DE102005025296A1

DE102005025296A1 - Trommelbremse mit Feststellvorrichtung

Info

Publication number: DE102005025296A1
Application number: DE200510025296
Authority: DE
Inventors: Hans Heckmann; Joerg Haffelder; Dieter Blattert; Andreas Richter; Stephan Jonas; Frank Baehrle-Miller; Corrado Caruso; Christoph Kasper; Olaf Grotheer; Claude Leroux
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2006-12-07
Also published as: FR2886699A1; JP2006336868A; JP5156200B2; FR2886699B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trommelbremse mit Feststellbremsfunktion zur Feststellung eines Fahrzeugs, umfassend eine Bremstrommel (4), wenigstens eine erste und eine zweite Bremsbacke (6, 7), eine mechanische Verriegelungseinrichtung (8) zur Verriegelung einer Feststellbremsposition und einen motorischen Antrieb (11), um die mechanische Verriegelungseinrichtung (8) zu betätigen, wobei die mechanische Verriegelungseinrichtung (8) ein angetriebenes Element umfasst, welches mittelbar oder unmittelbar mit der ersten und zweiten Bremsbacke (2, 3) in Kontakt kommt, um eine Position der ersten und zweiten Bremsbacke (2, 3) mechanisch zu verriegeln.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trommelbremse mit einer Feststellvorrichtung, welche in der Lage ist, eine Feststellbremsposition mechanisch zu sichern.
Aus dem Stand der Technik sind Trommelbremsen bekannt, welche mittels eines Seilzugs betätigbar sind. Hierbei sind beispielsweise Duo-Servo-Feststellbremsen bekannt, welche zwei Bremsbacken aufweisen, die sich gegenüber einem gemeinsamen Widerlager abstützen. Bremsbeläge an den Bremsbacken werden mechanisch gegen eine die Bremsbacken umschließende Bremstrommel angelegt. Bisher werden derartige Trommelbremsen mechanisch, z.B. über einen Seilzug betätigt. Derartige Seilzugeinrichtungen nehmen jedoch einen relativ großen Bauraum im Fahrzeug ein und werden im Innenraum als teilweise störend angesehen. Weiterhin ist es bekannt, bei derartigen Bremsen den Handbremshebel durch eine Motoreinheit zu ersetzen. Diese Motoreinheit betätigt dann den Seilzug. Dadurch kann ein Fahrer beispielsweise einen Knopf oder Schalter betätigen, so dass der Motor angetrieben wird und eine Feststellung des Fahrzeugs ausgeführt wird.
Derartige Feststellbremsen sind auch unter dem Begriff Cable-Puller bekannt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Trommelbremse mit Feststellvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie auf einen Seilzug o.Ä. verzichten kann. Erfindungsgemäß kann hierbei die Trommelbremse besonders kompakt und raumsparend aufgebaut sein. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Trommelbremse eine mechanische Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung einer Feststellbremsposition, einen motorischen Antrieb und ein angetriebenes Element umfasst. Der Antrieb treibt dabei das angetriebene Element an und das angetriebene Element kommt mittelbar oder unmittelbar mit den Bremsbacken der Trommelbremse in Kontakt. Dadurch kann eine Feststellbremsposition der Bremsbacken mechanisch verriegelt werden.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise ist zwischen dem Antrieb und dem angetriebenen Element ein Getriebe angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Getriebe dabei innerhalb der Bremstrommel angeordnet. Weiter bevorzugt ist ein Antrieb senkrecht auf einer Rückenplatte der Trommelbremse angeordnet. Somit kann ein besonders platzsparender Aufbau erreicht werden.

Um auf zusätzliche Sicherungselemente verzichten zu können, ist das Getriebe vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet. Erfindungsgemäß ist es hierbei ausreichend, wenn nur zwischen zwei sich miteinander im Eingriff befindlichen Getriebeelementen eine Selbsthemmung ausgebildet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Bremsbacken mittels Fluiddruck, insbesondere mittels eines Hydraulikdrucks, an die Bremstrommel anlegbar. Dadurch kann eine Trommelbremse bereitgestellt werden, welche als normale Betriebsbremse und als Feststellbremse verwendbar ist und sehr kompakt aufgebaut ist.

Vorzugsweise umfasst das angetriebene Element ein Nockenelement mit einem ersten und einem zweiten Nocken. Bei einer Rotation des Nockenelements kommt dabei der erste Nocken mittelbar oder unmittelbar mit der ersten Bremsbacke in Kontakt und der zweite Nocken kommt mit der zweiten Bremsbacke in Kontakt, um die Feststellposition mechanisch zu verriegeln.

Vorzugsweise ist zwischen dem Nockenelement und dem Antrieb ein Planetengetriebe angeordnet. Besonders bevorzugt ist dabei das Nockenelement als ein Hohlrad des Planetengetriebes ausgebildet.

