DE102014202185B4 - Braking device and method for actuating a braking device for an automatic parking brake - Google Patents

Abstract

Bremsvorrichtung (1) für eine automatisierte Feststellbremse mit einem Bremssattelgehäuse (2) mit einem Innenraum (23) zur Aufnahme eines Fluids; einem Bremskolben (3), der in dem Bremssattelgehäuse (2) entlang einer Achse (A) axial verschiebbar angeordnet ist; undeinem Plunger (5), der in dem Bremssattelgehäuse (2) koaxial zu dem Bremskolben (3) verschiebbar angeordnet ist, wobeidie Bremsvorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass der Plunger (5) eine erste Position, eine zweite Position und eine dritte Position einnehmen kann, wobei der Plunger (5) in der zweiten Position über das Fluid im Innenraum (23) des Bremssattelgehäuses (2) hydraulisch eine Kraft auf den Bremskolben (3) überträgt, und der Plunger (5) in der dritten Position mechanisch mit dem Bremskolben (3) verbunden ist,dadurch gekennzeichnet, dassdas Bremssattelgehäuse (2) ein erstes Ende (21) mit einer ersten Öffnung (21a), in der der Bremskolben (3) aufgenommen ist, und ein zweites Ende (22) mit einer zweiten Öffnung (22a) aufweist, in der der Plunger (5) aufgenommen ist,wobei die zweite Öffnung (22a) ein Innengewinde (27) und der Plunger (5) ein Außengewinde (54) aufweist, wobei das Innengewinde (27) und das Außengewinde (54) miteinander in Eingriff stehen, und wobei der Plunger (5) rotatorisch antreibbar ist, wodurch die Rotation in eine translatorische Bewegung des Plungers (5) wandelbar ist.Braking device (1) for an automated parking brake with a brake caliper housing (2) with an interior (23) for receiving a fluid; a brake piston (3) which is arranged to be axially displaceable in the brake caliper housing (2) along an axis (A); and a plunger (5) which is displaceably arranged in the brake caliper housing (2) coaxially to the brake piston (3), wherein the braking device (1) is designed such that the plunger (5) has a first position, a second position and a third position can assume, the plunger (5) in the second position hydraulically transmitting a force to the brake piston (3) via the fluid in the interior (23) of the brake caliper housing (2), and the plunger (5) in the third position mechanically with the Brake piston (3) is connected, characterized in that the brake caliper housing (2) has a first end (21) with a first opening (21a) in which the brake piston (3) is received, and a second end (22) with a second opening (22a), in which the plunger (5) is accommodated, the second opening (22a) having an internal thread (27) and the plunger (5) having an external thread (54), the internal thread (27) and the external thread ( 54) are in engagement with one another, and the plunger (5) can be driven in rotation, whereby the rotation can be converted into a translational movement of the plunger (5).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betätigen einer Bremsvorrichtung für eine automatische Feststellbremse.The present invention relates to a braking device and a method for actuating a braking device for an automatic parking brake.

Aus der Schrift DE 100 35 220 A1 ist eine Radbremsvorrichtung mit einem verschiebbaren Element bekannt, bei dem ein Reibbremsbelag mittels eines Rotations-/Translations-Umsetzgetriebes mechanisch an den Bremskörper verschoben werden. kann.From Scripture DE 100 35 220 A1 a wheel brake device with a displaceable element is known, in which a friction brake lining is mechanically moved to the brake body by means of a rotation/translation conversion gear. can.

Weitere gattungsbildende Bremsvorrichtungen sind aus den Schriften DE 102 04 852 A1 sowie DE 195 29 791 A1 zu entnehmen.Other generic braking devices are from the writings DE 102 04 852 A1 as well as DE 195 29 791 A1 refer to.

Aus DE 10 2004 046 871 A1 ist eine automatische Feststellbremse bekannt, die einen Bremskolben, einen Hilfskolben, einen zwischen dem Bremskolben und dem Hilfskolben angeordneten Hydraulikraum, ein Federelement, um den Hilfskolben vorzuspannen, eine mit dem Hilfskolben über eine Gewindeverbindung verbundene Spindeleinrichtung und einen Antrieb für die Spindeleinrichtung aufweist. Im verriegelten Zustand der Feststellbremse wird der Bremskolben über die Spindeleinrichtung und den federbelasteten Hilfskolben mechanisch verriegelt und in einem gelösten Zustand der Feststellbremse wird der Hilfskolben mittels des Federelements und/oder mittels der Spindeleinrichtung blockiert. Bei dem hier beschriebenen hydraulischen Parkbremssystem wird ein hydraulischer Druck dazu verwendet, den Bremskolben an die Bremsscheibe zu drücken. Ist der Bremskolben mit einem definierten Druck beaufschlagt, wird diese Endposition mittels der oben beschriebenen elektromechanischen Stelleinheit in dieser Position arretiert. Sobald der Druck wieder aus der Bremsanlage entfernt wird, übt der Bremskolben somit dauerhaft zusammen mit den Reibbelägen und der Bremsscheibe eine Bremswirkung aus.Out of DE 10 2004 046 871 A1 an automatic parking brake is known which has a brake piston, an auxiliary piston, a hydraulic space arranged between the brake piston and the auxiliary piston, a spring element to preload the auxiliary piston, a spindle device connected to the auxiliary piston via a threaded connection and a drive for the spindle device. In the locked state of the parking brake, the brake piston is mechanically locked via the spindle device and the spring-loaded auxiliary piston and in a released state of the parking brake, the auxiliary piston is blocked by means of the spring element and/or by means of the spindle device. In the hydraulic parking brake system described here, hydraulic pressure is used to press the brake piston against the brake disc. If the brake piston is subjected to a defined pressure, this end position is locked in this position by means of the electromechanical actuating unit described above. As soon as the pressure is removed from the brake system, the brake piston exerts a permanent braking effect together with the friction linings and the brake disc.

