DE69809052T2 - Elektrische betätigungsvorrichtung sowie sattelbremse mit einer solchen betätigungsvorrichtung - Google Patents
Elektrische betätigungsvorrichtung sowie sattelbremse mit einer solchen betätigungsvorrichtungInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine elektrische Betätigungsvorrichtung, die einen Schraubenmechanismus und einen elektrischen Motor aufweist, der mit dem Schraubenmechanismus antreibbar verbunden ist, der als Antwort auf eine Drehbewegung des elektrischen Motors eine lineare Bewegung bereitstellt, wobei der Schraubenmechanismus eine Schraube und eine Mutter aufweist, von denen die Schraube oder die Mutter, mittels eines Schrägkontakt-Kugellagers drehbar bezüglich des Gehäuse gehalten wird, wobei das Schrägkontakt-Kugellager zwei Paare von Kontaktpunkten aufweist, deren Wirkungslinien sich schneiden.
- Eine solche Betätigungsvorrichtung ist aus der WO-A- 9603301 bekannt. Ihr Schraubenelement ragt aus einem Gehäuse heraus, in welchem das Schraubenelement mittels eines Paars von Haltern gleitbar geführt wird. In den meisten Anwendungen funktioniert die bekannte Betätigungsvorrichtung zufriedenstellend was die Bereitstellung einer geradlinigen Bewegung betrifft. Jedoch kann ihr ordnungsgemäßes Funktionieren nur in dem Fall garantiert werden, in welchem die Bewegung und auch die Belastungen genau in einer Linie mit der Achse des Schraubenelements sind. In Anwendungen, in welchen aufgrund äußerer Einwirkungen, die von einer externen betätigbaren Komponente ausgeübt werden, das Schraubenelement transversal belastet wird und/oder transversal verschoben wird, wird die Betätigungsvorrichtung blockiert und eventuell zerstört.
- Das Ziel der Erfindung ist, eine Betätigungsvorrichtung dieser Art bereitzustellen, die eine bessere Abstützung der Mutter, und damit des Schraubenelements, in bezug auf transversale Belastungen und/oder Verschiebungen bereitstellt.
- Dieses Ziel wird mit den Merkmalen der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 und 23 erreicht.
- In der Betätigungsvorrichtung der Erfindung wird die Mutter besonders gut gehalten in bezug auf axiale Belastungen in eine bestimmte Richtung, d. h. in Richtung der Kräfte, die eine Last auf das Paar von Kontaktpunkten ausüben, das eine Wirkungslinie mit einem kleineren Kontaktwinkel bezüglich der Achse hat. In die andere Richtung ist eine begrenzte Belastung ebenfalls möglich. Die Stabilität des Lagers in bezug auf Biegungsmomente, und auch in bezug auf Kombinationen solcher Momente, hinsichtlich axialer und radialer Belastungen wird in hohem Maße aufrechterhalten.
- Der Außenring oder der Innenring des Schrägkontakt-Kugellagers ist ein gespaltener Außenring bzw. gespaltener Innenring mit zwei axialen Hälften, die unter axialen Kräften aneinander gepreßt sind, um das gewünschte Lagerspiel (positiv oder negativ) bereitzustellen.
- Ferner können die axialen Ringhälften einander zugewandte radiale Stoßflächen haben.
- Die axialen Ringhälften können miteinander verbunden sein und in axialer Richtung mittels einer Klammereinrichtung vorbelastet sein.
- Gemäß einer ersten Möglichkeit wird die Mutter drehbar gehalten und ist mit dem elektrischen Motor antreibbar verbunden, und der Schraubenmechanismus kann eine hohle Schraube mit einer zentralen Bohrung aufweisen, die an einem Ende der Schraube offen ist und ein Betätigungselement aufnimmt, wobei das Betätigungselement aus dem offenen Ende herausragt und in einem Abstand zum offenen Ende mit der Schraube verbunden ist.
- Das Betätigungselement der Betätigungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform kann mit einer externen Komponente verbunden sein, was bedeutet, daß irgendwelche transversalen Kräfte, die auf eine solche externe Komponente ausgeübt werden, und/oder Verschiebungen einer solchen externen Komponente keine direkte Einwirkung auf das Schraubenelement haben werden. Somit ist das Schraubenelement hauptsächlich axialen Belastungen ausgesetzt, was sein ordnungsgemäßes Funktionieren sicherstellt.