Um eine definierte Ausgangs- bzw. Endposition des Nockenelements sicherstellen zu können, ist vorzugsweise wenigstens ein Anschlag zur Begrenzung einer Rotation des Nockenelements angeordnet. Dadurch kann insbesondere eine Rückstellung des Nockenelements in eine immer gleiche definierte Ausgangsposition sichergestellt werden.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Verriegelungseinrichtung eine Spindeleinrichtung mit einer Doppelspindel. Die Doppelspindel weist dabei ein erstes und ein zweites Gewinde auf, wobei das erste und das zweite Gewinde zueinander gegenläufig ausgebildet sind. Das erste Gewinde befindet sich mit einem ersten Freilaufelement im Eingriff und das zweite Gewinde befindet sich mit einem zweiten Freilaufelement im Eingriff. Bei einer Rotation der Doppelspindel bewegen sich dadurch die beiden Freilaufelemente in einander entgegengesetzte Richtungen. Dadurch kann ein sicheres Eingreifen bzw. Lösen der Feststellvorrichtung erreicht werden.

Um einen besonders kompakten und kostengünstigen Aufbau zu erreichen, sind das erste und das zweite Freilaufelement vorzugsweise jeweils als Bremsschuh der Trommelbremse ausgebildet. Dadurch kann die Teileanzahl sehr gering gehalten werden.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Verriegelungseinrichtung eine Spindeleinrichtung mit einer Spindel und einem Freilaufelement. Wenn er Antrieb betrieben wird, bringt die Spindel dabei eine Verriegelungskraft auf eine Bremsbacke auf und das Freilaufelement bringt eine Verriegelungskraft auf die andere Bremsbacke auf. Bei dieser Ausgestaltung mit einer Einfachspindel kann somit ein besonders einfacher Aufbau realisiert werden.

Vorzugsweise umfasst die Verriegelungseinrichtung mit der Einfachspindel ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad, welche beide jeweils geradverzahnt ausgebildet sind. Das zweite Zahnrad ist dabei als Freilaufelement an der Spindel ausgebildet oder ist mit dem Freilaufelement verbunden und eine Breite der beiden Zahnräder ist unterschiedlich. Dadurch kann erreicht werden, dass sich das zweite Zahnrad in Axialrichtung der Zahnräder relativ zum ersten Zahnrad bewegen kann, wenn die Verriegelungsposition eingenommen wird bzw. wenn die Verriegelungsposition gelöst wird.

Gemäß einer noch anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verriegelungseinrichtung ein Taumelscheibengetriebe. Das Taumelscheibengetriebe ist zwischen einem ersten und einem zweiten Betätigungselement, welche die Bremsbacken an die Bremstrommel anlegt, und dem Antrieb angeordnet. Durch Verwendung eines Taumelscheibengetriebes kann ein sehr kompakter Aufbau bei einer sehr großen Untersetzung erhalten werden.

Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verriegelungseinrichtung eine Hebelvorrichtung mit einem Hebel. Ein erstes Ende des Hebels ist mit dem Antrieb verbunden und ein zweites Ende des Hebels ist an einem Drehpunkt gelagert. Der Hebel ist mittelbar oder unmittelbar mit der ersten und der zweiten Bremsbacke verbunden. Bei einer Betätigung des Antriebs wird der Hebel um den Drehpunkt geschwenkt, so dass der Hebel eine Verriegelungskraft auf die erste und zweite Bremsbacke ausüben kann.

Vorzugsweise umfasst die Hebelvorrichtung ferner eine Spindel, welche sich mit dem ersten Ende des Hebels im Eingriff befindet. Die Spindel ist mit den Antrieb verbunden und bei einer Betätigung des Antriebs dreht sich die Spindel, so dass das erste Ende des Hebels in Axialrichtung der Spindel bewegt wird. Dabei schwenkt der Hebel um den Drehpunkt, wobei der Drehpunkt nicht ortsfest angeordnet ist, sondern seine Lage verändern kann.

Weiter bevorzugt umfasst die Hebelvorrichtung ein mechanisches Nachstellelement zum Ausgleich von verschleißbedingten Wegänderungen der Verriegelungseinrichtung, z.B. bei Verschleiß der Bremsbeläge. Das mechanische Nachstellelement ist dabei mit einem ersten Ende am Drehpunkt des Hebels gelagert und mit einem zweiten Ende mittelbar oder unmittelbar in Kontakt zu einer der Bremsbacken.

Vorzugsweise ist die Verriegelungseinrichtung zwischen den Bremsbacken schwimmend gelagert. Dadurch wird ein gleichmäßiges Eingreifen der Bremsbacken sichergestellt.

Hinsichtlich der oben erläuterten Ausführungsformen mit Spindellösungen sei angemerkt, dass bei allen eine entsprechende Stellwegreserve vorgesehen werden kann, um einen Ausgleich von durch Verschleiß bedingten Wegänderungen zu berücksichtigen. Dadurch ist es möglich, auf entsprechende Nachstellvorrichtungen zum Ausgleich von Verschleiß zu verzichten.

