DE102010001522A1 - Disk brake for motor vehicle, has brake caliper overlapping brake disk, where brake caliper is formed such that rigidity of caliper is increased in volatile manner while applying brake in characteristic condition - Google Patents

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Abstract

The brake has a brake caliper (1) overlapping a brake disk (2), and an actuating unit (4) arranged at the brake caliper. Two brake linings (3) are arranged and displaceably limited in the brake caliper and cooperate with each side of the brake disk. One of the brake linings is directly engaged by the actuating unit and the other brake lining engaged with the brake disk by effect of reaction force applied by the brake caliper. The brake caliper is formed such that rigidity of the caliper is increased in volatile manner while applying the brake in a characteristic condition. An independent claim is also included for a method for determination of a clamping force of a disk brake.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einem Bremssattel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Zuspannkraft einer Scheibenbremse mit einem Bremssattel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The The invention relates to a disc brake for motor vehicles with a caliper according to the preamble of Claim 1 and a method for determining the clamping force a disc brake with a caliper according to the The preamble of claim 9.

In der DE 101 48 472 A1 wird eine Scheibenbremse und ein Verfahren zur Bestimmung der Bremskraft einer Scheibenbremse offenbart, wobei zumindest an einem Bremsbetätigungshebel, an einem Bremsaktuator, an einem Bremssattel und/oder an einem Bremsträger wenigstens ein Spannungssensor angeordnet ist, mit dem Spannungen zur Bestimmung der Bremskraft gemessen werden.In the DE 101 48 472 A1 discloses a disc brake and a method for determining the braking force of a disc brake, wherein at least on a brake lever, on a brake actuator, on a brake caliper and / or on a brake carrier at least one voltage sensor is arranged, are measured with the voltages for determining the braking force.

In der DE 10 2006 026 223 A1 wird eine Vorrichtung zur Bestimmung der Bremskraft einer Fahrzeugbremse beschrieben, wobei die Vorrichtung ein Bügelelement, welches an dem Bremssattel angeordnet ist, sowie einen in einem Schlitz zwischen Bremssattel und Bügelelement angeordneten Kraftsensor umfasst.In the DE 10 2006 026 223 A1 a device for determining the braking force of a vehicle brake is described, wherein the device comprises a stirrup element, which is arranged on the brake caliper, and arranged in a slot between the caliper and stirrup element force sensor.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse sowie ein Verfahren bereitzustellen, in welcher/mittels welchem die Zuspannkraft der Scheibenbremse, z. B. bei einer Bremsbetätigung, bestimmt werden kann, ohne dass die Scheibenbremse einen Kraft- oder Spannungssensor umfasst.The The object of the invention is a disc brake and a Provide method in which / by which the clamping force of the Disc brake, z. B. at a brake application determined can be without the disc brake a force or voltage sensor includes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Scheibenbremse nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 9 gelöst.These Object is achieved by the disc brake according to claim 1 and the method according to claim 9 solved.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen Bremssattel einer Scheibenbremse derart auszubilden, dass seine Steifigkeit bei einem charakteristischen Zustand des Bremssattels eine sprunghafte Änderung zeigt.Of the The invention is based on the idea of a caliper of a disc brake form such that its rigidity at a characteristic Condition of the caliper shows a sudden change.

Dem Punkt der Steifigkeitsänderung kann in einer Kalibrierungsmessung ein erstes Kalibrierdatenpaar umfassend einen Wert einer Zuspanngröße der Betätigungseinheit und einen Kraftwert zugeordnet werden, aus welchen dann zusammen mit einem aktuellen Wert der Zuspanngröße eine Bestimmung der aktuellen Zuspannkraft der Scheibenbremse möglich ist. Ein Vorteil der Erfindung ist es somit, dass in der Scheibenbremse auf einen zusätzlichen Spannungs- oder Kraftsensor zur Bestimmung der Zuspannkraft verzichtet werden kann. Hierdurch werden die Herstellungskosten der Scheibenbremse gesenkt. Außerdem sind entsprechende Sensoren aufgrund der harschen Umfeldbedingungen im Bereich des Bremssattels üblicherweise anfällig für Ausfälle bzw. Fehlfunktionen, weshalb es von prinzipiellem Vorteil ist, wenn keine Spannungs- oder Kraftsensoren benötigt werden.the Point of stiffness change can be in a calibration measurement a first Kalibrierdatenpaar comprising a value of a Zuspanngröße the Actuator and a force value are assigned, from which then together with a current value of the Zuspanngröße a determination of the current clamping force of the disc brake possible is. An advantage of the invention is thus that in the disc brake to an additional voltage or force sensor for Determination of the clamping force can be dispensed with. This will be lowered the manufacturing cost of the disc brake. Furthermore are corresponding sensors due to the harsh environmental conditions usually vulnerable in the area of the caliper for failures or malfunctions, which is why it is of principle advantage is when no voltage or force sensors needed.

Die erfindungsgemäße Scheibenbremse bzw. das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen nach der Vermessung der Kalibrierungsdaten, z. B. im Werk nach der Herstellung des Bremssattels, eine zuverlässige Zuspannkraftbestimmung im Fahrzeug.The Disc brake according to the invention or the invention Enable procedures after measuring the calibration data, z. B. in the factory after the manufacture of the caliper, a reliable Brake force determination in the vehicle.

Unter der Steifigkeit des Bremssattels kann die Steigung der Zuspannkraft-Aufweitungs-Kennlinie des Bremssattels verstanden werden.Under The stiffness of the caliper can be the slope of the clamping force-expansion characteristic the caliper be understood.

Bevorzugt ist der Bremssattel derart ausgebildet, dass sich seine Steifigkeit bei einem Zuspannen der Bremse bei genau einem charakteristischen Zustand des Bremssattels sprunghaft ändert. Ein einziger Punkt der Änderung der Bremssattelsteifigkeit ist ausreichend für eine Kalibrierung des Bremssattels bezüglich einer Bestimmung der Zuspannkraft.Prefers the caliper is designed so that its stiffness when applying the brake at exactly one characteristic state of the caliper changes abruptly. A single point the change of the caliper stiffness is sufficient for caliper calibration a determination of the clamping force.

Ebenso ist es bevorzugt, dass der Bremssattel derart ausgebildet ist, dass die Änderung der Steifigkeit bei dem charakteristischen Zustand des Bremssattels eine sprunghafte Zunahme der Steifigkeit bei einem Zuspannen der Bremse ist. Dies bietet den Vorteil, dass der Bremssattel bei größeren Zuspannkräften steifer ausgebildet ist, wodurch seine Stabilität größer ist.As well it is preferred that the caliper is designed such that the change of stiffness in the characteristic Condition of the caliper a sudden increase in stiffness when applying the brake is. This offers the advantage that the caliper with larger application forces stiffer, which makes its stability greater is.

Eine sprunghafte Änderung der Bremssattelsteifigkeit wird bevorzugt dadurch erreicht, dass auf einer der Bremsscheibe abgewandten Oberseite des Bremssattelrückens zumindest eine Materialausnehmung angeordnet ist. Durch geeignete Anordnung und Ausformung der Materialausnehmung kann so kostengünstig die Bremssattelsteifigkeit beeinflusst werden.A abrupt change in the caliper stiffness is preferred achieved in that on a side facing away from the brake disc top the brake caliper back at least one material recess is arranged. By suitable arrangement and shaping of the material recess can be so cost-effective brake caliper stiffness can be influenced.

Vorteilhafterweise ist die Materialausnehmung im wesentliche schlitzförmig ausgebildet, wobei die Ausdehnung der Materialausnehmung in der Richtung senkrecht zu den Bremsbelägen geringer ausgebildet ist als die Ausdehnung in der Richtung parallel zu den Bremsbelägen. Durch die geringe Breite der schlitzförmigen Ausnehmung senkrecht zu den Bremsbelägen wird der Punkt der sprunghaften Steifigkeits änderung beim Betätigen der Bremse in einem gewünschten unteren Kraftbereich eingestellt.advantageously, the material recess is substantially slit-shaped formed, wherein the extension of the material recess in the direction is designed to be smaller perpendicular to the brake pads as the extension in the direction parallel to the brake pads. Due to the small width of the slot-shaped recess perpendicular to the brake pads is the point of sudden stiffness change when you press the brake in a desired set lower force range.

