WO2004020864A1 - Bremszange - Google Patents

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WO2004020864A1
WO2004020864A1 PCT/EP2003/008779 EP0308779W WO2004020864A1 WO 2004020864 A1 WO2004020864 A1 WO 2004020864A1 EP 0308779 W EP0308779 W EP 0308779W WO 2004020864 A1 WO2004020864 A1 WO 2004020864A1
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brake
piston
pressure
brake caliper
pressure chamber
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PCT/EP2003/008779
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Guntram Ott
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Evalor Anstalt
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Publication date
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • 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
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    • F16D2055/0004—Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0062—Partly lined, i.e. braking surface extending over only a part of the disc circumference
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    • F16D2125/02—Fluid-pressure mechanisms
    • F16D2125/10—Plural pistons interacting by fluid pressure, e.g. hydraulic force amplifiers using different sized pistons
    • 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
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    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/22—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting transversely to the axis of rotation
    • F16D2125/28—Cams; Levers with cams

Definitions

  • the invention relates to a brake caliper for gripping over a brake disc which is connected in a rotationally fixed manner to a vehicle wheel, comprising a housing, a piston arrangement with a first piston which is displaceably guided in the housing and which can be adjusted parallel to the disc axis by a service brake device of the vehicle, and with a parallel one in the housing second piston adjustable to the disc axis, which acts on a brake lining intended for bearing against the brake disc, the two pistons enclosing between them a pressure chamber which can be connected via a connecting channel to the pressure medium circuit of a pressure medium-operated auxiliary or parking brake device of the vehicle.
  • the brake caliper mentioned above can be used for both the service brake and the auxiliary or parking brake. If pressure medium is fed into the pressure chamber between the two pistons via a control valve, only the second piston is moved and the parking brake is thus actuated. If the service brake is to be actuated, the pressure in the pressure chamber is locked in via the control valve, so that the first and second pistons move synchronously together with the fluid column locked between them. A major advantage of this The solution is that the decrease in the brake pad is automatically compensated for by the fluid flowing into the pressure chamber. An additional readjustment of the brake is not necessary.
  • the invention has for its object to design a brake caliper of the type mentioned so that the danger described above can be avoided and the pressure in the pressure chamber between the two pistons can be locked in any case.
  • connection channel can be shut off depending on an actuation of the service brake.
  • connection channel is blocked when the service brake is actuated, so that no fluid can escape from the pressure space between the two pistons and the brake responds immediately or with only an insignificant delay.
  • the first piston delimits a further pressure space which can be connected to the pressure medium circuit of a pressure medium-operated service brake.
  • the connection channel can be shut off by a valve which is by the When the service brake is actuated and a pressure is built up in the pressure medium circuit of the service brake, the valve is immediately moved into its blocking position and the pressure is thus locked in the first pressure chamber between the two pistons.
  • the valve described above can be realized in a very simple manner in that it has a plunger which is arranged displaceably in a bore of the housing or an attached valve housing which intersects the connecting channel and is connected to a piston which is on its side facing away from the plunger Pressure of the pressure medium circuit of the service brake can be applied.
  • the valve tappet is preferably biased into the open position of the valve, so that it is ensured that the valve opens again when the service brake is released.
  • the design of the brake caliper described above is independent of whether the two pistons are arranged axially one behind the other or whether the second piston is guided telescopically in the first piston.
  • connection channel can be shut off by an electrically controllable valve which can be activated, for example, by the brake light switch.
  • the first piston is arranged such that it closes the mouth of the connecting channel into the pressure space between the two pistons when it is adjusted in the direction of the second piston.
  • the pressure in the pressure space between the two pistons is thus locked by the piston itself at the beginning of the movement of the first piston. Then the two pistons move together.
  • the pressure space present between the two pistons can be connected to a pressure medium source by means of a further channel, in the further channel preventing the pressure medium from flowing out of the pressure space Check valve is arranged and wherein the mouth of the Second channel in the pressure chamber is arranged and designed so that it remains open under all operating conditions.
  • the first piston can be adjusted hydraulically or also by a mechanical or electromechanical adjusting device.
  • the first piston has a smaller diameter than the second piston.
  • the connection channel can first be shut off by the first piston before the brake pressure is built up in the first pressure chamber, so that the risk is low that in the initial phase of actuating the service brake in the event of a leak in the pressure medium circuit of the parking brake, fluid from the pressure chamber can escape between the two pistons. Only when the first piston has shut off the connecting channel, has the second piston moved so far that the brake lining rests on the disk and thus the pressure in the pressure space between the two pistons increases. At this moment, however, the connection line is closed and the pressure in the pressure chamber is thus locked up.
  • the object on which the invention is based can also be achieved in the case of a brake caliper of the type mentioned at the outset in that the pistons are arranged axially one behind the other and in that the first piston is prestressed in the direction of the second piston by spring means, the prestressing force being less than the restoring force, which acts in the brake-free state on the first and / or second piston in the sense of lifting the brake pad from the brake disc.
