DE102006022869B3

DE102006022869B3 - Motor vehicle`s self-energizing wheel brake e.g. wedge brake, testing method, involves applying friction unit in idle state of brake disk, and accelerating brake disk with friction unit against braking action of brake unit by drive system

Info

Publication number: DE102006022869B3
Application number: DE200610022869
Authority: DE
Inventors: Lars Emmel; Hendrik Powileit
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-05-17

Abstract

The method involves mounting a brake caliper (7) to be tested, at a test stand, where the brake caliper contains a brake disk (4). A brake unit (17) is clamped in such that a friction unit (15) of the brake unit is contacted with the brake disk. The friction unit is applied in an idle state of the brake disk, and the brake disk is accelerated from the idle state. The brake disk is accelerated with the friction unit against a braking action of the brake unit by a drive system (6). An independent claim is also included for a device for testing a self-energizing wheel brake of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Bremsen, insbesondere selbstverstärkenden Kfz-Radbremsen oder deren Komponenten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The The invention relates to a method for testing brakes, in particular self-reinforcing vehicle wheel brakes or their components according to the preamble of claim 1, and a corresponding device according to the preamble of Patent claim 10.

Selbstverstärkende elektromechanische Bremsen, wie z.B. Keilbremsen, umfassen ein Keilelement, das mittels eines Aktuators gegen die Reibfläche eines abzubremsenden Elements, wie z.B. einer Bremsscheibe, gedrückt bzw. davon gelöst werden kann. Die selbstverstärkende Wirkung solcher Bremsen kommt im Wesentlichen dadurch zustande, dass das Reibglied bei einer Betätigung der Bremse vom abzubremsenden Element in dessen Bewegungsrichtung mitgenommen wird und dadurch noch stärker gegen das abzubremsende Element drückt (Selbstverstärkung). Sobald die Bremswirkung einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wird das Keilelement vom Aktuator festgehalten oder in eine optimale Lage zurück bewegt. Derartige Keilbremsen sind beispielsweise aus der DE 101 545 178 B4 oder der DE 102 188 25 A1 bekannt.Self-energizing electromechanical brakes, such as wedge brakes, include a wedge member which can be pushed and released by an actuator against the friction surface of a member to be braked, such as a brake disc. The self-reinforcing effect of such brakes is essentially due to the fact that the friction member is entrained in the direction of movement upon actuation of the brake from the element to be braked and thereby even stronger against the element to be braked (self-reinforcement). Once the braking effect has reached a predetermined value, the wedge member is held by the actuator or moved back to an optimal position. Such wedge brakes are for example from the DE 101 545 178 B4 or the DE 102 188 25 A1 known.

Um die Funktionsfähigkeit solcher Bremsen zu überprüfen, werden diese üblicherweise auf einem Prüfstand montiert, der eine Bremsscheibe aufweist. Die Bremsscheibe wird dann auf eine vorgegebene konstante Geschwindigkeit gebracht, und die Bremse danach zugespannt. Die Überprüfung der Bremse muss – im Gegensatz zu herkömmlichen hydraulischen Bremsen – bei rotierender Bremsscheibe erfolgen, da die selbstverstärkende Wirkung der Bremse nur bei bewegter Bremsscheibe auftritt. Dieses Testverfahren ist jedoch sehr zeitaufwendig und kostenintensiv. Darüber hinaus kommt es beim Bremsen zu starker Wärmeerzeugung aufgrund von Reibung.Around the functionality to check such brakes these usually on a test bench mounted, which has a brake disc. The brake disc is then brought to a given constant speed, and the brake is then applied. The check of the brake must - in contrast to conventional hydraulic brakes - at rotating brake disc, because the self-reinforcing effect the brake only occurs when the brake disc is moving. This test procedure However, it is very time consuming and costly. Furthermore When braking, too much heat is generated due to friction.

