DE19826785A1 - Combined service and hand brake for cars - Google Patents

Combined service and hand brake for cars

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DE19826785A1
DE19826785A1 DE1998126785 DE19826785A DE19826785A1 DE 19826785 A1 DE19826785 A1 DE 19826785A1 DE 1998126785 DE1998126785 DE 1998126785 DE 19826785 A DE19826785 A DE 19826785A DE 19826785 A1 DE19826785 A1 DE 19826785A1
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DE
Germany
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locking device
wheel brake
spindle
parking brake
locking
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DE1998126785
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Bernhard Kant
Peter E Rieth
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Continental Teves AG and Co OHG
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Abstract

A combined service and hand brake for cars has at least one combined wheel brake (1) that is controlled and used not only for service braking but also for hand braking. The clamping force of the wheel brake (1) in the case of hand braking is generated by an activation energy source present inside the service brake installation with an electromechanical or electromechanically operated locking device (6) which is able to fix the wheel brake in the clamping state. The locking device can be switched by an electrical control unit between a position with locking activated and a position with locking deactivated. The locking device is fixed in current-free fashion by spring force or magnet force in the respective locking position.

Description

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Betriebs- und Fest­ stellbremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei der zumindest eine kombinierte Rad­ bremse sowohl für die Betriebsbremsfunktion als auch für die Feststellbremsfunktion angesteuert und genutzt wird. Dabei wird für den Fall der Feststellbremsfunktion die Zuspannkraft der Radbremse aus einer bereits in der Betriebsbremsanlage vorhandenen Betätigungsenergiequelle gewonnen und mittels einer elektromechanisch betätigbaren Verriegelungsvorrichtung wird die Radbremse im zugespannten Zustand festgesetzt.The invention relates to a combined operating and fixed Parking brake system for motor vehicles according to the preamble of Claim 1, in which at least one combined wheel brake for both the service brake function and the Parking brake function is controlled and used. Here is the application force in the case of the parking brake function the wheel brake from one already in the service brake system existing operating energy source obtained and by means of an electromechanically actuated locking device the wheel brake is locked in the applied state.

Eine derartige kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage wird beispielsweise in der DE 196 20 344 A1 beschrieben. Die dort offenbarte Bremsanlage besitzt hydraulisch zuspannbare, kombinierte Betriebs- und Feststellbremsen, die jeweils über eine mechanische Verriegelungsvorrichtung verfügen. Die Ver­ riegelungsvorrichtung ist elektrisch betätigbar und ferner in der Lage, die Bremse im zugespannten Zustand entgegen der Zuspannrichtung mechanisch zu arretieren. Gelöst wird die festgestellte Bremse durch erneuten Aufbau des Zuspanndruckes sowie elektrische Deaktivierung der Verriegelungsvorrichtung. Dabei ist es je nach Ausführung der konkreten Verriegelungs­ vorrichtung erforderlich, entweder zur elektrischen Aktivie­ rung oder aber zur Deaktivierung der Verriegelungsvorrichtung einen stetigen Stromfluß ausgehend von einer Energiequelle zur Verriegelungsvorrichtung zu gewährleisten. Für die praktische Umsetzung einer derartigen kombinierten Betriebs- und Fest­ stellbremsanlage ist ein solcher stetiger Stromfluß zur Ver­ riegelungsvorrichtung einerseits energetisch ungünstig und andererseits bei Ausfall der entsprechenden Energiequelle nicht hinreichend funktionssicher.Such a combined service and parking brake system is described for example in DE 196 20 344 A1. The brake system disclosed there has hydraulically tensionable, combined service and parking brakes, each over have a mechanical locking device. The Ver locking device is electrically operated and also in able to apply the brake against the Mechanically lock the application direction. It will be solved the brake is established by re-establishing the application pressure and electrical deactivation of the locking device. It is depending on the version of the specific locking device required, either for electrical activation tion or to deactivate the locking device a constant current flow from an energy source to To ensure locking device. For the practical Implementation of such a combined operating and fixed Parking brake system is such a steady flow of electricity to Ver locking device on the one hand energetically unfavorable and  on the other hand if the corresponding energy source fails not sufficiently reliable.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge anzuge­ ben, die hinsichtlich ihres Gesamtaufbaus vereinfacht ist sowie die Funktion der Feststellbremse bei Ausfall des elek­ trischen Bordnetzes sicher gewährleistet.It is therefore the object of the invention to combine Service and parking brake system for motor vehicles ben, which is simplified in terms of their overall structure as well as the function of the parking brake if the elec electrical system safely guaranteed.

