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Die
Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung, insbesondere eine Aktorvorrichtung
für eine
elektrisch stellbare Bremse, die einen elektromotorischen Stellantrieb
und mindestens eine Abtriebswelle umfasst.
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Eine
elektrisch stellbare Bremse, z.B. eine Handbremse in einem Fahrzeug,
nutzt einen elektromotorischen Stellantrieb, um eine Bremskraft
zu erzeugen, die den jeweiligen Bremsen an den Rädern des Fahrzeugs zugeführt wird.
Die Bremskraft an den Bremsen soll auch nach Abschalten des elektromotorischen
Stellantriebs aufrecht erhalten bleiben, um beispielsweise ein Wegrollen
des Fahrzeugs verhindern zu können.
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DE 199 08 904 C1 offenbart
eine Fahrzeugbremse, die eine Betriebsbremse und eine Feststellbremse
umfasst. Die Betriebsbremse weist einen Elektromotor mit einer als
Motorhohlwelle ausgebildeten Bremsspindel auf. Die Bremsspindel
betätigt einen
Bremskolben. Die Feststellbremse ist elektrisch durch einen Hubmagneten über eine Übertragungsstange
betätigbar,
die in der Motorhohlwelle und koaxial zu dieser gelagert ist. Die
Feststellbremse weist eine durch die Übertragungsstange betätigbare
Blockiereinheit auf, die zwischen einer die Betriebsbremse in einer
Bremsstellung festsetzenden Klemmstellung und einer die Betriebsbremse
freigebenden Lösestellung
verstellbar ist. Die Motorhohlwelle und die Übertragungsstange weisen jeweils
ein Stirnrad auf, die in der Klemmstellung zusammenwirken zur Kraftübertragung
zwischen der Feststellbremse und der Betriebsbremse.
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DE 197 11 851 A1 offenbart
einen Bremsaktuator mit Feststellbremse für eine elektrische Bremsanlage.
Die Feststellbremse besteht aus einem Konusring, der axial verschiebbar
auf einer Motorachse eines Elektromotors des Bremsaktuators angeordnet ist.
In einer ersten axialen Position lässt der Konusring eine Drehung
der Motorachse in beiden Drehrichtungen ungehindert zu. In einer
zweiten axialen Position befindet sich der Konusring im Eingriff
mit der Motorachse und dreht sich mit dieser. Eine Drehung der Motorachse
in eine erste Drehrichtung führt dazu,
dass der Konusring in Eingriff mit einem gegenüber der Motorachse drehfesten
Sperrring des Bremsaktuators gelangt. Eine Drehung der Motorachse
in eine der ersten Drehrichtung entgegen gesetzten zweiten Drehrichtung
führt dazu,
dass sich der Eingriff zwischen der Motorachse und dem Konusring
und zwischen dem Sperrring und dem Konusring löst.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, eine Aktorvorrichtung zu schaffen, die
zuverlässig
ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des unabhängigen
Patentansprüchs.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch eine Aktorvorrichtung, die einen
elektromotorischen Stellantrieb, mindestens eine Abtriebswelle,
mindestens ein Stellelement und eine Haltebremsvorrichtung umfasst.
Das mindestens eine Stellelement ist mit der mindestens einen Abtriebswelle
gekoppelt und ist ausgebildet zum Koppeln mit einem Übertragungsglied.
Das Stellelement wandelt im Zusammenwirken mit dem Übertragungsglied
eine rotatorische Bewegung der mindestens einen Abtriebswelle in
eine lineare Bewegung des Übertragungsglieds.
Die Haltebremsvorrichtung ist eingangsseitig mit dem elektro motorischen
Stellantrieb gekoppelt und ist mit der mindestens einen Abtriebswelle
gekoppelt oder umfasst die mindestens eine Abtriebswelle. Ferner
umfasst die Haltebremsvorrichtung einen Bremskörper, der mit der mindestens
einen Abtriebswelle gekoppelt ist und der axial verschiebbar angeordnet
ist. Die Haltebremsvorrichtung ist ausgebildet zum Wandeln einer
eingangsseitigen rotatorischen Bewegung innerhalb eines vorgegebenen
Winkelbereichs in einen axialen Hub des Bremskörpers heraus aus einer Bremsposition
des Bremskörpers
oder hinein in die Bremsposition des Bremskörpers. Die Haltebremsvorrichtung
ist ferner ausgebildet zum Übertragen der
eingangsseitigen rotatorischen Bewegung auf den Bremskörper. Die
Haltebremsvorrichtung umfasst ferner einen Antriebskörper, der
mit dem elektromotorischen Stellantrieb gekoppelt ist. Der Antriebskörper ist über mindestens
einen Stellkörper
mit dem Bremskörper
gekoppelt.
