DE19703417A1

DE19703417A1 - Bremsanlage, insbesondere Scheibenbremse in Schwimmsattel-Bauart, für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19703417A1
Application number: DE1997103417
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Ing Mohr; Hermann Dipl Ing Schulz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Chassis Brakes International Technologies Pty Ltd
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-06
Also published as: EP0956460A1; WO1998034042A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage, insbesondere Scheibenbremse in Schwimmsattel-Bauart, für ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1.

Durch die DE 38 10 012 A1 ist eine elektromechanische Brems anlage bekannt, bei der ein in seiner Drehrichtung umkehrba rer Elektromotor mit einer über ein Schraubgewinde axial ver stellbaren Welle den Bremsbelag gegen eine Bremsscheibe an drückt bzw. von dieser abhebt; zur Erzielung einer selbstver stärkenden Komponente wird der Bremsbelag für eine Schwenkbe wegung um eine zur Seitenfläche der Bremsscheibe parallele und seitwärts von dieser Fläche beabstandete Achse gelagert ist, die im wesentlichen im rechten Winkel zu einer zum Au ßenumfang tangentialen und in der Ebene der Bremsscheibe ver laufenden Linie angeordnet ist, so daß die Reibungskraft zwi schen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe eine ergänzende Komponente zu der von dem Elektromotor zum Andruck der Brems beläge gegen die Bremsscheibe aufgebrachten Kraft aufweist.

In der älteren deutschen Patentanmeldung Aktz. 196 29 937 wird ebenfalls eine elektromechanische Bremsanlage mit einer selbstverstärkenden Hebelübertragung vorgeschlagen, die je doch selbsttätigen Ausgleich des Verschleißes der Bremsbeläge zusätzlich mit einer mechanischen Nachstellvorrichtung ausge stattet ist, wozu in einfacher und kompakter Bauart eine Rat schen-Abstützung zwischen der Hebelübertragung und dem die Bremsbeläge aufnehmenden Bremssattel vorgesehen ist.

In der Zeitschrift ATZ 98 (1996) 6, Seiten 328-332, insbeson dere Bild 2, ist eine elektromechanische Fahrzeugbremse mit einem radial und axial innerhalb des Rotorraums angeordneten Spindeltrieb beschrieben, dessen Gewindespindel von einer axial fixierten Gewindemutter übergriffen wird und mit Axial hub auf einen die Bremsbeläge verstellenden Bremssattel wirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch einen Elektromotor elektromechanisch betätigte Bremsanlage, insbe sondere mit einer Scheibenbremse in Schwimmsattel-Bauart, für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die im Vergleich zu bekannten Lösungen bei hinreichender Dimensionierung hinsichtlich Spannkraft und Reaktionszeit sich durch größere Kompaktheit und größeren Hub-Verfahrweg auszeichnet, der einen direkten Verschleißausgleich ohne gesonderte Nachstellvorrichtung er möglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die Lehre des Anspruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bremskolbens als von der rotierenden Gewindespindel außerhalb des Rotorraums des Elektromotors mit Axialhub angetriebener, gegenüber den Bremsbelägen verdrehgesicherter Spindelmutter sind aufgrund des dadurch vergrößerbaren Durchmessers der Gewindespindel bei kompaktem Aufbau große axiale Verfahrwege ohne Knickge fahr der axialen Hubmittel sowie die Übertragung hoher Ver stellkräfte möglich, wodurch sich eine selbstverstärkende zu sätzliche Hebelübertragung und eine gesonderte Nachstellvor richtung erübrigen. Zweckmäßigerweise liegt unter voller Aus nutzung des Bauraums der Außendurchmesser der Gewindespindel zumindest in der Größenordnung des Außendurchmessers der Mo torantriebswelle bzw. der Rotorwelle.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol genden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 In einem Axialschnitt eine erste Ausführung mit einem axial fluchtend hinter dem Spindeltrieb angeordneten Elektromotor;

Fig. 2 in einem Axialschnitt eine zweite Ausführung mit ei nem parallel zu dem Spindeltrieb angeordneten, über ein Getriebe angekoppelten Elektromotor.

