem auf einer kragenförmigen radialen Erweiterung15 der Gewindemutter11 angeordneten Lagerinnenring17 sowie mehreren, zwischen den beiden Lagerringen17 ,18 angeordneten Zylinderrollen19 besteht. Die Lagerringe17 ,18 bilden vier rechtwinklig zueinander angeordnete Laufbahnen, die um 45° zur Lagerebene geneigt sind, bzw. zwei um 90° versetzte Laufbahnpaare, auf denen die Zylinderrollen19 (in x-Anordnung) abwechselnd in einem der beiden Laufbahnpaaren abwälzen. Da das verwendete Kreuzrollenlager16 jede beliebige Kombination von Axial-, Radial- sowie Kippmomentbelastungen aufnehmen kann, kann auf ein zweites Lager verzichtet werden. Statt eines Kreuzrollenlagers kann auch ein Vierpunktlager Verwendung finden. - Um den Rollengewindetrieb
7 exakt positionieren sowie Steuersignale für die elektronische Kommutierung des Torque-Motors6 gewinnen zu können, ist im Gehäuse8 der Betätigungseinheit2 ein kontaktloser Meßwert- bzw. Winkelgeber, ein sogenannter Resolver20 , vorgesehen. Im dargestellten Beispiel besteht der Resolver20 , aus zwei koaxial zueinander durch einen Luftspalt voneinander getrennten Ringen21 ,22 , die elektrische Wicklungen tragen. Der radial innenliegende Ring21 ist dabei mit der Gewindemutter11 verbunden, während der andere, radial äußere Ring22 drehfest im Gehäuse8 angeordnet ist. - Zur sicheren Erkennung einer Berühung zwischen den Reibbelägen
4 ,5 mit der Bremsscheibe3 sind die Reibbeläge4 ,5 mit Kontaktstiften26 versehen. Der Innenraum des Gehäuses8 wird einerseits durch einen im Bereich des Resolvers20 am Gehäuse8 angebrachten Deckel31 und andererseits durch eine elastische, membranartige Dichtung27 vor Verunreinigungen, beispielsweise Spritzwasser, geschützt. Die Dichtung27 ist dabei vorzugsweise zwischen dem Betätigungselement30 bzw. der Gewindespindel14 und einem am Lageraußenring18 axial anliegenden Haltering32 eingespannt. - Um schließlich die im Betrieb des Torque-Motors
6 entstehende Wärme wirksam an die Umgebung weiterleiten zu können, ist das Gehäuse8 mit großflächigen Kühlrippen33 versehen. - Bei der in
2 gezeigten Ausführung des Erfindungsgegenstandes findet als Antrieb für die Betätigungseinheit2 ein geschalteter Reluktanz-Motor (SR-Motor) Verwendung. Der Lagerinnenring bzw. das radial innenliegende Laufbahnpaar des vorhin erwähnten Kreuzrollenlagers16 ist durch den Umfangsbereich der Erweiterung15 der Gewindemutter11 gebildet. Durch die einteilige Ausführung des Innenlagerringes mit der Gewindemutter11 werden sowohl eine höhere Laufgenauigkeit als auch ein verringerter Montageaufwand erzielt, sowie eine Modulbauweise ermöglicht. Das Untersetzungsgetriebe7 ist in dem in2 dargestellten Beispiel als ein Rollengewindetrieb mit axialer Rückführung der Rollen34 ausgebildet, die in einem Käfig35 angeordnet sind, der sie parallel zur Gewindespindel14 und ebenso in gleichem Abstand auf dem Spindelumfang hält. Die Gewinderallen34 laufen bei ihrem Umlauf anschließend in eine in der Gewindemutter11 ausgebildete, nicht gezeigte Axialnut, so daß sie sich sowohl aus der Gewindemutter11 als auch dem Spindelgewinde lösen. Die axiale Rückführung der Rollen34 zu ihrem Ausgangspunkt wird durch nicht gezeigte Nocken gesteuert, die in das Mutterngewinde geschraubt sind. Der Rotor10 des SR-Motors ist durch mehrere, auf der Gewindemutter11 nebeneinander angeordnete ringförmige Rotorbleche36 gebildet, die mit der Gewindemutter11 drehfest, vorzugsweise formschlüssig, verbunden sind. Der bei der zweiten Ausführung des Erfindungsgegenstandes verwendete SR-Motor verträgt höhere Temperaturen, so daß die vorhin erwähnten Kühlrippen am Gehäuse8 der Betätigungseinheit2 entfallen können. - Um zu verhindern, daß bei einem nach erfolgter Bremsung auftretenden Ausfall der Steuerelektronik durch die eigene Hysterese der Betätigungseinheit verursachte Restbremsmomente am Rad wirken, ist schließlich zwischen der Gewindemutter
11 und einem das Motorgehäuse37 verschließenden Deckel38 eine vorzugsweise spiralförmige Rückstellfeder23 vorgesehen, die die Gewindemutter11 entgegen der Betätigungsdrehrichtung verstellt, so daß die Reibbeläge4 ,5 von der Bremsscheibe3 abheben können. Zur gleichmäßigen Einleitung der Betätigungskräfte in die Reibbeläge4 ,5 muß der Bremssattel1 massiv ausgelegt sein. Damit weinger Biegemomente von den Reibbellägen4 ,5 in das Gehäuse8 der Betätigungseinheit2 eingeleitet werden können, ist es sinnvoll, den Bremssattel1 als Rahmensattel auszubilden. Dadurch werden in das Gehäuse lediglich Zugkräfte eingeleitet, so daß die Lagerung der Betätigungseinheit2 nicht durch innere Biegespannungen im Lagersitz belastet wird. - Bei dem in
3 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes erfolgt die Übertragung von Druckkräften zwischen der Gewindespindel14 und der Kraftübertragungsplatte24 mittels einer teilweise innerhalb der Gewindespindel14 angeordneten Druckstange41 , die in zwei Kugelkalotten42 ,43 gelagert ist. Die erste Kugelkalotte42 ist dabei etwa in der Mitte der axialen Länge der Gewindespindel14 , also innerhalb des zwischen den Gewinderollen12 ,13 liegenden Bereichs, angeordnet, während die zweite, dem Reibbelag4 näher liegende Kugelkalotte43 in einem axialen Fortsatz44 der Kraftübertragungsplatte24 ausgebildet ist. Außerdem ist zwischen der Kraftübertragungsplatte24 bzw. ihrem Fortsatz44 und der Gewindespindel14 ein metallischer Faltenbalg45 vorgesehen bzw. mit beiden Teilen verschweißt, der eine torosionsfeste Verbindung zur Übertragung von aus der von der Gewindespindel14 aufgebrachten Zuspannkraft resultierenden Torsionsmomenten bildet. Durch diese Maßnahmen werden bei der Verwendung des Rollengewindetriebs auftretende Wirkungsgradverluste minimiert, die auf die starke Reibung zurückzuführen sind, die durch die auf den Rollengewindetrieb wirkenden Momente verursacht wird. - Eine Reduzierung des erforderlichen Motormoments wird bei der in
4 dargestellten vierten Ausführungsform der Erfindung durch zweckmäßige Integration eines Planetengetriebes46 ,47 ,48 ,49 erreicht. Das Planetengetriebe, das wirkungsmäßig zwischen dem Rotor10 und der Gewindemutter11 angeordnet ist, besteht aus einem Sonnenrad46 , das vorzugsweise durch einen am Rotor10 ausgebildeten außen verzahnten Bereich55 gebildet ist, mehreren Planetenrädern, von denen zwei dargestellt und mit den Bezugszeichen47 und48 versehen sind, sowie einem Hohlrad49 , das durch eine im Bremssattel1 ausgebildete Innenverzahnung50 gebildet ist. Die Lagerung des Rotors auf der Gewindemutter11 erfolgt mittels einer Kombination eines schematisch angedeuteten Nadellagers51 sowie eines Kugellagers52 , dessen radial außenliegende Laufbahn53 im Rotor10 ausgebildet ist, während dessen radial innenliegende Laufbahn54 teilweise am Ende der Gewindemutter11 und teilweise an einer mit der Gewindemutter11 verschraubten Hülse60 ausgeformt ist. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß eine größere Steigung des Spindelgewindes mit höherem Wirkungsgrad gewählt werden kann. -
5 der Zeichnung zeigt schließlich eine fünfte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei der der Elektromotor6 als ein Außenläufermotor ausgeführt ist. Der Stator90 des Elektromotors6 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf einem ortsfest im Gehäuse8 angeordneten zylindrischen Teil56 aufgepreßt, über welches die im Betrieb entstehende Wärme nach außen an das Gehäuse86 abgeführt wird. Der den Stator90 umschließende Rotor100 ist mittels eines glockenförmigen Flansches57 mit der Gewindemutter11 verbunden und damit auf dieser Seite auch gelagert. Um sicherzustellen, daß auch kleine Luftspalte zwischen Rotor100 und Stator90 realisiert werden können, ist der Rotor100 auf der in der Zeichnung rechten Seite im Gehäuse8 mit einem Radiallager58 gelagert, die sich unter Zwischenschaltung einer Tellerfeder59 axial am Gehäuse8 abstützt.
Claims (30)
- Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem Bremssattel, sowie einer am Bremssattel angeordneten Betätigungseinheit, mit zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe zusammenwirkenden, im Bremssattel begrenzt verschiebbar angeordneten Reibbelägen, wobei einer der Reibbeläge mittels eines Betätigungselementes durch die Betätigungseinheit direkt und der andere Reibbelag durch die Wirkung einer vom Bremssattel aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe in Eingriff bringbar ist, und wobei die Betätigungseinheit einen koaxial zum Betätigungselement angeordneten Elektromotor sowie ein wirkungsmäßig zwischen ihm und dem Betätigungselement angeordnetes Untersetzungsgetriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (
10 ) des Elektromotors (6 ) ringförmig ausgebildet ist und das Untersetzungsgetriebe (7 ) radial umgreift. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (
7 ) als ein Rollengewindetrieb (11 –14 ) ausgebildet ist, dessen Gewindemutter (11 ) mit dem Rotor (10 ) in kraftübertragender Verbindung steht. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollengewindetrieb als ein Rollengewindetrieb mit Rückführung ausgebildet ist.
- Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen dem Rotor (
10 ) und der Gewindemutter (11 ) mittels eines Planetengetriebes (46 –50 ) erfolgt. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (
46 ) des Planetengetriebes am Rotor (10 ) ausgebildet ist, während die Planetenräder (47 ,48 ) an der Gewindemutter (11 ) gelagert sind und mit einer das Hohlrad (49 ) des Planetengetriebes bildenden, im Bremssattel (1 ) ausgebildeten Innenverzahnung (50 ) im Eingriff stehen. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotor (
10 ) und der Getriebemutter (11 ) ein Nadellager (51 ) sowie ein Kugellager (52 ) vorgesehen sind, wobei die radial außenliegende Laufbahn (53 ) des Kugellagers (52 ) im Rotor (10 ) und die radial innenliegende Laufbahn (54 ) zumindest teilweise in der Gewindemutter (11 ) ausgebildet sind. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement durch die Spindel (
14 ) des Rollengewindetriebs gebildet ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (
14 ) mit einer Kraftübertragungsplatte (24 ) zusammenwirkt, die dem direkt betätigbaren Reibbelag (4 ) zugeordnet ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spindel (
14 ) und der Kraftübertragungsplatte (24 ) eine der Übertragung von Druckkräften dienende Druckstange (41 ) angeordnet L ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange (
41 ) teilweise innerhalb der Spindel (14 ) angeordnet und mittels zweier (43 ) Kugelkalotten (42 ,43 ) gelagert ist, von denen die erste in der Spindel (14 ) vorgesehen ist, während die zweite in einem axialen Fortsatz (44 ) der Kraftübertragungsplatte (24 ) ausgebildet ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kugelkalotte (
42 ) etwa in der Mitte der axialen Länge der Spindel (14 ) bzw. in dem durch die Gewinderollen (12 ,13 ) begrenzten Bereich der Spindel (14 ) angeordnet ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spindel (
14 ) und der Kraftübertragungsplatte (24 ) ein metallischer Faltenbalg (45 ) vorgesehen ist, der koaxial zur Druckstange (41 ) angeordnet und mit der Spindel (14 ) sowie der Kraftübertragungsplatte (24 ) unlösbar verbunden, vorzugsweise verschweißt ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der der Spindel (