Ebenso ist die Materialausnehmung bevorzugt im wesentliche parallel zwischen den Bremsbelägen angeordnet, um Querkräfte und einseitige Abnutzung zu vermeiden. Besonders bevorzugt ist die Materialausnehmung auch symmetrisch zwischen den Bremsbelägen angeordnet.As well the material recess is preferably substantially parallel between the brake pads arranged to shear forces and to avoid unilateral wear. Particularly preferred is the material recess also arranged symmetrically between the brake pads.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Scheibenbremse ist die Materialausnehmung in dem Bereich des Bremssattelrückens angeordnet, welcher bei einem Zuspannen der Bremse unter einer Druckspannung steht. Bevorzugt ist die Materialausnehmung ausschließlich in diesem Bereich des Bremssattelrückens angeordnet, da hierdurch die Stabilität des Sattelrückens kaum beeinflusst wird. Vorteilhafterweise wird einfach die Tiefe der Materialausnehmung in Richtung der Bremsscheibe entsprechend gewählt, so dass die Materialausnehmung ausschließlich in diesem Bereich des Bremssattelrückens angebracht ist.According to one embodiment of the disc brake according to the invention, the material recess is located in the region of the brake caliper back orders, which is under a compressive stress when applying the brake. Preferably, the material recess is arranged exclusively in this area of the brake caliper back, since this hardly affects the stability of the saddle back. Advantageously, the depth of the material recess in the direction of the brake disk is simply selected accordingly, so that the material recess is mounted exclusively in this region of the brake caliper back.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scheibenbremse ist die Materialausnehmung als eine Materialaussparung mit einem eingesetzten Passelement ausgebildet. Durch Verwendung einer etwas breiteren Materialaussparung mit einem eingesetzten Passelement sind geringe Schlitzbreiten der Materialausnehmung fertigungstechnisch einfacher herstellbar.According to one preferred embodiment of the invention Disc brake is the Materialausnehmung as a material recess formed with an inserted fitting element. By using a slightly wider material recess with an inserted Fitting element are small slot widths of the material recess manufacturing technology easier to produce.

Zum Schutz des Bremssattels ist das Passelement bevorzugt von einem Dichtungselement umgeben. Dieses ist vorteilhafterweise elastisch ausgeführt.To the Protection of the caliper, the fitting element is preferred by a Surrounded sealing element. This is advantageously elastic executed.

Um eine dauerhafte Funktionsfähigkeit der Bremsscheibe zu gewährleisten, ist das Passelement bevorzugt gegen Herausfallen gesichert, z. B. durch Verstemmen.Around a permanent functioning of the brake disc too ensure the fitting element is preferably against falling out secured, z. B. by caulking.

Die Materialausnehmung bzw. die Materialaussparung mit dem Passelement ist bevorzugt derart ausgeformt, dass durch die bei einem Zuspannen der Bremse auftretende Verformung des Bremssattelrückens ab einem gewissen Punkt der Schlitz in dem Bremssattelrücken bzw. die Schlitze zwischen Bremssattelrücken und Passelement überwunden sind und der Bremssattelrücken bzw. der Bremssattelrücken und das Passelement flächig in Kontakt gebracht werden. So werden eine punktförmige Belastung beim Zusammendrücken und damit Materialverschleiß verhindert.The Material recess or the material recess with the fitting element is preferably formed such that by a Zuspannen the Brake occurring deformation of the brake caliper back At some point the slot in the caliper back or the slots between the brake caliper back and fitting element are overcome and the caliper back or caliper back and the fitting element are brought into contact surface. So become a punctiform load when squeezing and thus prevents material wear.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scheibenbremse ist die Betätigungseinheit als eine elektromechanische Betätigungseinheit ausgeführt. Alternativ ist es bevorzugt, dass es sich um eine hydraulische Betätigungseinheit oder um eine kombinierte elektromechanisch und hydraulische Betätigungseinheit handelt.According to one preferred embodiment of the invention Disc brake is the actuation unit as an electromechanical Actuator executed. Alternatively it is it prefers that it is a hydraulic actuator or a combined electromechanical and hydraulic actuator is.

Im Falle einer elektromechanischen Betätigungseinheit umfasst diese bevorzugt einen Elektromotor, ein wirkungsmäßig zwischen dem Elektromotor und einem Betätigungselement angeordnetes erstes Getriebe, z. B. einem Rotations-Translations-Getriebe, sowie ein zwischen dem Elektromotor und einem Teil des ersten Getriebes angeordnetes zweites Getriebe, z. B. Rotations-Rotations-Getriebe.in the Case of an electromechanical actuator unit comprises this prefers an electric motor, an operative between the electric motor and an actuator arranged first gear, z. B. a rotation-translation gear, and one between the electric motor and a part of the first transmission arranged second gear, z. B. rotational-rotation transmission.

Um die sprunghafte Änderung der Bremssattelsteifigkeit zur Zuspannkraftbestimmung nutzen zu können, umfasst die Scheibenbremse bevorzugt eine Auswerteeinrichtung oder ist bevorzugt mit einer Auswerteeinrichtung verbunden. In der Auswerteeinrichtung ist eine Bestimmung der aktuellen Zuspannkraft der Scheibenbremse anhand von in der Auswerteeinrichtung abgespeicherten Kalibrierdaten durchführbar, wobei zumindest ein Teil der Kalibrierdaten durch eine Auswertung der sprunghaften Änderung der Steifigkeit bei dem charakteristischen Zustand des Bremssattels bestimmt wurde.Around the sudden change in the caliper stiffness To use Zuspannkraftbestimmung includes the disc brake preferably an evaluation device or is preferably with an evaluation device connected. In the evaluation device is a determination of the current Clamping force of the disc brake based on in the evaluation stored calibration data feasible, at least a part of the calibration data by an evaluation of the abrupt change in the Rigidity in the characteristic state of the caliper was determined.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich zu dem ersten Kalibrierdatenpaar aus Wert der Zuspanngröße und zugehörigem Wert der Zuspannkraft, welches dem charakteristischen Punkt der Steifigkeitsänderung entspricht, ein zweites Kalibrierdatenpaar bestimmt. Mittels des ersten und zweiten Kalibrierdatenpaares sowie eines vorgegebenen funktionalen Zusammenhangs wird aus einem aktuellen Wert der Zuspanngröße ein aktueller Wert der Zuspannkraft der Scheibenbremse bestimmt. Besonders bevorzugt entspricht das zweite Kalibrierdatenpaar dem Zustand des Anlegens der Bremsbeläge an die Bremsscheibe, da hier die Zuspannkraft gerade Null ist und nur die zugehörige Zuspanngröße gemessen werden muss.According to one preferred embodiment of the invention The method becomes additional to the first pair of calibration data from value of the application size and associated Value of the application force, which corresponds to the characteristic point of the Stiffness change corresponds to a second pair of calibration data certainly. By means of the first and second calibration data pair as well of a given functional relationship becomes a current value the Zuspanngröße a current value of the clamping force the disc brake determined. Particularly preferably this corresponds second Kalibrierdatenpaar the state of application of the brake pads to the brake disc, because here the clamping force is just zero and only the associated application size measured must become.

Bevorzugt handelt es sich bei dem vorgegebenen funktionalen Zusammenhang um einen linearen Zusammenhang zwischen Zuspanngröße und Zuspannkraft.Prefers is the given functional relationship around a linear relationship between the application size and clamping force.

Das erste bzw. das erste und zweite Kalibrierdatenpaar wird/werden bevorzugt in einer Kalibriermessung des Bremssattels bestimmt, wenn der Bremssattel nicht in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Das oder die Kalibrierdatenpaar(e) werden dann in einer Auswerteeinrichtung des Kraftfahrzeugs abgespeichert, vorteilhafterweise gemeinsam mit dem funktionalen Zusammenhang. In dieser Auswerteeinheit wird dann während des Betriebes des Kraftfahrzeugs die Bestimmung der Zuspannkraft des Bremssattels durchgeführt.The the first or the first and second calibration data pair is / are preferred determined in a calibration measurement of the caliper when the caliper not installed in a motor vehicle. The calibration data pair (s) are then stored in an evaluation device of the motor vehicle, advantageously together with the functional relationship. In this evaluation is then during operation of the motor vehicle, the determination of the clamping force of the caliper carried out.

Im Falle einer Scheibenbremse mit einer elektromechanischen Betätigungseinheit mit einem Elektromotor wird die Zuspanngröße der Betätigungseinheit bevorzugt durch eine Anzahl von Umdrehungen eines Teils der elektromechanischen Betätigungseinheit oder einer Position eines Teils der elektromechanischen Betätigungseinheit dargestellt. Besonders bevorzugt wird die Anzahl der Umdrehungen einer Spindel eines Gewindetriebs bzw. die lineare Position einer Spindel eines Gewindetriebs verwendet. Diese Größen lassen sich mit an sich bekannten Sensoren einfach bestimmen.in the Case of a disc brake with an electromechanical actuator with an electric motor is the Zuspanngröße the Actuator preferred by a number of revolutions a part of the electromechanical actuator or a position of a part of the electromechanical actuator shown. Particularly preferred is the number of revolutions a spindle of a screw drive or the linear position of a Spindle of a screw drive used. These sizes can be easily determined with sensors known per se.

