DE102006020850A1 - Scheibenbremse - Google Patents

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DE102006020850A1
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Johann Baumgartner
Aleksander Pravez
Robert Trimpe
Steffen Geissler
Gusztav Holler
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
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Abstract

Eine Vorrichtung zur Einstellung eines Keilwinkels (alpha) einer elektrisch angetriebenen Reibungsbremse mit Selbstverstärkung und hydraulischer Kraftübertragung, insbesondere Scheibenbremse, mit: einem ersten Hydraulikzylinder (20, 43) zur Einstellung des Keilwinkels (alpha); einem zweiten Hydraulikzylinder (21, 44) zur Einleitung einer Zuspannkraft; eine Arbeitseinheit (5) zur Keilwinkelumschaltung und einer mit einem Elektromotor (1) gekoppelten Zahnradpumpe (2), wobei die Hydraulikzylinder (20, 21) jeweils mit einem Ende mit einem Bremsbelag (12) in mechanischer Wirkungsverbindung stehen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (20, 21, 43, 44) hydraulisch in Reihe mit der Arbeitseinheit (5) und der Zahnradpumpe (2) geschaltet sind; sowie eine Bremse mit einer entsprechenden Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse in Ausführung mit Selbstverstärkung mit einem elektrischen Antrieb.
  • Scheibenbremsen mit Selbstverstärkung unterschiedlicher Bauart sind bekannt. Ein elektrischer Antrieb für eine derartige Bremse zur Zuspannung des Bremsbelags für einen Bremsvorgang wird mittels eines Elektromotors und eines geeigneten Getriebes ausgeführt, wobei nach dem bekannten Keileinzugprinzip eine hohe Selbstverstärkung der Bremskraft durch die kinetische Energie eines bewegten Fahrzeugs auftritt, die ausgenutzt wird, was die benötigte Zustellkraft des Bremsantriebs erheblich verringert.
  • Der elektrische Antrieb einer derartigen Scheibenbremse mit Selbstverstärkung erfordert eine bestimmte elektrische Leistung, die durch elektrische Leitungen von der Bordspannungsquelle des Fahrzeugs übertragen wird. Bei Nutzfahrzeugen ist die Leitungslänge relativ groß und der elektrische Spannungsabfall über dieser Leitung bei Betrieb der Bremse trägt dazu bei, dass die für den elektrischen Antrieb der jeweiligen Radbremse zur Verfügung stehende Spannung geringer als die Bordspannung ist. Um diesen Spannungsabfall gering zu halten, werden größere Leitungsquerschnitte der Leitungen notwendig, welche sich negativ im Gewicht auswirken.
  • Der Reibwert des Bremsbelags ändert sich bekanntermaßen vor allem infolge von Erwärmung, die zum Beispiel bei Scheibenbremsen für LKW eine besondere Rolle spielt. Die hierbei zusätzliche erforderliche Motorleistung ist erheblich und bringt zusätzliche Mehrkosten für die Bereitstellung der elektrischen Versorgung.
  • Hierzu sind Vorschläge zur Anpassung bzw. Verstellung der Selbstverstärkung einer Scheibenbremse in Abhängigkeit vom aktuellen Reibwert gemacht worden.
  • Beispiele für derartige Bremsen sind DE 101 05 752 A1 und DE 103 24 424 A1 .
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse mit Selbstverstärkung und elektrischem Antrieb hinsichtlich ihrer Leistungsanforderung für elektrische Aktivierungsenergie zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Selbstverstärkung der Scheibenbremse mittels mindestens eines Umlenkhebels zu erzeugen.
  • Dabei erfolgt eine Umlenkung der am Bremsbelag auftretenden tangentialen Kräfte in axiale Kräfte, die auf den Bremsbelag durch den Umlenkhebel wieder eingeleitet werden. Der Umlenkhebel bildet mit einem Verhältnis seiner Hebelarme einen virtuellen Keilwinkel, wodurch das bekannte Keileinzugprinzip einer selbstverstärkende Bremse in vorteilhafter Weise zum Tragen kommt.
