[go: up one dir, main page]

WO2016131670A2 - Nachstelleinheit - Google Patents

Nachstelleinheit Download PDF

Info

Publication number
WO2016131670A2
WO2016131670A2 PCT/EP2016/052673 EP2016052673W WO2016131670A2 WO 2016131670 A2 WO2016131670 A2 WO 2016131670A2 EP 2016052673 W EP2016052673 W EP 2016052673W WO 2016131670 A2 WO2016131670 A2 WO 2016131670A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
stator
actuating
unit according
actuating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/052673
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2016131670A3 (de
Inventor
Olaf Drewes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAF Holland GmbH
Original Assignee
SAF Holland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAF Holland GmbH filed Critical SAF Holland GmbH
Priority to US15/540,182 priority Critical patent/US20170358975A1/en
Priority to CN201680005904.0A priority patent/CN107407359B/zh
Priority to EP16704817.2A priority patent/EP3259832A2/de
Priority to MX2017010462A priority patent/MX377590B/es
Publication of WO2016131670A2 publication Critical patent/WO2016131670A2/de
Publication of WO2016131670A3 publication Critical patent/WO2016131670A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • H02K21/227—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos having an annular armature coil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/183—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with force-transmitting members arranged side by side acting on a spot type force-applying member
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/145—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having an annular armature coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
    • H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/24—Structural association with auxiliary mechanical devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
    • H02K7/1021—Magnetically influenced friction brakes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/38—Slack adjusters
    • F16D2065/386—Slack adjusters driven electrically
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type