In der oben beschriebenen Vorrichtung wird daher eine zusätzliche elektromechanische Stelleinheit benötigt, die den notwendigen Druck bereitstellen kann. Ferner ist dadurch, dass die benötigte Bremsflüssigkeit zunächst angesaugt werden muss, bei tieferen Temperaturen die Funktionsweise der Feststellbremse aufgrund der höheren Viskosität der Bremsflüssigkeit beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil ist, dass bei einem Ausfall der zusätzlichen elektromechanischen Stelleinheit oder der Saugvorrichtung zum Ansaugen der Bremsflüssigkeit die Feststellbremsfunktion ebenfalls nicht in vollem Umfang oder gegebenenfalls gar nicht verfügbar ist.In the device described above, an additional electromechanical actuating unit is therefore required that can provide the necessary pressure. Furthermore, because the required brake fluid must first be sucked in, the functionality of the parking brake is impaired at lower temperatures due to the higher viscosity of the brake fluid. Another disadvantage is that if the additional electromechanical actuating unit or the suction device for sucking in the brake fluid fails, the parking brake function is also not available to its full extent or may not be available at all.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bremsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betätigen einer Bremsvorrichtung für eine automatische Feststellbremse bereitzustellen, die die Bremsfunktion weitgehend temperaturunabhängig und zuverlässig realisiert.The object of the present invention is therefore to provide a braking device and a method for actuating a braking device for an automatic parking brake, which realizes the braking function largely independent of temperature and reliably.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The task is solved by the features of the independent patent claims. Further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung für eine automatisierte Feststellbremse ein Bremssattelgehäuse mit einem Innenraum zur Aufnahme eines Fluids; einen Bremskolben, der in dem Bremssattelgehäuse entlang einer Achse axial verschiebbar angeordnet ist; und einem Plunger, der in dem Bremssattelgehäuse koaxial zu dem Bremskolben verschiebbar angeordnet ist. Die Bremsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass der Plunger eine erste Position, eine zweite Position und eine dritte Position einnehmen kann, wobei der Plunger in der zweiten Position über das Fluid im Innenraum des Bremssattelgehäuses hydraulisch eine Kraft auf den Bremskolben überträgt, und der Plunger in der dritten Position mechanisch mit dem Bremskolben verbunden ist.Preferably, a braking device according to the invention for an automated parking brake comprises a brake caliper housing with an interior for receiving a fluid; a brake piston disposed axially displaceable in the caliper housing along an axis; and a plunger which is displaceably arranged in the brake caliper housing coaxially with the brake piston. The braking device is designed such that the plunger can assume a first position, a second position and a third position, the plunger in the second position hydraulically transmitting a force to the brake piston via the fluid in the interior of the brake caliper housing, and the plunger in the third position is mechanically connected to the brake piston.

Das Bremssattelgehäuse umfasst dabei ein erstes Ende mit einer ersten Öffnung, in der der Bremskolben aufgenommen ist, und ein zweites Ende mit einer zweiten Öffnung, in der der Plunger aufgenommen ist, wodurch eine präzise Führung der beiden Bauteile gewährleistet ist. Weiterhin umfasst die zweite Öffnung ein Innengewinde und der Plunger ein Außengewinde, wobei das Innengewinde und das Außengewinde miteinander in Eingriff stehen, und wobei der Plunger rotatorisch antreibbar ist, wodurch die Rotation in eine translatorische Bewegung des Plungers wandelbar ist. Der so realisierte Gewindetrieb ist dynamisch axial hoch belastbar, wodurch auch die Bereitstellung von hohen Zieldrücken problemlos möglich ist.The brake caliper housing includes a first end with a first opening in which the brake piston is received, and a second end with a second opening in which the plunger is received, which ensures precise guidance of the two components. Furthermore, the second opening comprises an internal thread and the plunger has an external thread, the internal thread and the external thread engaging with one another, and the plunger being rotationally drivable, whereby the rotation can be converted into a translational movement of the plunger. The screw drive realized in this way can withstand high dynamic axial loads, which also makes it possible to provide high target pressures without any problems.

Durch die vorliegende Erfindung werden die oben genannten Nachteile des Stands der Technik überwunden. Insbesondere arbeitet die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung weitgehend temperaturunabhängig, da die Bremsflüssigkeit nur druckbeaufschlagt wird und nicht erst angesaugt werden muss. Ferner kann durch die spezifische Mechanik der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung auf eine zusätzliche elektromechanische Stelleinheit zum Arretieren der Feststellbremse sowie auf eine zusätzliche Hydraulikpumpe verzichtet werden, da der erfindungsgemäße Plunger sowohl die Funktion der Volumenreduzierung des im Innenraum des Bremssattelgehäuses befindlichen Fluids und die damit einhergehende Kraftübertragung auf den Bremskolben, als auch die Funktion der Arretierung des Bremskolbens über eine mechanische Wirkverbindung gewährleistet. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung konstruktiv einfach gehalten, was einerseits ein robustes und wartungsarmes System gewährleistet und andererseits kostengünstig ist. The present invention overcomes the above-mentioned disadvantages of the prior art. In particular, the braking device according to the invention works largely independent of temperature, since the brake fluid is only pressurized and does not have to be sucked in first. Furthermore, due to the specific mechanics of the braking device according to the invention, an additional electromechanical actuating unit for locking the parking brake and an additional hydraulic pump can be dispensed with, since the plunger according to the invention has both the function of reducing the volume of the fluid located in the interior of the brake caliper housing and the associated force transmission to the brake piston , as well as the function of locking the brake piston via a mechanical mechanism binding guaranteed. In this way, the braking device according to the invention is kept structurally simple, which on the one hand ensures a robust and low-maintenance system and on the other hand is cost-effective.

