DE10104739C1 - Scheibenbremse - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Scheibenbremse (10) mit einer Bremsscheibe (12), die zwischen zwei Reibbremsbelägen (14, 16) angeordnet ist. Die Erfindung schlägt vor, die Reibbremsbeläge (14, 16) über ein Schraubengewinde (28, 30) miteinander zu verbinden, so dass durch Verdrehen des einen Reibbremsbelags (14, 16) gegenüber dem anderen Reibbremsbelag (14, 16) die beiden Reibbremsbeläge (14, 16) gegen die Bremsscheibe (12) drückbar oder abhebbar sind. Zur Betätigung der Bremsscheibe (12) wird einer der beiden Reibbremsbeläge (14, 16) in Drehrichtung der Bremsscheibe (12) verdreht, wobei die drehende Bremsscheibe (12) die Verdrehung des Reibbremsbelags (14, 16) und damit das Andrücken des Reibbremsbelags (14, 16) unterstützt. Zum Lösen der Scheibenbremse (10) wird der andere Reibbremsbelag (14, 16) in Drehrichtung der Bremsscheibe (12) verdreht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1, die insbesondere zu einer elektromechanischen Betätigung
vorgesehen ist.
Aus der US 1 906 733 ist eine Scheibenbremse bekannt, die zwei
Reibbremsbeläge aufweist, die beiderseits einer Bremsscheibe angeordnet sind.
Die beiden Reibbremsbeläge sind über ein Gewinde miteinander verbunden, so
dass sich ihr Abstand durch Verdrehen des einen Reibbremsbelags gegenüber
dem anderen Reibbremsbelag ändern lässt. Auf diese Weise sind die beiden
Reibbremsbeläge gegen die Bremsscheibe drückbar. Einer der beiden
Reibbremsbeläge ist mittels einer Gleitfeder-Verbindung, wie sie von Wellen-
Naben-Verbindungen bekannt ist, drehfest gehalten und axial verschieblich
geführt.
Zur Betätigung der bekannten Scheibenbremse wird der drehbare Reibbrems
belag so verdreht, dass die beiden Reibbremsbeläge in Anlage an die
Bremsscheibe gelangen und gegen diese drücken, wodurch die Bremsscheibe
gebremst wird. Eine von der drehenden Bremsscheibe auf den drehbaren
Reibbremsbelag ausgeübte Reibungskraft bewirkt ein Moment auf den
Reibbremsbelag, das die Andruckkraft der Reibbremsbeläge gegen die
Bremsscheibe aufgrund des die beiden Reibbremsbeläge verbindenden
Gewindes erhöht. Auf diese Weise weist die bekannte Scheibenbremse eine
Selbstverstärkung auf. Voraussetzung für die Selbstverstärkung ist allerdings,
dass sich die Bremsscheibe in derjenigen Richtung dreht, in der der drehbare
Reibbremsbelag zum Betätigen der Scheibenbremse und zum Andrücken der
Reibbremsbeläge an die Bremsscheibe verdreht werden muss. Bei entgegenge
setzter Drehrichtung der Bremsscheibe wirkt die bei betätigter Scheibenbremse
von der Bremsscheibe auf den drehbaren Reibbremsbelag ausgeübte
Reibungskraft der Betätigung entgegen, so dass ein zur Betätigung der
Scheibenbremse erforderliches, auf den drehbaren Reibbremsbelag ausgeübtes
Betätigungsmoment erhöht ist.
Die bekannte Scheibenbremse ist drehrichtungsabhängig, für beispielsweise ein
linkes und ein rechtes Fahrzeugrad müssen Scheibenbremsen mit
entgegengesetzten Gewindesteigungen des die beiden Reibbremsbeläge
verbindenden Gewindes verwendet werden. Bei einer Rückwärtsfahrt weist die
bekannte Scheibenbremse eine Bremskraftschwächung auf. Zum Lösen der
bekannten Scheibenbremse muss der drehbare Reibbremsbelag entgegen der
Drehrichtung der Bremsscheibe und somit gegen die von der Bremsscheibe auf
den Reibbremsbelag ausgeübten Reibungskraft verdreht werden.