Definitions

  • the present invention relates to an adjusting unit, in particular for use in a commercial vehicle brake.
  • Adjustment units for use in commercial vehicle brakes are known from the prior art.
  • mechanical elements are provided, with which the adjusting unit adapts the brake system to a wear of the friction linings.
  • the adjusting devices serve to keep the distance covered by the brake shoes or brake pads low when initiating a braking operation and thus also to be able to keep the reaction time of the brake system as low as possible.
  • So far adjusting units are designed as purely mechanically operated systems, for example, a spring element or a combination of different spring elements with a coupling region allows a gradual readjustment of the brake system.
  • the adjustment units known from the prior art are error-prone, expensive to produce, require too much space and have too high a weight.
  • the object of the present invention is to provide an adjusting unit which is simple to manufacture, reliable, space-saving and lightweight.
  • the adjusting unit comprises a stator and a rotor, wherein the stator and / or the rotor has a coil arrangement, wherein the rotor is mounted rotatably about an actuating axis to the stator and the stator is secured against rotation about the actuating axis relative to a base body, wherein in the Coil arrangement, a magnetic field is generated which rotates the rotor relative to the stator, wherein the rotor is in engagement with a first actuating element such that a rotation of the rotor relative to the actuating element causes a displacement of the actuating element relative to the rotor along the actuating axis.
  • the adjusting unit is preferably a subsystem of a brake system of a motor vehicle, particularly preferably a commercial vehicle.
  • the adjusting unit at least two relatively rotatable or rotatable elements are provided, a stator and a rotor.
  • the adjusting unit has a coil arrangement which is designed to generate a magnetic field, which can act a torque between the rotor and the stator.
  • the combination of stator and rotor thus functions as an electric motor, which generates a torque that causes a rotation of the rotor relative to the stator.
  • the rotor is engaged with a first transmission portion such that rotation of the rotor relative to the stator results in displacement of the first transmission portion relative to the stator.
  • the first transmission section can be an end face of the rotor, which is designed such that it can transmit an actuation force of a brake to, for example, a jaw element.
  • the first transmission section intersects or lies on the actuating axis.
  • the engagement between the rotor and the first transmission section also be indirect, so that, for example, a further element, or another portion between the transmission section and the rotor is arranged, which triggers a displacement movement along the actuating axis between the rotor and the first transmission section.
  • the first transmission section can be screwed out of the stator relative to the stator either directly via the rotor or indirectly via another intermediate element or screwed into it.
  • the adjustment unit can preferably be integrated into existing disc brakes or drum brake systems.
  • the power transmission piston of an expanding wedge brake can preferably be replaced by an adjusting unit in the sense of the present invention.
  • the stator preferably has the same outer dimensions, advantageously the same outer diameter, as the power transmission piston of a conventional expanding wedge drum brake.
  • a conventional disc brake can be the power transmission member, which the braking force from an operating unit such as a brake cylinder or a lever connected thereto to the brake shoes transmits, set by an adjusting unit consisting of at least one stator and a rotor and a transmission section in the context of the present invention.
  • the adjustment takes over in addition to the compensation of the wear of the brake pads and the compensation of the wear of the brake disc or the brake drum.
  • the adjusting unit in addition to the adjustment and the function of the provision is taken over by the adjusting unit.
  • the arrangement of the stator and the rotor acting as a motor can act in both directions of rotation.
  • the provision can be achieved by rotation of the rotor and the stator such that the rotor is screwed into the stator or in an additional element.
  • the adjusting unit preferably also serves for a drum brake the system-related disadvantage that expands the drum during braking and cools after braking again contracts to compensate.
  • the brake system of the commercial vehicle depending on the temperature of the brake drum make an adjustment or a provision to the adjustment by simply one of the two rotational directions between the rotor and stator is selected. By doing so, the hot running of the brake system can be prevented, which occurred in a conventional, path-controlled adjustment, if adjusted too much.
  • the stator and the rotor are at least partially, preferably for the most part, arranged within a space spanned by the base body.
  • the main body is preferably a part of a housing of a caliper or an expanding wedge unit of a drum brake.
  • the base body with advantage to a recess in which the stator is arranged and preferably secured against displacement transversely to the actuating axis.
  • engaging means are provided in the recess on the base body, which secure the stator against rotation about the actuating axis and at the same time allow a displacement of the stator along the actuating axis relative to the base body.
  • stator and the rotor are arranged at least partially within the base body and thus within the recess of the base body.
  • the adjustment unit in the sense of the present invention requires no external, in other words outside of the housing or the base body components.
  • drive elements such as mechanical or electrical drives and transmission shafts outside the housing of a caliper or a Sp Schwarzkeiliser are arranged and transmitted via waves a force in the actual adjustment.
  • the body also provides protection against the ingress of dirt and foreign bodies in the composite of stator and rotor.
  • corresponding sealing elements between the base body and the stator or between the main body and the rotor may be provided.
  • the stator and the rotor for the most part, that is, in other words preferably arranged with at least 50 percent, more preferably with at least 80 percent of their extension along the actuating axis within a space spanned by the body.
  • the stator and the rotor are arranged completely within the main body. It is possible in this way to fully secure the adjusting unit against the ingress of dirt and foreign bodies and at the same time to achieve the maximum space savings due to a very compact design.
  • the rotor is arranged predominantly within a space defined by the stator.
  • the rotor is thus arranged in a recess of the stator, wherein in a particularly preferred case, at least half of the extension of the rotor is arranged along the actuating axis within this recess of the stator. It can be not only by the arrangement of the stator and the rotor within the body, but also by the particularly compact design of the composite of stator and rotor a particularly compact design of Reach adjustment unit.
  • the volume defined by the outer geometry of the stator is preferably defined as the space defined by the stator.
  • the volume spanned by the base body is, in other words, the volume enclosed by the outer dimensions of the base body.
  • At least one second coil arrangement or a permanent magnet on the respective other unit is required in addition to the coil arrangement, which is provided either on the rotor or on the stator.
  • the rotor has a permanent magnet.
  • the advantage of a permanent magnet on the rotor is that it does not have to be supplied with an electrical voltage and thus no sliding contacts for supplying a voltage or for generating an electric current in coils on the rotor are required.
  • a permanent magnet offers the advantage that the rotor can be designed particularly simply and there must be no sliding contact and thus no wear in the area between the rotor and the stator.
  • the rotor and the stator with the coil arrangement and a permanent magnet or with two coil arrangements form a stepping motor, wherein the coil arrangement has at least four windings distributed around the actuation axis.
  • the stepping motor uses a principle known from the prior art in which a motor with a specific number of individual coils or windings, by applying a voltage in one or a specific selection of windings, determines a specific rotation step with a precisely defined one Angle performs.
  • the element arranged on the rotor, permanent magnet or second coil arrangement preferably also has a multipart design.
  • a permanent magnet is divided into at least two parts.
  • the second coil arrangement arranged on the rotor has at least two windings.
  • the stator has a second transmission section, wherein an actuation force of an actuating unit acting along the actuation axis is receivable on the first transmission section or the second transmission section and can be transmitted to a jaw element in the other of the sections, first or second transmission section.
  • the second transfer section is preferably an end face of the stator with respect to its extension along the actuation axis.
  • the second transmission section advantageously has, for example, a hardened surface which is able to absorb high forces with simultaneously low wear and low friction from an actuating unit or to deliver them to a jaw element.
  • the second transfer section in which a linkage of a brake cylinder acts on the second transfer section in order to transfer the force of the brake cylinder to the brake shoe arrangement of a disc brake caliper, the second transfer section preferably has a concave depression into which the rod and can be secured against slipping out of the engagement area between the stator and the linkage.
  • the first transmission section is part of an actuating element, wherein the actuating element is rotatably mounted to the rotor and is engaged via a thread with the rotor.
  • the actuating element is rotatably mounted to the rotor and is engaged via a thread with the rotor.
  • an actuation element is provided which extends over a thread is engaged with the rotor. It can be achieved in this way, a rotational movement of the rotor relative to the stator in a longitudinal movement of the actuating element relative to the actuating axis.
  • the first transmission section is preferably the end face of the actuating element relative to the actuating axis.
  • a rotation of the rotor about the actuating axis relative to the actuating element causes a change in the extension of the composite of actuating element, rotor and stator along the actuating axis.
  • a thread between the rotor and the actuating element is advantageously arranged, which relative to the rotation of the rotor the actuator causes a lateral displacement along the actuating axis between the rotor and actuator.
  • the rotor is secured against displacement along the actuating axis relative to the stator.
  • the rotor in particular to keep the coil arrangement on the stator and the second coil arrangement provided on the rotor or the second coil arrangement provided on the rotor or the permanent magnet provided on the rotor constant.
  • a snap ring may be provided, which engages the rotor and this secures against displacement relative to the stator along the actuating axis. In this way, the efficiency of the electric drive can be increased by the coil arrangement.
  • the actuating element has a securing portion, which is provided with a rotation preventing element on the base body side or with a backside side
  • Anti-rotation is engaged to secure the actuator against rotation to the actuating axis relative to the body and / or relative to a jaw member.
  • a securing section is preferably provided, which engages either with a base-side anti-rotation device which is arranged on the base body or with a back-side anti-rotation device which is provided on a jaw element stands.
  • the base-side rotation can advantageously be a projection which engages in a preferably designed as a groove on the actuating element Sich ceremoniessab- cut and while permitting a displacement of the actuating element along the actuating axis, but prevents rotation of the actuating element about the actuating axis relative to the base body.
  • the actuating element preferably has a groove or a corresponding engagement geometry in the region of the first transmission section, which engages with a jaw element, in order to again prevent a rotation of the actuating element relative to the jaw element. In this case, in particular prevents it to rotation of the actuating element relative to Jaw member comes and thus takes place on the superimposed surfaces of the jaw member and the first transfer section.
  • the actuating element has an actuating bolt, which engages with an external thread in an internal thread on a rotor recess of the rotor.
  • the engagement region of the rotor is thus designed as a recess with an internal thread into which a section of the actuating element designed as an actuating bolt engages, preferably is screwed in.
  • the advantage of this embodiment is that the coil arrangement arranged with advantage on the outer surface of the rotor or the permanent magnet arranged on the outer surface of the rotor acts with a larger lever arm about the actuation axis than the internal thread on the rotor recess and thus a higher circumferential force in the region of the thread between rotor and actuator pin is achieved.
  • the actuating element has an actuating recess with an internal thread, which engages in an external thread of a rotor pin of the rotor.
  • the actuating element has an actuating recess with an internal thread into which the rotor is screwed.
