DE69300963T2

DE69300963T2 - Elektrisch betätigbare Trommelbremse.

Info

Publication number: DE69300963T2
Application number: DE69300963T
Authority: DE
Inventors: Linda Lou Hallinan; Jerry Lee Newton; Donald Edward Schenk; Scott Schuyler Shaw
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1992-10-19
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1996-05-23
Anticipated expiration: 2013-09-15
Also published as: DE69300963D1; EP0594233A1; EP0594233B1; US5310026A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Trommelbremsen. Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet von elektrisch betätigten Fahrzeugtrommelbremsen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine elektrisch betätigte Trommelbremse zur Verfügung, die eine Alternative zu der in der EP-A-0 398 546 gezeigten und beschriebenen darstellt. Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn sie in elektrisch betätigten Trommelbremsen verwendet wird, die einen Feststellbremsmechanismus benutzen, wie er in der EP-A-0 520 525, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird, gezeigt und beschrieben ist.
Um die Größe des Elektromotors zu minimieren, der in einer elektrisch betätigten Hinterradbremse verwendet wird, wurde eine Duo-Servo-Design entwickelt. Duo-Servo-Trommelbremsen weisen typischerweise ein hohes abgegebenes Drehmoment auf. In Bremsen vom Duo-Servo-Typ ist ein fester Anker auf einer Trägerplatte vorgesehen, die mit dem Fahrzeug über einen Achsschenkel oder einen Beschlag auf dem Achsgehäuse verbunden ist. In nicht betätigter Stellung stoßen vorderer und hinterer Bremsschuh gegen einen Anker. An den dem Anker abgewandten Enden der Bremsschuhe stoßen die Bremsschuhe gegen eine zwischengeschaltete Justierstrebe. Bei in Eingriff befindlicher Duo-Servo-Bremse löst sich der erste oder vordere Bremsschuh von dem Anker (die Bezeichnung als vorderer Schuh hängt von der Drehrichtung des Fahrzeugrades ab) und stößt gegen den zweiten Schuh über die Justierstrebe. In den meisten Fällen, in denen sich der Anker an der Oberseite der Trägerplatte und die Justierstrebe an der Unterseite der Trägerplatte befindet und in denen sich das Auto vorwärts bewegt, ist der als erster bezeichnete Schuh, der in Richtung auf das vordere Ende des Fahrzeugs gelegene Schuh. Der erste Schuh löst sich vom Anker, der mit dem Rad rotiert, und stößt an die Justierstrebe, die dann an den zweiten Schuh stößt, der dann mit seinem entgegengesetzten Ende auf den Anker aufsitzt und den Bremsschuhen eine Duo-Servo-Hüllbewegung erteilt. Ein Beispiel einer Duo-Servo-Bremse wird durch die US-A-4,061,429 gegeben.
Bei typischen hydraulisch betätigten Duo-Servo-Bremsen tritt der vordere Bremsschuh außer Eingriff mit dem Anker, wenn die Bremse betätigt wird. Wenn der Fahrzeugführer eine Steigung hochf ährt und sich dann entscheidet, das Fahrzeug abzustellen, tritt der Fahrzeugführer typischerweise zunächst auf das Bremspedal, wodurch ein Radzylinder dazu gebracht wird, den vorderen Schuh anzustoßen, um mit der Trommel in Eingriff zu treten und sich von dem Anker zu lösen. Danach wird die Feststellbremse mittels eines Feststellbremshebels betätigt, der mit einem Kabel verbunden ist. Wenn der Fahrzeugführer seinen Fuß vom