Fig. 1, 2 zeigen jeweils eine Bremsanlage für ein Rad eines Kraftfahrzeuges in sogenannter Schwimmsattel-Ausführung; in einem Bremssattel 1 wird von einem Bremskolben 2 auf den ei nen, hier rechts vor einer Bremsscheibe 1.1 angeordneten er sten Bremsbelag 1.3 die gleiche Kraft ausgeübt wie auf den zweiten, hier links vor der Bremsscheibe 1.1 angeordneten Bremsbelag 1.2. Mit dem Bremssattel 1 integriert, gegebenen falls einstückig ausgeführt, ist das Gehäuse eines elektrome chanischen Bremsaktors, der gegebenenfalls auch - wie im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß 1 - das Motorgehäuse des an treibenden Elektromotors 5 umfaßt, dessen Rotation seiner Ro torwelle 5.1 über eine Motorantriebswelle 6 sowie einen daran angekoppelten Spindeltrieb 2-4 in eine axiale Hubbewegung des Bremskolbens 2 und damit der Bremsbeläge 1.2; 1.3 relativ zu der Bremsscheibe 1.1 umgesetzt wird.

Erfindungsgemäß ist jeweils der Spindeltrieb 2-4 axial gegen über dem Elektromotor 5 versetzt; die durch den Elektromotor 5 in Rotation versetzte, axial fixierte Gewindespindel 3 treibt an dem freien Ende der Motorantriebswelle 6 die koa xial übergreifende Spindelmutter, die als Teil des Bremssat tels 2 ausgebildet ist, mit Axialhub an; der Bremssattel 2 bzw. die damit integrierte Spindelmutter sind relativ zu den Bremsbelägen 1.2; 1.3 verdrehgesichert, insbesondere durch ei ne formschlüssige Verkeilung 2.1.

Zur Sicherung einer hohen Kraftübertragung von der Spindel welle bzw. Gewindespindel 3 zu der mit dem Bremskolben 2 in tegrierten Spindelmutter und dazu optimaler Steigungsausle gung und im Sinne eines geringen Reibungswiderstandes ist als Spindeltrieb 2-4 bevorzugt ein an sich bekannter Rollengewin detrieb vorgesehen, bei dem die Gewindespindel 3 über koaxia le Rollen 4 die Hubbewegung der Spindelmutter und damit des Bremskolbens 2 auslöst.

Gemäß Fig. 1 ist der Elektromotor 5 axial fluchtend hinter dem Spindeltrieb 2-4 angeordnet, derart daß die Rotorwelle 5.1 des Elektromotors 5 die Motorantriebswelle 6 bildet, die an ihrem linken Ende als Gewindespindel 3 ausgebildet ist.

Gemäß Fig. 2 ist der Elektromotor 5 parallel zum Spindeltrieb 2-4 angeordnet, wobei die Rotorwelle 5.1 über ein Stirnrad- Untersetzungsgetriebe 9 - hier in Form eines Zahnriemenan triebes - mit der Motorantriebswelle 6 gekoppelt ist, die wiederum an ihrem linken freien Ende als Gewindespindel 3 ausgebildet ist. Anstelle des hier zur Ankopplung zwischen der Motorantriebswelle 6 und der Rotorwelle 5.1 vorgesehenen Zahnriemenantriebes kann z. B. auch ein reines Zahnradgetriebe verwendet werden. Durch die zueinander parallele Anordnung von Elektromotor und Spindeltrieb wird in vorteilhafter Weise einerseits die axiale Baulänge des Gesamtaggregats verkürzt und kann andererseits die Spindelsteigung der Spindelübertra gung im Sinne einer größeren maximalen Tragkraft des Spindel triebs vergrößert werden.