Erfüllt wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1. Danach verfügt die kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage über zumindest eine kombinierte Rad­ bremse, die sowohl für Betriebsbremsungen als auch für Fest­ stellbremsungen angesteuert und genutzt wird. Für den Fall einer Feststellbremsung wird die Zuspannkraft der Radbremse von einer bereits innerhalb der Betriebsbremsanlage vorhande­ nen Betätigungsenergiequelle erzeugt. Eine solche Betätigungs­ energiequelle kann beispielsweise unmittelbar in der direkt vom Fahrer eingebrachten Betätigungskraft bestehen oder aber aus einem eigenständigen, fremdansteuerbaren Aggregat der Betriebsbremsanlage, welches in der Lage ist, die entsprechen­ de Zuspannkraft für eine Feststellbremsung in die Radbremse einzuspeisen. Als eine solche fremdansteuerbare Betätigungs­ energiequelle kann je nach Ausführung der Betriebsbremsanlage beispielsweise ein aktiver Bremskraftverstärker, eine hydrau­ lischer Reglereinheit (HCU) einer Antriebsschlupfregelungs- (ASR) oder einer elektronischen Stabilitätsprogramm-Anlage (ESP), eine HCU einer aktiven hydraulischen Bremse bzw. eine Energiequelle einer sonstigen Brake-by-Wire-Anlage Verwendung finden. Zur Realisierung der Feststellbremsfunktion wird die zugespannte kombinierte Radbremse mittels einer elektromecha­ nisch betätigbaren Verriegelungsvorrichtung festgesetzt, wobei die Verriegelungsvorrichtung mittels elektrischer Ansteuerung zwischen einer Position "Verriegelung aktiviert" und einer Position Verriegelung deaktiviert" schaltbar ist. Die elek­ trische Ansteuerung der Verriegelungsvorrichtung erfolgt ins­ besondere impulsartig und zwar ausschließlich während des Wechsels des Verriegelungszustandes. Im stromlosen Zustand ist die Verriegelungsvorrichtung durch Federkraft bzw. Magnetkraft in der jeweiligen Verriegelungsposition fixiert. Durch die Verwendung einer bereits in der Betriebsbremsanlage vorhande­ nen Betätigungsenergiequelle auch für die Feststellbremsfunk­ tion läßt sich die gesamte Bremsanlage vorteilhaft einfach gestalten. Ergänzend dazu wird durch die Art der Verriegelung im Falle einer Feststellbremsung eine sehr geringe elektrische Leistung benötigt, um ein Fahrzeug im Stillstand sicher fest­ zusetzen.The task is fulfilled by the combination of features of Claim 1. Then the combined operating and Parking brake system using at least one combined wheel brake, both for service braking and for fixed parking brakes is controlled and used. In the case parking braking becomes the application force of the wheel brake from an existing one within the service brake system NEN actuation power source generated. Such an actuation For example, energy source can be directly in the direct actuation force introduced by the driver exist or else from an independent, externally controllable unit of Service brake system, which is able to meet the de Application force for parking braking in the wheel brake feed. As such an externally controllable actuation Energy source can vary depending on the design of the service brake system for example an active brake booster, a hydrau control unit (HCU) of a traction control system (ASR) or an electronic stability program system (ESP), an HCU of an active hydraulic brake or one Energy source of another brake-by-wire system use Find. To implement the parking brake function, the applied combined wheel brake using an electromecha nisch actuated locking device set, wherein the locking device by means of electrical control  between an "interlock activated" position and one Position locking deactivated "can be switched. The elec trical control of the locking device is ins special impulsive and only during the Change of the locked state. Is in the de-energized state the locking device by spring force or magnetic force fixed in the respective locking position. Through the Use of an existing one in the service brake system NEN actuation energy source for the parking brake radio tion, the entire brake system can be advantageously simple shape. This is complemented by the type of locking in the case of parking braking, a very low electrical one Power required to securely hold a vehicle at a standstill clog.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Verriegelungs­ vorrichtung in ihrer Verriegelungsposition mittels magneti­ scher oder motorischer Kraft veränderbar, wobei insbesondere ein Stromkraft- bzw. Stromwegwandler innerhalb der Verriege­ lungsvorrichtung vorgesehen ist, um den entsprechenden Verrie­ gelungszustand (aktiviert, deaktiviert) einzustellen. Die eigentliche Zuspannung der Radbremse, insbesondere im Falle der Feststellbremsfunktion, kann je nach Ausführung der Be­ triebsbremsanlage auf hydraulischem, elektromechanischem, mechanischem oder pneumatischem Wege erfolgen. Damit läßt sich der erfinderische Grundgedanke auf nahezu jede bekannte Brems­ anlage übertragen.In an advantageous embodiment, the locking is device in its locked position by means of magneti shear or motor force changeable, in particular a current force or current path converter within the locks lungs device is provided to the corresponding Verrie setting status (activated, deactivated). The actual application of the wheel brake, especially in the case the parking brake function, depending on the version of the Be drive brake system on hydraulic, electromechanical, mechanically or pneumatically. So that can the inventive concept on almost every known brake plant transferred.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante besitzt die Rad­ bremse in ihrem Gehäuse eine in Zuspannrichtung der Radbremse verlängerbare Mutter-Spindel-Anordnung, bei der eine Spindel­ mutter über ein Gewinde drehbar auf einer Spindel angeordnet ist. Durch Festsetzen eines Elementes der Mutter-Spindel-An­ ordnung wird die freie Drehbarkeit der Spindelmutter gegenüber der Spindel unterbunden und somit die Verriegelungsvorrichtung in den aktivierten Zustand versetzt. Daraus ergibt sich die Möglichkeit der Verwendung von Mutter-Spindel-Anordnungen innerhalb der Verriegelungsvorrichtung, die bereits in ähnli­ cher Ausführung aus Nachstellvorrichtungen für Kraftfahrzeug- Scheibenbremsen bekannt sind. Vorzugsweise ist die Spindel undrehbar und die Spindelmutter drehbar gegenüber dem Rad­ bremsgehäuse angeordnet, wobei die Spindelmutter entgegen der Zuspannrichtung der Radbremse über eine Reibkonuskupplung am Radbremsgehäuse abstütztbar ist. Die Spindel steht beispiels­ weise unmittelbar in Wirkverbindung mit zumindest einem Brems­ belag und kann damit im zugespannten Zustand der Radbremse durch Schließen der Reibkonuskupplung zwischen Spindelmutter und Gehäuse festgesetzt werden. Die Bremse bleibt damit fest, selbst bei einem Nachlassen der Zuspannkraft.According to a preferred embodiment, the wheel brake in its housing in the direction of application of the wheel brake extendable nut-spindle arrangement, in which a spindle nut rotatably arranged on a spindle via a thread is. By fixing an element of the nut-spindle connection  order is compared to the free rotation of the spindle nut the spindle is prevented and thus the locking device placed in the activated state. Hence the Possibility of using nut-spindle arrangements within the locking device, which is already in similar Execution from adjustment devices for motor vehicle Disc brakes are known. Preferably the spindle non-rotatable and the spindle nut rotatable relative to the wheel arranged brake housing, the spindle nut against the Application direction of the wheel brake via a friction cone clutch on Wheel brake housing is supported. The spindle stands for example directly in operative connection with at least one brake covering and can therefore be applied when the wheel brake is applied by closing the friction cone coupling between the spindle nut and housing are fixed. The brake remains firm even if the tension decreases.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist zum einfachen Öffnen und Schließen der Reibkonuskupplung je nach gefordertem Be­ triebszustand für die kombinierte Betriebs- und Feststell­ bremsanlage die Spindelmutter gegenüber dem Radbremsgehäuse entgegen der Zuspannrichtung mittels Federkraft vorgespannt. Diese Federkraft befindet sich im Kräftegleichgewicht mit einer Gegenkraft. Durch geringfügige Beeinflussung dieses Kräftegleichgewichtes mittels sehr kleiner Kräfte ist es damit möglich, die Verriegelungsvorrichtung unter kleinstem energe­ tischem Aufwand zwischen den Zuständen Verriegelung aktiviert und Verriegelung deaktiviert beispielsweise elektromagnetisch zu verschalten.In a development of the invention is for easy opening and closing the friction cone clutch depending on the required loading operating state for the combined operating and locking brake system the spindle nut opposite the wheel brake housing biased against the direction of application by spring force. This spring force is in equilibrium with an opposing force. By slightly influencing this It is equilibrium of forces by means of very small forces possible the locking device under the smallest of energy tical effort between the locking states activated and locking, for example, deactivates electromagnetically to interconnect.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der kombinierten Betriebs- und Feststellbremsanlage besitzt die Verriegelungs­ vorrichtung zumindest eine elektrische Spule, die unter Be­ stromung als Elektromagnet wirkt und je nach Ausführung eine Magnetkraft in bzw. entgegen der Zuspannrichtung der Radbremse auf die Spindelmutter ausübt. Durch die Magnetkraft der be­ stromten Spule ergibt sich die entsprechende Gegenkraft zur oben erwähnten auf die Spindelmutter in Zuspannrichtung ein­ wirkenden Federkraft.According to an advantageous embodiment of the combined Service and parking brake system has the locking device at least one electrical coil, which under Be  current acts as an electromagnet and, depending on the version, a Magnetic force in or against the application direction of the wheel brake on the spindle nut. Due to the magnetic force of the be flowed coil results in the corresponding counterforce mentioned above on the spindle nut in the clamping direction acting spring force.

