DE19961680A1 - Über eine Welle angetriebene Bremsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für eine ohne Bremsflüssigkeit betätigte Bremse am Rad (1) eines Fahrzeugs. Die Radbremse wird von einem am Chassis (6) angebrachten Aktuator (7) betätigt, wobei die Betätigung über ein mechanisches Übertragungsglied (2) zur Radbremse übertragen wird, dieses Übertragungsglied in die Radaufhängung integriert und vorzugsweise als Welle ausgebildet ist.

Description

In letzter Zeit gibt es wachsende Bestrebungen, die hydro­ mechanischen Bauteile von Radbremsen durch elektromechani­ sche Bauteile zu ersetzen. Derartige elektromechanische Bauteile haben den Vorteil, wartungsarm und umweltfreund­ lich zu sein, da sie keine Hydraulikflüssigkeit enthalten, die regelmäßig gewechselt und entsorgt werden muß.

Für eine Bremsvorrichtung, die nicht hydraulisch betätigt wird, ist bis jetzt regelmäßig vorgeschlagen worden, diese durch einen Elektromotor anzutreiben, der direkt an der Radbremse befestigt ist. Derartige Systeme sind beispiels­ weise aus der DE-OS 42 29 042 oder der DE-OS 196 21 533 bekannt geworden. Die genannte Art von Bremsvorrichtung wird viel­ fach als trockene Bremse bezeichnet und sieht eine elektro­ motorische Betätigung vor, bei der der elektrische Stellmo­ tor mit dem Bremsgetriebe und der Radbremse selbst eine Baueinheit bildet (EMB). Der Stellmotor zählt hierdurch zu der ungefederten Radmasse, die somit in jedem Fall größer ist als bei einer vergleichbaren hydraulischen Bremse. Dies führt zu einem schlechteren Fahrverhalten. Nachteilig bei den Bremsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist au­ ßerdem, daß der Stellmotor, dessen Steuerungselektronik und das elektrische Zuleitungskabel den Erschütterungen des Ra­ des ausgesetzt sind.

Die Erfindung geht daher aus von einer Bremsvorrichtung der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs 1 ergebenden Gattung.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer derartigen Bremsvorrichtung die Radbremse ohne Verwendung von Brems­ flüssigkeit anzutreiben und die mit dem Rad verbundene un­ gefederte bzw. bei einem Lenkeinschlag zu schwenkende Masse so klein wie bei einer herkömmlichen hydraulischen Radbrem­ se zu halten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskom­ bination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, das Antriebsglied, welches bei einer konventionellen Bremse beispielsweise durch einen Bremszylinder dargestellt wird, von dem Rad zu entfernen, am Chassis zu montieren und die Stellenergie über ein mechanisches Übertragungsglied zur Radbremse zu führen. Als Antriebsglied kommt dabei bei­ spielsweise ein Elektromotor, ein mit dem Bremspedal ver­ bundenes Hebelwerk, aber auch ein hydraulischer Bremskraft­ verstärker bzw. -aktuator oder ein geeigneter elektro­ mechnischer Stellantrieb in Frage. In Weiterbildung der Er­ findung kann man vorteilhaft jedem einer Radbremse zugeord­ neten Übertragungsglied ein eigenes Antriebsglied zuordnen oder aber ein gemeinsames geregeltes Antriebsglied, welches den einzelnen Radbremsen die notwendige Bremskraft zuteilt.

Durch die Erfindung wird zwar erreicht, daß das Antriebs­ glied nicht mehr mit dem Rad verbunden ist und daher nicht zur ungefederten Fahrzeugmasse zählt. Es ist aber notwen­ dig, ein mechanisches Übertragungsglied vorzusehen, welches die zur Betätigung der Radbremsen notwendige Stellenergie vom Chassis aus zu den Rädern überträgt. Um hier Material und Gewicht einzusparen, empfiehlt sich in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Verwendung der Merkmalskom­ bination nach Anspruch 3, in dem das Übertragungsglied als Antriebswelle zwischen Antriebsglied und Radbremse vorgese­ hen ist. Eine derartige Antriebswelle läßt sich in Weiter­ bildung der Erfindung gemäß den Merkmalen nach Anspruch 4 mit dem Lenkgestänge des Fahrzeugs vereinen, so daß das Lenkgestänge doppelt ausgenutzt werden kann, also sowohl zum Lenken als auch zum Bremsen.

Dabei wird in Weiterbildung der Erfindung gemäß den Merkma­ len nach Anspruch 5 vorgeschlagen, die Bremsantriebswelle mit einem der Querlenker, insbesondere der Spurstange der Randaufhängung, zu vereinen. Dabei kann die Bremsantriebs­ welle bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet sein, welche die Spurstange umschließt. Diese Konstruktion ist besonders verwindungssteif. Für den Durchschnittsfachmann stellt es aber kein Problem dar, eine Stange sowohl zur Übertragung axial längsgerichteter Kräfte (Lenkung) als auch zur Über­ tragung von Rotationskräften (Bremsen) gleichzeitig zu ver­ wenden, wobei er darauf achtet, daß er die gewünschten Kräfte an der geeigneten Stelle einkoppelt bzw. auskoppelt.

