DE102005025297A1

DE102005025297A1 - Feststell-Trommelbremse

Info

Publication number: DE102005025297A1
Application number: DE200510025297
Authority: DE
Inventors: Wulf Post
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2006-12-07
Also published as: WO2006128759A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trommelbremse zur Feststellung eines Fahrzeugs, umfassend wenigstens eine erste Bremsbacke (9) und eine zweite Bremsbacke (10), welche mittels einer fluidischen, insbesondere hydraulischen Betätigungseinrichtung an eine Bremstrommel (17) anlegbar sind, und eine mechanische Verriegelungseinrichtung (16) zur Verriegelung einer Feststellbremsposition der Trommelbremse, wobei die Verriegelungseinrichtung (16) einen Antrieb (2) und ein angetriebenes Element (4) mit einem ersten Gewinde (20) und einem zweiten Gewinde (21) aufweist, wobei das erste und zweite Gewinde (20, 21) gegenläufig zueinander ausgebildet sind und wobei das erste Gewinde (20) mit einem ersten Betätigungselement (5) in Eingriff ist, um die erste Bremsbacke (9) zu verriegeln, und das zweite Gewinde (21) mit einem zweiten Betätigungselement (6) in Eingriff ist, um die zweite Bremsbacke (10) zu verriegeln.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trommelbremse und insbesondere eine Feststell-Trommelbremse, welche eine Feststellbremsposition mechanisch sichert.
Aus dem Stand der Technik sind Trommelbremsen bekannt, welche mittels eines Seilzugs betätigbar sind. Hierbei sind beispielsweise Duo-Servo-Feststellbremsen bekannt, welche zwei Bremsbacken aufweisen, die sich gegenüber einem gemeinsamen Widerlager abstützen und Bremsbeläge an den Bremsbacken mechanisch gegen eine diese umschließende Bremstrommel angelegt werden. Bisher werden derartige Trommelbremsen immer mechanisch z.B. über einen Seilzug betätigt. Derartige Seilzugeinrichtungen nehmen jedoch einen relativ großen Bauraum am Fahrzeug ein und werden im Innenraum als teilweise störend angesehen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Trommelbremse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie nicht mehr mechanisch betätigt werden muss. Auf die aufwendige Seilzugkonstruktion kann erfindungsgemäß verzichtet werden. Erfindungsgemäß ist hierzu eine fluidische, insbesondere hydraulische, Betätigungseinrichtung vorgesehen, welche die Bremsbacken an eine Bremstrommel anlegt. Ferner ist erfindungsgemäß eine mechanische Verriegelungseinrichtung vorgesehen, um eine Feststellbremsposition mechanisch zu verriegeln. Die Verriegelungseinrichtung umfasst einen Antrieb und ein angetriebenes Element mit einem ersten und einem zweiten Gewinde. Die beiden Gewinde sind dabei gegenläufig zueinander ausgebildet. Das erste Gewinde ist mit einem ersten Betätigungselement im Eingriff, um die erste Bremsbacke zu verriegeln und das zweite Gewinde ist mit einem zweiten Betätigungselement im Eingriff, um die zweite Bremsbacke zu verriegeln. Die Betätigung der fluidischen Betätigungseinrichtung kann beispielsweise über einen Schalter oder Knopf im Inneren des Fahrzeugs erfolgen. Ein Lösen der Feststellbremse erfolgt dabei in umgekehrter Weise, indem der Antrieb in seine entgegengesetzte Richtung angetrieben wird. Die Gewinde der Verriegelungseinrichtung sind vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise ist das angetriebene Element, welches vom Antrieb der Verriegelungseinrichtung angetrieben wird, als hohler Zylinder ausgebildet. Dadurch kann eine Verriegelungseinrichtung mit einem besonders geringen Gewicht bereitgestellt werden.