Vorteilhafterweise ist der Innenraum über einen Speicherkammerzulauf mit einer Speicherkammer zum Speichern von Fluid verbunden, wodurch die im Innenraum des Bremssattelgehäuses befindliche Menge Fluid regelbar ist.Advantageously, the interior is connected via a storage chamber inlet to a storage chamber for storing fluid, whereby the amount of fluid in the interior of the brake caliper housing can be regulated.

Vorteilhafterweise verschließt der Plunger den Speicherkammerzulauf in der ersten Position und öffnet den Speicherkammerzulauf in der zweiten und dritten Position, wodurch der Betrieb der Speicherkammer auf einfache Weise an die Position des Plungers gekoppelt ist.Advantageously, the plunger closes the storage chamber inlet in the first position and opens the storage chamber inlet in the second and third positions, whereby the operation of the storage chamber is easily coupled to the position of the plunger.

Vorteilhafterweise umfasst der Speicherkammerzulauf ein erstes Rückschlagventil, das bei einem vorbestimmten ersten Druck überströmt wird und ferner ein Rückfließen des Fluids in den Innenraum verhindert. Auf diese Weise kann durch entsprechende Kalibrierung des ersten Rückschlagventils ein vorbestimmter, nicht zu überschreitender Zieldruck im Innenraum des Bremssattelgehäuses definiert werden.Advantageously, the storage chamber inlet comprises a first check valve, which is overflowed at a predetermined first pressure and further prevents the fluid from flowing back into the interior. In this way, a predetermined target pressure that should not be exceeded can be defined in the interior of the brake caliper housing by appropriate calibration of the first check valve.

Vorteilhafterweise ist ein Speicherkammerablauf vorgesehen, der den Innenraum mit der Speicherkammer verbindet, wobei der Speicherkammerablauf ein zweites Rückschlagventil aufweist, das unterhalb eines vorbestimmten zweiten Drucks überströmt wird und ferner ein Einströmen von Fluid in die Speicherkammer verhindert.A storage chamber drain is advantageously provided which connects the interior with the storage chamber, the storage chamber drain having a second check valve over which flow occurs below a predetermined second pressure and further preventing fluid from flowing into the storage chamber.

Vorteilhafterweise umfasst der Bremskolben eine Bremsbelagverschleißnachstellung, wobei der Plunger in der dritten Position mit der Bremsbelagverschleißnachstellung in Kontakt steht. Durch die Bremsbelagverschleißnachstellung wird ein im Wesentlichen konstanter Arbeitsweg des Plungers sichergestellt.Advantageously, the brake piston comprises a brake pad wear adjustment, with the plunger in the third position being in contact with the brake pad wear adjustment. The brake pad wear adjustment ensures a substantially constant working path of the plunger.

Vorteilhafterweise ist der Durchmesser des Bremskolbens größer als der Durchmesser des Plungers, wodurch der Bremskolben und der Plunger mittels des Fluids im Innenraum des Bremssattelgehäuses ein hydraulisches Untersetzungsgetriebe bilden.Advantageously, the diameter of the brake piston is larger than the diameter of the plunger, whereby the brake piston and the plunger form a hydraulic reduction gear by means of the fluid in the interior of the brake caliper housing.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.Further features and expediencies of the invention emerge from the description of exemplary embodiments using the attached figures.

Von den Figuren zeigt:

• 1 eine Teilschnittansicht der Bremsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Plunger in einer ersten Position;
• 2 eine Teilschnittansicht der Bremsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Plunger in einer zweiten Position;
• 3 eine Teilschnittansicht der Bremsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Plunger in einer dritten Position.

Of the figures shows:

• 1 a partial sectional view of the braking device according to an embodiment of the present invention with a plunger in a first position;
• 2 a partial sectional view of the braking device according to the embodiment of the present invention with a plunger in a second position;
• 3 a partial sectional view of the braking device according to the embodiment of the present invention with a plunger in a third position.

Im Folgenden wird mit Bezug auf die Figuren eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the figures.

Wie aus 1 bis 3 zu sehen ist, umfasst eine Bremsvorrichtung 1 für eine automatische (automatisierte) Feststellbremse (Parkbremse) ein Bremssattelgehäuse 2, einen Bremskolben 3, eine Bremsbelagverschleißnachstellung (PWA: pad-wear-adjustment) 4, einen Plunger 5, einen Drehstift 6, eine Speicherkammer 7 mit einem Kolben und einer Feder c₁ und ein Ventil 8. Die Bremsvorrichtung 1 ist derart ausgebildet, dass der Plunger 5 in axialer Richtung eine erste Position, eine zweite Position bzw. zweite Zwischenpositionen und eine dritte Position einnehmen kann, wobei der Plunger 5 in der zweiten Position (2) hydraulisch eine Kraft auf den Bremskolben 3 überträgt, und der Plunger 5 in der dritten Position (3) mit dem Bremskolben 3 in Kontakt steht.How out 1 until 3 can be seen, a braking device 1 for an automatic (automated) parking brake (parking brake) comprises a brake caliper housing 2, a brake piston 3, a brake pad wear adjustment (PWA: pad-wear adjustment) 4, a plunger 5, a rotating pin 6, a storage chamber 7 with a piston and a spring c ₁ and a valve 8. The braking device 1 is designed such that the plunger 5 can assume a first position, a second position or second intermediate positions and a third position in the axial direction, with the plunger 5 in the second position ( 2 ) hydraulically transmits a force to the brake piston 3, and the plunger 5 in the third position ( 3 ) is in contact with the brake piston 3.

