DE69201150T2

DE69201150T2 - Elektrisch betätigte Bremse.

Info

Publication number: DE69201150T2
Application number: DE69201150T
Authority: DE
Inventors: Norbert John Green; Gregory Michael Hickey; Michael John Kozak
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1991-03-21
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2012-03-04
Also published as: US5150773A; EP0504965B1; DE69201150D1; EP0504965A1

Description

Das Gebiet der vorliegenden Erfindung ist jenes von elektrisch betätigten Bremsen für Automobilanwendungen. Insbesondere ist das Gebiet der vorliegenden Erfindung jenes einer elektrisch betätigten Bremse, welche ein Mittel zum Einstellen der Position der Bremsschuhe aufweist, wenn die Schuhauskleidung abnützt.
Es ist im Streben nach einer verbesserten Fahrzeugbremse geschehen, daß verschiedene elektrisch betätigte Bremsen hervorgebracht wurden. Ein Beispiel einer derartigen elektrisch betätigten Bremse wird in der EP-A-0 398 546 gezeigt und beschrieben, welche den Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart und deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingegliedert ist.
Um jedwedes Schleifen zu verhindern, das in der Bremse während der normalen Bewegung des Fahrzeugs auftritt, ist es wunschenswert, daß die Reibungselemente von der Bremstrommel oder dem Rotor zwecks Verhinderung des Schleifens so weit weg wie möglich gehalten werden. Mit Reibungselementen sind Schuhe in Bremsen des Trommelbremsentypus oder Kissen in Bremsen des Satteltypus gemeint - die vorliegende Erfindung kann in jeder Art von Bremse verwendet werden. Jedoch wird die vorliegende Offenbarung der Erfindung hauptsächlich in dem Ausführungsbeispiel einer Bremse des Trommeltypus beschrieben werden. Eine gleich starke Entwurfsbeschränkung ist, daß das Reibungselement so nahe bei der Trommel oder der Bremsscheibe gehalten werden sollte, daß die Betätigungszeit der Bremse minimiert wird. Die Minimierung der Betätigungszeit ist noch kritischer, wenn die elektrisch betätigte Bremse in einer Antiblockierbremse (ABS) oder einer Traktionsregelung (TC) oder irgendeinem anderen bremsenden System verwendet wird, welches Rückkopplungsinformation von dem Fahrzeugrad, das gebremst wird, verwendet, um die Anlegekraft automatisch zu modifizieren.
Ein Ansatz, um die Position der Bremsauskleidungen (Schuhe oder Kissen) einzustellen, ist, elektronische Sensoren zu verwenden, um die Winkelrotation des Motorrotors zu bestimmen, welcher die Bremse betätigt. Die Winkelrotation wird in einem Speicher abgelegt. Auf die Abnutzung der Bremsauskleidungen hin wird erhöhte Rotation des Motorrotors auftreten. Eine Steuerung wird den neuen Wert für die Winkelrotation vergleichen und danach dem Motor signalisieren, die Rotation in der lösenden Richtung zu begrenzen, so daß sich auf den nächsten Bremszyklus hin die Bremsauskleidungen in einer eingestellten Position befinden werden.
Nachdem die Einstellung aufgetreten ist, muß die Steuerung in ihrem Speicher die neue Position des Motorrotors wieder zurücksetzen und nach weiterer Abnutzung der Bremsauskleidung wird ein anderer Zyklus der Einstellung auftreten. Der obige Ansatz ist technisch oft schwierig zu erreichen und verläßt sich auf eine Vielzahl von Sensoren und auf die Programmierung für eine Steuerung, was in den meisten Fällen nicht bevorzugt ist. Zusätzlich erfordert der oben erwähnte Einstellansatz von dem Motor des Betätigers, eine gesteuerte Rotation auf den Lösezyklus hin zu haben. Ein anderer Faktor, welcher von einem derartigen System abhält, ist das hinzugefügte Gewicht, welches die Gerätschaft zu dem Bremssystem beiträgt, ein Merkmal, welches mit dem aus Umweltgründen gebotenen Wunsch der Reduzierung des Fahrzeuggewichts in Konflikt steht.
Es ist bevorzugt, dem Rotor des Motors zu erlauben, zu der Löseposition im Freilauf zu gelangen und jedwede Einstellung automatisch in einem mechanisch betätigten Mittel zu erreichen, welches von jedweder Anforderung des Einbeziehens eines elektronischen Sensors oder einer elektronischen Steuerung frei ist.