In einer vorteilhaft einfachen Variante weist die Verriege­ lungsvorrichtung einen Permanentmagneten auf, dessen Magnet­ feld eine Magnetkraft in Zuspannrichtung der Radbremse auf die Spindelmutter ausübt und dadurch der entgegengesetzt gerichte­ ten Federkraft entgegenwirkt. Im Zusammenspiel mit einer in der Nähe des Permanentmagneten angeordneten Spule kann je nach Bestromung der Spule das Magnetfeld des Permanentmagneten gestärkt bzw. geschwächt werden. Das auf die Spindelmutter in Zuspannrichtung wirkende Kräftegleichgewicht von Federkraft und Magnetkraft des Permanentmagneten wird also durch gesteu­ erte Bestromung der elektrischen Spule und damit Änderung des resultierenden Magnetfeldes gezielt beeinflußt. Die gesamte Verriegelungsvorrichtung ist damit in der Lage, die auf der Spindel frei drehbar angeordnete Spindelmutter in Zuspann­ richtung derart zu verschieben, so daß nach Bedarf durch Schließung der Reibkonuskupplung die Radbremse festgesetzt werden kann.In an advantageously simple variant, the locks tion device on a permanent magnet, the magnet field a magnetic force in the direction of application of the wheel brake on the Spindle nut exerts and thereby the opposite direction counteracts spring force. In interaction with an in The coil arranged near the permanent magnet can vary depending Energizing the coil the magnetic field of the permanent magnet be strengthened or weakened. That on the spindle nut in Force direction acting force balance of spring force and magnetic force of the permanent magnet is controlled by Erte energization of the electrical coil and thus change in resulting magnetic field is influenced. The whole Locking device is thus able to operate on the Spindle freely rotatable spindle nut in application to move in such a way that, as required, by Closure of the friction cone clutch fixed the wheel brake can be.

In einer alternativen Ausgestaltungsform besitzt die Verriege­ lungsvorrichtung eine Rasteinrichtung, die im Eingriff mit der Spindelmutter steht und diese zwar frei drehbar auf der Spin­ del, jedoch in Zuspannrichtung der Radbremse im deaktivierten Zustand der Verriegelungsvorrichtung fixiert. Dadurch wird mittels der Rasteinrichtung die Radbremse im Betriebsbrems­ modus gehalten. Zur Verriegelung bzw. Entriegelung der Rad­ bremse für die Feststellbremsfunktion sind vorteilhafterweise zwei elektrische Spulen vorgesehen, die nach Bestromung bezo­ gen auf die Zuspannrichtung der Radbremse entgegengesetzt gerichtete Magnetkräfte auf die Spindelmutter ausüben. Durch Bestromung einer der beiden Spulen wird die Spindelmutter damit zwischen den Zuständen Verriegelungsvorrichtung akti­ viert bzw. Verriegelungsvorrichtung deaktiviert, bewegt. Im Unterschied zur oben beschriebenen Ausgestaltungsvariante kann hier durch Verwendung zweier Spulen auf einen Permanentmagne­ ten verzichtet werden.In an alternative embodiment, the locks lungsvorrichtung a locking device which is in engagement with the Spindle nut is standing and this is freely rotatable on the spin del, but in the application direction of the wheel brake in the deactivated State of the locking device fixed. This will by means of the locking device the wheel brake in the service brake held mode. For locking or unlocking the wheel Brake for the parking brake function are advantageous  two electrical coils are provided, which bezo after energization opposite to the direction of application of the wheel brake exert directed magnetic forces on the spindle nut. By Current supply to one of the two coils becomes the spindle nut thus acti locking device between the states fourth or locking device deactivated, moved. in the Difference from the embodiment variant described above here by using two coils on a permanent magnet ten can be dispensed with.