Das Bremssattelgehäuse 2 umfasst ein erstes Ende 21 mit einer ersten Öffnung 21a zur Aufnahme des Bremskolbens 3, ein zweites Ende 22 mit einer zweiten Öffnung 22a zur Aufnahme des Plungers 5 bzw. des Drehstifts 6 und einen Innenraum 23 zur Aufnahme eines Fluid bzw. einer Bremsflüssigkeit. Im Bereich der zweiten Öffnung 22a erstreckt sich das Bremssattelgehäuse 2 hülsenförmig in den Innenraum 23, um so die Funktion einer Lagerhülse zu erfüllen, und den entlang einer Achse A axial verschiebbaren Plunger 5 zu führen. Um die axiale bzw. translatorische Bewegbarkeit des Plungers 5, der sich in den Innenraum 23 erstreckt, zu gewährleisten, weist das Bremssattelgehäuse 2 in der zweiten Öffnung 22a ein Innengewinde 27 auf, das mit einem Außengewinde 54 des Plungers 5 in Eingriff steht und zusammenwirkt.The brake caliper housing 2 includes a first end 21 with a first opening 21a for receiving the brake piston 3, a second end 22 with a second opening 22a for receiving the plunger 5 or the rotating pin 6 and an interior 23 for receiving a fluid or a brake fluid . In the area of the second opening 22a, the brake caliper housing 2 extends in a sleeve-like manner into the interior 23 in order to fulfill the function of a bearing sleeve and to guide the plunger 5, which is axially displaceable along an axis A. In order to ensure the axial or translational mobility of the plunger 5, which extends into the interior 23, the brake caliper housing 2 has an internal thread 27 in the second opening 22a, which engages and cooperates with an external thread 54 of the plunger 5.

Das Bremssattelgehäuse 2 weist an dem ersten Ende 21 an der umlaufenden Innenfläche der ersten Öffnung 21a ein ringförmiges erstes Dichtelement 26 auf, das mit dem Bremskolben 3 in Kontakt steht. Zudem ist ein ringförmiges zweites Dichtelement 55 an der Innenseite der Lagerhülse vorgesehen, das mit dem zweiten Abschnitt 52 des Plungers 5 in Kontakt steht.The brake caliper housing 2 has an annular first sealing element 26 at the first end 21 on the circumferential inner surface of the first opening 21a, which is in contact with the brake piston 3. In addition, an annular second sealing element 55 is provided on the inside of the bearing sleeve, which is in contact with the second section 52 of the plunger 5.

Das Bremssattelgehäuse 2 weist ferner mindestens drei Fluidleitungen auf, die sich jeweils von dem Innenraum 23 durch die Außenwand des Bremssattelgehäuses 2 hindurch erstrecken. Durch die Wand der hülsenförmigen Ausgestaltung des Bremssattelgehäuses 2 erstreckt sich ein Speicherkammerzulauf 24, der den Innenraum 23 mit der Speicherkammer 7 verbindet. Weiterhin ist ein Speicherkammerablauf 25 vorgesehen, der den Innenraum 23 mit der Speicherkammer 7 verbindet. Zudem ist eine Fluidleitung 81 vorgesehen, die den Innenraum 23 mit einer nicht dargestellten Betriebsbremsanlage verbindet, um die Funktion der Betriebsbremsung zu gewährleisten. Das Ventil 8 ist mit der Fluidleitung 81 wirkverbunden und ermöglicht eine Trennung des Innenraums mit der Betriebsbremsanlage. Die Betriebsbremsanlagesowie die Fluidleitung 81 sind im Wesentlichen bekannt und werden daher vorliegend nicht weiter thematisiert.The brake caliper housing 2 further has at least three fluid lines, each of which extends from the interior 23 through the outer wall of the brake caliper housing 2. A storage chamber inlet 24, which connects the interior 23 to the storage chamber 7, extends through the wall of the sleeve-shaped design of the brake caliper housing 2. Furthermore, a storage chamber drain 25 is provided, which connects the interior 23 with the storage chamber 7. In addition, a fluid line 81 is provided, which connects the interior 23 with a service brake system, not shown, in order to ensure the function of the service braking. The valve 8 is operatively connected to the fluid line 81 and enables the interior to be separated from the service brake system. The service brake system and the fluid line 81 are essentially known and will therefore not be discussed further here.

Der Bremskolben 3 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und ist am ersten Ende 21 des Bremssattelgehäuses 2 vorgesehen. Der Bremskolben 3 ist in dem Bremssattelgehäuse 2 entlang der Achse A axial verschiebbar angeordnet und erstreckt sich in den Innenraum 23. Der Außendurchmesser des Bremskolbens 3 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der ersten Öffnung 21 a, wodurch zusammen mit dem ersten Dichtelement 26 eine optimale Dichtigkeit zwischen dem Bremssattelgehäuse 2 und dem Bremskolben 3 realisiert ist und so eine optimale hydraulische Kraftübertragung gewährleistet wird. Ferner weist der Bremskolben 3 auf seiner dem Innenraum 23 zugewandten Seite die Bremsbelagverschleißnachstellung 4 auf, die auf bekannte Weise gegenüber dem Bremskolben 3, z.B. durch einen geeigneten Stelltrieb, beweglich ausgeführt ist (nicht gezeigt), um einem entsprechenden Verschleiß der Bremsbeläge entgegenzuwirken.The brake piston 3 is essentially cylindrical and is provided at the first end 21 of the brake caliper housing 2. The brake piston 3 is arranged in the brake caliper housing 2 in an axially displaceable manner along the axis A and extends into the interior 23. The outer diameter of the brake piston 3 is slightly smaller than the diameter of the first opening 21a, which together with the first sealing element 26 ensures optimal sealing between the brake caliper housing 2 and the brake piston 3 is realized, thus ensuring optimal hydraulic power transmission. Furthermore, the brake piston 3 has on its side facing the interior 23 the brake pad wear adjustment 4, which is designed to be movable in a known manner relative to the brake piston 3, for example by a suitable actuator (not shown), in order to counteract corresponding wear of the brake pads.

