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QUERVERWEIS
AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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ANGABEN BETREFFEND
VON DER REGIERUNG UNTERSTÜTZTER
FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
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VERWEIS AUF SEQUENZLISTE,
TABELLE ODER COMPUTERPROGRAMMLISTING ALS CD-ANHANG
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugbremsen und insbesondere einen
Bremsklotz mit definierten Anlagekontaktpunkten.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Die
meisten Fahrzeuge sind mit einem Bremssystem ausgestattet zum Verlangsamen
oder Anhalten der Bewegung des Fahrzeugs auf kontrollierte Weise.
Ein typisches Bremssystem für
einen PKW oder einen Kleinlastwagen enthält eine Scheibenbremsenanordnung
für jedes
der Vorderräder und
entweder eine Trommelbremsenanordnung oder eine Scheibenbremsenanordnung
für jedes
der Hinterräder.
Die Bremsenanordnungen werden durch hydraulischen oder pneumatischen
Druck betätigt, der
erzeugt wird, wenn ein Fahrzeugführer
ein Bremspedal drückt.
Der Aufbau dieser Trommelbremsenanordnungen und Scheibenbremsenanordnungen
sowie der Betätigungselemente
hierfür
sind im Stand der Technik allgemein bekannt.
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Eine
typische Scheibenbremsenanordnung enthält einen Rotor, der am Fahrzeugrad
zur Drehung mit ihm festgelegt ist. Eine Bremssattelanordnung ist
gleitbeweglich durch Zapfen gelagert, die an einer Halterung befestigt
sind. Die Halterung ist an einem drehfesten Bauteil des Fahrzeugs,
beispielsweise dem Fahrzeugrahmen festgelegt. Die Bremssattelanordnung
enthält
ein Paar Bremsbacken, die an entgegengesetzten Seiten des Rotors
angeordnet sind. Die Bremsbacken sind betrieblich mit einem oder
mehreren hydraulisch betätigten
Kolben verbunden zur Bewegung zwischen einer Nichtbremsstellung,
in der sie von den entgegengesetzten axialen Seiten oder Bremsflächen des
Rotors beabstandet sind und einer Bremsstellung, in der sie in Reibanlage
mit den entgegengesetzten Bremsoberflächen des Rotors bewegt werden.
Wenn der Fahrzeugführer
das Bremspedal niederdrückt,
zwingt der Kolben die Bremsbacken aus der Nichtbremsstellung in
die Bremsstellung, um einen Reibeingriff mit den entgegengesetzten
Bremsoberflächen
des Rotors zu erzielen und damit die Drehung des zugehörigen Fahrzeugrades
zu verlangsamen oder anzuhalten.
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Der
Bremsklotz enthält
ein Paar von Nasenabschnitten, die von einem Hauptabschnitt des Bremsklotzes
aus nach außen
vorstehen. Jeder der Nasenabschnitte ist innerhalb entsprechender
Nuten angeordnet, die in jeder zugehörigen Halterung ausgebildet
sind. Die Nasenabschnitte sind typischerweise von quadratischer
oder rechteckförmiger
Gestalt, ebenso wie die Aufnahmenuten in der Halterung. Zwischen
den Seiten eines jeden Nasenabschnittes und den jeweiligen Aufnahmenuten
sind Spalten gebildet. Die Kontaktstellen zwischen den Seiten eines
jeden Nasenabschnitts und den jeweiligen Aufnahmenuten, sowie die
Spalte ändern
sich aufgrund von Toleranzen der Bauteile und Schwankungen beim
Ein- und Zusammenbau der Fahrzeugbremsen.
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Wenn
die Bremsen wie oben beschrieben angelegt werden, zwingt der Kolben
die Bremsklötze in
Kontakt mit der Bremsoberfläche
des Rotors. Wenn die Bremsklötze
die Bremsoberfläche
des Rotors berühren,
drängt
das induzierte Drehmoment den Bremsklotz in Vorwärtsrichtung (d. h. in gleiche Richtung
wie die Drehung des entsprechenden Rads). Dies wiederum bewirkt,
dass jeder der Nasenabschnitte sich innerhalb seiner jeweiligen
Nut in Richtung des aufgebrachten Drehmoments bewegt. Jede Nase
verschiebt sich von einem Nichtbrems-Kontaktanlagepunkt (oder -punkten)
zu einem Bremskontaktanlagepunkt (oder -punkten) innerhalb der jeweiligen
Nut. Die Bremskontaktanlagepunkte ändern sich von Bremsklotz zu
Bremsklotz, da der als Ausgangspunkt dienende Nichtbrems-Kontaktanlagepunkt
(oder die -anlagepunkte) nicht gleich sind, wie oben erläutert.