  • Eine erfindungsgemäße Scheibenbremse in Ausführung mit Selbstverstärkung, mit elektrischem Antrieb und einem Bremssattel weist Folgendes auf:
    mindestens einen Belagträger für einen Bremsbelag; und
    mindestens einen Umlenkhebel zur Erzeugung der Selbstverstärkung,
    wobei der mindestens eine Umlenkhebel über einen tangentialen Hebelarm und über einen axialen Hebelarm mit dem mindestens einen Belagträger durch Bildung einer auf den mindestens einen Belagträger einwirkenden Hilfskraft (FH) in Eingriff steht.
  • Dabei wird die Aktivierung der Scheibenbremse durch tangentiale und/oder axiale Aufbringung einer Aktuatorkraft mittels des elektrischen Antriebs auf den Belagträger realisiert. In bevorzugter Ausgestaltung wird die Aktivierung durch den Umlenkhebel eingeleitet, welcher in einem Hebellager verschwenkbar am Bremssattel angebracht ist.
  • In einer weiteren Ausführung sind mindestens zwei Umlenkhebel mit jeweils einem Kopplungselement versehen über welche sie miteinander in Eingriff stehen. Diese Kopplungselemente sind dazu mit Verzahnungen versehen, wobei eines dieser Kopplungselemente oder der mit ihm verbundene Umlenkhebel von dem elektrischen Antrieb zur Aktivierung der Bremse antreibbar ist. Dadurch ist eine durch den elektrischen Antrieb vorteilhafte Betätigung der Bremse durch Einleitung einer anfänglichen Aktivierungszuspannkraft und einer moderierenden Beeinflussung beim Bremsvorgang ermöglicht.
  • In bevorzugter Ausführung steht der tangentiale Hebelarm des mindestens einen Umlenkhebels in einem tangentialen Eingriffspunkt und der axiale Hebelarm des mindestens einen Umlenkhebels in einem axialen Eingriffspunkt mit dem mindestens einen Belagträger in Eingriff.
  • Diese Eingriffspunkte sind an mindestens einem Kraftübertragungsabschnitt des Belagträgers angeordnet, wobei dieser in einer Ausführung an einem Ende und/oder in einem Endabschnitt des Belagträgers angeordnet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist der mindestens eine Kraftübertragungsabschnitt einen Vorsprung für den tangentialen Eingriffspunkt und ein Kraftübertragungselement für den axialen Eingriffspunkt auf.
  • Besonders vorteilhaft ist es bei einer bevorzugten Ausführung, dass mindestens ein Eingriffspunkt zur Änderung einer Hebelarmlänge des mindestens einen Umlenkhebels verstellbar ausgebildet ist. Somit ist durch eine solche Verstellung des Hebelverhältnisses des Umlenkhebels der virtuelle Keilwinkel beeinflussbar und somit die Selbstverstärkung der Scheibenbremse vorteilhaft einfach verstellbar. Dazu ist es bevorzugt vorgesehen, der mindestens eine Umlenkhebel zur Verstellung des mindestens einen Eingriffspunkts mindestens eine Führung, in welcher ein Eingriffselement geführt angeordnet ist, aufweist. Vorzugsweise ist das Eingriffselement eine Druckrolle.
  • Die mindestens eine Führung ist bevorzugt so kurvenförmig ausgebildet, dass bei allen Betriebszuständen der Scheibenbremse nur eine geringe Verstellenergie nötig ist, wodurch der Energiebedarf zur Aktivierung und Regelung der Scheibenbremse reduziert ist.
  • Die Scheibenbremse ist mit einer Nachstellvorrichtung ausgerüstet, welche vorteilhaft im Kraftfluss des mindestens einen axialen Eingriffspunkts angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau der Scheibenbremse.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Nachstellvorrichtung aus einer Spindel und einem korrespondierenden Verstellelement besteht, wobei die Spindel oder/und das Verstellelement antreibbar ausgebildet ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:
  • 1 eine schematisches Darstellung einer Scheibenbremse mit Selbstverstärkung nach dem Keilprinzip;
  • 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse;
  • 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenbremse; und
  • 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenbremse.
  • Gleiche Bezugszeichen gelten für Teile mit gleicher oder ähnlicher Funktion.