  • This solution is particularly advantageous in the event that the pressure between the two pistons escapes only gradually via a small leak.
  • the first piston is automatically adjusted until it mechanically abuts the second piston so that the service brake can respond immediately.
  • FIG. 1 shows a schematic section through the piston axis through a brake caliper for a brake device with a hydraulically actuated service and parking brake
  • FIG. 2 shows an enlarged section through the valve for shutting off the connecting channel
  • Figure 3 shows a section corresponding to Figure 1 through a modified
  • Figure 4 is a representation corresponding to Figure 3 of a modified
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a further embodiment of a hydraulically actuated brake caliper
  • FIGS. 3 to 5 shows a representation corresponding to FIGS. 3 to 5 of a brake caliper with a mechanically displaceable first piston and a hydraulically displaceable second piston and
  • Figure 7 is a schematic representation of a brake caliper according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 1 one can see a brake caliper, generally designated 10, with a Zan ⁇ teil 12. which overlaps a brake disc 14. Within the tooth part 12 one connected to the pliers part 12 and the other slidably mounted parallel to the axis A of the brake disc 14.
  • a housing 18 is connected to a piston bore 20 in which a first piston 22 is slidably mounted parallel to the axis A.
  • a service brake device i.e. pressure on the brake pedal of the vehicle.
  • fluid is pumped into the pressure chamber 26
  • the first piston 22 is shifted to the right in FIG. 1 and presses the left brake pad 16 in FIG. 1 against the brake disc 14. Since the housing 18 receiving the pressure chamber 26 is rigidly connected to the brake caliper 12, at the same time the right brake pad 16 in FIG.
  • the brake disc 14 is clamped like pliers between the two brake pads 16. If the pressure chamber 26 is depressurized, i.e. released the brake pedal, the first piston 22 is reset by an elastic ring 33 which is held in a groove 35 in the wall of the piston bore 20 and is elastically deformed when the first piston 22 is moved in the direction of the brake disc.
  • the first piston 22 is cup-shaped and accommodates a second piston 30 which is telescopically displaceable in it and which is likewise displaceable parallel to the axis A and is intended for contact with the brake lining 16.
  • a further pressure chamber 36 is formed, which can be connected via a connection channel 38 to a pressure medium circuit, not shown, of a parking brake device. If the fluid pressure in the pressure chamber 36 is increased by actuating the parking brake device, the second piston 30 is shifted to the right in FIG. 1 and presses the brake pad 16 against the brake disc 14 in the same manner as was described for the first piston 22. The pressure is normally locked in the pressure medium circuit of the parking brake.
  • the first and second pistons 22 and 30 move together with the fluid column locked between them, as if the two pistons were rigidly connected to one another. If a leak now occurs in the pressure medium circuit of the parking brake, for example tearing off the brake hose or the brake line leading to the connecting channel 38, there is a risk that when the service brake is actuated, the first piston 22 is displaced and not the piston 30 via the between takes them lying fluid column, but pushes the fluid out of the pressure chamber 36 through the connection channel 38. In this case, the travel of the first piston 22 may be extended until the brake is activated. In order to prevent this danger, a valve 40 is provided in order to be able to shut off the connecting channel 38.
  • the valve 40 comprises a block-shaped valve housing 42 attached to the housing 18 and having bores 44 and 46 aligned with the channels 28 and 38.
  • the two bores 44 and 46 are connected to one another by a valve bore 48, which widens in a central section to form a piston chamber 50.
  • the valve body of the valve 40 comprises a tappet 52, the diameter of which corresponds to the diameter of the valve bore 48.
  • the tappet is connected at its end facing the bore 44 to a piston 54 which can be acted upon by the operating pressure of the pressure medium of the service brake system, ie the brake pressure.
  • the plunger can be moved from the position shown in FIG. 1 to the right so far that it closes the bore 46 and thus also closes off the connecting channel 38.
  • FIG. 1 In the enlarged illustration in FIG.
  • connection piece 56 is screwed into the bore 46 and is used to connect a fluid line of the pressure medium circuit of the parking brake device.
  • an orifice plate 58 is inserted, the orifice opening 60 of which can be selected so that fluid from the pressure chamber 36 cannot run out automatically but can only be pushed out by pressure when a leak occurs in the pressure medium circuit of the parking brake.
  • the plunger 52 and the piston 54 are biased to the left by a helical compression spring 62 in FIGS. 1 and 2, that is to say in the release or open position of the valve 40. As a result, the valve 40 always opens when the pressure spaces 26 and 36 are depressurized.
  • the piston 54 is pressurized, as a result of which the valve tappet 52 is displaced to the right in FIGS. 1 and 2, so that it blocks the connecting channel 38. This ensures in any case that the pressure remains locked in the pressure chamber 36 and the two pistons 22 and 30 move synchronously, possibly with a slight delay.
  • FIG. 3 shows a modified embodiment of the brake caliper, the same parts having the same effect being identified by the same reference numerals as in FIG. 1.