Die Motorantriebswelle 6 ist sowohl beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 le diglich in einem Zentrallager 8, vorzugsweise an dem der Ge windespindel 3 abgewandten Ende, gelagert, wobei eine zusätz liche radiale Abstützung an dem spindelseitigen Ende über die Rollen 4 an der Spindelmutter bzw. dem Bremssattel 2 erfolgen kann, der seinerseits im Bremssattel 1 abgestützt ist.

Anstelle der Einstückigkeit zwischen Motorantriebswelle 6 ei nerseits und Gewindespindel 3 andererseits kann auch - insbe sondere im Sinne einer größeren Flexibilität für Fertigung und Service - eine Verbindung über eine Kupplung zwischen diesen, dann nicht einstückigen, Bauteilen vorgesehen werden.

Claims

1. Bremsanlage, insbesondere Scheibenbremse in Schwimmsat tel-Bauart, für ein Kraftfahrzeug

- mit an einem Bremssattel (1) eines Rades montiertem elek tromechanischen Radbremsaktor;
- mit relativ zu dem Bremssattel (1) von einem Elektromotor (5) über einen Spindeltrieb (2-4) mit axialem Hub verstellbaren, zumindest einen Bremsbelag (1.2; 1.3) betä tigenden, Bremskolben (2);
- mit einem Bremskolben (2), der als mit Axialhub verstell bare, gegen eine Verdrehung gesicherte Spindelmutter des Spindeltriebs (2-4) ausgebildet ist und die axial fixier te Gewindespindel (3) des Spindeltriebs (2-4) koaxial übergreift,
- mit einer im Sinne einer axialen Verlängerung der Motor antriebswelle (6) des Elektromotors (5) ausgebildeten Ge windespindel (3).

2. Bremsanlage nach dem vorhergehenden Anspruch

- mit einem Außendurchmesser der Gewindespindel (3) zumin dest in der Größenordnung des Außendurchmessers der Mo torantriebswelle (6).

3. Bremsanlage nach zumindest einem der vorhergehenden An sprüche

- mit einem einzigen Zentrallager (8) für die Motoran triebswelle (6) mit axialer Verlängerung als Gewindespin del (3).

4. Bremsanlage nach dem vorhergehenden Anspruch

- mit einem einzigen Zentrallager (8) im Bereich des der Gewindespindel (3) abgewandten Endes der Motorantriebs welle (6).

5. Bremsanlage nach zumindest einem der vorhergehenden An sprüche

- mit einer radialen Abstützung der Motorantriebswelle (6) bzw. ihrer axialen Verlängerung als Gewindespindel (3) über die Gewindespindel (3) an dem als Spindelmutter aus gebildeten Bremskolben (2).

6. Bremsanlage nach zumindest einem der vorhergehenden An sprüche

- mit einer Motorantriebswelle (6) als axial fluchtende Ro torwelle (5.1) eines koaxial hinter dem Spindeltrieb (2-4) angeordneten Elektromotors (5).

7. Bremsanlage nach zumindest einem der vorhergehenden An sprüche 1-5

- mit einer Motorantriebswelle (6), die über ein Getriebe (7) an die Rotorwelle (5.1) eines parallel zu dem Spindel trieb (2-4) angeordneten Elektromotors (5) angekoppelt ist.

8. Bremsanlage nach zumindest einem der vorhergehenden An sprüche

- mit einem Rollengewindetrieb als Spindeltrieb (2-4).

9. Bremsanlage nach dem vorhergehenden Anspruch

- mit einem integrierten, insbesondere einstückigen Brems sattel-Motorgehäuse (1).

10. Bremsanlage nach zumindest einem der vorhergehenden An sprüche

- mit einer formschlüssigen Verdrehsicherung zwischen den Bremsbelägen (1.2; 1.3) einerseits und dem Bremskolben (2) andererseits.