DE19944876A1

DE19944876A1 - Betätigungseinheit für eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse

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Publication number: DE19944876A1
Application number: DE1999144876
Authority: DE
Inventors: Alexander Zernickel; Juergen Hartmann; Wendelin Backes; Johann Jungbecker; Stefan Schmitt; Oliver Hoffmann; Joachim Nell
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG; INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG; Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1999-09-18
Filing date: 1999-09-18
Publication date: 2001-03-22
Also published as: WO2001021975A1; AU7519200A

Abstract

Es wird eine Betätigungseinheit für eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, die im wesentlichen aus einer Antriebseinheit (1) bzw. einem Elektromotor (11), einem Betätigungselement (7), mittels dessen einer (4) von zwei in einem Bremssattel verschiebbar angeordneten Reibbelägen (4, 5) mit einer Bremsscheibe (6) in Eingriff gebracht wird, sowie einem ersten und einem zweiten Untersetzungsgetriebe (2, 3) besteht. DOLLAR A Um eine Reduzierung der Baugröße der Betätigungseinheit bei gleichzeitiger Erhöhung der mit dem ersten Untersetzungsgetriebe realisierbaren Tragzahl zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Elektromotor (11) das erste Untersetzungsgetriebe (2) radial umgreift, daß das erste Untersetzungsgetriebe (2) als ein Kugelgewindetrieb (16-18) ausgebildet ist, und daß der Rücklaufbereich für die Kugeln (18) des Kugelgewindetriebes innerhalb seiner Gewindespindel (17 bzw. 21) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit für eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für Kraft fahrzeuge, die an einem Bremssattel angeordnet ist, in dem zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe zusammenwirkende Reibbeläge begrenzt verschiebbar ange ordnet sind, wo bei einer der Reibbeläge mittels eines Betätigungselementes durch die Betätigungseinheit di rekt und der andere Reibbelag durch die Wirkung einer vom Bremssattel aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe in Eingriff bringbar ist, wobei die Betä tigungseinheit aus einem Elektromotor, einem wirkungs mäßig zwischen dem Elektromotor und dem Betätigungs element angeordneten ersten Untersetzungsgetriebe sowie einem zwischen dem Elektromotor und einem Teil des er sten Untersetzungsgetriebes angeordneten zweiten Unter setzungsgetriebe besteht, und wobei das erste Unterset zungsgetriebe durch einen Kugelgewindetrieb gebildet wird, der als tragende Wälzkörper in Gewinderillen um laufende Kugeln sowie einen Rücklaufbereich für die Ku geln aufweist und dessen Gewindespindel vom Elektromo tor antreibbar ist.

Eine derartige elektromechanische Betätigungseinheit ist aus der US-A-5,107,967 bekannt. Bei der vorbekann ten Betätigungseinheit ist der Elektromotor senkrecht zur Achse des Kugelgewindetriebs bzw. des Betätigungse lementes angeordnet und treibt unter Zwischenschaltung eines Schneckengetriebes die Gewindespindel des Kugel gewindetriebs an. Die Gewindemutter des Kugelgewinde triebs stützt sich an einem Kolben ab, der den ersten Reibbelag betätigt.

Als nachteilig wird bei der vorbekannten Betätigungs einheit insbesondere ihre beträchtliche Baugröße ange sehen. Als ein weiterer Nachteil wird die verhältnismä ßig niedrige Tragzahl empfunden, die im vorgegebenen Bauraum realisiert werden kann, so daß die bei der vor bekannten Betätigungseinheit erreichbaren Spannkräfte durch den Bauraum begrenzt sind.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektromechanische Betätigungseinheit der eingangs ge nannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß bei Ver ringerung ihrer Gesamtbaugröße eine Erhöhung der über tragbaren Spannkraft bzw. Eine Erhöhung der Leistungs dichte erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Elektromotor das erste Untersetzungsgetriebe radial umgreift und daß der Rücklaufbereich innerhalb der Ge windespindel ausgebildet ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsge genstandes sind der Elektromotor, das erste Unterset zungsgetriebe sowie das zweite Untersetzungsgetriebe als mindestens zwei unabhängig handhabbare Baugruppen ausgebildet, so daß der Elektromotor außerhalb des Kraftflusses der Zuspannkraft angeordnet ist und seine Funktion durch Störeinflüsse nicht beeinträchtigt wer den kann. Außerdem wird dadurch eine Entkopplung des zweiten Untersetzungsgetriebes vom ersten Unterset zungsgetriebe erreicht, so daß, insbesondere wenn das zweite Untersetzungsgetriebe als ein Planetengetriebe ausgebildet ist, eine gleiche Position des Rotors des Elektromotors gegenüber den Planetenrädern sowie der Planetenräder gegenüber dem Hohlrad gewährleistet wer den kann. Durch die Ausbildung des zweiten Unterset zungsgetriebes als ein Planetengetriebe wird eine er hebliche Reduzierung des vom Elektromotor auf zubringenden erforderlichen Antriebsmoments erreicht, wobei das Planetengetriebe ein nicht reibungsbehaftetes Getriebe darstellt, in dem keine Formänderungsarbeit geleistet werden muß und mit dem bei geringem Bauraum ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist.

Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn der Elektromotor, das erste Untersetzungsgetriebe sowie das zweite Unter setzungsgetriebe als je eine selbständig handhabbare Baugruppe ausgebildet sind. Eine derart aufgebaute elektromechanische Betätigungseinheit zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad, eine hervorragende Dy namik der Bremsbetätigung sowie eine extrem kompakte Bauweise aus, bei der hohe, massenbezogene Bremsmomente übertragen werden können. Außerdem können die modular ausgeführten Baugruppen separat gebaut und geprüft wer den.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsge genstandes ist vorgesehen, daß das zweite Unterset zungsgetriebe auf der den Bremsbelägen abgewandten Sei te des Elektromotors angeordnet ist. Durch diese Maß nahme wird eine Entkopplung des zweiten Untersetzungs getriebes vom ersten Untersetzungsgetriebe konstruktiv ermöglicht, so daß eine Verformung des zweiten Unter setzungsgetriebes wirksam verhindert wird und innerhalb des Getriebes gleichbleibende Spiele eingehalten werden können.

Eine höhere Übersetzung wird bei einer weiteren Ausge staltung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht, daß das zweite Untersetzungsgetriebe als ein Planeten getriebe, vorzugsweise mit gestuften Planetenrädern ausgebildet ist. Es ist jedoch auch durchaus denkbar, das zweite Untersetzungsgetriebe als ein zweistufiges Differenzplanetengetriebe auszubilden. Bei der letztge nannten Getriebeart wird eine optimale Baulänge dadurch erreicht, daß ein größeres Sonnenrad verwendet werden kann.

Eine Entkopplung des Kraftflusses von der Antriebsein heit bzw. dem Elektromotor wird nach einem weiteren Er findungsmerkmal dadurch gewährleistet, daß ein sich an einem den Kugelgewindetrieb aufnehmenden Gehäuse ab stützendes, die Gewindemutter umgreifendes Führungsteil vorgesehen ist, an dem sich die Gewindespindel axial abstützt. Die axiale Abstützung der Gewindespindel er folgt dabei unter Zwischenschaltung eines Axiallagers mittels eines radialen Bundes. Dadurch kann ein Lager mit kleinstem Durchmesser verwendet werden.

Außerdem ist es besonders vorteilhaft, wenn am Füh rungsteil Kraftmeßelemente vorgesehen sind, so daß Kraftmessungen am nicht mitbewegten Teil, das einer de finierten Verformung unterliegt, vorgenommen werden können.

Durch eine zwischen der Gewindemutter und dem Führungs teil angeordnete elastische Dichtung bzw. Manschette wird ein wirksamer Schutz der Anordnung vor Verunreini gungen und Eindringen von Wasser erreicht.

Eine andere vorteilhafte Ausführung des Erfindungsge genstandes sieht vor, daß das Sonnenrad des Planetenge triebes am Rotor ausgebildet ist, während die Planeten räder in einem mit der Gewindespindel in kraftübertra gender Verbindung stehenden Planetenkäfig gelagert sind und aus einem mit dem Sonnenrad im Eingriff stehenden ersten Planetenrad größeren Durchmessers sowie einem mit einem Hohlrad im Eingriff stehenden zweiten Plane tenrad kleineren Durchmessers bestehen.

Eine Bauraumoptimierung wird bei der vorhin erwähnten Ausführung dadurch erreicht, daß das Hohlrad des Plane tengetriebes durch eine Innenverzahnung gebildet ist, die in einem Deckel ausgebildet ist, der ein Gehäuse des Planetengetriebes bildet und am Gehäuse des Elek tromotors angeordnet ist.

