DE102006052177A1

DE102006052177A1 - Scheibenbremse und Betätigungsvorrichtung dafür

Info

Publication number: DE102006052177A1
Application number: DE200610052177
Authority: DE
Inventors: Uwe Bach; Andreas Döll; Uwe Hendrich; Ralf Sundheim
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit mindestens zwei axial drehbaren Reibringen, die jeweils von einem Paar Bremsbelägen axial beaufschlagbar sind, wobei zwischen den Reibringen ein erster zentraler Bremsbelag und ein zweiter zentraler Bremsbelag vorgesehen sind, und mit einem Bremssattel, der die Reibringe axial umgreift und die Bremsbeläge aufnimmt. Zwischen den Reibringen ist eine Betätigungsvorrichtung angeordnet, die mindestens eine Zylinderbohrung und mindestens zwei Kolben aufweist. Die Kolben dienen zur Erzeugung von jeweils einer auf jeden zentralen Bremsbelag wirkenden, resultierenden Normalkraft. Die Kolben sind derart in der Betätigungsvorrichtung angeordnet, dass sie eine gemeinsame axiale Ebene durchgreifen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Scheibenbremse mit einer zwischen den Bremsscheiben angeordneten Betätigungsvorrichtung darzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, indem die Kraftvektoren der resultierenden Normalkräfte, welche von den Kolben der Betätigungsvorrichtung zwischen den Bremsscheiben erzeugbar sind, auf einer gemeinsamen Achse liegen und eine unterschiedliche Orientierung aufweisen. Weiterhin wird in alternativer Weise die Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst, wobei ein Innendurchmesser eines ersten Kolbens größer als ein Außendurchmesser eines zweiten Kolbens ist und der zweite ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit mindestens zwei axial drehbaren Reibringen, die jeweils von einem Paar Bremsbeläge axial beaufschlagbar sind, wobei zwischen den Reibringen ein erster zentraler Bremsbelag und ein zweiter zentraler Bremsbelag vorgesehen sind, und mit einem Bremssattel, der die Reibringe axial umgreift und die Bremsbeläge aufnimmt. Zwischen den Reibringen ist eine Betätigungsvorrichtung angeordnet, die mindestens eine Zylinderbohrung und mindestens zwei Kolben aufweist. Die Kolben dienen zur Erzeugung von jeweils einer, auf jeden zentralen Bremsbelag wirkenden, resultierenden Normalkraft. Die Kolben sind derart in der Betätigungsvorrichtung angeordnet, dass sie eine gemeinsame axiale Ebene durchgreifen.
Mit dem Fortschreiten der Fahrzeugentwicklung, insbesondere der Motorentechnik, verfügen moderne Fahrzeuge über immer höhere Antriebsleistungen. Entsprechend werden die Anforderungen an die Bremssysteme immer höher, auch weil das Fahrzeuggewicht stetig anwächst. Um die Bremsleistung einer Scheibenbremse zu erhöhen, kann der Durchmesser der Bremsscheiben oder auch die Größe der Bremsbeläge erhöht werden. Beide Maßnahmen sind durch den Felgeninnen-durchmesser und durch die thermische Belastbarkeit der Bremsscheibe begrenzt.
Die Bremsleistung einer Scheibenbremse kann entscheidend erhöht werden, wenn statt einer Bremsscheibe zwei oder mehr Scheiben verwendet werden, die von entsprechend vielen Bremsbelägen beaufschlagbar sind. So kann ein relativ kleiner Scheibendurchmesser realisiert werden, wobei zudem die thermische Belastung niedrig ausfällt.
Eine solche Scheibenbremse ist aus der DE 26 26 567 A1 bekannt. Dabei werden zwei Bremsscheiben mit je einem Paar Bremsbeläge beaufschlagt. Dafür weist der Bremssattel eine zwischen den Bremsscheiben angeordnete Betätigungsvorrichtung auf, in denen Kolben-Zylindereinheiten in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Durch die versetzte Anordnung baut die Scheibenbremse in axialer Richtung verhältnismäßig kurz. Als nachteilig ist unter anderem die große Ausdehnung in Umfangrichtung des Bremssattels anzusehen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Scheibenbremse mit einer zwischen den Bremsscheiben angeordneten Betätigungsvorrichtung darzustellen, welche die Nachteile des Stands der Technik vermeidet und sich insbesondere hinsichtlich des axialen und radialen Bauraums als vorteilhaft erweist und dabei eine geringe Ausdehnung im Umfangsrichtung der Bremsscheiben hat.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, indem die Kraftvektoren der resultierenden Normalkräfte, welche von den Kolben der Betätigungsvorrichtung zwischen den Bremsscheiben erzeugbar sind, auf einer gemeinsamen Achse liegen und eine unterschiedliche Orientierung aufweisen. Dabei wird sowohl durch die Verwendung von mehreren Bremsscheiben der radiale Platzbedarf, durch den achsgleichen Verlauf der resultierenden Normalkräfte der Platzbedarf in Umfangsrichtung, und durch die Anordnung der Kolben der axiale Bauraum wesentlich reduziert.