- Vorzugsweise ist das Betätigungselement mit einem radialen Spiel innerhalb der hohlen Schraube aufgenommen. Das radiale Spiel kann in bezug auf die erwarteten transversalen Verschiebungen eingestellt sein.
- Die Betätigungsvorrichtung kann auf verschiedene Weise mit der hohlen Schraube verbunden sein. Zum Beispiel könnte das Ende der Betätigungsvorrichtung mit der inneren Endwand eines Bodens verbunden sein, der den inneren höhlen Raum der Schraube abschließt. Insbesondere kann das Betätigungselement mittels einer Manschette, die zwischen dem Element und der Schraube sitzt, mit der Schraube verbunden sein, wobei die Manschette in einem Abstand zum offenen Ende ist und kürzer als das Element und die Bohrung ist.
- Gemäß einer zweiten Möglichkeit kann die Schraube drehbar gehalten werden und mit dem elektrischen Motor antreibbar verbunden sein, und die Mutter ist mit einem Bremsklotzhalter verbunden.
- Insbesondere kann die Schraube mit einer konzentrischen Befestigungsmanschette verbunden sein, wobei die Befestigungsmanschette mindestens teilweise die Schraube umgibt und mit dem Innenring des Schrägkontakt-Kugellagers verbunden ist, wobei die Mutter mindestens teilweise zwischen der Befestigungsmanschette und der Schraube angeordnet ist.
- Der Schraubenmechanismus kann eine Walzenspindel oder eine Kugelspindel aufweisen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, die wenig Platz erfordert, wird erzielt, wenn die Mutter der Spindel einen integralen Teil des Lagerinnenrings eines axialen Drucklagers bildet.
- Das Schrägkontakt-Kugellager kann entweder ein einreihiges Vierpunktkontakt-Kugellager oder ein doppelreihiges Schrägkontakt-Kugellager sein.
- Die Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann auf verschiedenen Feldern angewandt werden. Insbesondere jedoch ist die Betätigungsvorrichtung passend für einen Bremssattel, der ein Klauenstück mit zwei gegenüberliegenden Bremsklötzen und eine elektrische Betätigungsvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche aufweist, wobei die Betätigungsvorrichtung einen elektrischen Motor und einen Schraubenmechanismus aufweist, der mit dem elektrischen Motor antreibbar verbunden ist, um als Antwort auf eine Drehbewegung des elektrischen Motors eine lineare Bewegung bereitzustellen, wobei der Schraubenmechanismus eine Schraube und eine Mutter aufweist, die mittels eines vollkomplementären Vierpunktkontakt- Kugellagers drehbar bezüglich des Gehäuses gehalten wird, wobei das Vierpunktkontakt-Kugellager zwei Paare von Kontaktpunkten aufweist, deren Wirkungslinien sich schneiden. Ein solcher Bremssattel ist auch aus der WO-A-9603301 bekannt.
- In einem Bremssattel wird die Betätigungsvorrichtung hauptsächlich in ein und dieselbe Richtung belastet, d. h. in die Richtung des Pressens der Bremsklötze an die Bremsscheibe. Gemäß der Erfindung wird ein vorteilhafter Gebrauch der oben beschriebenen Betätigungsvorrichtung gemacht, darin daß ein Paar von Kontaktpunkten eine Wirkungslinie hat, deren Winkel bezüglich der Achse des Lagers kleiner als der entsprechende Winkel der anderen Wirkungslinie ist.
- Insbesondere wird das Paar von Kontaktpunkten mit einer Wirkungslinie, deren Winkel bezüglich der Achse des Lagers kleiner als der entsprechende Winkel der anderen Wirkungslinie ist, von den auf die Bremsklötze wirkenden Bremskräften belastet.
- Vorzugsweise weist der Außenring des Vierpunktkontakt-Kugellagers zwei axiale Hälften auf, die unter axialen Kräften aneinander gepreßt sind, um das gewünschte Lagerspiel bereitzustellen.
- Die Wirkungslinie des Paars von Kontaktpunkten, das von der auf die Bremsklötze wirkenden Bremskraft belastet wird, kann einen Kontaktwinkel bezüglich der Achse des Lagers von weniger als 45º haben.
- In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schraubenmechanismus eine hohle Schraube aufweisen, die eine zentrale Bohrung hat, die an einem Ende der Schraube offen ist und ein Betätigungselement aufnimmt, wobei das Betätigungselement aus dem offenen Ende herausragt und innerhalb der Bohrung in einem Abstand zum offenen Ende mit der Schraube verbunden ist, wobei das Betätigungselement mit einem der Bremsklötze zusammenwirkt und der Schraubenmechanismus mit dem gegenüberliegenden Bremsklotz zusammenwirkt.