Der Antrieb der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Elektromotor. Um eine Beschädigung des Elektromotors zu verhindern, ist weiter bevorzugt eine Strombegrenzungseinrichtung und/oder eine Momentenbegrenzungseinrichtung vorgesehen. Die von diesen Einrichtungen erfassten Werte können auch für eine Diagnose der Feststellvorrichtung hinsichtlich des Verriegelungszustands verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung kann insbesondere bei Fahrzeugen der Oberklasse und bei sogenannten Light-Trucks oder SUV's verwendet werden.

Zeichnung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Trommelbremse mit Feststellbremsfunktion,
2 eine schematische Ansicht einer Verriegelungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
3 eine schematische Draufsicht der in 2 gezeigten Verriegelungsvorrichtung,
4 eine schematische Draufsicht einer Verriegelungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
5 eine schematische Ansicht einer Verriegelungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
6 eine schematische Ansicht einer Verriegelungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
7 eine schematische Ansicht einer Verriegelungseinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
8 eine schematische Ansicht einer Verriegelungseinrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben.
1 zeigt schematisch eine Trommelbremse 1, welche die erfindungsgemäße Feststellbremsfunktion ohne einen Seilzug ermöglicht. Die Trommelbremse 1 umfasst eine erste Bremsbacke 2 und eine zweite Bremsbacke 3. An den Bremsbacken 2, 3 sind in bekannter Weise Bremsbeläge 5 angeordnet. Durch eine radiale Bewegung der Bremsbacken 2, 3 können die Bremsbeläge 5 an einen Innenumfang einer Bremstrommel 4 angelegt werden. Die Bremsbacken 2, 3 sind symmetrisch in der Bremstrommel 4 angeordnet und an einem ersten Ende über eine Nachstelleinrichtung 9 verbunden. Diese Nachstelleinrichtung 9 ist nicht zwingend vorzusehen und kann auch weggelassen werden. Zwischen den anderen Enden der beiden Bremsbacken 2, 3 ist erfindungsgemäß eine Verriegelungseinrichtung 8 angeordnet. Wie in 1 gezeigt, ist die Verriegelungseinrichtung 8 zwischen einem ersten Bremsschuh 6 und einem zweiten Bremsschuh 7 angeordnet. Die Verriegelungseinrichtung 8 wird vorzugsweise mittels eines Elektromotors angetrieben, welcher senkrecht zur Bildebene von 1 an einer Abdeckplatte der Trommelbremse 1 angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass, um einen besonders kompakten Aufbau zu ermöglichen, der Antrieb auch innerhalb der beiden Bremsbacken 2, 3 angeordnet sein kann. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Bremsbackenzugfeder, welche eine Rückstellung der Trommelbremse in den in 1 gezeigten Ausgangszustand unterstützt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 eine Verriegelungseinrichtung 8 für eine Trommelbremse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Verriegelungseinrichtung 8 umfasst als Antrieb 11 einen Elektromotor. Der Elektromotor treibt eine Abtriebswelle 20 an, die mit einem ersten Schneckenrad 21 verbunden ist. Das erste Schneckenrad 21 kämmt mit einem schrägverzahnten Zahnrad 22, welches seinerseits eine Verbindungswelle 23 antreibt. An der Verbindungswelle 23 ist ein Sonnenrad 24 eines Planetengetriebes angeordnet. Das Sonnenrad 24 kämmt mit drei Planetenrädern 25, die ihrerseits mit einem Hohlrad 26 kämmen. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist das Hohlrad 26 als Nockenelement mit einem ersten Nocken 27 und einem zweiten Nocken 28 ausgebildet. Der äußere Umfang des Hohlrads 26 befindet sich dabei in Kontakt mit einem ersten Bremsschuh 6 und einem zweiten Bremsschuh 7, welche am Hohlrad 26 einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Wenn der Antrieb 11 betrieben wird, wird die Rotation der Abtriebswelle 20 über das Schneckengetriebe auf das Sonnenrad 24 und über das Planetengetriebe auf das Hohlrad 26 übertragen. Dadurch dreht sich das Hohlrad 26 um seine Mittelachse, so dass der erste und zweite Bremsschuh 6, 7 in Pfeilrichtung B, C nach außen bewegt werden. Da sich die Bremsschuhe 6, 7 mit den beiden Bremsbacken 2, 3 jeweils in Kontakt befinden, werden durch die Bewegung der Bremsschuhe 6, 7 die Bremsbeläge an die Bremstrommel angelegt. Um eine möglichst einfache Bewegung der Bremsschuhe 6, 7 zu ermöglichen, sind diese an Lagern 29 jeweils gelagert.