Das Dokument DE 41 22 818 C2 beschreibt ein Verfahren zum Prüfen von Bremsen eines Kraftfahrzeugs mit mehreren gleichzeitig angetriebenen Achsen. Diese Achsen sind mechanisch unlösbar miteinander gekoppelt. Zwischen den beiden Rädern einer jeden Achse sind Ausgleichsgetriebe geschaltet. Zur Prüfung der Bremse wird das Kraftfahrzeug auf den Bremsenprüfstand aufgefahren, so dass sich die zu prüfenden Räder auf Tastrollen befinden. Durch Erfassung der Rollreibung wird die Bremskraft gemessen.The document DE 41 22 818 C2 describes a method for testing brakes of a motor vehicle with several simultaneously driven axles. These axes are mechanically inseparable coupled with each other. Between the two wheels of each axle differential gears are connected. To test the brake, the motor vehicle is driven onto the brake tester, so that the wheels to be tested are on tracer rollers. By detecting the rolling friction, the braking force is measured.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfanordnung bzw. ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, mit dem selbstverstärkende Bremsen wesentlich schneller und somit kostengünstiger getestet werden können.It is therefore an object of the present invention, a test arrangement or to provide a corresponding method, with the self-energizing brakes can be tested much faster and therefore cheaper.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie Patentanspruch 10 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Is solved this task according to the invention by the specified in claim 1 and claim 10 Characteristics. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, die zu testende Bremseneinheit auf einem Prüfstand, der ein abzubremsendes Element umfasst, zu montieren und dann das abzubremsende Element bei angelegtem Reibglied gegen die Bremswirkung der Bremseneinheit zu beschleunigen. Der Weg, den das abzubremsende Element während eines Testdurchlaufs zurücklegt, muss im Prinzip nur so groß sein, dass die selbstverstärkende Wirkung der Bremse auftritt und die Bremse mit der gewünschten Kraft belastet wird. Hierzu ist nur ein sehr kurzer Weg erforderlich. Dieses Verfahren hat somit den wesentlichen Vorteil, dass es relativ schnell und kostengünstig durchgeführt werden kann.One essential aspect of the invention is to be tested Brake unit on a test bench, which includes a braked element to assemble and then the braked element with applied friction against the braking effect to accelerate the brake unit. The way the braked Element during a test run, in principle, it just has to be that big that self-reinforcing Effect of the brake occurs and the brake with the desired Force is loaded. This is only a very short way required. This method thus has the significant advantage that it is relative fast and inexpensive carried out can be.

Das Reibglied wird vorzugsweise im Ruhezustand des abzubremsenden Elements angelegt, es kann aber auch erst dann angelegt werden, wenn das abzubremsende Element bereits eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Reibglied an das ruhende Element angelegt und dann das abzubremsende Element bei angelegtem Reibglied aus dem Ruhezustand heraus beschleunigt. Im anderen Fall wird das Reibglied erst an das bewegte Element angelegt und danach das abzubremsende Element weiter beschleunigt.The Friction member is preferably in the resting state of the braked element created, but it can also be created only if that braked element already reached a predetermined speed Has. According to one preferred embodiment According to the invention, the friction member is applied to the stationary element and then the braked element with applied friction member accelerated out of hibernation. In the other case, the friction member first applied to the moving element and then the braked Element further accelerated.

Das abzubremsende Element wird vorzugsweise bis zu einer bestimmten maximalen Geschwindigkeit beschleunigt und danach wieder zum Stillstand gebracht.The to be braked element is preferably up to a certain accelerated maximum speed and then again to a standstill brought.

Die Bremse kann auch während der Beschleunigungsphase aktiv weiter zugespannt werden, bzw. die Bremskraft weiter erhöht werden, um einen Bremsvorgang möglichst realitätsnah zu testen.The Brake can also be during the acceleration phase to be energized active, or the Braking force further increased be as possible to a braking operation realistically to test.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das abzubremsende Element ein drehbares Element, wie z. B. eine drehbare Scheibe oder ein Scheibensegment. Das abzubremsende Element kann aber im Grunde jede beliebige Form aufweisen, an der ein Reibglied angreifen kann.According to one preferred embodiment of Invention, the braked element is a rotatable element, such as z. B. a rotatable disc or a disc segment. The element to be braked but can basically have any shape to which a friction member can attack.

Bei einer Ausführungsform mit drehbarem Element wird dieses vorzugsweise so angetrieben, dass es bei einem Testdurchlauf nur wenige Umdrehungen, im günstigsten Fall weniger als eine volle Umdrehung ausführt. Bei einer alternativen Prüfanordnung ohne drehbares Element wird dieses vorzugsweise so angetrieben, dass es eine translatorische Bewegung ausführt.at an embodiment with a rotatable element this is preferably driven so that it in a test run only a few turns, the cheapest Case less than a full turn. In an alternative test set without rotatable element this is preferably driven so that it performs a translatory movement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das abzubremsende Element geregelt angetrieben. In diesem Fall ist eine Regeleinrichtung zum Regeln des Antriebs vorgesehen. Die Regelgröße kann beispielsweise eine Bremskraft, ein Bremsmoment oder ein Verstellweg einer Bremsenkomponente, wie z.B. eines Keilelements, sein. Der Antrieb bildet in diesem Fall das Stellglied der Regelung. Der Regelalgorithmus kann beispielsweise in einem Steuergerät hinterlegt sein.According to one preferred embodiment of Invention, the braked element is driven regulated. In In this case, a control device is provided for controlling the drive. The controlled variable can For example, a braking force, a braking torque or an adjustment a brake component, e.g. a wedge element. The drive forms in this case the actuator of the scheme. The control algorithm can be stored for example in a control unit.

