DE19648581A1

DE19648581A1 - Scheibenbremse mit Feststellbremsfunktion

Info

Publication number: DE19648581A1
Application number: DE1996148581
Authority: DE
Inventors: Rudolf Thiel
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-11-23
Filing date: 1996-11-23
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2016-11-24
Also published as: DE19648581B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit Feststell bremsfunktion, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem in einem Bremsgehäuse angeordneten Bremskolben zur hydrauli schen Betätigung sowie mit einer separat betätigbaren Fest stelleinrichtung, welche eine drehbare Betätigungswelle auf weist.

Eine derartige Scheibenbremse ist beispielsweise aus der DE-OS 34 38 209 bekannt und umfaßt ein der Betätigungswelle zugeordnetes Druckstück, welches in einer Ausnehmung der Betätigungswelle angeordnet ist und mittelbar den Bremskol ben beaufschlagt. Die Ausnehmung der Betätigungswelle weist eine Exzentrizität auf, so daß ein bestimmter Verdrehwinkel der Betätigungswelle einen bestimmten Verschiebeweg des Druckstückes in axialer Richtung bewirkt und infolge dessen zu einem bestimmten Verschiebeweg des Bremskolbens führt. Insbesondere wenn der Leerweg des Bremskolbens aufgebraucht ist und die Bremsbacken an die Bremsscheibe angelegt sind, bewirken bereits geringe axiale Verschiebungen des Brems kolbens eine große Steigerung der Anpreßkraft der Bremsbac ken an die Bremsscheibe. In dieser Betriebssituation führen schon kleine Verdrehwinkel der Betätigungswelle zu großen Axialverschiebungen des Bremskolbens. Die Ungenauigkeit bei der Erzeugung der Anpreßkraft wird als nachteilig angesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schei benbremse mit Feststellbremsfunktion bereitzustellen, deren Feststellkraft einfach und genau dosiert werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Scheibenbremse derart zu gestalten, daß elektrische Stellmittel zum Antrieb der Betätigungswelle eingesetzt werden können, ohne gegen seitige Beeinflussung oder Störung der elektrischen oder hydraulischen Bremsfunktionen.

Diese Aufgaben werden mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, daß die Betätigungswelle Kupplungsmittel aufweist, welche mit zugeordneten Kupplungs mitteln einer Spindelwelle Zusammenwirken und der Feststel lung der Scheibenbremse dienen.

Mit diesen Merkmalen wird eine axiale Verschiebung des Bremskolbens in Abhängigkeit von dem Verdrehwinkel der Spin delwelle und von der Spindelsteigung erzeugt. Es kommt somit zu einer Untersetzung der Drehbewegung, so daß nicht nur eine präzise Steuerung der Bremskraft möglich ist, sondern auch nur vergleichsweise geringe Eingangsdrehmomente zum Antrieb der Betätigungswelle notwendig sind. Dadurch wird insbesondere der Einsatz kleinbauender Elektromotoraggrega ten ermöglicht.

In Weiterbildung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 sind die Betätigungswelle und die Spindelwelle fluchtend zuein ander angeordnet. Mit diesen Merkmalen wird der Fertigungs aufwand gegenüber bekannten Scheibenbremsen mit querverlau fenden Betätigungswellen maßgeblich verringert.

Nach den Patentansprüchen 4 und 5 ist die Spindelwelle axial verschiebbar angeordnet und liegt unter Federvorspannung an der Betätigungswelle an. Mit diesen Merkmalen wird in be sonders vorteilhafter Weise die Anpassung der Feststellein richtung an unterschiedliche Betriebszustände, insbesondere bei hydraulischer Betätigung, gewährleistet. Ferner verfügt die Spindelwelle aufgrund axialer Federvorspannung über eine definierte und eindeutige Ruhelage.

Gemäß Patentanspruch 7 sind als Kupplungsmittel aneinander angepaßte Konusflächen vorgesehen, was den Vorteil aufweist, daß die Betätigungswelle und die zugeordnete Spindelwelle bei jedem Kuppelvorgang automatisch zueinander zentriert werden. Der Reibschluß der Konusflächen läßt darüber hinaus ein Durchrutschen der Spindelwelle zu für den Fall, daß die erzeugten Feststellkräfte zu groß sein sollten.

Eine Ausführung gemäß Patentanspruch 8 mit aneinander ange paßten Verzahnungen als Kupplungsmittel weist den Vorteil auf, daß mit Hilfe dieser formschlüssigen Verbindung selbst größte Feststellkräfte zuverlässig und sicher übertragen werden können.

Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor. In der schematischen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 teilweise gezeichneter Schnitt durch eine Scheiben bremse gemäß der Erfindung;

Fig. 2 Schnitt wie in Fig. 1 durch eine zweite Aus führungsform.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Scheibenbremse mit Feststellbrems funktion ein Bremsgehäuse 1, welches eine Bremsscheibe 29 sowie beidseits der Bremsscheibe 29 angeordnete Bremsbacken 2 übergreift. Zur unmittelbaren Betätigung eines Bremsbac kens 2 ist in dem Bremsgehäuse 1 in einer Bohrung 3 ein axi al verschiebbarer Bremskolben 4 angeordnet, der mit einem hydraulischen Druckmedium beaufschlagt werden kann. Zu die sem Zweck weist der Bremskolben 4 einen Kolbenboden 7 auf, der einen Druckraum 8 begrenzt. Der Abdichtung des Druck raumes 8 dienen Dichtelemente 5, 6.

Die Scheibenbremse weist darüber hinaus eine separat betä tigbare Feststelleinrichtung 9 auf, welche eine in dem Bremsgehäuse 1 drehbar angeordnete Betätigungswelle 10 sowie eine zugeordnete Spindelwelle 11 umfaßt. Die Betätigungs welle 10 wird mit Hilfe von nicht dargestellten Drehmitteln, beispielsweise einem Elektromotor-Aggregat oder einer bieg samen Welle angesteuert und durchgreift das Bremsgehäuse 1 im Bereich einer Wellendurchführung 12, welche einen Dicht ring 13 zur Abdichtung der Betätigungswelle 10 aufweist. An dem druckraumseitigen Ende der Betätigungswelle 10 befindet sich ein Teller 14, welcher einerseits eine Anlagefläche 15 für ein Axiallager 16 aufweist. Auf die Betätigungswelle 10 aufgeprägte Axialkräfte stützen sich über die Anlagefläche 15 und das Axiallager 16 an einer Wandfläche 17 des Brems gehäuses 1 ab. An der der Spindelwelle 11 zugewandten Seite der Betätigungswelle 10 sind Kupplungsmittel 18 vorgesehen, welche mit zugeordneten Kupplungsmitteln 18' der Spindelwel le zusammenwirken und dazu dienen, eine von der Betätigungs welle 10 erzeugte Drehbewegung auf die Spindelwelle 11 zu übertragen. In der Fig. sind als Kupplungsmittel 18, 18' an einander angepaßte Konusflächen 19, 20 sowohl an der Betäti gungswelle 10 als auch an der Spindelwelle 11 vorgesehen. Mit diesen Maßnahmen wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Wellen hervorgerufen, wobei ferner eine Zen trierung der beiden Wellen zueinander erfolgt. Mit dieser Maßnahme wird auch erreicht, daß die beiden Wellen 10, 11 exakt fluchtend zueinander angeordnet sind.

Es ist darauf hinzuweisen, daß grundsätzlich beliebige Kupp lungsmittel 18, 18' vorgesehen sein können. So ist es bei spielsweise denkbar, statt der Konusflächen 19, 20 eine in einandergreifende und aneinander angepaßte Verzahnung wie in Fig. 2 vorzusehen. Die Axialverzahnung gewährleistet eine formschlüssige Kraftübertragung. Ferner ist auch eine Ver zahnung der Konusflächen 19, 20 wie in Fig. 1 denkbar.

Die innerhalb des Druckraumes 8 des Bremskolbens 4 angeord nete Spindelwelle 11 weist ein Gewinde 21, beispielsweise ein Trapezgewinde auf, welches mit einer drehfest an dem Bremskolben 4 angeordneten Spindelmutter 22 zusammenwirkt. Die Spindelmutter 22 ist mit mindestens einer Durchgangs bohrung zur Versorgung des Druckraumes 8 mit dem Druckmedium versehen. Die Steigung des Gewindes 21 bestimmt das erzielte Übersetzungsverhältnis des Spindeltriebes und infolgedessen das notwendige Eingangsdrehmoment. Es ist grundsätzlich eine Steigung des Gewindes 21 im Bereich der Selbsthemmung mög lich, so daß Gewindespindel 11 und Spindelmutter 22 ein selbsthemmendes Getriebe bilden. Die Spindelwelle 11 ist zusammen mit dem Bremskolben 4 axial gegenüber der Betäti gungswelle 10 verschiebbar. Die Figur zeigt eine Ruheposi tion der Spindelwelle 11, in der diese unter Federvorspan nung unmittelbar an der Betätigungswelle 10 anliegt. Die Ruheposition wird erzeugt durch ein Federelement 23, welches mit einer Abstützung 23a an dem Bremsgehäuse 1 festgelegt ist. Das andere Ende des Federelementes 23 beaufschlagt mit Hilfe eines Druckstückes 24 und einem zwischengeordneten Axiallager 25 einen Kopf 26 der Spindelwelle 11, an dem auch ein Kupplungsmittel 18' angeordnet ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Kopf 26 betäti gungswellenseitig mit einem Zapfen 27 versehen, welcher in eine angepaßte Ausnehmung 28 der Betätigungswelle 10 ein greift. Mit diesen Maßnahmen wird eine zuverlässige und be sonders exakte Zentrierung der beiden Wellen 10, 11 erreicht.

