WO2012104395A2 - Elektromotorisch betreibbares trommelbremsmodul - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an electric motor operable drum brake module for motor vehicles having the features of the preamble of the independent claims.
  • a drum brake can be designed differently according to different design principles (simplex, duplex, duo-duplex, servo, duo-servo).
  • a unitary, constructive advantage of the drum brakes is their self- boosting effect in at least one direction of rotation, so that in principle a brake booster could be dispensed with.
  • a central electromechanical actuator is usually provided in addition to conventional hydraulic wheel brake actuators of a service brake, which has an electric motor and a reduction gear and a threaded nut spindle arrangement which has a comparatively long control cable at least one Bremsba ⁇ a drum brake applied.
  • EPB electromechanical parking brake
  • the expanding lock has two translationally displaceable actuating elements, which act on the brake shoes in opposite directions.
  • a gear transmission with reduction function is in each case - - Provided integrated, so that the expanding lock acts directly on the brake shoes.
  • the known electromechanically actuated drum brake locking systems are in terms of their design ⁇ effort and space needed improvement.
  • the Parkbrems- cable systems with a central actuator are disadvantageous because in a vehicle manufacturer a separate Installa ⁇ tion and articulation of the cable to the wheel brake is required so that the final assembly of actuator, Actu ⁇ supply train and wheel only on the assembly line in the vehicle ⁇ manufacturer, which increases the vertical range of manufacture in this area.
  • Vehicle manufacturers always wish for mass production a particularly cost-effective, modular, vehicle production with a low level of vertical integration.
  • the functionality of a parking brake is to be extended to a po ⁇ tentielle service brake function.
  • an electromechanically operable drum brake module with a particularly small overall size is known.
  • an outer circumference of a zy ⁇ -cylindrical actuating unit is inserted through an opening in a tie plate.
  • a rotatable drive nut is supported by the motor housing on a carrier plate.
  • To Ver ⁇ shortening of the length of the actuator is hen vorgese ⁇ hen that a rotor of a specially designed electric motor surrounds a spindle assembly radially outward and leads against rotation.
  • This design requires a ver ⁇ same manner powerful sized electric motor with a special housing and a specially adapted carrier ⁇ plate.
  • An electromechanically actuated duo-servo drum brake, without Seilzuganlenkung is known from EP 594 233 Bl.
  • an electric motor is arranged on a rear side of an anchor plate.
  • the motor shaft is arranged at right angles to a rotational axis of a brake drum and drives a rotatably and axially non-displaceably placed threaded spindle.
  • the threaded spindle is provided parallel to the motor axis in the brake drum, and stored in a housing.
  • the threaded spindle is engaged with an axially displaceable and non-rotatably mounted in the housing element in engagement, which acts on a lever mechanism.
  • This design requires in addition to a comparatively powerful dimensioned electric motor even more, very specially trained, components and therefore does not allow easy variation in mass production. Hot off is not without problems.
  • claim 1 relates to an integrated solution with built-in Ak- tuator red-trans-converter, which is placed outside, behind the anchor plate.
  • a drum brake module according to claim 10 relates to a principle in dissolved structural - - in which the red-trans-converter, separate from the actuator, is placed in the area of the brake shoes.
  • the power flow of the application forces is directly directly by a drive nut is axially fixed and rotatably supported on the armature plate, and that the drive nut drives a rotationally secured and axially ver ⁇ slidably mounted spindle assembly that with an actuating cable on at least one brake shoe attacks.
  • control cable is preferably designed as a short flexible cable, which is hinged ready for easy installation at the vehicle manufacturer to a lever gear of a brake shoe, so that a Seilein Weggang deleted from the vehicle manufacturer.
  • a particular advantage of the present invention is that a special production with special components deleted by the drum brakes can be used with lever gearbox on. This allows a simple large ⁇ series variation by motor vehicles with conventional manual brake actuators without great effort in addition to motor vehicles with electromechanical actuation systems (cable systems with actuating lever) are made possible. The shortened control cable increases efficiency because unnecessary friction is avoided.
  • At least one roller bearing is placed in a power flow between the armature plate and the drive nut, which can be formed as a deep groove ball bearing or Axialla ⁇ ger.
  • a gear housing is provided in several parts with Gepatiuse whatsoeversebene parallel and centrally to an axis of a spindle assembly.
  • the axis of the spindle arrangement is antiparallel, oblique, to the armature plate ar ⁇ rangiert .
  • housing dividing planes or covers extend parallel to the anchor plate.
  • a nozzle for receiving a displaceable spindle arrangement is provided, which, in relation to a passage opening of the anchor plate, is arranged centered, and passes through the passage opening at least partially.
  • the spindle assembly may be equipped with particular advantage for a particularly effective, friction-free design with rolling elements (WälzEffndelrete, Ku ⁇ gelgewindetrieb (KGT)).
  • the actuator in particular its one-piece or multi-piece gear housing, in particular ⁇ special in the region of its dividing planes, is sealed.
  • no foreign media liquid, abrasion, dirt
  • at least one seal in the range of the control cable is provided and acted upon this.
  • the seal may be provided substantially stationary to the anchor plate with a sealing lip, under which the control cable relatively moves in the exercise of an actuating movement.
  • a sealing lip is seated on the Actuate the ⁇ gungszug on, moves together with it, and the seal has at least one elastic portion (bellows, bellows), which compensates for the Betreliistsbewe ⁇ supply.
  • the sealing blocks ei ⁇ NEN gap between the gearbox housing and actuating pull.
  • the red-trans-converter in separate construction so separately to the actuator, as a lever in the brake shoes, within the brake drum, hinged to the armature plate, and connected to the control cable.
  • the pivotable lever comprises at least one Verzah ⁇ tion, which meshes with the spindle assembly of the actuator. Defined elasticity and / or elasticity change in loading sesungsvon facilitates electrical adjustment and Re ⁇ gelvor réelle.
  • the elasticity of the lever can be modified for this purpose by one or more stops.
  • a stop may be formed as a separate leg of the lever ⁇ .
  • the lever a separate Elas ⁇ ticity (elastomeric member, spring) may be associated.
  • a further simple, large-scale technical adaptation for different applications while maintaining a common part strategy regarding anchor plate and actuator is made possible by an adapter between the actuator and anchor plate is provided.
  • the adapter may be provided as an integral part of the transmission housing or as a separate component.
  • control cable between actuator and lever mechanism of a brake shoe is provided so pre-assembled that the operation of coupling between control cable and wheel brake is rationalized, and wei ⁇ terhin no cable tension central actuator needs to be mounted in the vehicle.
  • control cable between actuator and lever mechanism of a brake shoe is provided so pre-assembled that the operation of coupling between control cable and wheel brake is rationalized, and wei ⁇ terhin no cable tension central actuator needs to be mounted in the vehicle.
  • purely electrical connections between the actuator and the electronic control unit suffice.
  • Fig. Lb is a detail view of the actuator according to Fig. La
  • FIG. 2a shows a section along the section line II-II in FIG. 1 with an illustrated power flow of the actuating force
  • FIG. 2b shows details of the actuator according to FIG. 2a in section
  • Fig. 5a, b a biased lever mechanism with a defined elasticity
  • Fig. 5c is a lever with integrated An ⁇ beat
  • Fig. 6 is a space-saving solution with a red-trans-converter in a dissolved design, partially within a brake ⁇ drum. - -
  • An electromotively operable drum brake module 1 for mounting on axle components of a motor vehicle comprises an anchor plate 2 with brake shoes 6a, b mounted thereon, which are provided inside a brake drum, not shown.
  • an electric motor-driven actuator 3 is attached, which engages via a gear 4 and a downstream control cable 5 on one or more of the brake shoes 6a, b, that these brake shoe (s) 6a, b is a ⁇ Actuate ⁇ tion movement B in the direction of the brake drum to perform an operating and / or parking brake function.
  • a support device 11 may be provided between the brake shoes 6a, b.
  • the transmission 4 comprises a transmission housing 8 which receives the motor 7 or at least carries the motor 7.
  • the motor 7 consumes DC voltage is commutated mechanically or electronically, and of a reasonably priced standard type.
  • Fig. La, b show that an axis AI of the motor 7 at a distance x and is arranged parallel to an axis A2 of a spindle drive ⁇ order 9.
  • an adapter 10 may be provided to allow easy adaptation and adaptation to different space and installation conditions in a motor vehicle.
  • the adapter 10 is an integral part of the transmission housing 8, or a separate component.