  • the depth of cut of the thread can be kept smaller than is the case in the previously described alternative embodiment of the actuating element with actuating bolt, whereby the production cost of the adjusting unit reduces with advantage.
  • This higher transferable force between the actuator and rotor is bought in the present case by a slightly larger size of the composite of actuator and rotor.
  • the appropriate design of the connection region between the actuating element and the rotor can be selected.
  • the coil arrangement surrounds the rotor at least regionally and has a mean coil diameter, wherein the engagement region between the rotor and the actuating element has a mean engagement diameter, wherein the average engagement diameter at most 0.8 times, preferably at most 0.6 times and most preferably is about 0.3 to 0.5 times the mean coil diameter.
  • the coil assembly preferably surrounds the rotor along a cylindrical surface extending radially about the actuating axis. In this case, the diameter, in which the force acting in the circumferential direction about the actuating axis between the rotor and the stator acts in the physical sense, is considered as the mean coil diameter.
  • the average coil diameter can be applied exactly in the middle between the coil arrangement arranged on the stator and the permanent magnet provided on the rotor or the second coil arrangement provided on the rotor.
  • the mean engagement diameter is preferably the diameter in which, in the physical sense, the force acting in the circumferential direction about the actuation axis acts in the thread, which is provided between the actuation element and the rotor. It has been found that by providing a lever arm which is designed such that the average engagement diameter is at most 0.8 times the mean coil diameter, a good compromise of high, acting in the thread torques and at the same time a small space requirement of the adjusting unit reached is.
  • a very high torque can preferably be generated, while still the space required for adjusting it can be kept so low.
  • the particularly preferred ratio range of 0.3 - 0.5 the highest torque in the thread can be achieved, at the same time the space requirement of
  • adjusting unit is slightly larger by a larger diameter of the coil arrangement, as in the previously described embodiments, but this is still accompanied by attempts by the applicant with a relatively compact design of the adjusting unit.
  • the coil assembly at least partially surrounds the rotor and has a mean coil diameter, wherein the engagement region between the rotor and the stator has a mean engagement diameter, wherein the mean engagement diameter is at most 0.9 times, preferably at most 0.75 times and more preferably 0.5-0.7 times the mean coil diameter.
  • the main body is part of a housing of an expanding wedge brake or a caliper, wherein the base body has an opening through which a cable for powering the coil assembly can be guided.
  • an opening is provided in the base body in the region of the bearing of the stator, through which a cable for supplying power to the coil arrangement can be guided.
  • This opening is particularly preferably formed as an elongated hole to allow for a displacement of the stator along the actuating axis during a braking operation without further power supply to the coil assembly.
  • a sliding contact could also be provided in the base body, on which a corresponding contact on the stator slidingly transmits the corresponding voltage to the coil arrangement.
  • the thread provided between the actuating element and the rotor or between the rotor and the stator is designed as a self-locking thread.
  • a self-locking thread ensures that in the absence of a voltage in the coil assembly, the adjusting unit does not unintentionally reset and thus there is too much play on the brake system.
  • the self-locking thread is characterized in particular by a very small increase or a small thread pitch, which in addition to the self-locking effect also offers the advantage that with a relatively small torque in the thread a large force which acts along the actuating axis and an adjustment between the actuator or rotor and each stator causes can be achieved.
  • FIG. 1 is a schematic view of a preferred embodiment of the adjusting unit according to the invention without actuator
  • Fig. 2 is a view of the adjusting unit of FIG. 1 in the extended
  • FIG. 3 shows a schematic and partially sectioned view of two adjusting units in the sense of the present invention for use in an expanding wedge brake
  • 4 is a partially sectioned view of an alternative embodiment of the readjustment units shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a partially sectioned view of an adjustment unit for the invention
  • Fig. 6 is a sectional view of an alternative embodiment of the adjusting unit shown in Fig. 5.
  • Fig. 1 shows a first preferred embodiment of the adjusting unit according to the invention, in which a stator 2 is mounted displaceably in a recess of a base body 5 along an actuating axis B.
  • a rotor 4 is arranged, which is supported on the stator via a thread.
  • the rotor 4 has on its outward or in the figure to the left-facing end face on a first transmission section 9, via which a supporting force on a jaw member 8 along the actuating axis B is transferable.
  • the composite of stator 2 and rotor 4 has a second transfer section 10, which in the present case is preferably designed as an oblique surface which is able to absorb a force of an actuating unit 12.
  • the setting unit 12 is preferably an expanding wedge unit which transmits a force to the stator 2 along the actuating axis B in order to press the composite of stator 2 and rotor 4 against the jaw element 8.
  • the stator 2 has a stator-side anti-rotation device 25 or a securing section 65, which engages in a corresponding base-side anti-rotation device 55 and a Verlabilley along the actuation axis permits, but prevents rotation of the stator 2 about the actuating axis B.
  • the stator 2 has on its inside a coil arrangement 7, which in the present case preferably consists of four windings 72.
  • a permanent magnet 71 is provided on the rotor. which is arranged such that a magnetic field generated in the windings 72 generates a torque in the permanent magnet 71 about the operation axis B.
  • the coil arrangement 7 has a mean coil diameter D 7 , which in the present case is only slightly larger than the average engagement diameter D 4 between the rotor 4 and the stator 2 in the thread connecting the two components.
  • the embodiment shown in FIG. 1 thus makes it possible to realize a particularly compact design with a substantially cylindrical outer geometry of the stator 2 (apart from the stator-side anti-rotation lock 25). It is particularly preferred that a sliding-reducing material is provided in the first transfer section 9, which reduces the friction upon rotation of the rotor 4 relative to the stator 2 and also relative to the jaw element 8.
  • Fig. 2 shows the embodiment of the adjusting unit shown in Fig. 1, wherein the rotor 4 is in its intended from the stator 2 in operation, maximum unscrewed position. This position is thus preferably realized in the adjustment unit when the brake shoe pads are almost completely worn out and should soon be replaced.
  • the permanent magnet 71 which is fixed to the rotor 4
  • FIG. 1 and 2 an additional actuating element 6 can be dispensed with, as is required in the embodiments described below.
  • the power supply of the coil assembly 7 and the windings 72 is not shown, but it is understood that, of course, a cable can be passed through the stator 2 and an opening 51 (not shown) in the main body 5 from the Adjustment can be led out.
  • 3 shows a further preferred embodiment of the adjustment unit according to the invention, wherein in a base body 5, which is preferably the housing of an expanding wedge unit, at least one stator 2 is displaceably arranged along an actuating axis B. In contrast to the embodiments of the adjusting unit according to the invention shown in FIGS.
  • an actuating element 6 is provided in the present embodiment, which engages via a thread on the rotor 4 and relative to the rotor and the stator 2 along the actuating axis by a rotation about the actuating axis is relocated.
  • the advantage with this embodiment is that the coil arrangement 7 provided on the rotor 4 and on the stator 2 does not undergo a displacement movement along the actuation axis B relative to one another as in FIGS. 1 and 2, but can always be held exactly opposite one another. In this way, the coil assembly 7 can be optimized for maximum torque with a small size. Furthermore, it is shown that the mean coil diameter D 7 is greater than the average engagement diameter.
  • the ratio of the average engagement diameter D 4 and the mean coil diameter D 7 is about 0.5-0.6, since in this way a particularly high torque in the thread between the rotor 4 and the actuator 6 can be generated and the size of the entire composite of stator 2, rotor 4 and actuator 6 can be kept very compact and small.
  • the first transmission section 9 is not arranged on the rotor 4, but on the actuating element 6.
  • the second transmission section 10 is as in the embodiments previously shown on Stator 2 is provided and engages an adjusting unit 12 a.
  • the rotor 4 has a rotor recess 43, in which a section of the actuating element 6 equipped as an actuating bolt 62 with an external thread engages.
  • a current connection 74 is shown schematically and rotated by 90.degree.
  • the actuation axis B which can be connected to a cable 51 in the main body 5 via a slot 51 formed as a slot, to ensure the appropriate voltage to supply the coil assembly 7 with power.
  • the opening 51 is preferably formed as an elongated hole, that the displacement movement of the stator 2 along the operating axis B in a braking operation together with the power cable, which is connected to the power supply, can be performed without causing a shearing in the leadership in the Base 5 comes.
  • the actuating element 6 has a securing section 65, which engages with the back-side anti-rotation lock 85 of a brake shoe 8.
  • the engagement shown in FIG. 1 can also be provided on the actuating element 6 with an anti-rotation device 55 on the base body side.
  • the actuating element 6 on its cylindrical outer surface preferably has a securing portion 65 analogous to the stator-side anti-rotation device 25.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the composite of stator 2, rotor 4 and actuating element 6, which can be used in an adjusting unit in the sense of FIG. 3.
  • the actuating element 6 instead of the confirmation bolt 62 on an actuating recess 63, which can be screwed from the outside via the rotor 4 and a rotor bolt provided on the rotor 42.
  • the stator 2 and the coil arrangement 7 provided on the stator 2 are arranged within a recess on the rotor 4.
  • the advantage of this embodiment is that the actuating element 6 surrounds the rotor 4 and the stator 2 at least over a large area and thus protects against external influences.
  • stator side VerFêt 25 In the region of the second transmission section 10 is also a stator side VerFêt 25 shown, via which the stator engages an adjusting unit 12 and is secured at the same time against rotation about the actuating axis B.
  • the rotor 4 and the stator 2 are secured against displacement along the actuating axis B relative to each other. In the embodiment shown in Fig. 4, this is done by a snap ring, which sits in the region of the left in the figure shown distal end of the stator 2 in a corresponding groove.
  • the actuating element 6 preferably has a securing section 65 formed as a groove for engagement in a back-side anti-twist device 85 (see FIG. 3) in order to prevent the actuating unit 6 from rotating about the actuating axis B relative to To secure the balk element 8.
  • Fig. 5 shows a preferred embodiment of the adjusting unit for use in a disc brake system of a commercial vehicle.
  • the second transmission section 10 is not acted upon by a Sp Drkeiliser with a force, as in the embodiments shown above, but by an actuating unit 12, which in the present case comprises a lever which is driven by a brake cylinder.
  • the interaction of the elements actuating element 6, rotor 4 and stator 2 takes place in the embodiment shown in FIG. 5 similar to the embodiment shown in FIG. 4.
  • the base element 8 is preferably a brake pad of a disc brake system.
  • the second transmission section 10 preferably has a concave curved geometry.
  • the actuating element 6 shows an alternative embodiment of the composite of stator 2, rotor 4 and actuating element 6 for use in the embodiment illustrated in FIG.
  • the actuating element 6 is equipped with an actuating bolt 62. equips, which engages in a rotor recess 43 with an internal thread on the rotor 4.
  • the mean engagement diameter D 4 in the region of the thread between the rotor 4 and the actuating element 6 is smaller than the mean coil diameter D 7 of the coil arrangement 7, which is provided between the stator 2 and the rotor 4 is.
  • the coil arrangement 7 thus generates a higher torque in the thread between the actuating element 6 and the rotor 4 than the example in FIG the embodiments shown in FIGS. 5 and 6 preferably has a securing portion 65.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Betrifft eine Nachstelleinheit, insbesondere zum Einsatz in einer Nutzfahrzeug- bremse, umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei der Stator und/oder der Rotor eine Spulenanordnung aufweist, wobei der Rotor um eine Betätigungsachse drehbar zum Stator gelagert und der Stator gegen Verdrehung um die Betätigungsachse relativ zu einem Grundkörper gesichert ist, wobei in der Spulenanordnung ein Magnetfeld erzeugbar ist, welches den Rotor relativ zum Stator dreht, wobei der Rotor mit einem ersten Übertragungsabschnitt derart in Eingriff steht, dass eine Verdrehung des Rotors eine Verlagerung des ersten Übertrag ungsabschnitts relativ zum Stator längs der Betätigungsachse bewirkt.