Weiterhin wird in alternativer Weise die Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst, wobei ein Innendurchmesser eines ersten Kolbens größer als ein Außendurchmesser eines zweiten Kolbens ist, und zweite Kolben zumindest teilweise innerhalb des ersten Kolbens angeordnet ist. Dadurch ist der kleinere, innere Kolben in den größeren, äußeren Kolben einschiebbar, wodurch der benötigte axiale Bauraum für die beidseitig wirksame Betätigungsvorrichtung sehr gering ausfällt.
Die in Patentanspruch 1 und 2 angeführten Maßnahmen sind insbesondere dann sinnvoll und vorteilhaft, wenn die Betätigungsvorrichtung fest mit dem Bremssattel verbunden ist.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung beinhaltet, dass die Kolbenflächen, welche axial von einem Druckmittel beaufschlagbar sind, derart ausgebildet sind, dass die Kraftvektoren der resultierenden Normalkräfte den gleichen Betrag aufweisen. Dadurch dass die Normalkräfte gleich groß und gegenläufig sind, heben sich diese bezüglich der Betätigungsvorrichtung und des Bremssattel auf und bewirken keinen unerwünschten Krafteintrag in den Bremssattel. Entscheidend für den Betrag der Normalkräfte sind die axialen Kolbenflächen, welche dem Druckmittel ausgesetzt sind. Diese sind so ausgelegt, dass auch unterschiedliche Kolben-Zylinder-Wirkungsgrade durch die Größe und Konzeption der Kolben bzw. deren Flächen kompensiert werden können. Weist beispielsweise ein Kolben einen geringeren Wirkungsgrad auf, kann dieser durch eine größere druckbeaufschlagte Kolbenfläche ausgeglichen werden.
In einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung begrenzen die Kolben einen gemeinsamen Druckraum. Indem in der Wandung des äußeren Kolbens ein Durchtritt vorgesehen ist, wird in vorteilhafter Weise eine Druckmittelversorgung des Druckraums realisiert. Dadurch weisen die ineinander verlaufenden Kolben annährend gleich große axiale Kolbenflächen auf, die dem Druckmittel ausgesetzt sind. Somit werden die beiden Kolben mit einer annährend gleichen Kraft gegen die zentralen Bremsbeläge gedrückt.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist an der Zylinderbohrung der Betätigungsvorrichtung ein Zylinderbauteil angeordnet, an dem ein größerer, äußerer und ein kleinerer, innerer Kolben geführt und abgedichtet sind. Dadurch bildet das Zylinderbauteil mit dem äußeren Kolben und mit der Zylinderbohrung einen ersten, äußeren Druckraum aus, und begrenzt mit dem inneren Kolben einen zweiten, inneren Druckraum. Bezüglich des äußeren Kolbens drückt das Druckmittel axial nur auf die Ringförmige Kolbenfläche der Kolbenwandung. Weiterhin können die Kolben so konzipiert sein, dass die wirksame Ringförmige Kolbenfläche des äußeren Kolbens unter Berücksichtung der Wirkungsgrade annährend gleich groß, wie die gesamte axial druckbeaufschlagte Kolbenfläche des inneren Kolbens ist. Im Zylinderbauteil ist ein Durchtritt vorgesehen, der den äußeren Druckraum mit dem inneren Druckraum verbindet. Diese Maßnahmen dienen dazu, den axialen Bauraum der Scheibenbremse, respektive der Betätigungsvorrichtung, bezüglich der o. g. Ausführung weiter zu reduzieren. In dieser Ausführung werden die Kolben ausschließlich von bremssattelfesten Bauteilen, wie Zylinderbauteil und Zylinderbohrung, und nicht direkt aneinander geführt. Dadurch addieren sich die Kolbenverschiebungen nicht relativ zueinander. Deshalb müssen keine, durch den Bremsbelagverschleiß bedingte, großen relative Verschiebungen der Kolben bei der Druckmittelversorgung, der Abdichtung und bei der Bestimmung der Toleranzen berücksichtigt werden.