Bremspedal entfernt, gibt der Radzylinder wieder frei. Das Gewicht des Fahrzeugs wird versuchen, die Bremstrommel in einer Richtung rotieren zu lassen, welche den vorderen Bremsschuh zurück in Kontakt mit dem Anker bringt. Die Spannung in dem Kabel der Feststellbremse ist jedoch ausreichend groß, um den Hebel der Feststellbremse in einer Position zu halten, in welcher der vordere Bremsschuh mit der Trommel umhüllt und vom Anker gelöst bleibt. Daher bleibt das Auto stehen, obwohl die Kolben des Radzylinders die Bremsschuhe nicht mehr nach außen pressen.
Bei einer elektrisch betätigten Trommelbremse ist es wünschenswert, daß der Feststellbremsmechanismus über den normalen Bremsbetätigungsmechanismus funktioniert; daher ist die typische Kabel-Hebel-Anordnung für die Feststellbremse weggelassen. Aus diesem Grunde müssen, wenn eine elektrisch betätigte Duo-Servo-Bremse verwendet wird, Mittel vorgesehen sein, um den Eingriff des vorderen Schuhs mit der Radtrommel sicherzustellen, wann immer die Feststellbremse anfangs betätigt wird, wenn sich das Fahrzeug auf einer Steigung befindet und der Fahrzeugführer seinen Fuß auf dem normalen Bremspedal hat.
Um die Verwendung einer Bremse vom Duo-Servo-Typ zu ermöglichen, die elektrisch betätigt wird, ohne einen mechanischen Feststellmechanismus mit Kabelsicherung zu benutzen, wird die folgende Erfindung vorgestellt.
Eine elektrisch betätigte Trommelbremse gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale bestimmt.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine Frontansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine Ansicht gemäß Linie 2-2 von Figur 1,
Figur 3 eine Ansicht gemäß Linie 3-3 von Figur 2,
Figur 4 eine Funktionsansicht ähnlich der von Figur 1, wobei zur klareren Darstellung einzelne Teile weggelassen sind, und
Figur 5 eine Teilansicht einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Wie Figuren 1 bis 5 zeigen, weist eine elektrisch betätigte Trommelbremse 7 der vorliegenden Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführung eine Trägerplatte 10 auf, die mit dem Fahrzeugradachsschenkel oder -achsgehäuse (nicht dargestellt) verbunden ist. Fixierbar befestigt mit der Trägerplatte 10 ist ein Anker 60. Der Anker 60 weist eine allgemein zylindrische Oberfläche 82 auf, die einen Kontaktpunkt für ein Paar Bremsschuhe 12, 14 zur Verfügung stellt. Wie dargestellt, ist die Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges links; daher ist der Bremsschuh 14 der vordere (manchmal als erster bezeichnete) Bremsschuh, wenn das Fahrzeug abgebremst wird, wenn in Vorwärtsrichtung gefahren wird. Der vordere Bremsschuh 14 weist eine Strebe 90 auf, die mit der Oberfläche 82 zusammenpaßt und wird in seiner Ruheposition durch eine Rückstellfeder 36 auf die Oberfläche 82 vorgespannt, welche Feder in einen Schlitz 94 des vorderen Schuhs 14 eingehakt ist. Der vordere Schuh weist eine Form auf, die allgemein in einer senkrecht zur Strebe 90 verlaufenden Ebene orientiert ist, um mit der Trommel (geschnitten als Teil 80 dargestellt) in Eingriff zu treten. Die Trommel 80 ist fixierbar an dem Fahrzeugrad angebracht.