  • Another specifics ⁇ derheit all solutions is that the actuator 3 opposite to the forward direction of a vehicle, that in relation to the forward direction behind a wheel hub, - - Approximately in 3-o'clock position relative to the hub, and close to the anchor plate 2 is arranged.
  • the drive and gear train of the solutions according to Figs. 1-4 has in this context, a multi-level, in particular 2-stage gear and / or belt and / or Schne ⁇ ckengetriebe and / or planetary gears (mixed combinations of the aforementioned types are possible and desirable ) when
  • Torque converter of the reduction type. 1 a preferably two-stage gear train while allowing a decimation ⁇ ratio in a range between about 7: 1 to 25th If the downstream lever mechanism in the region of the brake shoes 6a, b allows a reduction of about 5: 1, a reduction ratio of about 125: 1 is achieved. In addition, there is an additional reduction effect from the red-trans converter, which allows for a total reduction effect over the entire powertrain on the order of at least about 250: 1. Through this gear train, the cost and performance requirements of the engine 7 are also significantly lowered.
  • the actuator construction is shown in detail in FIGS. 1-4.
  • the actuator 3 is vorgese ⁇ hen as a separate handhabba ⁇ re assembly on one side 12 of the anchor plate 2. It is possible to integrate the red-trans converter as a spindle assembly 9 in the transmission housing 8 and in accordance with FIG. 2-4 in the transmission housing against rotation, smoothly - - as well as free of play.
  • a modification of the design is that the red-trans-converter is provided outside the Ge ⁇ transmission housing 8 within the brake drum, and a spindle assembly 9 or a pivotable lever 5 of FIG. 6 includes, which is mounted on the anchor plate 2.
  • the attachment is preferably provided releasably flanged. Details of the fixation will follow from the description of FIGS. 4 ac.
  • the gear housing 8 is built in several pieces.
  • the gear housing 8 accommodates a multi ⁇ plurality of transmission devices on which serve primarily to torque conversion (low input torque, high output torque ⁇ ), and also an electroless parking brake function by means of self-locking ⁇ can allow.
  • Axes AI, A2 of engine and transmission shafts are parallel, offset in the distance X, provided to each other.
  • At least ⁇ be agreed transmission devices may comprise at least partially kos ⁇ -effective plastic material.
  • electroless self-locking is provided in the red-trans converter (spindle order 9), so that the remainder of the gear train is in principle largely relieved of the application forces.
  • the gear housing 8 takes at least partially ⁇ in addition to a red-trans-converter assembly with the spindle assembly 9 for converting the rotary drive rotary motion in a translational output movement. Consequently, the converter for space-saving integration into the known drum brake assemblies cost and space-saving (compressed) is inserted in an interface between the actuator 3 and anchor plate 2 and yet out in Ge ⁇ gearbox housing, so that for a conversion to the - - Electromechanical actuators any changes to the drum brake mechanism, in particular to the lever mechanism or to the anchor plate 2, are not necessary.
  • a parking brake function is in the "normally released" variants by a separate locking, locking or
  • Blocking device allows.
  • a particularly advantageous device is known for example from DE 19826785 Al, the disclosure of which is included in regard to Prinzi ⁇ pien this Festellvortechnisch in full here.
  • the power flow of the brake operating force is - as illustrated in Fig. 2b - as follows.
  • the tensile force passes through spindle ⁇ arrangement 9 in the drive nut 11.
  • the metallic spacer bushing 34 For a direct, rigid braking force on a flat support surface 16, the metallic spacer bushing 34. This supports an outer ring from the bearing 15.
  • the spacer sleeve 34 is be ⁇ vorzugt molded from plastics material as an insert part in the transmission housing.
  • the bearing 15 is advantageously designed as a low-friction rolling bearing (oblique, shoulder, axial or deep groove ball bearings).
  • the bearing 15 described enables also a radially directed bearing for the at ⁇ drive nut 14.
  • a guide 17 and deflection of the control cable 5 is formed largely frictionless by a lubricant coating and / or carefully rounded installation of the control cable 5 is provided with or without shell 18.
  • a sealing action on the concrete Kon ⁇ constructive tion of the control cable 5, to align with or without cover 18, as an example, b can be seen from Fig. 3a.
  • the spindle assembly 9 is in engagement with the drive nut 11, and is placed in the transmission housing 8 against rotation and guided axially displaceable.
  • the gear housing 8 has a prismatic or cylindri ⁇ cal guide 19 with at least one or more adapted backdrop elements, which contribute as a formschlüssig ⁇ effective means for guiding and anti-rotation function.
  • the spindle assembly 9 is provided with a stop 20, which abuts against a
  • housing-side abutment 21 is used. Furthermore, at least one elastomer element 22 is provided between abutment 21 and stop 20.
  • the Elastoelement 22 is preferably formed as Tel ⁇ lerfederanssen that allows a stiff spring characteristic with low space requirements. This allows in conjunction with measurement and observation of the power requirement of the motor 7 a cheap and early automatic electrical ⁇ cal shutdown by the control unit 63rd
  • Actuator design includes that the spindle assembly 9 to - - At least partially in a socket 23 from the transmission housing 8 slidably received added.
  • the nozzle 23 is arranged in relation to a through hole 24 of the anchor plate 2 centered.
  • the nozzle 23 passes through the passage opening 24 such that at least part of the spindle arrangement 9 can be displaced into the interior of the brake drum. This also serves for automatic centering of the control cable 5.
  • the actuator 3 is completely protected against the penetration of foreign media (dirt, abrasion, liquid) or Austre ⁇ th of filled lubricant.
  • foreign media Dirt, abrasion, liquid
  • Austre ⁇ th of filled lubricant For sealing of the gear housing 8 is in the region of a ⁇ outlet opening 25 of the control cable 5 at least one sealing element 26 ⁇ provided.
  • the sealing element 26 comprises at least one stationary base body 27 and at least one substantially fixed,
  • FIGS. 4a-4b Favorable attachment interfaces between armature plate 2 and actuator 3 are exemplified in FIGS. 4a-4b
  • FIG. 4a for adaptation to the actuator 3 in a passage opening 24 of an armature plate 2 is additionally a cylindrical flange 29 for receiving the actuator 3 at ⁇ ordered from the conventional-type hydraulically operated.
  • the nozzle 23 is provided radially on the outside with a sealing element and inserted into the flange 29 tilldich ⁇ tet.
  • For releasable attachment between the actuator 3 and flange 29 are several screw-fastening ⁇ supply means 30, which are accessible maintenance-friendly next to the actuator 3, ie outside the brake drum.
  • the variant has the advantage that the anchor plate 2 is simply adapted for receiving the actuator 3 by the additional flange 29, so the fundamentally non-cutting Her ⁇ position and shaping of the anchor plate 2 is maintained with prior art tools.
  • a positive or elastic-clamping effective fastener 31 seen before ⁇ which is preferably designed as a snap ring, wel ⁇ cher in the Interior of the brake drum on a groove, or the like, engages the nozzle 23.
  • FIG. 4 c which provides an external thread 32 on the nozzle 23, and wherein a central threaded nut 33 is screwed onto the socket 23. It is understood that a sealing measure for all Vari ⁇ distinctive makes sense.
  • the above-described drum brake module 1 with control cable 5 can be combined with a defined elastically designed lever mechanism as follows, which is provided integrated within the brake drum ⁇ .
  • the lever mechanism in this case has at least one defined elastic-resilient ⁇ formed lever arm 40 on the one hand on which the control cable 5 is hinged and on the other hand hinged to a Bremsba ⁇ bridge 6a, b, and wherein the lever arm 40 has a ⁇ given spring characteristic.
  • the defined elastic compliance of the lever characteristic of FIG. 5b avoids pinching or damaging the drum brake.
  • the elastic lever arm 40 may be provided in particular elastically biased.
  • a biasing member 41 may be provided, which is, for example, as a screw decor with dark ⁇ tet, so that the biasing action is adjustable.
  • the lever arm 40 may be associated with a stop 42, which limits the deformation of the elastic lever arm 40.
  • a lever 40 has two fork-shaped, separate legs, one leg of which has the elastic function, and the other leg can assume a stop function for the other leg. In the area of the stop 42, the two legs are arranged at a defined distance V to each other.
  • the biasing member 41 is provided biased between the two legs.