Besonders gering fällt dabei der axiale Bauraum der Betätigungsvorrichtung aus, wenn der äußere Kolben als Ringkolben ohne Kolbenboden ausgeführt ist. Dies ist möglich, da nur die axiale Ringförmige Kolbenfläche der Kolbenwandung dem Druckmittel ausgesetzt ist, und somit kein Kolbenboden notwendig ist. Wenn aus Gründen der gleichmäßigeren Kraftübertragung auf den Bremsbelag ein Kolbenboden sinnvoll ist, ist dieser vorzusehen.
Im Gegensatz zu den o. g. Varianten mit ineinander verlaufenden Kolben, kann die Betätigungsvorrichtung alternativ mehrere Zylinderbohrungen mit je einem Kolben aufweisen, wobei jeder zentrale Bremsbelag von mindestens einem Kolben beaufschlagbar ist. Dabei sind die Kolben in Umfangsrichtung versetzt in der Betätigungsvorrichtung angeordnet, jedoch bezüglich der Achse, auf der die Kraftvektoren der resultierenden Normalkräfte liegen, symmetrisch angeordnet. Auf diese Weise baut die Betätigungsvorrichtung in axialer und in Umfangsrichtung kurz.
Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel beinhaltet, dass in der Betätigungsvorrichtung drei Zylinderbohrungen mit je einem Kolben vorgesehen sind, wobei der erste zentrale Bremsbelag von einem Kolben, und der zweite zentrale Bremsbelag von zwei Kolben beaufschlagbar sind. Auch hierbei sind die Kolben so konzipiert, dass die axial druckbeaufschlagte Kolbenfläche des einen Kolbens, welcher einen Bremsbelag alleine beaufschlagt, unter Berücksichtung der Wirkungsgrade annährend gleich groß, wie die gesamte axial druckbeaufschlagte Kolbenfläche der anderen beiden Kolben.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind in der Betätigungsvorrichtung vier Zylinderbohrungen mit je einem Kolben vorgesehen, wobei der erste zentrale Bremsbelag von zwei Kolben und der zweite zentrale Bremsbelag von zwei entgegengesetzten Kolben beaufschlagbar sind.
Die aufgeführten Ausführungsbeispiele und Maßnahmen sind besonders vorteilhaft, wenn die Reibringe der Bremsscheibe ortsfest zueinander angeordnet sind. Dadurch ist die Bremsscheibe besonders günstig und einfach herzustellen, und erweist sich im Betrieb als sehr robust.
Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele einer Betätigungsvorrichtung einer Scheibenbremse findet in vorteilhafter Weise sowohl in einer Festsattel-Scheibenbremse, als auch in einer Schwimmsattel-Scheibenbremse Verwendung. Zudem bezieht sich die Erfindung auf eine Betätigungsvorrichtung, welche in den unterschiedlichen angeführten Ausführungsbeispielen verwendet wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Zeichnungen anhand der Beschreibung hervor.
In den Zeichnungen zeigt
1 eine perspektivische Ansicht einer Scheibenbremse in einer Ausführungsform als Festsattel-Scheibenbremse,
2 eine Betätigungsvorrichtung für eine Scheibenbremse gemäß 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine Schnittdarstellung einer Scheibenbremse mit einem Schwimmsattel und einer zweiten Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung,
4 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung,
5 einen Schnitt der Betätigungsvorrichtung gemäß 4 mit dargestellten zentralen Bremsbelägen,
6 eine weitere Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
7 einen Schnitt der Betätigungsvorrichtung gemäß 6 mit dargestellten zentralen Bremsbelägen,
8 eine weitere Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht mit angedeuteten Bremsbelägen, und
9 einen Schnitt der Betätigungsvorrichtung gemäß 8.