Der vordere Bremsschuh 14 ist mit dem gegenüberliegenden hinteren Bremsschuh 12 (üblicherweise als zweiter bezeichnet) über eine Justierstrebe- Sternrad-Kombination 42 verbunden. Die Enden der Bremsschuhe 12 und 14, die der Justierstrebe 42 benachbart sind, werden ebenfalls durch eine Feder 38 zusammengepreßt. Außerdem wird der Bremsschuh 12 durch eine Feder 88 gegen den Anker 60 gepreßt. Um die Trommelbremse 7 zur Betätigung anzutreiben, ist ein Motor 51 vorgesehen, der ein an einer nicht dargestellten Welle angebrachtes Ritzel aufweist. Das Ritzel 50 treibt ein Zwischenzahnrad 48 an, welches seinerseits mit einem Antriebsschraubenzahnrad 44 in Eingriff steht. Das Antriebsschraubenzahnrad 44 ist drehfest mit einer Antriebsschraube 32 verbunden.
Die Antriebsschraube 32 ist in einem Gehäuse 72 über ein Kugellager 46 befestigt. Auf das Gewinde der Antriebsschraube 32 ist eine Kugelmutter 98 aufgesetzt. Die Kugelmutter 98 ist in dem Gehäuse 72 gleitend angeordnet (das Gehäuse 72 ist mittels geeigneter Befestigungselemente oder Verbindungsmittel mit der Trägerplatte 10 fixierbar verbunden) und ist an einem Ende durch einen Staubschutzbalg 100 geschützt. Ein Ende 96 der Mutter 98 weist ein gabelförmiges Ende 76 mit Flanschen 34 auf.
Die Mutter 98 wird durch einen ersten Hebel 18, welcher Blätter 104 und 106 aufweist, an einer Rotation gehindert. Jedes Blatt 104, 106 weist einen Drehlagerpunkt 16 mit den Flanschen 34 auf. An einem unteren Ende weist der erste Hebel 18 einen vorstehenden Zapfen 62 auf, welcher in einen Schlitz 68 des Bremsschuhs 12 paßt. Die Drehverbindung zwischen dem ersten Hebel 18 und dem Bremsschuh 12 wird jedoch am Punkt 31 (Figur 4) hergestellt, indem ein Steg 108, der mit den beiden Blättern 104 und 106 verbunden ist, mit einer auf dem Steg 78 des Bremsschuhs 12 gebildeten Kante in Kontakt tritt.
Um das Justierglied 42 zu justieren, um eine Abnutzung der Bremsschuhe 12 und 14 zu kompensieren, ist eine verdrehbare Justierklinke oder ein Justierarm 40 vorgesehen. Der Justierarm 40 ist verdrehbar auf den Bremsschuh 12 angeordnet, um mit dem Sternrad des Justierglieds 42 in wohlbekannter Weise in Eingriff zu treten. Kugelfeder 43 und Verbindungsglied 74 des Justierarms 40 arbeiten in wohlbekannter Weise zusammen, um den Justierarm 40 zu bewegen.
Die Trägerplatte 10 weist eine Öffnung 33 auf, in welche eine Strebe 70 eingesetzt ist. Die Strebe 70 stellt einen Punkt 30 für eine Drehanordnung oder -verbindung eines zweiten Hebels 26 mit der Trägerplatte 10 zur Verfügung. Der zweite Hebel 26 weist ebenfalls einen vorstehenden Zapfen 62' auf, der in einem Schlitz 68' des Bremsschuhs 14 angeordnet ist, und steht in Drehverbindung mit dem Bremsschuh in einem Punkt 64 über eine Hebelstrebe 108'. Niederhaltezapfen 110 halten in wohlbekannter Weise die Bremsschuhe 14 und 12 mit der Trägerplatte 10 verbunden.
Zwischen dem ersten Hebel 18 und dem zweiten Hebel 26 ist eine Strebe 22 von im allgemeinen fester Länge eingespannt. Die Strebe 22 steht in den Punkten 24 und 28 in einer Drehverbindung mit dem ersten und dem zweiten Hebel 18 bzw. 26. Eine Feder 114 spannt die Hebel 18, 26 vor, um den Eingriff mit der Strebe 22 sicherzustellen.