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Der
Vorteil ist, dass der Bremskörper
aus seiner Bremsposition heraus bewegt werden kann durch die eingangsseitige
rotatorische Bewegung, die durch den elektromotorischen Stellantrieb
erzeugt wird, und dann die eingangsseitige rotatorische Bewegung
mit einem hohen Wirkungsgrad auf die mindestens eine Abtriebswelle übertragen
werden kann. Dadurch ist ein Leistungsbedarf des elektromotorischen
Stellantriebs gering, so dass der elektromotorische Stellantrieb
sehr preisgünstig
sein kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine solche Haltebremsvorrichtung
einfach ist. Ferner kann eine gegebenenfalls vorgesehene Ansteuervorrichtung
zum Ansteuern des elektromotorischen Stellantriebs einfach und preisgünstig ausgebildet
sein, zum Beispiel durch Nutzen von Relais anstelle von Halbleiterhalbbrücken.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Aktorvorrichtung ist die Haltebremsvorrichtung
ausgebildet zum jeweiligen Übertragen
der eingangsseitigen rotatorischen Bewegung auf den Bremskörper für zwei einander
entgegengesetzte Antriebsrichtungen des elektromotorischen Stellantriebs.
Dies hat den Vorteil, dass die mindestens eine Abtriebswelle in
beiden Antriebsrichtungen mit dem hohen Wirkungsgrad angetrieben
werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Aktorvorrichtung
umfasst die Haltebremsvorrichtung ein Federelement, das so ausgebildet
ist, dass das Federelement eine derartige Kraft auf den Bremskörper überträgt, dass
der Bremskörper
die Bremsposition einnimmt wenn der elektromotorische Stellantrieb
inaktiv ist. Der elektromotorische Stellantrieb ist beispielsweise
dann inaktiv, wenn das von diesem erzeugte Drehmoment nicht ausreicht,
um den Bremskörper
aus seiner Bremsposition zu bewegen. Dies ist insbesondere dann
der Fall, wenn der elektromotorische Stellantrieb unbestromt ist.
Durch das Vorsehen des Federelements nimmt der Bremskörper zuverlässig seine
Bremsposition ein, so dass die mindestens eine Abtriebswelle in
ihrer rotatorischen Position gehalten werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Aktorvorrichtung
ist der Bremskörper
als ein Reibring ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass ein solcher
Bremskörper
sehr einfach und preisgünstig
sein kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Aktorvorrichtung
ist der Bremskörper
lamellenförmig
ausgebildet und ist Teil einer Lamellenbremse. Der Vorteil ist,
dass die Lamellenbremse eine sehr gute Bremswirkung aufweist und
somit ein sicheres und zuverlässiges
Halten der rotatorischen Position der Abtriebswelle ermöglicht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Aktorvorrichtung
ist auf der dem Bremskörper
zugewandten Seite des Antriebskörpers
und/oder auf der dem Antriebskörper
zugewandten Seite des Bremskörpers
mindestens eine rampenartige Kontur ausgebildet zum Wandeln einer
rotatorischen Bewegung des Antriebskörpers in den axialen Hub des Bremskörpers im
Zusammenwirken mit dem mindestens einen Stellkörper. Dies hat den Vorteil,
dass die rotatorische Bewegung des Antriebskörpers sehr einfach in den axialen
Hub des Bremskörpers
gewandelt werden kann und das Wandeln so erfolgen kann, dass der
Leistungsbedarf des elektromotorischen Stellantriebs gering ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Aktorvorrichtung
ist der mindestens eine Stellkörper
kugelförmig
ausgebildet. Alternativ ist der mindestens eine Stellkörper walzenförmig ausgebildet. Der
Vorteil ist, dass solche Stellkörper
sehr einfach und preisgünstig
herstellbar sind. Ferner können
solche Stellkörper
so besonders gut die rampenartige Kontur durch Rollen mit geringen
Reibungsverlusten und hohem Wirkungsgrad hinauf- bzw. herabbewegt werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Aktorvorrichtung
umfasst die mindestens eine Abtriebswelle eine Spindel. Dies hat
den Vorteil, dass die rotatorische Bewegung der mindestens einen
Abtriebswelle sehr einfach in die lineare Bewegung des Übertragungsglieds
gewandelt werden kann. Dies ist ebenfalls möglich durch Ausbilden des mindestens einen
Stellelements als eine Seilscheibe. Durch eine solche Seil scheibe
kann ein Übertragungsglied,
beispielsweise ein Seil, z.B. durch Aufwickeln gezogen werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.