In 1 ist eine Scheibenbremse mit einem Bremssattel 2 gezeigt, welche als Festsattel-Scheibenbremse 1 ausgeführt ist. Dieser umfasst einen fahrzeugfesten, ersten Gehäuseschenkel 6, der einem Fahrzeug zugewandt ist, eine aus zwei Brückenabschnitten 4, 5 zusammengesetzte Gehäusebrücke 3 und einen fahrzeugabgewandten, zweiten Gehäuseschenkel 7. An der Gehäusebrücke 3 ist eine Betätigungsvorrichtung 34 in einer ersten Ausführungsform vorgesehen. Denkbar ist auch, dass andere Ausführungsformen einer Betätigungsvorrichtung in der Festsattel-Scheibenbremse 1 Verwendung finden, insbesondere die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen einer Betätigungsvorrichtung 54, 74, 94, 104. In den Gehäuseschenkeln 6, 7 sind jeweils weitere Betätigungsvorrichtungen 8, 9 angeordnet. Der Bremssattel 2 ist über Bohrungen 10 im Gehäuseschenkel 6 an einen nicht dargestellten Fahrzeugschenkel anschraubbar, und übergreift zwei angedeutete, um eine Drehachse 19 drehbare Bremsscheiben 20, 21. Diese laufen durch Aussparungen 28, 29 im Bremssattel 2, wobei die Reibringe 22, 23 der Bremsscheiben 20, 21 von je einem Paar Brems beläge 24, 25, 26, 27 axial beaufschlagt werden können. Dabei dient die zwischen den Bremsscheiben 20, 21 vorgesehene Betätigungsvorrichtung 34 zur beidseitigen Beaufschlagung der zentralen Bremsbeläge 25, 26. Weiterhin bewegt die im Gehäuseschenkel 6 vorhandene Betätigungsvorrichtung 8 den fahrzeugseitigen Bremsbelag 24. Die Betätigungsvorrichtung 9 dient zur Beaufschlagung des Bremsbelags 27. Die zwei Paar Bremsbeläge 24, 25, 26, 27 werden in entsprechenden Aufnahmen 30, 31, 32, 33 im Bremssattel 2 axial verschiebbar geführt.
Der Aufbau der Betätigungsvorrichtung 34 der Festsattel-Scheibenbremse 1 wird in 2 anhand eines Schnittbilds verdeutlicht. Dabei ist in einem Zylindergehäuse 36 der Betätigungsvorrichtung 34 eine Zylinderbohrung 37 entlang einer Achse 35 eingebracht, in der zwei Kolben 38, 39 an zwei unterschiedlichen Durchmessern axial verschiebbar geführt und mit Dichtungen 40, 41 und Dichtmanschetten gegenüber der Umgebung abgedichtet sind. Der Kolben 39 weist einen Innendurchmesser D_i auf, welcher größer ist als ein Außendurchmesser Da des Kolbens 38. Zudem ist der innere, kleinere Kolben 38 zumindest teilweise innerhalb des größeren, äußeren Kolbens 39 angeordnet. Dadurch sind beide Kolben 38, 39 ineinander einschiebbar, durchgreifen eine beliebige gemeinsame Ebene E, was zu einem geringen axialen Platzbedarf führt. Aufgrund dieser Anordnung bildet sich zwischen den Kolben 38, 39 und der Zylinderbohrung 37 einen Druckraum 42 aus. Dieser ist durch einen Druckmittelkanal 43 mit den Betätigungsvorrichtungen 8, 9 und einem Bremssystem eines Fahrzeugs verbunden.
Wenn der Druck in dem Druckraum 42 erhöht wird, so sind die Kolben 38, 39 bestrebt, sich axial voneinander weg zu bewegen, wodurch die zentralen Bremsbeläge 25, 26 an die Reibringe 22, 23 angelegt werden. Liegen diese an, so üben die Kolben 38, 39 jeweils eine resultierende Normalkraft F_Na, F_Ni auf die zentralen Bremsbeläge 25, 26 und folglich auf die Bremsscheiben 20, 21 aus. Da auch die Betätigungsvorrichtungen 8, 9 in den Gehäuseschenkeln 6, 7 mit dem Druckmittel beaufschlagt sind, werden beide Bremsscheiben 20, 21 von beiden Seiten axial mit einer Normalkraft beaufschlagt. Die Kraftvektoren der von den Kolben 38, 39 erzeugten Normalkräfte F_Na, F_Ni liegen auf der gemeinsamen Achse 35 und wirken mit unterschiedlicher Orientierung. Da die druckmittelbeaufschlagten axialen Kolbenflächen 46, 47 des größeren Kolbens 39 größer sind als die druckmittelbeaufschlagte axiale Kolbenfläche 44, 45 des kleineren Kolbens 38, erzeugt der größere Kolben 39 bei gegebenem Druck im Druckraum 42 eine höhere resultierende Normalkraft als der kleinere Kolben 38. Dies muss durch einen entsprechenden Kolben-Zylinderaufbau der korrespondierenden Betätigungsvorrichtungen 8, 9 kompensiert werden, um einen Krafteintrag in die Gehäusebrücke 3 zu vermeiden. Jedoch kann unter Umständen eine unterschiedlich hohe Normalkraft der Kolben erwünscht und vorteilhaft sein.
