DE102010042593A1

DE102010042593A1 - Bremse sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010042593A1
Application number: DE102010042593A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Baumann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-04-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Bremse (2) für ein Fahrzeug (1), aufweisend: ein Bremselement (7); zwei sich gegenüberliegende und das Bremselement (7) zwischen sich aufnehmende Bremsbacken (14, 15); und ein Betätigungselement (21) für ein Pressen der Bremsbacken (14, 15) gegen das Bremselement (7), um dadurch eine Relativbewegung zwischen den Bremsbacken (14, 15) und dem Bremselement (7) zumindest zu reduzieren; wobei das Betätigungselement (21) durch Öffnungen (13, 16, 17) in den Bremsbacken (14, 15) und dem Bremselement (7) hindurchreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremse sowie ein Fahrzeug.
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift WO 02/055898 A1 eine Bremsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die WO 02/055898 A1 zeigt in ihrer 1 einen Bremssattel 14, welcher eine Bremsscheibe 12 an ihrem äußeren Umfang umgreift, um dadurch die beiden Bremsbacken 16 an gegenüberliegenden Seitenflächen der Bremsscheibe 12 zu positionieren. Einer der Bremsbacken 16 wird mittels eines piezoelektrischen Aktuators 21 axial verschoben, um dadurch die Bremsscheibe 12 zwischen den beiden Bremsbacken 16 zum Erzeugen eines Bremsmoments zu klemmen. Der Bremssattel 14 bzw. eine Bremssattelbrücke desselben wird dabei auf Biegung belastet.
Vorteile der Erfindung
Die in dem Anspruch 1 definierte Bremse sowie das in dem Anspruch 10 definierte Fahrzeug bieten gegenüber herkömmlichen Lösungen den Vorteil, dass das Betätigungselement nicht auf Biegung, sondern auf Zug oder Druck belastet wird. Da der Zug oder Druck im Vergleich zur Biegung mit einer nur geringen Formänderung des Betätigungselements einhergeht, ergibt sich ein insgesamt kurzer Betätigungsweg für das Betätigungselement. Dies erlaubt vorteilhaft den Einsatz von Aktuatortypen mit kurzen Betätigungswegen, wie Piezoaktoren, zur Betätigung des Betätigungselements. Weiterhin ergibt sich aufgrund des kurzen Betätigungsweges eine kürzere Reaktionszeit zum Aufbau eines Bremsmoments (hohe Dynamik). Somit kann eine Verkürzung des Bremswegs bei Notbremsungen und eine verbesserte Regelfunktion in den verschiedenen Betriebsmodi des Fahrzeugs, beispielsweise in den Betriebsmodi in Zusammenhang mit ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfregelung), ESP (Electronic Stability Program) oder Rollover Mitigation, erzielt werden. Weiterhin bedingt der Umstand, dass das Betätigungselement beim Pressen der Bremsbacken gegen das Bremselement nur geringfügig verformt wird, eine nur geringe Energiespeicherung in diesem. Die erforderliche Betätigungsarbeit des Aktuators und die entsprechende Leistungsaufnahme aus dem Energiebordnetz sind deshalb klein. Dies wirkt sich wiederum günstig auf die Architektur des Bremssystems aus. Beispielsweise reduziert sich damit – soweit der Aktuator für das Betätigungselement elektrisch, beispielsweise als Elektromotor oder Piezoaktuator, ausgeführt ist – aufgrund der niedrigeren Stromstärken der in dem Bremssystem fließenden elektrischen Ströme eine Störabstrahlung des Bremssystems. Noch weiterhin reduziert sich die Masse des Betätigungselements, da dieses wegen der im Wesentlichen reinen Zug- oder Druckbelastung weniger stabil ausgebildet werden muss.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Teilschnitt durch ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
2 schematisch einen Schnitt A-A aus 1.
Das Fahrzeug 1 weist eine Bremse 2 zum Abbremsen eines Rads 3 (ein Reifen des Rads 3 ist nicht dargestellt) auf. Das Rad 3 ist an einem Radträger 4 befestigt, insbesondere mittels Bolzen 5. Der Radträger 4 ist wiederum an einer lediglich schematisch dargestellten Achse 6 des Fahrzeugs befestigt.