Weitere Merkmale des Erfindungsgedankens werden anhand von Ausführungsbeispielen innerhalb der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.Further features of the inventive concept are shown in Embodiments shown within the drawing and explained in more detail below.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine geschnittene Teilansicht einer Radbremse mit elektromechanischer Verriegelungsvorrichtung, Fig. 1 is a partial sectional view of a wheel with electro-mechanical locking device,

Fig. 2a eine geschnittene Teilansicht einer zweiten Variante einer kombinierten Radbremse mit elektromagnetischer Verriegelungsvorrichtung, FIG. 2a is a partial sectional view of a second variant of a combined wheel brake with electromagnetic locking device,

Fig. 2b eine geschnittene Ansicht einer Rasteinrichtung für eine Radbremse mit Verriegelungsvorrichtung gemäß Fig. 2a. Fig. 2b is a sectional view of a locking device for a wheel brake with locking device according to Fig. 2a.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele von kombinierten Radbremsen 1 werden sowohl für Betriebs- wie auch für Feststellbremsungen herangezogen. Bei den dargestellten Ausführungsformen der kombinierten Radbremse 1 handelt es sich um hydraulisch zuspannbare Radbremsen, die jeweils über ein in einem Gehäuse 2 in Zuspannrichtung 3 der Radbremse 1 ver­ schiebbar gelagerten Kolben 4 verfügen. Der Kolben 4 steht dabei üblicherweise unmittelbar in Wirkverbindung mit einem nicht gezeigten Bremsbelag, der zur Reibanlage an beispiels­ weise einer Bremsscheibe vorgesehen ist. Im Inneren des Rad­ bremsgehäuses 2 befindet sich der hydraulische Druckraum 5, wobei unter Druckbeaufschlagung des Druckraumes 5 der Kolben 4 in Zuspannrichtung 3 aus dem Gehäuse 2 bewegt wird. Eben­ falls im Inneren des Gehäuses 2 ist eine elektromagnetische Verriegelungsvorrichtung 6 angeordnet. Die Verriegelungsvor­ richtung 6 besitzt eine in Zuspannrichtung 3 verlängerbare Mutter-Spindel-Anordnung 7, die aus einer Spindel 8 sowie über ein Gewinde 9 drehbar mit der Spindel 8 verbundenen Spindel­ mutter 10 besteht. Dabei ist die Spindel 8 fest mit dem Kolben 4 verbunden und undrehbar im Radbremsgehäuse 2 aufgenommen. Die Spindelmutter 10 ist mittels eines Bundes 11 mit Konus­ fläche 12 über einen entsprechend gestalteten Reibkonus 13 entgegen der Zuspannrichtung 3 der Radbremse am Gehäuse 2 abstützbar. Zwischen Spindelmutter 10 und Gehäuse 2 ist damit eine Reibkonuskupplung 14 ausgebildet, die im geschlossenen Zustand die freie Drehbarkeit der Spindelmutter 10 gegenüber dem Gehäuse 2 verhindert. Weiterhin ist die Spindelmutter 10 mittels einer Feder 15 mit zugehörigem Axiallager 16 entgegen der Zuspannrichtung 3 vorgespannt, so daß die Feder 15 die Reibkonuskupplung 14 zu schließen sucht. Dabei stützt sich die Feder 15 an einem fest im Gehäuse 2 montierten Permanentmagne­ ten 17 ab. Der Permanentmagnet 17 erzeugt ein in der Fig. 1 gestrichelt angedeutetes Magnetfeld 18, durch das eine ent­ gegengesetzt zur Federkraft gerichtete Magnetkraft auf die Spindelmutter 10 ausgeübt wird. Durch die Ausbildung des Reib­ konus 13 aus einem nicht magnetischen Material verläuft das Magnetfeld 18 ausgehend vom Permanentmagneten 17 durch das Radbremsgehäuse 2, einen sich in das Innere des Gehäuse 2 erstreckenden Gehäuseanschlag 19 sowie die Spindelmutter 10 wieder zurück zum Permanentmagneten 17. Bei Verwendung von Material mit magnetischen Eigenschaften sowohl für das Gehäuse 2 wie auch für die Spindelmutter 10 - wie es bei der Verwen­ dung heute üblicher Materialien der Fall ist - sucht das Ma­ gnetfeld 18 den Bund 11 der Spindelmutter 10 in Zuspannrich­ tung 3 gegen den Gehäuseanschlag 19 zu bewegen. Insgesamt wird damit ein auf die Spindelmutter 10 in Zuspannrichtung wirken­ des Kräftegleichgewicht zwischen der Kraft der Feder 15 ent­ gegen der Zuspannrichtung 3 und der Magnetkraft des Permanent­ magneten 17 in Zuspannrichtung 3 realisiert. Dabei wird das Kräftegleichgewicht, bzw. insbesondere die Stärke der Magnet­ kraft, entscheidend durch den Abstand zwischen Gehäuseanschlag 19 und dem Bund 11 der Spindelmutter 10 beeinflußt. Zur Beein­ flussung des Kräftegleichgewichtes ist eine in unmittelbarer Nähe des Permanentmagneten angeordnete elektrische Spule 20 vorgesehen, die unter Bestromung als Elektromagnet wirkt. Je nach Bestromungsrichtung der Spule 20 kann also durch deren elektromagnetische Wirkung das Magnetfeld 18 des Permanent­ magneten 17 entweder gestärkt oder aber geschwächt werden. In einem solchen Falle, d. h. bei Bestromung der Spule 20, wird demnach die Kraft der Feder 15 entweder durch die resultieren­ de auf die Spindelmutter wirkende Magnetkraft überwunden oder aber die Magnetkraft fällt schwächer aus als die entsprechende entgegengerichtete Federkraft.The exemplary embodiments of combined wheel brakes 1 shown in FIGS. 1 and 2 are used both for service braking and for parking braking. The illustrated embodiments of the combined wheel brake 1 are hydraulically lockable wheel brakes, each of which has a piston 4 which is slidably mounted in a housing 2 in the application direction 3 of the wheel brake 1 . The piston 4 is usually directly operatively connected to a brake pad, not shown, which is provided for example as a brake disc for friction system. Inside the wheel brake housing 2 is the hydraulic pressure chamber 5, the piston 4 is moved in the application direction 3 from the housing 2 under pressurization of the pressure chamber. 5 Just in case inside the housing 2 , an electromagnetic locking device 6 is arranged. The Verriegelungsvor device 6 has an extendable in the application 3 nut screw assembly 7, which is rotatably connected by a pin 8 and a thread 9 with the spindle 8 screw nut 10 consists. The spindle 8 is fixedly connected to the piston 4 and is non-rotatably received in the wheel brake housing 2 . The spindle nut 10 can be supported by means of a collar 11 with a cone surface 12 via a correspondingly designed friction cone 13 against the application direction 3 of the wheel brake on the housing 2 . A friction cone clutch 14 is thus formed between the spindle nut 10 and the housing 2 , which prevents the spindle nut 10 from rotating freely with respect to the housing 2 in the closed state. Furthermore, the spindle nut 10 is biased by means of a spring 15 with the associated axial bearing 16 against the application direction 3 , so that the spring 15 tries to close the friction cone clutch 14 . The spring 15 is supported on a permanently mounted in the housing 2 permanent magnet 17 th. The permanent magnet 17 generates a magnetic field 18 , indicated by dashed lines in FIG. 1, by means of which a magnetic force directed opposite the spring force is exerted on the spindle nut 10 . By forming the friction cone 13 made of a nonmagnetic material, the magnetic field 18 a extending in the interior of the housing 2 housing stop 19 and the spindle nut 10 extends, starting from the permanent magnet 17 by the Radbremsgehäuse 2, back to the permanent magnets 17th When using material with magnetic properties for both the housing 2 and for the spindle nut 10 - as is the case with the use of common materials today - the magnetic field 18 looks for the collar 11 of the spindle nut 10 in the clamping device 3 against the housing stop 19 to move. Overall, this acts on the spindle nut 10 in the application direction of the balance of forces between the force of the spring 15 ent against the application direction 3 and the magnetic force of the permanent magnet 17 in the application direction 3 . The balance of forces, or in particular the strength of the magnetic force, is decisively influenced by the distance between the housing stop 19 and the collar 11 of the spindle nut 10 . To influence the balance of forces, an electrical coil 20 is provided in the immediate vicinity of the permanent magnet and acts as an electromagnet when energized. Depending on the direction of energization of the coil 20 , the magnetic field 18 of the permanent magnet 17 can thus either be strengthened or weakened by its electromagnetic effect. In such a case, ie when the coil 20 is energized, the force of the spring 15 is either overcome by the resultant magnetic force acting on the spindle nut or the magnetic force is weaker than the corresponding opposite spring force.