Die Prüfanordnung umfasst vorzugsweise auch eine Sensorik zum Messen einer Regelgröße, die mit der Regeleinrichtung verbunden ist.The test set preferably also includes a sensor for measuring a controlled variable, the connected to the control device.

Bei der zu überprüfenden Bremseneinheit kann es sich z.B. um einen Bremssattel mit verschiedenen Bremsenkomponenten, wie z. B. einem Bremsaktuator, einem Keilelement und einem Reibglied handeln.at the brake unit to be checked can it is e.g. around a caliper with different brake components, such as B. a brake actuator, a wedge member and a friction member act.

Alternativ können auch einzelne Bremsenkomponenten, wie z.B. Keilplatten oder Lagerelemente auf Beanspruchung getestet werden. Auf diese Weise kann z. B. das Verhalten verschiedener Werkstoffe, Oberflächen oder verschiedener Bauformen geprüft werden. Die Prüfanordnung umfasst in diesem Fall einen entsprechend angepassten Adapter zum Montieren der Bremsenkomponente. Außerdem ist vorzugsweise wenigstens ein Aktuator vorgesehen, mit dem das Zuspannen des Bremssattels simuliert werden kann.alternative can Also, individual brake components, such as Wedge plates or bearing elements be tested for stress. In this way, z. B. the Behavior of different materials, surfaces or different designs checked become. The test arrangement includes in this case a suitably adapted adapter for Mounting the brake component. In addition, preferably at least an actuator provided with the application of the brake caliper can be simulated.

Die Prüfanordnung kann auch eine Klimakammer umfassen, um das Verhalten der Bremse bzw. deren Komponenten bei unterschiedlichen Temperaturen zu testen.The test set may also include a climate chamber to determine the behavior of the brake or to test their components at different temperatures.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be exemplified below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine Aufsicht auf eine Prüfanordnung zum Testen einer selbstverstärkenden Bremse; 1 a plan view of a test arrangement for testing a self-energizing brake;

2 eine Seitenansicht der Prüfanordnung von 1; und 2 a side view of the test arrangement of 1 ; and

3 eine Aufsicht auf eine Prüfanordnung zum Testen von Bremsenkomponenten einer selbstverstärkenden Bremse. 3 a plan view of a test arrangement for testing brake components of a self-energizing brake.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung zum Testen selbstverstärkender elektromechanischer Bremsen, insbesondere Keilbremsen. Die Prüfanordnung umfasst eine Grundplatte 2 mit einem Sockel 9 zum Montieren einer zu überprüfenden Bremseneinheit 17, bestehend aus einem Bremssattel 7, einem Aktuator 16 zum Betätigen eines Reibgliedes und wenigstens einem Reibglied 15. Der Prüfaufbau ist hier in einer Klimakammer 1 angeordnet, mittels der Verhalten der Bremse bzw. deren Komponenten bei unterschiedlichen Temperaturen getestet werden kann. 1 shows a schematic representation of a test arrangement for testing self-boosting electromechanical brakes, in particular wedge brakes. The test arrangement comprises a base plate 2 with a pedestal 9 for mounting a brake unit to be checked 17 consisting of a caliper 7 , an actuator 16 for actuating a friction member and at least one friction member 15 , The test setup is here in a climatic chamber 1 arranged, can be tested by means of the behavior of the brake or its components at different temperatures.

Die Prüfanordnung umfasst ferner ein abzubremsendes Element 4, das von einem Antrieb 6 geregelt angetrieben wird. Das abzubremsende Element 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Bremsscheibe realisiert, kann aber im Grunde jede beliebige Form aufweisen, die geeignet ist, von der Bremseneinheit 17 gebremst zu werden. Bremsscheibe 4 und Antrieb 6 sind über ein Koppelelement 5 miteinander verbunden.The test arrangement further comprises an element to be braked 4 that from a drive 6 is driven regulated. The element to be braked 4 is realized in this embodiment as a brake disc, but may basically have any shape that is suitable, from the brake unit 17 to be slowed down. brake disc 4 and drive 6 are via a coupling element 5 connected with each other.