  • the lever arm 40 is made of planar flat material, in particular made of sheet steel manufactured ⁇ det and has a substantially sickle-shaped Au ⁇ °kontur, and wherein a substantially crescent-shaped recess 43 is provided to form the two legs.
  • a wear adjustment can in principle be done electronically by means of an adjustment of a reset position of the actuator 3, wherein a free travel with progressive
  • Reibbelagverschl is tracked successively so to speak.
  • drum brake module 1 together with a hydrauli ⁇ 's operation in a motor vehicle brake system provided inte ⁇ grated, wherein the electromechanical actuator is to perform exclusively an electromechanical Feststellbremsfunkti ⁇ on, and wherein a service brake function is performed in principle hydraulically, respectively zusharm ⁇ Lich at least one wheel brake cylinder 62 provided with a piston, and an automatic adjusting device, which may preferably be combined with the supporting device 11.
  • the wheel brake cylinder 62 is located in the region of the support device 11, with respect to a rotational axis D of - -
  • the electromechanical and hy ⁇ cally / mechanical actuation direction are arranged parallel to each other.
  • a red-trans-converter is provided separately from the actuator 3, which is placed with a spindle assembly 52 within the brake drum, which additionally reduces the space requirement.
  • a spindle assembly 52 within the brake drum, which additionally reduces the space requirement.
  • the red-to-trans converter of the actuator 3 is formed without a drive nut.
  • a red-trans-converter with at least one, pivotally hinged to the armature plate, lever 50 is provided which completely within the
  • Brake drum is integrated. This additionally reduces the overall length of the actuator 3, and allows a resolved design by the transmission components are separated for Wheelmomentwand ⁇ ment of those transmission components for conversion into the translational movement.
  • Output shaft 51 of the actuator 3 is provided with a threaded spindle arrangement 52 spindle.
  • Spindle assembly 52 has an end 53 which is rotatably mounted in a bearing 54 - preferably rolling bearings.
  • the bearing 54 is attached to or in the anchor plate 2 or provided inte ⁇ grated in the anchor plate 2.
  • For the formation of a pivot lever gear spindle assembly 52 is so in the brake drum - - placed that this meshes with a toothing 55 of the lever 50.
  • the pitch of the tooth 55 is advantageously designed so that an electroless self-locking for the solid ⁇ parking brake function is present.
  • a defined elastic ⁇ education of the hinged lever 40 improves electronic switching and control operations, because thereby a deformati ⁇ onstube characteristic change in a current waveform is possible.
  • the lever 40 may be assigned one or more stops 42 to change the elastic deformation behavior, which cause a change in characteristics, and thereby a simplified control and regulation - without directly measuring force sensor - allow.
  • a stop 42 may be formed as a separate leg of the lever 40.
  • the lever 40 may be associated with a separate Elastoelement. It is understood that all solutions and imple mentation forms may have a series connection of a plurality of elastomeric elements.
  • the actuator is provided with at least one electrical socket or electrical connector interface 60.
  • metallic busbars stamped grid. It is possible, the electrical interface 60 by an interchangeable pluggable adapter part that is inserted, easy to un ⁇ ferent requirements such as positions, accurate
  • the spindle assembly 9, in Fig. 1-4 - or the lever 50 of FIG. 6 - moves against the elastic biasing force of a - - or more spring elements 61 in the axial direction such that in the control cable 5, the demanded tensile force Fs is established.
  • the brake shoes 6a, 6b are applied as long as against the brake drum, and the clamping force is so lan ⁇ ge increased until an electronic control unit emits an Ab ⁇ switching signal 63, and interrupts the current supply.
  • the motor 7 can be short-circuited. If the gear is designed to be self-locking, this results in a current-free self-locking. For other applications, a separate parking brake locking device can be provided.
  • Interface 60 is made for electrical supply from the actuator 3 with a control unit 63 and / or a switch. As a result, the necessary vertical range of manufacture is significantly reduced for the vehicle manufacturer. List of reference numbers:

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul 1 für Kraftfahrzeuge, das zumindest eine Feststellbremsfunktion übernimmt, umfassend einen elektromechanischen Aktuator 3, der auf einer Seite 12 der Ankerplatte 2 befestigt ist, und umfassend einen Rot-Trans-Wandler zur Wandlung einer rotatorischen Antriebsdrehbewegung in eine translatorische Betätigungsbewegung von Bremsbacken 6a, b, die auf einer dem Aktuator 3 abgewandten Seite 13 der Ankerplatte 2 in einer Bremstrommel angeordnet sind, sowie umfassend wenigstens eine Abstützvorrichtung zwischen den Bremsbacken 6a, b, so dass diese eine Betätigungsbewegung in Richtung Bremstrommel ausführen können. Zur Darstellung eines stabilen, günstig herstellbaren, bauraumsparenden und einfach an einer Achse montierbaren Trommelbremsmoduls 1 wird vorgeschlagen, dass eine Antriebsmutter 14 von dem Rot-Trans-Wandler, zur Bremskraftabstützung, axial fest sowie drehbar an der Ankerplatte 2 abgestützt ist, und dass die Antriebsmutter 2 eine verdrehgesichert sowie axial verschiebbar gelagerte Spindelanordnung 9 antreibt, die mit einem Betätigungszug 5 an wenigstens einer Bremsbacke angreift.

Description

Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen vom Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Eine Trommelbremse kann prinzipiell unterschiedlich nach verschiedenen Konstruktionsprinzipien (Simplex, Duplex, Duo- Duplex, Servo, Duo-Servo) ausgebildet sein. Ein einheitli¬ cher, konstruktiver Vorteil der Trommelbremsen ist deren Selbstverstärkungseffekt in wenigstens eine Drehrichtung, so dass prinzipiell auf einen Bremskraftverstärker verzichtet werden könnte.
Um eine Feststellbremsfunktion elektromechanisch auszuführen, wird üblicherweise zusätzlich zu herkömmlichen, hydraulischen Radbrems-Betätigungsorganen einer Betriebsbremse ein zentraler elektromechanischer Aktuator vorgesehen, der über einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe sowie eine Gewindemutter-Spindel-Anordnung verfügt, die über einen vergleichsweise langen Betätigungszug wenigstens eine Bremsba¬ cke einer Trommelbremse beaufschlagt. Dadurch wird eine elektromechanische Feststellbremse (EPB) erhalten, die uni¬ versell für Klein- und Leichtfahrzeuge aber auch für schwere Fahrzeuge geeignet ist.
Zur Ausführung der Feststellbremsfunktion sind weiterhin elektromechanisch betätigbare Feststellbremsen mit einem axial verschiebbar (schwimmend) in einer Führung angeordne¬ ten Spreizschloss bekannt. Das Spreizschloss verfügt über zwei translatorisch verschiebbare Betätigungselemente, die die Bremsbacken gegensinnig beaufschlagen. In dem Aktuator ist jeweils ein Rädergetriebe mit Untersetzungsfunktion in- - - tegriert vorgesehen, so dass das Spreizschloss direkt auf die Bremsbacken wirkt.
Die bekannten elektromechanisch betätigbaren Trommelbrems- Feststellsysteme sind in Hinblick auf deren Konstruktions¬ aufwand und Platzbedarf verbesserungswürdig. Die Parkbrems- Seilzugsysteme mit einem zentralen Aktuator sind nachteilig, weil bei einem Fahrzeughersteller eine gesonderte Installa¬ tion und Anlenkung von dem Seilzug an der Radbremse erforderlich ist, so dass die Fertigmontage von Aktuator, Betäti¬ gungszug und Radbremse erst am Montageband bei dem Fahrzeug¬ hersteller erfolgen kann, was die Fertigungstiefe in diesem Bereich erhöht. Fahrzeughersteller wünschen für die Massenproduktion immer eine besonders kostengünstige, modulare, Fahrzeugherstellung mit geringer Fertigungstiefe. Daneben soll der Funktionsumfang einer Feststellbremse auf eine po¬ tentielle Betriebsbremsfunktion erweitert werden.