Mittels eines derartigen polarisierten Magnetsystems läßt sich die Spindelmutter 10 unter freier Drehbarkeit auf der Spindel 8 je nach Bestromung der Spule 20 in bzw. entgegen der Zu­ spannrichtung 3 bewegen. Daraus resultierend ist die Verriege­ lungsvorrichtung 6 zwischen den Zuständen Verriegelung akti­ viert (Reibkonuskupplung geschlossen) sowie Verriegelung de­ aktiviert (Reibkonuskupplung geöffnet) schaltbar. Dabei ist eine Bestromung der Spule 20 ausschließlich für den Wechsel des Verriegelungszustandes erforderlich. In einem einmal ein­ genommenen Verriegelungszustand verbleibt die Verriegelungs­ vorrichtung 6 bis zu einer erneuten Bestromung der Spule 20. Bei deaktivierter Verriegelung, d. h. bei geöffneter Reibko­ nuskupplung 14, befindet sich der Bund 11 der Spindelmutter 10 in Anlage am Gehäuseanschlag 19, wodurch die Radbremse 1 für Betriebsbremsungen zur Verfügung steht. Die Magnetkraft auf­ grund des geschlossenen Magnetflusses (Permanentmagnet - Gehäuse - Gehäuseanschlag - Spindelmutter - Permanentmagnet) überragt die Kraft der Feder 15 und hält somit die Reibko­ nuskupplung 14 geöffnet.By means of such a polarized magnet system, the spindle nut 10 can move freely on the spindle 8 depending on the energization of the coil 20 in or against the direction of tension 3 . As a result, the locking device 6 is activated between the states of locking (friction cone clutch closed) and locking de activated (friction cone clutch open) switchable. In this case, energization of the coil 20 is required only for changing the locked state. Once in a locked state, the locking device 6 remains until the coil 20 is energized again. When the lock is deactivated, ie when the Reibko clutch 14 is open, the collar 11 of the spindle nut 10 is in contact with the housing stop 19 , as a result of which the wheel brake 1 is available for service braking. The magnetic force due to the closed magnetic flux (permanent magnet - housing - housing stop - spindle nut - permanent magnet) exceeds the force of the spring 15 and thus keeps the Reibko clutch 14 open.