Eine zweite Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung 54 wird in Verbindung mit 3 dargestellt. Dazu wird exemplarisch eine Schwimmsattel-Scheibenbremse 11 angeführt, welche mit einem Bremssattel 12 zwei, um eine Drehachse 19 drehbaren Bremsscheiben 20, 21 axial umgreift, wobei die Reibringe 22, 23 der Bremsscheiben 20, 21 von je einem Paar Bremsbeläge 24, 25, 26, 27 axial beaufschlagbar sind. Der Bremssattel 12 umfasst einen fahrzeugfesten Halter 13, ein Sattelgehäuse 14, welches in ein fahrzeugseitigen Gehäuseschenkel 16 mit einer Betätigungsvorrichtung 18, eine Gehäusebrücke 15 und in ein fahrzeugabgewandten Gehäuseschenkel 17 einteilbar ist. Das Sattelgehäuse 14 und die Bremsbeläge 24, 25, 26, 27 sind axial verschiebbar auf dem Halter 13 gelagert.
Die Betätigungsvorrichtung 54 ist zwischen den Bremsscheiben 20, 21 angeordnet und weist ein Zylindergehäuse 56 auf, das fest mit der Gehäusebrücke 15 verbunden ist. In einer Zylinderbohrung 57 des Zylindergehäuses 56 ist ein größerer, äußerer Kolben 59 axial verschiebbar geführt und mit Dichtungen 67, 68 abgedichtet. Zudem ist innerhalb des Kolbens 59 ein weiterer, kleinerer Kolben 58 vorgesehen, der mit seinem Außendurchmesser Da an dem Innendurchmesser D_i des äußeren Kolbens 39 axial verschiebbar geführt und mit der Dichtung 66 abgedichtet ist. Weiterhin ist zwischen dem äußeren Kolben 59 und dem Zylindergehäuse 56 eine erste Dichtmanschette 61, und zwischen dem inneren Kolben 58 und dem Zylindergehäuse 56 eine zweite Dichtmanschette 60 vorgesehen, welche die Kolbenlaufflächen vor Verschmutzung schützen. Die ineinander geführten Kolben 58, 59 begrenzen einen Druckraum 62, der über einen Druckmittelkanal 63 und eine Ausnehmung 69 im äußeren Kolben 59 mit der Betätigungsvorrichtung 18 und einem Bremssystem eines Fahrzeugs verbunden ist. Denkbar ist auch, dass andere Ausführungsformen einer Betätigungsvorrichtung in der Schwimmsattel-Scheibenbremse 11 Verwendung finden, insbesondere die hier beschriebenen Ausführungsformen einer Betätigungsvorrichtung 34, 74, 94, 104.
Bei einer Druckbeaufschlagung der Betätigungsvorrichtungen 18, 54 im Bremssattel 12 schiebt der Kolben 48 in der fahrzeugseitigen Betätigungsvorrichtung 18 den Bremsbelag 24 an den Reibring 20, wodurch wegen der axialen Verschiebbarkeit des Sattelgehäuses 14 auch der Bremsbelag 27 an den Reibring 22 angelegt wird. Gleichzeitig wird auch die Betätigungsvorrichtung 54 zwischen den Reibringen 22, 23 zum Fahrzeug gezogen, was zur Anlage des Bremsbelag 25 an den Reibring 22 führt. Im Idealfall, das heißt bei identischem Belagverschleiß von Bremsbelag 25 und 27, und bei keiner Werkstoffdehnung des Sattelgehäuses 14, würde zwischen dem größeren, äußeren Kolben 59 und der Zylinderbohrung 57 keine Relativverschiebung auftreten. Im Realfall verschiebt sich der äußere Kolben 59 relativ zur Zylinderbohrung 57 nur soweit, wie es ein Ausgleich der oben genannten Einflüsse notwendig macht, um eine gleiche Normalkraft auf alle Bremsbeläge 24, 25, 26, 27 wirken zu lassen. Hingegen bewegt sich der innere, kleiner Kolben 58 der Betätigungsvorrichtung 54 relativ zum Sattelgehäuse 14 in etwa genau so weit aus dem äußeren, größeren Kolben 59 heraus, wie der Kolben 47 aus dem fahrzeugseitigen Gehäuseschenkel 16. Beide Kolben 58, 59 weisen eine gleich große druckmittelbeaufschlagte axiale Kolbenfläche 64, 65 auf, und sind konzentrisch entlang der Achse 55 verschiebbar. Dadurch wirken auf die zentralen Bremsbeläge 25, 26 jeweils Normalkräfte, wobei die Kraftvektoren der resultierenden Normalkräfte F_Ni, F_Na den gleichen Betrag aufweisen, auf der gemeinsamen Achse 55 liegen und mit unterschiedlicher Orientierung verlaufen.