Bei einem Testdurchlauf wird zunächst das Reibglied 15 mit der Bremsscheibe 4 in Kontakt gebracht und die Bremsscheibe 4 danach gegen die Bremswirkung der Bremse 17 aus dem Ruhezustand heraus beschleunigt. Nach Erreichen eines gewünschten Zustands, wie z. B. einer bestimmten Bremskraft oder eines Bremsmoments, wird die Bremsscheibe 4 wieder in den Ruhezustand gebracht. Der Winkel, den die Scheibe 4 bei einem solchen Testdurchlauf zurücklegt, muss im Prinzip nur so groß sein, dass die selbstverstärkende Wirkung der Bremse auftritt und die Bremse mit der gewünschten Kraft bzw. dem Moment belastet wird. Die Scheibe 4 dreht sich daher je nach Auslegung der Anordnung nur einige wenige Umdrehungen oder auch nur ein Bruchteil einer Umdrehung.In a test run, first the friction member 15 with the brake disc 4 brought into contact and the brake disc 4 then against the braking effect of the brake 17 accelerated out of hibernation. After reaching a desired state, such. B. a certain braking force or a braking torque, the brake disc 4 put back into hibernation. The angle that the disc 4 In such a test run travels, in principle, must be so large that the self-energizing effect of the brake occurs and the brake is loaded with the desired force or the moment. The disc 4 Therefore, depending on the design of the arrangement rotates only a few revolutions or even a fraction of a revolution.

Um die Belastungen der Bremseneinheit 17 bei einem Bremsvorgang möglichst realitätsnah testen zu können, wird der Reibbelag 15 in der Beschleunigungsphase weiter zugespannt.To the loads of the brake unit 17 To be able to test as realistically as possible during a braking process, the friction lining 15 in the acceleration phase further tightened.

Der Antrieb der Bremsscheibe 4 erfolgt hier geregelt. Die Regelgröße kann beispielsweise eine Bremskraft oder ein Bremsmoment sein. Die Prüfanordnung umfasst zu diesem Zweck einen Sensor 3 zum Aufnehmen der Regelgröße, sowie eine Regeleinrichtung 8, wie z.B. ein Steuergerät, in dem ein entsprechender Regelalgorithmus 14 hinterlegt ist. Die Regeleinrichtung 8 erzeugt eine Stellgröße s, mit der der Antrieb 6 angesteuert wird.The drive of the brake disc 4 is regulated here. The controlled variable may be, for example, a braking force or a braking torque. The test arrangement comprises a sensor for this purpose 3 for recording the controlled variable, as well as a control device 8th , such as a controller, in which a corresponding control algorithm 14 is deposited. The control device 8th generates a manipulated variable s, with which the drive 6 is controlled.

2 zeigt eine Seitenansicht der Prüfanordnung von 1. Dabei sind insbesondere die Bremsscheibe 4 und deren Verbindung zum Scheibenantrieb 6 gut zu erkennen. Die Bewegung des Koppelelements 5 ist mit B bezeichnet. Die Bremsscheibe 4 ist auf einem Sockel 10 drehbar gelagert. 2 shows a side view of the test arrangement of 1 , In particular, the brake disc 4 and their connection to the disc drive 6 clearly visible. The movement of the coupling element 5 is labeled B. The brake disc 4 is on a pedestal 10 rotatably mounted.

3 zeigt eine Aussicht auf eine Prüfanordnung ähnlich 1, die jedoch zum Testen einzelner Bremsenkomponenten 12, wie z.B. Keilelemente oder Lager ausgelegt ist. Die Prüfanordnung umfasst wiederum eine Grundplatte 2 mit einem Adapter 9 zum Montieren der zu überprüfenden Bremsenkomponente 12, sowie ein abzubremsendes Element 4, das von einem Antrieb 6 angetrieben wird. Das zu überprüfende Element 12 und der Antrieb 6 sind über eine Koppeleinrichtung 5 miteinander verbunden. 3 shows a prospect of a test arrangement similar 1 However, to test individual brake components 12 , such as wedge elements or bearings is designed. The test arrangement again comprises a base plate 2 with an adapter 9 for mounting the Bremsenkom to be checked ponente 12 , as well as a braked element 4 that from a drive 6 is driven. The item to be checked 12 and the drive 6 are via a coupling device 5 connected with each other.

Zur Simulation der Zuspannkraft des Bremssattels ist außerdem ein weiterer Aktuator 11 vorgesehen, der eine entsprechende Kraft in Richtung des Pfeils A ausübt. Die Bremskraft kann während des Testdurchlaufs durch entsprechende Betätigung des Aktuators 11 variiert werden.To simulate the clamping force of the brake caliper is also another actuator 11 provided, which exerts a corresponding force in the direction of arrow A. The braking force can during the test run by appropriate actuation of the actuator 11 be varied.