Es sei angemerkt, dass entweder Elemente des Planetengetriebes oder des Schneckengetriebes als selbsthemmendes Getriebe ausgeführt sind, um ein selbständiges Lösen der Feststellbremse zu verhindern. Wenn die Bremsbeläge an der Bremstrommel angelegt sind, wird der Elektromotor abgeschaltet. Durch das selbsthemmende Getriebe ist somit die Feststellbremsposition mechanisch verriegelt. Die Abstellung des Elektromotors kann beispielsweise anhand von Signalen erfolgen, welche durch einen Stromaufnahmesensor oder einen Momentenbegrenzungssensor erfasst werden.
Wie in 3 deutlich wird, kann das Nockenelement maximal um 90° gedreht werden. Hierbei sei angemerkt, dass aus Sicherheitsgründen im Betrieb der maximale Drehwinkel des Nockenelements kleiner als 90° sein soll. Dadurch kann sicher verhindert werden, dass eine Verdrehung des Nockenelements über 90° hinaus erfolgt und somit die Feststellbremskraft wieder abnehmen würde. Hierzu kann beispielsweise ein weiterer Sensor zur Überwachung vorgesehen werden oder ein Anschlag zur Definition einer Endposition. Anhand einer Überwachung eines Kraft-Weg-Diagramms des Motorstroms bei der Verdrehung des Hohlrades 26 kann ferner auch eine Plausibilitätsüberprüfung für den Belagverschleißzustand durchgeführt werden. Sollte beispielsweise der Drehwinkel des Hohlrads 26 einen vorbestimmten Wert überschreiten, ist dies auch ein Hinweis auf einen übermäßigen Belagverschleiß, welcher dem Fahrer beispielsweise mittels einer Warneinrichtung angezeigt werden kann.
Zum Lösen der Feststellbremse wird der Antrieb 11 einfach in die entgegengesetzte Richtung betrieben. Die Drehbewegung der Abtriebswelle 20 wird wieder über das Schneckengetriebe und das Planetengetriebe auf das Hohlrad 26 übertragen, so dass das Hohlrad wieder zurückgedreht wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 4 eine Trommelbremse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel. Ein Antriebsdrehmoment wird auf ein Hohlrad 30 über das Sonnenrad 24 bzw. die Planetenräder 25 übertragen. Das Hohlrad 30 weist wiederum einen ersten Nocken 31 und einen zweiten Nocken 32 auf. Wie aus 4 ersichtlich ist, weisen die Nocken 31, 32 nur an einer Seite eine entsprechende Auflauffläche auf. An der anderen Seite ist ein Absatz 33 bzw. 34 gebildet, mit welchem das Hohlrad 30 in seiner in 4 gezeigten Ausgangsstellung an einem Anschlag 35 bzw. 36 anschlägt. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass die Nocken 31, 32 positionsgenau in ihre Ausgangslage zurückgedreht werden, da sie dann an den Anschlägen 35, 36 anliegen. Dadurch erreicht die Verriegelungseinrichtung beim Lösen der Feststellbremse immer den definierten Nullpunkt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 eine Trommelbremse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei gleich bzw. funktional gleiche Teile wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind.
Wie aus 5 ersichtlich ist, umfasst die Verriegelungseinrichtung 8 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen elektromotorischen Antrieb 11 und ein Schneckengetriebe 21, 22. Das schrägverzahnte Zahnrad 22 ist dabei mit einem ersten Zahnrad 40 über eine Welle 23 verbunden. Das erste Zahnrad 40 ist geradverzahnt und weist eine Breite a auf. Das erste geradverzahnte Zahnrad 40 kämmt mit einem zweiten geradverzahnten Zahnrad 41, welches eine Breite b aufweist. Die Breite a des ersten geradverzahnten Zahnrads 40 ist dabei kleiner als die Breite b des zweiten geradverzahnten Zahnrads 41. Das zweite geradverzahnte Zahnrad 41 ist fest mit einer Hülse 42 verbunden, welche in Bewegungsrichtung des ersten bzw. zweiten Bremsschuhs 6, 7 axial an einem Lager 43 gelagert ist. Die Hülse 42 weist ein Innengewinde auf und ist Teil einer Spindeleinrichtung, welche aus der Hülse 42 und einer Spindel 44 besteht. Die Spindel 44 ist dabei gegen Verdrehen gesichert. An einem Kopf 44a der Spindel 44 ist der zweite Bremsschuh 7 angeordnet und der erste Bremsschuh 6 befindet sich mit dem zweiten geradverzahnten Zahnrad 41 in Kontakt. Hierbei ist die gesamte Konstruktion bestehend aus den Bremsschuhen 7, 6 der Spindel 44, der Hülse 42 und dem zweiten geradverzahnten Zahnrad 41 schwimmend gelagert.