Wird diese Betätigungsvorrichtung 54 in einer Festsattel-Scheibenbremse 1 gemäß 1 verwendet, so ist die axiale Verschiebung der beiden Kolben 58, 59 relativ zum Zylindergehäuse 56 in etwa gleich. Dies hätte einen Einfluss auf die Auslegung der Dichtungen 66, 67, 68, die für eine Rückbewegung der Kolben 58, 59 sorgen.
Eine weitere Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung 74 wird in Verbindung mit den 4 und 5 erläutert. Im Gegensatz zu der Betätigungsvorrichtung 54 aus 3 wird dabei der innere, kleiner Kolben 78 nicht direkt am äußeren Kolben 79 geführt und abgedichtet. Dazu ist ein Zylinderbauteil 80 vorgesehen, das fest mit dem Zylindergehäuse 76 der Betäti gungsvorrichtung 74, beispielsweise durch Einpressen, verbunden ist. Dieses bildet mit einer Zylinderbohrung 77 und einer als Ringfläche ausgebildete Kolbenfläche 84 des Kolbens 79 einen ersten, äußeren Druckraum 82 aus. In dieser Ausführung ist der Kolben 79 als rohrförmiger Ringkolben ausgeführt, wodurch axialer Bauraum gespart wird. Weiterhin nimmt das Zylinderbauteil 80 einen inneren Kolben 78 auf und begrenzt mit diesem einen zweiten, inneren Druckraum 81. Beide Druckräume 81, 82 sind über ein Druckmittelkanal 83 und eine Ausnehmung 89 im Zylinderbauteil 80 miteinander, mit weiteren Betätigungsvorrichtungen und mit einem Bremssystem eines Fahrzeugs verbunden. Weiterhin sind Dichtmanschetten 90, 91 und Dichtungen 86, 87, 88 vorgesehen.
Bei einer Druckbeaufschlagung der Betätigungsvorrichtung 74 wird der äußere, größere Kolben 79 und der innere, kleiner Kolben 78 an die zentralen Bremsbeläge 25, 26 gepresst. Da beide Kolben konzentrisch entlang einer Achse 75 verschiebbar sind, und da die druckmittelbeaufschlagte axiale Kolbenfläche 85 des inneren Kolbens 78 gleich der ringförmigen Kolbenfläche 84 des äußeren Kolbens 79 ist, wirken jeweils resultierenden Normalkräfte F_Ni, F_Na auf die zentralen Bremsbeläge 25, 26, deren Kraftvektoren den gleichen Betrag aufweisen, auf der gemeinsamen Achse 75 liegen und mit unterschiedlicher Orientierung verlaufen. Analog zu der Betätigungsvorrichtung 54 aus 3 ist die Betätigungsvorrichtung 74 in einer Schwimmsattel- 11 oder Festsattel-Scheibenbremse 1 verwendbar.
In den 6 bis 9 werden zwei weitere Ausführungen einer Betätigungsvorrichtung 94, 104 mit einem anderen Aufbau angeführt. Der grundsätzliche Unterschied zu den Betätigungsvorrichtung 34, 54, 74 ist, dass die Kolben nicht ineinander, sondern nebeneinander angeordnet sind. Wie bei den Betätigungsvorrichtungen 34, 54, 74 liegen die Kraftvektoren der resultierenden Normalkräfte F_Ni, F_Na auch auf einer gemeinsamen Achse, weisen einen gleichen Betrag auf und verlaufen mit unterschiedlicher Orientierung. Analog zu der Betätigungsvorrichtung 54 aus 3 oder zu der Betätigungsvorrichtung 34 aus 2 sind die Betätigungsvorrichtungen 94, 104 in einer Schwimmsattel- oder Festsattel-Scheibenbremse 11, 1 verwendbar.