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Es
zeigen:
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1a eine
erste Anordnung einer Aktorvorrichtung in einem Fahrzeug,
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1b eine
zweite Anordnung der Aktorvorrichtung in dem Fahrzeug,
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2 eine
Aktorvorrichtung,
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3 eine
erste Welle,
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4 einen
Antriebskörper,
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5 einen
Querschnitt durch den Antriebskörper,
durch einen Bremskörper
und durch einen Stellkörper,
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6a,
b eine erste Anordnung von Stellelementen,
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7a,
b eine zweite Anordnung der Stellelemente,
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8 eine
zweite Welle,
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9 zwei
Abtriebswellen mit Spindelschrauben.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind Figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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1a zeigt
ein Fahrzeug 1, das an einer hinteren Fahrzeugradachse
für ein
Rad an der rechten Fahrzeugseite eine erste Bremse 2 und
für ein Rad
an der linken Fahrzeugseite eine zweite Bremse 3 aufweist.
Die erste Bremse 2 ist über
ein erstes Bremsseil 4 mit einer Aktorvorrichtung 5 gekoppelt, die
beispielsweise ein Teil einer elektrisch stellbaren Bremse, insbesondere
einer elektronischen Handbremse, des Fahrzeugs 1 ist. Entsprechend
ist die zweite Bremse 3 über ein zweites Bremsseil 6 mit
der Aktorvorrichtung 5 gekoppelt. Die Aktorvorrichtung 5 ist
beispielsweise in einem Mittelka nal des Fahrzeugs 1, z.B.
in einem Bereich einer Handbremse angeordnet.
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Alternativ
kann die Aktorvorrichtung 5 jedoch auch in einem Bereich
einer Fahrzeugradachse, beispielsweise der hinteren Fahrzeugradachse
des Fahrzeugs 1, angeordnet sein (1b). Die
Aktorvorrichtung 5 ist dazu bevorzugt an der Fahrzeugradachse
des Fahrzeugs 1 montiert. Dies hat den Vorteil, dass eine
solche Anordnung aus Fahrzeugradachse und Aktorvorrichtung 5 für eine Montage
des Fahrzeugs 1 vormontiert werden kann. Dies kann die Montage
des Fahrzeugs 1 vereinfachen. Die Aktorvorrichtung 5 kann
jedoch ebenso an einem Chassis des Fahrzeugs 1 montiert
sein. Das erste Bremsseil 4 und das zweite Bremsseil 6 erstrecken
sich parallel zu der Fahrzeugradachse des Fahrzeugs 1 in
einander entgegengesetzte Richtungen und somit quer zu einer Fahrzeuglängsachse.
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Das
erste Bremsseil 4 und das zweite Bremsseil 6 sollen
durch die Aktorvorrichtung 5 eine vorgegebene Wegstrecke
bewegt und/oder mit einer vorgegebenen Kraft gespannt werden können, um die
erste Bremse 2 und die zweite Bremse 3 zuverlässig betätigen zu
können.