Im Falle einer elektromechanischen Betätigungseinheit mit einem Elektromotor wird zur Erkennung eines Zustandes, bei welchem das erste oder das zweite Kalibrierdatenpaar bestimmt werden soll, bevorzugt ein Strom des Elektromotors herangezogen. Der Speisestrom des Elektromotors wird üblicherweise zur Regelung der Betätigungseinheit gemessen, so dass zur Auswertung des Stroms für die Kalibrierung keine zusätzlichen Bauteile notwendig sind. Ein Zustand zur Aufnahme eines Kalibrierdatenpaares wird besonders bevorzugt daran erkannt, dass sich die Steigung des Stromanstieges beim Zuspannen plötzlich ändert.in the Case of an electromechanical actuator with an electric motor is used to detect a state in which the first or the second calibration data pair is to be determined, preferably a current of the electric motor used. The supply current of the electric motor is usually used to control the actuator unit measured, allowing to evaluate the current for calibration no additional components are necessary. A condition for receiving a Kalibrierdatenpaares is particularly preferred Recognized that the slope of the current increase during the application suddenly changes.

Im Falle einer Scheibenbremse mit einer hydraulischen Betätigungseinheit wird die Zuspanngröße der Betätigungseinheit bevorzugt durch eine Anzahl von Pumpenhüben oder eine Kolbenposition der hydraulischen Betätigungseinheit dargestellt.in the Case of a disc brake with a hydraulic actuator is the Zuspanngröße the actuator preferably by a number of pump strokes or a piston position represented the hydraulic actuator.

Im Falle einer hydraulischen Betätigungseinheit wird ein Zustand, bei welchem das erste oder das zweite Kalibrierdatenpaar bestimmt werden soll, bevorzugt anhand eines hydraulischen Druckes der hydraulischen Betätigungseinheit erkannt. Besonders bevorzugt wird der Zustand daran erkannt, dass sich die Steigung des Druckanstieges beim Zuspannen plötzlich ändert.in the Case of a hydraulic actuator becomes a condition in which the first or the second calibration data pair is determined is to be, preferably based on a hydraulic pressure of the hydraulic Actuator detected. Particularly preferred is the Condition recognized by the fact that the slope of the pressure increase when applying suddenly changes.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below based on figures.

Es zeigen schematischIt show schematically

1 eine Scheibenbremse gemäß dem Stand der Technik, 1 a disc brake according to the prior art,

2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse, 2 A first embodiment of a disc brake according to the invention,

3 Ausschnitte der Scheibenbremse aus 2, 3 Cutouts of the disc brake off 2 .

4 einen beispielhaften Verlauf einer Bremssattelsteifigkeit einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse, 4 an exemplary course of a caliper stiffness of a disc brake according to the invention,

5 einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse, 5 a detail of a second embodiment of a disc brake according to the invention,

6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse, 6 A third embodiment of a disc brake according to the invention,

7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse, und 7 A fourth embodiment of a disc brake according to the invention, and

8 einen beispielsgemäßen Verlauf eines Stroms eines Elektromotors einer elektromechanischen Betätigungseinheit. 8th an example of course of a current of an electric motor of an electromechanical actuator unit.

1 zeigt schematisch eine Scheibenbremse gemäß dem Stand der Technik. In 1a) sind einige Komponenten der Scheibenbremse schematisch dargestellt. Bremssattel 1', welcher zwei Sattelschenkel 6' und einen Bremssattelrücken 7' umfasst, übergreift eine Bremsscheibe 2'. Beidseits der Bremsscheibe 2' sind zwei Bremsbeläge 3', jeweils ein Bremsbelag 3' an jedem der beiden Sattelschenkel 6, angeordnet. Einer der Bremsbeläge 3 (in 1 der rechte Bremsbelag) kann mittels eines Betätigungselements durch die Betätigungseinheit 4, welche in 1 nur schematisch und unvollständig dargestellt ist, mit Bremsscheibe 2 in Eingriff gebracht werden. Der andere Bremsbelag 3 (in 1 der linke Bremsbelag) wird durch die Wirkung einer vom Bremssattel 1 aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe 2 in Eingriff gebracht. 1 schematically shows a disc brake according to the prior art. In 1a ) Some components of the disc brake are shown schematically. caliper 1' , which two saddle legs 6 ' and a caliper back 7 ' includes, engages over a brake disc 2 ' , On both sides of the brake disc 2 ' are two brake pads 3 ' , one brake pad each 3 ' on each of the two saddle legs 6 arranged. One of the brake pads 3 (in 1 the right brake pad) can by means of an actuating element by the actuator unit 4 , what a 1 shown only schematically and incomplete, with brake disc 2 be engaged. The other brake pad 3 (in 1 the left brake pad) is due to the action of a brake caliper 1 applied reaction force with the brake disc 2 engaged.

1b) und c) zeigen der besseren Übersichtlichkeit wegen nur das Bremssattelgehäuse des Bremssattels 1'. Wird die Bremse betätigt, so wird von den Bremsbelägen 3' senkrecht zur Ebene der Bremsscheibe 2' (Richtung Y) eine Zuspannkraft (oder Normalkraft) F in die Bremsscheibe 2' eingeleitet, welche aufgrund der Bremsreibung zwischen Bremsbelägen 3' und Bremsscheibe 2' eine Bremskraft bzw. ein Bremsmoment bewirkt. Es kommt zu einer Verformung des Bremssattels 1' wie in 1c) in Form der gestrichelten Linie schematisch dargestellt. Die Sattelschenkel 6' weiten sich in Abhängigkeit von der Zuspannkraft F auf, was in 1c) durch eine Aufweitung aus Position S0 (keine Zuspannkraft) in Position S1 (bei Zuspannkraft F) schematisch angedeutet ist. Wie in 1b) verdeutlicht, unterliegt bei der Verformung beim Zuspannen im wesentlichen der von der Bremsscheibe 2' wegweisende Teil des Bremssattelrückens (in 1 der obere Teil des Bremssattelrückens 7') einer Druckspannung FD, wohingegen der der Bremsscheibe 2' zugewandte Teil des Bremssattelrückens (in 1 der untere Teil des Bremssattelrückens 7') einer Zugspannung FZ unterliegt. Mit zunehmender Zuspannkraft F weiten sich die Sattelschenkel 6' auf, so dass der Abstand s zwischen den Sattelschenkeln größer wird. Der Zusammenhang zwischen aufgewendeter Kraft F und Aufweitung s ist in 1d) für einen Bremssattel gemäß dem Stand der Technik schematisch dargestellt. Die Steigung der Kraft-Weg-Kennlinie ist insbesondere bei kleinen Kräften näherungsweise konstant, dies entspricht einer näherungsweise konstanten Sattel-Steifigkeit. Die Steigung der Kraft-Weg-Kennlinie, d. h. die Steifigkeit, wird bei größer werdender Kraft langsam geringer. Die Steifigkeit ändert sich somit im gesamten Bereich nur langsam, und zeigt vor allem keine sprungartigen Veränderungen der Steifigkeit. 1b ) and c) show the sake of clarity, only the caliper housing of the caliper 1' , If the brake is applied, then the brake pads 3 ' perpendicular to the plane of the brake disc 2 ' (Y direction) a clamping force (or normal force) F in the brake disc 2 ' initiated, which due to the brake friction between brake pads 3 ' and brake disc 2 ' a braking force or a braking torque causes. There is a deformation of the caliper 1' as in 1c ) is shown schematically in the form of the dashed line. The saddle legs 6 ' expand depending on the application force F, which is in 1c ) is schematically indicated by an expansion from position S 0 (no application force) in position S 1 (for application force F). As in 1b ), is subject to in the deformation during the application of substantially the brake disc 2 ' groundbreaking part of the caliper back (in 1 the upper part of the caliper back 7 ' ) of a compressive stress F D , whereas that of the brake disc 2 ' facing part of the caliper back (in 1 the lower part of the caliper back 7 ' ) is subjected to a tensile stress F Z. With increasing application force F, the saddle legs widen 6 ' so that the distance s between the saddle legs becomes larger. The relationship between the applied force F and expansion s is in 1d ) for a caliper according to the prior art shown schematically. The slope of the force-displacement curve is approximately constant, especially with small forces, this corresponds to an approximately constant saddle stiffness. The slope of the force-displacement curve, ie the stiffness, slowly decreases as the force increases. The rigidity thus changes only slowly in the entire area, and above all shows no sudden changes in the rigidity.