Wenn eine Feststellbremsposition eingenommen werden soll, wird der elektromotorische Antrieb 11 betrieben, so dass das Drehmoment über das Schneckengetriebe 21, 22 und das erste geradverzahnte Zahnrad 40 auf das zweite geradverzahnte Zahnrad 41 übertragen wird. Da die Hülse 42 fest mit dem Zahnrad 41 verbunden ist, rotiert diese. Da die Spindel 44 sich nicht drehen kann, läuft die Hülse 42 auf der Spindel 44 entlang. Dadurch werden der erste und zweite Bremsschuh 6, 7 in Pfeilrichtung B, C nach außen bewegt, wobei durch die schwimmende Lagerung sichergestellt wird, dass die Bremsbacken 2, 3 gleichmäßig belastet werden. Um ein selbsttätiges Rückstellen der Spindeleinrichtung zu verhindern, ist diese selbsthemmend ausgebildet.
Wenn die Bremsbeläge durch die Rotation der Hülse 42 um die Spindel 44 an der Bremstrommel angelegt sind, ist somit die Feststellposition verriegelt. Zum Lösen wird lediglich der elektromotorische Antrieb 11 in entgegengesetzte Richtung bewegt, so dass die Hülse 42 ebenfalls in entgegengesetzter Richtung auf der Spindel 44 bewegt wird und die Bremsschuhe 6, 7 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt werden.
Optional kann an der Spindel 44 bzw. der Hülse 42 ein Endanschlag vorgesehen werden, um sicherzustellen, dass sich der Verriegelungsmechanismus 8 nach dem Lösen der Feststellbremse wieder in einen definierten Zustand zurückstellen lässt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 6 eine Trommelbremse gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind. Das vierte Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem in 5 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel. Ein elektromotorischer Antrieb 11 ist über Schneckengetriebe 21, 22 mit einem ersten geradverzahnten Zahnrad 50 verbunden. Das erste geradverzahnte Zahnrad 50 kämmt mit einem zweiten geradverzahnten Zahnrad 51. Eine Breite c des ersten Zahnrads 50 ist dabei größer als eine Breite d des zweiten Zahnrads 51. Das zweite geradverzahnte Zahnrad 51 ist fest mit einer Doppelspindel 52 einer Spindeleinrichtung verbunden. Wie in 6 gezeigt, ist die Doppelspindel 52 ein Wellenelement, welches zu beiden Seiten des Zahnrads 51 vorsteht. Dabei umfasst die Doppelspindel 52 ein erstes Gewinde 53 und ein zweites Gewinde 54. Das erste Gewinde 53 ist dabei gegenläufig zum zweiten Gewinde 54 ausgebildet.
Das erste Gewinde 53 befindet sich mit einem Innengewinde 57 im Eingriff, welches an einer inneren Ausnehmung am ersten Bremsschuh 6 gebildet ist. Das zweite Gewinde 54 befindet sich mit einem Innengewinde 58 im Eingriff, welches an einer inneren Ausnehmung des zweiten Bremsschuhs 7 gebildet ist. Somit bilden die Bremsschuhe 6, 7 Teile der Doppelspindel. Die Bremsschuhe 6, 7 sind dabei an Lagern 55 bzw. 56 gelagert und können somit in Pfeilrichtung B, C axial verschoben werden. Durch diesen Aufbau kann die Teileanzahl gering gehalten werden und ein besonders kompakter Aufbau der Verriegelungseinrichtung 8 bereitgestellte werden. Die Bremsschuhe 6, 7 sind dabei beispielsweise durch eine Nut-Feder-Ausbildung gegen Verdrehen gesichert. Die Gewinde zwischen der Doppelspindel 52 und den Bremsschuhen 6, 7 sind ebenfalls wieder selbsthemmend ausgebildet. Die gesamte Spindeleinrichtung nebst dem zweiten geradverzahnten Zahnrad 51 ist wieder schwimmend gelagert, so dass hierdurch auch ein Ausgleich von unterschiedlichem Verschleiß an den Bremsbelägen ausgeglichen werden kann. Hierbei bewegt sich das zweite geradverzahnte Zahnrad 51 dann relativ zum ersten geradverzahnten Zahnrad 50 in Axialrichtung.
Zum Verriegeln der Feststellbremse wird wieder der Antrieb 11 betrieben, so dass das Drehmoment über das Schneckengetriebe und die geradverzahnten Zahnräder 50, 51 auf die Doppelspindel 52 übertragen wird. Dadurch bewegen sich die Bremsschuhe 6, 7 in Pfeilrichtung nach außen und verriegeln die Feststellbremse mechanisch. Zum Lösen wird der Antrieb 11 in entgegengesetzter Richtung betrieben, so dass eine Rückstellung der Bremsschuhe 6, 7 erfolgt. Hierbei sei angemerkt, dass die Grundfläche der inneren Ausnehmung der Bremsschuhe 6, 7 dabei als Anschlag dienen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen separaten Anschlag vorzusehen. Durch das Vorsehen eines Anschlags kann wieder eine definierte Ausgangslage bereitgestellt werden, in welche die Verriegelungseinrichtung 8 immer wieder problemlos zurückgestellt werden kann.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 7 eine Trommelbremse gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind.
Wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird ein Drehmoment eines motorischen Antriebs 11 über ein erstes Schneckenrad 21 und ein schrägverzahntes Zahnrad 22 übertragen. Das schrägverzahnte Zahnrad 22 weist dabei zusätzlich eine an einer seiner Seitenflächen am äußeren Umfang angeordnete Verzahnung 61 auf; mit welcher das zweite Schneckenrad 22 mit einer Taumelscheibe 60 im Eingriff ist. Wie in 7 gezeigt, ist die Taumelscheibe 60 in einem vorbestimmten Winkel zum zweiten Schneckenrad 22 angeordnet. An der vom zweiten Schneckenrad 22 abgewandten Seitenfläche der Taumelscheibe 60 ist eine weitere Verzahnung 62 ausgebildet, so dass die Taumelscheibe 60 mit einer Verzahnung an einer Scheibe 63 kämmt. Die Scheibe 63 ist fest mit einer Welle 64 verbunden, wobei am anderen Ende der Welle eine Spindelverzahnung 65 vorgesehen ist. Wie in 7 gezeigt, ist die Welle 64 dabei durch die Taumelscheibe 60 und das zweite Schneckenrad 22 hindurchgeführt.
Die Taumelscheibe 60 ist an einem Bauteil 67 gelagert. Das Bauteil 67 weist eine Halteeinrichtung 67a auf, um die Taumelscheibe 60 an ihrem äußeren Umfang zu lagern. Die Halteeinrichtung 67 kann beispielsweise durch mehrere Haltearme oder auch topfförmig ausgebildet sein. Die Halteeinrichtung 67a ist mit einer Platte 67b und einer Welle 67c verbunden. Besonders bevorzugt ist das Bauteil 67 einstückig gebildet. An der Welle 67c ist weiterhin ein spindelartiges Gewinde 68 vorgesehen ist.
Wie aus 7 ersichtlich ist, ist zwischen der Platte 67b des Bauteils 67 und der Scheibe 63 ein Lager 66 angeordnet. Das Gewinde 68 befindet sich mit einem Innengewinde eines zweiten Bremsschuhs 7 im Eingriff und das Gewinde 69 an der Welle 64 befindet sich mit einem Innengewinde am ersten Bremsschuh 6 in Verbindung. Die Bodenbereiche der Ausnehmungen der Bremsschuhe 6, 7 können dabei wieder als Anschläge ausgebildet sein.
Die Funktion der Verriegelungseinrichtung 8 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist dabei wie folgt. Wenn eine Feststellbremsposition mechanisch verriegelt werden soll, wird der Antrieb 11 betrieben, so dass dessen Drehmoment über das erste Schneckenrad 21 auf das schrägverzahnte Zahnrad 22 übertragen wird. Über die Verzahnung 61 treibt das zweite Schneckenrad 22 die Taumelscheibe 60 an. Die Taumelscheibe 60 treibt ihrerseits über die Verzahnung 62 die Scheibe 63 an, so dass sich die Welle 64 gemeinsam mit der Scheibe 63 dreht. Da der erste Bremsschuh 6 derart gelagert ist, dass er sich nicht drehen kann, bewegt er sich auf dem Gewinde 65 in Pfeilrichtung C und betätigt die erste Bremsbacke 2. Weiterhin treibt die rotierende Taumelscheibe 60 auch die Welle 67d über die Halteeinrichtung 67a und die Platte 67b an. Dadurch wird der Bremsschuh 7 in Pfeilrichtung B bewegt, so dass die zweite Bremsbacke 3 betätigt wird. Die Gewinde zwischen den Bremsschuhen 6, 7 und den Wellen 67c bzw. 64 sind wiederum selbsthemmend ausgebildet, um ein selbsttätiges Rückstellen der Feststelleinrichtung zu vermeiden. Für eine Rückstellung wird lediglich der Antrieb 11 in die entgegengesetzte Richtung betrieben, so dass sich die Bremsschuhe 6, 7 in entgegengesetzte Richtungen bewegen und wieder in ihre Ausgangsposition zurückgebracht werden können.
Der Vorteil der Verriegelungseinrichtung 8 mit einer Taumelscheibe 60 ist, dass die Taumelscheibe eine große Übersetzung bereitstellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann wiederum der Antrieb 11 senkrecht auf einer Abdeckplatte der Trommelbremse befestigt werden und die gesamte Verriegelungseinrichtung innerhalb der Trommelbremse angeordnet werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 8 eine Trommelbremse gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei wieder gleiche bzw. funktional gleiche mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind.