Der Plunger 5 ist im Wesentlichen zylinderförmig gestuft ausgebildet und umfasst einen ersten unteren Abschnitt 51, an dem das Außengewinde 54 vorgesehen ist, einen mittleren zweiten Abschnitt 52, einen oberen dritten Abschnitt 53, an dem ein ringförmiges drittes Dichtelement 56 vorgesehen ist sowie ein oberes Ende 53a, das in der dritten Position mit dem Bremskolben 3 bzw. mit der Bremsbelagverschleißnachstellung 4 in Kontakt steht.The plunger 5 is essentially cylindrically stepped and comprises a first lower section 51, on which the external thread 54 is provided, a middle second section 52, an upper third section 53, on which an annular third sealing element 56 is provided, and an upper end 53a, which is in contact with the brake piston 3 or with the brake pad wear adjustment 4 in the third position.

Der Abschnitt der Innenseite der Lagerhülse, auf dem das Innengewinde 27 vorgesehen ist, weist bezüglich der restlichen Innenfläche einen geringeren Innendurchmesser auf. Gleichermaßen weist der mit dem Gewinde 54 versehene erste Abschnitt 51 einen bezüglich des zweiten Abschnitts 52 einen geringeren Außendurchmesser auf, um eine optimale Gewindefunktion zu gewährleisten. Der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts 52 hingegen ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Lagerhülse in dem entsprechenden Bereich, um zusammen mit einem zweiten Dichtelement 55, das an der Innenfläche der Lagerhülse des Bremssattelgehäuses 2 vorgesehen ist, bei der translatorischen Bewegung des Plungers 5 eine optimale Dichtfunktion zu gewährleisten.The section of the inside of the bearing sleeve on which the internal thread 27 is provided has a smaller internal diameter than the remaining internal surface. Likewise, the first section 51 provided with the thread 54 has a smaller outer diameter than the second section 52 in order to ensure optimal thread function. The outer diameter of the second section 52, on the other hand, is slightly smaller than the inner diameter of the bearing sleeve in the corresponding area in order to achieve an optimal sealing function together with a second sealing element 55, which is provided on the inner surface of the bearing sleeve of the brake caliper housing 2, during the translational movement of the plunger 5 to ensure.

Der Außendurchmesser des dritten Abschnitts 53 ist größer als der Innendurchmesser der Lagerhülse, wodurch das sich in den Innenraum 23 erstreckende Ende der Lagerhülse einen Anschlag für den dritten Abschnitt 53 des Plungers 5 bildet. Ferner verschließt das dritte Dichtelement 56, das an der dem zweiten Ende 22 zugewandten Seite des dritten Abschnitts 53 vorgesehen ist in der ersten Position (1) des Plungers 5 den Speicherkammerzulauf 24.The outer diameter of the third section 53 is larger than the inner diameter of the bearing sleeve, whereby the end of the bearing sleeve extending into the interior 23 forms a stop for the third section 53 of the plunger 5. Furthermore, the third sealing element 56, which is provided on the side of the third section 53 facing the second end 22, closes in the first position ( 1 ) of the plunger 5 the storage chamber inlet 24.

Der Plunger 5 weist ferner eine bzgl. der Achse A koaxiale Bohrung 57 auf, die als Sacklochbohrung ausgeführt ist.The plunger 5 also has a bore 57 which is coaxial with respect to the axis A and is designed as a blind bore.

Der Drehstift 6, der über eine Motor-Getriebe-Einheit (nicht gezeigt) antreibbar ist, ist über die Bohrung 57 drehfest mit dem Plunger 5 verbunden bzw. in diesem aufgenommen, ist jedoch gegenüber dem Plunger 5 axial verschiebbar. Durch diese axiale Verschiebbarkeit sowie die Gewindeverbindung zwischen dem Plunger 5 und dem Bremssattelgehäuse 2 ist die durch den Drehstift 6 bereitgestellte Rotation in eine translatorische Bewegung des Plungers 5 in dem Bremssattelgehäuse 2 wandelbar.The rotary pin 6, which can be driven via a motor-gear unit (not shown), is non-rotatably connected to the plunger 5 via the bore 57 or accommodated in it, but is axially displaceable relative to the plunger 5. Due to this axial displaceability and the threaded connection between the plunger 5 and the brake caliper housing 2, the rotation provided by the rotary pin 6 can be converted into a translational movement of the plunger 5 in the brake caliper housing 2.

Es ist auch denkbar, dass der Plunger 5 direkt translatorisch antreibbar ist (nicht gezeigt). In diesem Fall entfällt die Gewinde-Konstruktion.It is also conceivable that the plunger 5 can be driven directly in translation (not shown). In this case there is no thread construction.

Ferner weist der Speicherkammerzulauf 24 ein erstes Rückschlagventil 71 mit einer dritten Feder c₃ auf, das bei einem vorbestimmten ersten (Ziel-)Druck überströmt wird und ferner durch die Gegenkraft der dritten Feder c₃ ein Rückfließen des Fluids in den Innenraum 23 verhindert. Somit kann über den Speicherkammerzulauf 24 bei Erreichen des vorbestimmten Drucks lediglich Fluid in die Speicherkammer 7 hineinströmen. Der Speicherkammerablauf 25 weist ein zweites Rückschlagventil 72 mit einer zweiten Feder c₂ auf, das durch die Gegenkraft der zweiten Feder c₂ beim Unterschreiten eines vorbestimmten zweiten Drucks überströmt wird und ferner ein Einströmen von Fluid vom Innenraum 23 in die Speicherkammer 7 verhindert. Einlass und Auslass der Speicherkammer 7 sind somit klar definiert.Furthermore, the storage chamber inlet 24 has a first check valve 71 with a third spring c ₃ , which is overflowed at a predetermined first (target) pressure and further prevents the fluid from flowing back into the interior 23 due to the counterforce of the third spring c ₃ . Thus, only fluid can flow into the storage chamber 7 via the storage chamber inlet 24 when the predetermined pressure is reached. The storage chamber drain 25 has a second check valve 72 with a second spring c ₂ , which is overflowed by the counterforce of the second spring c ₂ when the pressure falls below a predetermined second pressure and further prevents fluid from flowing into the storage chamber 7 from the interior 23. The inlet and outlet of the storage chamber 7 are therefore clearly defined.