Bei einem Testdurchlauf wird wiederum das Reibglied 15 mit der Bremsscheibe 4 in Kontakt gebracht, und die Bremsscheibe 4 danach gegen die Bremswirkung der Bremse aus dem Ruhezustand heraus beschleunigt. Der Antrieb der Bremsscheibe erfolgt vorzugsweise geregelt. Der Ist-Zustand der Prüfanordnung wird hierzu mittels eines Sensors 3 aufgenommen und an eine Regeleinrichtung 8 übertragen. Die Regelgröße kann eine Bremskraft, ein Bremsmoment oder z.B. ein Verstellweg sein. Nach Erreichen einer gewünschten Testbedingung, wie z. B. einer bestimmten Bremskraft, wird der Antrieb 6 herunter gefahren und die Bremse wieder gelöst. Der Testdurchlauf ist damit beendet.In a test run, in turn, the friction member 15 with the brake disc 4 brought into contact, and the brake disc 4 then accelerated out of hibernation against the braking effect of the brake. The drive of the brake disc is preferably controlled. The actual state of the test arrangement is for this purpose by means of a sensor 3 taken and sent to a control device 8th transfer. The controlled variable may be a braking force, a braking torque or, for example, an adjustment path. After reaching a desired test condition, such. B. a certain braking force, the drive 6 shut down and the brake released again. The test run is over.

11: Klimakammerclimatic chamber
22: Grundplattebaseplate
33: Sensorsensor
44: Bremsscheibebrake disc
55: Koppelelementcoupling element
66: geregelter Antriebregulated drive
77: Bremssattelcaliper
88th: Steuereinrichtungcontrol device
99: Adapteradapter
1010: Sockelbase
1111: Aktuatoractuator
1212: Bremsenkomponentebrake component
1414: Regelalgorithmuscontrol algorithm
1515: Reibgliedfriction member
1616: Aktuatoractuator
1717: Bremseneinheitbrake unit
AA: Zuspannrichtungthe application direction
BB: Antriebsrichtungdriving direction

Claims

Method for testing brakes, in particular self-reinforcing vehicle wheel brakes, or components thereof, characterized in that - a brake unit to be checked ( 7 ) on a test stand which has an element to be braked ( 4 ), - the brake unit ( 17 . 12 ) is stretched at least so far that a friction member ( 15 ) of the brake unit ( 17 . 12 ) with the element to be braked ( 4 ), and - the element to be braked ( 4 ) by means of a drive ( 6 ) against the braking effect of the brake unit ( 17 . 12 ) is accelerated.

Method according to claim 1, characterized in that the friction member ( 15 ) in the resting state of the element to be braked ( 4 ) and the element to be braked ( 4 ) is accelerated out of hibernation.

Method according to claim 1, characterized in that the friction member ( 15 ) is created only when the element to be braked ( 4 ) has already reached a certain speed, and the element to be braked ( 4 ) is then further accelerated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the element to be braked ( 4 ) is rotatable and driven so that it performs less than a full turn during a test run.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the element to be braked ( 4 ) is regulated.

Method according to claim 5, characterized in that that the controlled variable one Braking force, a braking torque or a displacement of a brake component is.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the element to be braked ( 4 ) is accelerated until a given condition is reached and then the speed is reduced again.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the brake unit ( 17 . 12 ) during a test run is further tightened to increase the braking force (F _z ).

Device for testing brakes, in particular self-reinforcing vehicle wheel brakes, or components thereof, characterized by - an adapter ( 9 ) for mounting a brake unit ( 17 . 12 ), - an element to be braked ( 4 ), and - a drive ( 6 ) for driving the element to be braked ( 4 ), whereby the drive ( 6 ) is controlled in a test run so that it is the element to be braked ( 4 ) against the braking effect of the brake unit ( 17 . 12 ) speeds up.

Apparatus according to claim 9, characterized in that a control device ( 8th ) is provided, by means of the drive ( 6 ) is regulated.

Apparatus according to claim 10, characterized in that a with the control device ( 8th ) connected sensors ( 3 ) is provided for receiving a controlled variable.

Device according to claim 10 or 11, characterized that the controlled variable is a braking force, is a braking torque or a displacement of a brake component.

Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the element to be braked ( 4 ) is rotatably mounted.

Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the element to be braked ( 4 ) is driven so that it performs less than a full turn during a test run.

Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the element to be braked ( 4 ) is a disk element.

Device according to one of claims 10 to 15, characterized in that an actuator ( 16 ) is provided, with which the friction member ( 15 ) can be operated.