DE60027051T2 - Trommelbremse und elektrische betätigungsvorrichtung dafür - Google Patents

Trommelbremse und elektrische betätigungsvorrichtung dafür Download PDF

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Aktor für eine Trommelbremse, umfassend ein Gehäuse, einen Gewindespindelmechanismus, welcher zwei axial ausgerichtete Gewindespindeln umfasst, welche entgegengesetzte Steigungswinkel haben, und zwei entsprechende Muttern, wobei die Gewindespindeln jeweils in eine zugehörige Mutter eingreifen, wobei der Gewindespindelmechanismus gelagert ist bezüglich des Gehäuses, und Antriebsmittel zum Zurverfügungstellen einer Linearbewegung mindestens einer der Gewindespindeln und Muttern bezüglich des Gehäuses durch Antreiben des Gewindespindelmechanismus.
  • Ein derartiger Aktor ist bekannt aus US-A-1928750. Die Gewindespindeln dieses Aktors des Standes der Technik sind Teil eines Kraft-Antriebsmechanismus, welcher hinsichtlich der Rückplatte fixiert ist. Als ein Resultat ist es nicht immer möglich, die Bremsbacken mit gleichen Kräften gegen die Trommel zu beaufschlagen. Dies kann beispielsweise auftreten, nachdem die Bremsbacken ungleichmäßig abgerieben sind.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Aktor der oben beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, welcher dieses Problem nicht aufweist. Diese Aufgabe wird dadurch erreicht, dass die Muttern axial gleitbar sind und nicht-rotierbar innerhalb des Gehäuses, wobei der Rotor antreibbar verbunden ist mit einem Antriebskupplungsrad, welches eingreift in die Keilverzahnungen, wobei die Keilverzahnungen von größerer Breite ist als die Antriebsmittel, um axiale Verschiebung der Gewindespindeln und der Antriebsmittel zu ermöglichen, wobei der Eingriff aufrechterhalten wird.
  • Die Muttern, welche aufeinander zu oder voneinander weg angetrieben werden, können sich selbst durch ihre Aktor-Köpfe frei an die umgebende Struktur anpassen. Als Resultat der Tatsache, dass die Muttern in axiale Richtung versetzbar sind, kann ein Abrieb der Bremsbacken kompensiert werden.
  • Der maximale Durchmesser der Keilverzahnungen ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung des zylindrischen Rohrs, wobei die Muttern an ihrer Seite, die den Keilverzahnungen zuweist, zurückgesetzt sind, um eine Verschiebung der Muttern entlang dem Antriebskupplungsrad zu erlauben.
  • Das Gehäuse und die Muttern können nicht-rotierbar zueinander gehalten werden mittels einer Nut-Stift-Verbindung.
  • Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Anordnung für eine Trommelbremse, umfassend eine Rückplatte zur Befestigung an einer Fahrzeugradaufhängung, z. B. einem Achsschenkel, Gehäuse etc., ein Paar Bremsbacken, welche auf der Rückplatte gelagert sind, einen Gewindespindelaktor, welcher in die Bremsbacken eingreift, und einen Motor zum Antreiben des Gewindespindelaktors, zur Erzeugung einer Linearbewegung desselben zum Verschieben der Bremsbacken nach außen und weg voneinander, wobei der Aktor ein Gehäuse umfasst und einen Gewindespindelmechanismus, welcher bezüglich des Gehäuses gelagert ist, und zwei axial ausgerichtete Gewindespindeln, welche entgegengesetzte Steigungswinkel haben, und zwei entsprechende Muttern, wobei die Gewindespindeln jeweils in eine zugehörige Mutter eingreifen, wobei die Antriebsmittel mit beiden Gewindespindeln oder beiden Muttern verbunden sind.
  • Eine derartige Anordnung ist ebenfalls aus US-A-1928750 bekannt. Erfindungsgemäß sind die Muttern axial gleitbar und nicht-rotierbar innerhalb des Gehäuses, wobei der Rotor antreibbar verbunden ist mit einem Antriebskupplungsrad, welches eingreift in die Keilverzahnungen, wobei das Antriebskupplungsrad von größerer Breite ist als die Keilverzahnungen, um axiale Verschiebungen der Gewindespindeln und des Keilverzahnungsrads zu ermöglichen, wobei der Eingriff aufrechterhalten bleibt.
  • Die Antriebsmittel können eine Magnetkupplung umfassen zum Aufrechterhalten des Bremsmoments unter stromloser Bedingung (Handbremse).