Aus der EP 0 920 390 Bl ist daher eine elektromechanisch betätigbares Trommelbremsmodul mit einer besonders geringen Gesamtbaugröße bekannt. Dabei ist ein Außenumfang einer zy¬ lindrischen Betätigungseinheit durch eine Öffnung einer Ankerplatte eingeführt. Eine drehbare Antriebsmutter ist über das Motorgehäuse auf einer Trägerplatte abgestützt. Zur Ver¬ kürzung von der Baulänge der Betätigungseinheit ist vorgese¬ hen, dass ein Rotor von einem besonders gestalteten Elektromotor eine Spindelanordnung radial außen umgreift und verdrehsicher führt. Diese Bauart erfordert einen ver¬ gleichsweise leistungsstark dimensionierten Elektromotor mit speziellem Gehäuse sowie eine speziell angepasste Träger¬ platte . - -
Eine elektromechanisch betätigbare Duo-Servo-Trommelbremse, ohne Seilzuganlenkung, ist aus der EP 594 233 Bl bekannt. Dabei ist ein Elektromotor auf einer Rückseite einer Ankerplatte angeordnet. Die Motorachse ist rechtwinklig zu einer Drehachse einer Bremstrommel arrangiert und treibt eine drehbar sowie axial unverschiebbar platzierte Gewindespindel an. Die Gewindespindel ist parallel zur Motorachse in der Bremstrommel vorgesehen, und in einem Gehäuse gelagert. Die Gewindespindel steht mit einem axial verschiebbar sowie unverdrehbar im Gehäuse gelagerten Element in Eingriff, das ein Hebelgetriebe beaufschlagt. Diese Bauart erfordert neben einem vergleichsweise leistungsstark dimensionierten Elektromotor noch weitere, sehr speziell ausgebildete, Bauteile und erlaubt daher keine einfache Variation in der Großserie. Heißabstellen ist nicht unproblematisch.
Es wird daher ein Konstruktionsprinzip für ein kostengünstig herstellbares und einfach beim Fahrzeughersteller installierbares Trommelbremsmodul nachgefragt, das die Nachteile von dem Stand der Technik vermeidet, und prinzipiell zur Ap¬ plikation als elektrische Betriebsbremse geeignet ist. Wei¬ terhin wird eine fehlerfreie und standfeste Feststellbrems¬ funktion nachgefragt, die einfach für unterschiedliche Fahr¬ zeugtypen und Fahrzeugausstattungen adaptierbar ist, und wobei der Antriebsstrang/Getriebestrang dennoch möglichst einfach gestaltet ist.
Die Aufgabe wird zusammen mit den kennzeichnenden Merkmalen von den unabhängigen Patentansprüchen 1 sowie 10 gelöst. Dabei betrifft Anspruch 1 eine integrierte Lösung mit im Ak- tuator integriertem Rot-Trans-Wandler, welcher außen, hinter der Ankerplatte, platziert ist. Ein Trommelbremsmodul nach Anspruch 10 bezieht sich auf ein Prinzip in aufgelöster Bau- - - weise, bei dem der Rot-Trans-Wandler, gesondert zu dem Ak- tuator, im Bereich der Bremsbacken platziert ist. Der Kraft- fluss der Zuspannkräfte ist unmittelbar direkt, indem eine Antriebsmutter von dem Wandler, zur Abstützung, axial fest sowie drehbar an der Ankerplatte abgestützt ist, und dass die Antriebsmutter eine verdrehgesichert sowie axial ver¬ schiebbar gelagerte Spindelanordnung antreibt, die mit einem Betätigungszug an wenigstens einer Bremsbacke angreift. Da¬ durch ist ein einfach montierbares, elektrisch antreibbares, Trommelbremsmodul ermöglicht, und wobei der Betätigungszug vorzugsweise als kurzer flexibler Seilzug ausgebildet ist, der zur einfachen Montage beim Fahrzeughersteller an einem Hebelgetriebe einer Bremsbacke fertig angelenkt ist, so dass ein Seileinhängevorgang beim Fahrzeughersteller entfällt. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Sonderfertigung mit Sonderbauteilen entfällt, indem die Trommelbremsen mit Hebelgetriebe weiter verwendet werden können. Dies ermöglicht eine einfache Gro߬ serienvariation, indem Kraftfahrzeuge mit konventionellen manuellen Bremsbetätigungsorganen ohne großen Aufwand neben Kraftfahrzeugen mit elektromechanischen Betätigungsystemen (Seilzugsysteme mit Betätigungshebel) ermöglicht werden. Der verkürzte Betätigungszug erhöht die Effizienz, weil unnötige Reibung vermieden ist.
Indem der Seilzug oder ein Getriebeelement (Hebel) oder bei¬ des in Kombination mit besonders definierter Elastizität versehen ist, werden elektrische Stell- und Regelprozesse verbessert und eine Verspannung beim Heißabstellen wird vermieden. Heißabstellen wird also ermöglicht, und nachteilige Auswirkung von Schrumpfungsprozesse einer Bremstrommel wer¬ den ohne gesonderte Federelemente vermieden. - -
Eine besonders steife und effektive Bauweise mit geringen Reibungsverlusten wird ermöglicht, indem in einem Kraftfluss zwischen Ankerplatte und Antriebsmutter wenigstens ein Wälzlager platziert ist, das als Rillenkugellager oder Axialla¬ ger ausbildbar ist.
Mit Fertigungsvorteil ist ein Getriebegehäuse mehrteilig mit Gehäuseteilungsebene parallel sowie mittig zu einer Achse einer Spindelanordnung vorgesehen. Die Achse der Spindelanordnung ist antiparallel, schiefwinklig, zur Ankerplatte ar¬ rangiert. In einer abgewandelten Ausführung erstrecken sich Gehäuseteilungsebenen oder Deckel parallel zur Ankerplatte. Weiterhin ist ein Stutzen zur Aufnahme einer verschiebbaren Spindelanordnung vorgesehen, welche, in Relation zu einer Durchgangsöffnung der Ankerplatte, zentriert angeordnet ist, und die Durchgangsöffnung zumindest teilweise durchgreift. Indem der Rot-Trans-Wandler also gewissermaßen in der Durchgangsöffnung, in einer Schnittstelle zwischen Getriebegehäuse und Ankerplatte, integriert angeordnet ist, wird ein ver¬ dichtetes Trommelbremsmodul mit geringem Platzbedarf ge¬ schaffen. Die Spindelanordnung kann mit besonderem Vorteil für eine besonders effektive, reibungsfreie Gestaltung mit Wälzkörpern ausgestattet sein (Wälzkörperspindeltrieb, Ku¬ gelgewindetrieb (KGT) ) .
Es versteht sich, dass der Aktuator, inbesondere dessen einstückig oder mehrstückig gebautes Getriebegehäuse, insbe¬ sondere im Bereich seiner Teilungsebenen, abgedichtet ist. Damit im Bereich einer Austrittsöffnung vom Betätigungszug keine Fremdmedien (Flüssigkeit, Abrieb, Schmutz) in einen Innenraum von dem Aktuator gelangen können, und diesen langfristig schädigen, ist wenigstens eine Abdichtung im Bereich von dem Betätigungszug vorgesehen und beaufschlagt diesen. - -
Die Abdichtung kann im wesentlichen ortsfest zur Ankerplatte mit einer Dichtlippe versehen sein, unter der sich der Betätigungszug in Ausübung von eine Betätigungsbewegung relativ verschiebt. Alternativ sitzt eine Dichtlippe auf dem Betäti¬ gungszug auf, verschiebt sich gemeinsam mit diesem, und die Abdichtung verfügt über wenigstens einen elastischen Abschnitt (Faltenbalg, Rollbalg), welcher die Betätigungsbewe¬ gung ausgleicht. In jedem Fall versperrt die Abdichtung ei¬ nen Spalt zwischen Getriebegehäuse und Betätigungszug.
Bei einer anderen Lösung des Problems mit geändertem Getriebestrang ist der Rot-Trans-Wandler, in aufgelöster Bauweise also gesondert zu dem Aktuator, als Hebel im Bereich der Bremsbacken, innerhalb der Bremstrommel, an der Ankerplatte schwenkbar angelenkt, und mit dem Betätigungszug verbunden. Dabei umfasst der schwenkbare Hebel wenigstens eine Verzah¬ nung, die mit der Spindelanordnung von dem Aktuator kämmt. Definierte Elastizität und/oder Elastizitätsänderung im Be- tätigungsprozess erleichtert elektrische Verstell- und Re¬ gelvorgänge. Die Elastizität vom Hebel kann zu diesem Zweck durch einen oder mehrere Anschläge abgeändert werden. Ein Anschlag kann als gesonderter Schenkel von dem Hebel ausge¬ bildet sein. Weiterhin kann dem Hebel eine gesonderte Elas¬ tizität (Elastomerelement, Feder) zugeordnet sein.