Die in 6 und 7 gezeigte Betätigungsvorrichtung 94 für eine Scheibenbremse 1, 11 umfasst im Zylindergehäuse 96 drei versetzte Zylinderbohrungen 97, 98, 99 mit drei Kolben 100, 101, 102. Dabei beaufschlagen zwei der drei Kolben 101, 102 den einen zentralen Bremsbelag 25, und ein Kolben 100 den anderen zentralen Bremsbelag 26 in entgegengesetzter Richtung. Die druckmittelbeaufschlagte axiale Kolbenfläche des Kolbes 100 ist dabei annährend doppelt so groß wie die druckmittelbeaufschlagten axialen Kolbenflächen der Kolben 101 und 102 zusammen. Die Kolben 100, 101, 102 sind derart in ihrer Größe gestaltet, dass die Auswirkung der unterschiedlichen Kolben-Wirkungsgrade kompensiert werden, und der Betrag der resultierenden Normalkräfte F_Ni, F_Na gleich ist.
Die Betätigungsvorrichtung 104 in 8 und 9 beaufschlagt die angedeuteten Bremsbeläge 25, 26 mit jeweils zwei gleich großen Kolben 111, 112, 113, 114. Diese sind in jeweils einer Zylinderbohrung 107, 108, 109, 110 im Zylindergehäuse 106 axial verschiebbar geführt und um die Achse 105 symmetrisch angeordnet.

1: Festsattel-Scheibenbremse
2: Bremssattel
3: Gehäusebrücke
4: Brückenabschnitt
5: Brückenabschnitt
6: Gehäuseschenkel
7: Gehäuseschenkel
8: Betätigungsvorrichtung
9: Betätigungsvorrichtung
10: Bohrungen
11: Schwimmsattel-Scheibenbremse
12: Bremssattel
13: Halter
14: Sattelgehäuse
15: Gehäusebrücke
16: Gehäuseschenkel
17: Gehäuseschenkel
18: Betätigungsvorrichtung
19: Drehachse
20: Bremsscheibe
21: Bremsscheibe
22: Reibring
23: Reibring
24: Bremsbelag
25: Bremsbelag
26: Bremsbelag
27: Bremsbelag
28: Aussparung
29: Aussparung
30: Aufnahme
31: Aufnahme
32: Aufnahme
33: Aufnahme
34: Betätigungsvorrichtung
35: Achse
36: Zylindergehäuse
37: Zylinderbohrung
38: Kolben
39: Kolben
40: Dichtung
41: Dichtung
42: Druckraum
43: Druckmittelkanal
44: Kolbenfläche
45: Kolbenfläche
46: Kolbenfläche
47: Kolbenfläche
48: Kolben
54: Betätigungsvorrichtung
55: Achse
56: Zylindergehäuse
57: Zylinderbohrung
58: Kolben
59: Kolben
60: Dichtmanschette
61: Dichtmanschette
62: Druckraum
63: Druckmittelkanal
64: Kolbenfläche
65: Kolbenfläche
66: Dichtung
67: Dichtung
68: Dichtung
69: Ausnehmung
74: Betätigungsvorrichtung
75: Achse
76: Zylindergehäuse
77: Zylinderbohrung
78: Kolben
79: Kolben
80: Zylinderbauteil
81: Druckraum
82: Druckraum
83: Druckmittelkanal
84: Kolbenfläche
85: Kolbenfläche
86: Dichtung
87: Dichtung
88: Dichtung
89: Ausnehmung
90: Dichtmanschette
91: Dichtmanschette
94: Betätigungsvorrichtung
95: Achse
96: Zylindergehäuse
97: Zylinderbohrung
98: Zylinderbohrung
99: Zylinderbohrung
100: Kolben
101: Kolben
102: Kolben
104: Betätigungsvorrichtung
105: Achse
106: Zylindergehäuse
107: Zylinderbohrung
108: Zylinderbohrung
109: Zylinderbohrung
110: Zylinderbohrung
111: Kolben
112: Kolben
113: Kolben
114: Kolben
D_i: Innendurchmesser
D_a: Außendurchmesser
E: Ebene
F_Na: Normalkraft
F_Ni: Normalkraft

Claims

Scheibenbremse mit – mindestens zwei axial drehbaren Reibringen, – die jeweils von einem Paar Bremsbeläge axial beaufschlagbar sind, – wobei zwischen den Reibringen ein erster zentraler Bremsbelag und ein zweiter zentraler Bremsbelag vorgesehen sind, – mit einem Bremssattel, der die Reibringe axial umgreift und die Bremsbeläge aufnimmt, – mit einer zwischen den Reibringen angeordneten Betätigungsvorrichtung, die mindestens eine Zylinderbohrung und mindestens zwei Kolben aufweist, – wobei die Kolben zur Erzeugung von jeweils einer, auf jeden zentralen Bremsbelag wirkenden, resultierenden Normalkraft dienen, – und wobei die Kolben eine gemeinsame axiale Ebene durchgreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftvektoren der resultierenden Normalkräfte (F_Ni, F_Na) auf einer gemeinsamen Achse (35; 55; 75; 95; 105) liegen und eine unterschiedliche Orientierung aufweisen.
