DE10104739C1

DE10104739C1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE10104739C1
Application number: DE2001104739
Authority: DE
Inventors: Dietmar Baumann; Hanniel Schmidt; Herbert Vollert; Frieder Keller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2021-02-03

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

Stand der Technik

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Zeichnung

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.

Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels

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.

Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels

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

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.