Eine weiterhin einfache, großserientechnische Adaption für unterschiedliche Applikationen unter Beibehaltung einer Gleichteilstrategie betreffend Ankerplatte und Aktuator wird ermöglicht, indem zwischen Aktuator und Ankerplatte ein Adapter vorgesehen wird. Der Adapter kann als einstückiger Bestandteil vom Getriebegehäuse oder als gesondertes Bauteil vorgesehen sein. - -
In jedem Fall ist der Betätigungszug zwischen Aktuator und Hebelgetriebe einer Bremsbacke so vormontiert vorgesehen, dass der Arbeitsschritt einer Ankupplung zwischen Betätigungszugs und Radbremse rationalisiert ist, und wobei wei¬ terhin kein Seilzug-Zentralaktuator im Kraftfahrzeug montiert zu werden braucht. Mit anderen Worten genügen prinzipiell rein elektrische Verbindungen zwischen Aktuator und elektronischer Steuereinheit.
In der Zeichnung zeigt, teilweise schematisch und teilweise in verschiedenem Maßstab, Schnitt, Ansicht oder Perspektive:
Fig. la Ankerplatte mit Aktuator in perspektivischer Rückansicht, und Fig. lb Detailansicht vom Aktuator nach Fig. la,
Fig. 2a Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 mit verdeutlichtem Kraftfluss der Betätigungskraft, und Fig. 2b Details vom Aktuator nach Fig. 2a im Schnitt,
Fig. 3a, 3b Abdichtungsmaßnahmen für den Aktuator im
Schnitt,
Fig 4a-c Einzelheiten zu Befestigungsalternativen zwischen Aktuator und Ankerplatte, jeweils im Schnitt,
Fig. 5a, b ein vorgespanntes Hebelgetriebe mit definierter Elastizität, und Fig. 5c ein Hebel mit integriertem An¬ schlag,
Fig. 6 eine raumsparende Lösung mit einem Rot-Trans-Wandler in aufgelöster Bauweise, teilweise innerhalb einer Brems¬ trommel . - -
Übereinstimmende Merkmale sind in der Zeichnung jeweils mit übereinstimmenden Bezugsziffern gekennzeichnet.
Ein elektromotorisch betätigbares Trommelbremsmodul 1 zur Anordnung an Achsbauteilen eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Ankerplatte 2 mit daran gelagerten Bremsbacken 6a, b, die innerhalb einer nicht gezeichneten Bremstrommel vorgesehen sind. Auf einer gegenüber liegenden Seite der Ankerplatte 2 ist ein elektromotorisch angetriebener Aktuator 3 befestigt, der über ein Getriebe 4 und einen nachgeschalteten Betätigungszug 5 derart an einer oder mehreren der Bremsbacken 6a, b angreift, dass diese Bremsbacke (n) 6a, b eine Betäti¬ gungsbewegung B in Richtung auf die Bremstrommel ausführen können, um eine Betriebs- und/oder Feststellbremsfunktion auszuführen. Zwischen den Bremsbacken 6a, b kann eine Ab- stützvorrichtung 11 vorgesehen sein.
Das Getriebe 4 umfasst ein Getriebegehäuse 8, das den Motor 7 aufnimmt oder den Motor 7 zumindest trägt. Der Motor 7 konsumiert Gleichspannung ist mechanisch oder elektronisch kommutiert, und von einem preiswert verfügbaren Standardtyp.
Die Fig. la,b zeigt, dass eine Achse AI von dem Motor 7 im Abstand x sowie parallel zu einer Achse A2 einer Spindelan¬ ordnung 9 arrangiert ist. Allen Aus führungs formen oder Lösungen ist gemeinsam, dass zwischen Aktuator 3 und Ankerplatte 2 ein Adapter 10 vorgesehen sein kann, um eine einfache Anpassung und Adaption an unterschiedliche Raum- und Einbauverhältnisse in einem Kraftfahrzeug zu ermöglichen. Der Adapter 10 ist einstückiger Bestandteil vom Getriebegehäuse 8, oder ein gesondertes Bauteil. Eine weitere Beson¬ derheit sämtlicher Lösungen besteht darin, dass der Aktuator 3 entgegen der Vorwärts-Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, also bezogen auf die Vorwärts-Fahrtrichtung hinter einer Radnabe, - - etwa in 3-Uhr Stellung bezogen auf die Radnabe, sowie dicht an der Ankerplatte 2 angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein besonders guter Schutz des Aktuators 3 gegen Umwelteinflüs¬ se, wie Bewitterung und Steinschlag. Die geringe Baulänge vom Aktuator mit geringem Überstand Ü (durch die Paralleli¬ tät der Achsen AI, A2 ) , und die Flexibilität vom Betäti¬ gungszug 5 ermöglichen grundsätzlich eine frei adaptierbare Platzierung an der Ankerplatte 2.
Der Antriebs- und Getriebestrang der Lösungen nach Fig. 1-4 verfügt in diesem Zusammenhang über ein mehrstufiges, insbesondere 2-stufiges Zahnrad- und/oder Riemen- und/oder Schne¬ ckengetriebe und/oder Planetengetriebe (Mischkombinationen vorgenannter Typen sind möglich und erwünscht) als
Momentenwandler vom Untersetzungstyp. Dabei ermöglicht ein vorzugsweise zweistufiges Rädergetriebe ein Untersetzungs¬ verhältnis in einem Bereich zwischen etwa 7:1 bis 25:1. Wenn das nachgeschaltete Hebelgetriebe im Bereich der Bremsbacken 6a, b eine Untersetzung von etwa 5:1 ermöglicht, wird ein Untersetzungsverhältnis von etwa 125:1 erzielt. Hinzu tritt eine zusätzliche Untersetzungswirkung von dem Rot-TransWandlers, was eine Gesamtuntersetzungswirkung über den gesamten Antriebsstrang in einer Größenordnung von mindestens etwa 250:1 ermöglicht. Durch diesen Getriebestrang sind die Kosten- und Leistungsanforderungen an den Motor 7 zusätzlich deutlich abgesenkt.
Die Aktuatorkonstruktion ist im Einzelnen aus Fig. 1-4 ersichtlich. Der Aktuator 3 ist dabei als gesondert handhabba¬ re Baueinheit auf einer Seite 12 der Ankerplatte 2 vorgese¬ hen. Es ist möglich, den Rot-Trans-Wandler als Spindelanordnung 9 in das Getriebegehäuse 8 zu integrieren und gemäß Fig. 2-4 in dem Getriebegehäuse verdrehsicher, leichtgängig - - sowie spielfrei zu führen. Eine Abwandlung der Gestaltung besteht darin, dass der Rot-Trans-Wandler außerhalb vom Ge¬ triebegehäuse 8 innerhalb der Bremstrommel vorgesehen ist, und eine Spindelanordnung 9 oder einen schwenkbaren Hebel 5 gemäß Fig. 6 beinhaltet, der an der Ankerplatte 2 gelagert ist. Die Befestigung ist vorzugsweise lösbar angeflanscht vorgesehen. Einzelheiten der Fixierung folgen anhand nachstehender Beschreibung von den Fig. 4 a-c.
Wie aus Fig. la,b hervorgeht, ist das Getriebegehäuse 8 mehrstückig gebaut. Das Getriebegehäuse 8 nimmt eine Mehr¬ zahl von Getriebebauelementen auf, die primär zur Drehmomentwandlung (geringes Eingangsdrehmoment, hohes Ausgangs¬ drehmoment) dienen, und auch eine stromlose Feststellbrems¬ funktion mittels Selbsthemmung ermöglichen können. Achsen AI, A2 von Motor- und Getriebewellen sind parallel, in dem Abstand X versetzt, zueinander vorgesehen. Zumindest be¬ stimmte Getriebebauelemente können zumindest teilweise kos¬ tengünstigen Kunststoffwerkstoff aufweisen. Bevorzugt ist stromlose Selbsthemmung in dem Rot-Trans-Wandler (Spindelan Ordnung 9) vorgesehen, so dass der Rest vom Getriebestrang prinzipiell von den Zuspannkräften weitestgehend entlastet ist .