In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse dargestellt. Wie 2 zu entnehmen ist, übergreift Bremssattel 1 mit Sattelschenkeln 6 und Bremssattelrücken 7 eine Bremsscheibe 2. Die Scheibenbremse umfasst weiterhin zwei Bremsbeläge 3 und eine Betätigungseinheit 4. Bremssattel 1 umfasst in dem von der Bremsscheibe 2 wegweisenden Teil des Sattelrückens 7 (oberer Teil) eine Materialausnehmung 8. Bremssattel 1 und Materialausnehmung 8 sind in 2 nicht maßstäblich, sondern schematisch dargestellt.In 2 is a first embodiment a disc brake according to the invention shown. As 2 can be seen, overlaps brake caliper 1 with saddle legs 6 and caliper back 7 a brake disc 2 , The disc brake further comprises two brake pads 3 and an operating unit 4 , caliper 1 includes in the brake disc 2 trailblazing part of the saddleback 7 (upper part) a material recess 8th , caliper 1 and material recess 8th are in 2 not to scale, but shown schematically.

Die Betätigungseinheit 4 kann z. B. entweder hydraulisch oder elektromechanisch ausgeführt sein.The operating unit 4 can z. B. be executed either hydraulically or electromechanically.

Im Falle einer hydraulischen Betätigungseinheit wird beispielsgemäß ein, z. B. von einer Pumpen, unter Druck gesetztes Hydraulikfluid in eine Hydraulikkammer der Betätigungseinheit eingelassen. Ein in der Hydraulikkammer verschieblich aufgenommener Kolben der Betätigungseinheit wird von dem Hydraulikfluid in Richtung auf den verschiebbaren Bremsbelag 3 bewegt und bringt diesen in Eingriff mit der Bremsscheibe 2.In the case of a hydraulic actuator, for example, a, z. B. from a pump, set pressurized hydraulic fluid in a hydraulic chamber of the actuator unit. A displaceably received in the hydraulic chamber piston of the actuating unit is of the hydraulic fluid in the direction of the displaceable brake pad 3 moves and brings it into engagement with the brake disc 2 ,

Im Falle einer elektromechanischen Betätigungseinheit umfasst diese beispielsgemäß einen Elektromotor, ein den Bremsbelag 3 betätigendes erstes Untersetzungsgetriebe, das gleichzeitig eine Rotationsbewegung in eine translatorische Bewegung umwandelt, und ein zwischen den Elektromotor und das erste Untersetzungsgetriebe wirkungsmäßig geschaltetes zweites Untersetzungsgetriebe. Das erste Untersetzungsgetriebe ist z. B. als ein Kugelgewindetrieb ausgebildet. Das zweite Untersetzungsgetriebe ist z. B. als ein Planetengetriebe ausgebildet.In the case of an electromechanical actuating unit, this example includes an electric motor, a brake pad 3 actuated first reduction gear, which simultaneously converts a rotary motion into a translational motion, and a second reduction gearbox operatively connected between the electric motor and the first reduction gear. The first reduction gear is z. B. formed as a ball screw. The second reduction gear is z. B. formed as a planetary gear.

Bei dem Elektromotor handelt es sich z. B. um einen bürstenlosen Antriebsmotor.at the electric motor is z. B. a brushless Drive motor.

Beispielsgemäß ist das Rotations-Translations-Getriebe als ein Kugelgewindetrieb ausgebildet, das direkt im Bremssattelgehäuse angebracht ist. Der Kugelgewindetrieb besteht dabei aus einer Gewindemutter sowie einer Gewindespindel, wobei zwischen der Gewindemutter und der Gewindespindel mehrere Kugeln angeordnet sind, die bei einer Rotationsbewegung der Gewindespindel umlaufen und die Gewindemutter in eine axiale bzw. translatorische Bewegung versetzen. Die Anordnung ist dabei vorzugsweise derart getroffen, dass der Rotor bzw. die Welle des Elektromotors unter Zwischenschaltung des zweiten Getriebes die Gewindespindel antreibt, während sich die Gewindemutter am ersten Reibbelag (direkt oder indirekt) abstützt. Dabei bildet die Gewindemutter selbst oder zumindest ein Teil der Gewindemutter das Betätigungselement oder die Gewindemutter wirkt über ein Betätigungselement (z. B. Kraftübertragungsplatte) auf den Reibbelagsträger. Alternativ ist auch ein erstes Getriebe in Form eines Kugelgewindetriebs denkbar, bei welchem der Rotor bzw. die Welle des Elektromotors unter Zwischenschaltung eines zweiten Getriebes die Gewindemutter antreibt, während die Gewindespindel mittels einer Druckstange mit einem Betätigungselement zusammenwirkt, das vorzugsweise durch eine Kraftübertragungsplatte gebildet ist, die sich am ersten Bremsbelag abstützt.Example is the rotation-translation gear is formed as a ball screw, the mounted directly in the caliper housing. The ball screw consists of a threaded nut and a threaded spindle, wherein between the threaded nut and the threaded spindle more Balls are arranged, which during a rotational movement of the threaded spindle revolve and the nut in an axial or translational movement offset. The arrangement is preferably made in such a way that the rotor or the shaft of the electric motor with the interposition of second gear drives the threaded spindle while the nut on the first friction lining (directly or indirectly) supported. The nut forms itself or at least a part of the threaded nut the actuator or the threaded nut acts via an actuator (For example, power transmission plate) on the friction lining. alternative is also conceivable a first transmission in the form of a ball screw, in which the rotor or the shaft of the electric motor with interposition a second gear drives the nut during the threaded spindle by means of a push rod with an actuating element cooperates, preferably by a power transmission plate is formed, which is supported on the first brake pad.

Es ist auch denkbar, dass der Bremsbelag 3 durch eine kombinierte Betätigungseinheit 4 mit hydraulischer und elektromechanischer Betätigungsvorrichtung betätigbar ist.It is also conceivable that the brake pad 3 by a combined actuator unit 4 can be actuated with hydraulic and electromechanical actuator.

Das Sattelgehäuse 6, 7 besteht z. B. aus Aluminium oder Spheroguss.The saddle housing 6 . 7 exists z. As aluminum or Spheroguss.

Materialausnehmung 8 ist beispielsgemäß ausschließlich in demjenigen Bereich des Sattelrückens 7 angeordnet, welcher beim Zuspannen einer Druckspannung FD unterliegt. Hierdurch wird die Stabilität des Sattelrückens 7 kaum beeinflusst, jedoch zeigt Bremssattel 1 eine Änderung der Steifigkeit wie weiter unten beschrieben wird.material recess 8th is, for example, exclusively in that area of the saddle back 7 arranged, which is subject to the application of a compressive stress F D. This will increase the stability of the saddleback 7 hardly affected, however, shows caliper 1 a change in rigidity as described below.

Die Materialausnehmung 8 ist z. B. im wesentliche schlitzförmig ausgebildet, wobei ihre Ausdehnung in der Richtung Y senkrecht zu der Bremsscheibe 2 (Zuspannrichtung) geringer ist als ihre Ausdehnung in der Richtung X parallel zu der Bremsscheibe 2.The material recess 8th is z. B. substantially slit-shaped, with their extension in the direction Y perpendicular to the brake disc 2 (Application direction) is less than its extension in the direction X parallel to the brake disc 2 ,

Beispielsgemäß ist die Aussparung 8 (in Richtung Y) zehntel oder hundertstel Millimeter dünn.According to the example, the recess 8th (in direction Y) tenth or hundredths of a millimeter thin.

Beispielsweise ist die Materialausnehmung 8 an der Oberseite des Bremssattelrückens 7 im wesentliche parallel zwischen den Bremsbelägen 3 bzw. parallel zur Bremsscheibe 2 angeordnet.For example, the material recess 8th at the top of the caliper back 7 essentially parallel between the brake pads 3 or parallel to the brake disc 2 arranged.

In 3a) und b) ist der Bereich des Bremssattels 1 aus 2 um die Materialausnehmung 8 vergrößert dargestellt. Die Figur ist nicht maßstäblich. 3a) zeigt die Situation des Bremssattels in seinem Ruhezustand, d. h. ohne Zuspannkraft (F = 0), und in 3b) ist die Situation bei einer Zuspannkraft F (F > 0) schematisch dargestellt. Aufgrund der Materialausnehmung 8 besitzt der Bremssattel ausgehend von seiner Ruhelage (Aufweitung s0, Zuspannkraft F = 0, 3a)) bei einem Zuspannen der Bremse zunächst eine geringe Steifigkeit (geringer als die Steifigkeit eines entsprechenden Bremssattels ohne Materialausnehmung). Infolge der mit Zuspannkraft F ansteigenden Druckspannung FD wird die Materialausnehmung 8 immer stärker zusammengedrückt, bis sich die Seiten der Ausnehmung 8 zumindest teilweise beginnen zu berühren. Diese Situation ist ungefähr in 3b) dargestellt. Ab dieser Situation P steigt die Steifigkeit des Bremssattels plötzlich stark an. Der Bremssattel besitzt dann bei zusammengedrückter Material ausnehmung 8 ein ähnliches Steifigkeitsverhalten wie ohne Materialausnehmung.In 3a ) and b) is the range of the caliper 1 out 2 around the material recess 8th shown enlarged. The figure is not to scale. 3a ) shows the situation of the caliper in its idle state, ie without clamping force (F = 0), and in 3b ) the situation is shown schematically at a clamping force F (F> 0). Due to the material recess 8th has the caliper starting from its rest position (expansion s 0 , clamping force F = 0, 3a )) when applying the brake initially low stiffness (less than the stiffness of a corresponding caliper without Materialausnehmung). As a result of increasing with application force F compressive stress F D is the Materialausnehmung 8th more and more compressed until the sides of the recess 8th at least partially begin to touch. This situation is about in 3b ). From this situation P, the stiffness of the caliper increases suddenly strong. The caliper then has recess with compressed material 8th a similar stiffness behavior as without material recess.