Wie in 8 gezeigt, ist die Verriegelungseinrichtung 8 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel durch einen Hebelmechanismus gebildet. Der Hebelmechanismus ist dabei zwischen einem ersten Bremsschuh 6 und einem zweiten Bremsschuh 7 angeordnet. Die Bremsschuhe 6, 7 bewegen sich dabei auf einer Achse X-X zur Verriegelung in Pfeilrichtung B, C voneinander weg.
Der Hebelmechanismus umfasst dabei einen Hebel 73, welcher an einem Drehpunkt D gelagert ist. Der Hebel 73 umfasst ein Freilaufelement 72, welches sich mit einem Gewinde 71 einer Spindel 70 im Eingriff befindet. Die Spindel 70 wird über einen elektromotorischen Antrieb 11 angetrieben. Am Hebel 73, genauer am Drehpunkt D, ist ein weiteres Zwischenbauteil 74 angeordnet. Das Zwischenbauteil 74 umfasst dabei eine Nachstelleinrichtung 75. Eine Feder 76 ist zwischen dem Hebel 73 und dem Zwischenbauteil 74 zur Unterstützung einer Rückstellung in eine Ausgangsposition angeordnet.
Wie in 8 gezeigt, ist der erste Bremsschuh 6 an dem dem Hebel 73 entgegengesetzten Ende des Zwischenbauteil 74 angeordnet. Der zweite Bremsschuh 7 ist unmittelbar am Hebel 73 nahe dem Drehpunkt D etwas über dem Drehpunkt D angeordnet.
Um eine Feststellbremsposition mechanisch zu verriegeln, wird der elektromotorische Antrieb 11 betrieben, welcher die Spindel 70 dreht. Dadurch bewegt sich der Hebel 73 auf dem Gewinde 71 der Spindel 70 in Richtung des Pfeils A. Hierbei erfolgt eine Schwenkbewegung des Hebels 73 um den Drehpunkt D des Hebels. Mit anderen Worten wird der Hebel 73 selbst in Richtung auf den zweiten Bremsschuh 7 bewegt, und zusätzlich erfolgt eine Drehung um den Drehpunkt D, wodurch das Zwischenbauteil 74 in Richtung auf den ersten Bremsschuh 6 bewegt wird. Dadurch werden die Bremsschuhe 6, 7 in entgegengesetzten Richtungen bewegt, wodurch die Feststellbremsposition mechanisch verriegelt wird. Es sei angemerkt, dass der Drehpunkt D dabei nicht ortsfest ist, sondern sich abhängig von der Position des Freilaufelements 72 auf der Spindel 70 bewegt. Das Gewinde zwischen der Spindel 70 und dem Freilaufelement 72 ist dabei wieder selbsthemmend ausgebildet, so dass eine selbsttätige Rückstellung verhindert werden kann. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Hebelmechanismus wird erreicht, dass sich eine Kreisbewegung des Hebelmechanismus nicht in einer zu großen Querkraft auf die Spindel 70 auswirkt. Dadurch kann eine Beschädigung der Spindel vermieden werden und ein sicherer Betrieb sichergestellt werden. Der erfindungsgemäße Hebelmechanismus weist dabei eine besonders kompakte Bauweise auf und umfasst nur einen minimalen Anteil von Bauteilen. Ferner kann entweder durch einen vergrößerten Weg des Freilaufelements 72 auf der Spindel 70 oder eine Nachstellung an der Nachstelleinrichtung 75 ein Verschleiß an den Bremsbelägen ausgeglichen werden. Ferner sei angemerkt, dass wieder ein Endanschlag vorgesehen sein kann, um bei einer Rückstellung der Verriegelungseinrichtung 8 in eine definierte Endposition zu kommen.
Ein Lösen der verriegelten Feststellposition erfolgt beim sechsten Ausführungsbeispiel wieder durch ein Antreiben des Antriebs 11 in entgegengesetzter Richtung, so dass sich das Freilaufelement 72 auf der Spindel 70 in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Das Zwischenbauteil 74 wird dabei über die Feder 76 wieder zurückgestellt. Es sei ferner angemerkt, dass selbstverständlich auch ein Getriebe zwischen dem Antrieb 11 und der Spindel 70 angeordnet sein kann.
Zu allen im Vorhergehenden dargestellten Ausführungsbeispielen sei angemerkt, dass eine Stromaufnahme und/oder ein Moment des Antriebs 11 dazu verwendet werden kann, eine Plausibilitätsüberprüfung der verriegelten Position bzw. des Einnehmens der Endposition zu ermöglichen. Dies erfolgt mittels einer Diagnoseeinrichtung.
Weiterhin sei angemerkt, das alle vorhergehenden Ausführungsbeispiele die Feststellbremsposition nur rein mechanisch erreichen und verriegeln können. Eine andere Möglichkeit für alle dargestellten Ausführungsbeispiele besteht darin, dass die Trommelbremsen auch fluidisch, insbesondere hydraulisch oder pneumatisch, in die Feststellbremsposition gebracht werden können und anschließend die Verriegelungseinrichtung lediglich die mechanische Verriegelung übernimmt. Hierbei kann die Feststellbremsfunktion insbesondere auch mit vorhandenen Bremsregelsystemen des Fahrzeugs, z.B. ESP- oder ABS-Systemen, kombiniert werden.