  • In den Figuren sind Koordinatensysteme mit Koordinaten x, y, z zur erleichterten Orientierung aufgeführt. Hierbei entspricht die x-Richtung einer tangentialen Richtung einer Scheibenbremse 1, die y-Richtung einer axialen Richtung, in welcher eine Zustellung oder ein Lösen der Scheibenbremse 1 erfolgt, und die z-Richtung eine auf den Zeichnungsebenen senkrecht stehenden Richtung.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Scheibenbremse 1 mit Selbstverstärkung nach dem Keilprinzip.
  • Die Scheibenbremse 1 ist nur zum Teil dargestellt. Sie weist eine Bremsscheibe 2 auf, die in einer Drehrichtung 6 rotiert. Ein Bremsbelag 3, der auf einem Belagträger 4 befestigt ist, liegt an der Bremsscheibe 2 auf einer Seite an. Ein weiterer Bremsbelag auf der gegenüber liegenden Seite ist nicht gezeigt. Der Belagträger 4 ist in einem Bremssattel 5 angeordnet, der hier nur schematisch dargestellt ist und eine Schräge mit einem Winkel α, dem so genannten Keilwinkel, aufweist, an welcher der Belagträger 4 mit einer korrespondierenden Schräge anliegt. Der Keilwinkel α ist geometrisch durch das Verhältnis von Länge x0 und y0 wie folgt definiert: tanα = x0/y0 (1).
  • Zwischen diesen beiden Schrägen existiert ein Reibungskoeffizient μ1. Ein weiterer Reibungskoeffizient μr mit einem wesentlich höheren Wert ist zwischen dem Bremsbelag 3 und der Bremsscheibe 2 vorhanden. Hier sind zur Verdeutlichung der Reibungsverhältnisse Reibkraft FR1 und zugehörige Normalkraft FN, sowie Reibkraft FR2 und FH angedeutet.
  • An einer Stelle des Belagträgers 4 wird dieser mit einer Aktuatorkraft FA zur Aktivierung eines Bremsvorgangs in einem Einleitungspunkt 40 beaufschlagt. Die Aktuatorkraft FA wird unter einem Krafteinleitungswinkel β in den Belagträger 4 eingeleitet und presst den Bremsbelag 3 an die Bremsscheibe 2, wodurch der Belagträger durch die Reibung des Bremsbelags 3 an der Bremsscheibe 2 in tangentialer x-Richtung, die hier der Drehrichtung 6 entspricht, gegen die Schräge des Bremssattels 5 gedrückt wird. Dabei entsteht eine Hilfskraft FH, die abhängig vom Keilwinkel α unterschiedlich groß ist und die Aktuatorkraft FA unterstützt. Dadurch wird eine Selbstverstärkung beim Bremsvorgang erzeugt. Die Hilfskraft FH steht senkrecht auf der Schräge und ist die in diesem Punkt auftretende Normalkraft. Der mit γ bezeichnete Winkel ist ein in diesem Bereich geltender Reibungswinkel.
  • Die Aktuatorkraft FA wird von einem elektrischen Antrieb mit einem geeigneten Getriebe (nicht dargestellt) auf den Belagträger 4 so aufgebracht, dass der Belagträger 4 bei Auftreten der Selbstverstärkung so gehalten wird, dass keine Verklemmung vorkommen kann. Dazu wird der elektrische Antrieb entsprechend vorwärts und rückwärts verfahren und mittels nicht gezeigter Kraft- und/oder Wegsensoren in seiner Wirkungsweise mittels einer Regelvorrichtung geregelt.
  • Eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 ist in 2 dargestellt.
  • Der Belagträger 4 ist an beiden Enden in x-Richtung mit einem Kraftübertragungsabschnitt 19, 20 versehen, welcher jeweils rechteckig ausgebildet ist. Der in der 2 links angeordnete Kraftübertragungsabschnitt 19 steht mit einem Umlenkhebel 9 in Wirkungsverbindung.