Description

Nachstelleinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nachstelleinheit insbesondere zum Einsatz in einer Nutzfahrzeugbremse.
Nachstelleinheiten zum Einsatz in Nutzfahrzeugbremsen sind aus dem Stand der Technik bekannt. In solchen Nachstelleinheiten sind mechanische Elemente vorgesehen, mit welchen die Nachstelleinheit das Bremssystem an einen Verschleiß der Reibbeläge anpasst. Mit anderen Worten dienen die Nachstellvorrichtungen dazu, den von den Bremsbacken oder Bremsbelägen zurückgelegten Weg bei Einleiten eines Bremsvorgangs gering zu halten und somit auch die Reaktionszeit der Bremsanlage möglichst gering halten zu können. Bisher werden Nachstelleinheiten als rein mechanisch betriebene Systeme ausgelegt, wobei beispielsweise ein Federelement oder eine Kombination verschiedener Federelemente mit einem Kupplungsbereich ein schrittweises Nachstellen der Bremsanlage ermöglicht. Die aus dem Stand der Technik bekannten Nachstelleinheiten sind dabei fehleranfällig, aufwendig herzustellen, benötigen einen zu großen Bauraum und weisen ein zu hohes Gewicht auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nachstelleinheit bereitzustellen, welche einfach herzustellen, verlässlich, platzsparend und leicht ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Nachstelleinheit gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß umfasst die Nachstelleinheit einen Stator und einen Rotor, wobei der Stator und/oder der Rotor eine Spulenanordnung aufweist, wobei der Rotor um eine Betätigungsachse drehbar zum Stator gelagert und der Stator gegen Verdrehung um die Betätigungsachse relativ zu einem Grundkörper gesichert ist, wobei in der Spulenanordnung ein Magnetfeld erzeugbar ist, welches den Rotor relativ zum Stator dreht, wobei der Rotor mit einem ersten Betätigungselement derart in Eingriff steht, dass eine Verdrehung des Rotors relativ zum Betätigungselement eine Verlagerung des Betätigungselements relativ zum Rotor längs der Betätigungsachse bewirkt. Die Nachstelleinheit ist vorzugsweise ein Teilsystem einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges, insbesondere bevorzugt eines Nutzfahrzeuges. In der Nachstelleinheit sind zumindest zwei relativ zueinander verdrehbare bzw. rotierbare Elemente vorgesehen, ein Stator und ein Rotor. Um den Stator und den Rotor in eine Drehbewegung relativ zueinander zu versetzen, weist die Nachstelleinheit eine Spulenanordnung auf, welche dafür ausgelegt ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches ein Drehmoment zwischen dem Rotor und dem Stator wirken lässt. Mit anderen Worten funktioniert die Kombination aus Stator und Rotor somit als elektrischer Motor, welcher ein Drehmoment erzeugt, das eine Ro- tation des Rotors relativ zum Stator verursacht. Der Rotor steht mit einem ersten Übertragungsabschnitt derart in Eingriff, dass eine Verdrehung des Rotors relativ zum Stator eine Verlagerung des ersten Übertragungsabschnitts relativ zum Stator zur Folge hat. Der erste Übertragungsabschnitt kann dabei im einfachsten Fall eine Stirnfläche des Rotors sein, welche derart ausgebildet ist, dass sie eine Betä- tigungskraft einer Bremse an beispielsweise ein Backenelement übertragen kann. Hierbei ist es bevorzugt, dass der erste Übertragungsabschnitt die Betätigungsachse schneidet bzw. auf dieser liegt. Weiterhin kann der Eingriff zwischen Rotor und dem ersten Übertragungsabschnitt auch indirekt sein, so dass beispielsweise ein weiteres Element, oder ein weiterer Abschnitt zwischen dem Übertragungsabschnitt und dem Rotor angeordnet ist, welcher eine Verlagerungsbewegung längs der Betätigungsachse zwischen dem Rotor und dem ersten Übertragungsabschnitt auslöst. Durch die Verlagerung des ersten Übertragungsabschnitts relativ zum Stator wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit Vorteil eine Veränderung der Länge der Nachstelleinheit, gemessen längs der Betätigungsachse oder vorzugsweise parallel zur Betätigungsachse, verursacht. Diese Vergrößerung des Abstandes zwischen dem ersten Übertragungsabschnitt und einer vom ersten Übertragungsabschnitt abgewandten und am weitesten vom ersten Übertragungsabschnitt entfernten Fläche des Stators, dient dabei bevorzugt dem Ausgleich eines Verschleißes von Bremsbackenelementen. Mit anderen Worten kann der erste Übertragungsabschnitt relativ zum Stator entweder direkt über den Rotor oder indirekt über ein weiteres zwischengeordnetes Element aus dem Stator herausge- schraubt oder in diesen hineingeschraubt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind dabei vorzugsweise keine weiteren mechanischen Kraftübertragungselemente nötig, sondern es reicht allein die Rotation des Rotors relativ zum Stator und das Vorsehen eines Gewindes, entweder zwischen dem Rotor und dem Stator oder zwischen dem Rotor und einem zwischen Rotor und Übertra- gungsabschnitt angeordneten weiteren Element, um die entsprechende Längenänderung der Nachstelleinheit längs der Betätigungsachse zu erreichen. Auf diese Weise ist eine besonders einfache und leichte Konstruktion der Nachstelleinheit möglich. Durch das Fehlen weiterer mechanischer Bauteile ist auch die Fehleranfälligkeit der Nachstelleinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung be- sonders gering. Durch die besonders kompakte Auslegung lässt sich die Nachstelleinheit vorzugsweise in bereits bestehende Scheibenbremsen oder Trommelbremssysteme integrieren. Hierbei kann vorzugsweise der Kraftübertragungskolben einer Spreizkeilbremse durch eine Nachstelleinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung ersetzt werden. Der Stator weist vorzugsweise die gleichen Außendi- mensionen, mit Vorteil also den gleichen Außendurchmesser, auf wie der Kraftübertragungskolben einer herkömmlichen Spreizkeiltrommelbremse. Auch in einer herkömmlichen Scheibenbremse lässt sich das Kraftübertragungsglied, welches die Bremskraft von einer Betätigungseinheit wie beispielsweise einem Bremszylinder oder einem daran angeschlossenen Hebel an die Bremsbacken überträgt, durch eine Nachstelleinheit bestehend aus zumindest einem Stator und einem Rotor und einem Übertragungsabschnitt im Sinne der vorliegenden Erfindung er- setzen. Vorzugsweise übernimmt die Nachstelleinheit neben dem Ausgleich des Verschleißes der Bremsbeläge auch den Ausgleich des Verschleißes der Bremsscheibe oder der Bremstrommel. Darüber hinaus wird neben der Nachstellung auch die Funktion der Rückstellung durch die Nachstelleinheit übernommen. Insbesondere kann die als Motor fungierende Anordnung des Stators und des Rotors in beide Rotationsrichtungen wirken. Die Rückstellung kann dabei durch Rotation des Rotors und des Stators derart, dass der Rotor in den Stator oder in ein zusätzliches Element hineingeschraubt wird, erreicht werden. Auf diese Weise dient die Nachstelleinheit vorzugsweise auch dazu bei einer Trommelbremse den systembedingten Nachteil, dass sich die Trommel beim Bremsen ausdehnt und nach dem Bremsen abkühlt wieder zusammenzieht, auszugleichen. Hierfür kann das Bremssystem des Nutzfahrzeuges je nach Temperatur der Bremstrommel eine Nachstellung oder eine Rückstellung an der Nachstelleinheit vornehmen, indem einfach eine der beiden Rotationsrichtungen zwischen Rotor und Stator gewählt wird. Durch diese Vorgehensweise kann das Heißlaufen der Bremsanlage verhindert werden, welches bei einer herkömmlichen, weggesteuerten Nachstellung auftrat, wenn zu stark nachgestellt wurde.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Stator und der Rotor zumindest bereichsweise, vorzugsweise zum überwiegenden Teil, innerhalb eines vom Grundkörper aufgespannten Raumes angeordnet. Der Grundkörper ist vorzugsweise ein Teil eines Gehäuses eines Bremssattels oder einer Spreizkeileinheit einer Trommelbremse. Dabei weist der Grundkörper mit Vorteil eine Aussparung auf, in welcher der Stator angeordnet und vorzugsweise gegen Verlagerung quer zur Betätigungsachse gesichert ist. Mit Vorteil sind in der Aussparung am Grund- körper Eingriffsmittel vorgesehen, welche den Stator gegen Rotation um die Betätigungsachse sichern und gleichzeitig aber eine Verlagerung des Stators längs der Betätigungsachse relativ zum Grundkörper erlauben. Besonders bevorzugt ist es, dass der Stator und der Rotor zumindest bereichsweise innerhalb des Grundkörpers und somit innerhalb der Aussparung des Grundkörpers angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine kompakte Bauweise des gesamten Bremssystems erreicht werden, da die Nachstelleinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung keine exter- nen, mit anderen Worten außerhalb des Gehäuses oder des Grundkörpers liegenden Bauteile erfordert. Dies ist ein deutlicher Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Nachstelleinheiten, bei denen Antriebselemente wie beispielsweise mechanische oder elektrische Antriebe und Übertragungswellen außerhalb des Gehäuses eines Bremssattels oder eine Spreizkeileinheit angeordnet sind und über Wellen eine Kraft in die eigentliche Nachstelleinheit übertragen. Darüber hinaus bietet der Grundkörper auch einen Schutz gegen das Eindringen von Schmutz und Fremdkörpern in den Verbund aus Stator und Rotor. Zu diesem Zweck können vorzugsweise entsprechende Dichtelemente zwischen den Grundkörper und dem Stator bzw. zwischen dem Grundkörper und dem Rotor vorgesehen sein. Insbesondere bevorzugt sind der Stator und der Rotor zum überwiegenden Teil, d. h. mit anderen Worten vorzugsweise mit zumindest 50 Prozent, insbesondere bevorzugt mit zumindest 80 Prozent ihrer Erstreckung längs der Betätigungsachse innerhalb eines vom Grundkörper aufgespannten Raumes angeordnet. Besonders bevorzugt sind der Stator und der Rotor vollständig innerhalb des Grundkörpers angeordnet. Es ist auf diese Weise möglich, die Nachstelleinheit vollständig gegen das Eindringen von Schmutz und Fremdkörpern zu sichern und gleichzeitig die maximale Bauraumersparnis aufgrund einer sehr kompakten Bauweise zu erreichen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Rotor überwiegend innerhalb eines vom Stator aufgespannten Raumes angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Rotor also in einer Aussparung des Stators angeordnet, wobei in einem besonders bevorzugten Fall zumindest die Hälfte der Erstreckung des Rotors längs der Betätigungsachse innerhalb dieser Aussparung des Stators angeordnet ist. Es lässt sich nicht nur durch die Anordnung des Stators und des Rotors innerhalb des Grundkörpers, sondern auch durch die besonders kompakte Auslegung des Verbundes aus Stator und Rotor eine besonders kompakte Bauweise der Nachstelleinheit erreichen. Als vom Stator aufgespannter Raum wird dabei vorzugsweise das von der Außengeometrie des Stators definierte Volumen definiert. Analog hierzu ist das von dem Grundkörper aufgespannte Volumen mit anderen Worten das von den Außendimensionen des Grundkörpers umschlossene Volu- men.