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Die
Aktorvorrichtung 5 umfasst einen elektromotorischen Stellantrieb 7 und
eine Haltebremsvorrichtung (2). Die
Haltebremsvorrichtung umfasst einen Antriebskörper 8, einen Bremskörper 9, ein
Gehäuse 10 und
eine erste Welle 11. Ferner umfasst die Aktorvorrichtung
eine erste Abtriebswelle 12, die mit einer ersten Seilscheibe 13 gekoppelt
ist, und eine zweite Abtriebswelle 14, die mit einer zweiten
Seilscheibe 15 gekoppelt ist. Die erste Seilscheibe 13 und
die zweite Seilscheibe 15 können auch als Stellelemente
bezeichnet werden. Die erste Seilscheibe 13 und die zweite
Seilscheibe 15 sind so ausgebildet, dass diese mit dem
ersten Bremsseil 4 bzw. mit dem zweiten Bremsseil 6 koppelbar
sind. Das erste Bremsseil 4 und das zweite Bremsseil 6 bilden
jeweils ein Übertragungsglied
zum Übertragen einer
Bremskraft auf die erste Bremse 2 bzw. die zweite Bremse 3.
Die erste Seilscheibe 13 und die zweite Seilscheibe 15 sind
so ausgebildet, dass eine rotatorische Bewegung der ersten Abtriebswelle 12 bzw.
der zweiten Abtriebswelle 14 in eine lineare Bewegung des
ersten Bremsseils 4 bzw. des zweiten Bremsseils 6 gewandelt
wird.
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Der
Bremskörper 9,
die erste Welle 11, die erste Abtriebswelle 12 und
die zweite Abtriebswelle 14 sind derart miteinander gekoppelt,
dass eine rotatorische Bewegung des Bremskörpers 9 über die
erste Welle 11, die erste Abtriebswelle 12 und
die zweite Abtriebswelle 14 auf die erste Seilscheibe 13 und
die zweite Seilscheibe 15 übertragen werden kann. Ebenso
kann ein Drehmoment, das beispielsweise über das erste Bremsseil 4 oder
das zweite Bremsseil 6 auf die erste Abtriebswelle 12 bzw.
die zweite Abtriebswelle 14 übertragen wird, über die
erste Welle 11 auf den Bremskörper 9 übertragen
werden.
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Die
erste Welle 11 ist mit der ersten Abtriebswelle 12 oder
der zweiten Abtriebswelle 14 vorzugsweise über eine
Ausgleichsvorrichtung gekoppelt, beispielsweise einem Ausgleichsgetriebe,
durch die z.B. unterschiedliche Längen des ersten Bremsseils 4 und
des zweiten Bremsseils 6, Toleranzen der ersten Bremse 2 oder
der zweiten Bremse 3 oder unterschiedliche Drehmomente
an der ersten Abtriebswelle 12 und der zweiten Abtriebswelle 14 ausgeglichen werden
können.
Eine solche Ausgleichsvorrichtung kann beispielsweise besonders
klein und kompakt in der ersten Welle 11 oder in dem Bremskörper 9 angeordnet
sein, sie kann jedoch auch anders zwischen dem Bremskörper 9 und
der ersten Abtriebswelle 12 und der zweiten Abtriebswelle 14 angeordnet
sein oder auch die erste Abtriebswelle 12 oder die zweite Abtriebswelle 14 umfassen.
Die erste Welle 11, die erste Abtriebswelle 12 und
die zweite Abtriebswelle 14 können jedoch auch starr miteinander
gekoppelt sein oder als eine gemeinsame Abtriebswelle ausgebildet
sein. Ebenso kann auch nur eine einzige Seilscheibe und ein einziges
Bremsseil oder mehr als zwei Seilscheiben und Bremsseile vorgesehen
sein.
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Das
Gehäuse 10 umfasst
eine Bremsfläche 16.
An dem Gehäuse 10 kann
ferner ein Axiallager 17 vorgesehen sein. In einer Bremsposition
des Bremskörpers 9 sitzt
der Bremskörper 9 auf
der Bremsfläche 16 des
Gehäuses 10 auf.
Die Haltebremsvorrichtung umfasst ferner ein Federelement 18,
das eine Kraft derart auf den Bremskörper 9 ausübt, dass
dieser in die Bremsposition gepresst und dort gehalten wird. Bei
geeigneter Dimensionierung des Federelements 18, des Bremskörpers 9 und
der Bremsfläche 16 kann
so verhindert werden, dass das Drehmoment, das an der ersten Welle 11 wirkt,
zu einem Verdrehen des Bremskörpers 9,
der ersten Welle 11 und dadurch auch der ersten Abtriebswelle 12,
der zweiten Abtriebswelle 14, der ersten Seilscheibe 13 und der
zweiten Seilscheibe 15 führt. Eine rotatorische Position
der ersten Seilscheibe 13 und der zweiten Seilscheibe 15 kann
so zuverlässig
gehalten werden und die Bremskraft an der ersten Bremse 2 und
der zweiten Bremse 3 kann zuverlässig aufrecht erhalten werden.