  • Der Umlenkhebel 9 ist in einem ersten Hebellager 7 am Bremssattel 5 verschwenkbar gelagert. Er weist einen tangentialen Hebelarm 21 mit einer Länge y1 und einen axialen Hebelarm 22 mit einer Länge x1 auf. Der tangentiale Hebelarm 21 steht mit dem Kraftübertragungsabschnitt 19 in einem unteren senkrechten Abschnitt desselben in einem ersten tangentialen Eingriffspunkt 11 in Eingriff, während der axiale Hebelarm 22 mit einem oberen waagerechten Abschnitt des Kraftübertragungsabschnitt 19 in einem ersten axialen Eingriffspunkt 13 in Eingriff steht. Die Hebelarme 21, 22 sind im Bereich der Eingriffspunkte 11, 13 mit einer Abwälzkurve ausgebildet. Sie können aber auch mit einer Rolle oder ähnlichem versehen sein
  • Nun wird die Funktion dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Durch die Aktuatorkraft FA im Einleitungspunkt 40 auf den Belagträger 4 wird der Bremsbelag 3 gegen die Bremsscheibe 2 gedrückt und in tangentialer x-Richtung verschoben. Dabei drückt der Belagträger 4 mit seinem Kraftübertragungsabschnitt 19 gegen den tangentialen Hebelarm 11 des Umlenkhebels 9. Durch ein Momentengleichgewicht um das Hebellager 7 entsteht die Hilfskraft FH, welche auf die Koordinatenrichtungen x und y projiziert einen tangentialen Anteil FHy und einen axialen Anteil FHx er gibt. Die Kräfte FHy und FHx sind abhängig von den Hebelverhältnissen unterschiedlich groß und unterstützen die Aktuatorkraft FA sowohl in x- als auch in y-Richtung, wodurch eine Selbstverstärkung erzeugt wird.
  • Die Hebelarmlängen x1 und y1 stehen mit einem virtuellen Keilwinkel αv in folgendem Zusammenhang: tanαv = x1/y1 (2)
  • Somit ist die oben beschriebene Kraftumlenkung theoretisch das bei 1 beschriebene Keileinzugprinzip. Dabei wirkt der Umlenkhebel 9 mit seinem Hebelverhältnis als virtueller Keilwinkel αv.
  • Auch in diesem Fall ist der elektrische Antrieb zur Aufbringung der Aktuatorkraft FA auf den Belagträger 4 mit diesem über ein Getriebe zur Ausübung von Druck- und Zugkräften verbunden und entsprechend geregelt.
  • Durch eine Verstellbarkeit des Hebelverhältnisses des Umlenkhebels 9 kann der virtuelle Keilwinkel αv und somit die Selbstverstärkung, das heißt die Hilfskraft FH, ebenfalls verstellbar ausgebildet werden.
  • Dazu zeigt 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1.
  • In diesem zweiten Ausführungsbeispiel steht der Belagträger 4 an seinen beiden Enden in x-Richtung mit jeweils einem Umlenkhebel 9 und 10 in Eingriff, wie in der Beschreibung zu 2 bereits angegeben. Der zweite Umlenkhebel 10 ist in hier in einem zweiten Hebellager 8 wie der erste Umlenkhebel 9 am Bremssattel 5 verschwenkbar gelagert, wobei der zweite Umlenkhebel 10 spiegelbildlich zum ersten Umlenkhebel 9 angeordnet ist.
  • Durch den zweiten Umlenkhebel 10 ist auch eine Bremsung der Bremsscheibe 2 in beiden Drehrichtungen ermöglicht. Die Funktion der Selbstverstärkung ist unter 2 bereits beschrieben und soll hier nicht wiederholt werden.
  • Die tangentialen Hebelarme 21 und 23 der beiden Umlenkhebel 9 und 10 stehen jeweils über ein Eingriffselement 17, 18 mit der korrespondierenden Seite des jeweiligen Kraftübertragungsabschnitts 19, 20 des Belagträgers 4 in Eingriff. Die Übertragungselemente 17, 18 sind hier als Druckrollen ausgebildet, welche jeweils in einer Führung 15, 16 des jeweiligen tangentialen Hebelarms 21, 23 verstellbar geführt angeordnet sind. Diese Führungen 15, 16 sind in diesem Beispiel Ausnehmungen in Nutform in dem jeweiligen Hebelarm 21, 23 in gerader Ausdehnung. Das jeweilige Eingriffselement 17, 18 ist über ein nicht gezeigtes Getriebe bzw. Hebelgetriebe mittels eines Antriebs oder einer Antriebsverbindung zum elektrischen Antrieb vorgebbar oder automatisch verstellbar, wobei über nicht gezeigte Sensoren und eine Steuereinrichtung die Verstellung erfolgt.