Bei geschlossener Reibkonuskupplung 14 ist die Größe des Spal­ tes zwischen Gehäuseanschlag 19 und Bund 11 derart bemessen, daß die Stärke der Magnetkraft gerade nicht in der Lage ist, entgegen der Federkraft die Reibkonuskupplung wieder zu öff­ nen. Damit bleibt die Reibkonuskupplung geschlossen und die Spindelmutter 10 stützt sich undrehbar gegenüber dem Gehäuse 2 über den Reibkonus 13 ab. Die Radbremse bleibt also festge­ setzt.When the friction cone clutch 14 is closed, the size of the gap between the housing stop 19 and the collar 11 is dimensioned such that the strength of the magnetic force is just not able to open the friction cone clutch again against the spring force. The friction cone clutch thus remains closed and the spindle nut 10 is supported non-rotatably with respect to the housing 2 via the friction cone 13 . The wheel brake remains fixed.

Zur Verbesserung der freien Drehbarkeit der Spindelmutter 10, insbesondere gegenüber dem Gehäuse 2 bei geöffneter Reibko­ nuskupplung 14, kann es zweckmäßig sein, im Spalt zwischen Bund 11 und Gehäuseanschlag 19 in ein der Figur nicht gezeig­ tes Axiallager vorzusehen. Zur möglichst geringfügigen Beein­ flussung des sensiblen Kräftegleichgewichtes zwischen Magnet­ kraft und Federkraft ist das Axiallager vorzugsweise nicht magnetisch auszuführen.To improve the free rotatability of the spindle nut 10 , in particular with respect to the housing 2 when the Reibko nus clutch 14 is open, it may be expedient to provide in the gap between the collar 11 and the housing stop 19 in a figure not shown axial bearing. In order to influence the sensitive balance of forces between magnetic force and spring force as little as possible, the thrust bearing is preferably not to be designed magnetically.

Insgesamt läßt sich durch die beschriebene Verriegelungsvor­ richtung 6 auf sehr einfachem Wege eine Feststellbremsfunktion innerhalb einer kombinierten Radbremse realisieren, wobei die Radbremse 1 für eine Feststellbremsung im zugespannten Zustand verriegelt wird. Allgemein kann das Aufbringen der Zuspann­ kraft der Radbremse 1 analog auch auf elektromechanischem pneumatischem oder aber mechanischen Wege erfolgen. Beispiels­ weise kann die Zuspannkraft der Radbremse 2 direkt der Fahrer­ fußkraft entnommen werden, oder aber aus einem eigenständigen Aggregat entstammen, welches in der Lage ist, die benötigte Zuspannenergie zu erzeugen und insbesondere bereits als Modul innerhalb der Betriebsbremsanlage vorhanden ist. Ein derarti­ ges eigenständiges Aggregat kann beispielsweise als aktiver Bremskraftverstärker, als hydraulische Reglereinheit (HCU) einer Antriebsschlupfregelungs- oder elektronischen Stabilitätsprogramm-Anlage ausgeführt sein. Weiterhin ist auch der Einsatz einer hydraulischen Reglereinheit (HCU) einer aktiven hydraulischen Bremsanlage oder einer sonstigen Brake­ by-Wire-Anlage denkbar. Bei Verwendung der genannten Aggregate ist es mit Hilfe der bereits vorhandenen Ventile der Brems­ hydraulik möglich, eine analoge Dosierung der Zuspannkraft im Falle einer Feststellbremsung vorzunehmen. Für die Betätigung der Feststellbremse ist eine getrennte Bedieneinheit vorgese­ hen, bei deren Betätigung die Fremdenergie in der oben be­ schriebenen Weise als Zuspannkraft in die festzustellende Bremse eingespeist wird. Gemeinsam mit der Einspeisung der Zuspannkraft wird mittels des Bedienelementes auch die Akti­ vierung der Verriegelungsvorrichtung veranlaßt.Overall, a parking brake function within a combined wheel brake can be realized in a very simple way by the locking device 6 described, the wheel brake 1 being locked for parking braking in the applied state. In general, the application of the application force by means of the wheel brake 1 can also be carried out analogously by means of electromechanical pneumatic or else mechanical means. For example, the application force of the wheel brake 2 can be taken directly from the driver's foot power, or it can come from an independent unit that is able to generate the required application energy and, in particular, is already available as a module within the service brake system. Such an independent unit can be designed, for example, as an active brake booster, as a hydraulic control unit (HCU) of a traction control system or an electronic stability program system. Furthermore, the use of a hydraulic control unit (HCU) of an active hydraulic brake system or another brake by wire system is also conceivable. When using the above-mentioned units, it is possible with the help of the already existing valves of the brake hydraulics to carry out an analogous metering of the application force in the event of a parking brake. For the actuation of the parking brake, a separate control unit is provided, the actuation of which the external energy is fed in the manner described above as an application force into the brake to be determined. Together with the feeding of the clamping force, the actuation of the locking device is also initiated by means of the control element.