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Der
Antriebskörper 8 ist
parallel zu dem Bremskörper 9 angeordnet
und mit diesem über
vier Stellkörper 19 gekoppelt.
Ferner können
der Antriebskörper 8 und
der Bremskörper 9 über mindestens
einen Dorn 20 miteinander gekoppelt sein. Die Haltebremsvorrichtung
ist eingangsseitig mit dem elektromotorischen Stellantrieb 7 so
gekoppelt, dass ein Drehmoment oder eine rotatorische Bewegung, die
durch den elektromotorischen Stellantrieb 7 erzeugt wird,
wenn dieser geeignet bestromt wird, in beiden möglichen Antriebsrichtungen
des elektromotorischen Stellantriebs 7 auf den Antriebskörper 8 übertragen
werden kann.
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Der
Bremskörper 9 ist
axial verschiebbar auf der ersten Welle 11 gelagert. Dazu
weist die erste Welle 11 in einem Bereich an einem axialen
Ende ihrer Mantelfläche
eine Längsverzahnung 21 auf,
beispielsweise eine Kerbverzahnung (3). Der Bremskörper 9 weist
eine entsprechende Längsverzahnung
auf, so dass der Bremskörper 9 auf
der ersten Welle 11 axial verschiebbar angeordnet ist,
der Bremskörper 9 jedoch
rotatorisch so mit der ersten Welle 11 gekoppelt ist, dass
ein Drehmoment von dem Bremskörper 9 auf
die erste Welle 11 bzw. von der ersten Welle 11 auf
den Bremskörper 9 übertragen
werden kann.
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Der
Antriebskörper 8 weist
vier in rotatorischer Richtung ausgebildete Vertiefungen auf, in
denen jeweils zwei in einander entgegengesetzten Richtungen angeordnete
rampenartige Konturen 22 ausgebildet sind. Entsprechende
Vertiefungen und rampenartige Konturen 22 können in
dem Antriebskörper 8 und/oder
in dem Bremskörper 9 ausgebildet sein.
Entweder der Antriebskörper 8 oder
der Bremskörper 9 kann
bzgl. der Vertiefungen und/oder der rampenartigen Konturen 22 auch
anders ausgebildet sein, so dass ein Wegrollen der Stellkörper 19 bei
einem Verdrehen des Antriebskörpers 8 gegenüber dem
Bremskörper 9 verhindert
wird. Es können
auch weniger, z.B. nur ein, zwei oder drei Stellkörper 19, oder
mehr als vier Stellkörper 19 vorgesehen
sein. Entsprechend können
weniger oder mehr als vier Vertiefungen mit jeweils zwei rampenartigen
Konturen 22 vorgesehen sein. Die jeweils zwei einander entgegengesetzt
angeordneten rampenartigen Konturen 22 ermöglichen
ein Erzeugen des axialen Hubs für
beide möglichen
Antriebsrichtungen des elektromotorischen Stellantriebs 7.
Genügt
das Erzeugen des axialen Hubs für
eine der beiden möglichen
Antriebsrichtungen des elektromotorischen Stellantriebs 7,
dann kann auch nur eine rampenartige Kontur 22 in der jeweiligen
Vertiefung vorgesehen sein.
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Gegebenenfalls
können
in dem Antriebskörper 8 und/oder
in dem Bremskörper 9 eine
oder mehrere Ausnehmungen 23 vorgesehen sein, die beispielsweise
jeweils als ein Langloch in rotatorischer Richtung ausgebildet sind.
In eine solche Ausnehmung 23 kann z.B. jeweils ein Dorn 20 eingebracht sein,
so dass das Verdrehen des Antriebskörpers 8 gegenüber dem
Bremskörper 9 nur
in einem vorgegebenen Winkelbereich möglich ist. Der vorgegebene
Winkelbereich ist beispielsweise etwa 20 bis 60 Grad groß, kann
jedoch auch größer oder
kleiner sein.