In 4 ist ein beispielhafter schematischer Zusammenhang zwischen Zuspannkraft F und Aufweitung s des Bremssattels bei einem Zuspannen der Bremse für ein Scheibenbremse gemäß der Erfindung, z. B. des in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels, dargestellt. Die Kraft-Weg-Kennlinie verläuft bei kleinen Kräften/Aufweitungen des Bremssattels mit einer geringen Steigung, d. h. Steifigkeit. Bei einem Punkt P (bei Aufweitung sP bzw. Kraft FP) ändert sich der Verlauf der Kennlinie abrupt. Die Steifigkeit steigt bei diesem Punkt P plötzlich an, um dann zunächst für einen gewissen Aufweitungs-/Kräftebereich wieder näherungsweise konstant zu sein, ehe die Steifigkeit bei großen Kräften wieder langsam abnimmt.In 4 is an exemplary schematic relationship between the application force F and expansion s of the caliper during a brake application for a disc brake according to the invention, for. B. of in 2 illustrated first embodiment shown. The force-displacement curve runs at low forces / expansions of the caliper with a low slope, ie stiffness. At a point P (at widening s P or force F P ), the curve of the characteristic curve changes abruptly. The stiffness increases suddenly at this point P, and then initially again approximately constant for a certain expansion / force range, before the stiffness slowly decreases again with large forces.

Bremssattel 1 besitzt bezüglich eines Zuspannens der Bremse beispielsgemäß eine Steifigkeitskennlinie, die sich bei einem steigenden Kraftniveau plötzlich stark verändert, insbesondere stärker ansteigt. Diese Veränderung ist über die zugeführte Kraft (Moment, Druck, Volumen, Weg ...) detektierbar, je nachdem ob z. B. eine elektromechanisch oder hydraulisch betätigbare Bremse vorliegt.caliper 1 has with respect to an application of the brake example according to a stiffness characteristic that suddenly changes greatly with an increasing force level, in particular increases more. This change can be detected by the supplied force (moment, pressure, volume, distance ...), depending on whether z. B. is an electromechanically or hydraulically actuated brake.

Die Steifigkeitkeitsveränderungsstelle P beim Kraftaufbau entspricht einer bei der Fertigung und über die Lebensdauer im wesentlichen konstanten Kraft FP und kann eingelernt werden (Kalibrierung). Vorteilhafterweise wird die einmal (z. B. nach der Herstellung der Bremse) bestimmte Kraft FP der Steifigkeitkeitsveränderungsstelle P in einem elektronischen Steuergerät abgelegt, mit welchem die Bremse verbunden wird.The stiffness change point P during the force build-up corresponds to a force F P which is essentially constant during manufacture and over the service life and can be taught in (calibration). Advantageously, the force F P of the stiffness change point P determined once (eg after the brake has been produced) is stored in an electronic control unit with which the brake is connected.

Bezugspunkt S0 (Ruhezustand ohne Zuspannkraft (F = 0), Aufweitung s0) entspricht im Betrieb der Bremse der Situation, dass die Bremsbeläge 3 gerade an der Bremsscheibe 2 anliegen, d. h. z. B. beim Zuspannen der Bremse, dass das Luftspiel überwunden wurde.Reference point S 0 (rest state without clamping force (F = 0), expansion s 0 ) corresponds in the operation of the brake of the situation that the brake pads 3 straight on the brake disc 2 abut, ie eg when applying the brake, that the air play has been overcome.

Im Falle des in 2 und 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels entspräche der Punkt P in etwa der in 3b) abgebildeten Situation, ab welcher die Steifigkeit des Bremssattels plötzlich stark ansteigt, da die Materialaussparung „überwunden” ist.In the case of in 2 and 3 represented the first embodiment corresponds to the point P in about the in 3b ) illustrated situation, from which the stiffness of the caliper suddenly rises sharply, since the material recess is "overcome".

Da dünne Aussparungen im Bremssattel, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, schwer herzustellen sind, wird gemäß dem in 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eine größere Materialaussparung 9, z. B. von mehreren mm Breite, in dem Sattelrücken 7 des Bremssattels 1 eingefügt und ein Passelement 10 in die Aussparung 9 eingefügt, welches z. B. etwas kleiner als die Materialaussparung 9 ausgeführt ist. Die seitlich des Passelement 10 verbleibende(n) Aussparung(en) wirken entsprechend der oben beschriebenen Aussparung 8 des ersten Ausführungsbeispiels. Ein solcher Bremssattel zeigt ein entsprechendes Verhalten wie anhand von 3 und 4 erläutert.Since thin recesses in the caliper, as described in the first embodiment, are difficult to manufacture, according to the in 5 illustrated second embodiment, a larger material recess 9 , z. B. of several mm width, in the saddle back 7 the caliper 1 inserted and a fitting element 10 in the recess 9 inserted, which z. B. slightly smaller than the material recess 9 is executed. The side of the fitting element 10 remaining recess (s) act according to the recess described above 8th of the first embodiment. Such a caliper shows a corresponding behavior as based on 3 and 4 explained.

Die Kraft FP der Steifigkeitkeitsveränderungsstelle P kann durch geeignete Modifikation, z. B. durch geeignete Anpassung der Materialaussparung 9 und/oder des Passstückes 10, herstellungsseitig auf einen definierten Wert eingestellt werden.The force F P of the stiffness changing point P can be determined by suitable modification, e.g. B. by suitable adaptation of the material recess 9 and / or the fitting piece 10 , are factory set to a defined value.

In 6a) und 7 sind in Draufsicht zwei Ausführungsbeispiele der Bremssattelrücken von erfindungsgemäßen Scheibenbremsen schematisch dargestellt, wobei die Materialausnehmung 8 bzw. die Materialaussparung 9 mit Passelement 10 unterschiedlich auf dem Bremssattel angeordnet sind. Jede der dargestellten Anordnungen ist sowohl im Falle einer Materialausnehmung 8 als auch im Falle einer Materialaussparung 9 mit Passstück 10 möglich. In 6a) ist Materialaussparung 9 in einem mittleren Steg 12 des Sattelrückens angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 7 besitzt der Bremssattelrücken ein mittleres Loch, so dass zwei Materialausnehmungen 8 in den beiden Stegen rechts und links des Loches angeordnet sind. Eine symmetrische Anordnung der Materialausnehmung(en) 8 bzw. Materialaussparung(en) 9 ist/sind vorteilhaft, um Querkräfte zu vermeiden. Vorteilhafterweise sind die Materialausnehmung(en) 8 bzw. Materialaussparung(en) 9 schlitzförmig ausgebildet und im wesentlichen in einer Ebene parallel zu den Bremsbelägen angeordnet.In 6a ) and 7 are schematically illustrated in plan view two embodiments of the caliper back of disc brakes according to the invention, wherein the material recess 8th or the material recess 9 with fitting element 10 are arranged differently on the caliper. Each of the illustrated arrangements is in the case of a material recess 8th as well as in the case of a material recess 9 with fitting 10 possible. In 6a ) is material recess 9 in a middle jetty 12 the saddle back arranged. According to the embodiment 7 The brake caliper back has a central hole, leaving two material recesses 8th are arranged in the two bars on the right and left of the hole. A symmetrical arrangement of the material recess (s) 8th or material recess (s) 9 is / are advantageous to avoid lateral forces. Advantageously, the material recess (s) 8th or material recess (s) 9 slit-shaped and arranged substantially in a plane parallel to the brake pads.

Die Aussparung 9 mit dem Passelement 10 kann abgedichtet sein. Ein Ausführungsbeispiel mittels eines O-Rings 11, welcher um das Passelement 10 angeordnet ist, ist in 6b) schematisch dargestellt. Es ist jedoch auch eine Abdichtung mittels Silikon (z. B. auch flüssig) denkbar.The recess 9 with the fitting element 10 can be sealed. An embodiment by means of an O-ring 11 which is around the fitting element 10 is arranged in is 6b ) shown schematically. However, it is also a seal by means of silicone (eg liquid) conceivable.

Beispielsweise kann die Aussparung 9 mit einem Verlierschutz versehen sein, um ein Herausfallen des Passstückes 10 zu verhindern. Z. B. kann Aussparung 9 an der Oberfläche verstemmt werden.For example, the recess 9 be provided with a Verliersschutz to a falling out of the fitting piece 10 to prevent. For example, can recess 9 be caulked on the surface.

Beispielsgemäß besitzt Bremssattel 1 eine Materialaussparung 8 bzw. 9, 10 im unter Druckspannung stehenden Bereich des Bremssattelrückens. Dies führt zu einer größeren Elastizität im Bereich unterhalb der Steifigkeitkeitsveränderungsstelle P. Die Tiefe der Materialaussparung, d. h. ihre Ausdehnung in Richtung auf die Bremsscheibe zu (entgegengesetzt zu der in 2 dargestellten Richtung Z), wird z. B. derart gewählt, dass die Materialaussparung sich nur im unter Druckspannung stehenden Bereich des Bremssattelrückens 7 befindet.Example has caliper 1 a material recess 8th respectively. 9 . 10 in the area under compression of the brake caliper back. This leads to a greater elasticity in the region below the rigidity change point P. The depth of the material recess, ie its extension in the direction of the brake disk (opposite to that in FIG 2 shown direction Z), z. B. selected such that the material recess only in the area under compression of the caliper back 7 located.

Vorteilhafterweise ist/sind die Materialausnehmung 8 bzw. die Materialaussparung 9 und das Passstück 10 derart ausgeformt, dass bei einem Zuspannen der Bremse das Bremssattelgehäuse flächig in Kontakt gebracht wird bzw. das Bremssattelgehäuse und das Passstück flächig in Kontakt gebracht werden. So werden punktförmige Belastungspunkte beim Zusammendrücken und damit Materialverschleiß verhindert. Beispielsweise kann/können die Materialausnehmung 8 bzw. die Materialaussparung 9 und/oder das Passstück 10 keilförmig ausgeführt sein.Advantageously, the material recess is / are 8th or the material recess 9 and the fitting piece 10 such that when the brake is applied, the brake caliper housing is brought into contact in a planar manner or the caliper housing and the fitting piece are brought into contact in a planar manner. This prevents punctiform loading points from being squeezed together and thus material wear. For example, the material recess can / can 8th or the material recess 9 and / or the fitting piece 10 be executed wedge-shaped.

Im Folgenden wird ein Verfahren zur Bestimmung der Zuspannkraft einer Scheibenbremse mit einem Bremssattel 1, dessen Steifigkeit sich bei einem charakteristischen Zustand (P) sprunghaft ändert, näher beschrieben. Hierzu wird beispielsgemäß nach der Herstellung der Bremse, z. B. direkt im Werk, eine Vermessung/Kalibrierung des Bremssattels 1 der Scheibenbremse durchgeführt. Dabei wird der Bremssattel 1 mittels der am Bremssattel angeordneten Betätigungseinheit 4 zugespannt, d. h. eine die Bremsbetätigung charakterisierende Zuspanngröße G wird erhöht. Im Falle einer elektromechanischen Betätigungseinheit 4 mit einem Kugelgewindetrieb kann die Zuspanngröße G z. B. eine Position l der Spindel oder eine Anzahl von Spindelumdrehungen sein. Im Falle einer hydraulischen Betätigungseinheit 4 kann die Zuspanngröße G z. B. eine Anzahl von Pumpenhüben sein. Auch die Position X eines Kolbens kann als Zuspanngröße G herangezogen werden.The following is a method for determining the application force of a disc brake with a caliper 1 , whose stiffness changes abruptly in a characteristic state (P), described in more detail. For this example, according to the production of the brake, z. B. directly in the factory, a measurement / calibration of the caliper 1 the disc brake performed. This is the caliper 1 by means of the arranged on the caliper actuator 4 clamped, ie, a brake actuation characterizing Zuspanngröße G is increased. In the case of an electromechanical actuator 4 with a ball screw, the Zuspanngröße G z. B. be a position l of the spindle or a number of spindle revolutions. In the case of a hydraulic actuator 4 can the Zuspanngröße G z. B. be a number of pump strokes. The position X of a piston can be used as Zuspanngröße G.

Beispielsgemäß wird zunächst der Wert der entsprechenden Zuspanngröße G0 erfasst, bei welchem die Bremsbeläge 3 sich gerade an die Bremsscheibe 2 anlegen (Punkt S0 bzw. Kraft F = 0), d. h. z. B. die entsprechende Spindelposition l0 bei einer elektromechanischen Betätigungseinheit oder die entsprechende Kolbenposition X0 bei einer hydraulischen Betätigungseinheit. Die Situation des Anliegens der Bremsbeläge 3 kann durch den (leichten) Anstieg einer der Betätigungseinheit zugeführten Größe erkannt werden. Im Fall einer elektromechanischen Betätigungseinheit 4 kann dies z. B. anhand des (leichten) Anstiegs eines Stroms I der elektromechanischen Betätigungseinheit (Strom I des Elektromotors) erkannt werden, im Fall einer hydraulischen Betätigungseinheit 4 z. B. anhand des (leichten) Anstiegs eines hydraulischen Druckes p. Das Wertepaar (G0, F = 0) stellt dann einen ersten Kalibrierpunkt dar.According to the example, the value of the corresponding application amount G 0 is first detected, in which the brake pads 3 straight to the brake disc 2 Create (point S 0 or force F = 0), ie, for example, the corresponding spindle position l 0 in an electromechanical actuator unit or the corresponding piston position X 0 in a hydraulic actuator. The situation of concern of brake linings 3 can be detected by the (slight) increase in the size supplied to the actuator unit. In the case of an electromechanical actuator 4 can this z. B. on the (slight) increase of a current I of the electromechanical actuator unit (current I of the electric motor) are detected, in the case of a hydraulic actuator 4 z. B. based on the (slight) increase of a hydraulic pressure p. The value pair (G 0 , F = 0) then represents a first calibration point.

Die Bremse wird weiter zugespannt und anhand eines weiteren (z. B. starken) Anstiegs der der Betätigungseinheit 4 zugeführten Größe, z. B. des Stroms I oder des Druckes p, wird erkannt, dass sich die Steifigkeit des Sattels 1 am Punkt P plötzlich stark ändert, insbesondere ansteigt. Der zugehörige Wert der Zuspanngröße GP der Betätigungseinheit wird erfasst (z. B. Spindelposition lP oder Kolbenposition XP) sowie die entsprechend Kraft FP gemessen. Das Wertepaar (GP, FP) stellt dann einen zweiten Kalibrierpunkt dar.The brake continues to be applied and due to another (eg strong) rise in the actuator 4 supplied size, z. As the current I or the pressure p, it is recognized that the stiffness of the saddle 1 suddenly changes sharply at the point P, in particular increases. The associated value of the Zuspanngröße G P of the actuator unit is detected (z. B. spindle position P l or piston position X P), and the corresponding force F P measured. The value pair (G P , F P ) then represents a second calibration point.

Beispielsgemäß werden die Kalibrierpunkte in einer Auswerteeinrichtung abgelegt, so dass sie (z. B. im Betrieb) zur Bestimmung der aktuellen Zuspannkraft F der Bremse zur Verfügung stehen. Zusätzlich kann in der Auswerteeinrichtung ein funktionaler Zusammenhang f, z. B. ein linearer Zusammenhang, zwischen Zuspanngröße G und Zuspannkraft F abgelegt sein (z. B. gemäß F = f(G)).For example, be the calibration points stored in an evaluation, so that They (eg during operation) for determining the current clamping force F of the brake are available. additionally can in the evaluation a functional relationship f, z. B. a linear relationship between Zuspanngröße G and clamping force F be stored (eg, according to F = f (G)).

Während des Betriebs der Scheibenbremse wird dann aus einem aktuellen Wert der Zuspanngröße G der Betätigungseinheit (z. B. Spindelposition l oder Kolbenposition X oder Anzahl von Spindelumdrehungen oder Anzahl von Pumpenhüben etc.) anhand des funktionalen Zusammenhangs f und den zwei Kalibrierpunkten (G0, F = 0) und (GP, FP) auf den aktuellen Wert der Zuspannkraft F geschlossen. Hierzu wird der aktuelle Wert der Zuspannkraft F z. B. durch Interpolation zwischen den beiden Kalibrierpunkten basierend auf dem funktionalen Zusammenhang bestimmt.During operation of the disc brake, a current value of the application amount G of the actuation unit (eg spindle position 1 or piston position X or number of spindle revolutions or number of pump strokes etc.) is then determined on the basis of the functional relationship f and the two calibration points (G 0 , F = 0) and (G P , F P ) to the current value of the application force F closed. For this purpose, the current value of the application force F z. B. determined by interpolation between the two calibration points based on the functional relationship.