Nachstehend wird die Funktion der Scheibenbremse erläutert. Die Figur zeigt in diesem Zusammenhang die Scheibenbremse in festgestellter Stellung. Hierbei befindet sich der Brems backen 2 in Anlage an einer Bremsscheibe 29. Diese Anlage wurde dadurch erzeugt, daß die Betätigungswelle 10 verdreht wurde, so daß bei geschlossenen Kupplungsmitteln 18 die Spindelwelle 11 mitgenommen wurde und die mit dem Gewinde 21 zusammenwirkende Spindelmutter 22 zusammen mit dem Brems kolben 4 in axialer Richtung auf die Bremsscheibe 29 zu ver schoben wurde.

Das Lösen der Feststellbremse wird dadurch bewirkt, daß die Betätigungswelle 10 in umgekehrter Drehrichtung verdreht wird, so daß auch die Spindelwelle 11 in die andere Dreh richtung mitgenommen wird und die Spindelmutter 22 zusammen mit dem Bremskolben 4 in axialer Richtung von der Brems scheibe 29 wegbewegt wird und diese freigibt.

Im Falle einer hydraulischen Betriebsbremsung wird der Druckraum 8 mit Hilfe einer nicht dargestellten Zuführung mit einem Druckmittel befüllt, so daß dieses den Kolbenboden 7 des Bremskolbens 4 beaufschlagt. Unter dem Druck des Druckmittels erfolgt eine axiale Verschiebung des Bremskol bens 4, wobei die Spindelmutter 22 zusammen mit der Spindel welle 11 in axialer Richtung mitgenommen wird, wodurch die Kupplungsmittel 18 getrennt werden und keinerlei Rückwirkung auf die Betätigungswelle 10 mit gegebenenfalls nachgeschal teten Getriebebauteilen oder Elektromotor-Aggregaten er folgt. Es ist darauf hinzuweisen, daß zur Axialbewegung der Spindelwelle 11 auch die Kraft des Federelementes 23 über wunden werden muß, welches bestrebt ist, die Spindelwelle 11 in Anlage an die Betätigungswelle 10 zu bringen.

Bei Rücknahme des hydraulischen Druckes im Druckraum 8 nimmt die Spindelwelle 11 unter der Wirkung des Federelementes 23 sowie der rückstellenden Wirkung des Dichtelementes 5 eine Ruhelage ein, in der die Spindelwelle 11 unmittelbar an der Betätigungswelle 10 anliegt und die Kupplungsmittel 18 ge schlossen sind. Dadurch wird die Feststellbremsfunktion er möglicht.

Es bleibt noch anzumerken, daß die hydraulische Betriebs bremsfunktion von der Feststellbremsfunktion unbeeinflußt bleibt. So ist es beispielsweise möglich, bei betätigter Feststellbremse zusätzlich hydraulischen Druck in der Druck kammer 8 aufzubauen, ohne daß die Betätigungswelle 10 und gegebenenfalls sich daran anschließende Bauteile wie bei spielsweise Elektromotor-Aggregate mit einem selbsthemmenden Getriebe von diesen Maßnahmen beeinflußt werden.

Claims

1. Scheibenbremse mit Feststellbremsfunktion, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem in einem Bremsgehäuse (1) angeordneten Bremskolben (4) zur hydraulischen Betäti gung sowie mit einer separat betätigbaren Feststellein richtung (9), welche eine drehbare Betätigungswelle (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs welle (10) Kupplungsmittel (18) aufweist, welche mit zugeordneten Kupplungsmitteln (18') einer Spindelwelle (11) zusammenwirken und der Feststellung der Scheiben bremse dienen.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (10) und die Spindelwelle (11) fluchtend zueinander angeordnet sind.

3. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindel welle (11) eine drehfest an dem Bremskolben (4) angeord nete Spindelmutter (22) zugeordnet ist.

4. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Spindelmutter (22) und Spindelwelle (11) ein selbsthemmendes Getriebe bilden.

5. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel welle (11) axial verschiebbar ist.

6. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel welle (11) unter Federvorspannung an der Betätigungs welle (10) anliegt.

7. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel welle (11) einen Zapfen (27) zum Eingriff in eine Aus nehmung (28) der Betätigungswelle (10) aufweist.

8. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp lungsmittel (18, 18') aneinander angepaßte Konusflächen (19, 20) aufweisen.

9. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp lungsmittel (18, 18') aneinander angepaßte Verzahnungen aufweisen.

10. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromotor-Aggregat zum Antrieb der Betätigungswelle (10) vorgesehen ist.

11. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromotor-Aggregat ein selbsthemmendes Getriebe auf weist.