Der Durchmesser des Plungers 5 ist in der vorliegenden Ausführungsform kleiner als der Durchmesser des Bremskolbens 3, d.h. dass der Gegendruck auf den Plunger 5 um das Verhältnis der Stirnfläche des Plungers 5 zu der Stirnfläche des Bremskolbens 3 geringer ist, als auf den Bremskolben 3. Entsprechend schwächer kann der Antrieb für den Plunger 5 gestaltet sein. Das Verhältnis der beiden Stirnflächen definiert das Übersetzungsverhältnis des hydraulischen Getriebes. Der zurückgelegte Weg zum Verriegeln ist genau im umgekehrten Verhältnis definiert, d.h. der Plunger 5 muss entsprechend einen längeren Weg zurücklegen.The diameter of the plunger 5 is smaller in the present embodiment than the diameter of the brake piston 3, ie that the counter pressure on the plunger 5 is by the ratio of the forehead area of the plunger 5 to the end face of the brake piston 3 is smaller than on the brake piston 3. The drive for the plunger 5 can be designed correspondingly weaker. The ratio of the two end faces defines the transmission ratio of the hydraulic transmission. The distance traveled for locking is defined exactly in the opposite ratio, ie the plunger 5 has to cover a longer distance.

Mit dem Kolbendurchmesser D_K und dem notwendigen Kolbenweg s_K ergibt sich das notwendige Volumen des Innenraums 23: $$\text{V}=\mathrm{\pi }*{\text{D}}_{\text{K}}{}^2*\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.*{\text{s}}_{\text{K}}.$$

With the piston diameter D _K and the necessary piston travel s _K, the necessary volume of the interior 23 results: $$\text{v}=\mathrm{\pi }*{\text{<figure-callout id="2" label="D K" filenames="DE102014202185B4\_0002.png,DE102014202185B4\_0003.png" state="{{state}}">D</figure-callout>}}_{\text{K}}{}^2*\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.*{\text{s}}_{\text{K}}.$$

Bei einem Plungerdurchmesser D_P ist somit der Plungerweg durch s_P= D_K ²/D_P ² * s_K bestimmt. Der Abstand des Plungers 5 zur Bremsbelagverschleißnachstellung 4 ergibt sich entsprechend aus s_Abstand= s_P - s_K. Z.B. bei einem Kolbendurchmesser von 38 mm, einem notwendigen Kolbenweg von 1 mm und einem Plungerdurchmesser von 12 mm ergibt sich ein notwendiges Volumen von 1134 mm³, ein Plungerweg von 10 mm und ein Abstand von 9 mm.With a plunger diameter D _P , the plunger travel is determined by s _P = D _K ² /D _P ² * s _K. The distance between the plunger 5 and the brake pad wear adjustment 4 results from s _distance = s _P - s _K. For example, with a piston diameter of 38 mm, a necessary piston travel of 1 mm and a plunger diameter of 12 mm, this results in a necessary volume of 1134 mm ³ , a plunger travel of 10 mm and a distance of 9 mm.