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In
jeder der vier Vertiefungen ist jeweils ein Stellkörper 19 zwischen
dem Antriebskörper 8 und dem
Bremskörper 9 angeordnet.
Der Stellkörper 19 ist
vorzugsweise kugelförmig
oder walzenförmig
ausgebildet, so dass der Stellkörper 19 reibungsarm
die rampenartigen Konturen 22 hinauf- oder herabrollen kann.
Der Stellkörper 19 wirkt über die
rampenartigen Konturen 22 derart mit dem Antriebskörper 8 und dem
Bremskörper 9 zusammen,
dass ein Verdrehen des Antriebskörpers 8 gegenüber dem
Bremskörper 9 zu
einem axialen Hub des axial verschiebbaren Bremskörpers 9 führt (5).
Durch den axialen Hub des Bremskörpers 9 kann
dieser herausbewegt werden aus der Bremsposition. Dadurch ist ein Übertragen
des Drehmoments des elektromotorischen Stellantriebs 7 über den
Antriebskörper 8,
die Stellkörper 19 auf
den Bremskörper 9 mit
einem hohen Wirkungsgrad möglich.
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Das Übertragen
des Drehmoments kann, gegebenenfalls alternativ zu den Stellkörpern 19,
auch über
den mindestens einen Dorn 20 erreicht werden, indem bei
Erreichen eines vorgegebenen Verdrehwinkels des Antriebskörpers 8 gegenüber dem Bremskörper 9 der
Bremskörper 9 über den
mindestens einen Dorn 20 in seiner rotatorischen Bewegung mitgenommen
wird.
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Der
axiale Hub des Bremskörpers 9 auf
der ersten Welle 11 kann durch eine entsprechende Ausgestaltung
der Längsverzahnung 21,
z.B. einer axialen Länge
der Längsverzahnung 21,
oder vorzugsweise durch einen Bund begrenzt sein. Der Bund ist beispielsweise
dadurch gebildet, dass ein Durchmesser der ersten Welle 11 in
einem Bereich der Längsverzahnung 21 kleiner
ist als in einem an die Längsverzahnung 21 angrenzenden
Bereich. Der axiale Hub des Bremskörpers 9 kann auch
durch das gegebenenfalls vorgesehene Axiallager 17 an dem
Gehäuse 10 begrenzt
sein. Das Axiallager 17 ist ausgebildet, ein reibungsarmes
Rotieren des Bremskörpers 9 zu
ermöglichen,
wenn der Bremskörper 9 beispielsweise
bei maximalem axialen Hub des Bremskörpers 9 an dem Axiallager 17 anliegt.
Der axiale Hub des Bremskörpers 9 ist
ebenso begrenzt durch die Ausgestaltung der Vertiefungen und der
rampenartigen Konturen 22 und durch eine gegebenenfalls vorgesehene
Begrenzung des Verdrehwinkels des Antriebskörpers 8 gegenüber dem
Bremskörper 9 durch
den mindestens einen Dorn 20. Vorzugsweise ist der axiale
Hub des Bremskörpers 9 auf
der ersten Welle 11 so groß, dass der Bremskörper 9 die
Bremsfläche 16 des
Gehäuses 10 nicht
mehr berührt,
wenn die erste Welle 11 durch den elektromotorischen Stellantrieb 7 angetrieben
wird. Dadurch sind Verluste durch Reibung zwischen dem Bremskörper 9 und
der Bremsfläche 16 des
Gehäuses 10 gering
und der Wirkungsgrad ist hoch. Der axiale Hub beträgt beispielsweise
zwei Millimeter, kann jedoch auch größer oder kleiner sein.
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Der
Bremskörper 9 ist
beispielsweise als ein Reibring ausgebildet. Der Bremskörper 9 kann
jedoch auch z.B. lamellenförmig
ausgebildet sein. Das Gehäuse 10 weist
dann vorzugsweise alternativ zu der Bremsfläche 16 ebenfalls Lamellen
auf, die in die Lamellen des Bremskörpers 9 eingreifen.
In der Bremsposition des Bremskörpers 9 sind
die Lamellen des Bremskörpers 9 und
des Gehäuses 10 gegeneinander
gepresst. Durch den axialen Hub des Bremskörpers 9 können diese
wieder voneinander getrennt werden.