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In
einem Bremssystem, das Probleme mit Geräuschen, Vibrationen und Rauigkeit
(NVH = Noise, Vibration, Harshness) hat, ist einer der Faktoren, der
es schwierig macht, den Grund des NVH-Problems herauszufinden, die Änderung
der Kontaktanlageflächen
zwischen einem jeweiligen Nasenabschnitt und einer zugehörigen Nut
von einem Bremsklotz zu einem anderen. Wenn die Änderungen der Kontaktstellen
zwischen den Bremsklötzen
beseitigt werden würden,
d. h., die Anlageoberflächen
haben eine Anlagekontaktoberflächenwiederholbarkeit,
wären NVH-Probleme,
die von den Bremsklötzen
herrühren,
einfacher zu diagnostizieren.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung hat den Vorteil, eine definierte und wiederholbare
Kontaktstelle zwischen Nasenabschnitten eines Bremsklotzes und jeweiligen
Anlageschellen aufrecht zu erhalten. Die Aufrechterhaltung definierter
und wiederholbarer Kontaktstellen zwischen den beiden Anlageoberflächen hilft
beim Diagnostizieren von NVH-Problemen während den Bremsvorgängen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Bremsklotzanordnung
einen Bremsklotz mit einem Basisabschnitt, einem ersten Nasenabschnitt
und einem entgegengesetzten zweiten Nasenabschnitt. Der erste Nasenabschnitt
und der zweite Nasenabschnitt erstrecken sich von dem Basisabschnitt
aus nach außen.
Der erste Nasenabschnitt enthält
einen ersten oberen Abschnitt, einen ersten mittleren Abschnitt
und einen ersten unteren Abschnitt. Der zweite Nasenabschnitt enthält einen zweiten
oberen Abschnitt, einen zweiten mittleren Abschnitt und einen zweiten
unteren Abschnitt. Eine erste Schelle nimmt den ersten Nasenabschnitt
auf und enthält
eine erste obere Seitenfläche,
eine erste mittlere Seitenfläche
und eine erste untere Seitenfläche.
Eine zweite Schelle nimmt den zweiten Nasenabschnitt auf und enthält eine
zweite obere Seitenfläche,
eine zweite mittlere Seitenfläche
und eine zweite untere Seitenfläche.
Der erste Nasenabschnitt umfasst eine erste definierte Kontaktstelle
und eine zweite definierte Kontaktstelle bezüglich der ersten Schelle. Der
zweite Nasenabschnitt umfasst eine dritte definierte Kontaktstelle
bezüglich
der zweiten Schelle.
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Verschiedene
Einzelheiten und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich dem Fachmann
auf dem Gebiet aus der folgenden detaillierten Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsform,
wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Scheibenbremsenanordnung gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine auseinandergezogene Darstellung der Scheibenbremsenanordnung
aus 1.