Bei der erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sind die beiden Reibbremsbeläge über ein Schraubengewinde miteinander
verbunden. Durch Verdrehung des einen Reibbremsbelags gegenüber dem
anderen, drehfest gehaltenen Reibbremsbelag verschieben sich die beiden
Reibbremsbeläge axial gegen einander. Diese Axialverschiebung wird zum
Andrücken der Reibbremsbeläge gegen die Bremsscheibe genutzt. Zum
Betätigen der erfindungsgemäßen Scheibenbremse wird derjenige
Reibbremsbelag verdreht, der bei Drehung in Drehrichtung der Bremsscheibe ein
Andrücken der beiden Reibbremsbeläge gegen die Bremsscheibe bewirkt. Der
andere Reibbremsbelag wird drehfest gehalten. Die von der drehenden
Bremsscheibe auf den verdrehten Reibbremsbelag ausgeübte Reibungskraft
bewirkt ein Drehmoment auf den verdrehten Reibbremsbelag, das die
Andruckkraft der Reibbremsbeläge gegen die Bremsscheibe erhöht. Die
erfindungsgemäße Scheibenbremse weist eine Selbstverstärkung auf, die
Andruckkraft der Reibbremsbeläge gegen die Bremsscheibe wird von der
drehenden Bremsscheibe unterstützt oder, abhängig von der konstruktiven
Auslegung der Scheibenbremse, bewirkt. Die Selbstverstärkung der
erfindungsgemäßen Scheibenbremse wird von einer Steigung ihres die
Reibbremsbeläge verbindenden Schraubengewindes beeinflusst, kann also
konstruktiv gewählt werden.
Als Schraubengewinde im Sinne der Erfindung sollen beispielsweise auch
Gewindesegmente, die nur über einen Teil des Umfangs ausgebildet sind und die
bei einer Verdrehung der Reibbremsbeläge gegeneinander die Axialverschiebung
der Reibbremsbeläge bewirken, verstanden werden. Das Schraubengewinde
kann beispielsweise auch durch einen Kugelrampenmechanismus oder dgl.
verwirklicht sein.
Außer dem Vorteil der Selbstverstärkung weist die erfindungsgemäße
Scheibenbremse den Vorteil eines vergleichsweise einfachen Aufbaus auf.
Weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die beiden Reibbremsbeläge über das
Schraubengewinde unmittelbar miteinander verbunden sind. Die Andruckkraft des
einen Reibbremsbelags gegen die eine Seite der Bremsscheibe wird über das
Schraubengewinde direkt auf den anderen Reibbremsbelag übertragen, um den
anderen Reibbremsbelag gegen die andere Seite der Bremsscheibe zu drücken.
Dadurch ist die Kraftübertragung von einem Reibbremsbelag auf den anderen
Reibbremsbelag beim Andrücken der beiden Reibbremsbeläge gegen die
Bremsscheibe günstig, das Problem eines sich durch Andrücken der
Reibbremsbeläge gegen die Bremsscheibe verformenden Bremssattels, das bei
bekannten Scheibenbremsen auftritt, tritt bei der erfindungsgemäßen
Scheibenbremse nicht auf.
Beide Reibbremsbeläge der erfindungsgemäßen Scheibenbremse sind drehbar. Es
wird zur Betätigung der Scheibenbremse derjenige Reibbremsbelag verdreht, der
durch Verdrehung in Drehrichtung der Bremsscheibe das Andrücken der
Reibbremsbeläge gegen die Bremsscheibe bewirkt. Der andere Reibbremsbelag
wird zur Betätigung drehfest gehalten. Die Drehbarkeit beider Reibbremsbeläge
hat zum einen den Vorteil, dass zum Lösen der Scheibenbremse der andere, zur
Betätigung drehfest gehaltene Bremsbelag verdreht wird, und zwar in
Drehrichtung der Bremsscheibe. Dieses Verdrehen des anderen
Reibbremsbelags in Drehrichtung der Bremsscheibe bewirkt ein Lösen der
Scheibenbremse, die Reibbremsbeläge werden von der Bremsscheibe
abgehoben. Das Lösen der erfindungsgemäßen Scheibenbremse erfolgt also
nicht entgegen einer Drehrichtung der Bremsscheibe und entgegen einem von
der drehenden Bremsscheibe auf die gegen sie gedrückten Reibbremsbeläge
ausgeübten Drehmoment, sondern das Lösen erfolgt in Drehrichtung der
Bremsscheibe und wird von der Bremsscheibe unterstützt. Zum anderen hat die
Drehbarkeit beider Reibbremsbeläge den Vorteil, dass auch bei
entgegengesetzter Drehrichtung der Bremsscheibe z. B. bei Rückwärtsfahrt einer
der beiden Reibbremsbeläge zur Betätigung der Scheibenbremse in Drehrichtung
der Bremsscheibe verdreht werden kann. Die Scheibenbremse ist dadurch
drehrichtungsunabhängig.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
im Hauptanspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Auf Grund ihrer Selbstverstärkung eignet sich die erfindungsgemäße
Scheibenbremse zu einer elektromechanischen Betätigung mittels eines
Elektromotors (Anspruch 3). Um beim Betätigen und Lösen der Scheibenbremse
jeweils einen ihrer beiden Reibbremsbeläge bei stromlosem Elektromotor
drehfest zu halten, sieht Anspruch 4 ein selbsthemmendes Getriebe vor. Dies hat
den weiteren Vorteil, dass eine aufgebrachte Bremskraft stromlos konstant
gehalten wird, die Elektromotoren müssen deswegen nur zum Ändern der
Bremskraft bestromt werden. Des weiteren eignet sich die erfindungsgemäße
Scheibenbremse dadurch als Feststellbremse.