  • the embodiment according to FIG. 3 differs from that of FIG. 1 only in that the first and the second pistons 22 and 30 are not guided telescopically one inside the other but lie axially next to one another. It can be clearly seen in this exemplary embodiment that in the event that the pressure in the pressure chamber 36 cannot be locked in, the first piston 22 can only exert pressure on the brake lining 16 when it strikes the second piston 30 and thus the second Piston 30 mechanically adjusted. Otherwise, the brake caliper according to FIG. 3 operates in the same way as that of FIG. 1.
  • Figure 4 shows a brake caliper similar to that of Figure 3, wherein the same parts are again designated by the same reference numerals.
  • the brake caliper according to FIG. 4 differs from that of FIG. 3 in that the valve 40 is electrically controllable and adjustable between a passage position shown in FIG. 4 and a blocking position.
  • the control can take place via a brake light switch 59, which can be actuated by a brake pedal 61 and normally switches on a brake light 63. Otherwise, the brake caliper according to FIG. 4 works in the same way as that of FIG. 3.
  • FIGS. 5 and 6 show two variants of a further embodiment of a brake caliper according to the invention, the same parts again being identified with the same reference numerals.
  • first piston 22 is hydraulically adjusted in a manner known per se.
  • the first piston is adjusted parallel to the disk axis A via a cam or eccentric disk 64.
  • the eccentric disk 64 is adjusted by an electric motor, not shown, for example a stepper motor.
  • the first piston is not arranged coaxially with the second piston 30 and has a diameter which is substantially smaller than this.
  • the first piston simultaneously serves as a valve element, which can shut off the connection channel 38, which connects the pressure chamber 36 to the pressure medium circuit of the parking brake. If the service brake is actuated and the first piston 22 is shifted to the right via the eccentric disk 64 in FIG. 6, the piston 22 firstly shuts off the connecting channel 38, as shown in FIG. 6. At this moment, no more fluid can escape from the pressure chamber 36. When the piston 22 is moved further to the right in FIG. 6, the second piston 30 is taken along with the corresponding hydraulic transmission ratio.
  • connection channel 38 there is another hole; 66 a check valve 68 is arranged, which allows an inflow of pressure medium to the pressure chamber 36, but prevents the pressure medium from escaping from the pressure chamber 36.
  • the mouth of the bore 66 in the pressure chamber 36 is designed so that it is open under all operating conditions. By supplying pressure fluid to the pressure chamber 36, the brake can be released again if a leak has occurred in the pressure medium line to the connection channel 38 and the first piston 22 has therefore blocked the mouth of the connection channel 38 when the service brake is actuated.
  • FIG. 7 finally shows a variant of a brake caliper which is constructed essentially as the brake calipers shown in FIGS. 3 and 4, but the valve 40 can be omitted.
  • a spring 70 is arranged in the pressure chamber 26 and biases the first piston 22 in the direction of the brake disc 14. If there is a leak in the supply line to the connecting duct 38, even if it is only a very small leak, then the spring 20 presses the first piston 22 in the direction of the brake disk 14 in accordance with the escape of the pressure fluid, until the first piston 22 on the second piston 30 strikes. The service brake is thus immediately ready for operation when actuated.

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Abstract

Bei einer Bremszange zum Übergreifen einer mit einem Fahrzeugrad drehfest verbundenen Bremsscheibe (14), umfassend ein Gehäuse (18), eine Kolbenanordnung (22, 30) mit einem in dem Gehäuse (18) verschiebbar geführten ersten Kolben (22), der durch eine Betriebsbremsanlage des Fahrzeuges parallel zur Scheibenachse (A) verstellbar ist und mit einem in dem Gehäuse (18) parallel zur Scheibenachse (A) verstellbaren zweiten Kolben (30), der auf einen zur Anlage an der Bremsscheibe (14) bestimmten Bremsbelag (16) wirkt, wobei die beiden Kolben (22, 30) zwischen sich einen Druckraum (36) einschließen, der über einen Anschlußkanal (38) mit dem Druckmittelkreis einer druckmittelbetätigten Hilfs- oder Feststellbremseinrichtung des Fahrzeuges verbindbar ist, ist der Anschlußkanal (38) in Abhängigkeit einer Betätigung der Betriebsbremse absperrbar.

Description

Bremszange
Die Erfindung betrifft eine Bremszange zum Übergreifen einer mit einem Fahrzeugrad drehfest verbundenen Bremsscheibe, umfassend ein Gehäuse, eine Kolbenanordnung mit einem in dem Gehäuse verschiebbar geführten ersten Kolben, der durch eine Betriebsbremseinrichtung des Fahrzeuges parallel zur Scheibenachse verstellbar ist, und mit einem in dem Gehäuse parallel zur Scheibenachse verstellbaren zweiten Kolben, der auf einen zur Anlage an der Bremsscheibe bestimmten Bremsbelag wirkt, wobei die beiden Kolben zwischen sich einen Druckraum einschließen, der über einen Anschlußkanal mit dem Druckmittelkreis einer druckmittelbetätigten Hilfs- oder Feststellbremseinrichtung des Fahrzeuges verbindbar ist.