Eine wesentliche Vereinfachung der Montage der erfin dungsgemäßen Betätigungseinheit wird bei einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes dadurch er reicht, daß die Kraftübertragung zwischen dem Planeten käfig und der Gewindespindel mittels einer formschlüs sigen Steckverbindung erfolgt.

Eine kostengünstige Ausführung der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit zeichnet sich dadurch aus, daß der Planetenkäfig im Deckel mittels eines Radiallagers ge lagert ist. Ein derartiges Planetengetriebe ist einfach herstellbar und kann separat geprüft werden.

Dabei ist, es sinnvoll, wenn die formschlüssige Steck verbindung torsionssteif, radial nachgiebig und biege weich an den Planetenkäfig angekoppelt ist. Durch diese Maßnahme erfolgt eine wirksame Entkopplung von Störein flüssen.

Die Gewindespindel kann vorzugsweise mehrteilig ausge führt sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungs gegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß die Gewin demutter an ihrem dem ersten Reibbelag abgewandten Ende mit einem axialen Vorsprung versehen ist, der an einem an der Gewindespindel ebenfalls in axialer Richtung ausgebildeten, in Umfangsrichtung wirkenden Anschlag zur Anlage bringbar ist. Durch diese Maßnahme wird er reicht, daß insbesondere bei einem fehlerbehafteten Lö sevorgang, bei dem die Gewindemutter bis auf Anschlag zurückgedreht wird, kein Verspannen bzw. Klemmen des ersten Untersetzungsgetriebes eintritt.

Um mit der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit gleich zeitig eine Feststellbremsfunktion erfüllen zu können, wird vorgeschlagen, daß elektromechanische Mittel vor gesehen sind, die ein mechanisches Verriegeln des Ro tors des Elektromotors ermöglichen.

Eine besonders ausfallsichere, auf dem Formschlußprin zip arbeitende Ausführung sieht vor, daß die Mittel durch einen mit dem Rotor verbundenen Zahnkranz sowie eine elektromagnetisch betätigbare Sperrklinke gebildet sind.

Die Sperrklinke ist dabei vorzugsweise mit Rastmitteln versehen, die deren Verrasten sowohl in der betätigten als auch in der unbetätigten Stellung ermöglichen.

Der Elektromotor kann bei weiteren vorteilhaften Aus führungen der Erfindung als ein permanentmagneterreg ter, elektronisch kommutierter Elektromotor (bürstenloser Gleichstrommotor) oder als ein geschalte ter Reluktanzmotor (SR-Motor) ausgeführt sein.

Die erwähnten Motorarten sind zur Erzeugung hoher Drehmomente im Stillstand besonders geeignet.

Um den Motor der Betätigungseinheit elektronisch zu kommutieren, ist es notwendig, ein Lageerkennungssystem vorzusehen, das eine Erkennung der Position des Rotors des Elektromotors relativ zum Stator ermöglicht und vorzugsweise einen Hallsensor oder ein magnetoresisti ves Element aufweist.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Ausführung der erfindungsgemäßen, elektro mechanischen Betätigungseinheit im Axialschnitt,

Fig. 2 eine Explosionszeichnung, die das bei der Aus führung nach Fig. 1 verwendete erste Unterset zungsgetriebe darstellt.

Die in der Zeichnung dargestellte, elektromechanische Betätigungseinheit nach der Erfindung dient der Betäti gung einer Schwimmsattel-Scheibenbremse, deren ledig lich schematisch angedeuteter Bremssattel in einem nicht gezeigten feststehenden Halter verschiebbar gela gert ist. Ein Paar von Reibbelägen 4 und 5 ist im Bremssattel derart angeordnet, daß sie der linken und der rechten Seitenfläche einer Bremsscheibe 6 zugewandt sind.

Nachstehend wird der in der Zeichnung rechts gezeigte Reibbelag 4 als erster Reibbelag und der andere, mit 5 bezeichnete Reibbelag als zweiter Reibbelag bezeichnet. Während der erste Reibbelag 4 mittels eines Betätigung selements 7 durch die Betätigungseinheit direkt mit der Bremsscheibe 6 in Eingriff bringbar ist, wird der zwei te Reibbelag 5 durch die Wirkung einer bei der Betäti gung der Anordnung vom Bremssattel aufgebrachten Reak tionskraft gegen die gegenüberliegende Seitenfläche der Bremsscheibe 6 gedrückt.