  • Die Verstellung der Eingriffselemente 17, 18 bewirkt eine Veränderung der Länge y1 des jeweiligen tangentialen Hebelarms 21, 23 des jeweiligen Umlenkhebels 9, 10 und somit des virtuellen Keilwinkels αv. Damit ist die Selbstverstärkung der Scheibenbremse 1 einstellbar. Eine geeignete Steuereinrichtung kann mittels geeigneter Sensoren die Selbstverstärkung dem jeweiligen Bremszustand beim Bremsvorgang vorteilhaft anpassen und einen optimalen Wirkungsgrad der Scheibenbremse 1 erzielen.
  • Das in 3 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Scheibenbremse weist außerdem den Vorteil auf, dass eine gleichmäßige Einleitung der Hilfskräfte FH in den Belagträger 4 und somit eine gleichmäßige Abnutzung des Bremsbelags 3 erfolgt.
  • Die Führungen 15, 16 können auch in den axialen Hebelarmen 22 und 24 der Umlenkhebel 9, 10 eingebracht sein. Entweder anstelle der Anordnung in den tangentialen Hebelarmen 21, 23 oder auch zusätzlich, was weitere Einstellmöglichkeiten der Selbstverstärkung gestattet.
  • 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1, bei welchem die Umlenkhebel 9, 10 ebenfalls wie in 3 spiegelbildlich in Hebellagern 7 und 8 am Bremssattel 5 verschwenkbar angebracht sind. Die tangentialen Hebelarme 21 und 23 der Umlenkhebel 9 und 10 stehen in ihren unteren Abschnitten in ersten und zweiten tangentialen Eingriffspunkten 11 und 12 mit dem Belagträger 4 über jeweils einen ersten und zweiten Vorsprung 38, 39 in Eingriff. Die Vorsprünge 38 und 39 sind auf der Oberseite des Belagträgers 4 im jeweiligen äußeren Drittel in x-Richtung angeordnet.
  • Die axialen Hebelarme 22 und 24 der Umlenkhebel 9 und 10 weisen jeweils voneinander in x-Richtung nach außen und stehen jeweils über in y-Richtung angeordneten Kraftübertragungselementen 30, 31 mit dem Belagträger 4 in Eingriff.
  • Die Kraftübertragungselemente 30, 31 weisen in dieser Ausführung jeweils an ihren Enden Kugeln 27, 28 auf, die an den oberen Enden mit den axialen Hebelarmen 22, 24 im ersten und zweiten axialen Eingriffspunkt 13 und 14 und an den unteren Enden in einem dritten und vierten axialen Eingriffspunkt 36, 37 mit dem Belagträger 4 in Eingriff stehen. Die Eingriffspunkte 13, 14, 36, 37 sind hier als Kugelpfannen ausgebildet.
  • Die Kugeln 27, 28 und die korrespondierenden Kugelpfannen ermöglichen eine Verdrehung der Kraftübertragungselemente 30, 31 um die y-Richtung für den Fall, dass die Kraftübertragungselemente 30, 31 wie in 4 gezeigt als Nachstellvorrichtungen für den Verschleiß des Bremsbelags 3 mit jeweils einer Spindel 29 und korrespondierendem Verstellelement 32 in Gestalt einer Mutter ausgebildet sind. Die Verstellelemente 32 sind jeweils mit einem ersten und zweiten Antriebsrad 33 und 34 gekoppelt, welche gemeinsam von einem nicht gezeigten Antrieb zur Nachstellung des Bremsbelags 3 mit dem Belagträger 4 in y-Richtung antreibbar sind, was durch gestrichelte Linien angedeutet ist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind die Umlenkhebel 9, 10 mit Kopplungselementen 25, 26 (mit strichpunktierten Kreisen dargestellt) verbunden, die untereinander in Eingriff stehen und dazu beispielsweise Verzahnungsabschnitte aufweisen. Eines der Kopplungselemente 25, 26 ist mit dem elektrischen Antrieb zur Aufbringung der Aktuatorkraft FA gekoppelt.