Die vorstehend genannte Bremszange ist sowohl für die Betriebsbremse als auch die Hilfs- oder Feststellbremse verwendbar. Wird über ein Steuerventil Druckmittel in den Druckraum zwischen den beiden Kolben geleitet, wird nur der zweite Kolben bewegt und damit die Feststellbremse betätigt. Soll die Betriebsbremse betätigt werden, wird der Druck in dem Druckraum über das Steuerventil eingesperrt, so daß sich der erste und der zweite Kolben synchron zusammen mit der zwischen ihnen eingesperrten Fiuidsäule bewegen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß die Abnahme des Bremsbelages automatisch durch das in den Druckraum einströmende Fluid ausgeglichen wird. Ein zusätzliches Nachstellen der Bremse ist nicht erforderlich.
Wird bei der vorstehend beschriebenen Bremsanlage die zu dem Druckraum führende Leitung des Druckmittelkreises der Feststellbremseinrichtung beschädigt, so daß Fluid aus dieser Leitung austreten kann, so besteht die Gefahr, daß bei Betätigung der Betriebsbremse das in dem Druckraum befindliche Fluid durch das Leck in der Leitung austreten kann, so daß der Druck zwischen den beiden Kolben nicht mehr eingesperrt werden kann. Der über die Betriebsbremseinrichtung betätigte erste Kolben muß dann entsprechend weiter vorgeschoben werden, bis seine Bewegung auf den zweiten Kolben und damit auf den Bremsbelag übertragen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremszange der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die vorstehend beschriebene Gefahr vermieden werden und der Druck in dem Druckraum zwischen den beiden Kolben in jedem Falle eingesperrt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anschlußkanal in Abhängigkeit einer Betätigung der Betriebsbremse absperrbar ist.
Sollte bei der erfindungsgemäßen Lösung ein Leck in dem Druckmittelkreis der Feststellbremseinrichtung auftreten, so wird bei Betätigung der Betriebsbremse der Anschlußkanal gesperrt, so daß kein Fluid aus dem Druckraum zwischen den beiden Kolben entweichen kann und die Bremse sofort oder mit einer nur unwesentlichen Verzögerung anspricht.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung begrenzt der erste Kolben einen weiteren Druckraum, der mit dem Druckmittelkreis einer druckmittelbetätigten Betriebsbremse verbindbar ist. In diesem Falle wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Anschlußkanal durch ein Ventil absperrbar ist, das durch den Betriebsbremse betätigt und damit ein Druck in dem Druckmittelkreis der Betriebsbremse aufgebaut, wird sofort das Ventil in seine Sperrstellung verstellt und damit der Druck in dem ersten Druckraum zwischen den beiden Kolben eingesperrt.
Das vorstehend beschriebene Ventil kann auf sehr einfache Weise dadurch verwirklicht werden, daß es einen Stößel hat, der in einer den Anschlußkanal schneidenden Bohrung des Gehäuses oder eines angesetzten Ventilgehäuses verschiebbar angeordnet und mit einem Kolben verbunden ist, der auf seiner dem Stößel abgewandten Seite von dem Druck des Druckmittelkreises der Betriebsbremse beaufschlagbar ist. Vorzugsweise ist dabei der Ventilstößel in die Offenstellung des Ventils vorgespannt, so daß sichergestellt ist, daß sich das Ventil wieder öffnet, wenn die Betriebsbremse gelöst wird. Die vorstehend beschriebene Ausbildung der Bremszange ist unabhängig davon, ob die beiden Kolben axial hintereinander angeordnet sind oder ob der zweite Kolben teleskopförmig in dem ersten Kolben geführt ist.
Bei einer Variante der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Anschlußkanal durch ein elektrisch ansteuerbares Ventil absperrbar, das beispielsweise durch den Bremslichtschalter aktivierbar ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der erste Kolben so angeordnet, daß er bei einer Verstellung in Richtung auf den zweiten Kolben die Mündung des Anschlußkanals in den zwischen den beiden Kolben liegenden Druckraum verschließt. Der Druck in dem Druckraum zwischen den beiden Kolben wird also zum Beginn des Bewegens des ersten Kolbens durch diesen selbst eingesperrt. Anschließend bewegen sich die beiden Kolben gemeinsam. Um in diesem Falle die Bremse auf einfache Weise wieder öffnen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der zwischen den beiden Kolben vorhandene Druckraum durch einen weiteren Kanal mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist, wobei in dem weiteren Kanal ein das Ausströmen von Druckmittel aus dem Druckraum verhinderndes Rückschlagventil angeordnet ist und wobei die Mündung des zweiten Kanals in den Druckraum so angeordnet und ausgebildet ist, das sie unter allen Betriebsbedingungen offen bleibt.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann der erste Kolben hydraulisch oder auch durch eine mechanische oder elektromechanische Stellvorrichtung verstellbar sein. Bei einer bevorzugten Lösung hat dabei der erste Kolben einen gegenüber dem zweiten Kolben kleineren Durchmesser.
Aufgrund der hydraulischen Übersetzung benötigt man für das Verschieben des ersten Kolbens eine relativ geringe Kraft. Dies hat den Vorzug, daß die Stellvorrichtung kleiner dimensioniert werden kann. Gleichzeitig ist aber der Stellweg des ersten Kolbens größer als der Stellweg des zweiten Kolbens. Dadurch kann zunächst der Anschlußkanal durch den ersten Kolben abgesperrt werden, bevor der Bremsdruck in dem ersten Druckraum aufgebaut wird, so daß die Gefahr gering ist, daß in der Anfangsphase der Betätigung der Betriebsbremse im Falle eines Lecks in dem Druckmittelkreis der Feststellbremse Fluid aus dem Druckraum zwischen den beiden Kolben entweichen kann. Erst wenn der erste Kolben den Anschlußkanal abgesperrt hat, hat sich auch der zweite Kolben soweit bewegt, daß der Bremsbelag an der Scheibe anliegt und damit der Druck in dem Druckraum zwischen den beiden Kolben ansteigt. In diesem Augenblick ist aber die Anschlußleitung verschlossen und damit der Druck in dem Druckraum eingesperrt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann bei einer Bremszange der eingangs genannten Art auch dadurch gelöst werden, daß die Kolben axial hintereinander angeordnet sind und daß der erste Kolben durch Federmittel in Richtung auf den zweiten Kolben vorgespannt ist, wobei die Vorspannkraft kleiner als die Rückstellkraft ist, welche im bremsfreien Zustand auf den ersten und/oder zweiten Kolben im Sinne eines Abhebens des Bremsbelages von der Bremsscheibe wirkt. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft für den Fall, daß der Druck zwischen den beiden Kolben über ein kleines Leck nur schleichend entweicht. In diesem Falle wird der erste Kolben automatisch nachgestellt, bis er am zweiten Kolben mechanisch anliegt, so daß die Betriebsbremse sofort ansprechen kann. Weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen die Kolbenachse enthaltenden Schnitt durch eine Bremszange für eine Bremseinrichtung mit hydraulisch betätigbarer Betriebs- und Feststellbremse,
Figur 2 einen vergrößerten Schnitt durch das Ventil zum Absperren des Anschlußkanals,
Figur 3 einen der Figur 1 entsprechenden Schnitt durch eine abgewandelte
Form einer Bremszange für eine hydraulische Betriebs- und Feststellbremse,
Figur 4 eine der Figur 3 entsprechende Darstellung einer abgewandelten
Ausführungsform der Bremszange,
Figur 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer hydraulisch betätigbaren Bremszange,
Figur 6 eine den Figuren 3 bis 5 entsprechende Darstellung einer Bremszange mit einem mechanisch verschiebbaren ersten Kolben und einem hydraulisch verschiebbaren zweiten Kolben und
Figur 7 eine schematische Darstellung einer Bremszange gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
In Figur 1 erkennt man eine allgemein mit 10 bezeichnete Bremszange mit einem Zanαenteil 12. das eine Bremsscheibe 14 überqreift. Innerhalb des Zanαenteils 12 der eine mit dem Zangenteil 12 verbunden und der andere parallel zur Achse A der Bremsscheibe 14 verschiebbar gelagert ist.
Mit dem Zangenteil 12 ist ein Gehäuse 18 mit einer Kolbenbohrung 20 verbunden, in der ein erster Kolben 22 parallel zur Achse A verschiebbar gelagert ist. Dieser erste Kolben 22 begrenzt zusammen mit einer Gehäusestirnwand 24 einen Druckraum 26, der über eine Bohrung 28 in der Gehäusewand an einen nicht dargestellten Druckmittelkreis einer Betriebsbremseinrichtung eines Fahrzeuges anschließbar ist. Wird durch Betätigung der Betriebsbremse, d.h. einen Druck auf das Bremspedal des Fahrzeuges, Fluid in den Druckraum 26 gepumpt, so wird der erste Kolben 22 in Figur 1 nach rechts verschoben und drückt den in der Figur 1 linken Bremsbelag 16 gegen die Bremsscheibe 14. Da das den Druckraum 26 aufnehmende Gehäuse 18 starr mit der Bremszange 12 verbunden ist, wird gleichzeitig auch der in der Figur 1 rechte Bremsbelag 16 gegen die Bremsscheibe gedrückt. Die Bremsscheibe 14 wird zangenartig zwischen den beiden Bremsbelägen 16 eingespannt. Wird der Druckraum 26 drucklos, d.h. das Bremspedal freigegeben, so wird der erste Kolben 22 durch einen elastischen Ring 33 zurückgestellt, der in einer Nut 35 der Wand der Kolbenbohrung 20 gehalten ist und beim Verstellen des ersten Kolbens 22 in Richtung auf die Bremsscheibe elastisch verformt wird.