Anspruch 5 sieht zwei miteinander drehfest verbundene und mit Abstand
voneinander angeordnete Bremsscheiben vor, zwischen denen die beiden
Reibbremsbeläge angeordnet sind. Zum Betätigen werden durch Verdrehen des
einen Reibbremsbelags die beiden Reibbremsbeläge auseinander und damit von
innen gegen die beiden Bremsscheiben gedrückt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die beiden Figuren zeigen zwei
Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Scheibenbremsen im Achsschnitt. Die
Zeichnung ist als vereinfachte und schematisierte Darstellung zur Erläuterung
der Erfindung zu verstehen.
Die in Fig. 1 dargestellte Scheibenbremse 10 weist eine
kreisringscheibenförmige Bremsscheibe 12 auf, die zwischen zwei ebenfalls
kreisringscheibenförmigen Reibbremsbelägen 14, 16 angeordnet ist. Die beiden
Reibbremsbeläge 14, 16 sind auf ebenfalls kreisringscheibenförmigen
Bremsbelagträgern 18, 20 angebracht.
Die Bremsscheibe 12 weist einen mit ihr einstückigen und umlaufend
ausgebildeten Befestigungskranz 22 an ihrem Außenumfang auf, mit dem sie mit
einem in der Zeichnung nicht dargestellten Fahrzeugrad verschraubbar ist. Die
Bremsbelagträger 18, 20 sind einstückig mit hohlzylindrischen Naben 24, 26 ausgeführt, die
koaxial und ineinandergreifend angeordnet sind. Eine äußere Nabe 24 des einen
Bremsbelagträgers 18 weist ein Innengewinde und eine innere Nabe 26 des
anderen Bremsbelagträgers 20 ein Außengewinde 30 auf, auf das die äußere
Nabe 24 aufgeschraubt ist. Durch Verdrehen des einen Reibbremsbelags 14
bzw. dessen Bremsbelagträgers 18 gegenüber dem anderen Reibbremsbelag 16
bzw. dessen Bremsbelagträger 20 lassen sich die beiden Reibbremsbeläge 14,
16 auf Grund der ineinander greifenden Gewinde 28, 30 axial gegeneinander
verschieben, ihr Abstand voneinander ändert sich.
Beispielhaft wird bei der Scheibenbremse 10 einer der beiden Reibbremsbeläge
14 bzw. dessen Bremsbelagträger 18 verdreht und der andere Reibbremsbelag
16 bzw. dessen Bremsbelagträger 20 wird drehfest gehalten. Dabei wird
derjenige Reibbremsbelag 14 verdreht, der bei Verdrehung in einer Drehrichtung
der Bremsscheibe 12 eine Annäherung der beiden Reibbremsbeläge 14, 16 und
infolge dessen ein Andrücken der Reibbremsbeläge 14, 16 gegen die
Bremsscheibe 12 bewirkt. Die drehende Bremsscheibe 12 übt auf Grund einer
Reibungskraft ein Drehmoment auf die gegen sie gedrückten Reibbremsbeläge
14, 16 aus, das in Verdrehrichtung des verdrehten einen Reibbremsbelags 14
gerichtet ist und dadurch die Andruckkraft der Reibbremsbeläge 14, 16 gegen die
Bremsscheibe 12 vergrößert. Die von der drehenden Bremsscheibe 12
ausgeübte Reibungskraft unterstützt dadurch das Andrücken der beiden
Reibbremsbeläge 14, 16 gegen die Bremsscheibe 12, die Scheibenbremse 10
weist eine Selbstverstärkung auf.