  • Wird auf diese Weise beispielsweise der zweite Umlenkhebel 10 im Uhrzeigersinn verschwenkt, so verschwenkt der erste Umlenkhebel 9 im Gegenuhrzeigersinn. Dabei wird der Bremsbelag 3 über die Kraftübertragungselemente 30, 31 gegen die Bremsscheibe 2 gedrückt. Je nach Drehrichtung der Bremsscheibe 2 wirkt über die oben beschriebenen Reibungsvorgänge eine Tangentialkraft in x-Richtung auf den Belagträger 4, der über den zur Drehrichtung korrespondierenden Vorsprung 38, 39 auf den zugehörigen tangentialen Hebelarm 21, 23 wirkt. Zum Beispiel dreht die Bremsscheibe 2 in positiver x-Richtung. Dann überträgt der zweite Vorsprung 39 die tangentiale Kraft auf den tangentialen Hebelarm 23 des zweiten Umlenkhebels 10 und verstärkt somit die Kraft in y-Richtung, welche von diesem über den zweiten axialen Hebelarm 24 über das Kraftübertragungselement 31 auf den Belagträger 4 geleitet wird.
  • Ein virtueller Keilwinkel αv wird durch das Hebelarmverhältnis wie folgt gebildet: tanαv = x2/y2 (3)
  • Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann einen einstellbare Selbstverstärkung gemäß 3 eingesetzt werden.
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist mit dem Prinzip der mechanischen Kraftumlenkung eine Scheibenbremse mit Selbstverstärkung geschaffen, welche folgende Vorteile aufweist:
    • – Der Keilwinkel α ist unabhängig von Zuspannvorgang und Belagverschleiß.
    • – Eine Zug-/Druckbetätigung ist möglich.
    • – Eine verstellbare Selbstverstärkung ist über verstellbare Hebellänge einfach ausführbar.
    • – Eine kraftlose Keilwinkelverstellung ist möglich.
    • – Die Selbstverstärkung ist mit einem hohen Faktor realisierbar.
    • – Es besteht eine Unempfindlichkeit gegenüber Schwankungen des Reibungskoeffizienten μr rzwischen Bremsbelag 3 und Bremsscheibe 2.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • So kann zum Beispiel die Führung 15, 16 eine Kurvenform aufweisen, damit die Verstellung der jeweiligen Eingriffselemente 17, 18 nahezu kraftlos erfolgen kann.
  • Die Eingriffspunkte und Eingriffselemente können sowohl als Rollen, Kugeln, Abwälzkurven ausgebildet sein, um nur in einer Richtung Druckkräfte zu übertragen. Es ist aber auch möglich, diese Eingriffsstellen zur Übertragung von Druck- und Zugkräften auszubilden.
  • Die erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 kann mit einer Parkbremseinrichtung versehen sein, welche zum Beispiel im dritten Ausführungsbeispiel auf die verzahnten Koppelelemente 25, 26 zusätzlich einwirkt.
  • 1
    Scheibenbremse
    2
    Bremsscheibe
    3
    Bremsbelag
    4
    Belagträger
    5
    Bremssattel
    6
    Drehrichtung
    7
    Erstes Hebellager
    8
    Zweites Hebellager
    9
    Erster Umlenkhebel
    10
    Zweiter Umlenkhebel
    11
    Erster tangentialer Eingriffspunkt
    12
    Zweiter tangentialer Eingriffspunkt
    13
    Erster axialer Eingriffspunkt
    14
    Zweiter axialer Eingriffspunkt
    15
    Erste Führung
    16
    Zweite Führung
    17
    Erstes Eingriffselement
    18
    Zweites Eingriffselement
    19
    Erster Kraftübertragungsabschnitt
    20
    Zweiter Kraftübertragungsabschnitt
    21
    Erster tangentialer Hebelarm
    22
    Erster axialer Hebelarm
    23
    Zweiter tangentialer Hebelarm
    24
    Zweiter axialer Hebelarm
    25
    Erstes Kopplungselement
    26
    Zweites Kopplungselement
    27
    Erste Kugel
    28
    Zweite Kugel
    29
    Spindel
    30
    Erstes Kraftübertragungselement
    31
    Zweites Kraftübertragungselement
    32
    Verstellelement
    33
    Erstes Antriebsrad
    34
    Zweites Antebsrad
    35
    Verstellantriebsrad
    36
    Dritter axialer Eingriffspunkt
    37
    Vierter axialer Eingriffspunkt
    38
    Erster Vorsprung
    39
    Zweiter Vorsprung
    40
    Einleitungspunkt Aktuatorkraft
    FA
    Aktuatorkraft
    FH
    Hilfskraft
    Fx,x1
    Axiale Hilfskraft
    Fy,y1
    Tangentiale Hilfskraft
    FN
    Normalkraft
    FR,R1,R2
    Reibkraft