Die erfindungsgemäße Betätigungseinheit, die mittels nicht gezeigter Befestigungsmittel am Bremssattel ange bracht ist, weist einen modularen Aufbau auf und be steht im wesentlichen aus drei selbständig handhabbaren Baugruppen bzw. Modulen, und zwar aus einer An triebseinheit 1, einem den ersten, Reibbelag 4 betäti genden ersten Untersetzungsgetriebe 2 und einem zwi schen der Antriebseinheit 1 und dem ersten Unterset zungsgetriebe 2 wirkungsmäßig geschalteten zweiten Un tersetzungsgetriebe 3.

Die vorhin erwähnte Antriebseinheit 1 besteht aus einem Elektromotor 11, der im dargestellten Beispiel als ein permanentmagneterregter, elektronisch kommutierter Mo tor ausgebildet ist, dessen Stator 9 unbeweglich in ei nem Motorgehäuse 12 angeordnet ist und dessen Rotor 10 durch einen ringförmigen Träger 13 gebildet ist, der mehrere Permanentmagnetsegmente 14 trägt. Zwischen dem Elektromotor 11 und dem vorhin erwähnten Betätigungse lement 7 ist wirkungsmäßig das erste Untersetzungsge triebe 2 angeordnet, das im gezeigten Beispiel als ein Kugelgewindetrieb 16 bis 18 ausgebildet ist, das in ei nem Getriebegehäuse 19 gelagert ist, das auch einteilig mit dem vorhin erwähnten Bremssattel ausgeführt sein kann. Der Kugelgewindetrieb besteht dabei aus einer Ge windemutter 16 sowie einer Gewindespindel 17, wobei zwischen der Gewindemutter 16 und der Gewindespindel 17 mehrere Kugeln 18 angeordnet sind, die bei einer Rota tionsbewegung der Gewindespindel 17 umlaufen und die Gewindemutter 16 in eine axiale bzw. translatorische Bewegung versetzen. Die Gewindemutter 16 bildet dabei vorzugsweise das vorhin erwähnte Betätigungselement 7. Außerdem ist der Zeichnung zu entnehmen, daß die vom Elektromotor 11 über das zweite Untersetzungsgetriebe 3 angetriebene Gewindespindel 17 vierteilig ausgebildet ist und aus einem mit der Gewindemutter 16 zusammenwir kenden rohrförmigen ersten Spindelteil 20, einem inner halb des ersten Spindelteiles 20 angeordneten zweiten Spindelteil 21, einem ringförmigen dritten Spindelteil 22, sowie einem mit dem zweiten sich Untersetzungsge triebe 3 zusammenwirkenden vierten Spindelteil 23 be steht. Das erste Spindelteil 20 begrenzt einerseits mit der Gewindemutter 16 wendelförmige Gewinderillen 24, in denen die Kugeln 18 umlaufen, und andererseits mit dem zweiten Spindelteil 21 einen Rücklaufbereich bzw. -ka nal 25, in dem die Kugeln 18 ohne Belastung an den An fang der tragenden Laufbahn zurücklaufen können.

Die Anordnung ist dabei vorzugsweise derart getroffen, daß der Rotor 10 des Motors 11 unter Zwischenschaltung des zweiten Untersetzungsgetriebes 3 die Gewindespindel 17 antreibt, während die Gewindemutter 16 sich am er sten Reibbelag 4 abstützt.

