DE19945703A1 - Zuspannvorrichtung für eine Fahrzeugbremse - Google Patents
Zuspannvorrichtung für eine FahrzeugbremseInfo
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Abstract
Eine Zuspannvorrichtung für eine Fahrzeugbremse mit einem Elektromotor (6) als Krafterzeuger (6) zum Zuspannen und/oder Lösen der Fahrzeugbremse, einer Feder (38) zum Zuspannen oder Lösen der Bremse; einem Kraftumsetzer (60) zur Umsetzung der vom Bremskrafterzeuger (6) - und/oder der Feder (38) - abgegebenen Energie in eine Bremszuspannbewegung, der einen Antriebsstrang vom Elektromotor zu Bremsbelägen bildet, zeichnet sich dadurch aus, daß - insbesondere beim Einsatz des Nullpunktverschiebungsprinzips - der Kraftumsetzer (60) mit einer Kupplung zum Ein- und Auskuppeln des Elektromotors (6) in und aus dem Antriebsstrang vom Elektromotor (6) zu den Bremsbelägen (54) versehen ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zuspannvorrichtung für eine Fahrzeugbremse, insbeson
dere für eine Schienenfahrzeugbremse, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Im wesentlichen werden derzeit im Schienenfahrzeugbereich zwei Rad-Bremssyste
me eingesetzt: pneumatische Bremssysteme (zu denen auch elektropneumatische
Systeme und Vakuumbremsen gerechnet werden können) und (elektro-)hydrau
lische Bremssysteme. Rein elektromechanische Bremssysteme haben sich bisher
nicht im nennenswerten Umfang am Markt etablieren können, finden aber mehr und
mehr Interesse, da bei ihnen die eher aufwendige Handhabung eines Fluidmediums
entfällt.
Die gängigen Schienenfahrzeugbremsen weisen im Regelfall Betriebsbremsen und
Speicherbremsen auf. Speicherbremsen werden i. allg. als Federspeicherbremsen
ausgebildet. Sie dienen sowohl als Park- oder Festhaltebremse als auch als betrieb
liche Notbremse im Sinne einer Rückfallebene bei einem Ausfall des übrigen Brems
systemes.
Bei der Anwendung einer Speicherfeder als Park- und Notbremse muß diese die
vorgegebene Bremskraft unter Berücksichtigung aller Widerstände und unter allen
Randbedingungen aufbringen. Gerade bei tiefen Temperaturen erhöhen sich die Wi
derstände innerhalb des Bremsaktuators aber derart, daß die Speicherfedern im
Grunde "überdimensioniert" ausgebildet werden müssen.
Beruht der Bremsaktuator nicht auf einem pneumatischen oder hydraulischen An
triebssystem sondern auf einem elektromotorischen Antrieb, der zudem über ein
Untersetzungsgetriebe angekoppelt sein kann, so muß die Speicherfeder nicht nur
die Widerstände der Bremsmechanik sondern auch noch die Widerstände der Ge
triebe- und Motorlagerungen und die gesamte Massenträgheit des Antriebsstranges
überwinden.
Vor diesem Hintergrund setzt die Erfindung bei dem Erkennen des Problems einer
Überdimensionierung der Speicherfeder aufgrund der Widerstände der Getriebe-
und Motorlagerungen und der gesamten Massenträgheit des Antriebsstranges an
und setzt sich zur Aufgabe, die gattungsgemäße Zuspannvorrichtung derart weiter
zuentwickeln, daß die Baugröße der Speicherfeder für die Speicherbremse verringert
werden kann.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1, also
über die konstruktiv einfach realisierbare Idee, den Kraftumsetzer mit einer Kupplung
zum Ein- und Auskuppeln des Elektromotors und/oder weiterer Elemente in und aus
dem Antriebsstrang vom Elektromotor zu den Bremsbacken oder Bremsklötzen zu
versehen. Die Kupplung ermöglicht in unkomplizierter Weise das Abkoppeln eines
Teiles des Antriebsstranges zur Minimierung der Schließwiderstände der Bremse als
Teil einer übergreifenden Fail-Safe-Strategie. Wird dieser Teil des Abtriebsstranges
abgekoppelt, wenn eine Speicherbremsung durchzuführen ist, wird auch der Wider
stand des verbleibenden Teiles des Antriebsstranges, den die Feder noch zu lösen
hat, herabgesetzt. Dadurch ist es möglich, die Feder gegenüber dem Stand der
Technik kleiner zu dimensionieren.
Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung wird die Kupplung als Magnetkupp
lung, insbesondere als Magnet-Zahnkupplung ausgebildet. Derartige Kupplungen
sind als handelsübliche Bauelemente kostengünstig erhältlich. Der Magnetkupplung
wird vorzugsweise eine Ansteuereinheit zugeordnet, welche dazu ausgelegt ist, bei
einem Stromausfall ein Auskuppeln zu bewirken, um eine Notbremsung zu erleich
tern.
Die Erfindung eignet sich insbesondere auch für Bremskrafterzeuger, die nach dem
Prinzip der "Nullpunktverschiebung" arbeiten. Im Gegensatz zum Stand der Technik
ist der Bremskraftumsetzer dabei derart ausgelegt, daß die vom Bremskrafterzeuger
bei einer Bremsung aufzubringende Kraft zur Erzeugung eines definierten Bremszu
spannkraftwertes, der größer als Null und kleiner als die maximale Bremskraft ist,
Null beträgt. An einem definierten Betriebspunkt bzw. für einen Bremszuspannkraft
wert zwischen Null und der maximalen Bremskraft wirkt also der Bremskrafterzeuger
nicht; die Bremskraft wird vielmehr an diesem Punkt allein vom Energiespeicher (z. B.
Feder) erzeugt. Dieser "Nullpunkt" reiner Feder-Bremskrafterzeugung liegt anderer
seits auch nicht wie beim rein passiven System bei der maximalen Bremskraft. Zur
Erzeugung der maximalen Bremskraft wirkt vielmehr zusätzlich der Bremskraft- (und
Energie)-erzeuger. Zur Erzeugung kleinerer Bremskräfte wirkt der Bremskrafterzeu
ger quasi als "Bremskraftherabsetzer" der Kraft vom Energiespeicher bzw. der Fe
derkraft entgegen.
Anders als nach dem Stand der Technik bekannt, wird der Bremskrafterzeuger somit
in beiden Lastrichtungen, d. h. sowohl zum Anlegen der maximalen Bremskraft als
auch zum Lösen der Bremse eingesetzt. Dadurch, daß der Bremskraftumsetzer der
art ausgelegt ist, daß auch bei ausgeschaltetem Antrieb bzw. Bremskrafterzeuger
z. B. eine mittlere Bremskraft anliegt, ist lediglich eine Art "unterstützender Antrieb"
erforderlich, um entweder die maximale Bremskraft oder die Brems-Lösestellung
einzustellen. Der Antrieb - bei einem elektromechanischen System ein Elektromotor
- wird dazu genutzt, beim Lösen die Federkraft zu verringern und beim Bremsen
nach dem Erreichen des Kräftegleichgewichtes zwischen der Bremszuspannkraft
und der Federkraft die Bremskraft weiter zu erhöhen. Der Antrieb arbeitet damit nach
einer Art "Zweirichtungsprinzip". Damit kombiniert das Systeme wichtige Vorteile ei
nes passiven Bremssystemes mit Vorteilen eines aktiven Bremssystems. Ähnlich zu
einem passiven Bremssystem realisiert auch das erfindungsgemäße System mit
Nullpunktverschiebung eine Art Fail-Safe-System. Andererseits kann eine Speicher
feder zur Bremszuspannung deutlich kleiner realisiert werden als bei einem rein pas
siven Bremssystem. Bei einem elektrischen Antrieb können sowohl die Feder als
auch deren Spann- und Antriebsmotor aufgrund der Erfindung bis zur Hälfte geringer
dimensioniert werden, wobei jedoch der Vorteil durch zunehmende Belastungskol
lektive, Vorgabe bestimmter Restbremskräfte bei einem Ausfallen der Bremse, Park
bremse und eine weiche Federcharakteristik beliebig und kontinuierlich verringert
werden kann.