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Die
rampenartigen Konturen 22 sind vorzugsweise als ebene Flächen ausgebildet,
die um einen Winkel α gegenüber einer
Fläche
des Antriebskörpers 8 beziehungsweise
des Bremskörpers 9 in rotatorischer
Richtung geneigt ausgebildet sind. Die rampenartigen Konturen 22 können jedoch
auch beispielsweise kurvenförmig
ausgebildet sein. Der Winkel α ist
vorzugsweise so ausgebildet, dass ein Leistungsbedarf des elektromotorischen
Stellantriebs 7 zum Verdrehen des Antriebskörpers 8 gegenüber dem
Bremskörper 9 und
somit zum Erzeugen des axialen Hubs des Bremskörpers 9 gering ist.
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Ein
kleiner Winkel α erfordert
zum Erzeugen eines vorgegebenen axialen Hubs einen größeren Verdrehwinkel
des Antriebskörpers 8 gegenüber dem Bremskörper 9 im
Vergleich zu einem großen
Winkel α,
bei dem entsprechend nur ein kleiner Verdrehwinkel des Antriebskörpers 8 gegenüber dem
Bremskörper 9 erforderlich
ist. Ein kleiner Winkel α erfordert entsprechend
nur eine geringe Leistung des elektromotorischen Stellantriebs 7 im
Vergleich zu dem großen
Winkel α.
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Der
Leistungsbedarf des elektromotorischen Stellantriebs 7 ist
ferner abhängig
von der Kraft, mit der das Federelement 18 den Bremskörper 9 in
Richtung des Antriebskörpers 8 presst.
Eine durch den elektromotorischen Stellantrieb 7 erzeugte
und über den
Antriebskörper 8 und
die Stellkörper 19 auf
den Bremskörper 9 ausgeübte entgegengesetzte
Kraft muss größer sein
als die Kraft des Federelements 18, um den Bremskörper 9 aus
der Bremsposition heraus bewegen zu können.
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Ferner
ist der Leistungsbedarf des elektromotorischen Stellantriebs 7 abhängig von
dem Drehmoment, das durch das erste Bremsseil 4 und durch das
zweite Bremsseil 6 auf die erste Seilscheibe 13, die
zweite Seilscheibe 15, die erste Abtriebswelle 12, die
zweite Abtriebswelle 14 und den Bremskörper 9 ausgeübt wird.
Die Leistung des elektromotorischen Stellantriebs 7 ist
vorzugsweise so groß,
dass diesem Drehmoment entgegengewirkt werden kann und ein gewünschtes
Verstellen der ersten Seilscheibe 13 und der zweiten Seilscheibe 15 möglich ist.
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6a und 6b zeigen
eine erste Anordnung der ersten Seilscheibe 13 und der
zweiten Seilscheibe 15. In dieser ersten Anordnung können das erste
Bremsseil 4 und das zweite Bremsseil 6 parallel zueinander
und in die gleiche Richtung gezogen werden. Diese erste Anordnung
ist besonders geeignet zum Anordnen der Aktorvorrichtung 5 beispielsweise in
dem Mittelkanal des Fahrzeugs 1 (1a).
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7a und 7b zeigen
entsprechend eine zweite Anordnung, in der die erste Seilscheibe 13 und
die zweite Seilscheibe 15 so angeordnet sind, dass das
erste Bremsseil 4 und das zweite Bremsseil 6 in
einander entgegengesetzte Richtun gen gezogen werden können. Dazu
ist die zweite Seilscheibe 15 beispielsweise um etwa 180
Grad verdreht zu der ersten Seilscheibe 13 angeordnet.
Diese zweite Anordnung ist besonders geeignet zum Anordnen der Aktorvorrichtung 5 in
dem Bereich der Fahrzeugradachse (1b). Die
Aktorvorrichtung 5 ist in der zweiten Anordnung gegenüber der
ersten Anordnung entsprechend um 90 Grad verdreht in dem Fahrzeug 1 angeordnet.
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Alternativ
zu der ersten Seilscheibe 13 und der zweiten Seilscheibe 15 können auch
andere Stellelemente vorgesehen sein, die jeweils mit einem Übertragungsglied,
z.B. dem ersten Bremsseil 4, dem zweiten Bremsseil 6 oder
auch mit einem geeigneten Gestänge,
koppelbar sind.