Eine Reduzierung des erforderlichen Motormoments wird bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführung der Erfindung durch zweckmäßige Integration eines Planeten getriebes 30-34 erreicht, das das vorhin erwähnte zweite Untersetzungsgetriebe 3 bildet. Das Planetenge triebe, das wirkungsmäßig zwischen dem Rotor 10 und der Gewindespindel 17 angeordnet ist, besteht aus einem Sonnenrad 30, das vorzugsweise durch einen am Rotor 10 ausgebildeten, außen verzahnten Bereich 26 gebildet ist, mehreren gestuften Planetenrädern, von denen zwei dargestellt und mit den Bezugszeichen 31 und 32 verse hen sind, sowie einem Hohlrad 33. Die gestuften Plane tenräder 31, 32, die in einem Planetenkäfig 34 gelagert sind, weisen eine mit dem Sonnenrad 30 zusammenwirkende erste Stufe sowie eine mit dem Hohlrad 33 zusammenwir kende zweite Stufe auf, wobei die erste Stufe durch Zahnräder 31a, 32a größeren Durchmessers und die zweite Stufe durch Zahnräder 31b, 32b kleineren Durchmessers gebildet sind. Der vorhin erwähnte Planetenkäfig 34 ist dabei vorzugsweise derart ausgeführt, daß sein zwischen den Lagerstellen der Planetenräder 31, 32 und der An kopplungsstelle der Gewindespindel 17 liegender Bereich sowohl ein geringes axiales als auch radiales Spiel so wie einen geringen Winkelversatz zuläßt und beispiels weise als eine Lamellenscheibe oder ein Faltenbalg aus gebildet sein kann. Das Hohlrad 33 wird durch einen in nenverzahnten Bereich eines das Gehäuse des Planetenge triebes bildenden Deckels 28 gebildet.

Um schließlich die Funktion einer Feststellbremse rea lisieren zu können weist die erfindungsgemäße Betäti gungseinheit elektromechanische Mittel auf, die, mit dem Rotor 10 des Elektromotors 11 zusammenwirkend, sein Verriegeln ermöglichen. Im gezeigten Ausführungsbei spiel trägt der Rotor 10 zu diesem Zweck einen Zahn kranz 37, mit dessen Verzahnung eine Sperrklinke 38 in Eingriff bringbar ist. Die der Sperrklinke 38 zugeord nete elektrische Aktuatorik ist in der Art eines mecha nischen Flip-Flops aufgebaut, dessen Zustand bei jeder kurzen Bestromung geändert wird. Bei der dargestellten Ausführung ist die Sperrklinke 38 mit einem lediglich schematisch angedeuteten Permanentmagneten 39 versehen, der mit Hilfe einer Spule 40 bewegt wird. Außerdem kann die Sperrklinke 38 mit Rastmitteln ausgestattet sein, die mit dem Bezugszeichen 41 versehen sind und die ein Verrasten der Sperrklinke 38 in der betätigten sowie in der unbetätigten Stellung ermöglichen. Dabei ist es be sonders sinnvoll, wenn der vorhin erwähnte Zahnkranz 37 einen Bestandteil eines Radiallagers 44 bildet, in dem der Rotor 10 gelagert ist. Außerdem kann der Zahnkranz 37 als Teil eines nicht näher dargestellten Lageerken nungssystems 46 ausgebildet sein, mit dessen Hilfe die aktuelle Position des Rotors 10 ermittelt wird. Die Lageinformation wird dann mittels eines Hallsensors oder eines magnetoresistiven Elements ermittelt.

Fig. 1 ist schließlich zu entnehmen, daß die vorhin er wähnte Gewindemutter 16 des Kugelgewindetriebs in einem topfförmigen Führungsteil 29 geführt bzw. gelagert wird. Die Lagerung der Gewindemutter 16 im Führungsteil 29 erfolgt sowohl in ihrem dem ersten Reibbelag 4 zuge wandten Bereich mittels eines im Führungsteil 29 ange ordneten ersten Gleitringes 47 als auch in ihrem dem Reibbelag 4 abgewandten Endbereich mittels eines auf der Gewindemutter 16 angeordneten zweiten Gleitringes 48.

Außerdem ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß das dritte ringförmige Spindelteil bzw. Bund 22 sich an einem in nerhalb des Führungsteils 29 angeordneten Axiallager 49 abstützt, während das vierte Spindelteil 23 mittels ei ner formschlüssigen Steckverbindung mit dem Planetenkä fig 34 des zweiten Untersetzungsgetriebes 3 verbunden ist. Zu diesem Zweck ist das Ende des dritten Spindel teiles 23 beispielsweise als eine Torx-Verbindung oder ein Sechskant ausgebildet, der in eine entsprechend ge formte Öffnung im Planetenkäfig 34 hineingeschoben wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die formschlüssige Steckverbindung torsionssteif, radial nachgiebig und biegeweich an den Planetenkäfig 34 ange koppelt ist. Die Ankopplung erfolgt mittels eines Au ßenringes 51 eines im Deckel 28 vorgesehenen Radialla gers 50. Eine zwischen der Gewindemutter 16 und dem Führungsteil 29 eingespannte elastische Dichtung bzw. Dichtmanschette 27 verhindert ein Eindringen von Verun reinigungen ins Innere des Kugelgewindetriebs.

Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Ge windemutter 16 an ihrem dem Reibbelag 4 abgewandten En de mit einem axialen Vorsprung 42 versehen, der beim Zurückstellen der Gewindemutter 16 mit einem am Umfang des dritten Spindelteiles 22 ausgebildeten Anschlag 43 zusammenwirkt. Durch Abstützen einer Seitenfläche des Vorsprungs 42 am Anschlag 43 wird ein weiteres Zurück stellen der Gewindemutter 16 wirksam verhindert, so daß kein Verklemmen der beiden Teile 16, 22 eintreten kann.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind selbstver ständlich auch zahlreiche Modifikationen denkbar. So kann z. B. der als Antriebseinheit 1 dienende Elektro motor als ein geschalteter Reluktanzmotor (SR-Motor) ausgeführt werden. Vorstellbar sind auch andere Ausfüh rungen des Planetengetriebes, wie etwa ein zweistufiges Differenzplanetengetriebe oder ein Getriebe, dessen Planetenräder mit ihrer ersten Stufe mit einem Sonnen rad und mit ihrer zweiten Stufe unter Zwischenschaltung je eines Stirnrades mit einem Hohlrad im Eingriff ste hen. Denkbar sind selbstverständlich auch Getriebe, die mittels eines verformbaren, gezahnten Ringes und einer Exzentrizität große Untersetzungen erzielen.

Bezugszeichenliste

1

Antriebseinheit

2

Untersetzungsgetriebe

3

Untersetzungsgetriebe

4

Reibbelag

5

Reibbelag

6

Bremsscheibe

7

Betätigungselement

8

9

Stator

10

Rotor

11

Elektromotor

12

Motorgehäuse

13

Träger

14

Permanentmagnetsegment

15

16

Gewindemutter

17

Gewindespindel

18

Kugel

19

Getriebegehäuse

20

Spindelteil

21

Spindelteil

22

Spindelteil

23

Spindelteil

24

Gewinderille

25

Rücklaufbereich

26

Bereich

27

Dichtung

28

Deckel

29

Führungsteil

30

Sonnenrad

31

Planetenrad

31

a Planetenrad

31

b Planetenrad

32

Planetenrad

32

a Planetenrad

32

b Planetenrad

33

Hohlrad

34

Planetenkäfig

35

36

37

Zahnkranz

38

Sperrklinke

39

Permanentmagnet

40

Spule

41

Rastmittel

42

Vorsprung

43

Anschlag

44

Radiallager

45

46

Lageerkennungssystem

47

Gleitring

48

Gleitring

49

Axiallager

50

Radiallager

51

Außenring

Claims

1. Betätigungseinheit für eine elektromechanisch betä tigbare Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, die an einem Bremssattel angeordnet ist, in dem zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe (6) zusammenwirkende Reibbeläge (4, 5) begrenzt ver schiebbar angeordnet sind, wobei einer (4) der Reibbeläge (4, 5) mittels eines Betätigungselementes (7) durch die Betätigungseinheit direkt und der an dere Reibbelag (5) durch die Wirkung einer vom Bremssattel aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe (6) in Eingriff bringbar ist, wobei die Betätigungseinheit aus einem Elektromotor (11), einem wirkungsmäßig zwischen dem Elektromotor (11) und dem Betätigungselement (7) angeordneten ersten Untersetzungsgetriebe (2) sowie einem zwischen dem Elektromotor (11) und einem Teil des ersten Unter setzungsgetriebes (2) angeordneten zweiten Unter setzungsgetriebe (3) besteht, und wobei das erste Untersetzungsgetriebe (2) durch einen Kugelgewinde trieb gebildet wird, der als tragende Wälzkörper in Gewinderillen umlaufende Kugeln sowie einen Rück laufbereich für die Kugeln aufweist und dessen Ge windespindel (17) vom Elektromotor (11) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (11) das erste Untersetzungsgetriebe (2) radial umgreift und daß der Rücklaufbereich (25) der Kugeln (18)innerhalb der Gewindespindel (17 bzw. 21) ausgebildet ist.

2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Elektromotor (11), das er ste Untersetzungsgetriebe (2) sowie das zweite Untersetzungsgetriebe (3) als mindestens zwei unabhängig handhabbare Baugruppen ausgebildet sind.

3. Betätigungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (11), das erste Untersetzungsgetriebe (2) sowie das zweite Untersetzungsgetriebe (3) als je eine selbständig handhabbare Baugruppe ausgebildet sind.

4. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das zweite Untersetzungsgetriebe (3) auf der den Bremsbelägen (4, 5) abgewandten Seite des Elektromotors (11) angeordnet ist.

5. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, 2 oder 4, da durch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (7) durch die Gewindemutter (16) des Kugelgewinde triebs (16-18) gebildet ist.

6. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Untersetzungsgetriebe (3) als ein Planetengetriebe ausgebildet ist.

7. Betätigungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das zweite Untersetzungsgetriebe (3) als ein Planetengetriebe mit gestuften Planeten rädern (31, 32) ausgebildet ist.

8. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Gewindemutter (16) umgreifendes Führungsteil (29) vorgesehen ist, das sich an dem den Kugelgewindetrieb aufnehmenden Getriebegehäuse (19) abstützt und an dem sich die Gewindespindel (16) ihrerseits axial abstützt.

9. Betätigungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die axiale Abstützung der Gewinde spindel (16) unter Zwischenschaltung eines Axial lagers (49) mittels eines radialen Bundes (22) er folgt.

10. Betätigungseinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Führungsteil Kraftmeßelemen te vorgesehen sind.

11. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gewindemutter (16) und dem Führungsteil (29) eine elastische Dichtung (27) vorgesehen ist.

12. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (30) des Planetengetriebes am Rotor (10) ausgebildet ist, während die Planetenräder (31, 32) in einem mit der Gewindespindel (17) in kraftübertragender Ver bindung stehenden Planetenkäfig (34) gelagert sind und aus je einem mit dem Sonnenrad (30) im Eingriff stehenden ersten Planetenrad (31a, 32a) größeren Durchmessers sowie je einem mit einem Hohlrad (33) im Eingriff stehenden zweiten Planetenrad (31b, 32b) kleineren Durchmessers bestehen.

13. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (33) des Planetengetriebes durch eine Innenverzahnung gebildet ist, die in einem Deckel (28) ausgebildet ist, der ein Gehäuse des Planetengetriebes bildet und am Motorgehäuse (12) des Elektromotors (11) an geordnet ist.

14. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertra gung zwischen dem Planetenkäfig (34) und der Ge windespindel (17) mittels einer formschlüssigen Steckverbindung erfolgt.

15. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenkäfig (34) im Deckel (28) mittels eines Radiallagers (50) gelagert ist.

16. Betätigungseinheit nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Steckverbin dung torsionssteif, radial nachgiebig und biege weich an den Planetenkäfig (34) angekoppelt ist.

17. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (17) mehrteilig ausgeführt ist.

18. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde mutter (16) an ihrem dem ersten Reibbelag (4) ab gewandten Ende mit einem Vorsprung (42) versehen ist, der an einem an der Gewindespindel (17) ausge bildeten, in Umfangsrichtung wirkenden Anschlag (43) zur Anlage bringbar ist.

19. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß elektromecha nische Mittel (37-41) vorgesehen sind, die ein Ver riegeln des Rotors (10) des Elektromotors (11) er möglichen.

20. Betätigungseinheit nach Anspruch 19, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel durch einen mit dem Rotor (10) verbundenen Zahnkranz (37) sowie eine elektro magnetisch betätigbare Sperrklinke (38) gebildet sind.

21. Betätigungseinheit nach Anspruch 20, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sperrklinke (38) mit Rastmitteln (41) versehen ist, die deren Verrasten sowohl in der betätigten als auch in der unbetätigten Stel lung ermöglichen.

22. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektro motor (11) als ein permanentmagneterregter, elek tronisch kommutierter Elektromotor ausgeführt ist.

23. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor als ein geschalteter Reluktanzmotor ausgeführt ist.

24. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lageer kennungssystem (46) vorgesehen ist, das eine Erken nung der Position des Rotors (10) ermöglicht.

25. Betätigungseinheit nach Anspruch 24, dadurch gekenn zeichnet, daß das Lageerkennungssystem (46) einen Hallsensor aufweist.

26. Betätigungseinheit Anspruch 24, dadurch gekennzeich net, daß das Lageerkennungssystem (46) ein magneto resistives Element aufweist.