Der erste Kolben 22 ist becherförmig ausgebildet und nimmt einen teleskopisch in ihm verschiebbar geführten zweiten Kolben 30 auf, der ebenfalls parallel zur Achse A verschiebbar ist und zur Anlage an den Bremsbelag 16 bestimmt ist. Zwischen dem Boden 32 des ersten Kolbens und dem Boden 34 des zweiten Kolbens 30 ist ein weiterer Druckraum 36 gebildet, der über einen Anschlußkanal 38 an einen nicht dargestellten Druckmittelkreis einer Feststellbremseinrichtung anschließbar ist. Wird in dem Druckraum 36 durch Betätigung der Feststellbremseinrichtung der Fluiddruck erhöht, so wird der zweite Kolben 30 in der Figur 1 nach rechts verschoben und drückt den Bremsbelag 16 gegen die Bremsscheibe 14 in der gleichen Weise wie dies für den ersten Kolben 22 beschrieben wurde. Im Normalfall ist der Druck in dem Druckmittelkreis der Feststellbremse eingesperrt. Wird die Betriebsbremse betätigt, verschieben sich der erste und der zweite Kolben 22 bzw. 30 gemeinsam mit der zwischen ihnen eingesperrten Fiuidsäule, als ob die beiden Kolben starr miteinander verbunden wären. Sollte nun ein Leck in dem Druckmittelkreis der Feststellbremse auftreten, beispielsweise der Bremsschlauch bzw. die zu dem Anschlußkanal 38 führende Bremsleitung abreißen, so besteht die Gefahr, daß bei Betätigung der Betriebsbremse der erste Kolben 22 verschoben wird und dabei nicht den Kolben 30 über die zwischen ihnen liegende Fiuidsäule mitnimmt, sondern das Fluid durch den Anschlußkanal 38 aus dem Druckraum 36 herausschiebt. In diesem Falle verlängert sich möglicherweise der Stellweg des ersten Kolbens 22, bis die Bremse anspricht. Um dieser Gefahr vorzubeugen, ist ein Ventil 40 vorgesehen, um den Anschlußkanal 38 absperren zu können.
Das Ventil 40 umfaßt ein an das Gehäuse 18 angesetztes blockförmiges Ventilgehäuse 42, das mit den Kanälen 28 und 38 fluchtende Bohrungen 44 bzw. 46 hat. Die beiden Bohrungen 44 und 46 sind durch eine Ventilbohrung 48 miteinander verbunden, die sich in einem mittleren Abschnitt zu einer Kolbenkammer 50 erweitert. Der Ventilkörper des Ventils 40 umfaßt einen Stößel 52, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Ventilbohrung 48 entspricht. Der Stößel ist an seinem der Bohrung 44 zugewandten Ende mit einem Kolben 54 verbunden, der von dem Betriebsdruck des Druckmittels der Betriebsbremsanlage, d.h. dem Bremsdruck beaufschlagbar ist. Der Stößel kann aus der in der Figur 1 dargestellten Stellung so weit nach rechts verschoben werden, daß er die Bohrung 46 verschließt und damit auch den Anschlußkanal 38 absperrt. In der vergrößerten Darstellung der Figur 2 erkennt man, daß in die Bohrung 46 ein Anschlußstutzen 56 eingeschraubt ist, der zum Anschluß einer Fluidleitung des Druckmittelkreises der Feststellbremseinrichtung dient. In eine Bohrung des Anschlußstückes 56 ist eine Blendenscheibe 58 eingelegt, deren Blendenöffnung 60 so gewählt werden kann, daß Fluid aus dem Druckraum 36 nicht selbsttätig auslaufen kann sondern nur durch Druck ausgeschoben wird, wenn ein Leck in dem Druckmittelkreis der Feststellbremse auftritt. Der Stößel 52 und der Kolben 54 werden durch eine Schraubdruckfeder 62 in den Figuren 1 und 2 nach links, d.h. in die Freigabe oder Öffnungsstellung des Ventils 40 vorgespannt. Dadurch öffnet sich das Ventil 40 stets, wenn die Druckräume 26 und 36 drucklos sind. Wird dagegen die Betriebsbremse betätigt, wird der Kolben 54 mit Druck beaufschlagt, wodurch der Ventilstößel 52 in den Figuren 1 und 2 nach rechts verschoben wird, so daß er den Anschlußkanal 38 absperrt. Damit ist in jedem Falle sichergestellt, daß der Druck in dem Druckraum 36 eingesperrt bleibt und sich die beiden Kolben 22 und 30, gegebenenfalls mit einer geringfügigen Verzögerung synchron verschieben.
Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Bremszange, wobei gleiche und gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Figur 1 bezeichnet sind. Die Ausführungsform gemäß Figur 3 unterscheidet sich von jener der Figur 1 nur dadurch, daß der erste und der zweite Kolben 22 bzw. 30 nicht teleskopisch ineinander geführt sind sondern axial nebeneinander liegen. Man erkennt in diesem Ausführungsbeispiel deutlich, daß für den Fall, daß der Druck in dem Druckraum 36 nicht eingesperrt werden kann, der erste Kolben 22 erst dann Druck auf den Bremsbelag 16 ausüben kann, wenn er an dem zweiten Kolben 30 anschlägt und damit den zweiten Kolben 30 mechanisch verstellt. Im übrigen arbeitet die Bremszange gemäß Figur 3 in der gleichen Weise wie jene der Figur 1.
Figur 4 zeigt eine Bremszange ähnlich jener der Figur 3, wobei gleiche Teile wieder mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden. Die Bremszange gemäß Figur 4 unterscheidet sich von jener der Figur 3 dadurch, daß das Ventil 40 elektrisch ansteuerbar und zwischen einer in Figur 4 dargestellten Durchlaßstellung und einer Sperrstellung verstellbar ist. Die Ansteuerung kann über einen Bremslichtschalter 59 erfolgen, der durch einen Bremspedal 61 betätigbar ist und normalerweise ein Bremslicht 63 einschaltet. Im übrigen arbeitet die Bremszange gemäß Figur 4 in der gleichen Weise wie jene der Figur 3.
Die Figuren 5 und 6 zeigen zwei Varianten einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremszange, wobei gleiche Teile wieder mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 wird der erste Kolben 22 in an sich bekannter Weise hydraulisch verstellt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 wird der erste Kolben über eine Nocken- oder Exzenterscheibe 64 parallel zur Scheibenachse A verstellt. Die Exzenterscheibe 64 wird durch einen nicht dargestellten Elektromotor, beispielsweise einen Schrittmotor verstellt. Dabei ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 der erste Kolben nicht koaxial zum zweiten Kolben 30 angeordnet und hat einen gegenüber diesem wesentlich kleineren Durchmesser.
Bei beiden Varianten dient der erste Kolben gleichzeitig als Ventilelement, das den Anschlußkanal 38, welcher den Druckraum 36 mit dem Druckmittelkreis der Feststellbremse verbindet, absperren kann. Wird die Betriebsbremse betätigt und dabei der erste Kolben 22 über die Exzenterscheibe 64 in der Figur 6 nach rechts verschoben, so sperrt der Kolben 22 als erstes den Anschlußkanal 38 ab, wie dies in Figur 6 dargestellt ist. In diesem Augenblick kann kein Fluid mehr aus dem Druckraum 36 entweichen. Bei einer weiteren Verstellung des Kolbens 22 in der Figur 6 nach rechts wird der zweite Kolben 30 mit dem entsprechenden hydraulischen Übersetzungsverhältnis mitgenommen. Da der Stellweg des ersten Kolbens 22 aufgrund seines kleineren Durchmessers bei gegebenem Fluiddruck wesentlich größer ist als der Stellweg des zweiten Kolbens 30, ist sichergestellt, daß der Anschlußkanal 38 abgesperrt ist, bevor der zweite Kolben 30 den Bremsbelag 16 gegen die Bremsscheibe 14 gedrückt hat und damit der Druck in der Druckkammer 36 ansteigt. Damit ist die Gefahr gering, daß Fluid aus dem Druckraum 36 aufgrund eines Lecks in dem Druckmittelkreis der Feststellbremse entweichen kann, bevor der Anschlußkanal 38 versperrt ist.
Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 wird bei Betätigung der Betriebsbremse der Anschlußkanal 38 durch den ersten Kolben 22 versperrt, wobei allerdings die vorstehend genannten Vorzüge des hydraulischen Übersetzungsverhältnisses zwischen erstem und zweitem Kolben entfallen, da beide Kolben denselben Durchmesser haben.
Bei beiden Varianten ist neben dem Anschlußkanal 38 eine weitere Bohrung; 66 ein Rückschlagventil 68 angeordnet, das einen Zustrom von Druckmittel zu dem Druckraum 36 erlaubt, ein Entweichen des Druckmittels aus dem Druckraum 36 aber verhindert. Wie man insbesondere in Figur 5 erkennt, ist die Mündung der Bohrung 66 in den Druckraum 36 so gestaltet, daß sie unter allen Betriebsbedingungen offen ist. Durch Zuführen von Druckfluid in den Druckraum 36 kann die Bremse wieder gelöst werden, falls ein Leck in der Druckmittelleitung zu dem Anschlußkanal 38 aufgetreten ist und der erste Kolben 22 daher bei Betätigung der Betriebsbremse die Mündung des Anschlußkanals 38 versperrt hat.
Figur 7 schließlich zeigt eine Variante einer Bremszange, die im wesentlichen so aufgebaut ist, wie die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Bremszangen, wobei aber das Ventil 40 entfallen kann. In dem Druckraum 26 ist eine Feder 70 angeordnet, welche den ersten Kolben 22 in Richtung auf die Bremsscheibe 14 vorspannt. Tritt in der Zuleitung zum Anschlußkanal 38 ein Leck auf, und sei es auch nur ein sehr kleines Leck, dann drückt die Feder 20 den ersten Kolben 22 entsprechend dem Entweichen des Druckfluids in Richtung auf die Bremsscheibe 14, bis der erste Kolben 22 am zweiten Kolben 30 anschlägt. Damit ist die Betriebsbremse bei Betätigung sofort betriebsbereit.