- Wie bei Scheibenbremsen üblich ist, haben deren Klötze etwas transversales Spiel innerhalb des Klauenstücks, wobei sich das Spiel zeigt, sobald die Klötze an die sich drehende Scheibe gepreßt werden, um zu bremsen. Das Betätigungselement der Betätigungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform eignet sich perfekt zur Aufnahme eines solchen Spiels, wodurch ein Blockieren des Schraubenmechanismus verhindert wird.
- Der Stator des elektrischen Motors kann mit dem Klauenstück verbunden sein und der drehbare Teil des Motors kann mit dem Schraubenmechanismus verbunden sein. Ferner kann der elektrische Motor an einem Haltestück angeordnet sein, das im Klauenstück drehbar gehalten wird, und das mit der Mutter einer Walzenspindel oder einer Kugelspindel zusammenwirkt.
- Vorzugsweise ist der Schraubenmechanismus des Bremssattels eine Walzenspindel oder eine Kugelspindel; die Mutter der Spindel kann einen integralen Teil des Lagerinnenrings eines axialen Drucklagers bilden.
- Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf Ausführungsformen eines Bremssattels, wie in den Figuren gezeigt, näher beschrieben.
- Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform.
- Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform.
- Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform.
- Fig. 4 und 5 zeigen alternative Lageranordnungen für diese Ausführungsformen.
- Der in Fig. 1 gezeigte Bremssattel hat ein Klauenstück 1, das üblicherweise zwei Bremsklötze 2, 3 aufweist. Der Bremsklotz 2 ist mit einem Flansch 4 des Klauenstücks 1 verbunden; mittels eines Halters 22 ist der Bremsklotz 3 mit einer elektrischen Betätigungsvorrichtung verbunden, die in ihrer Gesamtheit mit 13 bezeichnet ist.
- Die elektrische Betätigungsvorrichtung 13 weist einen elektrischen Motor 5 auf, dessen Stator 6 mit einem Gehäuseteil 7 des Klauenstücks 1 verbunden ist.
- Der sich drehende Teil W des elektrischen Motors 5 ist mit einem Wellenstück 9 verbunden, das mittels eines Lagers 10 drehbar im Gehäuseabschnitt 7 des Klauenstücks 1 gehalten wird.
- Die Betätigungsvorrichtung 13 weist ferner einen Schraubenmechanismus 11 auf, der unter anderem eine hohle Schraube 12 und eine Mutter 33 aufweist. Das Mutterelement 33 und das Schraubenelement 12 wirken mittels Walzen 14 zusammen und bilden eine Walzenspindel, die bekannt ist.
- Der sich drehende Teil 8 des elektrischen Motors 5 ist antreibbar mit dem Mutterelement 33 verbunden, so daß bei dessen Drehung das Schraubenelement 12 über die Walzen 14 in axiale Richtung verschoben wird.
- Das hohle Schraubenelement 12, dessen Hohlraum mit 15 bezeichnet ist, enthält ein Betätigungselement 16, das sich vom geschlossenen unteren Ende 17 des hohlen Schraubenelements 12 aus erstreckt und aus dessen offenem Ende herausragt.
- Das Betätigungselement 16 ist mit dem Schraubenelement 12 nahe an dessen unterem Ende 17 mittels einer Klammermanschette 18 verbunden.
- An seinem herausragenden Ende weist das Betätigungselement einen Betätigungskopf 19 auf, der an dem Halter 22 des Bremsklotzes 3 anliegt. Dieser Betätigungskopf ist mittels eines Balgs 20, der bekannt ist, bezüglich des Gehäusestücks 7 des Klauenstücks 1 abgedichtet. Wie erwähnt, ist zwischen dem Bremsklotz 3 und dem Betätigungskopf 19 ein Halteelement 22, das mittels eines Stifts 21 drehbar bezüglich des Betätigungskopfes 19 befestigt ist.
