DE69919099T2

DE69919099T2 - Elektrisch betätigte bremse mit automatischer spieleinstellung

Info

Publication number: DE69919099T2
Application number: DE69919099T
Authority: DE
Inventors: Luigi Cucinotta; David Peasley; John Alastair Kenilworth YOUNG
Original assignee: Automotive Products PLC; Automotive Products Italia SV SRL
Current assignee: Automotive Products PLC; Automotive Products Italia SV SRL
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: EP0988468B1; AU3435099A; BR9906353A; DE69919099D1; EP0988468A1; JP2002505733A; GB9807726D0; WO1999053214A1; TR199903076T1

Description

Die Erfindung betrifft elektrisch betriebene Bremsen und insbesondere elektrisch betriebene Trommelbremsen und deren Betriebssysteme, wie sie z. B. aus der US-A-4 928 543 bekannt sind.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein elektrisch betriebenes Trommelbremsensystem bereitzustellen, das schnell anspricht.
Erfindungsgemäß ist somit ein elektrisch betriebenes Trommelbremsensystem bereitgestellt, das eine Trommelbremse mit einer Bremsbacke, die von einer elektrischen Betätigungsvorrichtung in Kontakt mit einer zugehörigen drehbaren Bremstrommel bewegbar ist, um die Bremse anzuziehen, aufweist, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß die Backe eine Reaktionskraft auf ein Stützwiderlager ausübt, das eine Kraftfühleinrichtung trägt, ein Steuerkreis von der Kraftfühleinrichtung Signale empfängt, die die von der Backe auf das Stützwiderlager ausgeübte Kraft anzeigen, und Signale an die elektrische Betätigungsvorrichtung aussendet, um die Bremse anzuziehen und zu lösen, wobei die Kraftfühleinrichtung die Unterbrechung des Betriebs der elektrischen Betätigungsvorrichtung in einem Bremslösesinn initiiert, wenn die von der Backe auf das Stützwiderlager ausgeübte Kraft auf einen vorbestimmten Pegel abfällt.
Eine solche Trommelbremse kann so eingestellt werden, daß sie ein minimales Spiel zwischen Backe und Trommel (oder sogar einen leichten Kontakt zwischen Backe und Trommel) hat, wenn die Bremse gelöst wird, wodurch ein schnelles Ansprechen der Bremse sichergestellt ist, wenn die Bremse betätigt wird, was besonders wichtig ist, wenn die Bremse zum Beispiel Teil eines elektrisch gesteuerten Antirutsch- oder Traktionssteuerungssystem ist.
Zweckmäßigerweise kann die elektrische Betätigungsvorrichtung eine mit einem Elektromotor betriebene Schraubenwinde umfassen, die ihre wirksame Länge in Abhängigkeit von der Richtung des Stromes durch den Motor vergrößert oder verkleinert, um die zugehörige Bremsbacke anzulegen oder zu lösen.
Die Kraftfühleinrichtung kann eine an dem Stützwiderlager angeordnete Kraftmeßdose umfassen, die in den Steuerkreis ein Spannungsausgangssignal gibt, das die von der Backe auf das Widerlager ausgeübte Kraft anzeigt. Der Steuerkreis ist vorzugsweise temperaturempfindlich, um eine eventuelle übermäßige Verstellung aufgrund der Trommelausdehnung zu vermeiden.
Als Alternative dazu kann die Kraftfühleinrichtung eine Anordnung umfassen, bei der, wenn die Bremse angezogen wird, die Backe ein von dem Widerlager getragenes Stützglied gegen die Wirkung einer Federeinrichtung bewegt, um einen Schalter in einem Bremslösekreis zu schließen, und bei der während des Lösens der Bremse der Schalter sich öffnet, wenn die von der Backe auf das Stützglied ausgeübte Kraft, die den Schalter schließt, unter die Gegenkraft abfällt, die von der Federeinrichtung auf das Stützglied ausgeübt wird.