Da andererseits der Antrieb anders als bei einem aktiven Bremssystem die Brems
kraft nicht allein erzeugen muß, kann der Antrieb sowie auch der gesamte Antriebs
strang kleiner dimensioniert werden als bei einem rein aktiven System.
Diese Nullpunktverschiebung führt dazu, daß die Speicherfeder relativ genau auf
einen bestimmten Arbeitspunkt abgestimmt und relativ zu rein passiven Bremssy
stemen relativ klein ausgeführt wird. Diese kleine Dimensionierung wird aber ohne
die erfindungsgemäße Kupplung im Antriebsstrang der Bremse dadurch zunichte
gemacht, daß die Speicherfeder insbesondere aufgrund der mit abnehmender Tem
peratur zunehmenden Widerstände im Antriebsstrang größer dimensioniert werden
muß, als dies ohne die Widerstandseffekte infolge der Temperaturabnahme nötig
wäre. Die Möglichkeit des Auskuppelns von Teilen des Antriebsstranges wirkt die
sem Effekt auf einfache Weise entgegen. So kann die minimal dimensionierte Feder
die (nur im Leerlauf befindliche) Spindel und die übrige Bremsmechanik unter weit
gehend vollständiger Ausnutzung der in der Feder gespeicherten Energie zurücktrei
ben und ihre Bremsfunktion stets bei hoher Betriebssicherheit erfüllen.
Die weiteren Unteransprüche geben u. a. jeweils bevorzugte Auslegungen der Erfin
dung an (Nullpunkt zwischen 25 und 75%, oder zwischen 40 und 60% oder bei
50%). Oftmals wird als sichere Rückfallebene - z. B. bei einem Ausfall elektrischer
Energie - eine Bremskraft von 50% der maximalen Bremskraft genügen. Der Null
punkt kann im wesentlichen frei gewählt werden, der Fachmann kann sich hierbei an
den jeweiligen Sicherheitsanforderungen - nämlich Fahrzeug und Streckenparame
tern - des Anwendungsfalles orientieren. So wird er den Nullpunkt zur Realisierung
genügender Bremsreserven beispielsweise bei der Auslegung eines Straßenbahn
bremssystem für eine Stadt mit viel Gefällestrecken einige Prozente "höher" ansie
deln als in einer Stadt, deren Straßenbahnsystem weitestgehend frei von Gefäl
lestrecken ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den übrigen Unteran
sprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausfüh
rungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer mit einer erfindungsgemäßen Zu
spannvorrichtung versehenen Bremszangeneinheit in einer Brems-
Lösestellung;
Fig. 2 die Zuspannvorrichtung der Bremszangeneinheit aus Fig. 1 bei Anlie
gen der mittleren Bremskraft;
Fig. 3 die Zuspannvorrichtung der Bremszangeneinheit aus Fig. 1 bei Anlie
gen der maximalen Bremskraft;
Fig. 4 ein Bremskraftdiagramm.
Fig. 1 zeigt eine Zuspannvorrichtung 2 für eine Schienenfahrzeug-Scheibenbremse
4. Die Zuspannvorrichtung 2 umfaßt einen als Elektromotor 6 (mit angesetzter Mo
torbremse 6') ausgebildeten Bremskrafterzeuger, wobei die Abtriebswelle 8 des
Elektromotors (oder die Abtriebswelle eines dem Elektromotor 6 zugeordneten Ge
triebes) über einen Zahnriemen 10 ein Ritzel 12 antreibt, welches auf einer mehrfach
gestuften Spindelhülse 14 mittels eines (Nadel-)Lagers 16 relativ zur Spindelhülse
14 drehbar gelagert ist.