Besonders bevorzugt sind das erste und das zweite Gewinde an einer Innenseite des hohlen Zylinders angeordnet. Die Gewindelänge der beiden Gewinde an der Innenseite des hohlen Zylinders ist dabei vorzugsweise gleich. Ebenso sind die Steigungen der beiden Gewinde vorzugsweise gleich, um ein symmetrisches Eingreifen der Bremsbacken sicherzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Abtriebswelle des Antriebs mit dem angetriebenen Element über eine Schneckenverzahnung verbunden. Wenn das angetriebene Element als hohler Zylinder ausgebildet ist, ist die Schneckenverzahnung vorzugsweise am äußeren Umfang des hohlen Zylinders gebildet. Hierdurch kann ein besonders kompakter Aufbau erreicht werden.

Vorzugsweise sind das erste und das zweite Betätigungselement jeweils eine Welle mit einem Außengewinde. Jede Welle befindet sich dabei mit dem ersten bzw. zweiten Gewinde des angetriebenen Elements im Eingriff und wird zur Verriegelung in der Wellenlängsachse bewegt. Besonders bevorzugt ist zwischen dem ersten Betätigungselement und der ersten Bremsbacke ein erster Kolben angeordnet und zwischen dem zweiten Betätigungselement und der zweite Bremsbacke ein zweiter Kolben angeordnet. Somit wird die Bewegung des Betätigungselements jeweils über den Kolben auf die Bremsbacken übertragen.

Besonders bevorzugt ist die Verriegelungseinrichtung in einem Hydraulikraum angeordnet. Dies ermöglicht einen besonders kompakten und platzsparenden Aufbau. Weiter bevorzugt werden die Kolben dabei auch für die hydraulische Betätigung der Feststellbremse verwendet und die Betätigungselemente dienen lediglich zur Sicherung der Kolbenposition, so dass die Feststellbremse mechanisch verriegelt ist.

Ein Hydraulikdruck in einem Hydraulikraum wird vorzugsweise mittels eines Bremsregelsystems, insbesondere durch ein elektronisches Stabilitätsprogramm, erzeugt.

Weiter bevorzugt ist der Antrieb der Verriegelungseinrichtung ein Elektromotor.

Der Elektromotor weist vorzugsweise eine Strombegrenzungseinrichtung und/oder eine Momentenbegrenzungseinrichtung auf. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine Beschädigung des Motors verhindert wird, wenn der verriegelte Zustand der Trommelbremse erreicht ist und der Motor kann abgestellt werden. Weiterhin kann das Signal derartiger Begrenzungseinrichtungen zur Diagnose der Feststellbremse verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit zum ersten Mal die Verwendung einer Trommelbremse als Feststellbremse ohne Seilzugmechanik, die mittels eines Fluids pneumatisch oder hydraulisch betätigbar ist und deren Feststellbremsposition mechanisch verriegelbar ist.

Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Draufsicht einer Trommelbremse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Schnittansicht einer Verriegelungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
3 eine schematische Schnittansicht eines angetriebenen Elements gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Trommelbremse 1 eine Bremstrommel 17, eine erste Bremsbacke 9 und eine zweite Bremsbacke 10. Die Bremstrommel 17 kann beispielsweise topfförmig ausgebildet sein. An den beiden Bremsbacken 9, 10 ist jeweils ein Bremsbelag 12 vorgesehen, wobei die Bremsbacken derart zur Bremstrommel 17 bewegbar sind, dass die Bremsbeläge 12 an die Innenseite der Bremstrommel anlegbar sind. Die Trommelbremse 1 umfasst ferner eine Nachstelleinrichtung 14 sowie eine Bremsbackenzugfeder 13.
Die erfindungsgemäße Trommelbremse 1 wird hydraulisch betätigt. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die hydraulische Betätigungseinheit zwischen zwei Enden 9a bzw. 10a der ersten und zweiten Bremsbacke 9, 10 angeordnet. Genauer, ist die hydraulische Betätigungseinheit an den Enden der Bremsbacken gegenüber der Nachstelleinrichtung 14 angeordnet.
Die hydraulische Betätigungseinrichtung umfasst ein Gehäuse 18, in welchem ein Druckraum 11 angeordnet ist (vgl. 2). Der Druckraum 11 ist durch eine Durchgangsbohrung im Gehäuse 18 gebildet und ein erster Kolben 7 und ein zweiter Kolben 8 sind an den Enden des Druckraums angeordnet.
Ferner umfasst die erfindungsgemäße Trommelbremse eine mechanische Verriegelungseinrichtung 16. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist die mechanische Verriegelungseinrichtung 16 bis auf den Antrieb im Wesentlichen im Druckraum 11 angeordnet. Die mechanische Verriegelungseinrichtung 16 umfasst als Antrieb einen Elektromotor 2, welcher über eine Abtriebswelle 3 ein angetriebenes Element 4 antreibt. Hierbei ist zwischen der Abtriebswelle 3 und dem angetriebenen Element 4 eine Schneckenverzahnung ausgebildet.
Wie in der Schnittansicht von 3 gezeigt, ist das angetriebene Element 4 als hohler Zylinder ausgebildet. An der Innenseite des angetriebenen Elements 4 ist ein erstes Gewinde 20 und ein zweites Gewinde 21 ausgebildet. Das erste Gewinde 20 ist dabei gegenläufig zum zweiten Gewinde 21 ausgebildet, wobei die beiden Gewinde die gleiche Steigung aufweisen. Die Gewinde sind weiterhin selbsthemmend ausgebildet.
Weiterhin umfasst die mechanische Verriegelungseinrichtung 16 ein erstes Betätigungselement 5 und ein zweites Betätigungselement 6. Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die beiden Betätigungselemente 5, 6 als Wellen ausgebildet und weisen jeweils ein Außengewinde auf. Hierbei befindet sich das Außengewinde des ersten Betätigungselements 5 mit dem ersten Gewinde 20 des angetriebenen Elements 4 im Eingriff und das Außengewinde des zweiten Betätigungselements 6 befindet sich mit dem zweiten Gewinde 21 im Eingriff. Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die Betätigungselemente 5, 6 als stufenförmige Wellen ausgebildet, wobei in den Kolben 7 bzw. 8 jeweils eine entsprechende Ausnehmung zur formschlüssigen Aufnahme der Wellenenden der Betätigungselemente 5, 6 gebildet ist.
Der Druckraum 11 ist weiterhin mittels Dichtungen 15 gegen die Umgebung abgedichtet. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist die mechanische Verriegelungseinrichtung 16 symmetrisch aufgebaut. Dadurch wird ein gleichmäßiges Anlegen der beiden Bremsbacken 9, 10 an die Bremstrommel 17 erreicht.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Feststell-Trommelbremse ist dabei wie folgt: In einem ersten Schritt wird der Druckraum 11 mit Hydraulikdruck versorgt. Hierdurch bewegen sich die beiden Kolben 7 und 8 in entgegengesetzte Richtungen, wobei die Druckkraft über die Kolben 7, 8 auf die erste Bremsbacke 9 bzw. die zweite Bremsbacke 10 übertragen wird. Dadurch werden die Bremsbeläge 12 an die Bremstrommel 17 angelegt. Hierdurch ist eine Feststell-Bremsposition des Fahrzeugs erreicht. Diese Feststell-Bremsposition muss jedoch noch mechanisch abgesichert werden. Hierzu wird erfindungsgemäß die mechanische Verriegelungseinrichtung 16 verwendet. Dazu wird in einem ersten Schritt der Elektromotor 2 angetrieben, so dass sich die Abtriebswelle 3 dreht und über die Schneckenverzahnung das angetriebene Element 4 angetrieben wird. Wenn sich das angetriebene Element 4 dreht, bewegen sich das erste Betätigungselement 5 und das zweite Betätigungselement 6 in Axialrichtung des angetriebenen Elements voneinander weg, da die beiden Gewinde 20, 21 im Inneren des angetriebenen Elements 4 gegenläufig ausgebildet sind. Die beiden Betätigungselemente 5, 6 werden so lange angetrieben, bis sie in Kontakt mit den Kolben 7 bzw. 8 kommen. Da sich durch den aufgebauten Hydraulikdruck die Kolben 7 und 8 jeweils in ihrer Endposition befinden, kann der Elektromotor die Betätigungselemente 5, 6 nicht mehr weiter antreiben, so dass der Elektromotor abgeschaltet wird. Hierzu kann am Elektromotor 2 eine Strombegrenzungseinrichtung vorgesehen sein, welche den Elektromotor bei Überschreiten einer vorbestimmten Stromaufnahme abstellt und/oder eine Momentenbegrenzungseinrichtung, die den Elektromotor bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmoments abschaltet.
Somit ist nun die Feststellbremsposition durch die mechanische Verriegelungseinrichtung 16 mechanisch verriegelt. Falls gewünscht, kann nun der Druck im Druckraum 11 abgebaut werden. Soll die Feststell-Bremsposition wieder gelöst werden, muss vor einem Betreiben der mechanischen Verriegelungseinrichtung 16 ein Druck im Druckraum 11 aufgebaut werden. Dann wird der Elektromotor 2 in entgegengesetzter Richtung als beim Verriegeln der Feststellposition betrieben, so dass sich die Abtriebswelle 3 und das angetriebene Element 4 jeweils in der entgegengesetzten Richtung drehen. Dadurch werden die beiden Betätigungselemente 5, 6 von den Kolben 7 bzw. 8 entfernt und bewegen sich aufeinander zu und werden wieder teilweise im hohlen Zylinder des angetriebenen Elements 4 aufgenommen. Sind die Kolben 5, 6 wieder in ihren Ausgangspositionen, was über eine Strom- und/oder Momentenbegrenzung erfasst wird, wird der Druck im Druckraum 11 abgebaut. Eine Rückstellung der beiden Bremsbacken 9 und 10 erfolgt dabei über eine Bremsbackenzugfeder 13.

Claims

Trommelbremse zur Feststellung eines Fahrzeugs, umfassend wenigstens eine erste Bremsbacke (9) und eine zweite Bremsbacke (10), welche mittels einer fluidischen, insbesondere hydraulischen, Betätigungseinrichtung an eine Bremstrommel (17) anlegbar sind, und eine mechanische Verriegelungseinrichtung (16) zur Verriegelung einer Feststellbremsposition der Trommelbremse, wobei die Verriegelungseinrichtung (16) einen Antrieb (2) und ein angetriebenes Element (4) mit einem ersten Gewinde (20) und einem zweiten Gewinde (21) aufweist, wobei das erste und zweite Gewinde (20, 21) gegenläufig zueinander ausgebildet sind, und wobei das erste Gewinde (20) mit einem ersten Betätigungselement (5) in Eingriff ist, um die erste Bremsbacke (9) zu verriegeln und das zweite Gewinde (21) mit einem zweiten Betätigungselement (6) im Eingriff ist, um die zweite Bremsbacke (10) zu verriegeln.
Trommelbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Element (4) als hohler Zylinder gebildet ist.
Trommelbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Gewinde (20, 21) an einer Innenseite des hohlen Zylinders angeordnet sind.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtriebswelle (3) des Antriebs (2) mit dem angetriebenen Element (4) über eine Schneckenverzahnung verbunden ist.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Betätigungselement (5, 6) jeweils als Welle ausgebildet ist.
Trommelbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungselement (5) die erste Bremsbacke (9) mittels eines ersten Kolbens (7) betätigt und das zweite Betätigungselement (6) die zweite Bremsbacke (10) mittels eines zweiten Kolbens (8) betätigt.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (16) in einem Druckraum (11) der fluidischen Betätigungseinrichtung angeordnet ist.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydraulikdruck mittels eines Bremsregelsystems, insbesondere mittels eines elektronischen Stabilitätsprogramms, erzeugbar ist.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) ein Elektromotor ist.
Trommelbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor eine Strombegrenzungseinrichtung und/oder eine Momentenbegrenzungseinrichtung umfasst.