Um die oben beschriebenen Ziele zu erreichen, wird die vorliegende Erfindung vorgebracht. Eine elektrisch betätigte Bremse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist durch die Merkmale gekennzeichnet, die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 spezifiziert sind.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Abnutzereinsteller für eine elektrisch betätigte Bremse, welche die Einstellung automatisch durchführt und jede Anforderung nach dem Miteinbeziehen eines elektronischen Sensors oder einer elektronischen Steuerung beseitigt.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielsweise mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
Fig. 1 eine Frontdraufsicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer elektrisch betätigten Bremse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, und zwar mit Teilen davon im Schnitt;
Fig. 2 und 3 Schnittansichten sind, die von Figur 1 längs der Linien 2-2 bzw. 3-3 genommen sind;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht ist, die längs der Linie 4-4 von Figur 3 genommen ist;
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich zu jener von Figur 4 ist, wobei sich die veranschaulichten Komponenten bewegt haben und
Figur 6 ein alternatives bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, das in einer Ansicht ähnlich zu jener von Figur 4 veranschaulicht ist.
Bezugnehmend auf die Figuren 1 bis 4 weist die Trommelbremsanordnung 7 der vorliegenden Erfindung eine herkömmliche Bremstrommel 10 auf (wovon ein Umriß gezeigt ist), welche für die Verbindung mit einem Fahrzeugrad vorgesehen ist. An dem Fahrzeug angebracht ist die Stützplatte 12, die traditionellerweise an dem axialen Gehäuse befestigt wird. Reibungsmittel in der Form von sekundären 22 und primären 21 Bremsschuhen sind durch federgespannte Streben 91 angebracht, um sie in Richtung auf die Stützplatte vorzuspannen. Eine Feder 28 hält ein Ende der primären und sekundären Bremsschuhe 21, 22 gegen einen Anschlag 70. An ihren anderen Enden berühren die primären und sekundären Bremsschuhe 21, 22 einen Anker 30 mit Streben 31 und 32, welche mit Bezug auf die Stützplatte 12 befestigt ist. Während der Bremsbetätigung bewegen sich die primären und sekundären Bremsschuhe 21, 22 auseinander weg von dem Anker 30.
Eine Leistungsschraube 40 ist auf der Stützplatte 12 drehbar befestigt und wird durch ein Lager 96 in der Position gehalten. Die Leistungsschraube 40 wird durch eine Manschette 42 bedeckt und steht mit einer nicht drehbaren Mutter 44 gewindemäßig in Eingriff. Die Mutter 44 ist bei 46 in ein Rahmenglied 48 verkeilt, um ihre Rotation zu verhindern. Das Rahmenglied 48 weist eine Verlängerung 50 (Figur 1) auf, welche schwenkbar mit einem Anlegehebel 52 verbunden ist. Der Anlegehebel 52 hat die Gestalt eines gebogenen Arms und weist eine schwenkbare Verbindung mit verlorener Bewegung mit der Stützplatte 12 zwischen den zwei Ankerstreben 32 und 31 für die primären und sekundären Bremsschuhe 21, 22 mittels eines Dorns 54 auf.
Jeder Bremsschuh 21, 22 weist eine Rückstellfeder 60 zum Drängen seines zugehörigen Bremsschuhs in Richtung auf den Anker 30 auf. Der Anlegehebel 52 weist eine schwenkende Bewegung mit Bezug auf die Bremsschuhe 21, 22 durch Schuhbetätiger 62, 64 auf, welche Teile der Bremsschuhe berühren. Die lineare Bewegung der nicht drehbaren Mutter 44 nach rechts, wie in Figur 1 gezeigt, auf die Betätigung der Bremse hin, wird den Hebel 52 dazu veranlassen, sich im Uhrzeigersinn auf dem Dorn 54 zu drehen, was die Bremsschuhe 21, 22 dazu veranlaßt, berührt und in eine Richtung nach außen bewegt zu werden. Die Rückstellfedern 60 werden die Bremsschuhe 21, 22 dazu veranlassen, zu der nicht betätigten Position zurückzukehren.
Ein Gehäuse oder Rahmen 63 ist vorgesehen, welches/ welcher einen Betätigungsmotor 74 an der Stützplatte 12 befestigt. Eine Verlängerung 76 des Rahmens 63 befestigt einen mechanischen, elektrischen, hydraulischen oder thermischen Betätiger 78 für die Parkbremsbetätigung. Ein Ritzel 24 eines Zahnradzugs ist mit dem Rotor 82 des Motors 74 verbunden.