Um die Funktionsweise des Rotors und des Stators im Sinne eines elektrischen Antriebes zu gewährleisten, ist neben der Spulenanordnung, welche entweder am Rotors oder am Stator vorgesehen ist, zumindest eine zweite Spulenanordnung oder ein Permanentmagnet an der jeweils anderen Einheit erforderlich. Bevorzugt weist der Rotor einen Permanentmagnet auf. Der Vorteil eines Permanentmagnets an dem Rotor ist, dass dieser nicht mit einer elektrischen Spannung versorgt werden muss und somit keine Schleifkontakte zur Zuführung einer Spannung bzw. zum Erzeugen eines elektrischen Stromes in Spulen am Rotor erforderlich sind. Für den Fall aber, dass eine höhere Leistung bzw. ein höheres Drehmoment zwischen Rotor und Stator erzeugt werden muss, kann es auch bevorzugt sein, anstelle eines Permanentmagneten am Rotor eine zweite Spulenanordnung vorzusehen, da durch die Steigerung des elektrischen Stromes in der Spulenanordnung wiederum das magnetische Feld verstärkt werden kann und somit ein höheres Drehmoment zwischen dem Rotor und dem Stator erreichbar ist. Ein Permanentmagnet bietet dagegen den Vorteil, dass der Rotor besonders einfach gestaltet werden kann und es keinen Schleifkontakt und somit auch keinen Verschleiß im Bereich der Lagerung zwischen Rotor und Stator geben muss. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bilden der Rotor und der Stator mit der Spulenanordnung und einem Permanentmagneten oder mit zwei Spulenanordnungen einen Schrittmotor, wobei die Spulenanordnung um die Betätigungsachse verteilt zumindest vier Wicklungen aufweist. Der Schrittmotor verwendet in diesem Zusammenhang ein aus dem Stand der Technik bekanntes Prinzip, bei welchem ein Motor mit einer bestimmten Anzahl einzelner Spulen oder Wicklungen durch Anlegen einer Spannung in einer oder einer bestimmten Auswahl der Wicklungen einen bestimmten Rotationsschritt mit einem jeweils genau definierten Winkel durchführt. Entsprechend der Aufteilung der Spulenanordnung in eine Vielzahl von Wicklungen weist auch das auf dem Rotor angeordnete Element, Permanentmagnet oder zweite Spulenanordnung, vorzugsweise eine mehrteilige Ausbildung auf. Vorzugsweise ist ein Permanentmagnet in zumindest zwei Teile unter- teilt. Alternativ hierzu weist die auf dem Rotor angeordnete zweite Spulenanordnung zumindest zwei Wicklungen auf. Es versteht sich, dass durch Erhöhung der Anzahl von Wicklungen die Stellschritte der Nachstelleinheit feiner gestaltet werden können, aber die Komplexität der elektrischen Anschlüsse der Nachstelleinheit steigt und somit auch Gewicht und Fehleranfälligkeit erhöht werden. Es hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass am Stator eine Spulenanordnung von nicht mehr als acht Wicklungen und am Rotor entsprechend eine Unterteilung des Permanentmagneten oder der zweiten Spulenanordnung in nicht mehr als sechs Teile von Vorteil ist. Auf diese Weise ließen sich bei Versuchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle erforderlichen Größen von Stell- schritten an der Nachstelleinheit erreichen, wobei gleichzeitig das Drehmoment zwischen dem Stator und dem Rotor durch die Möglichkeit, zwei Wicklungen gleichzeitig einzusetzen, ausreichend hohe Werte aufwies.
Mit Vorteil weist der Stator einen zweiten Übertragungsabschnitt auf, wobei eine längs der Betätigungsachse wirkende Betätigungskraft einer Stelleinheit an dem ersten Übertragungsabschnitt oder dem zweiten Übertragungsabschnitt aufnehmbar und im jeweils anderen der Abschnitte, erster oder zweiter Übertragungsabschnitt, an ein Backenelement übertragbar ist. Der zweite Übertragungsabschnitt ist vorzugsweise eine Stirnfläche des Stators bezogen auf seine Erstreckung längs der Betätigungsachse. Mit Vorteil weist der zweite Übertragungsabschnitt dabei beispielsweise eine gehärtete Oberfläche auf, welche in der Lage ist, hohe Kräfte bei gleichzeitig geringem Verschleiß und geringer Reibung von einer Stelleinheit aufzunehmen bzw. an ein Backenelement abzugeben. In einer bevorzugten Ausführungsform, bei der ein Gestänge eines Bremszylinders auf den zweiten Über- tragungsabschnitt einwirkt, um die Kraft des Bremszylinders auf die Bremsbackenanordnung eines Scheibenbremssattels zu übertragen, weist der zweite Übertragungsabschnitt vorzugsweise eine konkave Vertiefung auf, in welche das Ge- stänge eingreifen kann und gegen Herausrutschen aus dem Eingriffsbereich zwischen dem Stator und dem Gestänge gesichert ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der erste Übertragungsab- schnitt Teil eines Betätigungselements, wobei das Betätigungselement drehbar zum Rotor gelagert ist und über ein Gewinde mit dem Rotor in Eingriff steht. Insbesondere in dem Fall, in dem sich die Lage des Rotors längs der Betätigungsachse relativ zum Stator nicht ändern soll, der Rotor also nicht über ein Gewinde mit dem Stator in Eingriff steht, ist es bevorzugt, dass ein Betätigungselement vor- gesehen ist, welches über ein Gewinde mit dem Rotor in Eingriff steht. Es kann auf diese Weise eine Rotationsbewegung des Rotors relativ zum Stator in eine Längsbewegung des Betätigungselements bezogen auf die Betätigungsachse erreicht werden. Der erste Übertragungsabschnitt ist dabei vorzugsweise die Stirnfläche des Betätigungselements bezogen auf die Betätigungsachse. Durch das Vorsehen eines Betätigungselements wird zwar zusätzliches Gewicht in der Nachstelleinheit erzeugt, es lässt sich aber gleichzeitig die Effizienz der Spulenanordnung steigern, da keine Verschiebebewegung des Rotors relativ zum Stator längs der Betätigungsachse erforderlich ist, um eine Längenänderung des Verbundes aus Stator, Rotor und Betätigungselement zu erzeugen. Gleichzeitig ist eine Rota- tion des Betätigungselementes, und somit des Übertragungsabschnitts, relativ zum Backenelement oder relativ zur Stelleinheit nicht erforderlich, so dass Reibungsverschleiß an der Fläche des ersten Übertragungsabschnitts vermieden werden kann. Es kann auf diese Weise die Lebensdauer der Nachstelleinheit deutlich gesteigert werden.
Besonders bevorzugt bewirkt eine Verdrehung des Rotors um die Betätigungsachse relativ zum Betätigungselement eine Änderung der Erstreckung des Verbundes aus Betätigungselement, Rotor und Stator längs der Betätigungsachse. Um diese Längenveränderung des Verbundes aus Betätigungselement, Rotor und Stator zu bewirken, ist vorteilhafterweise ein Gewinde zwischen dem Rotor und dem Betätigungselement angeordnet, welches bei Verdrehung des Rotors relativ zum Betätigungselement eine laterale Verschiebung längs der Betätigungsachse zwischen Rotor und Betätigungselement bewirkt.
Vorzugsweise ist der Rotor gegen Verlagerung längs der Betätigungsachse relativ zum Stator gesichert. Um den Rotor in seiner Position relativ zum Stator zu halten, insbesondere um die Spulenanordnung am Stator und der am Rotor vorgesehenen zweiten Spulenanordnung oder den am Rotor vorgesehenen zweiten Spulenanordnung oder dem am Rotor vorgesehenen Permanentmagneten konstant zu halten. Dabei kann beispielsweise ein Sprengring vorgesehen sein, welcher am Rotor eingreift und diesen gegen Verlagerung relativ zum Stator längs der Betätigungsachse sichert. Auf diese Weise kann die Effizienz des elektrischen Antriebes durch die Spulenanordnung gesteigert werden.
Mit Vorteil weist das Betätigungselement einen Sicherungsabschnitt auf, welcher mit einer grundkörperseitigen Verdrehsicherung oder mit einer backenseitigen
Verdrehsicherung in Eingriff steht, um das Betätigungselement gegen Verdrehung, um die Betätigungsachse relativ zum Grundkörper und/oder relativ zu einem Backenelement zu sichern. Um zu verhindern, dass das Betätigungselement bei Rotation des Rotors einfach mitrotiert, ist vorzugsweise ein Sicherungsabschnitt vor- gesehen, welcher entweder mit einer grundseitigen Verdrehsicherung, welche am Grundkörper angeordnet ist, oder mit einer backenseitigen Verdrehsicherung, welche an einem Backenelement vorgesehen ist, in Eingriff steht. Die grundseitige Verdrehsicherung kann dabei vorteilhafterweise ein Vorsprung sein, welcher in einen vorzugsweise als Nut am Betätigungselement ausgebildeten Sicherungsab- schnitt eingreift und eine Verlagerung des Betätigungselements längs der Betätigungsachse zwar zulässt, aber eine Verdrehung des Betätigungselements um die Betätigungsachse relativ zum Grundkörper verhindert. Alternativ bevorzugt weist das Betätigungselement vorzugsweise im Bereich des ersten Übertragungsabschnitts eine Nut oder eine entsprechende Eingriffsgeometrie auf, welche mit ei- nem Backenelement in Eingriff steht, um wiederum eine Verdrehung des Betätigungselements relativ zum Backenelement zu verhindern. In diesem Fall wird insbesondere verhindert, dass es zu Rotation des Betätigungselements relativ zum Backenelement kommt und somit Verschleiß an den aufeinandergepressten Oberflächen des Backenelements und des ersten Übertragungsabschnitts stattfindet.
Mit Vorteil weist das Betätigungselement einen Betätigungsbolzen auf, welcher mit einem Außengewinde in ein Innengewinde an einer Rotoraussparung des Rotors eingreift. Mit Vorteil ist somit der Eingriffsbereich des Rotors als Aussparung mit einem Innengewinde ausgeführt, in welche ein als Betätigungsbolzen ausgeführter Abschnitt des Betätigungselements eingreift, vorzugsweise eingeschraubt ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die mit Vorteil an der Außenfläche des Rotors angeordnete Spulenanordnung oder der an der Außenfläche des Rotors angeordnete Permanentmagnet mit einem größeren Hebelarm um die Betätigungsachse wirkt, als das Innengewinde an der Rotoraussparung und somit eine höhere Umfangskraft im Bereich des Gewindes zwischen Rotor und Betätigungsbolzen erreicht wird.
