DE19527936C2

DE19527936C2 - Elektrische betriebener Bremsaktor

Info

Publication number: DE19527936C2
Application number: DE1995127936
Authority: DE
Inventors: Thomas Dieckmann
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1995-07-29
Filing date: 1995-07-29
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2015-07-30
Also published as: DE19527936A1

Abstract

Ein elektrischer betriebener Bremsaktor mit einem Elektromotor (2) als Antriebselement, mit einer Umsetzeinrichtung zur Umsetzung des Drehmoments bzw. der Rotationsbewegung des Elektromotors (2) in eine lineare Kraft bzw. in eine Linearbewegung, und mit einem Hydraulikmittel zur Übertragung der Linearbewegung auf einen Bremsbelag (Reibbelag) (18) einer Fahrzeugbremse soll leicht und kompakt gestaltet sein. DOLLAR A Der Bremsbelag (18) wird - wie bei einer konventionellen Bremsanlage - über einen hydraulisch verstellbaren Kolben (16) betätigt. Dabei wird der Druck "vor Ort" durch ein kombiniertes Motor-Pumpen-Aggregat erzeugt. Die Pumpe kann eine Zahnradpumpe (8) mit regelbarer Drossel (24) oder eine saugdrosselgeregelte Radialkolbenpumpe (28) sein. In Verbindung mit einem Nachfüllbehälter (22) ist ein geschlossenes hydraulisches System gegeben. DOLLAR A Der Bremsaktor eignet sich für alle elektrischen Bremsen vom "Brake-by-wire"-Typ.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch angetriebenen Bremsaktor an der Bremse eines Fahrzeuggrades, mit einem Elektromotor als Antriebselement und mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Bremsaktoren mit elektrischem Antrieb sind bekannt. Die rein mechanische Übertragung der Bremskraft (z. B. mit Getriebe und Gewindelspindel) führt bei den herkömmlichen Bremsaktoren zu großen, schweren und trägen Aggregaten.

Auch ist die Zwischenschaltung eines hydraulischen Getriebes zur Kraftübertragung bekannt. In der DE 42 29 042 etwa wird ein Bremsaktor beschrieben, bei dem ein Elektromotor eine Gewindespindel antreibt. Die Gewindespindel wiederum steht mit einem an eine Hydraulikkammer angeschlossenen ersten Hydraulikkolben in Eingriff. Ein mit dem ersten Kolben hydraulisch verbundener zweiter Hydraulikkolben kann zur Durchführung eines Bremsvorgangs auf einen Reibbelag einwirken.

Da ein solcher Bremsaktor - trotz einer gewissen Kraftübersetzung mittels der Gewindespindel und des Hydraulikgetriebes - einen schweren Elektromotor als Kraftquelle benötigen würde, kommen zur Erzielung einer ausreichenden Übersetzung des vom Motor erzeugten Drehmoments bei sämtlichen in der DE 42 29 042 beschriebenen Ausführungsformen zusätzliche, zwischen Motor und Umsetzeinrichtung geschaltete Übersetzungsgetriebe zum Einsatz. Ein solcher Bremsaktor ist insgesamt aufwendig und kompliziert und damit nicht nur teuer in seiner Herstellung, sondern auch störanfällig im Betrieb.

Die mit den herkömmlichen Bremsaktoren gegebenen Nachteile sollen überwunden werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, einen Bremsaktor leichter und kompakter zu gestalten.

Bei einem gattungsgemäßen Bremsaktor werden diese Vorgaben dadurch verwirklicht, dass der Bremsbelag zwar wie bei der bekannten Bremsanlage über einen hydraulisch verstellbaren Kolben betätigt, der Druck jedoch "vor Ort" durch ein kombiniertes Motor-Pumpen-Aggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 erzeugt wird.

Als Motor kommt ein Elektromotor zum Einsatz, wobei vorzugsweise ein einfacher, kleiner DC-Motor mit hoher Nenndrehzahl verwendet wird.

Der Elektromotor treibt direkt über eine Antriebswelle oder über ein Zwischengetriebe eine kleine Zahnradpumpe an. Solche Zahnradpumpen erreichen Druckniveaus von bis zu 200 bar, mithin ausreichend für alle Bremsanforderungen.

Eine Zahnradpumpe erlaubt auch ein Druckhalten mit der Fördermenge Null, wobei der Motor dabei vorteilhafterweise nicht im Stilstand stehen muss, sondern langsam (z. B. mit ca. 500 U/min) dreht. Auf diese Weise können auch kostengünstige bürstenkommutierte Motoren zur Anwendung gelangen.

Die Pumpe kann in einen Kurzschlusshydraulikstromkreis mit regelbarer Drossel fördern. In einem solchen Fall kann der Bremsdruck mit besseren dynamischen Eigenschaften und geringen Stellenergien geregelt werden. Dies vereinfacht die sonst teure Leistungselektronik.

Die Zahnradpumpe kann durch eine Radialkolbenpumpe, die vorzugsweise sauggedrosselt ist, ersetzt werden. Mit einer solchen Pumpenbauweise lassen sich auch bei geringem Fördervolumen sehr hohe Wirkungsgrade erzielen.

Auch diese Pumpenbauform ermöglicht einen problemlosen Aufbau der erforderlichen Drücke.

Insgesamt ergeben sich mit dem erfindungsgemäßen Aufbau neben Kostenvorteilen auch Gewichts- und Bauraumersparnisse.

Die Antriebe über Pumpen weisen geringe Verluste und eine hohe dynamische Regelbarkeit auf. Die Kombination Elektromotor/Pumpe hat in einem weiten Leistungsspektrum einen optimalen Wirkungsgrad.

Die beigefügten Abbildungen zeigen:

in Fig. 1 einen Bremsaktor mit Zahnradpumpe,

in Fig. 2 einen Bremsaktor mit Zahnradpumpe, die in einem Kreislauf mit geregelter Drossel angeordnet ist, und

in Fig. 3 einen Bremsaktor mit (sauggedrosselter) Radialkolbenpumpe.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Bremsaktor zeigt einen Elektromotor 2, der von der elektrischen/elektronischen Bremsregelung 4 angesteuert wird. Der Elektromotor 2 treibt über eine Antriebswelle 6 eine Zahnradpumpe 8 an. Die Zahnradpumpe 8 ist über eine Druckleitung 10 mit einer Hydraulikkammer 12 verbunden. An der der Druckleitung 10 gegenüberliegenden Seite ist die Hydraulikkammer 12 mit einem Zylinder/Kolben-System 14/16 abgeschlossen. Der Kolben 16 steht mit einem Bremsbelag 18 in direkter mechanischer Verbindung. Zusammen mit einem über eine weitere Druckleitung 20 verbundenen Nachfüllbehälter 22 bilden die Zahnradpumpe 8 und die Hydraulikkammer 12 ein geschlossenes hydraulisches System.

Der in Fig. 2 dargestellte Bremsaktor unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsfarm durch eine regelbare Drossel 24, die sich in der Druckleitung 10 zwischen Zahnradpumpe 8 und Hydraulikkammer 12 befindet und über die Kreislaufdruckleitung 26 mit der Druckleitung 20 zum Nachfüllbehälter 22 verbunden ist und so einen geschlossenen Kreislauf bildet. Diese Drossel 24 kann, ebenso wie der Elektromotor 2, mittels der Bremselektronik 4 gesteuert bzw. geregelt werden.

Der in Fig. 3 gezeigte Bremsaktor enthält anstelle einer Zahnradpumpe 8 eine saugdrosselgeregelte Radialkolbenpumpe 28.

Eine Regelung der Druckleistung der Pumpe 28 kann auch bei dieser Ausführungsform sowohl über die elektrische Regelung des Motors 2 als auch über eine elektrische Regelung 30 der Saugdrossel erfolgen.

Bezugszeichenliste

2

Elektromotor

4

Bremselektronik (elektrisch/elektronische Bremsregelung, Motorregelung)

6

Antriebswelle

8

Zahnradpumpe

10

Druckleitung

12

Hydraulikkammer

14

(Hydraulik-)Zylinder

16

(Hydraulik-)Kolben

18

Bremsbelag (Reibbelag)

20

weitere Druckleitung

22

Nachfüllbehälter

24

regelbare Drossel

26

Kreislauf-Druckleitung (Kurzschlußhydraulikstromkreis)

28

saugdrosselgeregelte Radialpumpe

30

elektrische Regelung der Saugdrossel

Claims

1. Elektrisch angetriebener Bremsaktor an der Bremse eines Fahrzeugrades, mit einem Elektromotor (2) als Antriebselement, mit einer Umsetzeinrichtung zur Umsetzung der Rotationsbewegung des Elektromotors (2) in einen Druck eines Hydraulikmittels zur Betätigung der Bremse (Reibbelag 18), dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Hydraulikmittel durch eine direkt an der Bremse an den Elektromotor (2) angeschlossene Hydraulikpumpe erzeugbar ist, die durch den Elektromotor (2) direkt, über eine Antriebswelle (6) oder über ein Zwischengetriebe antreibbar ist.

2. Elektrisch betriebener Bremsaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) ein DC-Motor mit hoher Nenndrehzahl ist.

3. Elektrisch betriebener Bremsaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe eine Zahnradpumpe (8) ist.

4. Elektrisch betriebener Bremsaktor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (8) zusammen mit einer regelbaren Drossel (24) einen Kurzschlusshydraulikstromkreis (26) bildet (Fig. 2).

5. Elektrisch betriebener Bremsaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe eine saugdrosselgeregelte Radialkolbenpumpe (28) ist (Fig. 3).

6. Elektrisch betriebener Bremsaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die saugdrosselgeregelte Radialkolbenpumpe (28) mittels einer elektrischen Regelung (30) regulierbar ist (Fig. 3).