- Wie üblich, haben die Bremsklötze 2, 3 etwas Spiel in einer Richtung quer zum Gang des Schraubenelements 12. Somit werden sich beim Pressen der Bremsklötze 2, 3 an eine Bremsscheibe (nicht gezeigt) die Klötze etwas transversal bezüglich des Schraubenelements 12 bewegen. Aufgrund der Tatsache, daß das Betätigungselement 16 nicht starr mit dem Schraubenelement 12 verbunden ist, wird letzteres nicht den transversalen Bewegungen oder Belastungen ausgesetzt sein. Statt dessen wird sich das Betätigungselement 16 etwas innerhalb des Hohlraums 15 des hohlen Schraubenelements 12 biegen, wobei die Biegebewegung aufgrund des radialen Spiels, das zwischen dem Betätigungselement 16 und der Innenwand des Hohlraums 15 vorhanden ist, möglich ist.
- Gemäß der Erfindung ist ein Vierpunktkontakt-Kugellager 31 angewendet worden. Das Lager kann einen gespaltenen Innenring oder einen gespaltenen Außenring haben. Dieses Vierpunktkontakt-Kugellager 31 weist eine Reihe von Rollkugeln 32, einen Innenring 33, der eine Einheit mit dem Mutterelement des Schraubenmechanismus 11 bildet, und einen Außenring 34 auf, der zwei Außenringhälften 35, 36 aufweist. Diese Außenringhälften 35, 36 definieren zusammen einen Laufring 37, 38; der Innenring 33 definiert einen Laufring 39.
- Die Laufringe 37-39 sind auf solche Weise gebildet, daß vier Kontaktpunkte erzielt werden, die zwei Paare bilden, die jeweils eine Wirkungslinie 40, 41 definieren.
- Gemäß der Erfindung sind die Laufringe 37-39 auf solche Weise gebildet, daß die Wirkungslinien 40-41 die Achse des Lagers 31 in zueinander unterschiedlichen Winkeln schneiden. Die Wirkungslinie 40 schneidet die Achse 42 in einem größeren Winkel als die Wirkungslinie 41. Somit eignet sich das Vierpunktkontakt-Kugellager 31 gemäß der Erfindung besonders zur Aufnahme der axialen Belastungen, die von den Bremsklötzen 2, 3 ausgeübt werden, wenn diese an die Bremsscheibe (nicht gezeigt) gepreßt werden.
- Die besondere Orientierung der Wirkungslinien 40, 41 wird durch eine schräge Orientierung der Laufringe 37-39 erzielt. Diese Orientierung ergibt sich aus dem relativ großen Durchmesser der Innenfläche oder des Innenstegs 43 der Lager-Außenringhälfte 35 und dem kleineren Innendurchmesser der Innenfläche oder des Innenstegs 44 der Außenringhälfte 36.
- Außerdem hat die Außenfläche oder der Außensteg 45 des Innenrings 33 einen größeren Durchmesser als die Außenfläche oder der Außensteg 46.
- Das Vierpunktkontakt-Kugellager 31 weist ferner einen Meßfühler 50 auf, dessen Teile mit der Außenringhälfte 36 und dem Innenring 33 verbunden sind. Dieser Meßfühler kann Grundfunktionen dienen, wie beispielsweise Information liefern betreffend der Verschleißkompensation, Wartungsanzeige, Bremskraftrückkopplung (ABS), Traktionssteuerung, und fahrzeugdynamischen Funktionen dienen.
- Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform ist größtenteils mit der Ausführungsform von Fig. 1 identisch. Sie hat einen gleichen Bremssattel 1, Bremsklötze 2, 3, Haltelageranordnung, Flansch 4 und eine elektrische Betätigungsvorrichtung 13.
- Die elektrische Betätigungsvorrichtung ist mit einem elektrischen Motor 5 verbunden, der einen sich drehenden Teil 8 und einen Stator 6 hat, der mit dem Gehäuseteil 7 verbunden ist.
- Der sich drehende Teil 8 ist antreibbar mit einem hohlen Haltestück 51 verbunden, das mittels eines Nadellagers 52 und einer Nase 53 drehbar bezüglich des Gehäuses 7 gehalten wird. An seinem anderen Ende hat das Haltestück 51 ein Ringzahnrad 54 mit sich nach außen erstreckenden Zähnen. Satellitenzahnräder 55 sind an einem Flansch eines Innenrings 58 angeordnet und wirken mit einem Ringzahnrad 56 zusammen, dessen Außenfläche mit dem Gehäuse 7 verbunden ist. Ferner wirkt das Satellitenzahnrad 55 mit dem Ringzahnrad 57 zusammen.
- Der Innenring 58 des Lagers 31 wirkt über Walzen 60, die in einem Käfig 61 enthalten sind, mit dem Schraubenelement 59 zusammen. Lagerinnenring 58, Schraube 59, Walze 60 und Käfig 61 bilden zusammen eine bekannte Schraubenspindel und werden nicht detaillierter beschrieben.