Fig. 2 ist eine Weiterentwicklung der Radbremse 1 mit elektro­ magnetischer Verriegelungsvorrichtung 6 zu entnehmen, bei der eine zusätzliche Rasteinrichtung 21 vorgesehen ist, die im Gehäuse angeordnet ist und im Eingriff mit der Spindelmutter 10 steht, wodurch die Spindelmutter 10 bezogen auf die Zu­ spannrichtung 3 im Zustand Verriegelung deaktiviert, d. h. Reibkonuskupplung 14 geöffnet, gehalten wird. Bei einer sol­ chen Anordnung kann auf einen Permanentmagneten gemäß Fig. 1 verzichtet werden. Zur Änderung des Verriegelungszustandes sind zwei getrennte elektrische Spulen 22, 23 im Gehäuse 2 angeordnet, die jeweils getrennt voneinander über elektrische Zuleitungen 24 bestromt werden können. Je nach Art der Bestro­ mung bildet jede der Spulen 22, 23 in Form eines Elektromagne­ ten ein innerhalb der Zeichnung gestrichelt angedeutetes Ma­ gnetfeld aus, wodurch sich auf die Spindelmutter 10 eine in bzw. entgegengesetzt zur Zuspannrichtung 3 gerichtete Magnet­ kraft ergibt. Fig. 2 is a further development of the wheel brake 1 with electro-magnetic locking device 6 can be seen, in which an additional locking device 21 is provided, which is arranged in the housing and is in engagement with the spindle nut 10 , whereby the spindle nut 10 related to the clamping direction to 3rd deactivated in the locking state, ie friction cone clutch 14 is held. With such an arrangement, a permanent magnet according to FIG. 1 can be dispensed with. To change the locking state, two separate electrical coils 22 , 23 are arranged in the housing 2 , each of which can be energized separately from one another via electrical supply lines 24 . Depending on the type of flow, each of the coils 22 , 23 in the form of an electromagne th forms a magnetic field indicated by a dashed line in the drawing, which results in a force directed in or against the clamping direction 3 on the spindle nut 10 .

Die wesentliche Funktionsweise der kombinierten Radbremse mit Verriegelungsvorrichtung bleibt jedoch ausgehend von dem be­ reits anhand Fig. 1 beschriebenen erhalten.The essential functioning of the combined wheel brake with locking device remains, however, starting from the one already described with reference to FIG. 1.

Auch die in Fig. 2a dargestellte Verriegelungsvorrichtung 6 verbleibt ohne Bestromung der elektrischen Spulen 22, 23 in ihrem einmal eingestellten Verriegelungszustand (akti­ viert/deaktiviert). Daraus ergibt sich ebenso wie für die Anordnung nach Fig. 1 der Vorteil, daß bei festgestellter Radbremse selbst bei Erhöhung der Zuspannkraft die Verriege­ lungsvorrichtung 6 aktiviert bleibt und somit ein versehentli­ ches Lösen der Feststellbremse vermieden wird. Ein Lösen der Feststellbremse erfolgt ausschließlich bei Deaktivierung der Verriegelungsvorrichtung und ggf. erneutem Aufbau der Fest­ stellzuspannkraft.The locking device 6 shown in FIG. 2a also remains in its locked state once it has been energized (activated / deactivated) without energizing the electrical coils 22 , 23 . This results in the same as for the arrangement according to FIG. 1 that when the wheel brake is locked, the locking device 6 remains activated even when the application force is increased and thus an accidental release of the parking brake is avoided. The parking brake is only released when the locking device is deactivated and, if necessary, the parking clamping force is built up again.

In Fig. 2b ist eine alternative Ausgestaltung der Rastein­ richtung 21 dargestellt. Dabei verfügt die Rasteinrichtung 21 über ein im Gehäuse 2 befestigtes Kugellager 25, wodurch sich der unter Federvorspannung mit der Spindelmutter 10 im Ein­ griff befindliche Rastvorsprung 26 frei mit der Spindelmutter 10 mitdrehen kann. Dadurch ist auch der Rastvorsprung 26 ge­ genüber dem Gehäuse 2 drehbar und unerwünschte Reibverluste können erfolgreich vermieden werden.In Fig. 2b an alternative embodiment of the Rastein device 21 is shown. The latching device 21 has a ball bearing 25 fastened in the housing 2 , as a result of which the spring protrusion with the spindle nut 10 in a grip projection 26 can rotate freely with the spindle nut 10 . As a result, the locking projection 26 is rotatable relative to the housing 2 and undesirable friction losses can be successfully avoided.

Claims (12)

1. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage für Kraft­ fahrzeuge mit zumindest einer kombinierten Radbremse (1), die sowohl für Betriebsbremsungen als auch für Feststell­ bremsungen angesteuert und genutzt wird, wobei die Zu­ spannkraft der Radbremse (1) im Falle einer Feststell­ bremsung von einer innerhalb der Betriebsbremsanlage vorhandenen Betätigungsenergiequelle erzeugt wird, mit einer elektromechanisch bzw. elektromagnetisch betätigba­ ren Verriegelungsvorrichtung (6), die die Radbremse (1) im zugespannten zustand festzusetzen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (6) mittels elektrischer Ansteuerung zwischen einer Position Verriegelung aktiviert- und einer Position "Verriegelung deaktiviert" schaltbar ist, wobei die Verriegelungsvor­ richtung (6) stromlos durch Federkraft bzw. Magnetkraft in der jeweiligen Verriegelungsposition fixiert ist.1. Combined service and parking brake system for motor vehicles with at least one combined wheel brake ( 1 ), which is controlled and used both for service braking and for parking brake applications, with the clamping force of the wheel brake ( 1 ) in the case of a parking brake from within the service brake system existing actuation energy source is generated with an electromechanically or electromagnetically actuated locking device ( 6 ), which is able to fix the wheel brake ( 1 ) in the applied state, characterized in that the locking device ( 6 ) is activated by means of electrical control between a locking position. and a position "locking deactivated" is switchable, the locking device ( 6 ) being fixed in the current locking position without current by spring force or magnetic force. 2. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungs­ vorrichtung (6) in ihrer Verriegelungsposition mittels magnetischer oder motorischer Kraft veränderbar ist.2. Combined service and parking brake system according to claim 1, characterized in that the locking device ( 6 ) can be changed in its locking position by means of magnetic or motor force. 3. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines elek­ trischen Signales die Verriegelungsvorrichtung in ihrer Verriegelungsposition über einen Strom-Kraft- bzw. Strom- Wegwandler veränderbar ist.3. Combined service and parking brake system according to An saying 2, characterized in that by means of an elec trical signals the locking device in their Locking position via a current-force or current Wegwandler is changeable. 4. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuspannung der Radbremse auf hydraulischem, elektro­ mechanischem, mechanischem oder pneumatischem Wege er­ folgt.4. Combined service and parking brake system after one of the preceding claims, characterized in that the application of the wheel brake on hydraulic, electro  mechanical, mechanical or pneumatic way he follows. 5. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremse (1) in ihrem Gehäuse (2) eine in Zuspann­ richtung (3) der Radbremse (2) verlängerbare Mutter- Spindel-Anordnung (7) aufweist, bei der eine Spindelmut­ ter (10) über ein Gewinde (9) drehbar auf einer Spindel (8) angeordnet ist, wobei die Verriegelungsvorrichtung (6) im aktivierten Zustand durch Festsetzen eines Elemen­ tes der Mutterspindelanordnung (7) die freie Drehbarkeit der Spindelmutter (10) gegenüber der Spindel (8) unter­ bindet.5. Combined service and parking brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel brake ( 1 ) in its housing ( 2 ) has in the application direction ( 3 ) of the wheel brake ( 2 ) extendable nut-spindle arrangement ( 7 ) , in which a Spindelmut ter ( 10 ) via a thread ( 9 ) is rotatably arranged on a spindle ( 8 ), the locking device ( 6 ) in the activated state by fixing an element of the nut spindle arrangement ( 7 ) the free rotatability of the spindle nut ( 10 ) against binds to the spindle ( 8 ). 6. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmutter (10) drehbar und die Spindel (8) undrehbar im Radbrems­ gehäuse (2) angeordnet sind, wobei die Spindelmutter (10) entgegen der Zuspannrichtung (3) der Radbremse (1) über eine Reibkonuskupplung (14) am Gehäuse (2) abstützbar ist.6. Combined service and parking brake system according to claim 5, characterized in that the spindle nut ( 10 ) is rotatable and the spindle ( 8 ) are rotatably arranged in the wheel brake housing ( 2 ), the spindle nut ( 10 ) against the application direction ( 3 ) the wheel brake ( 1 ) can be supported on the housing ( 2 ) via a friction cone clutch ( 14 ). 7. Kombinierte Betriebs-und Feststellbremsanlage nach An­ spruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel­ mutter (10) gegenüber dem Radbremsgehäuse (2) entgegen der Zuspannrichtung (3) mittels Federkraft vorgespannt ist.7. Combined service and parking brake system according to claim 5 or 6, characterized in that the spindle nut ( 10 ) against the wheel brake housing ( 2 ) against the application direction ( 3 ) is biased by spring force. 8. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung zumindest eine elektrische Spule (20, 22, 23) aufweist, die nach Bestromung eine Magnetkraft in bzw. entgegen der Zuspannrichtung (3) der Radbremse (1) auf die Spindelmutter (10) ausübt.8. Combined service and parking brake system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the locking device has at least one electrical coil ( 20 , 22 , 23 ) which, after energization, a magnetic force in or against the application direction ( 3 ) of the wheel brake ( 1 ) on the spindle nut ( 10 ). 9. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (6) einen Permanentmagnet (17) aufweist, dessen Magnetfeld (18) eine Magnetkraft in Zuspannrichtung (3) der Radbremse (1) auf die Spindelmut­ ter (10) ausübt.9. Combined service and parking brake system according to one of claims 5 to 8, characterized in that the locking device ( 6 ) has a permanent magnet ( 17 ), the magnetic field ( 18 ) of a magnetic force in the application direction ( 3 ) of the wheel brake ( 1 ) on the Spindle nut ter ( 10 ) exercises. 10. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An­ spruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spule (20) derart in der Nähe des Permanentmagneten (17) angeordnet ist, so daß je nach Bestromung der Spule (20) das Magnetfeld (18) des Permanentmagneten (17) gestärkt bzw. geschwächt wird.10. Combined service and parking brake system according to claim 9, characterized in that the electric coil ( 20 ) is arranged in the vicinity of the permanent magnet ( 17 ) so that, depending on the energization of the coil ( 20 ), the magnetic field ( 18 ) of the Permanent magnet ( 17 ) is strengthened or weakened. 11. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (6) eine Rasteinrichtung (21) aufweist, die im Eingriff mit der Spindelmutter (10) steht und diese frei drehbar auf der Spindel (8) im de­ aktivierten Zustand der Verriegelungsvorrichtung (6) fixiert.11. Combined service and parking brake system according to one of claims 5 to 10, characterized in that the locking device ( 6 ) has a latching device ( 21 ) which is in engagement with the spindle nut ( 10 ) and this can rotate freely on the spindle ( 8 ) fixed in the de-activated state of the locking device ( 6 ). 12. Kombinierte Betriebs- und Feststellbremsanlage nach An­ spruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungs­ vorrichtung (6) zwei elektrische Spulen (22, 23) aufweist, die je nach Bestromung eine in bzw. entgegengesetzt der Zuspannrichtung (3) der Radbremse (1) gerichtete Magnet­ kraft auf die Spindelmutter (10) ausüben, um die Spindel­ mutter (10) zwischen den Zuständen "Verriegelung akti­ viert" bzw. "Verriegelung deaktiviert" zu bewegen.12. Combined service and parking brake system according to claim 11, characterized in that the locking device ( 6 ) has two electrical coils ( 22 , 23 ) which, depending on the current supply one in or opposite the application direction ( 3 ) of the wheel brake ( 1 ) directed magnetic force on the spindle nut (10) exert, mother around the spindle (10) between the states "locking acti fourth" and "locking off" to move.
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