14 ) zugeordnete Reibbelag (4 ) mittels einer Zugfeder an der Kraftübertragungsplatte (24 ) gefesselt ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (
14 ) an ihrem dem Reibbelag (4 ) zugewandten Seite eine radiale Nut aufweist, die eine am Reibbelag ausgebildete stegförmige Erhebung aufnimmt. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindemutter (
11 ) eine radiale Erweiterung (15 ) aufweist, die ihrer Abstützung an einem Radiallager (16 ) dient. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager (
16 ) als Kreuzrollenlager ausgebildet ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager (
16 ) als Vierpunktlager ausgebildet ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerinnenring (
17 ) des Radiallagers (16 ) durch den Umfangsbereich der Erweiterung (15 ) gebildet ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (
6 ) als Außenläufermotor ausgebildet ist, dessen Stator (90 ) in einem Gehäuse (8 ) auf einem zylindrischen Teil (56 ) ortfest angeordnet ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (
100 ) des Elektromotors (6 ) mittels eines glockenförmigen Flansches (57 ) mit der Gewindemutter (11 ) in kraftübertragender Verbindung steht bzw. auf der Gewindemutter (11 ) gelagert ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (
100 ) an einem Ende mittels eines Radiallagers (58 ) im Gehäuse (8 ) gelagert ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager (
58 ) des Rotors (100 ) am Gehäuse (8 ) über eine Feder, vorzugsweise eine Tellerfeder (59 ), axial abgestützt ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (
6 ) als ein Permanentmagnet erregter, elektronisch kommutierbarer Elektromotor (Torque-Motor) ausgeführt ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (
6 ) als ein geschalteter Reluktanzmotor (SR-Motor) ausgeführt ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontaktloser Winkelgeber (Resolver
20 ) vorgesehen ist, der mit dem Untersetzungsgetriebe (7 ) zusammenwirkt und eine Erkennung der Position des Betätigungselementes (14 ) ermöglicht. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 25, wobei die Betätigungseinheit in einem Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelgeber (
20 ) durch zwei durch einen Luftspalt voneinander getrennte, elektrische Wicklungen tragende Ringe (21 ,22 ) gebildet ist, wobei der eine, vorzugsweise radial innere Ring (21 ) mit dem Rotor (10 ) fest verbunden ist, während der andere, vorzugsweise radial äußere Ring (22 ) im Gehäuse (8 ) drehfest angeordnet ist. - Elektromechanisch betätigbare, Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19–26, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gewindemutter (
11 ) und dem Gehäuse (8 ) eine Rückstellfeder (23 ) vorgesehen ist, die nach erfolgter Betätigung eine Drehbewegung der Gewindemutter (11 ) entgegen der Betätigungsdrehrichtung ermöglicht. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8–27, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Betätigungselement (
14 ) bzw. der Kraftübertragungsplatte (24 ) und dem ersten Reibbelag (4 ) eine Verdrehsicherung (25 ) vorgesehen ist. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbeläge (
4 ,5 ) Kontaktstifte (26 ) aufweisen, die eine Messung des elektrischen Widerstandes zwischen Reibbelägen (5 ) und Bremsscheibe (3 ) ermöglichen. - Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19–29, durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (
8 ) und dem Betätigungselement (Spindel14 ) ein elastisches Dichtelement (27 ) angeordnet ist.
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