Claims

Trommelbremse mit Feststellbremsfunktion zur Feststellung eines Fahrzeugs, umfassend eine Bremstrommel (4), wenigstens eine erste und eine zweite Bremsbacke (6, 7), eine mechanische Verriegelungseinrichtung (8) zur Verriegelung einer Feststellbremsposition und einen motorischen Antrieb (11), um die mechanische Verriegelungseinrichtung (8) zu betätigen, wobei die mechanische Verriegelungseinrichtung (8) ein angetriebenes Element umfasst, welches mittelbar oder unmittelbar mit der ersten und zweiten Bremsbacke (2, 3) in Kontakt kommt, um eine Position der ersten und zweiten Bremsbacken (2, 3) mechanisch zu verriegeln.
Trommelbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antrieb (11) und dem angetriebenen Element ein Getriebe (21, 22; 24, 25, 26) angeordnet ist.
Trommelbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe selbsthemmend ausgebildet ist.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Bremsbacke (2, 3) mittels einer fluidischen Betätigungseinrichtung, insbesondere einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, an die Bremstrommel (4) anlegbar sind.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als angetriebenes Element ein Nockenelement (26) mit einem ersten Nocken (27) und einem zweiten Nocken (28) ist, wobei durch eine Rotation des Nockenelements (26) der erste Nocken (27) die erste Bremsbacke (2) verriegelt und der zweite Nocken (28) die zweite Bremsbacke (3) verriegelt.
Trommelbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nockenelement (26) und dem Antrieb (11) ein Planetengetriebe (24, 25) angeordnet ist.
Trommelbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenelement (26) ein Hohlrad des Planetengetriebes ist.
Trommelbremse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenelement (30) wenigstens einen Anschlag (35, 36) zur Begrenzung einer Rotation des Nockenelements (30) aufweist.
Trommelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (8) eine Spindeleinrichtung mit einer Doppelspindel (52) umfasst, wobei die Doppelspindel ein erstes Gewinde (53) und ein zweites Gewinde (54) umfasst und wobei das erste und zweite Gewinde zueinander gegenläufig ausgebildet sind.
Trommelbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Gewinde (53) mit einem Gewinde an einem ersten Bremsschuh (6) im Eingriff befindet und sich das zweite Gewinde (54) mit einem Gewinde des zweiten Bremsschuhs (7) im Eingriff befindet.
Trommelbremse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelspindel (52) mit einem geradverzahnten Zahnrad (51) verbunden ist, welches relativ zu einem ersten geradverzahnten Zahnrad (50) in Axialrichtung der Doppelspindel (52) bewegbar ist.
Trommelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (8) eine Spindeleinrichtung mit einer Spindel (44) und einem Freilaufelement (42) umfasst, wobei das Freilaufelement (42) eine Verriegelungskraft auf die erste Bremsbacke (2) aufbringt und die Spindel (44) eine Verriegelungskraft auf die zweite Bremsbacke (3) aufbringt.
Trommelbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (8) ferner ein erstes geradverzahntes Zahnrad (40) und ein zweites geradverzahntes Zahnrad (41) umfasst, wobei das zweite geradverzahnte Zahnrad (41) als Freilaufelement der Spindeleinrichtung ausgebildet ist oder fest mit einem hülsenartigen Freilaufelement (42) verbunden ist.
Trommelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (8) ein Taumelscheibengetriebe umfasst, welches zwischen einem ersten Bremsschuh (6) und einem zweiten Bremsschuh (7) angeordnet ist.
Trommelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (8) eine Hebelvorrichtung mit einem Hebel (73) umfasst, wobei ein erstes Ende des Hebels (73) mit dem Antrieb (11) verbunden ist und ein zweites Ende des Hebels (73) an einem Drehpunkt (D) gelagert ist und wobei der Hebel (73) bei einer Betätigung des Antriebs um den Drehpunkt (D) schwenkt, wobei während der Schwenkbewegung des Hebels (73) der Drehpunkt (D) seine Position ändert.
Trommelbremse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelvorrichtung eine Spindel (70) umfasst, welche sich mit einem Freilaufelement (72) am Hebel (73) im Eingriff befindet.
Trommelbremse nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelvorrichtung ein Zwischenbauteil (74) umfasst, welches zwischen einem Bremsschuh (6) und dem Drehpunkt (D) angeordnet ist und sich der Hebel (73) mit dem zweiten Bremsschuh (7) in Kontakt befindet.
Trommelbremse nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenbauteil (74) eine mechanische Nachstelleinrichtung (75) umfasst.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (8) zwischen der ersten und zweiten Bremsbacke (2, 3) schwimmend gelagert ist.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (11) ein Elektromotor ist.
Trommelbremse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor eine Strombegrenzungseinrichtung und/oder eine Momentenbegrenzungseinrichtung umfasst, welche bei Erreichen eines vorbestimmten Schwellenwerts den Elektromotor abschaltet.
Trommelbremse nach Anspruch 20 oder 21, ferner umfassend eine Diagnoseeinrichtung, welche basierend auf Kennwerten des Elektromotors einen Zustand der Verriegelungseinrichtung bestimmt.