Zweckmäßigerweise kann die Federeinrichtung eine Tellerfeder umfassen, die einen Schaft an dem Stützglied umgibt, der den Schalter schließt. Durch geeignetes Anordnen der Kraftfühleinrichtung kann die Erfindung sowohl bei Trommelbremsen mit vorlaufender/nachlaufender Backe als auch bei Duo-Servo-Trommelbremsen angewendet werden.
1 zeigt eine Seitenansicht eines Teiles einer erfindungsgemäßen Trommelbremse.
2 zeigt eine herausgebrochene Ansicht in Richtung des Pfeiles A von 1.
3 zeigt einen Steuerkreis mit einer erfindungsgemäßen Trommelbremse und
4 zeigt eine alternative Form des Kraftfühlens.
Es wird auf 1 Bezug genommen. Sie zeigt eine Trommelbremse 10, bei der ein Paar Bremsbacken 11 und 12 auf einer Grundplatte 13 auf die normale Art und Weise abgestützt sind und Enden 11a und 12a haben, die eine Reaktionskraft auf ein von der Grundplatte abgestütztes Widerlager 13a ausüben. Zwischen den anderen Enden 11b und 12b der Bremsbacken ist eine elektrische Betätigungsvorrichtung 14 in Form eines Motors vorgesehen, der ein an der Grundplatte 13 befestigtes Gehäuse 15 hat, das eine Wicklung 16 und einen Anker 17 umringt, der ein inneres rohrförmiges Teil 18 dreht. Das innere Teil 18 ist auf einen zentralen Vorsprung 15a des Gehäuses 15 aufgeschraubt, so daß eine Drehung des inneren Teiles 18 die wirksame Länge der Betätigungsvorrichtung 14, je nach Richtung der Drehung des Ankers 17 vergrößert oder verkleinert, um die Bremse anzuziehen oder zu lösen.
Eine Lagerkappe 18a ist zwischen dem inneren Teil 18 und dem berührenden Ende 11b der Backe 11 vorgesehen, um der Drehung des inneren Teiles 18 durch den Anker 17 Rechnung zu tragen.
Bremsbackenrückholfedern 26 wirken zwischen den Backen 11 und 12 auf herkömmliche Art und Weise, und ein Handbremshebel 27, der an der Backe 12 bei 28 angelenkt ist, wird durch ein Kabel 29 betätigt. Der Hebel 27 enthält einen versetzten Nocken 27a, der an dem Gehäuse 15 anliegt und die Betätigungsvorrichtung 14 verschiebt, um die Backe 11 zu bewegen, wenn der Hebel 27 von dem Kabel 29 gedreht wird, um die Handbremse anzuziehen.
Erfindungsgemäß ist eine Kraftfühleinrichtung 40, zum Beispiel in Form einer Kraftmeßdose, zwischen dem Ende 11a der Backe 11 und dem Widerlager 13a, angeordnet. Die Kraftmeßdose 40 ist mit einem schematisch in 3 gezeigten Steuerkreis verbunden, bei dem ein Mikroprozessor 41 das Spannungsausgangssignal von der Kraftmeßdose 40 empfängt und Ausgangssignale erzeugt, um elektromagnetisch betätigte Schalter 42 und 43, wie unten erläutert, zu steuern.
Die Kontakte 42a und 42b des Schalters 42 haben zwei Stellungen und werden dazu verwendet, die Richtung des von der Batterie 44 an dem Motor 14 angelegten Stromes umzukehren. Dieser Schalter wird von dem Mikroprozessor 41 über die Leitung 41a als Reaktion auf Signale von einem Meßwandler in Form eines Drehpotentiometers 45, der dem Bremspedal 46 zugeordnet ist, gesteuert, das von dem Fahrer des Fahrzeugs gegen eine Feder 47 niedergedrückt wird, um dem Bremspedal das herkömmliche Pedalgefühl zu geben. Strom wird dem Motor 14 in einer Richtung über die Leitungen 48 und 49 zugeführt, wenn das Pedal 46 niedergedrückt wird, um die wirksame Länge des Motors zu vergrößern, um die Bremse anzuziehen. Ebenso, wenn das Pedal 46 freigegeben wird, wird Strom dem Motor 14 in der anderen Richtung über die Leitungen 50 und 51 zugeführt.
Die Leitung 50 enthält auch den Schalter 43, der von dem Mikroprozessor 41 über die Leitung 41b geöffnet wird, wenn das Signal von der Kraftmeßdose 40 unter einen vorbestimmten Kraftpegel fällt. Sobald somit die von der Backe 11 auf das Widerlager 13a aufgebrachte Kraft unter den vorbestimmten Kraftpegel fällt, wird ein weiteres Lösen der Bremse durch das Öffnen des Schalters 43, der sich im Bremslösekreis befindet, gestoppt.