- Der Innenring 58 und die Außenringhälfte 36 tragen ferner Ringe, die zusammen einen Meßfühler zum Messen der Drehung des Innenrings 58 bilden.
- Die Ausführungsform von Fig. 3 ist größtenteils mit der Ausführungsform von Fig. 1 identisch, jedoch hat der Schraubenmechanismus nun eine Schraube 62, die drehbar gehalten wird und mit dem elektrischen Motor 5 verbunden ist, während die Mutter 63 nicht-drehbar gehalten wird und mit dem Bremsenhalter 64 verbunden ist.
- Die Schraube ist mit einer konzentrischen Befestigungsmanschette 65 verbunden, die die Schraube umgibt und mit dem Innenring 33 des Vierpunktkontakt-Kugellagers 31 verbunden ist. Die Mutter 60 ist zwischen der Befestigungsmanschette 65 und der Schraube 62 angeordnet und wirkt mittels der Walzen 60 mit der Schraube 62 zusammen.
- Ferner wirkt der drehbare Teil 1 des elektrischen Motors 5 über das Satellitenzahnradsystem, das ein Ringzahnrad 57 aufweist, mit der Befestigungsmanschette zusammen. Das Ringzahnrad greift in die Satellitenzahnräder 55, die mit einem Flansch des Innenrings 58 verbunden sind, wobei die Zahnräder 55 wiederum in das Ringzahnrad 56 greifen, das mit dem Gehäuse 7 verbunden ist.
- Ferner ist die Befestigungsmanschette 65 mittels einer selbstzentrierenden Kugelkupplung 67 mit einer Handbremsewelle 71 verbunden.
- Zum Zwecke der Abdichtung und Dämpfung ist ein Dichtungsring 66 zwischen der Befestigungsmanschette 65 und der Mutter 60 vorgesehen.
- Ferner trägt die Befestigungsmanschette 65 einen Dämpfungsring 68 mit Außenzähnen 69, der Teil des vorstehend beschriebenen Satellitenzahnradsystems ist.
- Die Ausführungsform von Fig. 4 zeigt einen Teil des Innenrings 72 eines Vierpunktkontakt-Lagers, wobei der Innenring eine Einheit mit dem Haltestück 73 bildet, das mit einem drehbaren Teil 8 des elektrischen Motors zu verbinden ist.
- Die Ausführungsform von Fig. 5 zeigt ein Vierpunktkontakt-Lager, das einen einstückigen Außenring 75 und einen Innenring 74 mit zwei axialen Hälften 76, 77 aufweist.
- Die axiale Hälfte 77 hat ein inneres Schraubengewinde 78, äußere Zähne 79, die Teil des vorstehend erwähnten Zahnradsystems sind, und eine Verbindungsnut 80 zum Anschließen eines Dichtungsbalges. Mittels einer Schweißnaht 81 sind die Ringhälften 76, 77 miteinander verbunden.
Claims (1)
1. Elektrische Betätigungsvorrichtung mit einem Gehäuse,
das einen Schraubenmechanismus (11) und einen elektrischen
Motor (5) enthält, der mit dem Schraubenmechanismus
antreibbar verbunden ist, der als Antwort auf eine Drehbewegung des
elektrischen Motors (5) eine lineare Bewegung bereitstellt,
wobei der Schraubenmechanismus (11) eine Schraube (12) und
eine Mutter (33) aufweist, von denen die Schraube und/oder
die Mutter mittels eines Schrägkontakt-Kugellagers drehbar
bezüglich des Gehäuses gehalten wird, wobei das
Schrägkontakt-Kugellager (31) zwei Paare von Kontaktpunkten aufweist,
deren Wirkungslinien (40, 41) sich schneiden, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Paar von Kontaktpunkten eine Wirkungslinie
(41) hat, deren Kontaktwinkel bezüglich der Achse (42) des
Lagers (31) kleiner als der entsprechende Kontaktwinkel der
anderen Gegenwirkungslinie (40) ist, und daß der Außenring
(34) oder der Innenring des Schrägkontakt-Kugellagers ein
gespaltener Außenring bzw. gespaltener Innenring ist, der zwei
axiale Ringhälften (35, 36) aufweist, die unter axialen
Kräften aneinander gepreßt sind, um das gewünschte positive oder
negative Lagerspiel bereitzustellen.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Paar
von Kontaktpunkten, das die Wirkungslinie (41) mit dem
kleineren Kontaktwinkel bezüglich der Achse hat, orientiert ist,
um eine größere Betätigungskraft aufzunehmen.