In dem in Figur 5 gezeigten Beispiel einer Trommelbremse kann der zweite Hebel mit dem Bremsschuh 14 in der Nähe des oberen Endes des Bremsschuhes 14 über einen Zapfen 92 drehbar verbunden sein. Diese Anordnung würde jedoch die Drehmomentausbeute bei umgekehrter Richtung verringern, da die Strebe 22 direkt auf den zweiten Hebel 26 wirken würde, anstatt über ein Hebelverhältnis von Strebe bis Widerlager (29 bis 31) zu Strebe bis Schuhkontakt (28 bis 64).
Um die Trommelbremse 7 zu betätigen, dreht der Motor 51 über den Getriebezug der Zahnräder 50, 48 und 44 die Antriebsschraube 32, wodurch die Mutter 98 gegen das Lager 46 gezogen wird. Die Bewegung der Mutter 98 ruft eine Krafterteilung auf den ersten Hebel 18 über seine Drehverbindung am Punkt 16 hervor, was eine Krafterteilung hervorruft, die ein Nach-außen-drücken des Bremsschuhs 12 in Eingriff mit der Bremstrommel 80 zur Folge hat. Gleichzeitig wird der erste Hebel 18 über die Strebe 22 eine Druckkraft auf den zweiten Hebel 26 in einer solchen Weise ausüben, daß der Bremsschuh 14 nach außen gedreht wird, wodurch er mit der Bremstrommel 80 in Eingriff tritt und wodurch ein Ende 35 des Bremsschuhs vom Anker 60 durch eine Lücke 37 getrennt wird. Eine Bewegung des Bremsschuhs 14 drückt das Justierglied 42 nach links und überträgt Kraft auf den Bremsschuh 12, der durch den Anker 60 abgestützt wird, wodurch ein Duo-Servo-Betrieb bewirkt wird. Die oben genannte Lücke 37 tritt auf, wenn die Trommelbremse 7 betätigt wird, wenn das Fahrzeug auf ebener Fläche gebremst wird oder wenn das Fahrzeug bergauf fährt.
Der Fahrzeugführer wird dann üblicherweise den Feststellbremsmechanismus betätigen, der schematisch als Teil 52 dargestellt ist, wodurch die Welle des Motors 51 und sein zugeordnetes Ritzel 50 gegenüber weiterer Rotation wirksam blockiert werden. Eine ausführlichere Erklärung der Arbeitsweise, die den Elektromotor gegenüber einer Rotation blockiert, kann in der EP-A-0 520 525 gefunden werden. Wenn das Fahrzeug auf einem Hügel geparkt wird, drängt die Schwerkraft die Trommel 80 zu einer Rotation in umgekehrter Richtung (bei der Darstellung in Figur 1 im Uhrzeigersinn), so daß der Reibschluß zwischen Bremsschuh 14 und Bremstrommel durch Bewegung des Bremsschuhs 14 im Uhrzeigersinn zum Schließen der Lücke 37 verringert wird. Der Bewegung des Bremsschuhs 14 zum Schließen der Lücke 37 wird entsprechend einem Parallelogramm entgegengewirkt, welches durch die Antriebsschraube 32 und die Mutter 98, den ersten und den zweiten Hebel 80, 26 und die Strebe 22 gebildet wird. Die Strebe 22 wird unter Spannung gehalten und hält daher den Bremsschuh 14 in einer Eingriffsposition mit der Bremstrommel 80.
Die Drehverbindungspunkte des ersten Hebels 18 bei 16 mit der Mutter 98 und bei 24 mit der Strebe 22 und bei 62 mit dem Bremsschuh 12 sind im allgemeinen kollinear, und in ähnlicher Weise sind die Drehpunkte 30, 28 und 64 des zweiten Hebels 26 kollinear. Es wurde gefunden, daß die kollineare Beziehung effizienter ist, um eine maximale Kraftübertragung des von der Antriebsschraube 32 ausgeübten Drehmoments auf die Bremsschuhe 12, 14 nach außen zu bewirken.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf den Bremsmechanismus der EP-A-0 520 525 beschrieben wurde, ist festzustellen, daß diese Erfindung bei jeder anderen Art von Feststellbremsmechanismus verwendbar ist, welche die Antriebsschraube 32 blockiert.