In einer alternativen Ausführungsform weist das Betätigungselement eine Betätigungsaussparung mit einem Innengewinde auf, welche in ein Außengewinde eines Rotorbolzens des Rotors eingreift. Insbesondere wenn die Spulenanordnung oder der Permanentmagnet des Rotors und der entsprechende Eingriffsbereich zwischen Betätigungselement und Rotor längs der Betätigungsachse versetzt zueinander angeordnet sind, kann es bevorzugt sein, dass das Betätigungselement eine Betätigungsaussparung mit einem Innengewinde aufweist, in welches der Rotor einschraubbar ist. Durch eine Vergrößerung des Durchmessers des Gewindes lässt sich bei gleicher Gewindetiefe vorteilhafterweise eine größere Kraft zwi- sehen dem Betätigungselement und dem Rotor übertragen, ohne dass es zu Schädigungen des Gewindes kommt. Auf diese Weise kann insbesondere die Schnitttiefe des Gewindes geringer gehalten werden, als dies bei der zuvor beschriebenen alternativen Ausbildung des Betätigungselements mit Betätigungsbolzen der Fall ist, wodurch sich mit Vorteil der Herstellungsaufwand der Nachstel- leinheit reduziert. Diese höhere übertragbare Kraft zwischen Betätigungselement und Rotor wird im vorliegenden Fall durch eine etwas größere Baugröße des Verbundes aus Betätigungselement und Rotor erkauft. Je nach Anwendungsfall kann also im Rahmen der vorliegenden Erfindung jeweils die passende Auslegung des Verbindungsbereiches zwischen dem Betätigungselement und dem Rotor ausgewählt werden. Besonders bevorzugt umgibt die Spulenanordnung den Rotor zumindest bereichsweise und weist einen mittleren Spulendurchmesser auf, wobei der Eingriffsbereich zwischen dem Rotor und dem Betätigungselement einen mittleren Eingriffsdurchmesser aufweist, wobei der mittlere Eingriffsdurchmesser höchstens ein 0,8-faches, vorzugsweise höchstens ein 0,6-faches und besonders bevorzugt ein ca. 0,3 - 0,5-faches des mittleren Spulendurchmessers ist. Die Spulenanordnung umgibt den Rotor vorzugsweise entlang einer radial um die Betätigungsachse verlaufenden zylinderförmigen Fläche. Als mittlerer Spulendurchmesser wird dabei vorzugsweise der Durchmesser angesehen, in welchem im physikalischen Sinne die in Umfangsrichtung um die Betätigungsachse wirkende Kraft zwischen Rotor und Stator angreift. In einer vereinfachten konstruktiven Betrachtung kann der mittlere Spulendurchmesser genau mittig zwischen der an dem Stator angeordneten Spulenanordnung und dem an dem Rotor vorgesehenen Permanentmagneten oder der an dem Rotor vorgesehenen zweiten Spulenanordnung aufgetragen werden. Der mittlere Eingriffsdurchmesser ist vorzugsweise der Durchmes- ser, in welchem im physikalischen Sinne die in Umfangsrichtung um die Betätigungsachse wirkende Kraft im Gewinde, welches zwischen dem Betätigungselement und dem Rotor vorgesehen ist, wirkt. Es hat sich gezeigt, dass durch Vorsehen eines Hebelarmes, welcher derart ausgebildet ist, dass der mittlere Eingriffsdurchmesser höchstens ein 0,8-faches des mittleren Spulendurchmessers ist, ein guter Kompromiss aus hohen, im Gewinde wirkenden Drehmomenten und gleichzeitig einem geringen Bauraumbedarf der Nachstelleinheit erreichbar ist. Bei einem Verhältnis von weniger als 0,6 kann vorzugsweise ein sehr hohes Drehmoment erzeugt werden, wobei dennoch der Bauraumbedarf er Nachstelleinheit derart gering gehalten werden kann. Hierdurch ist die Nachstelleinheit in aus dem Stand der Technik bekannte Bremssysteme ohne weiteres nachrüstbar. Im besonders bevorzugten Verhältnisbereich von 0,3 - 0,5 lassen sich die höchsten Drehmomente im Gewinde erreichen, wobei gleichzeitig der Bauraumbedarf der Nachstelleinheit durch einen größeren Durchmesser der Spulenanordnung zwar etwas größer ist, als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, dieses aber nach Versuchen der Anmelderin dennoch mit einer relativ kompakten Auslegung der Nachstelleinheit einhergeht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, in der kein Betätigungselement vorgesehen ist, ist es bevorzugt, dass die Spulenanordnung den Rotor zumindest bereichsweise umgibt und einen mittleren Spulendurchmesser aufweist, wobei der Eingriffsbereich zwischen dem Rotor und dem Stator einen mittleren Eingriffs- durchmesser aufweist, wobei der mittlere Eingriffsdurchmesser höchstens ein 0,9- faches, vorzugsweise höchstens ein 0,75-faches und besonders bevorzugt ein 0,5 - 0,7-faches des mittleren Spulendurchmessers ist. Die für die bevorzugte Ausführungsform mit Betätigungselement beschriebenen Vorteile eines bestimmen Verhältnisses zwischen mittlerem Eingriffsdurchmesser und mittlerem Spulendurch- messer, gelten auch für die Ausführungsform ohne Betätigungselement. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Größenverhältnisse erreichen einen guten Kompromiss aus hoher Stellkraft im Gewinde und einer kompakten Bauweise der Nachstelleinheit. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper Teil eines Gehäuses einer Spreizkeilbremse oder eines Bremssattels, wobei der Grundkörper eine Öffnung aufweist, durch welche hindurch ein Kabel zur Stromversorgung der Spulenanordnung führbar ist. Insbesondere bevorzugt ist im Grundkörper im Bereich der Lagerung des Stators eine Öffnung vorgesehen, durch welche ein Kabel zur Stromversorgung der Spulenanordnung führbar ist. Diese Öffnung ist besonders bevorzugt als Langloch ausgebildet, um bei einer Verlagerung des Stators längs der Betätigungsachse während eines Bremsvorganges ohne Weiteres die Stromzuführung an die Spulenanordnung zu ermöglichen. Alternativ bevorzugt könnte auch ein Schleifkontakt im Grundkörper vorgesehen sein, an welchem ein ent- sprechender Kontakt am Stator gleitend die entsprechende Spannung an die Spulenanordnung überträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist das zwischen dem Betätigungselement und dem Rotor oder das zwischen dem Rotor und dem Stator vorgesehene Gewinde als selbsthemmendes Gewinde ausgebildet. Ein selbsthemmendes Gewinde erreicht, dass bei Fehlen einer Spannung in der Spulenanordnung die Nachstelleinheit sich nicht ungewollt zurückstellt und somit ein zu großes Spiel an der Bremsanlage vorliegt. Das selbsthemmende Gewinde ist dabei insbesondere durch einen sehr geringen Anstieg bzw. eine geringe Gewindesteigung gekennzeichnet, welche neben dem selbsthemmenden Effekt auch den Vorteil bietet, dass mit einem relativ geringen Drehmoment im Gewinde eine große Kraft, welche längs der Betätigungsachse wirkt und eine Nachstellung zwischen Betätigungselement oder Rotor und jeweils Stator bewirkt, erreicht werden kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es versteht sich, dass einzelne jeweils nur für eine der in den Figuren beschriebenen Ausführungsform erläuterte Merkmale auch in anderen Ausführungsformen anderer Figuren Verwendung finden kann, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen wurde o- der sich aufgrund technischer Gegebenheiten verbietet. Es können dabei insbesondere die Merkmale, welche für eine Nachstelleinrichtung ohne Betätigungs- element erläutert werden, auch bei den Ausführungsformen mit Betätigungselement Anwendung finden und umgekehrt, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen oder technisch nicht sinnvoll ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachstelleinheit ohne Betätigungselement,
Fig. 2 eine Ansicht der Nachstelleinheit gemäß Fig. 1 im ausgefahrenen
Zustand, Fig. 3 eine schematische und teilweise geschnittene Ansicht zweier Nachstelleinheiten im Sinne der vorliegenden Erfindung zum Einsatz in einer Spreizkeilbremse, Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht einer alternativen Ausführungs- form der in Fig. 3 dargestellten Nachstelleinheiten, Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Nachstelleinheit zum
Einsatz in einer Scheibenbremsanlage,
Fig. 6 eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform der in Fig. 5 dargestellten Nachstelleinheit.
Fig. 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachstelleinheit, bei welcher ein Stator 2 in einer Aussparung eines Grundkörpers 5 entlang einer Betätigungsachse B verlagerbar gelagert ist. Vorzugsweise im Wesentlichen innerhalb einer Aussparung im Stator 2 ist ein Rotor 4 angeord- net, welcher sich ein am Stator über ein Gewinde abstützt. Der Rotor 4 weist dabei an seiner nach außen bzw. in der Figur nach links weisenden Stirnfläche einen ersten Übertragungsabschnitt 9 auf, über welchen eine Stützkraft an ein Backenelement 8 längs der Betätigungsachse B übertragbar ist. An der dem ersten Übertragungsabschnitt 9 gegenüberliegenden Seite weist der Verbund aus Stator 2 und Rotor 4 einen zweiten Übertragungsabschnitt 10 auf, welcher im vorliegenden Fall vorzugsweise als schräge Fläche ausgebildet ist, welche in der Lage ist, eine Kraft einer Stelleinheit 12 aufzunehmen. Die Stelleinheit 12 ist im vorliegenden Beispiel vorzugsweise eine Spreizkeileinheit, welche eine Kraft auf den Stator 2 entlang der Betätigungsachse B überträgt, um den Verbund aus Stator 2 und Ro- tor 4 gegen das Backenelement 8 zu pressen. Um eine Verdrehung des Stators 2 innerhalb der Öffnung des Grundkörpers 5 zu verhindern, weist der Stator 2 eine statorseitige Verdrehsicherung 25 bzw. einen Sicherungsabschnitt 65 auf, welche in eine entsprechende grundseitige Verdrehsicherung 55 eingreift und eine Verla- gerbarkeit entlang der Betätigungsachse zulässt, dabei aber eine Verdrehung des Stators 2 um die Betätigungsachse B verhindert. Der Stator 2 weist an seiner Innenseite eine Spulenanordnung 7 auf, welche im vorliegenden Fall vorzugsweise aus vier Wicklungen 72 besteht. Am Rotor ist ein Permanentmagnet 71 vorgese- hen, welcher derart angeordnet ist, dass ein in den Wicklungen 72 erzeugtes magnetisches Feld ein Drehmoment in dem Permanentmagneten 71 um die Betätigungsachse B erzeugt. Auf diese Weise kann durch Anlegen einer Spannung und durch Erzeugen eines elektrischen Stromes in der Spulenanordnung 7 bzw. in den Wicklungen 72 ein magnetisches Feld erzeugt werden, welches den Rotor 4 in Rotation um die Betätigungsachse B relativ zum Stator versetzt. Bei dieser Rotation des Rotors 4 stützt dieser sich an einem Gewinde ab, über welches er am Stator 2 festgelegt ist, wobei eine Verlagerungsbewegung des Rotors 4 parallel zur Betätigungsachse B stattfindet. In Fig. 1 ist der Rotor 4 in seiner vollständig in den Stator 2 eingeschraubten Position dargestellt. Diese Position würde dann vorliegen, wenn die Bremsbackenbeläge am Backenelement 8 gerade erst erneuert wurden und somit noch keinen Verschleiß aufweisen und eine Nachstellung des Rotors 4 gegenüber dem Stator 2 noch nicht erforderlich wäre. Die Spulenanordnung 7 weist einen mittleren Spulendurchmesser D7 auf, welcher im vorliegenden Fall nur geringfügig größer ist als der mittlere Eingriffsdurchmesser D4 zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 2 in dem die beiden Bauteile verbindenden Gewinde. Mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform lässt sich somit eine besonders kompakte Bauweise mit einer im Wesentlichen zylindrischen Außengeometrie des Stators 2 (abgesehen von der statorseitigen Verdrehsicherung 25) verwirklichen. Be- sonders bevorzugt ist es, dass im ersten Übertragungsabschnitt 9 ein gleitminderndes Material vorgesehen ist, welches bei Rotation des Rotors 4 relativ zum Stator 2 und auch relativ zum Backenelement 8 die Reibung vermindert.
Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Nachstelleinheit, wobei der Rotor 4 in seiner aus dem Stator 2 im Betrieb vorgesehenen, maximal ausgeschraubten Position darstellt ist. Diese Position ist somit vorzugsweise dann in der Nachstelleinheit verwirklicht, wenn die Bremsbackenbeläge fast vollständig abgenutzt sind und demnächst ausgetauscht werden sollten. In Fig. 1 und 2 ist auch dargestellt, dass der Permanentmagnet 71 , welcher am Rotor 4 festgelegt ist, eine geringere Erstreckung längs der Betätigungsachse B aufweist und sich während des Ausschraub- bzw. Einschraubvorgangs des Rotors relativ zum Stator entlang der Betätigungsachse relativ zur Spulenanordnung 7 bzw. zu den Wicklungen 72 am Stator 2 verlagert. Mit Vorteil kann bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Nachstelleinheit auf ein zusätzliches Betätigungselement 6 verzichtet werden, wie dieses in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erforderlich ist. In Fig. 1 und 2 ist die Stromversorgung der Spulenanordnung 7 bzw. der Wicklungen 72 nicht dargestellt, es versteht sich aber, dass selbstverständlich ein Kabel durch den Stator 2 hindurchgeführt werden kann und über eine Öffnung 51 (nicht dargestellt) im Grundkörper 5 aus der Nachstelleinheit herausgeführt werden kann. Fig. 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachstelleinheit, wobei in einem Grundkörper 5, welcher vorzugsweise das Gehäuse einer Spreizkeileinheit ist, zumindest ein Stator 2 entlang einer Betätigungsachse B verlagerbar angeordnet ist. Im Gegensatz zu den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Nachstelleinheit ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Betätigungselement 6 vorgesehen, welches über ein Gewinde am Rotor 4 eingreift und relativ zum Rotor und zum Stator 2 entlang der Betätigungsachse durch eine Rotation um die Betätigungsachse verlagert wird. Der Vorteil bei dieser Ausführungsform ist, dass die am Rotor 4 und am Stator 2 vorgesehene Spulenanordnung 7 nicht wie in Fig. 1 und 2 eine Verla- gerungsbewegung entlang der Betätigungsachse B relativ zueinander erfährt, sondern stets genau gegenüberliegend gehalten werden kann. Auf diese Weise lässt sich die Spulenanordnung 7 für ein maximales Drehmoment bei geringer Baugröße optimieren. Weiterhin ist dargestellt, dass der mittlere Spulendurchmesser D7 größer ist als der mittlere Eingriffsdurchmesser. Vorzugsweise ist das Ver- hältnis aus dem mittleren Eingriffsdurchmesser D4 und dem mittleren Spulendurchmesser D7 ca. 0,5 - 0,6, da auf diese Weise ein besonders hohes Drehmoment im Gewinde zwischen dem Rotor 4 und dem Betätigungselement 6 erzeugt werden kann und die Baugröße des gesamten Verbundes aus Stator 2, Rotor 4 und Betätigungselement 6 besonders kompakt und klein gehalten werden kann. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist der erste Übertragungsabschnitt 9 nicht am Rotor 4 angeordnet, sondern am Betätigungselement 6. Der zweite Übertragungsabschnitt 10 ist wie auch in den zuvor gezeigten Ausführungsformen am Stator 2 vorgesehen und greift an einer Stelleinheit 12 ein. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform weist der Rotor 4 eine Rotoraussparung 43 auf, in welcher ein als Betätigungsbolzen 62 mit einem Außengewinde ausgestatteter Abschnitt des Betätigungselements 6 eingreift. Bei dem in der Figur rechts dargestell- ten, nicht geschnittenen Stator 2 ist schematisch und um 90° Grad um die Betätigungsachse B verdreht, ein Stromanschluss 74 dargestellt, welcher über eine als Langloch ausgebildete Öffnung 51 im Grundkörper 5 mit einem Kabel verbunden werden kann, um die entsprechende Spannung zur Versorgung der Spulenanordnung 7 mit Strom zu gewährleisten. Die Öffnung 51 ist vorzugsweise derart als Langloch ausgebildet, dass die Verlagerungsbewegung des Stators 2 längs der Betätigungsachse B bei einem Bremsvorgang gemeinsam mit dem Stromkabel, welches an den Stromanschluss angeschlossen wird, durchgeführt werden kann, ohne dass es zu einer Abscherung im Bereich der Führung im Grundkörper 5 kommt. Im Bereich des ersten Übertragungsabschnitts 9 weist das Betätigungs- element 6 einen Sicherungsabschnitt 65 auf, welcher mit der backenseitigen Verdrehsicherung 85 einer Bremsbacke 8 in Eingrifft steht. Alternativ oder zusätzlich zum Eingriff mit der backenseitigen Verdrehsicherung 85 kann auch der in Fig. 1 gezeigte Eingriff mit einer grundkörperseitigen Verdrehsicherung 55 an dem Betätigungselement 6 vorgesehen sein. Hierfür weist das Betätigungselement 6 an seiner zylindrischen Außenfläche vorzugsweise einen Sicherungsabschnitt 65 analog zu der statorseitigen Verdrehsicherung 25 auf.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Verbundes aus Stator 2, Rotor 4 und Betätigungselement 6, welche in einer Nachstelleinheit im Sinne von Fig. 3 zum Einsatz gelangen kann. Dabei weist das Betätigungselement 6 anstelle des Bestätigungsbolzens 62 eine Betätigungsaussparung 63 auf, welche von außen über den Rotor 4 und einen am Rotor vorgesehenen Rotorbolzen 42 aufgeschraubt werden kann. Der Stator 2 und die am Stator 2 vorgesehene Spulenanordnung 7 sind innerhalb einer Aussparung am Rotor 4 angeordnet. Der Vorteil die- ser Ausführungsform ist, dass das Betätigungselement 6 den Rotor 4 und den Stator 2 zumindest großflächig umgibt und somit gegen äußere Einflüsse schützt. Im Bereich des zweiten Übertragungsabschnitts 10 ist weiterhin eine statorseitige Verdrehsicherung 25 dargestellt, über welche der Stator an einer Stelleinheit 12 eingreift und gleichzeitig gegen Verdrehung um die Betätigungsachse B gesichert ist. Vorzugsweise sind der Rotor 4 und der Stator 2 gegen Verlagerung längs der Betätigungsachse B relativ zueinander gesichert. In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform geschieht dies durch einen Sprengring, welcher im Bereich des in der Figur links dargestellten distalen Endes des Stators 2 in einer entsprechenden Nut sitzt. Auf diese Weise ist es leicht möglich, den Rotor 4 und den Stator 2 als Antriebseinheit für die Nachstelleinheit bereits vorzumontieren und anschließend beim Einbau in eine Bremseinheit eines Nutzfahrzeuges lediglich das Betäti- gungselement 6 auf die entsprechende Anordnung aufzuschrauben. Bei den in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Ausführungsformen weist das Betätigungselement 6 vorzugsweise einen als Nut ausgebildeten Sicherungsabschnitt 65 zum Eingriff in eine backenseitige Verdrehsicherung 85 (siehe Fig. 3) auf, um die Betätigungseinheit 6 gegen Verdrehung um die Betätigungsachse B relativ zum Ba- ckenelement 8 zu sichern.
Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Nachstelleinheit zum Einsatz in einer Scheibenbremsanlage eines Nutzfahrzeuges. Dabei wird der zweite Übertragungsabschnitt 10 nicht wie in den zuvor gezeigten Ausführungsformen durch eine Spreizkeileinheit mit einer Kraft beaufschlagt, sondern durch eine Stelleinheit 12, welche im vorliegenden Fall einen Hebel umfasst, welcher durch einen Bremszylinder angetrieben wird. Das Zusammenwirken der Elemente Betätigungselement 6, Rotor 4 und Stator 2 geschieht dabei in der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ähnlich zu der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform. Das Ba- ckenelement 8 ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise ein Bremsklotz einer Scheibenbremsanlage. Um eine günstige Kraftüberragung von der Stelleinheit 12 auf den Stator 2 zu ermöglichen, weist der zweite Übertragungsabschnitt 10 vorzugsweise eine konkav gekrümmte Geometrie auf. Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Verbundes aus Stator 2, Rotor 4 und Betätigungselement 6 zum Einsatz in der in Fig.5 dargestellten Ausführungsform. Dabei ist das Betätigungselement 6 mit einem Betätigungsbolzen 62 ausge- stattet, welcher in eine Rotoraussparung 43 mit einem Innengewinde am Rotor 4 eingreift. Anders als bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist somit der mittlere Eingriffsdurchmesser D4 im Bereich des Gewindes zwischen Rotor 4 und Betätigungselement 6 kleiner als der mittlere Spulendurchmesser D7 der Spulena- nordnung 7, welche zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 4 vorgesehen ist. Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform erzeugt somit die Spulenanordnung 7 bei gleicher Spannung bzw. gleichem Stromfluss und somit gleicher Magnetfeldstärke ein höheres Drehmoment im Gewinde zwischen dem Betätigungselement 6 und dem Rotor 4 als die beispielsweise in Fig. 5. Auch das Betätigungselement 6 bei den in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen weist vorzugsweise einen Sicherungsabschnitt 65 auf.
Bezugszeichenliste:
2 - Stator
4 - Rotor
5 - Grundkörper
6 - Betätigungselement
7 - Spulenanordnung
8 - Backenelement
9 - erster Übertragungsabschnitt
10 - zweiter Übertragungsabschnitt
12 - Stelleinheit
25 - statorseitige Verdrehsicherung
42 - Rotorbolzen
43 - Rotoraussparung
51 - Öffnung
55 - grundseitige Verdrehsicherung
62 - Betätigungsbolzen
63 - Betätigungsaussparung
65 - Sicherungsabschnitt
71 - Permanentmagnet Wicklungen
Stromanschluss
backenseitige Verdrehsicherung
Betätigungsachse
mittlerer Eingriffsdurchmesser mittlerer Spulendurchmesser