Der Motor 74 treibt die Leistungsschraube 40 über Betätigerzahnräder 24 und 25. Mit dem Rotor 82 ist eine Parkbremstrommel 84 verbunden. Eine Schraubenfeder 86, deren eines Ende 57 im allgemeinen relativ zu dem Rahmen 63 befestigt ist, umgibt die Parkbremstrommel 84. Die Schraubenfeder 86 ist in einer derartigen Weise konfiguriert, daß auf die Parkbremsbetätigung die Rotation des Rotors 82 des Motors 74 in einer Richtung, um die Bremse zu einer nicht aktivierten Position zu lösen, die Parkbremstrommel 84 dazu veranlassen wird, von der Schraubenfeder 86 ergriffen und von der Rotation zurückgehalten zu werden. Daher bleiben, wenn sie einmal aktiviert sind, die Bremsschuhe 21, 22 aktiviert. Um das Lösen der Bremsschuhe 21, 22 von der aktivierten Position zu gewährleisten, gibt es einen linearen Betätigerstab 89 mit einer Hand 90, die operativ mit dem freien Ende 92 der Schraubenfeder 86 verbunden ist. Die Ausdehnung des Stabes 89 bringt die Hand 90 dazu, das freie Ende 92 der Schraubenfeder 86 zu berühren, was die Schraubenfeder ausdehnt, um ihren Griff auf die Parkbremstrommel 84 zu lösen, wodurch die freie Bewegung des Motors 74 erlaubt wird. Weitere Details der obigen Anordnung können in der EP-A-0 398 546, die oben erwähnt wurde, gefunden werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann der Parkbremsverschluß in dem Motor 74 eingegliedert sein.
Das Betätigermittel der Bremsanordnung 7 umfaßt den Anlegehebel 52, die nicht drehbare Mutter 44, die Leistungsschraube 40 und die kämmenden Betätigerzahnräder 25, 24. Der Rotor 82 ist winklig an dem Betätigerzahnrad 24 befestigt. Torsionsmäßig gehört zu dem Rotor 82 des Motors 74 ein erstes drehbares Glied 27, welches mit einer Ausdehnung der Leistungsschraube 40 verbunden ist.
Nächst dem ersten drehbaren Glied 27 gibt es ein zweites drehbares Glied 29. Das zweite drehbare Glied 29 wird typischerweise aus einem Polymermaterial hergestellt. Das zweite drehbare Glied 29 weist eine erste Oberfläche 41 mit einer Reihe von Zahnradzähnen 43 zum Herstellen eines torsionsübertragenden Eingriffes mit dem ersten drehbaren Glied 27 auf, wenn die Bremse angelegt wird. In der Anlegebetätigung drehen die ersten und zweiten drehbaren Glieder 27, 29 in einer Richtung, die durch Pfeile 87, 88 respektive in Figur 4 gezeigt sind. Wenn die Bremse gelöst wird, drehen die ersten und zweiten drehbaren Glieder 27, 29 in einer Richtung, die durch Pfeile 77, 79 respektive angedeutet ist.
Das zweite drehbare Glied 29 weist eine zweite Oberfläche 45 für den nicht torsionsübertragenden Eingriff mit dem ersten drehbaren Glied 27 auf. Das zweite drehbare Glied 29 weist auch eine allgemein radiale Verlängerung 47 zum Begrenzen der winkelmäßigen Rotation des zweiten Drehgliedes mit Bezug auf das erste Drehglied 27 auf.
Die ersten und zweiten drehbaren glieder 27, 29 wirken zusammen, um den Abnutzungseinsteller der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Auf die Bremsanlegung wird sich, vermöge seiner torsionsmäßigen Verbindung mit dem Rotor 82, das erste Drehglied 27 in der Richtung des Pfeils 87 drehen, was das zweite Drehglied 29 dazu veranlaßt, sich in der Richtung des Pfeils 88 zu drehen. Auf das Lösen der Bremse hin wird der Motor 74 deaktiviert und ihm wird ermöglicht, einen Freilaufzustand einzunehmen. Die Rückholfedern 60 werden die Bremsschuhe 21, 22 dazu veranlassen, zu ihrer vorherigen Position zurückzukehren und vermittels der Wechselwirkung mit dem Anlegehebel 52 wird die nicht drehbare Mutter 44 die Leistungsschraube 40 dazu veranlassen, in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, was das erste drehbare Glied 27 dazu veranlaßt, sich in der Richtung des Pfeils 77 zu drehen und das zweite Drehglied 29, sich in der Richtung des Pfeils 79 zu drehen.