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8 zeigt
eine zweite Welle 24 mit einer Längsverzahnung 25,
die an ihrem der Längsverzahnung 25 abgewandten
axialen Ende eine Bohrung mit einem Innengewinde 26 aufweist.
Die zweite Welle 24 entspricht der ersten Welle 11,
umfasst jedoch zusätzlich
einen Spindelantrieb, der durch das Innengewinde 26 gebildet
ist. In das Innengewinde 26 ist eine erste Spindelschraube 27 eingeschraubt,
die in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist und in ihrer
rotatorischen Position fixiert ist, beispielsweise an dem Gehäuse 10.
Dadurch kann eine rotatorische Bewegung der zweiten Welle 24 in
eine lineare Bewegung der ersten Spindelschraube 27 gewandelt werden.
Diese lineare Bewegung ist auf ein Übertragungsglied 28 übertragbar,
das beispielsweise ein Bremsseil oder ein Gestänge ist. Die zweite Welle 24 bildet
eine Abtriebswelle der Aktorvorrichtung 5.
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Die
zweite Welle 24 kann auch mit einem Außengewinde versehen sein. Entsprechend
kann die erste Spindelschraube 27 auch als eine Spindelmutter
ausgebildet sein und auf das Außengewinde
der zweiten Welle 24 aufgeschraubt sein.
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9 zeigt
eine weitere Möglichkeit,
Abtriebswellen der Aktorvorrichtung 5 anzuordnen. Eine dritte
Welle 29, die der ersten Welle 11 entspricht, umfasst
zusätzlich
ein Zahnrad 30. Eine dritte Abtriebswelle 31 und
eine vierte Abtriebswelle 32 sind als Spindeln ausgebildet
und sind längs
einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet. Eine zweite Spindelschraube 33 ist
in die dritte Abtriebswelle 31 und eine dritte Spindelschraube 34 ist
in die vierte Abtriebswelle 32 eingeschraubt. Die zweite
Spindelschraube 33 und die dritte Spindelschraube 34 sind jeweils
axial verschiebbar angeordnet und sind in ihrer rotatorischen Position
fixiert, beispielsweise an dem Gehäuse 10. Die dritte
Abtriebswelle 31 und die vierte Abtriebswelle 32 sind
mit der dritten Welle 29 über das Zahnrad 30 gekoppelt.
Alternativ können die
dritte Abtriebswelle 31 und die vierte Abtriebswelle 32 auch
beispielsweise über
einen Treibriemen mit der dritten Welle 29 gekoppelt sein.
Eine rotatorische Bewegung der dritten Abtriebswelle 31 beziehungsweise
der vierten Abtriebswelle 32 führt zu einer linearen Bewegung
der zweiten Spindelschraube 33 beziehungsweise der dritten
Spindelschraube 34. Mit der zweiten Spindelschraube 33 und
der dritten Spindelschraube 34 ist jeweils ein Übertragungsglied, z.B.
das erste Bremsseil 4 bzw. das zweite Bremsseil 6 oder
ein Gestänge
gekoppelt.
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Vorzugsweise
sind die dritte Abtriebswelle 31 und die vierte Abtriebswelle 32 über ein
Ausgleichsgetriebe mit der dritten Welle 29 gekoppelt. Dadurch
können
beispielsweise unterschiedliche Längen, z.B. des ersten Bremsseils 4 oder
des zweiten Bremsseils 6, oder unterschiedliche Kräfte, die
in axialer Richtung an der zweiten Spindelschraube 33 oder
der dritten Spindelschraube 34 wirken, ausgeglichen werden.
Die in 9 dargestellte Anordnung der dritten Abtriebswelle 31 und
der vierten Abtriebswelle 32 ist besonders vorteilhaft,
wenn die Aktorvorrichtung 5 in einem Bereich an der Achse
des Fahrzeugs angeordnet ist und das erste Bremsseil 4 und das
zweite Bremsseil 6 quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen (1b).
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Die
Aktorvorrichtung 5 kann nicht nur in Fahrzeugen eingesetzt
werden, sondern überall
dort, wo eine lineare Zugkraft oder Schubkraft benötigt wird,
die auch dann aufrecht erhalten werden soll, wenn der elektromotorische
Stellantrieb 7 inaktiv ist, also beispielsweise unbestromt
ist.