  • Die Erfindung wird nun weiter beschrieben unter Bezugnahme auf eine Trommelbremse mit einem Aktor gemäß der Erfindung, welche in den Zeichnungen dargestellt ist.
  • 1 zeigt eine Ansicht der Anordnung gemäß der Erfindung, einschließend den Aktor.
  • 2 zeigt einen Querschnitt der Anordnung gemäß 1, einschließend einen Teil einer Trommelbremse.
  • 3 zeigt eine erste Ausführungsform des Aktors gemäß der Erfindung.
  • 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform des Aktors.
  • 6 zeigt einen Aktor gemäß 4 und 5 in Kombination mit dem Antriebsmotor.
  • Die Anordnung, welche in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst eine Rückplatte 19, welche mit einer Fahrzeugradaufhängung (nicht dargestellt) verbunden werden kann. Auf der Rückplatte ist ein Paar Bremsbacken 20, 21 montiert. Die Bremsbacken 20, 21 sind jeweils gelagert auf einem Anker 28 der Rückplatte 19. Mittels der Federn 26, 29 werden die Bremsbacken 20, 21 ständig hin zu dem Anker 28 gedrückt, wie auch zu dem Gewindespindelmechanismus 2.
  • Der Gewindespindelmechanismus 2, welcher in einem Gehäuse 1 aufgenommen ist, welches ebenfalls fest mit der Rückplatte 19 verbunden ist, umfasst zwei axial ausgerichtete Gewindespindeln 3, 6, welche entgegengesetzte Steigungswinkel haben, sowie zwei entsprechende Muttern 4, 7. Die Muttern 4, 7 sind gleitbar, aber nicht rotierbar über die Keilverzahnung/Nut-Verbindung 27 innerhalb des Gehäuses 1. Die Gewindespindeln 2, 3 und Muttern 4, 7 greifen ineinander ein über die Kugeln 30 (Kugelgewindespindel).
  • Die Muttern 4, 7 tragen jeweils einen Aktorkopf 8, 9, gegen dessen Oberflächen 24, 25 die Nasen 31, 32 der Bremsbacken 20, 21 über die Feder 26 gepresst werden.
  • Zwischen den Gewindespindeln 3, 6 ist ein Keilverzahnungsrad 5 eingebunden. Wie in der vergrößerten Darstellung gemäß 6 gezeigt ist, ragt dieses Keilverzahnungsrad 5 durch eine Öffnung 12 in das Gehäuse 1 hinein. In dieser Öffnung 12 ist ein Antriebskupplungsrad 16 aufgenommen, dessen Breite größer ist als die Breite der Keilverzahnungen 5. Das Kupplungsrad 16 wiederum greift ein in das Ritzel 33, welches verbunden ist mit dem Rotor 15 des Motors 13. Dieser Motor 13 ist ebenso verbunden mit der Rückplatte, jedoch mit der Seite, welche entgegengesetzt ist zu der Seite, auf der der Aktor 1, 2 montiert ist. Das Antriebskupplungsrad ragt somit durch die Öffnung 34 in der Rückplatte 19 sowie durch die Öffnung 12 in das Gehäuse 1. Bei Beaufschlagung des Stators 14 des Motors 13 mit Energie wird der Rotor 15 und damit auch das Ritzel 33, das Antriebskupplungsrad 16 und die Keilverzahnungen 5 in Rotation versetzt. Somit stellt der Aktor, und insbesondere der Gewindespindelmechanismus 2, die gewünschte gegenseitige Verschiebung der Bremsbacken 20, 21 zur Bremstrommel 35 (in 2 dargestellt) hin oder von dieser weg zur Verfügung.
  • In den Ausführungsbeispielen gemäß den 1, 2 und 3 tragen die Muttern 4, 7 jeweils ein Aktorglied 8, 9, welches eine flache äußere Oberfläche 24, 25 aufweist. Wie beschrieben, ist es in diesem Fall notwendig, eine Rotation der Muttern 4, 7 bezüglich des Gehäuses 1 zu verhindern mittels der Keilverzahnung/Nut-Verbindungen 27.
  • In den Ausführungsbeispielen gemäß 4 und 5 und ebenso gemäß 6 sind die Aktorglieder ausgeführt mit Flanschen 36, 37, welche Augen 22, 23 haben. Die entsprechenden Enden 31, 32 der Bremsbacken 20, 21 sind in diesem Fall ebenfalls mit Augen ausgestattet, derart, dass die drehbare Verbindung hergestellt wird durch ein Einfügen von Stiften durch die jeweiligen Augen 22, 23 sowie die Augen in den Enden 31, 32 (nicht dargestellt) der Bremsbacken 20, 21.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die Muttern 4, 7 gegen eine Rotation gehalten über diese drehbare Verbindung, so dass keine zusätzliche Keilverzahnung/Nut-Verbindung hier notwendig ist.
  • Mittels der Balgen 10, 11 wird das Innere des Gehäuses 1 gegen Schmutz etc. geschützt.

Claims (27)

  1. Aktor für eine Trommelbremse, umfassend ein Gehäuse (1), einen Gewindespindelmechanismus (2), welcher zwei axial ausgerichtete Gewindespindeln (3, 6) umfasst, welche entgegengesetzte Steigungswinkel haben, und zwei entsprechende Muttern (4, 7), wobei die Gewindespindeln (3, 6) jeweils in eine zugehörige Mutter (4, 7) eingreifen, wobei der Gewindespindelmechanismus gelagert ist bezüglich des Gehäuses (1), und Antriebsmittel (5) zum Zurverfügungstellen einer Linearbewegung mindestens einer Gewindespindel (3) und Mutter (4) bezüglich des Gehäuses (1) durch Antreiben des Gewindespindelmechanismus (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Muttern (4, 7) axial gleitbar und nicht-rotierbar innerhalb des Gehäuses (1) sind, wobei ein Rotor (15) antreibbar verbunden ist mit einem Antriebskupplungsrad (16), welches eingreift in die Antriebsmittel (5), wobei das Antriebskupplungsrad (16) von größerer axialer Breite ist als die Antriebsmittel (5), um axiale Verschiebung der Gewindespindeln (3, 6) und der Antriebsmittel (5) zu ermöglichen, wobei der Eingriff aufrechterhalten wird.
  2. Aktor gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse ein zylindrisches Rohr (1) umfasst, wobei die Gewinde (4, 7) einen entsprechenden zylindrischen Umfang haben und gleitbar in das zylindrische Rohr (1) passen.
  3. Aktor gemäß Anspruch 2, wobei die Muttern (4, 7) an ihren voneinander weg weisenden Enden ein Aktorglied (8, 9) aufweisen.
  4. Aktor gemäß den Ansprüchen 2 oder 3, wobei an oder nahe den voneinander weg weisenden Enden der Muttern (4, 7) eine Dichtung, z. E. ein Dichtbalg (10, 11), vorgesehen ist, wobei die Dichtungen mit den zugehörigen Enden des zylindrischen Rohrs (1) verbunden sind.
  5. Aktor gemäß den Ansprüchen 2, 3 oder 4, wobei die Antriebsmittel eine Scheibe (5) umfassen, welche durch eine Öffnung (12) in dem zylindrischen Rohr (1) antreibbar ist.
  6. Aktor gemäß Anspruch 5, wobei die Antriebsmittel Keilverzahnungen (5) umfassen, z.B. ein Schraubenzahnrad (5).
  7. Aktor gemäß Anspruch 6, wobei die Antriebsmittel einen Motor (13) umfassen, dessen Stator (14) in das Gehäuse (1) eingreift und dessen Rotor (15) antreibend verbunden ist mit den Keilverzahnungen (5).
  8. Aktor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der maximale Durchmesser der Keilverzahnungen (5) kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung (17) des zylindrischen Rohres (1), und wobei die Muttern (4, 7) an ihren den Keilverzahnungen (5) zuweisenden Enden ausgebuchtet (18) sind, um eine Verschiebung der Muttern (4, 7) entlang des Antriebskupplungsrades (5) zu ermöglichen.
  9. Aktor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gewindespindelmechanismus (2) Kugelgewindespindeln oder Walzengewindespindeln umfasst.
  10. Aktor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1) und die Mutter (4) zueinander nicht-rotierbar gehaltert sind mittels einer Nut-Stift-Verbindung (27).
  11. Aktor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Encoder-Sensor vorgesehen ist zum Messen vom Rotationen und/oder Linearverschiebungen.
  12. Aktor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Komponente erzeugt ist mittels Hartdrehens.
  13. Aktor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Komponente durch Pulvermetallurgie erzeugt ist.
  14. Anordnung für eine Trommelbremse, umfassend eine Rückplatte (19) zur Befestigung an einer Fahrzeugradaufhängung, z. B. einem Achsschenkel, Gehäuse etc., ein Paar Bremsbacken (20, 21), welche auf der Rückplatte (19) gelagert sind, einen Gewindespindelaktor, welcher in die Bremsbacken eingreift und einen Motor (13) zum Antreiben des Gewindelspindelaktors (1, 2), zur Erzeugung einer Linearbewegung desselben zum Verschieben der Bremsbacken (20, 21) nach außen und weg voneinander, wobei der Aktor ein Gehäuse (1) umfasst und einen Gewindespindelmechanismus (2), welcher bezüglich des Gehäuses (1) gelagert ist, und zwei axial ausgerichtete Gewindespindeln (3, 6), welche entgegengesetzte Steigungswinkel haben, und zwei entsprechende Muttern (4, 7), wobei die Gewindespindeln (3, 6) jeweils in eine zugehörige Mutter (4, 7) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Muttern (4, 7) axial gleitbar und nicht-rotierbar innerhalb des Gehäuses (1) sind, ein Rotor (15) antreibbar verbunden ist mit einem Antriebskupplungsrad (16), welches eingreift in die Antriebsmittel (5), wobei das Antriebskupplungsrad (16) von größerer axialer Breite ist als die Antriebsmittel (5), um axiale Verschiebungen der Gewindespindeln (3, 6) und der Antriebsmittel (5) zu ermöglichen, wobei der Eingriff aufrechterhalten bleibt.
  15. Anordnung gemäß Anspruch 14, wobei das Gehäuse ein zylindrisches Rohr (1) umfasst, wobei die Muttern (4, 7) einen entsprechenden zylindrischen Umfang haben und gleitbar in das zylindrische Rohr (1) passen.
  16. Anordnung gemäß Anspruch 15, wobei die Muttern (4, 7) an ihren voneinander weg weisenden Enden ein Aktorglied (8, 9) aufweisen.
  17. Anordnung gemäß Anspruch 16, wobei jedes Aktorglied (8, 9) drehbar (22, 23) verbunden ist mit einer zugehörigen Bremsbacke (20, 21).
  18. Anordnung gemäß Anspruch 16, wobei jedes Aktorglied (8, 9) eine Widerlager-Oberfläche (24, 25) aufweist, wobei die Bremsbacken mittels einer Feder (26) unter Vorspannung gegen eine zugehörige Widerlager-Oberfläche (24, 25) gehalten werden.
  19. Anordnung gemäß Anspruch 18, wobei jede Mutter (4, 7) nicht-drehbar in dem zylindrischen Rohr (1) gehalten wird.
  20. Anordnung gemäß Anspruch 19, wobei an oder nahe den voneinander weg weisenden Enden der Muttern (4, 7) eine Dichtung, z. B. ein Dichtbalg (10, 11), vorgesehen ist, wobei die Dichtungen mit den zugehörigen Enden des zylindrischen Rohrs (1) verbunden sind.
  21. Anordnung gemäß Anspruch 20, wobei die Antriebsmittel Keilverzahnungen (5) umfassen, welche antreibbar sind durch eine Öffnung (12) in dem zylindrischen Rohr (1).
  22. Anordnung gemäß Anspruch 21, wobei die Antriebsmittel ein Schraubenzahnrad (5) umfassen.
  23. Anordnung gemäß Anspruch 22, wobei die Antriebsmittel einen Motor (13) umfassen, dessen Stator (14) in das Gehäuse (1) eingreift und dessen Rotor (15) antreibend verbunden ist mit dem Schraubenzahnrad (5).
  24. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 14-23, wobei der maximale Durchmesser des Schraubenzahnrades (5) kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung (17) des zylindrischen Rohres (1), und wobei die Muttern (4, 7) an ihren dem Schraubenzahnrad (5) zuweisenden Enden ausgebuchtet (18) sind, um eine Verschiebung der Muttern (4, 7) entlang des Antriebskupplungsrades (5) zu ermöglichen.
  25. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 14-24, wobei der Gewindespindelmechanismus (2) Kugelgewindespindeln oder Walzengewindespindeln umfasst.
  26. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 14-25, wobei das Gehäuse (1) verbunden ist mit einer Rückplatte (19).
  27. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 14-26, wobei der Antrieb eine Magnetkupplung zum Aufrechterhalten des Bremsmomentes unter stromloser Bedingung (Handbremse) umfasst.
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