Gemäß Fig. 1-5 nimmt das Getriebegehäuse 8 zumindest teil¬ weise zusätzlich eine Rot-Trans-Wandlerbaugruppe mit der Spindelanordnung 9 zur Wandlung der rotatorischen Antriebsdrehbewegung in eine translatorische Abtriebsbewegung auf. Folglich ist der Wandler zur raumsparenden Integration in die bekannten Trommelbremsanordnungen kostengünstig und platzsparend (verdichtet) in einer Schnittstelle zwischen Aktuator 3 und Ankerplatte 2 eingefügt und dennoch im Ge¬ triebegehäuse geführt, so dass für eine Umrüstung auf die - - elektromechanische Aktuatorik irgendwelche Änderungen an der Trommelbremsmechanik, insbesondere an dem Hebelgetriebe oder an der Ankerplatte 2, gar nicht notwendig sind.
Für diejenigen Applikationen mit einer besonders effektiven, reibungsreduzierten, elektromechanischen Bremsfunktion befinden sich zwischen einer prinzipiell metallisch ausgebildeten Antriebsmutter 14 und einer prinzipiell metallisch ausgebildeten Spindelanordnung 9 mehrere Wälzkörper. Eine Parkbremsfunktion wird bei den „stromlos gelösten" Varianten durch eine gesonderte Feststell- , Verriegelungs- oder
Blockiervorrichtung ermöglicht. Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 19826785 AI bekannt, deren Offenbarungsgehalt in Hinblick auf die Prinzi¬ pien dieser Festellvorrichtung in vollem Umfang hier mit einbezogen wird.
Der Kraftfluss der Bremsbetätigungskraft ist - wie in Fig. 2b verdeutlicht - folgendermaßen. Ausgehend von Bremsbacke 6a, b und Betätigungszug 5 gelangt die Zugkraft über Spindel¬ anordnung 9 in die Antriebsmutter 11. Für eine direkte, starre Bremskraftabstützung an einer planen Auflagefläche 16 dient die metallische Distanzbuchse 34. Diese stützt einen Außenring von dem Lager 15 ab. Die Distanzbuchse 34 ist be¬ vorzugt als Einlegeteil in das Getriebegehäuse 8 aus Kunst- stoffwerkstoff eingeformt. Das Lager 15 ist mit Vorteil als reibungsarmes Wälzlager (Schräg-, Schulter-, Axial- oder Rillenkugellager) ausgelegt. Das beschriebene Lager 15 ermöglicht auch eine radial gerichtete Lagerung für die An¬ triebsmutter 14. In Abwandlung der Gestaltung, kann für eines besonders präzise, kippresistente Abstützung der An¬ triebsmutter 14 jeweils ein antriebsseitiges und zusätzlich - - ein abtriebsseitiges Lager vorgesehen sein, ohne die Erfindung zu verlassen.
Eine Führung 17 und Umlenkung von dem Betätigungszug 5 ist weitgehend reibungsfrei ausgebildet, indem eine Schmier- stoffbeschichtung und/oder sorgfältig abgerundete Verlegung vom Betätigungszug 5 mit oder ohne Hülle 18 vorgesehen ist. Dabei ist eine Abdichtungsmaßnahme auf die konkrete Kon¬ struktion von dem Betätigungszug 5, mit oder ohne Hülle 18, abzustimmen, wie exemplarisch aus den Fig. 3a, b ersichtlich ist .
Die Spindelanordnung 9 steht mit der Antriebsmutter 11 in Eingriff, und ist in dem Getriebegehäuse 8 verdrehsicher sowie axial verschiebbar geführt platziert. Zu diesem Zweck weist das Getriebegehäuse 8 eine prismatische oder zylindri¬ sche Führung 19 mit wenigstens einem oder mehreren angepass- ten Kulissenelementen auf, welche als formschlüssig wirksa¬ mes Mittel zur Führungs- und Verdrehsicherungsfunktion beitragen. Um eine günstige elektrische Abschaltung vom Aktua- tor 3 zu ermöglichen, ist die Spindelanordnung 9 mit einem Anschlag 20 versehen, der zur Anlage an einem
gehäuseseitigen Widerlager 21 dient. Weiterhin ist zwischen Widerlager 21 und Anschlag 20 wenigstens ein Elastoelement 22 vorgesehen. Das Elastoelement 22 ist bevorzugt als Tel¬ lerfederanordnung ausgebildet, die eine steife Federkennlinie bei geringem Platzbedarf ermöglicht. Dies ermöglicht in Verbindung mit Messung und Beobachtung vom Strombedarf des Motors 7 eine günstige und frühzeitige automatische elektri¬ sche Abschaltung durch die Steuereinheit 63.
Die erfindungsgemäße, und besonders verdichtete
Aktuatorbauweise beinhaltet, dass die Spindelanordnung 9 zu- - - mindest teilweise in einem Stutzen 23 vom Getriebegehäuse 8 verschiebbar geführt aufgenommen. Der Stutzen 23 ist in Relation zu einer Durchgangsöffnung 24 der Ankerplatte 2 zentriert angeordnet. Vorzugsweise durchgreift der Stutzen 23 die Durchgangsöffnung 24 derart, dass zumindest ein Teil von der Spindelanordnung 9 in das Innere von der Bremstrommel verschoben werden kann. Dies dient auch einer automatischen Zentrierung vom Betätigungszug 5.
Der Aktuator 3 ist vollständig gegen das Eindringen von Fremdmedien (Schmutz, Abrieb, Flüssigkeit) oder das Austre¬ ten von eingefülltem Schmiermittel geschützt. Zur Abdichtung von dem Getriebegehäuse 8 ist dazu im Bereich von einer Aus¬ trittsöffnung 25 des Betätigungszugs 5 wenigstens ein Dich¬ tungselement 26 vorgesehen. Das Dichtungselement 26 umfasst wenigstens einen ortsfest vorgesehenen Grundkörper 27 und wenigstens eine, im Wesentlichen ortsfest vorgesehene,
Dichtlippe, die einen Spalt zwischen Getriebegehäuse 8 und Betätigungszug 5 versperrt. Bei statischer Anordnung vom Dichtungselement 26 bewegt sich der Betätigungszug 5 - in Ausübung des Betätigungshubs - relativ zu der Dichtlippe (vgl. Fig. 2a) . Bei einer anderen Aus führungs form einer Abdichtung nach Fig. 3a ist zur elastisch ausgleichenden Kompensation von dem Betätigungshub wenigstens ein elastischer, gemeinsam mit dem Betätigungszug 5 bewegbarer, Abschnitt, Roll- oder Faltenbalg vorgesehen. Eine andere Abwandlungen einer Abdichtung (Fig. 3b) besteht darin, dass der gesamte Betätigungszug 5 mit einer Hülle 18 versehen ist. Die Hülle 18 ist grundsätzlich hermetisch dicht an dem Stutzen 23 angeordnet, und endet mit hermetisch dichter Anordnung im Bereich von einer Endarmatur. Die Abdichtung ist genauso wie die Führung 17 von dem Betätigungszug 5 weitestgehend rei- - - bungsfrei (mit Schmier- oder Gleitmittel beschichtet) ge¬ staltet .
Günstige Befestigungsschnittstellen zwischen Ankerplatte 2 und Aktuator 3 sind den Figuren 4a-4b exemplarisch
entnehmbar. Gemäß Fig. 4a ist zur Adaption an den Aktuator 3 in eine Durchgangsöffnung 24 einer Ankerplatte 2 vom konventionell-hydraulisch betätigten Typ zusätzlich ein zylindrisches Flanschbauteil 29 zur Aufnahme von dem Aktuator 3 an¬ geordnet. Der Stutzen 23 ist radial außen mit einem Dichtungselement versehen und in das Flanschbauteil 29 abgedich¬ tet eingefügt. Zur lösbaren Befestigung zwischen Aktuator 3 und Flanschbauteil 29 dienen mehrere schraubbare Befesti¬ gungsmittel 30, die neben dem Aktuator 3, also außerhalb der Bremstrommel, wartungsfreundlich zugänglich sind. Die Variante hat den Vorteil, dass die Ankerplatte 2 zur Aufnahme von dem Aktuator 3 durch das zusätzliche Flanschbauteil 29 einfach adaptiert ist , also die grundsätzlich spanlose Her¬ stellung und Formgebung der Ankerplatte 2 mit vorbekannten Werkzeugen erhalten bleibt.