Wenn genügend Abnützung der Bremsauskleidung auf jedem Bremsschuh 21, 22 aufgetreten ist, wird auf die Betätigung des Motors 74 das erste Drehglied 27 das zweite Drehglied 29 zu einem derartigen Ausmaß drehen, daß die erste Oberfläche 41 nicht länger in Berührung mit dem ersten Drehglied sein wird und stattdessen die zweite Oberfläche 45 des zweiten Drehgliedes nun dem ersten Drehglied 27 benachbart sein wird (wie in Figur 5 gezeigt). Da die zweite Oberfläche 45 einen nicht torsionsübertragenden Eingriff mit dem ersten Drehglied 27 aufweist, wird dem Motor 74 erlaubt werden, die Bremsschuhe 21, 22 vollständig auswärts zu betätigen, um den Eingriff mit der Bremstrommel 10 sicherzustellen und als eine Folge dessen wird das erste Drehglied 27 fortfahren, sich in der Richtung des Pfeils 87 zu drehen. Die radiale Verlängerung 47 wird an diesem Punkt mit einem Anstoßglied 53 Berührung herstellen, um weitere Rotation des zweiten Drehgliedes 29 in der Richtung des Pfeils 88 zu verhindern. Das Anstoßglied 53 ist mit einem Gehäuse 39 der Bremse 7 verbunden. Die Kombination der Nachgiebigkeit des allgemein radialen Ausmaßes 47 mit dem Anstoßglied 53 spannt das zweite Drehglied 29 in einer Richtung vor, um die erste Oberfläche 41 des zweiten Drehgliedes 29 mit dem ersten Drehglied 27 wieder in Eingriff zu bringen, wenn die Bremse gelöst wird.
Wenn die Bremsen wieder gelöst werden, wird sich das erste drehbare Glied 27 wieder in einer Richtung, die durch Pfeil 77 gezeigt ist, drehen. Die Vorspannung, die durch die Kombination des allgemein radialen Gliedes 47 in Berührung mit dem Anstoßglied 53 geschaffen wird, wird das zweite Drehglied 29 so drängen, daß es wieder mit der ersten Oberfläche 41 des ersten drehbaren Gliedes 27 in Eingriff tritt und das zweite Drehglied in die Richtung des Pfeils 79 dreht. Jedoch wird sich die Winkelausrichtung zwischen den ersten und zweiten Drehgliedern 27, 29 um einen Winkelbetrag geändert haben, der der Größe der Abnutzungseinstellung der Bremsschuhe 21, 22 entspricht, die sich nach außen hin auf das Inkrement der Einstellung des Abnutzungseinstellers bezieht. Daher wird sich auf das Wieder-in-Eingriff-Kommen mit dem ersten Drehglied 27 das zweite Drehglied 29 mit Bezug auf das erste Drehglied 27 geringfügig winkelmäßig bewegt haben.
Die Bewegung des zweiten Drehgliedes 29 zurück in die Löseposition 79 wird die allgemein radiale Ausdehnung 47 dazu veranlassen, als ein Hemmnis-Mittel zu wirken, das die relative Winkelbewegung mit dem ersten Drehglied 27 begrenzt. Dieser begrenzende Effekt wird nun die neu eingestellte Position der Bremsschuhe 21, 22 an einem derartigen Punkt fixieren, zu welchem die Bremsschuhe 21, 22 nun der Bremstrommel 10 in Kompensation auf die Abnutzung der Bremsschuhe benachbarter sind.
Das zweite Drehglied 29 dreht sich auf einer Welle 94, die mit dem Rückhalteteil 95 verbunden ist, welches hinter dem Anstoßglied 53 vermittels eines Befestigers 97 gewindemäßig verbunden ist. Die obige Anordnung schafft das Mittel, um den Austausch der Bremsschuhe 21, 22 zu erlauben. Wenn die Bremsschuhe 21, 22 ausgetauscht werden, wird die Befestigung 97 entfernt und durch den Rückhalteteil 95 wird die Welle 94 in einen Spalt 98 in dem Gehäuse 39 gezogen, was dem zweiten Drehglied 29 erlaubt, linear in Richtung auf das Anstoßglied 53 verschoben zu werden, was die Zahnradzähne 43 oder die radiale Verlängerung 47 dazu veranlaßt, aus dem Eingriff mit dem ersten Drehglied 27 herauszukommen. Nach dem Einbau der neuen Bremsschuhe wird das zweite Drehglied 29 zurück in die Position bewegt, um mit dem Zahnradzahn 43 oder der radialen Verlängerung 47 mit dem ersten Drehglied 27 in Eingriff zutreten. Der Halter 95 wird repositioniert und die Befestigung 97 wird eingeschoben. Der Abnutzungseinstellmechanismus ist wiederum bereit.
Figur 6 bezieht sich auf ein alternative Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, worin das zweite Drehglied 129 keinen Zahn des Zahnradtypus aufweist und der Zahn des Zahnradtypus des ersten Drehgliedes 27 den Torsionsübertragekontakt einfach durch Eingriff mit und Deformation der ersten Oberfläche 141 des zweiten Drehgliedes herstellt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann die Funktion des Vorspannens des zweiten Drehglieds in einer Weise derart, daß die erste Oberfläche mit dem ersten Drehglied in Eingriff tritt, durch eine Torsionsfeder erreicht werden.