An eine axiale Stirnseite des Ritzels 12 ist eine Magnet-Zahnkupplung 18 mit Strom
zuführung 19 angesetzt, die wiederum auf einem axialen Endabschnitt der Spindel
hülse 14 befestigt ist. Dreht sich der Elektromotor 6 und damit über den Zahnriemen
10 das Ritzel 12, so dreht sich die Spindelhülse 14 bei geschlossener Magnet-
Zahnkupplung 18 mit. Bei geöffneter Magnet-Zahnkupplung 18 dreht sich das Zahn
rad 12 hingegen frei auf der Spindelhülse 14. Die Kupplung 18 ist damit dazu aus
gelegt, das Umschlingungsgetriebe mit dem Zahnriemen 10 und dem Ritzel 12 sowie
den Elektromotor 6 in und aus dem Antriebsstrang zu den Bremsbelägen 54 ein- und
auszukuppeln. Insbesondere wird die Drehung der Bremsspindel 20, welche sich
zusammen mit der Spindelhülse 14 dreht, mit dem Umschlingungsgetriebe und dem
Elektromotor 6 gekoppelt bzw. von diesen Elementen abgekoppelt. Wie ferner in Fig.
1 bis 3 zu erkennen, ist die Kupplung 18 besonders raumsparend im axialen Endbe
reich des als Bremsspindel ausgelegten Bolzens 20 angeordnet. Sie sitzt dort zwi
schen einem Lager 22 zur Lagerung des Bolzens 20 am Bremsrahmen 26 und dem
Ritzel 22 des Umschlingungsgetriebes koaxial zu der Spindelhülse 14 auf dem Bol
zen 20.
Die in Fig. 2 und 3 dargestellte Magnet-Zahnkupplung ist als handelsübliches Bau
element erhältlich. Sie eignet sich in hervorragender Weise zur Realisierung der Er
findung. Ein Ringmagnet 62 mit eingegossener Spule 64 bildet bei Stromdurchfluß
ein Magnetfeld, welches den Anker 66 verschließt. Beim Ausschalten des Stromes
wird der Anker 66 von einer Feder 68 vorgedrückt.
Wie besonders gut in Fig. 2 und 3 zu sehen, ist die Spindelhülse 14 auf dem als
Bremsspindel fungierenden Bolzen bzw. einer Welle 20 befestigt, dessen eines
axiales Ende mit dem Kugellager 22 drehbar in der Hülse 23 gelagert ist, die unver
drehbar in eine Öffnung 24 eines zweiteiligen Bremsrahmens (bzw. "Sattels") 26 (mit
den Abschnitten 26a und 26b) eingesetzt ist. In der Öffnung 24 ist eine Abdeckung
28 verschraubt, welche eine Zugangsmöglichkeit für eine Rückstellmutter 30 zum
manuellen Verstellen der Spindel (z. B. zum Lösen der Bremse) bietet.
Die zweite, von der Abdeckung 28 abgewandte, axiale Stirnfläche des Ritzels 12
grenzt an eine sich axial verbreiternde Abstufung 14' der Spindel 14 an, wobei der
Außenumfang der Abstufung 14' in einen nach innen an den Bremsrahmen 26 an
geformten, hohlzylindrischen Rahmenansatz 26c des Bremsrahmens 26 eingreift
und im Rahmenansatz 26c mittels eines Wälzlagers 32 drehbar gelagert ist.