Die Bremse 2 weist ein allgemein mit 7 bezeichnetes, scheibenförmiges Bremselement auf. Das Bremselement 7 setzt sich aus einer äußeren Bremsscheibe 11 und einer inneren Bremsscheibe 12 zusammen. Die Bremsscheiben 11, 12 sind als separate Teile ausgebildet. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung sind die äußere Bremsscheibe 11 und die innere Bremsscheibe 12 einstückig ausgebildet, beispielsweise als Gussteil. Das Bremselement 7 ist an dem Radträger 4 drehfest befestigt, insbesondere mittels der Bolzen 5. Die äußere Bremsscheibe 11 und die innere Bremsscheibe 12 bilden eine Öffnung, insbesondere einen in Umfangsrichtung U (bezogen auf die Achse 6) verlaufenden, ringförmigen Schlitz 13, zwischen sich aus. Der Schlitz 13 ist auch gut in 2 zu erkennen.
Zu beiden Seiten des Bremselements 7 ist jeweils eine Bremsbacke 14, 15 angeordnet. Die Bremsbacken 14, 15 sind jeweils mit einer Öffnung, insbesondere einem in Umfangsrichtung U verlaufenden, ringsegmentförmigen Schlitz 16, 17, siehe auch 2, versehen. Jede der Bremsbacken 14, 15 kann sich aus einem Bremsbelag 18 und einem Belagträger 19 zusammensetzen.
Durch die Schlitze 13, 16 und 17 erstreckt sich ein Betätigungselement 21. Das Betätigungselement 21 weist im Längsschnitt, siehe 1, eine Ankerform mit einem Stegabschnitt 22 und einem Hintergreifungsabschnitt 23 auf. In 2 ist ein Querschnitt durch das Betätigungselement 21 im Bereich seines Stegabschnitts 22 zu sehen, wobei zu erkennen ist, dass sich der Stegabschnitt 22 in der Umfangsrichtung U (bezogen auf die Achse 6) erstreckt. Der Hintergreifungsabschnitt 23 erstreckt sich ebenso in der Umfangsrichtung U.
An seinem einen Ende 24 wird das Betätigungselement 21 mittels eines Aktuators 25, insbesondere eines Piezoaktuators oder Elektromotors in axialer Richtung (parallel zur Achse 6) betätigt. An seinem anderen Ende 26, gebildet durch den Hintergreifungsabschnitt 23, hintergreift das Betätigungselement 21 die Bremsbacken 14, 15 sowie das Bremselement 7.
Die Verwendung eines Piezoaktuators als Aktuator 25 ist mit dem Vorteil verbunden, dass bei einem stationären Halten des Bremsmoments, beispielsweise bei langen Bergabfahrten, keine Verlustleistung und keine wesentliche Eigenerwärmung des Piezoaktuators auftritt. Weitere Vorteile, welche mit einem elektromechanischen Aktuator 25 verbunden sind, sind, dass keine Pedalrückwirkungen auf den Fahrer durch Eingriffe von Fahrerassistenzsystemen, Fahrwerksystemen, Antriebsmanagementsystemen (inklusive rekuperativen Bremsens) und bei aktiven Druckaufbauten durch die Bremse 2 selbst entstehen. Weiterhin ermöglicht die Verwendung von elektromechanischen Aktuatoren 25 eine radindividuelle Regelung des Bremsmoments sowie beispielsweise eine Unabhängigkeit vom Saugrohrunterdruck des Verbrennungsmotors. Ferner kann der Bauraum im Motorraum reduziert werden.
Weiterhin kann eine Einrichtung 27, insbesondere zwischen dem Aktuator 28 und der Bremsbacke 15, vorgesehen sein, welche dazu eingerichtet ist, einen Ausgleich bei einem Verschleiß des Bremsbelags 18 zu schaffen. Derartige Einrichtungen 27 sind aus dem Stand der Technik bekannt und weisen beispielsweise einen Reibkonus oder eine Klinke auf.
Der Aktuator 25 und gegebenenfalls auch die Einrichtung 27 sind in einem Gehäuse 31 untergebracht. Das Gehäuse 31 ist im Wesentlichen parallel zur Achse 6 des Fahrzeugs 1 an einem lediglich schematisch angedeuteten Bremshalter 32 verschieblich gelagert. Damit wird eine schwimmende Lagerung der Bremsbacken 14, 15 sowie des Betätigungselements 21 gegenüber dem Bremselement 7 erzielt. Der Bremsenhalter 32 ist an einem nicht näher bezeichneten Abschnitt des Fahrzeugs 1 befestigt.
Weiterhin bildet der Bremsenhalter 32 Anschläge 33 in der Umfangsrichtung U für die Bremsbacken 14, 15 aus, siehe 2. Das auf die Bremsbacken 14, 15 wirkende Gegenbremsmoment wird an den Anschlägen 33 aufgenommen.
Die äußere Bremsscheibe 11 kann mit einer Öffnung 34 versehen sein, die einen Zugriff auf das Betätigungselement 21, insbesondere auf dessen Hintergreifungsabschnitt 23, zulässt. Ein derartiger Zugang kann vorteilhaft für Wartungsarbeiten an dem Hintergreifungsabschnitt 23 oder dem Bremsbacken 14 oder für eine Montage derselben benötigt werden.
Alternativ kann auch auf die Öffnung 34 verzichtet werden, so dass der Hintergreifungsabschnitt 23 sowie der Bremsbacken 14 in einem – abgesehen von dem Schlitz 13 – geschlossenen Hohlraum 35 des Bremselements 7 untergebracht sind. Dadurch entsteht eine optisch ansprechende Anordnung, die auch beispielsweise gegenüber Staub besser geschützt ist.
Die Bremse 2 zeichnet sich dadurch aus, dass sie beispielsweise den Einsatz eines Piezoaktuators 25 erlaubt, der ohne Anpassungsgetriebe die notwendige Verstellung des Betätigungselements 21 realisieren kann.
Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen vorliegend konkret beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Die für die erfindungsgemäße Bremse beschriebenen Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrzeug. Ferner sei darauf hingewiesen, dass „ein” vorliegend keine Vielzahl ausschließt.
Die Bremse 2 ist beispielsweise auch im Zusammenhang mit einer Maschine, beispielsweise einer Werkzeugmaschine, verwendbar. In diesem Fall kann das Bremselement 7 auch als ein Streifen, das heißt nicht scheibenartig, ausgebildet sein.
Das Betätigungselement 21 kann auch andere Querschnittsformen aufweisen, beispielsweise eine Rechtecks- oder Kreisform. Ferner ist es denkbar, mehrere der Betätigungselemente 21 zu verwenden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 02/055898 A1 [0002, 0003]

Claims

Bremse (2) für ein Fahrzeug (1), aufweisend: ein Bremselement (7); zwei sich gegenüberliegende und das Bremselement (7) zwischen sich aufnehmende Bremsbacken (14, 15); und ein Betätigungselement (21) für ein Pressen der Bremsbacken (14, 15) gegen das Bremselement (7), um dadurch eine Relativbewegung zwischen den Bremsbacken (14, 15) und dem Bremselement (7) zumindest zu reduzieren; dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (21) durch Öffnungen (13, 16, 17) in den Bremsbacken (14, 15) und dem Bremselement (7) hindurchreicht.
Bremse nach Anspruch 1, wobei das Betätigungselement (21) an seinem einen Ende (24) mit einem Aktuator (25) gekoppelt ist und an seinem anderen Ende (26) die Bremsbacken (14, 15) und das Bremselement (7) hintergreift.
Bremse nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bremselement (7) einen insbesondere umfangsmäßigen (U) Schlitz (13) aufweist, welcher die Öffnung in dem Bremselement (7) ausbildet.
Bremse nach Anspruch 3, wobei sich das Bremselement (7) aus einem Innenteil (12), insbesondere einer Innenscheibe, und einem Außenteil (11), insbesondere einer Außenscheibe, zusammensetzt, welche den Schlitz (13) zwischen sich ausbilden.
Bremse nach Anspruch 4, wobei das Innenteil (12) und das Außenteil (11) einstückig miteinander ausgebildet sind.
Bremse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Bremselement (7) eine weitere Öffnung (34), insbesondere in dem Außenteil (11), für einen Zugang zu dem anderen Ende (26) des Betätigungselements (21) aufweist.
Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bremsenhalter (32) vorgesehen ist, mittels welchem das Betätigungselement (21), der Aktuator (25) und/oder ein Gehäuse (31) des Aktuators (25) an dem Fahrzeug (1) geführt lagerbar ist.
Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bremsenhalter (32) vorgesehen ist, welcher einen Anschlag (33) in Umfangsrichtung (U) für die Bremsbacken (14, 15) bildet.
Bremse nach einem der Ansprüche 2 bis 8, der Aktuator (25) ein elektromechanischer Aktuator, insbesondere ein Piezoaktuator, ist.
Fahrzeug (1), aufweisend: eine Bremse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Achse (6), welche mit dem Bremselement (7) der Bremse (2) drehfest verbunden ist.