Claims

1. Eine elektrisch betätigte Bremse mit einem Betätigermittel (52, 40, 44, 24, 25) zum Bewegen eines Reibungsmittels (21, 22) in Kontakt mit einem Mittel (10), das an einem Fahrzeugrad angebracht ist; einem elektrischen Motor (74) mit einem Rotor (82), der mit dem Betätigermittel torsionsmäßig verbunden ist, um denselben zum Betätigen des Reibungsmittels anzutreiben; einem Mittel (60) zum Zurückführen des Reibungsmittels aus einer betätigten Position zu einer Löseposition; gekennzeichnet durch ein Abnutzungseinstellmittel mit einem ersten Drehglied (27), das mit dem Rotor (82) zur Rotation in einer ersten Richtung (87) auf die Betätigung des Reibungsmittels (21, 22) hin und die Rotation in einer zweiten entgegengesetzten Richtung (77) auf das Lösen des Reibungsmittels hin torsionsmäßig verbunden ist; einem zweiten Drehglied (29) mit einer ersten Oberfläche (41), die mit dem ersten Drehglied in Eingriff treten kann, um torsionsübertragenden Eingriff mit dem ersten Drehglied herzustellen, wenn sich das erste Drehglied in der ersten oder der zweiten Richtung dreht, wobei das zweite Drehglied eine zweite Oberfläche (45) aufweist, welche von dem ersten Drehglied außer Eingriff getreten ist, wenn sich das erste Drehglied in der ersten Richtung über einen vorbestimmten Grenzwert aufgrund der Abnutzung des Reibungsmittels gedreht hat; ein Hemmnismittel (47) zum Begrenzen der Winkelrotation der ersten und zweiten Drehglieder, wenn die erste Oberfläche (41) des zweiten Drehgliedes sich in torsionsübertragendem Eingriff mit dem ersten Drehglied befindet; und ein Vorspannmittel (47, 53) zum Vorspannen des zweiten Drehgliedes, um die erste Oberfläche des zweiten Drehgliedes mit dem ersten Drehglied in Eingriff zu bringen, wenn die zweite Oberfläche des zweiten Drehgliedes von dem ersten Drehglied außer Eingriff getreten ist.

2. Eine elektrisch betätigte Bremse nach Anspruch 1, worin zumindest eines der ersten und zweiten Drehglieder (27, 29) Zähne (43) des Zahnradtypus aufweist.

3. Eine elektrisch betätigte Bremse nach Anspruch 2, worin beide, die ersten und zweiten Drehglieder (27, 29), Zähne des Zahnradtypus aufweisen.

4. Eine elektrisch betätigte Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Hemmnismittel einen radialen Vorsprung (47) auf dem zweiten Drehglied (29) umfaßt, welcher Kontakt mit dem ersten Drehglied (27) herstellen kann

5. Eine elektrisch betätigte Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Vorspannmittel ein allgemein vorstehendes radiales Glied (47) umfaßt, welches nachgiebige Berührung mit einem physikalischen Anschlag (53) herstellen kann.

6. Eine elektrisch betätigte Bremse nach Anspruch 4, worin das vorstehende Radialglied (47) auch die Funktion des Hemmnismittels vorsieht.

7. Eine elektrisch betätigte Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ein Mittel (94, 95, 97) umfaßt, das den Austausch des Reibungsmittels (21, 22) erlaubt, nachdem Abnutzungseinstellung aufgetreten ist.