Das zweite axiale Ende des Bolzens bzw. der Welle 20 erstreckt sich über die axiale
Stirnseite des Rahmenansatzes 26c hinaus. Die Innenwandung des hohlzylindri
schen Endbereiches der Abstufung 14' und die Innenwandung des inneren Rah
menansatzes 26' bilden eine hohlzylindrische Aufnahme für ein Ende einer axial
verschieblichen, äußeren Hülse 34. In die axiale Öffnung der Hülse 34 ist eine Hül
senmutter 36 verdrehbar auf den Bolzen 20 gesetzt, der in diesem Bereich mit Au
ßengewinde versehen ist. (Hier kann z. B. ein Wälzspindeltrieb realisiert werden.)
Zwischen dem Gehäuseansatz 26c und einem tellerartigen Ansatz 34' der Hülse 34
ist ein Federpaket 38 angeordnet. An die vom Federpaket 38 abgewandte Stirnseite
des Hülsenansatzes 34' ist wiederum ein Auge 40 mit einem Langloch 41 angeformt,
in das ein Bolzen 42 eingreift, welcher mit einem Ende eines Exzenterhebels 44 ei
ner Exzenteranordnung 46 verbunden ist. Der Exzenter weist eine Exzenterwelle 48
auf, die an einen Zangenhebel 49a angelenkt ist, der mit einem zweiten Zangenhe
bel 49b eine Bremszange 50 bildet. An den einen Enden der Zangenhebel 49 sind
jeweils Belaghalter 52 mit Bremsbelägen 54 angeordnet, die in Richtung der Achse
einer Bremsscheibe 56 verschieblich sind. Die von den Bremsbelägen 54 abgewandt
liegenden Enden der Zangenhebel 49 sind miteinander über einen Druckstangen
steller 58 verbunden, der vorzugsweise elektrisch betätigt ausgelegt ist und einen
Kraftsensor und eine Notlöseeinrichtung (nicht dargestellt) umfaßt.
Die Funktion der Bremse wird aus dem Zusammenspiel der Fig. 1 bis 3 deutlich. Fig.
1 veranschaulicht die Lösestellung, Fig. 2 eine Bremsstellung mit mittlerer Brems
kraft und Fig. 3 eine Bremsstellung mit maximaler Bremskraft. Die mittlere Brems
stellung wird allein durch die Federkraft erreicht.
Der Elektromotor 6 bildet den Bremskrafterzeuger, die weiteren Elemente des
Kraftübertragungswegs "hinter" bzw. vom Elektromotor 6 bis zur Bremsscheibe 56
einen Bremskraftumsetzer 60. Das Federpaket 38 bildet einen Energiespeicher, der
ebenfalls zur Erzeugung von Bremskraft genutzt wird.
Wie zu erkennen, entspannt sich das Federpaket 38 bei zunehmender Bremskraft.
Das Federpaket ist dabei derart ausgelegt, daß beim Anliegen einer mittleren
Bremskraft keine Bestromung des Motors 6 notwendig ist. Zum Erreichen der Löse
stellung und zum Erreichen der maximalen Bremskraft läuft dagegen der Elektro
motor 6 jeweils in entgegengesetzter Drehrichtung und verstellt damit die axiale
Länge des Linearantriebes aus der Spindelhülse 14, dem Bolzen 20 und der Hülse
34. Eine Längenveränderung des Linearantriebes verstellt wiederum den Exzenter
46 und öffnet oder schließt damit die Bremszange 50.