Zum Verringern der Bremskraft oder zum Lösen der Scheibenbremse 10 wird der
andere, beim Betätigen der Scheibenbremse 10 drehfest gehaltene
Reibbremsbelag 16 bzw. dessen Bremsbelagträger 20 in Drehrichtung der
Bremsscheibe 12 verdreht und der zum Betätigen der Scheibenbremse 10
verdrehte eine Reibbremsbelag 14 wird drehfest gehalten. Die Verdrehung des
beim Betätigen der Scheibenbremse 10 drehfest gehaltenen Reibbremsbelags 16
in Drehrichtung der Bremsscheibe 12 bewirkt durch die in Eingriff stehenden
Gewinde 28, 30 der Naben 24, 26 der Bremsbelagträger 18, 20 ein Auseinander
bewegen der Reibbremsbeläge 14, 16 und ein Abheben der Reibbremsbeläge
14, 16 von der Bremsscheibe 12. Auch die Verdrehung des anderen
Reibbremsbelags 16 in Drehrichtung der Bremsscheibe 12 zum Lösen der
Scheibenbremse 10 wird durch die von der drehenden Bremsscheibe 12 auf den
Reibbremsbelag 16 ausgeübte Reibungskraft unterstützt.
Bei umgekehrter Drehrichtung der Bremsscheibe 12, also beispielsweise bei
Rückwärtsfahrt wird zum Betätigen der Scheibenbremse 10 der andere
Reibbremsbelag 16 in umgekehrter Richtung, also wiederum in Drehrichtung der
Bremsscheibe 12 verdreht und der eine Reibbremsbelag 14 wird drehfest
gehalten. Auf Grund der Verdrehung des anderen Reibbremsbelags 16 in
umgekehrter Richtung ergibt sich ein Andrücken der Reibbremsbeläge 14, 16
gegen die Bremsscheibe 12. Das Lösen der Scheibenbremse 10 erfolgt bei
umgekehrter Drehrichtung der Bremsscheibe 12 ebenfalls durch Verdrehen des
einen Reibbremsbelags 14 in der umgekehrten Drehrichtung der Bremsscheibe
12. Die Scheibenbremse 10 ist drehrichtungsunabhängig.
Zum Betätigen und Lösen der Scheibenbremse 10, d. h. zum Verdrehen ihrer
Reibbremsbeläge 14, 16 ist jedem Reibbremsbelag 14, 16 bzw. dessen
Bremsbelagträger 18, 20 ein Elektromotor 32, 34 und ein selbsthemmendes
Getriebe 36, 38 zugeordnet, wobei die selbsthemmende Getriebe 36, 38 bei
stromlosen Elektromotoren 32, 34 den ihnen zugeordneten Reibbremsbelag 14,
16 drehfest halten.
Im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die
selbsthemmende Getriebe 36, 38 als Schneckengetriebe mit einer drehfest auf
eine Motorwelle 40, 42 des jeweiligen Elektromotors 32, 34 aufgesetzten
Schnecke 44, 46 ausgebildet, die mit Zahnrädern 48, 50 kämmen. Die Zahnräder
48, 50 der Schneckengetriebe 36, 38 sind über Wellen 52, 54 drehfest mit
Zahnrädern 56, 58 verbunden, die mit Innenverzahnungen 60, 62 kämmen, die
am Innenumfang der Naben 24, 26 der Bremsbelagträger 18, 20 angebracht sind.
Mittels der Elektromotoren 32, 34 und der selbsthemmenden Getriebe 36, 38
lassen sich die Reibbremsbeläge 14, 16 in oben beschriebener Weise
gegeneinander verdrehen und drehfest halten und dadurch die Scheibenbremse
10 betätigen und lösen. Durch die Wahl selbsthemmender Getriebe 36, 38 wird
eine durch Bestromen eines Elektromotors 32, 34 aufgebrachte Bremskraft bei
stromlosem Elektromotor 32, 34 unverändert aufrecht erhalten, so dass die
Elektromotoren 32, 34 nur zum Ändern der Bremskraft bestromt werden müssen.
Des weiteren lässt sich die Scheibenbremse 10 durch die Wahl
selbsthemmender Getriebe 36, 38 als Feststellbremse verwenden, die eine
aufgebrachte Bremskraft bei stromlosen Elektromotoren 32, 34 unverändert
aufrecht erhält.