Claims

Ansprüche
Nachstelleinheit, insbesondere zum Einsatz in einer Nutzfahrzeugbremse, umfassend einen Stator (2) und einen Rotor (4),
wobei der Stator (2) und/oder der Rotor (4) eine Spulenanordnung (7) aufweist,
wobei der Rotor (4) um eine Betätigungsachse (B) drehbar zum Stator (2) gelagert und der Stator (2) gegen Verdrehung um die Betätigungsachse (B) relativ zu einem Grundkörper (5) gesichert ist,
wobei in der Spulenanordnung (7) ein Magnetfeld erzeugbar ist, welches den Rotor (4) relativ zum Stator (2) dreht,
wobei der Rotor (4) mit einem ersten Übertragungsabschnitt (9) derart in Eingriff steht, dass eine Verdrehung des Rotors (4) eine Verlagerung des ersten Übertragungsabschnitts (9) relativ zum Stator (2) längs der Betätigungsachse (B) bewirkt.
Nachstelleinheit nach Anspruch 1 ,
wobei der Stator (2) und der Rotor (4) zumindest bereichsweise, vorzugsweise zum überwiegenden Teil innerhalb eines vom Grundkörper (5) aufgespannten Raumes angeordnet sind.
Nachstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor (4) überwiegend innerhalb eines vom Stator (2) aufgespannten Raumes angeordnet ist.
Nachstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Rotor (4) einen Permanentmagnet (71 ) aufweist.
Nachstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Rotor (4) gegen Verlagerung längs der Betätigungsachse (B) rela- tiv zum Stator (2) gesichert ist.
6. Nachstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Stator (2) und der Rotor (4) mit der Spulenanordnung (7) und ei- nem Permanentmagnet (71 ) oder mit zwei Spulenanordnungen (7) einen
Schrittmotor bilden,
wobei die Spulenanordnung (7) um die Betätigungsachse (B) verteilt zumindest vier Wicklungen (72) aufweist. 7. Nachstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Stator (2) einen zweiten Übertragungsabschnitt (10) aufweist, wobei eine längs der Betätigungsachse (B) wirkende Betätigungskraft einer Stelleinheit (12) an dem ersten Übertragungsabschnitt (9) oder dem zweiten Übertragungsabschnitt (10) aufnehmbar und im jeweils anderen der Ab- schnitte erster oder zweiter Übertragungsabschnitt (9, 10) an ein Backenelement (8) übertragbar ist.
8. Nachstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der erste Übertragungsabschnitt (9) Teil eines Betätigungselements (6) ist,
wobei das Betätigungselement (6) drehbar zum Rotor (4) gelagert ist und über ein Gewinde mit dem Rotor (4) in Eingriff steht.
9. Nachstelleinheit nach Anspruch 8,
wobei eine Verdrehung des Rotors (4) um die Betätigungsachse (B) relativ zum Betätigungselement (6) eine Änderung der Erstreckung des Verbundes aus Betätigungselement (6), Rotor (4) und Stator (2) längs der Betätigungsachse (B) bewirkt. 10. Nachstelleinheit nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
wobei das Betätigungselement (6) einen Sicherungsabschnitt (65) aufweist, welcher mit einer grundkörperseitigen Verdrehsicherung (55) oder mit einer backenseitigen Verdrehsicherung (85) in Eingriff steht um das Betätigungselement (6) gegen Verdrehung um die Betätigungsachse (B) relativ zum Grundkörper (5) und/oder relativ zu einem Backenelement (8) zu sichern.
Nachstelleinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
wobei das Betätigungselement (6) einen Betätigungsbolzen (62) umfasst, welcher mit einem Außengewinde in ein Innengewinde an einer Rotoraussparung (42) des Rotors (4) eingreift.
Nachstelleinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
wobei das Betätigungselement (6) eine Betätigungsaussparung (63) mit einem Innengewinde umfasst, in welches ein Außengewinde eines Rotorbolzens (42) des Rotors (4) eingreift. 13. Nachstelleinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
wobei die Spulenanordnung (7) den Rotor (4) zumindest bereichsweise umgibt und einen mittleren Spulendurchmesser (D7) aufweist, und
wobei der Eingriffsbereich zwischen Rotor (4) und Betätigungselement (6) einen mittleren Eingriffsdurchmesser (D4) aufweist,
wobei der mittlere Eingriffsdurchmesser (D4) höchstens ein 0,8-faches, vorzugsweise höchstens ein 0,6-faches und besonders bevorzugt ein ca. 0,3- bis 0,5-faches des mittleren Spulendurchmessers (D7) ist.
14. Nachstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Grundkörper (5) Teil eines Gehäuses einer Spreizkeilbremse oder eines Bremssattels ist,
wobei der Grundkörper eine Öffnung (51 ) aufweist, durch welche hindurch ein Kabel zur Stromversorgung der Spulenanordnung (7) führbar ist.
Nachstelleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zwischen dem Betätigungselement (6) und dem Rotor (4) oder zwi- sehen dem Stator (2) und dem Rotor (4) ein selbsthemmendes Gewinde vorgesehen ist.
PCT/EP2016/052673 2015-02-16 2016-02-09 Nachstelleinheit Ceased WO2016131670A2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/540,182 US20170358975A1 (en) 2015-02-16 2016-02-09 Adjustment Unit
CN201680005904.0A CN107407359B (zh) 2015-02-16 2016-02-09 调节单元
EP16704817.2A EP3259832A2 (de) 2015-02-16 2016-02-09 Nachstelleinheit
MX2017010462A MX377590B (es) 2015-02-16 2016-02-09 Unidad de ajuste.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015202744.9 2015-02-16
DE102015202744.9A DE102015202744B4 (de) 2015-02-16 2015-02-16 Nachstelleinheit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2016131670A2 true WO2016131670A2 (de) 2016-08-25
WO2016131670A3 WO2016131670A3 (de) 2016-10-20

Family

ID=55361476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/052673 Ceased WO2016131670A2 (de) 2015-02-16 2016-02-09 Nachstelleinheit

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170358975A1 (de)
EP (1) EP3259832A2 (de)
CN (1) CN107407359B (de)
DE (1) DE102015202744B4 (de)
MX (1) MX377590B (de)
WO (1) WO2016131670A2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016117449A1 (de) * 2016-09-16 2018-03-22 Saf-Holland Gmbh Stelleinheit für Trommelbremsen
WO2019086122A1 (de) * 2017-11-03 2019-05-09 Wabco Europe Bvba Vorrichtung zum erzeugen von energie für eine scheibenbremse, sowie ein verfahren zum erzeugen und speichern von energie für eine scheibenbremse
DE102020216023B3 (de) * 2020-12-16 2022-03-03 Continental Teves Ag & Co. Ohg Trommelbremseinrichtung

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2978621A (en) * 1958-09-16 1961-04-04 Pure Oil Co Motor
DE1625830C3 (de) * 1967-12-12 1974-10-24 Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt Selbsttätige, mechanische Nachstellvorrichtung für Teilbelagscheibenbremsen
ES2151976T3 (es) * 1995-05-19 2001-01-16 Continental Ag Actuador de freno para un freno de accionamiento electrico de vehiculo.
DE19536694A1 (de) * 1995-09-30 1997-04-03 Teves Gmbh Alfred Steuer- bzw. Regelsystem für eine elektromotorisch betätigte Radbremse
DE19781587T1 (de) * 1996-02-15 1999-04-15 Kelsey Hayes Co Elektrischer Scheibenbremsbetätigungsmechanismus
NL1006542C2 (nl) * 1997-07-10 1999-01-12 Skf Ind Trading & Dev Remklauw met slijtagecompensatie.
NL1014064C2 (nl) * 2000-01-14 2001-07-17 Skf Eng & Res Centre Bv Actuator en remklauw.
JP3738812B2 (ja) * 2000-01-18 2006-01-25 株式会社Ｔｂｋ ブレーキライニング摩耗検出装置
US6491140B2 (en) * 2000-03-15 2002-12-10 Tokico, Ltd. Electric disc brake
JP3740007B2 (ja) * 2000-09-28 2006-01-25 トヨタ自動車株式会社 車両用ブレーキの制御装置
US6481542B2 (en) * 2001-02-19 2002-11-19 Meritor Heavy Vehicle Systems, Llc. Brake adjuster
WO2003080415A1 (de) * 2002-03-21 2003-10-02 Lucas Automotive Gmbh Elektrisch betätigbare fahrzeugbremse und verfahren zur steuerung einer elektrisch betätigbaren fahrzeugbremse
JP4439285B2 (ja) * 2004-02-17 2010-03-24 Ｎｔｎ株式会社 電動式ブレーキ装置
US7635050B2 (en) * 2004-07-29 2009-12-22 Ntn Corporation Electric brake assembly
DE102006030032A1 (de) * 2006-06-29 2008-01-10 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Betätigung eines Stell- oder Schaltelementes
DE102009001014A1 (de) * 2009-02-19 2010-08-26 Zf Friedrichshafen Ag Elektromechanische Einrichtung zum Antreiben und/oder Bremsen einer Welle
DE102012002731A1 (de) * 2012-02-10 2013-08-14 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Belagverschleißnachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse
DE102012003698A1 (de) * 2012-02-28 2013-08-29 BROSE SCHLIEßSYSTEME GMBH & CO. KG Kraftfahrzeugschloss
DE102014212897B4 (de) * 2014-07-03 2016-02-04 Saf-Holland Gmbh Bremssystem
DE102014218163B3 (de) * 2014-09-11 2016-02-04 Saf-Holland Gmbh Spreizkeileinheit und Bremsvorrichtung
CN106594115B (zh) * 2016-12-29 2018-11-06 合肥工业大学 一种电机联合磁致伸缩作用的线控制动器

Also Published As

Publication number Publication date
MX377590B (es) 2025-03-10
US20170358975A1 (en) 2017-12-14
DE102015202744A1 (de) 2016-08-18
EP3259832A2 (de) 2017-12-27
WO2016131670A3 (de) 2016-10-20
DE102015202744B4 (de) 2017-08-24
CN107407359A (zh) 2017-11-28
MX2017010462A (es) 2017-11-13
CN107407359B (zh) 2019-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013015066B4 (de) Elektrische Sattelbremse mit Parkfunktion
EP1015786A1 (de) Elektromechanisch betätigbare scheibenbremse
DE102013217161B4 (de) Lineareinheit
EP2399041A1 (de) Elektromechanische einrichtung zum antreiben und/oder bremsen einer welle
EP2464894B1 (de) Kugelgewindetrieb mit markierungen für anschlag und montageverfahren für einen solchen kugelgewindetrieb
DE102015202744B4 (de) Nachstelleinheit
EP3191293B1 (de) Antrieb einer maschine, drehmomentmotor, kupplungseinrichtung, vorrichtung zum bearbeiten von werkstoffen und verwendung eines torquemotors
EP3740672B1 (de) Windenergieanlage mit einer brems- und arretiervorrichtung, standbaugruppe für selbige, und verfahren zu deren betrieb
EP3050194A2 (de) Baueinheit mit einer elektrischen maschine
EP3504453B1 (de) Doppelschlingfeder, rotationseinrichtung und zu aktuierendes system
WO2022083982A1 (de) Exzentergetriebe für einen bremskrafterzeuger, bremskrafterzeuger
DE102011003038A1 (de) Windkraftgenerator mit Gleitlager und Axial-Schleifringvorrichtung
EP2834535A1 (de) Getriebe, elektrische maschine
DE602004011324T2 (de) Bremssattel für eine elektromechanische Scheibenbremse
WO2018086653A1 (de) Doppelschlingfeder, rotationseinrichtung und zu aktuierendes system
DE102013112526B4 (de) Antriebsvorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung - insbesondere Antriebsvorrichtung für eine Scheibenbremse
WO2012175455A2 (de) Elektromotor
EP3500776B1 (de) Spindelantrieb mit überlastkupplung
DE102009057330A1 (de) Elektromechanische Bremse für ein Kraftfahrzeug
EP3260722B1 (de) Bremse und antriebssystem mit bremse
DE102006030032A1 (de) Vorrichtung zur Betätigung eines Stell- oder Schaltelementes
EP3513090B1 (de) Stelleinheit für trommelbremsen
BE1031438B1 (de) Lenksystem für ein Kraftfahrzeug
DE102024212285A1 (de) Spannmodul für eine elektromechanische Radbremse und elektromechanische Bremsvorrichtung
DE102024128794A1 (de) Aktorbaugruppe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16704817

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15540182

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2017/010462

Country of ref document: MX

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016704817

Country of ref document: EP