In Fig. 4 gibt die C-Achse die vom Aktuator aufzubringende Kraft und die B-Achse
die an den Bremsbacken anliegende Kraft wieder. Die Kurve B1 gibt die Charakteri
stik eines passiven Bremssystems, die Kurve B2 die Charakteristik eines aktiven
Bremssystems und die Kurve B3 die bevorzugte Einstellung des Bremssystemes der
Erfindung wieder (zentrischer Nullpunkt). Die Kurve B4 gibt dagegen eine exzentri
sche Nullpunktverschiebung wieder. Der Nullpunkt liegt bei ca. 70% der maximalen
Bremskraft, so daß das System stärker der Auslegung eines passiven Bremssyste
mes ähnelt (stärkere Feder bzw. stärkere Bremskraft beim Ausfall des Bremskrafter
zeugers). Das passive Bremssystem, bei dem bei maximaler Bremskraft der Antrieb
eine Kraft von Null Newton erzeugt, wird beispielsweise im Vollbahnbereich und das
aktive Bremssystem, bei dem bei maximaler Bremskraft der Antrieb die größte Kraft
erzeugt, im U-Bahnbereich eingesetzt. Nach der Erfindung liegt dagegen durch die
Speicherfeder 38 allein die mittlere Bremskraft an.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel nach Art der Fig. 1 kann der Exzenter
wellenantrieb eine Übersetzung von ca. 1/10-1/15 aufweisen. Die Gesamtaktuator
kraft beträgt bei dieser praktischen Ausführung einige kN, woraus an der Brems
scheibe eine maximale Bremskraft von einem Vielfachen dieses Wertes resultiert.
Der verschobene Nullpunkt liegt etwa im Gleichgewicht zwischen der Federkraft und
der Bremskraft.
2
Zuspannvorrichtung
4
Schienenfahrzeug-Scheibenbremse
6
Elektromotor
6
' Motorbremse
8
Abtriebswelle
10
Zahnriemen
12
Ritzel
14
Spindelhülse
16
Nadellager
18
Magnet-Zahnkupplung
19
Stromzuführung
20
Bolzen
22
Kugellager
23
Hülse
24
Öffnung
26
Bremsrahmen
26
a,
26
b Abschnitte
28
Abdeckung
30
Rückstellmutter
26
c Ansatz
32
Wälzlagers
34
Hülse
36
Hülsenmutter
34
' tellerartiger Hülsenansatz
38
Federpaket
40
Auge
41
Langloch
42
Bolzen
44
Exzenterhebels
46
Exzenters
48
Exzenterwelle
49
Zangenhebel
50
Bremszange
52
Belaghalter
54
Bremsbeläge
56
Bremsscheibe
58
Druckstangensteller
60
Bremskraftumsetzer
62
Ringmagnet
64
Spule
66
Anker
68
Feder
Claims (18)
1. Zuspannvorrichtung für eine Fahrzeugbremse, insbesondere für eine Schie
nenfahrzeugbremse, mit:
- a) einem Elektromotor (6) als Krafterzeuger (6) zum Zuspannen und/oder Lösen der Fahrzeugbremse,
- b) einer Feder (38) zum Zuspannen und/oder Lösen der Fahrzeugbremse;
- c) einem Kraftumsetzer (60) zur Umsetzung der vom Bremskrafterzeuger (6) - und/oder insbesondere von der Feder (38) - abgegebenen Energie in ei ne Bremszuspannbewegung, wobei der Kraftumsetzer einen Antriebsstrang vom Elektromotor zu Bremsbelägen (54) bildet,
- a) der Kraftumsetzer (60) mit wenigstens einer Kupplung (18) versehen ist, die zumindest zum Ein- und Auskuppeln des Elektromotors (6) in und aus dem Antriebsstrang vom Elektromotor (6) zu den Bremsbelägen (54) verse hen ist.
2. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kupplung (18) ferner dazu ausgelegt ist, ein Umschlingungsgetriebe in und
aus dem Antriebsstrang vom Elektromotor (6) zu den Bremsbelägen (54) ein-
und auszukuppeln.
3. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Umschlingungsgetriebe einen vom Elektromotor (6) angetriebenen Zahn
riemen (10) oder eine Kette und ein auf der Spindelhülse (14) gelagertes Rit
zel (12) aufweist.
4. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kupplung (18) auf der Spindelhülse (14) angeordnet ist
und dazu ausgelegt ist, eine Bremsspindel (20) und das Umschlingungsge
triebe zu koppeln und zu entkoppeln.
5. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kupplung (18) auf der Spindelhülse (14) angeordnet ist
und dazu ausgelegt ist, das Ritzel (12) und die Spindelhülse (14) zu koppeln
und zu entkoppeln.
6. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Spindelhülse (14) auf der Bremsspindel (20) angeord
net ist.
7. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kupplung (18) koaxial zur Bremsspindel (20) und/oder
zur Spindelhülse (14) angeordnet ist.
8. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kupplung (18) im axialen Endbereich des als Brems
spindel ausgelegten Bolzens (20) angeordnet ist.
9. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bremsspindel (20) am Bremsrahmen (26) drehbar ge
lagert ist und daß die Kupplung (18) zwischen einem Lager (22) am Brems
rahmen (26) und dem Ritzel (12) des Umschlingungsgetriebes auf der Brems
spindel (20) oder der auf der Bremsspindel angeordneten Spindelhülse (14)
angeordnet ist.
10. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kupplung als Magnetkupplung (18) ausgebildet ist.
11. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kupplung als Magnet-Zahnkupplung (18) ausgebildet ist.
12. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Magnetkupplung (18) eine Ansteuereinheit zugeordnet
ist, welche dazu ausgelegt ist, bei einem Stromausfall ein Auskuppeln zu be
wirken.
13. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Ansteuereinheit dazu ausgelegt ist, die Kupplung (18)
bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur bei einer Be
tätigung der Speicherbremse auszukuppeln.
14. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Bremskraftumsetzer (60) derart ausgelegt ist, daß die
vom Bremskrafterzeuger (6) bei einer Bremsung aufzubringende Kraft zur Er
zeugung eines definierten Bremszuspannkraftwertes, der größer als Null und
kleiner als die maximale Bremskraft ist, Null beträgt.
15. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Bremskraftumsetzer (60) derart ausgelegt ist, daß die
vom Bremskrafterzeuger (6) bei einer Bremsung aufzubringende Kraft zur Er
zeugung für eine definierte Bremszuspannkraft, die im Bereich zwischen ca.
25% und 75% der maximalen Bremskraft liegt, Null Newton beträgt.
16. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Bremskrafterzeuger (6) auf einen Linearantrieb (14, 20,
34) zum Zuspannen und Lösen eines Zuspannelementes einwirkt.
17. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bremsspindel (20) axial über das Ende der Spindelhül
se (14) vorsteht und in diesem Bereich mit einem Gewinde versehen ist, auf
welches eine Hülsenmutter (36) aufgeschraubt ist, welche in eine Hülse (34)
eingesetzt ist, wobei die Hülse (34) derart angeordnet ist, daß sie sich mit der
Hülsenmutter (36) beim Drehen der Bremsspindel (20) relativ zum Bolzen (20)
axial verschiebt.
18. Zuspannvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß an einem axialen Ende der Hülse (34) ein Exzenterhebel
(44) einer Exzenteranordnung (46) angreift, die mit einer Bremszange (50)
gekoppelt ist.