Claims

1. Elektrisch betätigbare Trommelbremse (7) für ein Rad eines Kraftfahrzeugs mit einer Bremstrommel (18) zur Verbindung mit dem Fahrzeugrad&sub1; mit einer Trägerplatte (10) zur Verbindung mit dem Fahrzeug, mit ersten und zweiten Bremsschuhen (12, 14) mit Mitteln zur drehbaren Verbindung mit der Trägerplatte zum reibenden Eingriff mit der Bremstrommel, mit einem ersten mit einem Gewinde versehenen Glied (98), welches linear beweglich zur Trägerplatte (10) angeordnet ist, mit einem ersten Betätigungshebel (18) mit Mitteln zur drehbaren Anordnung auf dem ersten mit einem Gewinde versehenen Glied (98) und mit Mitteln zur drehbaren Anordnung (31) auf dem ersten Bremsschuh (12), um dem ersten Bremsschuh (12) eine Betätigungskraft zu erteilen, mit einem zweiten Betätigungshebel (26), dessen eines Ende mit Mitteln zur drehbaren Anordnung (30) auf der Trägerplatte (10) und dessen zweites Ende mit Mitteln zur drehbaren Anordnung (64) auf dem zweiten Bremsschuh (14) versehen ist, um dem zweiten Bremsschuh (14) eine Betätigungskraft zu erteilen, mit einer Strebe (22) mit Mitteln zur Anordnung (24, 28) an und zwischen dem ersten und dem zweiten Betätigungshebel (18, 26), um eine Betätigungskraft vom ersten Betätigungshebel (18) auf den zweiten Betätigungshebel (26) zu übertragen, mit einem zweiten mit einem Gewinde versehenen Glied (32) welches mit seinem Gewinde mit dem ersten mit einem Gewinde versehenen Glied (98) in Eingriff steht, um vom ersten mit einem Gewinde versehenen Glied (98) eine Betätigungskraft auf den ersten Betätigungshebel (18) zu übertragen, mit Elektromotormitteln (51), welche dem zweiten mit einem Gewinde versehenen Glied (32) drehfest zugeordnet sind, und mit Mitteln (52) zur Verzögerung der Drehbewegung des zweiten mit einem Gewinde versehenen Gliedes (32).

2. Elektrisch betätigbare Trommelbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebe (22) über Schlitze mit dem ersten und dem zweiten Betätigungshebel (18, 26) in Eingriff steht.

3. Elektrisch betätigbare Trommelbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schuh (12, 14) relativ zur Trägerplatte (10) verdrehbar angeordnet sind und bei Drehbewegung gegen einen gemeinsamen Anker (60) stoßen, der auf der Trägerplatte befestigt ist.

4. Elektrisch betätigbare Trommelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebe (22) drehbar (24) im Bezug auf den ersten Betätigungshebel (18) angeordnet ist, und daß diese drehbare Anordnung und die drehbare Anordnung (16) des ersten Betätigungshebels in Bezug auf das erste mit einem Gewinde versehene Glied (98) und die drehbare Anordnung (31) des ersten Betätigungshebels in Bezug auf den ersten Bremsschuh (12) im allgemeinen kollinear miteinander sind.

5. Elektrisch betätigbare Trommelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Betätigungshebel (26) drehbar (28) in Bezug auf die Strebe (22) angeordnet ist, und daß diese drehbare Anordnung und die drehbare Anordnung (30) des zweiten Betätigungshebels (26) in Bezug auf die Trägerplatte (10) und die drehbare Anordnung (64) des zweiten Betätigungshebels in Bezug auf den zweiten Bremsschuh (14) im allgemeinen kollinear sind.

6. Elektrisch betätigbare Trommelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste mit einem Gewinde versehene Glied eine Mutter (98) ist.

7. Elektrisch betätigbare Trommelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite mit einem Gewinde versehene Glied eine Antriebsschraube (32) ist.