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die axialen Ringhälften (35, 36) einander zugewandte radiale
Stoßflächen haben.
4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die
axialen Ringhälften radiale Außenflächen haben, die
voneinander abgewandt sind, wobei die radialen Außenflächen zur Aufnahme
axialer Druckkräfte vorgesehen sind, um so einen
gegenseitigen Kontakt der radialen Stoßflächen sicherzustellen.
5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die
axialen Ringhälften (35, 36) mittels Klammern, Kleben,
Schweißen wie beispielsweise Laserschweißen, oder Löten miteinander
verbunden sind und ein definiertes positives oder negatives
Spiel in axialer Richtung haben.
6. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, wobei der Außenring zwei axiale Ringhälften (35, 36) hat.
7. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, wobei der Innenring zwei axiale Ringhälften hat:
8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei
eine oder beide Ringhälften mit einem Kodierungsmeßfühler
versehen sind, um in einer geschlossenen Schleifenanordnung
mit dem Motor die Bremskraftrückkopplung,
Verschleißkompensation, Wartungsanzeige, Diebstahlsicherung usw. zu überwachen
und zu steuern.
9. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, wobei die Mutter (13) drehbar gehalten wird und antreibbar
mit dem elektrischen Motor (5) verbunden ist, und der
Schraubenmechanismus (11) eine hohle Schraube (12) aufweist, die
eine zentrale Bohrung (15) hat, die an einem Ende der
Schraube (12) offen ist und ein Betätigungselement (16) aufnimmt,
wobei das Betätigungselement (16) aus dem offenen Ende
herausragt und innerhalb der Bohrung (15) in einem Abstand zum
offenen Ende mit der Schraube (12) verbunden ist.
10. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das
Betätigungselement (16) mit einem radialen Spiel innerhalb der
hohlen Schraube (12) untergebracht ist.
11. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das
Betätigungselement (16) mittels einer Manschette (18), die
zwischen dem Element (16) und der Schraube (12) sitzt, mit
der Schraube (12) verbunden ist, wobei die Manschette (18) in
einem Abstand zum offenen Ende ist und kürzer als das Element
(16) und die Bohrung (15) ist.
12. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, wobei die Mutter (33) einen integralen Teil des
Lagerinnenrings des Schrägkontakt-Kugellagers (31) bildet.
13. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
7, wobei die Schraube (62) drehbar gehalten wird und
antreibbar mit dem elektrischen Motor (5) verbunden ist und die
Mutter (63) mit einem Bremsklotzhalter (64) verbunden ist.
14. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die
Schraube (62) mit einer konzentrischen Befestigungsmanschette
(65) verbunden ist, wobei die Befestigungsmanschette (65)
mindestens teilweise die Schraube (62) umgibt und mit dem
Innenring des Schrägkontakt-Kugellagers (31) verbunden ist,
wobei die Mutter (63) mindestens teilweise zwischen der
Befestigungsmanschette (65) und der Schraube (62) angeordnet ist.
15. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei
zwischen der Befestigungsmanschette (65) und der Mutter (63) ein
Ringelement (66) für Dichtungs- und/oder Dämpfungszwecke
vorgesehen ist.
16. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
wobei der elektrische Motor (5) mit der Befestigungsmanschette
(65) in Eingriff steht.
17. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 13, 15 oder 16,
wobei die Befestigungsmanschette (65) und die Schraube (62)
mittels eines Satellitenzahnradsystems (55-57) gekoppelt
sind.
18. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14, 15, 16 oder
17, wobei die Befestigungsmanschette (65) mittels einer
selbstzentrierenden Kugelkupplung (67) mit einer Welle (71)
gekoppelt ist.
19. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
18, wobei der Schraubenmechanismus (11) eine Walzenspindel
oder eine Kugelspindel mit einer sich drehenden Mutter oder
mit einer sich drehenden Schraube ist.
20. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, wobei ein Kodierungsmeßfühler zum Messen und
Steuern der Drehbewegung des Schraubenmechanismus (11) in einer
geschlossenen Anordnung mit dem Motor vorgesehen ist, z. B.
zur Bremskraftrückkopplung, Wartungsanzeige, ABS,
Diebstahlsicherung usw.
21. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, wobei das Schrägkontakt-Kugellager ein einreihiges
vollkomplementäres Vierpunktkontakt-Kugellager ist.
22. Betätigungsvorrichtung nach einem der. vorstehenden
Ansprüche, wobei der elektrische Motor (5) einen drehbaren
Teil (8) hat, der mittels eines Untersetzungsgetriebesystems
d. h. eines Planetengetriebesystems (55-57) kombiniert mit
einem Kegelradgetriebesystem, mit dem Schraubenmechanismus
verbunden ist.
23. Bremssattel für eine elektrisch betätigbare
Scheibenbremse, aufweisend ein Klauenstück (1) mit zwei
gegenüberliegenden Bremsklötzen (2, 3) und eine elektrische
Betätigungsvorrichtung (5, 11) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Betätigungsvorrichtung einen elektrischen Motor (5)
und einen Schraubenmechanismus (11) aufweist, der antreibbar
mit dem elektrischen Motor (5) verbunden ist, um als Antwort
auf eine Drehbewegung des elektrischen Motors (5) eine
lineare Bewegung bereitzustellen, wobei der
Schraubenmechanismus (11) eine Schraube (12) und eine Mutter (33) aufweist,
die mittels eines Schrägkontakt-Kugellagers drehbar bezüglich
des Gehäuses gehalten wird, wobei das
Schrägkontakt-Kugellager (31) zwei Paare von Kontaktpunkten aufweist, deren
Wirkungslinien (40, 41) sich schneiden, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Paar von Kontaktpunkten eine Wirkungslinie (41) hat,
deren Kontaktwinkel bezüglich der Achse (42) des Lagers (31)
kleiner ist als der entsprechende Winkel der anderen
Wirkungslinie (40), daß der Außenring (34) oder der Innenring
des Schrägkontakt-Kugellagers ein gespaltener Außenring bzw.
ein gespaltener Innenring ist, der zwei axiale Ringhälften
(35, 36) aufweist, die unter axialen Kräften aneinander
gepreßt sind, um das gewünschte positive oder negative
Lagerspiel bereitzustellen, und daß das Paar von Kontaktpunkten
mit einer Wirkungslinie (41), deren Kontaktwinkel bezüglich
der Achse (42) des Lagers kleiner ist als der entsprechende
Winkel der anderen Wirkungslinie (40), von der auf die
Bremsklötze (2, 3) einwirkenden Bremskraft belastet wird.
24. Bremssattel nach Anspruch 23, wobei der Außenring
(34) des Schrägkontakt-Kugellagers zwei axiale Hälften
(35, 36) aufweist, die unter axialen Kräften aneinander
gepreßt sind, um das gewünschte Lagerspiel bereitzustellen.
25. Bremssattel nach Anspruch 24, wobei eine oder beide
Ringhälften mit einem Kodierungsmeßfühler versehen sind, um
in einer geschlossenen Schleifenanordnung mit dem Motor die
Bremskraftrückkopplung, Verschleißkompensation,
Wartungsanzeige, Diebstahlsicherung usw. zu überwachen und zu steuern.
26. Bremssattel nach Anspruch 24 oder 25, wobei die
axialen Ringhälften (35, 36) einander zugewandte radiale
Stoßflächen haben.
27. Bremssattel nach Anspruch 26, wobei die axialen
Ringhälften radiale Außenflächen haben, die voneinander abgewandt
sind, wobei die radialen Außenflächen zur Aufnahme axialer
Druckkräfte sind, um so den gegenseitigen Kontakt der
radialen Stoßflächen sicherzustellen.
28. Bremssattel nach Anspruch 27, wobei die axialen
Ringhälften (35, 36) mittels eines Klammermechanismus miteinander
verbunden sind.
29. Bremssattel nach Anspruch 28, wobei das Lagerspiel
negativ, null oder positiv ist.
30 Bremssattel nach Anspruch 29, wobei der Außenring (34)
zwei axialen Ringhälften (35, 36) mit oder ohne Flansche hat.
31. Bremssattel nach Anspruch 30, wobei der Innenring
zwei axiale Ringhälften mit oder ohne Flansche hat.
32. Bremssattel nach einem der Ansprüche 24 bis 31, wobei
der Kontaktwinkel (41) des Paars von Kontaktpunkten, das von
der auf die Bremsklötze (2, 3) einwirkenden Bremskraft
belastet wird, bezüglich der Achse des Lagers zwischen 45º und
70º ist.
33. Bremssattel nach einem der Ansprüche 23 bis 32, wobei
der Stator (6) des elektrischen Motors (5) mit dem
Klauenstück (1, 7) verbunden ist und der drehbare Teil (8) des
Motors mit dem Schraubenmechanismus (11) verbunden ist.
34. Bremssattel nach einem der Ansprüche 23 bis 33, wobei
der Schraubenmechanismus eine hohle Schraube (12) aufweist,
die eine zentrale Bohrung (15) hat, die an einem Ende der
Schraube (12) offen ist und ein Betätigungselement (14)
aufnimmt, wobei das Betätigungselement (16) aus dem offenen Ende
herausragt und innerhalb der Bohrung (15) in einem Abstand
zum offenen Ende mit der Schraube (12) verbunden ist, wobei
das Betätigungselement (16) mit einem der Bremsklötze (2)
zusammenwirkt und der Schraubenmechanismus (11) mit dem
gegenüberliegenden Bremsklotz (2) zusammenwirkt.
35. Bremssattel nach Anspruch 34, wobei der drehbare Teil
(8) des elektrischen Motors (5) an einem Haltestück (9)
angeordnet ist, das in dem Klauenstück drehbar gehalten wird und
das mit der Mutter (13) einer Walzenspindel oder einer
Kugelspindel zusammenwirkt.
36. Bremssattel nach einem der Ansprüche 23 bis 33, wobei
die Schraube (62) drehbar gehalten und mit dem elektrischen
Motor (5) antreibbar verbunden ist und die Mutter (63) mit
einem Bremsklotzhalter (64) verbunden ist.
37. Bremssattel nach Anspruch 36, wobei die Schraube (62)
mit einer konzentrischen Befestigungsmanschette (65)
verbunden ist, wobei die Befestigungsmanschette (65) mindestens
teilweise die Schraube (62) umgibt und mit dem Innenring (33)
des Schrägkontakt-Kugellagers (31) verbunden ist, wobei die
Mutter (63) mindestens teilweise zwischen der
Befestigungsmanschette (65) und Schraube (62) angeordnet ist.
38. Bremssattel nach Anspruch 37, wobei zwischen der
Befestigungsmanschette (65) und der Mutter (63) ein Ringelement
(66) für Dichtungs- und/oder Dämpfungszwecke vorgesehen ist.
39. Bremssattel nach Anspruch 37 oder 38, wobei der
elektrische Motor (5) mit der Befestigungsmanschette (65) in
Eingriff steht.
40. Bremssattel nach Anspruch 37, 38 oder 39, wobei die
Befestigungsmanschette (65) und die Schraube (62) mittels
eines Satellitenzahnradsystems (55-57) gekoppelt sind.
42. Bremssattel nach einem der Ansprüche 23 bis 41, wobei
der sich drehende Teil der Betätigungsvorrichtung mit einem
Handbremseantrieb verbunden ist, der z. B. von Hand oder
elektrisch betätigbar ist.
43. Bremssattel nach einem der Ansprüche 23 bis 41, wobei
der elektrische Motor (5) einen drehbaren Teil (8) hat, der
mittels eines Untersetzungsgetriebesystems, d. h.
Planetengetriebesystems (55-57) oder kombiniert mit einem
Kegelradgetriebesystems, mit dem Schraubenmechanismus verbunden ist.
44. Bremssattel nach einem der Ansprüche 23 bis 43, wobei
der Schraubenmechanismus (11) eine Walzenspindel oder eine
Kugelspindel mit einer sich drehenden Mutter oder Schraube
ist.
45. Bremssattel nach Anspruch 44, wobei die Mutter (33)
der Spindel einen integralen Teil des Lagerinnenrings des
Schrägkontakt-Kugellagers (31) und/oder des
Planetengetriebesystems bildet.
46. Bremssattel nach einem der Ansprüche 22 bis 45, wobei
ein Meßfühler oder ein meßempfindlich gemachtes Lager
vorgesehen ist, um die Drehbewegung des Schraubenmechanismus (11)
in einer geschlossenen Schleifenanordnung mit dem Motor zu
messen.
47. Bremssattel nach Anspruch 24, wobei die Ringhälften
mittels Klammer, Kleben, Schweißen wie beispielsweise
Laserschweißen oder Löten verbunden sind.
48. Bremssattel nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei
mindestens eine der Komponenten des Schraubenmechanismus, ein
Lager und ein Zahnradsystem mittels eines Hartdrehvorgangs
erzielt wird.
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