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---|---|
DE (1) | DE19945703A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6666305B1 (en) * | 1999-09-23 | 2003-12-23 | Knorr-Bremse Systeme Fur Schienenfahrzeuge Gmbh | Brake application device for a motor vehicle brake |
DE20212912U1 (de) * | 2002-08-22 | 2003-12-24 | Bubenzer Bremsen Gerhard Bubenzer Ing. Gmbh | Elektromechanische Bremsvorrichtung |
DE10227828A1 (de) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Compact Dynamics Gmbh | Elektrische Kraftfahrzeug-Scheibenbremse |
DE102010023700A1 (de) * | 2010-06-14 | 2011-12-15 | Pintsch Bubenzer Gmbh | Stellvorrichtung für eine selbstverstärkende Bremseinrichtung und selbstverstärkende Bremseinrichtung |
DE102010023701A1 (de) * | 2010-06-14 | 2011-12-15 | Pintsch Bubenzer Gmbh | Lüftgerät für eine Bremseinrichtung |
US20140299425A1 (en) * | 2011-08-31 | 2014-10-09 | Rg Mechatronics Gmbh | Friction brake having an actuator unit that acts perpendicularly to the brake application direction |
IT202100031565A1 (it) * | 2021-12-16 | 2023-06-16 | Faiveley Transport Italia Spa | Attuatore elettromeccanico per un sistema di frenatura di un veicolo, sistema di frenatura e veicolo |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2290840A (en) * | 1994-06-01 | 1996-01-10 | Arthur Richard | Fail-safe brake actuation system |
EP0693633A2 (de) * | 1994-07-22 | 1996-01-24 | Ti Matrix Engineering Limited | Elektromagnetisch gesteuerte Permanentmagnetbremse |
DE19748318C1 (de) * | 1997-10-31 | 1999-05-06 | Lucas Ind Plc | Bremsanordnung für ein Landfahrzeug |
-
1999
- 1999-09-23 DE DE1999145703 patent/DE19945703A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2290840A (en) * | 1994-06-01 | 1996-01-10 | Arthur Richard | Fail-safe brake actuation system |
US5620077A (en) * | 1994-06-01 | 1997-04-15 | Electric Vehicle Controllers Ltd. | Fail-safe brake actuation system |
EP0693633A2 (de) * | 1994-07-22 | 1996-01-24 | Ti Matrix Engineering Limited | Elektromagnetisch gesteuerte Permanentmagnetbremse |
DE19748318C1 (de) * | 1997-10-31 | 1999-05-06 | Lucas Ind Plc | Bremsanordnung für ein Landfahrzeug |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6666305B1 (en) * | 1999-09-23 | 2003-12-23 | Knorr-Bremse Systeme Fur Schienenfahrzeuge Gmbh | Brake application device for a motor vehicle brake |
DE10227828A1 (de) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Compact Dynamics Gmbh | Elektrische Kraftfahrzeug-Scheibenbremse |
DE10227828B4 (de) * | 2002-06-21 | 2007-06-06 | Compact Dynamics Gmbh | Elektrisch betätigbare Kraftfahrzeug-Scheibenbremse |
DE20212912U1 (de) * | 2002-08-22 | 2003-12-24 | Bubenzer Bremsen Gerhard Bubenzer Ing. Gmbh | Elektromechanische Bremsvorrichtung |
DE102010023700A1 (de) * | 2010-06-14 | 2011-12-15 | Pintsch Bubenzer Gmbh | Stellvorrichtung für eine selbstverstärkende Bremseinrichtung und selbstverstärkende Bremseinrichtung |
DE102010023701A1 (de) * | 2010-06-14 | 2011-12-15 | Pintsch Bubenzer Gmbh | Lüftgerät für eine Bremseinrichtung |
DE102010023700B4 (de) * | 2010-06-14 | 2012-01-26 | Pintsch Bubenzer Gmbh | Stellvorrichtung für eine selbstverstärkende Bremseinrichtung und selbstverstärkende Bremseinrichtung |
US20140299425A1 (en) * | 2011-08-31 | 2014-10-09 | Rg Mechatronics Gmbh | Friction brake having an actuator unit that acts perpendicularly to the brake application direction |
US9145282B2 (en) * | 2011-08-31 | 2015-09-29 | Rg Mechatronics Gmbh | Friction brake having an actuator unit that acts perpendicularly to the brake application direction |
IT202100031565A1 (it) * | 2021-12-16 | 2023-06-16 | Faiveley Transport Italia Spa | Attuatore elettromeccanico per un sistema di frenatura di un veicolo, sistema di frenatura e veicolo |
WO2023111972A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | Faiveley Transport Italia S.P.A. | Electromechanical actuator for a braking system of a vehicle, braking system and vehicle |
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8131 | Rejection | ||
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