Die in Fig. 2 dargestellte Scheibenbremse 64 weist zwei
Bremsscheiben 66, 68 auf, die gleichachsig und mit axialem Abstand
voneinander angeordnet sind. Die beiden Bremsscheiben 66, 68 sind drehfest
miteinander verbunden. Zur drehfesten Verbindung sind die beiden
Bremsscheiben 66, 68 auf eine Welle 70 aufgepresst, die zur Sicherstellung der
drehfesten Verbindung mit einem Vielzahnprofil 72 an ihren Enden versehen ist,
das in ein komplementäres Vielzahnprofil der Bremsscheiben 66, 68 eingreift.
Reibbremsbeläge 74, 76 der Scheibenbremse 64 sind lochscheibenförmig
ausgebildet und an einander zugewandten Innenseiten der Bremsscheiben 66,
68, also zwischen den beiden Bremsscheiben 66, 68 angeordnet. Die
Reibbremsbeläge 74, 76 sind auf lochscheibenförmigen Bremsbelagträgern 78,
80 angebracht, die mit Kugellagen 82, 84 drehbar auf der die Bremsscheiben 66,
68 drehfest miteinander verbindenden Welle 70 gelagert sind.
Die Bremsbelagträger 78, 80 sind an ihren Außenrändern einstückig mit
hohlzylindrischen Umfangswänden 86, 88, die koaxial und ineinander greifend
angeordnet sind. Wie die Naben 24, 26 der Scheibenbremse 10 aus Fig. 1 sind
die Umfangswände 86, 88 der Bremsbelagträger 78, 80 mit einem Innengewinde
90 und einem Außengewinde 92 versehen, die in Eingriff stehen. Durch
Verdrehen der Bremsbelagträger 78, 80 bzw. der Reibbremsbeläge 74, 76 gegen
einander werden die Reibbremsbeläge, 74, 76 voneinander entfernt bzw.
einander genähert und lassen sich dadurch zum Betätigen der Scheibenbremse
64 von innen gegen die Bremsscheiben 66, 68 drücken und wieder abheben.
Das Verdrehen des einen Reibbremsbelags 74 in Drehrichtung der
Bremsscheibe 66, 68 und das gleichzeitige drehfeste Halten des anderen
Reibbremsbelags 76 zum Betätigen und Lösen der Scheibenbremse 64 erfolgt in
gleicher Weise wie zu Fig. 1 beschrieben. Es wird insoweit auf die oben
stehenden Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
verwiesen. Zum Verdrehen und zum drehfesten Halten sind die
Bremsbelagträger 78, 80 mit Außenverzahnungen 94, 96 versehen, die mit
Zahnrädern 98, 100 kämmen. Zum Verdrehen und zum drehfesten Halten sind
wie in Fig. 1 zwei Elektromotoren 102, 104 mit einem selbsthemmenden
Getriebe (Schneckengetriebe) 106, 108 vorgesehen, mit denen die mit den
Außenverzahnungen 94, 96 der Bremsbelagträger 78, 80 kämmenden Zahnräder
98, 100 drehend antreibbar und drehfest haltbar sind.
Claims (5)
1. Scheibenbremse, mit einer Bremsscheibe und mit zwei Reibbremsbelägen,
die auf zwei Seiten der Bremsscheibe angeordnet sind, wobei zur
Betätigung der Scheibenbremse ein Reibbremsbelag gegenüber dem
anderen, drehfest gehaltenen Reibbremsbelag verdrehbar ist und die
beiden Reibbremsbeläge über ein Schraubengewinde verbunden sind, das
bei einer Verdrehung des einen Reibbremsbelags gegenüber dem anderen
Reibbremsbelag eine Axialverschiebung der beiden Reibbremsbeläge
gegeneinander bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lösen der
Scheibenbremse (10; 64) der andere, zur Betätigung drehfest gehaltene
Reibbremsbelag (14, 16; 74, 76) in derselben Richtung wie der zur
Betätigung der Scheibenbremse (10; 64) verdrehbare eine
Reibbremsbelag (14, 16; 74, 76) drehbar ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Reibbremsbeläge (14, 16) kreisringscheibenförmig sind.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Scheibenbremse (10, 64) einen Elektromotor (32, 34; 102, 104) zur
Verdrehung ihrer Reibbremsbeläge (14, 16; 74, 76) aufweist.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Elektromotor (32, 34; 102, 104) ein selbsthemmendes Getriebe (36, 38;
106, 108) aufweist.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Scheibenbremse (64) zwei miteinander drehfeste, mit Abstand voneinander
angeordnete Bremsscheiben (66, 68) aufweist, zwischen denen die
Reibbremsbeläge (74, 76) einliegen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001104739 DE10104739C1 (de) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | Scheibenbremse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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