Im Betrieb wird spätestens zum Start der Feststellbremsaktuation das Volumen in dem Bremssattelgehäuse 2 mittels des Ventils 8 in Richtung der Betriebsbremsanlage eingesperrt. Dies kann in bekannter Weise durch ein entsprechendes Ventil des ESP oder durch eine entsprechende Konstruktion (nicht gezeigt) geschehen, bei der die Betriebsbremsen-Fluidleitung 81 z.B. verschlossen wird, sobald sich der Plunger 5 aus seiner Ruheposition (1) bewegt. Für eine vereinfachte Darstellung ist das Ventil 8 in den 1 bis 3 weiterhin offen dargestellt. Für eine Betätigung der Bremsvorrichtung 1 bzw. der automatisierten Feststellbremse wird der Drehstift 6 über die Motor-Getriebe-Einheit in Rotation versetzt. Der drehfest jedoch axial relativ zum Drehstift 6 bewegliche Plunger 5 schraubt sich aus der ersten Position, in der der Speicherkammerzulauf 24 durch das dritte Dichtelement 56 verschlossen ist, in 1 nach oben in den Innenraum 23 hinein, wodurch sich das hydraulische Volumen verringert (durch Verwendung eines annähernd inkompressiblen Fluids sehr geringe Änderung) und eine Kraft auf den Bremskolben 3 wirkt, der entsprechend in Richtung der Bremsscheibe (nicht gezeigt) gedrückt wird. Gleichzeitig verringert sich der Abstand zwischen dem Plunger 5 und der Bremsbelagverschleißnachstellung 4. Der Druck im Innenraum 23 steigt weiter an. In der zweiten bzw. den zweiten Positionen des Plungers 5, in dem der Speicherkammerzulauf 24 bereits geöffnet ist, der Plunger 5 jedoch noch keinen Kontakt mit dem Bremskolben 3 bzw. der Bremsbelagverschleißnachstellung 4 hat, steigt der Hydraulikdruck solange an, bis der Zieldruck der Feststellbremse (z.B. 120 bar), der abhängig vom Bremskolbendurchmesser, den Bremsparametern sowie dem Fahrzeuggewicht festgelegt wird, erreicht ist. Dann wird das Rückschlagventil 71 überströmt wodurch Hydraulikflüssigkeit bzw. Fluid in die Speicherkammer 7 gelangt, wodurch kein weiterer Druckanstieg im Innenraum 23 erfolgt. Schließlich kommt der Plunger 5 mit der Bremsbelagverschleißnachstellung 4 in Kontakt. Das maximal notwendige Drehmoment der Motor-Getriebe-Einheit wird somit unabhängig von möglichen Drücken definiert.During operation, the volume in the brake caliper housing 2 is locked in the direction of the service brake system by means of the valve 8 at the latest at the start of the parking brake actuation. This can be done in a known manner by a corresponding valve of the ESP or by a corresponding construction (not shown), in which the service brake fluid line 81 is closed, for example, as soon as the plunger 5 moves out of its rest position ( 1 ) emotional. For a simplified representation, the valve 8 is in the 1 until 3 continues to be presented openly. To actuate the braking device 1 or the automated parking brake, the rotating pin 6 is set in rotation via the motor-gear unit. The plunger 5, which is non-rotatable but movable axially relative to the rotary pin 6, screws in from the first position in which the storage chamber inlet 24 is closed by the third sealing element 56 1 upwards into the interior 23, whereby the hydraulic volume is reduced (very small change due to the use of an approximately incompressible fluid) and a force acts on the brake piston 3, which is accordingly pressed in the direction of the brake disc (not shown). At the same time, the distance between the plunger 5 and the brake pad wear adjustment 4 decreases. The pressure in the interior 23 continues to increase. In the second or second positions of the plunger 5, in which the storage chamber inlet 24 is already open, but the plunger 5 is not yet in contact with the brake piston 3 or the brake pad wear adjustment 4, the hydraulic pressure increases until the target pressure of the parking brake is reached (e.g. 120 bar), which is determined depending on the brake piston diameter, the brake parameters and the vehicle weight, is reached. Then the check valve 71 is overflowed, whereby hydraulic fluid or fluid reaches the storage chamber 7, as a result of which no further increase in pressure in the interior 23 occurs. Finally, the plunger 5 comes into contact with the brake pad wear adjustment 4. The maximum necessary torque of the motor-gear unit is therefore defined independently of possible pressures.

Für den Fall, dass der Zieldruck nicht erreicht wird, kommt der Plunger 5 schließlich mit der Bremsbelagverschleißnachstellung 4 in Kontakt und das Rückschlagventil 71 bleibt geschlossen.In the event that the target pressure is not reached, the plunger 5 finally comes into contact with the brake pad wear adjuster 4 and the check valve 71 remains closed.

Sobald der Plunger 5 mit der Bremsbelagverschleißnachstellung 4 in Kontakt gekommen ist, wird die Aktuation gestoppt. Die Position des Bremskolbens 3 wird somit über den Bremsbelagverschleißmechanismus bzw. die Plungerposition definiert. Da der Plunger 5 im Zusammenspiel mit der Motor-Getriebe-Einheit selbsthemmend ausgeführt ist, wird die Feststellbremskraft im stromlosen Zustand, also ohne weitere Energiezufuhr, aufrechterhalten. Sobald das Bremssattelgehäuse 2 bzw. der Innenraum 23 z.B. über die Betriebsbremsen-Fluidleitung 81 drucklos wird, wobei die Feststellbremse dabei unverändert mechanisch verriegelt ist, wird durch das Kräftegleichgewicht der Federn (es gilt: c₃> c₂ > c₁) die Speicherkammer 7 gelehrt, d.h. die Feder c₁ wirkt auf den Kolben der Speicherkammer 7, wodurch das darin befindliche Fluid in den Innenraum 23 geleitet wird, da die bzgl. c₁ schwächere Feder c₂ bzw. das Rückschlagventil 72 überströmt wird. Die Speicherkammer 7 ist somit wieder in ihrer Ausgangslage.As soon as the plunger 5 comes into contact with the brake pad wear adjuster 4, the actuation is stopped. The position of the brake piston 3 is thus defined via the brake pad wear mechanism or the plunger position. Since the plunger 5 is designed to be self-locking in interaction with the motor-gear unit, the parking brake force is maintained in the de-energized state, i.e. without further energy supply. As soon as the brake caliper housing 2 or the interior 23 becomes depressurized, for example via the service brake fluid line 81, with the parking brake remaining mechanically locked, the storage chamber 7 is formed by the balance of forces of the springs (the following applies: c ₃ > c ₂ > c ₁ ). taught, ie the spring c ₁ acts on the piston of the storage chamber 7, whereby the fluid therein is directed into the interior 23, since the spring c ₂ , which is weaker with respect to c ₁ , or the check valve 72 is flowed over. The storage chamber 7 is thus back in its starting position.

Zum Lösen der Feststellbremse wird der Plunger 5 mittels der Motor-Getriebe-Einheit in umgekehrter Richtung angesteuert. Durch die Rückwärtsbewegung des Plungers 5 wird die mechanische Feststellbremse wieder frei gegeben. Die Aktuation wird beendet, sobald der Plunger 5 seine erste Ausgangsposition erlangt und der Speicherkammerzulauf 24 wieder geschlossen ist.To release the parking brake, the plunger 5 is controlled in the opposite direction using the motor-gear unit. The backward movement of the plunger 5 releases the mechanical parking brake again. The actuation is ended as soon as the plunger 5 reaches its first starting position and the storage chamber inlet 24 is closed again.

Eine Druckmodulation durch den Fahrer (über die Betriebsbremse) oder durch sonstige Aktuatoren ist in bekannter Art und Weise wirksam. D.h. diesbezüglich findet keine Beeinflussung der Fahrdynamik statt. Auch finden keine Wechselwirkungen zu anderen Systemen, wie z.B. Hill Hold Control (HHC), Controlled Deceleration for Parking brake (CDP) oder Automated Vehicle Hold (AVH) statt, da der Druck im Innenraum 23 nicht über die den Speicherkammerzulauf (24) entweichen kann.Pressure modulation by the driver (via the service brake) or by other actuators is effective in a known manner. This means that there is no influence on the driving dynamics in this regard. There are also no interactions with other systems, such as Hill Hold Control (HHC), Controlled Deceleration for Parking brake (CDP) or Automated Vehicle Hold (AVH), since the pressure in the interior 23 cannot escape via the storage chamber inlet (24). .

Claims (8)

Bremsvorrichtung (1) für eine automatisierte Feststellbremse mit einem Bremssattelgehäuse (2) mit einem Innenraum (23) zur Aufnahme eines Fluids; einem Bremskolben (3), der in dem Bremssattelgehäuse (2) entlang einer Achse (A) axial verschiebbar angeordnet ist; und einem Plunger (5), der in dem Bremssattelgehäuse (2) koaxial zu dem Bremskolben (3) verschiebbar angeordnet ist, wobei die Bremsvorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass der Plunger (5) eine erste Position, eine zweite Position und eine dritte Position einnehmen kann, wobei der Plunger (5) in der zweiten Position über das Fluid im Innenraum (23) des Bremssattelgehäuses (2) hydraulisch eine Kraft auf den Bremskolben (3) überträgt, und der Plunger (5) in der dritten Position mechanisch mit dem Bremskolben (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssattelgehäuse (2) ein erstes Ende (21) mit einer ersten Öffnung (21a), in der der Bremskolben (3) aufgenommen ist, und ein zweites Ende (22) mit einer zweiten Öffnung (22a) aufweist, in der der Plunger (5) aufgenommen ist, wobei die zweite Öffnung (22a) ein Innengewinde (27) und der Plunger (5) ein Außengewinde (54) aufweist, wobei das Innengewinde (27) und das Außengewinde (54) miteinander in Eingriff stehen, und wobei der Plunger (5) rotatorisch antreibbar ist, wodurch die Rotation in eine translatorische Bewegung des Plungers (5) wandelbar ist.Braking device (1) for an automated parking brake with a brake caliper housing (2) with an interior (23) for receiving a fluid; a brake piston (3) which is arranged to be axially displaceable in the brake caliper housing (2) along an axis (A); and a plunger (5) which is displaceably arranged in the brake caliper housing (2) coaxially to the brake piston (3), the braking device (1) being designed such that the plunger (5) has a first position, a second position and a can assume the third position, the plunger (5) in the second position hydraulically transmitting a force to the brake piston (3) via the fluid in the interior (23) of the brake caliper housing (2), and the plunger (5) in the third position mechanically is connected to the brake piston (3), characterized in that the brake caliper housing (2) has a first end (21) with a first opening (21a) in which the brake piston (3) is received, and a second end (22). a second opening (22a) in which the plunger (5) is received, the second opening (22a) having an internal thread (27) and the plunger (5) having an external thread (54), the internal thread (27) and the external thread (54) engage with each other, and the plunger (5) can be driven in rotation, whereby the rotation can be converted into a translational movement of the plunger (5). Bremsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (23) über einen Speicherkammerzulauf (24) mit einer Speicherkammer (7) zum Speichern von Fluid verbunden ist.Brake device (1) according to Claim 1 , characterized in that the interior (23) is connected via a storage chamber inlet (24) to a storage chamber (7) for storing fluid. Bremsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Plunger (5) den Speicherkammerzulauf (24) in der ersten Position verschließt und den Speicherkammerzulauf (24) in der zweiten und dritten Position öffnet.Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the plunger (5) closes the storage chamber inlet (24) in the first position and opens the storage chamber inlet (24) in the second and third positions. Bremsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkammerzulauf (24) ein erstes Rückschlagventil (71) aufweist, das bei einem vorbestimmten ersten Druck überströmt wird und ferner ein Rückfließen des Fluids in den Innenraum (23) verhindert.Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the storage chamber inlet (24) has a first check valve (71) which is overflowed at a predetermined first pressure and further prevents the fluid from flowing back into the interior (23). Bremsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherkammerablauf (25) vorgesehen ist, der den Innenraum (23) mit der Speicherkammer (7) verbindet, wobei der Speicherkammerablauf (25) ein zweites Rückschlagventil (72) aufweist, das unterhalb eines vorbestimmten zweiten Drucks überströmt wird und ferner ein Einströmen von Fluid in die Speicherkammer (7) verhindert.Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a storage chamber drain (25) is provided which connects the interior (23) with the storage chamber (7), the storage chamber drain (25) having a second check valve (72), which flows over below a predetermined second pressure and further prevents fluid from flowing into the storage chamber (7). Bremsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben (3) eine Bremsbelagverschleißnachstellung (4) aufweist, wobei der Plunger (5) in der dritten Position mit der Bremsbelagverschleißnachstellung (4) in Kontakt steht.Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the brake piston (3) has a brake pad wear adjustment (4), the plunger (5) being in contact with the brake pad wear adjustment (4) in the third position. Bremsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Bremskolbens (3) größer ist als der Durchmesser des Plungers (5), wodurch der Bremskolben (3) und der Plunger (5) mittels des Fluids im Innenraum (23) des Bremssattelgehäuses (2) ein hydraulisches Untersetzungsgetriebe bilden.Braking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the brake piston (3) is larger than the diameter of the plunger (5), whereby the brake piston (3) and the plunger (5) by means of the fluid in the interior ( 23) of the brake caliper housing (2) form a hydraulic reduction gear. Verfahren zum Betätigen einer Bremsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.Method for actuating a braking device (1) according to one of Claims 1 until 7 .

Images