Bei der kostengünstigen, exemplarischen Variante nach Fig. 4b ist zur lösbaren Befestigung zwischen dem Stutzen 23 vom Getriebegehäuse 8 und der Ankerplatte 2 ein formschlüssig oder elastisch-klemmend wirksames Befestigungsmittel 31 vor¬ gesehen, das vorzugsweise als Sprengring ausgelegt ist, wel¬ cher in dem Innenbereich der Bremstrommel an einer Nut, oder ähnlichem, von dem Stutzen 23 angreift. Für eine Demontage von dem Aktuator 3 ist es erforderlich, zuvor die Bremstrommel von der Nabe abzunehmen. Eine elastische Vorspannung und Abdichtung ist sinnvoll. - -
Bei einer Aus führungs form nach Fig. 4 c, die ein Außengewinde 32 an dem Stutzen 23 vorgesehen, und wobei eine zentrale Gewindemutter 33 auf den Stutzen 23 aufgeschraubt ist. Es versteht sich, dass eine Abdichtungsmaßnahme für alle Vari¬ anten sinnvoll ist.
Das oben beschriebene Trommelbremsmodul 1 mit Betätigungszug 5 ist mit einem definiert elastisch ausgebildeten Hebelgetriebe wie folgt kombinierbar, welches innerhalb der Brems¬ trommel integriert vorgesehen ist. Das Hebelgetriebe verfügt dabei über wenigstens einen definiert elastisch-federnd aus¬ gebildeten Hebelarm 40 der einerseits an dem der Betätigungszug 5 angelenkt ist und andererseits an einer Bremsba¬ cke 6a, b angelenkt ist, und wobei der Hebelarm 40 eine vor¬ gegebene Federkennlinie aufweist. Wenn die Trommelbremse in heißem Zustand eine Feststellbremsfunktion ausführt, und die Bremstrommel danach abkühlt, was einen Schrumpfungsprozess der Bremstrommel auslöst, wird durch die definiert- elastische Nachgiebigkeit der Hebelkennline nach Fig. 5b ein Klemmvorgang oder eine Zerstörung der Trommelbremse vermieden. Der elastische Hebelarm 40 kann insbesondere elastischvorgespannt vorgesehen sein. Dazu kann ein Vorspannelement 41 vorgesehen sein, das beispielsweise als Schraube gestal¬ tet ist, so dass die Vorspannwirkung einstellbar ist. Dem Hebelarm 40 kann ein Anschlag 42 zugeordnet sein, der die Deformation von dem elastischen Hebelarm 40 begrenzt. In der bevorzugten Aus führungs form nach Fig. 5b weist ein Hebel 40 zwei gabelförmige, gesonderte Schenkel auf, von denen ein Schenkel die elastische Funktion aufweist, und der andere Schenkel eine Anschlagfunktion für den anderen Schenkel übernehmen kann. Im Bereich vom Anschlag 42 sind die beiden Schenkel in definiertem Abstand V zueinander angeordnet. Durch die Vorspannung und den Anschlag 42 vom Hebelarm 40 - - wird es mit einfachen konstruktiven Mitteln ermöglicht, eine verbesserte Zuspannkrafterkennung auf Grundlage einer Überwachung von dem Strombedarf des Motors 7 durchzuführen. Gesonderte Kraftsensorik kann entfallen. Denn die Vorspannung und der Anschlag 42 verursachen gemäß Fig. 5b (mittleres Schaubild) deutliche und daher vergleichsweise einfach sensierbare Veränderungen (Knicke) in einem Zuspannkraft- Betätigungsweg-Diagramm, das im Verlauf im Wesentlichen mit einem Strombedarf-Betätigungsweg-Diagramm übereinstimmt. Das Vorspannelement 41 ist zwischen den beiden Schenkeln vorgespannt vorgesehen sein. Vorzugsweise ist der Hebelarm 40 aus ebenem Flachwerkstoff, insbesondere aus Stahlblech ausgebil¬ det und verfügt über eine im Wesentlichen sichelförmige Au¬ ßenkontur, und wobei zur Ausbildung der beiden Schenkel eine im Wesentlichen sichelförmige Ausnehmung 43 vorgesehen ist.
Eine Verschleißnachstellung kann prinzipiell elektronisch anhand einer Anpassung einer Rückstellposition vom Aktuator 3 erfolgen, wobei ein Leerweg mit fortschreitendem
Reibbelagverschleiß gewissermaßen sukzessive nachgeführt wird .
Falls das Trommelbremsmodul 1 gemeinsam mit einer hydrauli¬ schen Betätigung in einer Kraftfahrzeugbremsanlage inte¬ griert vorgesehen ist, wobei der elektromechanische Aktuator ausschließlich eine elektromechanische Feststellbremsfunkti¬ on ausführen soll, und wobei eine Betriebsbremsfunktion prinzipiell hydraulisch ausgeführt wird, ist jeweils zusätz¬ lich wenigstens ein Radbremszylinder 62 mit Kolben, sowie eine automatische Nachstellvorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise mit der Abstützvorrichtung 11 kombiniert sein kann. Der Radbremszylinder 62 befindet sich dabei im Bereich der Abstützvorrichtung 11, in Bezug auf eine Drehachse D der - -
Bremstrommel gewissermaßen gegenüber dem elektromotorischen Aktuator 3. Die elektromechanische und die hydrau¬ lisch/mechanische Betätigungsrichtung sind dabei parallel zueinander gerichtet angeordnet.
Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf eine andere Lösung nach Fig. 6a-c. Dabei ist gesondert zu dem Aktuator 3 ein Rot-Trans-Wandler vorgesehen, der mit einer Spindelanordnung 52 innerhalb der Bremstrommel platziert ist, was den Bauraumbedarf zusätzlich reduziert. In diesem Zusammenhang werden ausschließlich die Unterschiede gegenüber den Figuren 1-5 beschrieben. Übereinstimmende Merkmale sind in den Fig. 6a-c mit übereinstimmenden Bezugsziffern gekennzeichnet.
Der Rot-Trans-Wandler von dem Aktuator 3 ist ohne Antriebsmutter ausgebildet. Denn in dem Betätigungszug 5 zwischen Aktuator 3 und Bremsbacken 6 ist ein Rot-Trans-Wandler mit wenigstens einem, schwenkbar an der Ankerplatte angelenkten, Hebel 50 vorgesehen, welcher vollständig innerhalb der
Bremstrommel integriert ist. Dies reduziert die Baulänge von dem Aktuator 3 zusätzlich, und ermöglicht eine aufgelöste Bauweise, indem die Getriebebauelemente zur Drehmomentwand¬ lung von denjenigen Getriebebauelementen zur Umwandlung in die Translationsbewegung abgetrennt sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Abtriebswelle 51 von dem Aktuator 3 mit einer gewindeförmi- gen Spindelanordnung 52 versehen. Spindelanordnung 52 weist ein Ende 53 auf, das in einem Lager 54 - vorzugsweise Wälzlager - drehbar angeordnet ist. Das Lager 54 ist an oder in der Ankerplatte 2 befestigt oder in der Ankerplatte 2 inte¬ griert vorgesehen. Zur Ausbildung von einem Schwenkhebelgetriebe ist die Spindelanordnung 52 so in der Bremstrommel - - platziert, dass diese mit einer Verzahnung 55 von dem Hebel 50 kämmt. Die Steigung der Verzahnung 55 ist mit Vorteil so ausgebildet, dass eine stromlose Selbsthemmung für die Fest¬ stellbremsfunktion vorliegt. Eine definiert elastische Aus¬ bildung von dem angelenkten Hebel 40 verbessert elektronische Schalt- und Regelvorgänge, weil dadurch eine deformati¬ onsabhängige Kennlinienveränderung in einem Stromverlauf ermöglicht ist. Dem Hebel 40 kann ein oder mehr Anschläge 42 zur Änderung vom elastischen Deformationsverhalten zugeordnet sein, die eine Kennlinienveränderung bewirken, und dadurch eine vereinfachte Steuerung und Regelung - ohne direkt messende Kraftsensorik - ermöglichen. Ein Anschlag 42 kann als gesonderter Schenkel von dem Hebel 40 ausgebildet sein. Zur zusätzlichen Beeinflussung kann dem Hebel 40 ein gesondertes Elastoelement zugeordnet sein. Es versteht sich, dass alle Lösungen und Aus führungs formen eine Serienschaltung von mehreren Elastoelementen aufweisen können.
Zur elektrischen Verbindung mit einer elektronischen Steuereinheit 63 und/oder elektrischem Schalter ist der Aktuator mit wenigstens einer elektrischen Buchse- oder elektrischen Stecker-Schnittstelle 60 versehen. Zur Stromführung in einem Getriebegehäuse 8 aus Kunststoffwerkstoff können metallische Stromschienen (Stanzgitter) dienen. Es ist möglich, die elektrische Schnittstelle 60 durch ein austauschbares, steckbares Adapterteil, das eingefügt wird, einfach an un¬ terschiedliche Anforderungen wie Positionen, genaue
Steckerausbildungen oder andere Kundenwünsche anzupassen.