Eine geeignete Wahl des Kraftpegels, bei dem sich der Schalter 43 öffnet, ermöglicht es daher, das Zurückziehen der Backe 11 (und somit der Backe 12) zu steuern, so daß nur ein sehr kleines Backenspiel erhalten wird, wodurch es somit möglich wird, daß die Bremse bei ihrer Betätigung schnell anspricht. Dies ist ein besonders wichtiges Merkmal, wenn die Bremse zum Beispiel Teil eines elektronisch gesteuerten Anti-Rutsch- oder Traktionssteuersystem ist, bei dem ein schnelles Ansprechen unbedingt erforderlich ist.
Anstatt den Mikroprozessor 41 so auszulegen, daß ein Schalter im Bremslösekreis geöffnet wird, wenn die auf das Widerlager 13a aufgebrachte Kraft unter einen vorbestimmten Pegel fällt, kann die Erfindung dadurch verwirklicht werden, daß ein Zeitschaltwerk so ausgelegt wird, daß es startet, wenn der vorbestimmte Kraftpegel erreicht ist, wodurch der Motor das Zurückziehen während einer vorbestimmten Zeit fortsetzen kann, wodurch somit das Bremsspiel zwischen Backe und Bremstrommel wieder gesteuert wird.
Bei einer noch weiteren alternativen Anordnung kann beim Erreichen der vorbestimmten Kraft das Zurückziehen der Bremsbacke durch Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen des zurückziehenden Motors, nachdem der Kraftpegel erreicht wurde, begrenzt werden, wodurch somit wieder das Spiel zwischen Backe und Trommel gesteuert wird.
Die verschiedenen alternativen Anordnungen, die oben beschrieben wurden, sind vorzugsweise temperaturempfindlich, um eine eventuelle übermäßige Verstellung aufgrund der Trommelausdehnung zu vermeiden.
4 zeigt eine alternative Kraftfühlanordnung, bei der die Kraftmeßdose 40 durch eine Anordnung ersetzt ist, die ein Backenstützglied 60 mit einem Schaft 61 umfaßt, der den Schalter 43 im Bremslösekreis direkt betätigt. Das Backenstützglied 60 wird von dem Widerlager 13a abgestützt und wird gegen dieses Widerlager gegen die Wirkung einer Federeinrichtung in Form einer Tellerfeder 62 bewegt. Es versteht sich, daß, wenn die Bremse angezogen wird, die Tellerfeder 62 plattgedrückt und der Schalter 43 von dem Schaft 61 geschlossen wird. Während des Lösens der Bremse bleibt die Tellerfeder 62 plattgedrückt, bis die von der Tellerfeder 62 dem Backenstützglied 60 zugeführte Kraft größer als die Kraft ist, die dem Stützglied 60 von der Backe 11 zugeführt wird, worauf sich das Stützglied 60 von dem Widerlager 13a weg bewegt, wodurch der Schalter 43 sich öffnen kann.
Somit kann der Kraftpegel, bei dem sich der Schalter 43 öffnet, durch die Verwendung einer geeigneten Federcharakteristik in der Tellerfeder 62 direkt eingestellt werden. Es versteht sich, daß andere Formen einer Federeinrichtung an Stelle der Tellerfeder 62 verwendet werden könnten.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf eine Trommelbremse mit einer vorlaufenden/nachlaufenden Backe beschrieben wurde, ist sie gleichermaßen bei einer Duo-Servo-Trommelbremse anwendbar, die kein festes Stützwiderlager 13a zwischen den Backen hat und bei der die Bremskräfte auf das rechte Ende der Betätigungsvorrichtung 14 (wie in 1 gesehen) zurückgeleitet werden. Bei einer solchen Anordnung ist die Kraftfühleinrichtung 40 vorzugsweise zwischen dem rechten Ende der Betätigungsvorrichtung 14 (das als Stützwiderlager wirkt) und dem Ende 12b der Backe 12 angeordnet, um die gesamte Bremskraft aufzunehmen.
Auch könnte die Größe der Zurückziehung der Backe verschieden in Abhängigkeit von dem Pegel der aufgebrachten Bremskraft gemacht werden, da hohe Bremskraftpegel zu einer größeren Auslenkung der Bauteile der Bremse führen und folglich ein größeres Zurückziehen erfordern.

Claims

Elektrisch betriebenes Trommelbremsensystem mit einer Trommelbremse (10) mit einer Bremsbacke (11, 12), die von einer elektrischen Betätigungsvorrichtung (14) in Kontakt mit einer zugehörigen drehbaren Bremstrommel bewegbar ist, um die Bremse anzuziehen, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß die Backe (11, 12) eine Reaktionskraft auf ein Stützwiderlager (13a) ausübt, das eine Kraftfühleinrichtung (40) trägt, ein Steuerkreis (41, 42, 43) von der Kraftfühleinrichtung (40) Signale empfängt, die die von der Backe (11, 12) auf das Stützwiderlager (13a) ausgeübte Kraft anzeigen, und Signale an die elektrische Betätigungsvorrichtung (14) aussendet, um die Bremse anzuziehen und zu lösen, wobei die Kraftfühleinrichtung (40) die Unterbrechung des Betriebs der elektrischen Betätigungsvorrichtung (14) in einem Bremslösesinn initiiert, wenn die von der Backe (11, 12) auf das Stützwiderlager (13a) ausgeübte Kraft auf einen vorbestimmten Pegel abfällt.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Betätigungsvorrichtung (14) eine mit einem Elektromotor betriebene Schraubenwinde (15 bis 18) umfaßt, die ihre wirksame Länge in Abhängigkeit von der Richtung des Stromes durch den Motor vergrößert oder verkleinert, um die zugehörige Bremsbacke (11, 12) anzulegen oder zu lösen.
Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftfühleinrichtung eine an dem Stützwiderlager (13a) angeordnete Kraftmeßdose (40) umfaßt, die in den Steuerkreis (41, 42, 43) ein Spannungsausgangssignal gibt, das die von der Backe (11) auf das Widerlager ausgeübte Kraft anzeigt.
Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die auf das Widerlager (13a) ausgeübte Kraft auf den vorbestimmten Pegel abgefallen ist, der Steuerkreis (41, 42, 43) einen Schalter (43) betätigt, um seinen Betrieb zu unterbrechen.
Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die auf das Widerlager (13a) ausgeübte Kraft auf den vorbestimmten Pegel abgefallen ist, der Steuerkreis (41, 42, 43) ein Zeitschaltwerk startet, das ein Zurückziehen der Betätigungsvorrichtung (14) während einer vorbestimmten Zeit gestattet, um das Bremsenspiel zu steuern.
Bremssystem nach Anspruch 3, wenn rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die auf das Widerlager (13a) ausgeübte Kraft auf den vorbestimmten Pegel abgefallen ist, der Steuerkreis ein Zählwerk startet, das eine vorbestimmte Anzahl von Drehungen der Schraubenwinde (15 bis 18) gestattet, um das Bremsenspiel zu steuern.
Bremssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (41, 42, 43) temperaturempfindlich ist, um eine unrichtige Verstellung der Backe (11, 12) infolge einer thermischen Ausdehnung der zugehörigen Trommel zu verhindern.
Bremssystem nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (41, 42, 43) von einem Bremspedalmeßwandler (45) Eingangssignale empfängt, die die Position und Bewegungsrichtung des Pedals (46) anzeigen, wobei die Eingangssignale die von der Backe (11) ausgeübte Bremskraft bestimmt und auch bestimmt, ob die Betätigungsvorrichtung (14) sich bewegt, um die Bremse anzuziehen oder zu lösen.
Bremssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Backe (11) in einem lösenden Sinn sich in Abhängigkeit von der von der Backe (11) auf das Stützwiderlager (13a) ausgeübten Kraft ändert.
Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftfühleinrichtung eine Anordnung umfaßt, bei der, wenn die Bremse (10) angezogen wird, die Backe ein von dem Widerlager (13a) getragenes Stützglied (60) gegen die Wirkung einer Federeinrichtung (62) bewegt, um einen Schalter (43) in einem Bremslösekreis zu schließen, und bei der während des Lösens der Bremse der Schalter (43) sich öffnet, wenn die von der Backe (11) auf das Stützglied ausgeübte Kraft, die den Schalter schließt, unter die Gegenkraft abfällt, die von der Federeinrichtung (62) auf das Stützglied ausgeübt wird.
Bremssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Tellerfeder (62) umfaßt, die einen Schaft (61) an dem Stützglied (60) umgibt, der den Schalter (43) schließt.
Bremssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Bremse eine Duo-Servobremse ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützwiderlager von einem Ende der elektrischen Betätigungsvorrichtung (14) bereitgestellt wird.