Scheibenbremse mit mindestens zwei axial drehbaren Reibringen, – die jeweils von einem Paar Bremsbeläge axial beaufschlagbar sind, – wobei zwischen den Reibringen ein erster zentraler Bremsbelag und ein zweiter zentraler Bremsbelag vorgesehen sind, – mit einem Bremssattel, der die Reibringe axial umgreift und die Bremsbeläge aufnimmt, – mit einer zwischen den Reibringen angeordneten Betätigungsvorrichtung, die mindestens eine Zylinderbohrung und mindestens zwei Kolben aufweist, – wobei die Kolben zur Erzeugung von jeweils einer, auf jeden zentralen Bremsbelag wirkenden, resultierenden Normalkraft dienen, – und wobei die Kolben eine gemeinsame axiale Ebene durchgreifen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (D_i) eines ersten Kolbens (39; 59; 79) größer als ein Außendurchmesser (D_a) eines zweiten Kolbens (38; 58; 78) ist, und der Kolben (38; 58; 78) zumindest teilweise innerhalb des Kolbens (39; 59; 79) angeordnet ist.
Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (34; 54; 74; 94; 104) fest mit dem Bremssattel (2; 12) verbunden ist.
Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenflächen (64, 65; 84, 85), welche axial von einem Druckmittel beaufschlagbar sind, derart ausgebildet sind, dass Kraftvektoren der resultierenden Normalkräfte (F_Ni, F_Na) den gleichen Betrag aufweisen.
Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (38, 39; 58, 59) einen gemeinsamen Druckraum (42; 62) begrenzen.
Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wandung des Kolbens (59) ein Durchtritt (63) für eine Druckmittelversorgung des Druckraums (62) vorgesehen ist.
Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zylinderbohrung (77) der Betätigungsvorrichtung (74) ein Zylinderbauteil (80) angeordnet ist, das mit der Zylinderbohrung (77) und dem Kolben (79) einen ersten, äußeren Druckraum (82) ausbildet, und welches mit dem Kolben (78) einen zweiten, inneren Druckraum (81) begrenzt.
Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderbauteil (80) einen Druckmittelkanal (83) aufweist, der den äußeren Druckraum (82) mit dem inneren Druckraum (81) verbindet.
Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (79) als Ringkolben ohne Kolbenboden ausgeführt ist.
Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betätigungsvorrichtung (94; 104) mehrere Zylinderbohrungen (97, 98, 99; 107, 108, 109, 110) mit je einem Kolben (100, 101, 102; 111, 112, 113, 114) vorgesehen sind, wobei jeder zentrale Bremsbelag (25, 26) von mindestens einem Kolben (100, 101, 102; 111, 112, 113, 114) beaufschlagbar ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betätigungsvorrichtung (94) drei Zylinderbohrungen (97, 98, 99) mit je einem Kolben (100, 101, 102) vorgesehen sind, wobei der erste zentrale Bremsbelag (26) von einem Kolben (100), und der zweite zentrale Bremsbelag (25) von zwei Kolben (101, 102) beaufschlagbar ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betätigungsvorrichtung (104) vier Zylinderbohrungen (107, 108, 109, 110) mit je einem Kolben (111, 112, 113, 114) vorgesehen sind, wobei der erste zentrale Bremsbelag (25) von zwei Kolben (111, 112), und der zweite zentrale Bremsbelag (26) von zwei Kolben (113, 114) beaufschlagbar ist.
Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringe (22, 23) ortsfest zueinander angeordnet sind.
Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse eine Festsattel-Scheibenbremse (1) ist.
Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse eine Schwimmsattel-Scheibenbremse (11) ist.
Betätigungsvorrichtung gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Scheibenbremse nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche.