DE102010042593A1 - Bremse sowie Fahrzeug - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
- F16D55/24—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member
- F16D55/26—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action
- F16D55/44—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action with the rotating part consisting of both central plates and ring-shaped plates arranged concentrically around the central plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2121/00—Type of actuator operation force
- F16D2121/18—Electric or magnetic
- F16D2121/28—Electric or magnetic using electrostrictive or magnetostrictive elements, e.g. piezoelectric elements
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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 - Die
WO 02/055898 A1 1 einen Bremssattel14 , welcher eine Bremsscheibe12 an ihrem äußeren Umfang umgreift, um dadurch die beiden Bremsbacken16 an gegenüberliegenden Seitenflächen der Bremsscheibe12 zu positionieren. Einer der Bremsbacken16 wird mittels eines piezoelektrischen Aktuators21 axial verschoben, um dadurch die Bremsscheibe12 zwischen den beiden Bremsbacken16 zum Erzeugen eines Bremsmoments zu klemmen. Der Bremssattel14 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 aus1 . - Das Fahrzeug
1 weist eine Bremse2 zum Abbremsen eines Rads3 (ein Reifen des Rads3 ist nicht dargestellt) auf. Das Rad3 ist an einem Radträger4 befestigt, insbesondere mittels Bolzen5 . Der Radträger4 ist wiederum an einer lediglich schematisch dargestellten Achse6 des Fahrzeugs befestigt. - Die Bremse
2 weist ein allgemein mit7 bezeichnetes, scheibenförmiges Bremselement auf. Das Bremselement7 setzt sich aus einer äußeren Bremsscheibe11 und einer inneren Bremsscheibe12 zusammen. Die Bremsscheiben11 ,12 sind als separate Teile ausgebildet. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung sind die äußere Bremsscheibe11 und die innere Bremsscheibe12 einstückig ausgebildet, beispielsweise als Gussteil. Das Bremselement7 ist an dem Radträger4 drehfest befestigt, insbesondere mittels der Bolzen5 . Die äußere Bremsscheibe11 und die innere Bremsscheibe12 bilden eine Öffnung, insbesondere einen in Umfangsrichtung U (bezogen auf die Achse6 ) verlaufenden, ringförmigen Schlitz13 , zwischen sich aus. Der Schlitz13 ist auch gut in2 zu erkennen. - Zu beiden Seiten des Bremselements
7 ist jeweils eine Bremsbacke14 ,15 angeordnet. Die Bremsbacken14 ,15 sind jeweils mit einer Öffnung, insbesondere einem in Umfangsrichtung U verlaufenden, ringsegmentförmigen Schlitz16 ,17 , siehe auch2 , versehen. Jede der Bremsbacken14 ,15 kann sich aus einem Bremsbelag18 und einem Belagträger19 zusammensetzen. - Durch die Schlitze
13 ,16 und17 erstreckt sich ein Betätigungselement21 . Das Betätigungselement21 weist im Längsschnitt, siehe1 , eine Ankerform mit einem Stegabschnitt22 und einem Hintergreifungsabschnitt23 auf. In2 ist ein Querschnitt durch das Betätigungselement21 im Bereich seines Stegabschnitts22 zu sehen, wobei zu erkennen ist, dass sich der Stegabschnitt22 in der Umfangsrichtung U (bezogen auf die Achse6 ) erstreckt. Der Hintergreifungsabschnitt23 erstreckt sich ebenso in der Umfangsrichtung U. - An seinem einen Ende
24 wird das Betätigungselement21 mittels eines Aktuators25 , insbesondere eines Piezoaktuators oder Elektromotors in axialer Richtung (parallel zur Achse6 ) betätigt. An seinem anderen Ende26 , gebildet durch den Hintergreifungsabschnitt23 , hintergreift das Betätigungselement21 die Bremsbacken14 ,15 sowie das Bremselement7 . - 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 Aktuator25 verbunden sind, sind, dass keine Pedalrückwirkungen auf den Fahrer durch Eingriffe von Fahrerassistenzsystemen, Fahrwerksystemen, Antriebsmanagementsystemen (inklusive rekuperativen Bremsens) und bei aktiven Druckaufbauten durch die Bremse2 selbst entstehen. Weiterhin ermöglicht die Verwendung von elektromechanischen Aktuatoren25 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 Aktuator28 und der Bremsbacke15 , vorgesehen sein, welche dazu eingerichtet ist, einen Ausgleich bei einem Verschleiß des Bremsbelags18 zu schaffen. Derartige Einrichtungen27 sind aus dem Stand der Technik bekannt und weisen beispielsweise einen Reibkonus oder eine Klinke auf. - Der Aktuator
25 und gegebenenfalls auch die Einrichtung27 sind in einem Gehäuse31 untergebracht. Das Gehäuse31 ist im Wesentlichen parallel zur Achse6 des Fahrzeugs1 an einem lediglich schematisch angedeuteten Bremshalter32 verschieblich gelagert. Damit wird eine schwimmende Lagerung der Bremsbacken14 ,15 sowie des Betätigungselements21 gegenüber dem Bremselement7 erzielt. Der Bremsenhalter32 ist an einem nicht näher bezeichneten Abschnitt des Fahrzeugs1 befestigt. - Weiterhin bildet der Bremsenhalter
32 Anschläge33 in der Umfangsrichtung U für die Bremsbacken14 ,15 aus, siehe2 . Das auf die Bremsbacken14 ,15 wirkende Gegenbremsmoment wird an den Anschlägen33 aufgenommen. - Die äußere Bremsscheibe
11 kann mit einer Öffnung34 versehen sein, die einen Zugriff auf das Betätigungselement21 , insbesondere auf dessen Hintergreifungsabschnitt23 , zulässt. Ein derartiger Zugang kann vorteilhaft für Wartungsarbeiten an dem Hintergreifungsabschnitt23 oder dem Bremsbacken14 oder für eine Montage derselben benötigt werden. - Alternativ kann auch auf die Öffnung
34 verzichtet werden, so dass der Hintergreifungsabschnitt23 sowie der Bremsbacken14 in einem – abgesehen von dem Schlitz13 – geschlossenen Hohlraum35 des Bremselements7 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 Piezoaktuators25 erlaubt, der ohne Anpassungsgetriebe die notwendige Verstellung des Betätigungselements21 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 Bremselement7 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 Betätigungselemente21 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 (10)
- 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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010042593A DE102010042593A1 (de) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | Bremse sowie Fahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010042593A DE102010042593A1 (de) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | Bremse sowie Fahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010042593A1 true DE102010042593A1 (de) | 2012-04-19 |
Family
ID=45895671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102010042593A Ceased DE102010042593A1 (de) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | Bremse sowie Fahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102010042593A1 (de) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3931868A1 (de) * | 1989-09-23 | 1991-04-04 | Daimler Benz Ag | Rad-brems-anordnung fuer scheibenbremsen mit innengreifender bremszange |
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WO2002055898A1 (en) | 2001-01-12 | 2002-07-18 | Meritor Heavy Vehicle Braking Systems (Uk) Limited | Piezoelectric actuator |
-
2010
- 2010-10-18 DE DE102010042593A patent/DE102010042593A1/de not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20131129 |