Für eine Bremsbetätigung wird der Aktuator 3 in
Brembetätigungsrichtung angetrieben. Dadurch verschiebt sich die Spindelanordnung 9, in Fig. 1-4 - oder der Hebel 50 nach Fig. 6 - entgegen der elastischen Vorspannkraft von einem - - oder mehreren Federelementen 61 in die Axialrichtung derart, dass in dem Betätigungszug 5 die nachgefragte Zugkraft Fs aufgebaut wird. Die Bremsbacken 6a, 6b werden so lange gegen die Bremstrommel angelegt, und die Zuspannkraft wird so lan¬ ge erhöht, bis eine elektronische Steuereinheit 63 ein Ab¬ schaltsignal emittiert, und die Bestromung unterbricht.
Zwecks Absicherung einer Bremsbetätigung ( Feststellbremsvor- gang) kann der Motor 7 kurzgeschlossen werden. Wenn das Getriebe selbsthemmend ausgelegt ist, ist dadurch eine strom- lose Selbsthemmung gegeben. Für andere Anwendungsfälle kann eine gesonderte Feststellbrems-Verriegelungsvorrichtung vor- gesehen sein.
Zum Lösen einer Feststellbremsbetätigung wird der Aktuator 3 reversiert in Löserichtung angetrieben. Jeder Lösevorgang wird durch elastische Rückverformung - zumindest von dem vorgespannten Federelement 61 - unterstützt und daher besonders schnell absolviert. Eine elastische Rückverformung von dem Hebelarm 40 oder weiterer Elastoelemente unterstützt den Löseprozess grundsätzlich in gleicher Weise.
Insgesamt wird einem Fahrzeughersteller durch die Erfindung eine besonders kostengünstige, einfache Installation eines elektromechanisch betätigbaren Trommelbremsmoduls 1 nach einem sogenannten plug-and-play-Prinzip ermöglicht, indem das Trommelbremsmodul 1 einfach mechanisch an einem Achsbauteil befestigt wird, und wobei lediglich eine elektrische
Schnittstelle 60 zur elektrischen Versorgung vom Aktuator 3 mit einer Steuereinheit 63 und/oder einem Schalter hergestellt wird. Im Ergebnis ist die notwendige Fertigungstiefe bei dem Fahrzeughersteller dadurch deutlich reduziert. Bezugszeichenliste :
1 Trommelbremsmodul
2 Ankerplatte
3 Aktuator
4 Getriebe
5 Betätigungszug
6 Bremsbacken
7 Motor
8 Getriebegehäuse
9 Spindelanorndung
10 Adapter
11 Abstützvorrichtung
12 Außenseite
13 Innenseite
14 Antriebsmutter
15 Lager
16 Auflagefläche
17 Führung
18 Hülle
19 Führung
20 Anschlag
21 Widerlager
22 Elastoelement
23 Stutzen
24 Durchgangsöffnung
25 Austrittsöffnung 26 Dichtungselement
27 Grundkörper
28 Faltenbalg
29 Flanschbauteil
30 Befestigungsmittel
31 Befestigungsmittel - -
32 Außengewinde
33 Gewindemutter
34 Distanzbuchse
40 Hebelarm
41 Vorspannelement
42 Anschlag
43 Ausnehmung
50 Hebel
51 Abtriebswelle
52 Spindel
53 Ende
54 Lager
55 Verzahnung
60 Schnittstelle
61 Federelement
62 Radbremszylinder
63 Steuereinheit
A1,A2 Achse
D Drehachse
Fs Spannkraft
5 Weg
a,b Knickpunkt
ax axial
r radial
Ü Überstand
V Abstand
X Abstand

Claims

Patentansprüche :
1. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge, umfassend einen elektromechanischen Aktuator
(3), der auf einer Außenseite (12) der Ankerplatte (2) be¬ festigt ist, zum Antrieb von einem Rot-Trans-Wandler zur Wandlung einer rotatorischen Antriebsdrehbewegung in eine translatorische Betätigungsbewegung (B) von Bremsbacken
(6a, b), die auf einer dem Aktuator (3) abgewandten Innenseite (13) der Ankerplatte (2) in einer Bremstrommel angeordnet sind, so dass diese eine Betätigungsbewegung in Richtung Bremstrommel ausführen können, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsmutter (14) von dem Rot-Trans-Wandler, zur Bremskraftabstüt zung, axial fest sowie drehbar an der Anker¬ platte (2) abgestützt ist.
2. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, die Antriebsmutter (14) eine verdrehgesichert sowie axial verschiebbar im Getriebegehäuse (8) gelagerte Spindel¬ anordnung (9) antreibt, die mit einem Betätigungszug (5) an wenigstens einer Bremsbacke (6a, b) angreift.
3. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kraftfluss zwischen Ankerplatte (2) und Antriebs¬ mutter (14) wenigstens ein Lager (15) angeordnet ist.
4. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (15) als Rillenkugellager oder Axiallager ausgebildet ist.
5. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebegehäuse
(8) einen Stutzen (23) zur Aufnahme der Spindelanordnung (9) aufweist .
6. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (23), in Relation zu einer Durchgangsöffnung (24) der Ankerplatte (2), zentriert angeordnet ist, insbe¬ sondere die Durchgangsöffnung (24) zumindest teilweise durchgreift .
7. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Ab¬ dichtung im Bereich von dem Betätigungszug (5) vorgesehen ist, um Eintritt von Fremdmedien in den Aktuator (3) zu vermeiden .
8. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung wenigstens einen ortsfest angeordneten Grund¬ körper (27), mit wenigstens einer, im Wesentlichen ortsfest vorgesehen, Dichtlippe aufweist, die einen Spalt zwischen Getriebegehäuse (8) und Betätigungszug (5) verschließt.
9. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Grundkörper (27) und Dichtlippe we¬ nigstens ein elastischer Abschnitt, Roll- oder Faltenbalg (28) vorgesehen ist, welcher einen Betätigungshub vom Betätigungszug (5) elastisch kompensiert.
10. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach den Merkmalen vom Oberbegriff vom Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betätigungs¬ zug (5) zwischen Aktuator (3) und Bremsbacken (6a, b) ein Rot-Trans-Wandler mit wenigstens einem, schwenkbar an der Ankerplatte (2) angelenkten, Hebel (50) vorgesehen ist.
11. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbare Hebel (50) innerhalb der Bremstrommel angeordnet ist.
12. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbare Hebel (50) wenigstens eine Verzahnung (55) aufweist, die mit einer drehbar und axial unverschiebbar gelagerten Spindelanordnung (52) von dem Aktuator (3) kämmt.
13. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hebel (40) defi¬ niert elastisch ausgebildet ist.
14. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hebel (40) ein oder mehrere Anschläge (42) zur Än¬ derung seiner elastischen Deformation zugeordnet ist/sind.
15. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (42) als gesonderter Schenkel von dem Hebel (40) ausgebildet ist.
16. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 10-15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hebel (40) ein Vorspannelement (41) zugeordnet ist.
17. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 10-16, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (40) elastisch vorgespannt vor¬ gesehen ist.
18. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelanordnung (52) ein freies Ende (53) aufweist, das in einem Lager (54) drehbar an der Ankerplatte
(2) gelagert ist.
19. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Aktuator
(3) und Ankerplatte (2) ein Adapter (10) vorgesehen ist.
20. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aktuator (3) ei¬ ne Parkbremsverriegelung und/oder ein stromlos selbsthemmender Rot-Trans-Wandler zugeordnet ist.
21. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Antriebs- mutter (14) und Spindelanordnung (9) Wälzkörper vorgesehen sind .
22. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse
(8) oder der Motor (7) wenigstens eine elektrische Schnitt¬ stelle (60) aufweist, die als Stecker oder Buchse ausgebil¬ det ist, welche zur elektrischen Verbindung mit einer elektronischen Steuereinheit (63)/ und/oder elektrischem Schalter dient .
23. Elektromotorisch betreibbares Trommelbremsmodul (1) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (3) zur Rückstellung permanent elastisch durch wenigstens ein elastisch vorgespanntes Federelement (61,40), oder eine Serien¬ schaltung mehrerer Federelemente, in Löserichtung elastisch vorgespannt ist.
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