Eine weitere Vereinfachung läßt sich durch Verbindung der Merkmale nach Anspruch 6 erreichen, in dem die Servolenk­ einrichtung für die Lenkung und der Verstärker für das Bremssystem zu einer Baueinheit auf dem Chassis zusammenge­ faßt sind.

Ebenso läßt sich durch Verbindung der Merkmale nach An­ spruch 6 ein Drive-by-Wire System realisieren, das anhand elektrischer Signale ein Fahrzeug lenken und bremsen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert.

In der einzigen Figur ist ein Vorderrad 1 eines Kraftfahr­ zeugs dargestellt, welches aufgrund einer auf eine Spur­ stange 2 ausgeübten Axialkraft um eine Drehachse 3 im Sinne eines Lenkeinschlags drehbar ist. Das Rad selbst ist mit­ tels Querlenker 4, 5 an dem abgebrochen dargestellte Chas­ sis 6 derart befestigt, daß es den zum Einfedern notwendi­ gen vertikalen Bewegungsfreiheitsgrad behält.

Erfindungsgemäß wird einer der Stäbe 2, 4, 5 der Radaufhän­ gung, insbesondere die Spurstange 2 nicht nur zur Führung des Fahrzeugrades 1, sondern auch zum Antrieb der Radbremse verwendet. Dabei kann der auf die Spurstange 2 einwirkende Lenkaktuator mit dem Bremsaktuator zu einem gemeinsamen Lenk- und Bremsaktuator integriert werden, so daß beide Baugruppen, wenn auch in unterschiedlicher Form, auf die Spurstange 2 einwirken. Die Radbremse, die sowohl als Scheibenbremse mit Reibbelägen und Bremsscheibe als auch als Trommelbremse mit Bremstrommel und Bremsbacken ausge­ bildet sein kann, wird nicht direkt hydraulisch, sondern über ein mechanisches Getriebe betätigt, was mit der Rad­ bremse eine Baueinheit am Rad 1 bildet. Das Bremsengetriebe wird über eine Welle (2, 4, 5) betätigt, die ihrerseits von einem am Fahrzeugchassis (6) angebrachten Aktuator ange­ trieben wird. Der Aktuator kann beispielsweise ein mit dem Bremspedal verbundenes Hebelwerk, ein hydraulischer Brems­ kraftverstärker oder ein elektromechanischer Stellantrieb wie beispielsweise ein Elektromotor sein. Die erfindungsge­ mäße Bremsantriebswelle soll gleichzeitig zu ihrer Bremsen­ betätigungsfunktion als einer der Querlenker (4, 5) der Radaufhängung wirken oder zumindest drehbar gelagert mit einem der Querlenker 4, 5 verbunden sein. Eine technisch besonders günstige weil verwindungssteife Ausführung ist eine Ausbildung als Hohlwelle, die ggf. in ihrem Inneren einen sich nicht drehenden Querlenkerstab aufnimmt. Wird die Spurstange 2 als diejenige Welle gewählt, die entweder durch ihre eigene Verdrehung die Radbremse betätigt oder eine Bremsenbetätigungswelle führt, so bietet sich an, die Servolenkung und den Bremskraftverstärker zu einer Bauein­ heit (Aktuator) zusammenzufassen, die in ihrem mechanischen Ausgang die Aktuatorfreiheitsgrade ("Verschiebung" und "Verdrehung") aufweist, die das Lenken und das Bremsen des Rades 1 steuern.

Die Masse der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung ist ver­ gleichbar mit der einer hydraulischen Bremse, da Antriebs­ welle und Getriebe in etwa so viel wiegen wie eine entspre­ chende Hydraulik. Vorteilhaft bei der vorliegenden Erfin­ dung ist es, daß eine bremsflüssigkeitsfreie Bremse ge­ schaffen wird, ohne die ungefederte Masse des Fahrzeugs und des Rades zu vergrößern. Bei Verwendung der Spurstange kann eine Servolenkung technisch vorteilhaft mit einem Brems­ kraftverstärker kombiniert werden.

Claims (6)

1. Bremsvorrichtung mit mindestens einer Radbremse, die gegenüber der Radnabe fest montiert ist, für ein Fahr­ zeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit einer Betätigungs­ einrichtung, die von einem Antriebsglied antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (7) chassisfest (6) montiert ist und über ein mechanisches Übertragungsglied (2) die Radbremse antreibt.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens zwei jeweils einem Fahrzeugrad (1) zugeordnete Radbremsen vorgesehen sind.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das mechanische Übertragungsglied (2) eine Bremsenantriebswelle ist.

4. Bremsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Über­ tragungsglied (2, 4, 5) in die Radaufhängung des Fahr­ zeugs integriert ist.

5. Bremsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Über­ tragungsglied in einen Querlenker, vorzugsweise die Spurstange (2) der Radaufhängung integriert ist und vorzugsweise als eine den Querlenker umschließende Hohlwelle ausgestaltet ist.

6. Bremsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lenkaktuator und ein Bremsaktuator zu einer Baueinheit (7) zusammenge­ faßt sind.