    x, y, z
    Richtungskoordinaten
    x0
    Länge in x-Richtung
    x1, x2
    Hebelarmlänge in x-Richtung
    y0
    Länge in y-Richtung
    y1, y2
    Hebelarmlänge in y-Richtung
    α
    Keilwinkel
    αv
    Virtueller Keilwinkel
    β
    Krafteinleitungswinkel
    γ
    Reibungswinkel
    μ1, μr1
    Reibungskoeffizient

Claims (17)

  1. Scheibenbremse (1) in Ausführung mit Selbstverstärkung mit einem elektrischem Antrieb und einem Bremssattel (5), mit: – mindestens einem Belagträger (4) für einen Bremsbelag (3); und – mindestens einem Umlenkhebel (9, 10) zur Erzeugung der Selbstverstärkung, wobei der mindestens eine Umlenkhebel (9, 10) über einen tangentialen Hebelarm (21, 23) und über einen axialen Hebelarm (22, 24) mit dem mindestens einen Belagträger (4) durch Bildung einer auf den mindestens einen Belagträger (4) einwirkenden Hilfskraft (FH) in Eingriff steht.
  2. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Aktivierung durch tangentiale und/oder axiale Aufbringung einer Aktuatorkraft (FA) mittels des elektrischen Antriebs auf den Belagträger (4) ausgebildet ist.
  3. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Umlenkhebel (9, 10) in einem Hebellager (7, 8) verschwenkbar am Bremssattel (5) angebracht ist.
  4. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Umlenkhebel (9, 10) mit jeweils einem Kopplungselement (25, 26) versehen sind, über welche sie miteinander in Eingriff stehen.
  5. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungselemente (25, 26) Verzahnungabschnitte zur Kopplung aufweisen.
  6. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Aktivierung durch Antrieb eines der Kopplungselemente (25, 26) mittels des elektrischen Antriebs ausgebildet ist
  7. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der tangentiale Hebelarm (21, 23) des mindestens einen Umlenkhebels (9, 10) in einem tangentialen Eingriffspunkt (11, 12) und der axiale Hebelarm (22, 24) des mindestens einen Umlenkhebels (9, 10) in einem axialen Eingriffspunkt (13, 14) mit dem mindestens einen Belagträger (4) in Eingriff steht.
  8. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale und tangentiale Eingriffspunkt (11, 12, 13, 14) an mindestens einem Kraftübertragungsabschnitt (19, 20) des Belagträgers (4) angeordnet sind.
  9. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kraftübertragungsabschnitt (19, 20) an einem Ende und/oder in einem Endabschnitt des Belagträgers (4) angeordnet ist.
  10. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kraftübertragungsabschnitt (19, 20) einen Vorsprung (38, 39) für den tangentialen Eingriffspunkt (11, 12) und ein Kraftübertragungselement (30, 31) für den axialen Eingriffspunkt (13, 14) aufweist.
  11. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Eingriffspunkt (11, 12, 13, 14) zur Änderung einer Hebelarmlänge (x1, x2, y1, y2) des mindestens einen Umlenkhebels (9, 10) verstellbar ausgebildet ist.
  12. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Umlenkhebel (9, 10) zur Verstellung des mindestens einen Eingriffspunkts (11, 12, 13, 14) mindestens eine Führung (15, 16) und mindestens ein in der mindestens einen Führung (15, 16) geführt angeordnetes Eingriffselement (17, 18) aufweist.
  13. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Eingriffselement (17, 18) eine Druckrolle ist.
  14. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Führung (15, 16) kurvenförmig ausgebildet ist.
  15. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (1) mit einer Nachstellvorrichtung ausgerüstet ist.
  16. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstellvorrichtung im Kraftfluss des mindestens einen axialen Eingriffspunkts (13, 14) angeordnet ist.
  17. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstellvorrichtung aus einer Spindel (29) und einem korrespondierenden Verstellelement (32) besteht, wobei die Spindel (29) oder/und das Verstellelement (32) antreibbar ausgebildet ist.
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