Claims

Ansprüche
1. Bremszange zum Übergreifen einer mit einem Fahrzeugrad drehfest verbundenen Bremsscheibe (14), umfassend ein Gehäuse (18), eine Kolbenanordnung (22, 30) mit einem in dem Gehäuse (18) verschiebbar geführten ersten Kolben (22), der durch eine Betriebsbremsanlage des Fahrzeuges parallel zur Scheibenachse (A) verstellbar ist und mit einem in dem Gehäuse (18) parallel zur Scheibenachse (A) verstellbaren zweiten Kolben (30), der auf einen zur Anlage an der Bremsscheibe (14) bestimmten Bremsbelag (16) wirkt, wobei die beiden Kolben (22, 30) zwischen sich einen . Druckraum (36) einschließen, der über einen Anschlußkanal (38) mit dem Druckmittelkreis einer druckmittelbetätigten Hilfs- oder Feststellbremseinrichtung des Fahrzeuges verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkanal (38) in Abhängigkeit einer Betätigung der Betriebsbremse absperrbar ist.
2. Bremszange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkanal (38) von einer Bohrung in einer den Druckraum (36) umschließenden Gehäusewand gebildet ist.
3. Bremszange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (22) einen zweiten Druckraum (26) begrenzt, der mit dem Druckmittelkreis einer druckmittelbetätigten Betriebsbremse verbindbar ist, und daß der Anschlußkanal (38) durch ein Ventil (40) absperrbar ist, das durch den Bremsdruck der Betriebsbremse in seine Sperrstellung verstellbar ist.
4. Bremszange nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (40) einen Stößel (52) hat, der in einer den Anschlußkanal (38) schneidenden Bohrung (48) verschiebbar angeordnet und mit einem Kolben (54) verbunden ist, der auf seiner dem Stößel (52) abgewandten Seite vom Druck des Druckmittelkreises der Betriebsbremse beaufschlagbar ist.
5. Bremszange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (52) in die Offenstellung des Ventils (40) vorgespannt ist.
6. Bremszange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkanal (38) durch ein elektrisch ansteuerbares Ventil (40) absperrbar ist.
7. Bremszange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch ansteuerbare Ventil (40) durch einen Bremslichtschalter (59) aktivierbar ist.
8. Bremszange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (22) so angeordnet ist, daß er bei einer Verstellung in Richtung auf den zweiten Kolben (30) die Mündung des Anschlußkanals (38) in den zwischen den Kolben (22, 30) liegenden Druckraum (36) verschließt.
9. Bremszange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Kolben (22, 30) vorhandene Druckraum (36) durch einen zweiten Kanal (66) mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist, wobei in dem zweiten Kanal (66) ein das Ausströmen von Druckmittel aus dem Druckraum (36) verhinderndes Rückschlagventil (68) angeordnet ist und wobei die Mündung des weiteren Kanals (66) in den Druckraum (36) so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie unter allen Betriebsbedingungen offen ist. •
10. Bremszange nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (22) durch eine mechanische oder elektromechanische Stellvorrichtung verstellbar ist.
11. Bremszange nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (22) ein gegenüber dem zweiten Kolben (30) kleineren Durchmesser hat.
12. Bremszange nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben (22, 30) koaxial zueinander angeordnet sind.
13. Bremszange nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (30) teleskopförmig in dem ersten Kolben (22) geführt ist.
14. Bremszange zum Übergreifen einer mit einem Fahrzeug drehfest verbundenen Bremsscheibe (14) umfassend ein Gehäuse (18), eine Kolbenanordnung (22, 30) mit einem in dem Gehäuse (18) verschiebbar geführten ersten Kolben (22), der durch eine Betriebsbremsanlage des Fahrzeuges parallel zur Scheibenachse (A) verstellbar ist, und mit einem in dem Gehäuse (18) parallel zur Scheibenachse (A) verstellbaren zweiten Kolben (30), der auf einen zur Anlage an der Bremsscheibe (14) bestimmten Bremsbelag (16) wirkt, wobei die beiden axial hintereinander angeordneten Kolben (22, 30) zwischen sich einen Druckraum (36) einschließen, der über einen Anschlußkanal (38) mit dem Druckmittelkreis einer druckmittelbetätigten Hilfs- oder Festellbremseinrichtung des Fahrzeugs verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (22) durch Federmittel (70) in Richtung auf den zweiten Kolben (30) vorgespannt ist, wobei die Vorspannkraft kleiner als die Rückholkraft ist, welche im bremsfreien Zustand auf den zweiten Kolben (30) im Sinne eines Abhebens des Bremsbelages (16) von der Bremsscheibe (14) wirkt.
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