8 zeigt für das Beispiel einer elektromechanischen Betätigungseinheit schematisch einen beispielsgemäßen Verlauf des Stroms des Elektromotors der Betätigungseinheit bei einer Vermessung/Kalibrierung des Bremssattels. Der Strom I wird beispielsgemäß als die der Betätigungseinheit zugeführte Kenngröße herangezogen, anhand welcher die Kalibrierpunkte erkannt werden. Als die die Bremsbetätigung charakterisierende Zuspanngröße G wird beispielsgemäß die Spindelposition l verwendet. In 8 ist der Strom I über der Spindelposition l aufgetragen. Solange die Betätigungseinheit das Luftspiel überfährt, ist der Strom I nahezu Null, d. h. es liegt kein Stromanstieg vor. Bei der Spindelposition l0 legen sich die Bremsbeläge 3 an die Bremsscheibe 2 an und der Strom I steigt an. Der erste Kalibrier punkt, insbesondere die Bezugs-Spindelposition l0, wird erfasst, und kann z. B. in einem Steuergerät der Scheibenbremse abgespeichert werden. Bei weiterem Zuspannen der Bremse wird bei Spindelposition lP der Punkt P der Änderung der Bremssattelsteifigkeit erreicht und der Strom I steigt plötzlich stärker an, d. h. es findet eine Änderung der Steigung des Stromanstiegs statt. Der zugehörige Kraftwert FP wird durch einen externen Kraftsensor (welcher z. B. Teil der im Werk verwendeten Vermessungsanlage ist) gemessen und der zweite Kalibrierpunkt (lP, FP) wird erfasst, und kann z. B. in einem Steuergerät der Scheibenbremse abgespeichert werden. 8th shows for the example of an electromechanical actuator schematically an example of the course of the current of the electric motor of the actuator in a measurement / calibration of the caliper. The current I is used, for example, as the characteristic quantity supplied to the actuating unit, by means of which the calibration points are detected. As the brake application characterizing Zuspanngröße G example, the spindle position l is used. In 8th the current I is plotted over the spindle position l. As long as the operating unit passes over the air gap, the current I is almost zero, ie there is no current increase. At the spindle position l 0 lay the brake pads 3 to the brake disc 2 and the current I increases. The first calibration point, in particular the reference spindle position l 0 , is detected, and z. B. stored in a control unit of the disc brake. On further application of the brake, the point P is reached the change in the caliper rigidity at spindle position P l and the current I rises suddenly stronger, ie there is a change in the slope of current increase instead. The associated force value F P is measured by an external force sensor (which, for example, is part of the surveying equipment used in the factory), and the second calibration point (l P , F P ) is detected, and can e.g. B. stored in a control unit of the disc brake.

Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenbremse umfasst die Scheibenbremse eine Auswerteeinrichtung oder ist mit einer Auswerteeinrichtung verbunden, in welcher eine den Bremssattel betreffende Kalibrierungsinformation, insbesondere zwei Kalibrierpunkte, sowie ein funktionaler Zusammenhang f, z. B. ein linearer Zusammenhang, abgelegt sind. Beim Betrieb des Kraftfahrzeugs kann anhand der Kalibrierungsinformation, z. B. der zwei Kalibrierpunkte (G0, 0) und (GP, FP), und des funktionalen Zusammenhangs f aus einer aktuellen Zuspanngröße G die aktuelle Zuspannkraft F bestimmt und z. B. zur Bremsregelung herangezogen werden.According to a further embodiment of the disc brake according to the invention, the disc brake comprises an evaluation device or is connected to an evaluation device in which a calibration information relating to the caliper, in particular two calibration points, as well as a functional relationship f, z. B. a linear relationship, are stored. During operation of the motor vehicle, based on the calibration information, for. B. the two calibration points (G 0 , 0) and (G P , F P ), and the functional relationship f from a current Zuspanngröße G determines the current clamping force F and z. B. used for brake control.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10148472 A1 [0002] - DE 10148472 A1 [0002]
  • - DE 102006026223 A1 [0003] - DE 102006026223 A1 [0003]

Claims (15)

Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einem eine Bremsscheibe (2) übergreifenden Bremssattel (1) sowie einer am Bremssattel (1) angeordneten Betätigungseinheit (4), mit zwei mit je einer Seitenfläche einer Bremsscheibe (2) zusammenwirkenden, im Bremssattel (1) begrenzt verschiebbar angeordneten Bremsbelägen (3), wobei einer der Bremsbeläge mittels der Betätigungseinheit (4) direkt und der andere Bremsbelag durch die Wirkung einer vom Bremssattel (1) aufgebrachten Reaktionskraft mit der Bremsscheibe (2) in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremssattel (1) derart ausgebildet ist, dass sich seine Steifigkeit bei einem Zuspannen der Bremse bei einem charakteristischen Zustand (P) sprunghaft ändert, insbesondere dass seine Steifigkeit bei einem Zuspannen der Bremse bei einem charakteristischen Zustand (P) sprunghaft zunimmt.Disc brake for motor vehicles with a brake disc ( 2 ) cross caliper ( 1 ) and one on the caliper ( 1 ) arranged actuating unit ( 4 ), with two each having a side surface of a brake disc ( 2 ) in the caliper ( 1 ) limited slidably arranged brake linings ( 3 ), wherein one of the brake pads by means of the actuating unit ( 4 ) directly and the other brake pad by the action of a brake caliper ( 1 ) applied reaction force with the brake disc ( 2 ) is engageable, characterized in that the caliper ( 1 ) is designed such that its stiffness changes abruptly when the brake is applied to a characteristic state (P), in particular that its rigidity increases abruptly when the brake is applied in a characteristic state (P). Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Bremsscheibe (2) abgewandten Oberseite des Bremssattelrückens (7) zumindest eine Materialausnehmung (8; 9, 10) angeordnet ist, welche derart ausgeführt ist, dass sie die sprunghafte Änderung, insbesondere den sprunghaften Anstieg, der Steifigkeit bei einem Zuspannen der Bremse bewirkt.Disc brake according to claim 1, characterized in that on one of the brake disc ( 2 ) facing away from the top of the caliper back ( 7 ) at least one material recess ( 8th ; 9 . 10 ) is arranged, which is designed such that it causes the abrupt change, in particular the sudden increase, the stiffness in an application of the brake. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (8; 9, 10) im wesentliche schlitzförmig ausgebildet ist, wobei die Ausdehnung der Materialausnehmung in der Richtung senkrecht zu den Bremsbelägen (Y) geringer ist als die Ausdehnung in der Richtung parallel zu den Bremsbelägen (X).Disc brake according to claim 2, characterized in that the material recess ( 8th ; 9 . 10 ) is substantially slit-shaped, wherein the extension of the material recess in the direction perpendicular to the brake pads (Y) is less than the extension in the direction parallel to the brake pads (X). Scheibenbremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (8; 9, 10) im wesentliche parallel, insbesondere und symmetrisch, zwischen den Bremsbelägen (3) angeordnet ist.Disc brake according to claim 2 or 3, characterized in that the material recess ( 8th ; 9 . 10 ) substantially parallel, in particular and symmetrically, between the brake linings ( 3 ) is arranged. Scheibenbremse nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (8; 9, 10), insbesondere ausschließlich, in einem Bereich des Bremssattelrückens (7) angebracht ist, welcher bei einem Zuspannen der Bremse unter einer Druckspannung (FD) steht, insbesondere dass die Tiefe der Materialausnehmung (8; 9, 10) in Richtung der Bremsscheibe (Z) derart gewählt wird, dass die Materialausnehmung (8; 9, 10) ausschließlich in einem Bereich des Bremssattelrückens (7) angebracht ist, welcher bei einem Zuspannen der Bremse unter einer Druckspannung (FD) steht.Disc brake according to at least one of claims 2 to 4, characterized in that the material recess ( 8th ; 9 . 10 ), in particular exclusively, in a region of the caliper back ( 7 ), which is under a compressive stress (F D ) when the brake is applied, in particular that the depth of the material recess ( 8th ; 9 . 10 ) in the direction of the brake disc (Z) is selected such that the Materialausnehmung ( 8th ; 9 . 10 ) exclusively in one area of the caliper back ( 7 ), which is under a compressive stress (F D ) when the brake is applied. Scheibenbremse nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung als eine Materialaussparung (9) mit einem eingesetzten Passelement (10) ausgebildet ist.Disc brake according to at least one of claims 2 to 5, characterized in that the material recess as a material recess ( 9 ) with an inserted fitting element ( 10 ) is trained. Scheibenbremse nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (8) oder die Materialaussparung (9) mit dem Passelement (10) derart ausgeformt ist/sind, dass bei einer Verformung des Bremssattelrückens (7) bei einem Zuspannen der Bremse, insbesondere ab dem charakteristischen Zustand (P), – die die Materialausnehmung (8) begrenzenden Seiten des Bremssattelrückens (7) oder – die die Materialaussparung (9) begrenzenden Seiten des Bremssattelrückens (7) und die ihnen zugewandten Seiten des Passelements (10) flächig in Kontakt gebracht werden.Disc brake according to at least one of claims 2 to 6, characterized in that the material recess ( 8th ) or the material recess ( 9 ) with the fitting element ( 10 ) is / are formed such that upon deformation of the brake caliper back ( 7 ) during an application of the brake, in particular from the characteristic state (P), - the material recess ( 8th ) limiting sides of the caliper back ( 7 ) or - the material recess ( 9 ) limiting sides of the caliper back ( 7 ) and their facing sides of the fitting element ( 10 ) are brought into contact on a flat surface. Scheibenbremse nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Auswerteeinrichtung umfasst oder mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist, in welcher, insbesondere mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, eine Bestimmung der aktuellen Zuspannkraft (F) der Scheibenbremse anhand in der Auswerteeinrichtung abgespeicherten Kalibrierdaten (G0, GP, FP) durchführbar ist, wobei zumindest ein Teil der Kalibrierdaten (GP, FP) durch eine Auswertung der sprunghaften Änderung der Steifigkeit bei dem charakteristischen Zustand (P) des Bremssattels (1) bestimmt wurde.Disc brake according to at least one of the preceding claims, characterized in that it comprises an evaluation or is connected to an evaluation, in which, in particular by means of a method according to one of claims 9 to 15, a determination of the current clamping force (F) of the disc brake with reference to the evaluation device stored calibration data (G 0 , G P , F P ) is feasible, wherein at least a part of the calibration data (G P , F P ) by an evaluation of the sudden change in stiffness in the characteristic state (P) of the caliper ( 1 ) was determined. Verfahren zur Bestimmung der Zuspannkraft einer Scheibenbremse, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Bremssattel (1) und einer am Bremssattel (1) angeordneten Betätigungseinheit (4), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes Kalibrierdatenpaar umfassend einen Wert (GP, lP, XP) einer die Bremsbetätigung charakterisierenden Zuspanngröße der Betätigungseinheit (4) und einen zugehörigen Wert (FP) einer Zuspannkraft bestimmt wird, wobei das erste Kalibrierdatenpaar (GP, FP; lP, FP; XP, FP) einem charakteristischen Zustand (P) entspricht, bei welchem sich die Steifigkeit des Brems sattels (1) sprunghaft ändert, insbesondere bei welchem die Steifigkeit des Bremssattels (1) bei einem Zuspannen der Bremse sprunghaft ansteigt, und dass unter Berücksichtigung des ersten Kalibrierdatenpaars (GP, FP; lP, FP; XP, FP) aus einem aktuellen Wert der Zuspanngröße (G, l, X) ein aktueller Wert der Zuspannkraft (F) der Scheibenbremse bestimmt wird.Method for determining the application force of a disc brake, in particular according to one of claims 1 to 8, with a brake caliper ( 1 ) and one on the caliper ( 1 ) arranged actuating unit ( 4 ), characterized in that at least one first pair of calibration data comprises a value (G P , I P , X P ) of a brake application-characterizing application amount of the actuating unit ( 4 ) And an associated value (F P) of a brake application force is determined, wherein the first Kalibrierdatenpaar (G P F P corresponds to X P, F P) a characteristic state (P), wherein the stiffness; l P, F P of the brake caliper ( 1 ) changes abruptly, in particular in which the rigidity of the caliper ( 1 ) rises abruptly when the brake is applied, and that, taking into account the first calibration data pair (G P , F P ; I P , F P ; X P , F P ), a current value of the application value (G, l, X) is updated Value of the application force (F) of the disc brake is determined. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Kalibrierdatenpaar umfassend einen Wert (G0, l0, X0) der Zuspanngröße der Betätigungseinheit (4) und einen zugehörigen Wert der Zuspannkraft bestimmt wird, wobei das zweite Kalibrierdatenpaar (G0, 0; l0, 0; X0, 0) insbesondere dem Zustand beim Anlegen der Bremsbeläge (3) an die Bremsscheibe (2) entspricht, und dass mittels des ersten (GP, FP; lP, FP; XP, FP) und zweiten Kalibrierdatenpaares (G0, 0; l0, 0; X0, 0) sowie eines vorgegebenen, insbesondere linearen, funktionalen Zusammenhangs (f) aus einem aktuellen Wert der Zuspanngröße (G, l, X) ein aktueller Wert der Zuspannkraft (F) der Scheibenbremse bestimmt wird.A method according to claim 9, characterized in that a second calibration data pair comprising a value (G 0 , l 0 , X 0 ) of the application size of the actuating unit ( 4 ) and an associated value of the application force is determined, wherein the second calibration data pair (G 0 , 0; l 0 , 0; X 0 , 0) in particular the state when applying the brake linings ( 3 ) at the brake disc ( 2 ), and in that by means of the first (G P , F P ; I P , F P ; X P , F P ) and second calibration data pair (G 0 , 0; I 0 , 0; X 0 , 0) and a predetermined In particular linear, functional relationship (f) from a current value of Zuspanngröße (G, l, X) a current value of the application force (F) of the disc brake is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Kalibrierdatenpaar(e) (GP, FP; lP, FP; XP, FP; G0, 0; l0, 0; X0, 0) in einer Kalibriermessung des Bremssattels (1) bestimmt wird/werden, wenn der Bremssattel nicht in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, und dass das oder die Kalibrierdatenpaar(e), insbesondere zusammen mit dem funktionalen Zusammenhang (f), in einer Auswerteeinrichtung eines Kraftfahrzeugs abgelegt werden, in welcher während des Betriebes des Kraftfahrzeugs die Bestimmung der Zuspannkraft (F) des Bremssattels (1) durchgeführt wird.Method according to one of Claims 9 or 10, characterized in that the calibration data pair (s) (G P , F P ; I P , F P ; X P , F P ; G 0 , 0; l 0 , 0; X 0 , 0) in a calibration measurement of the caliper ( 1 ) is determined when the brake caliper is not installed in a motor vehicle, and that the calibration data pair (s), in particular together with the functional relationship (f), are stored in an evaluation device of a motor vehicle in which during operation of the Motor vehicle, the determination of the clamping force (F) of the caliper ( 1 ) is carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspanngröße im Falle einer elektromechanischen Betätigungseinheit (4) mit einem Elektromotor eine Anzahl von Umdrehungen eines Teils der elektromechanischen Betätigungseinheit (4), insbesondere einer Spindel, oder eine Position (l0) eines Teils der elektromechanischen Betätigungseinheit (4), insbesondere eine lineare Position einer Spindel, ist.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the Zuspanngröße in the case of an electromechanical actuator unit ( 4 ) with an electric motor a number of revolutions of a part of the electromechanical actuator unit ( 4 ), in particular a spindle, or a position (l 0 ) of a part of the electromechanical actuating unit ( 4 ), in particular a linear position of a spindle. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer elektromechanischen Betätigungseinheit (4) mit einem Elektromotor der Zustand (P, -), bei welchem das erste oder das zweite Kalibrierdatenpaar bestimmt werden soll, anhand eines Stroms (I), insbesondere anhand einer Änderung eines Anstiegs des Stroms (I), des Elektromotors erkannt wird.Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that in the case of an electromechanical actuating unit ( 4 ) with an electric motor, the state (P, -), in which the first or the second Kalibrierdatenpaar to be determined by a current (I), in particular by a change in an increase of the current (I), the electric motor is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspanngröße im Falle einer hydraulischen Betätigungseinheit (4) eine Anzahl von Pumpenhüben oder eine Kolbenposition (X0) der hydraulischen Betätigungseinheit (4) ist.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the Zuspanngröße in the case of a hydraulic actuator unit ( 4 ) a number of pump strokes or a piston position (X 0 ) of the hydraulic actuator unit ( 4 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 oder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer hydraulischen Betätigungseinheit (4) der Zustand (P, -), bei welchem das erste oder das zwei te Kalibrierdatenpaar bestimmt werden soll, anhand eines hydraulischen Druckes (p), insbesondere anhand einer Änderung eines Anstiegs eines hydraulischen Druckes (p), der hydraulischen Betätigungseinheit (4) erkannt wird.Method according to one of claims 9 to 11 or according to claim 14, characterized in that in the case of a hydraulic actuating unit ( 4 ) the state (P, -) at which the first or the second calibration data pair is to be determined on the basis of a hydraulic pressure (p), in particular based on a change in an increase of a hydraulic pressure (p), of the hydraulic actuation unit ( 4 ) is recognized.
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