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3 ist
eine Seitenansicht einer Halterungsplattenanordnung gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4A ist
eine Schnittansicht eines nachlaufenden Endes eines Bremsklotzes
gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4B ist
eine Schnittansicht eines voreilenden Endes eines Bremsklotzes gemäß der ersten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5A ist
eine Schnittansicht eines nachlaufenden Endes des Bremsklotzes gemäß einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5B ist
eine Schnittansicht eines voreilenden Endes des Bremsklotzes gemäß der zweiten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt
eine Seitenansicht eines Bremsklotzes gemäß einer dritten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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7A ist
eine Schnittansicht eines nachlaufenden Endes des Bremsklotzes gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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7B ist
eine Schnittansicht eines voreilenden Endes des Bremsklotzes gemäß der dritten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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8A ist
eine Schnittansicht eines nachlaufenden Endes des Bremsklotzes gemäß einer vierten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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8B ist
eine Schnittansicht eines voreilenden Endes des Bremsklotzes gemäß der vierten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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9A ist
eine Schnittansicht eines nachlaufenden Endes des Bremsklotzes gemäß einer fünften bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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9B ist
eine Schnittansicht eines voreilenden Endes des Bremsklotzes gemäß der fünften bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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10A ist eine Schnittansicht eines nachlaufenden
Endes des Bremsklotzes gemäß einer sechsten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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10B ist eine Schnittansicht eines voreilenden
Endes des Bremsklotzes gemäß der sechsten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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11A ist eine Schnittansicht eines voreilenden
Endes des Bremsklotzes gemäß der siebten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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11B ist eine vergrößerte Ansicht des in 10A eingekreisten Abschnitts.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Bezugnehmend
nunmehr auf die Zeichnungen ist in 1 eine Scheibenbremsenanordnung gezeigt
und insgesamt mit 10 bezeichnet, um eine Bremsreibung auf
einen (nicht gezeigten) Bremsenrotor eines (nicht gezeigten) Fahrzeugs
aufzubringen.
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2 zeigt
eine auseinandergezogene Darstellung der Scheibenbremsenanordnung 10.
Die Scheibenbremsenanordnung 10 umfasst eine Halterungsplatte 11 und
einen Bremssattel 12. Der Bremssattel hat einen inneren
Schenkelabschnitt 13 und einen äußeren Schenkelabschnitt 14,
die durch einen Brückenabschnitt 15 verbunden
sind. Ein Paar hydraulischer Stellglieder, nämlich ein erster Kolben 16 und
ein zweiter Kolben 17, stehen mit Hydraulikanschlüssen (nicht
gezeigt) des inneren Schenkelab schnittes 13 in Verbindung.
Alternativ kann die Scheibenbremsenanordnung einen Einkolbenbremssattel, einen
gegenüberliegenden
einzelnen Bremssattel, einen festen doppelt wirkenden Bremssattel
oder zwei oder mehr Kolbenbremssättel
unterschiedlicher Ausgestaltungen enthalten.
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Eine
erste Dichtung 18a und eine zweite Dichtung 18b sind
zwischen dem ersten Kolben 16 bzw. dem zweiten Kolben 17 und
den jeweiligen Hydraulikanschlüssen
angeordnet, um eine Dichtfläche zwischen
den Hydraulikanschlüssen
und den ersten und zweiten Kolben 16 und 17 gekoppelt.
Eine erste Staubdichtung 19a und eine zweite Staubdichtung 19b sind
mit den freiliegenden Enden des ersten Kolbens 16 bzw.
des zweiten Kolbens 17 gekoppelt. Die erste Staubdichtung 19a und
die zweite Staubdichtung 19b verhindern die Anlagerung
von Staub und anderen Verunreinigungen an den Endabschnitten der
ersten und zweiten Kolben 16 und 17.
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Ein äußerer Bremsklotz 20 und
eine äußere Stützplatte 21 werden
von der Halterungsplatte 11 getragen. Eine erste Schelle 22 und
eine zweite Schelle 23 vermögen mit Endabschnitten des äußeren Bremsklotzes 20 zusammen
zu passen. Die erste Schelle 22 und die zweite Schelle 23 unterstützen das
Halten des äußeren Bremsklotzes 20 an
der Halterungsplatte 11 und verhindern zusätzlich ein
Klappern des äußeren Bremsklotzes 20.
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Ein
innerer Bremsklotz 24 und eine innere Stützplatte 25 werden
ebenfalls von der Halterungsplatte 11 getragen. Eine dritte
Schelle 26 und eine vierte Schelle (nicht gezeigt) sind
an Endabschnitte des inneren Bremsklotzes 24 angepasst.
Die dritte Schelle 26 und die vierte Schelle unterstützen das Halten
des inneren Bremsklotzes 24 an der Halterungsplatte 11 und
verhindern zusätzlich
ein Klappern des inneren Bremsklotzes 24.
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Wenn
unter Druck stehendes Hydraulikfluid auf den ersten Kolben 16 und
den zweiten Kolben 17 trifft, wird der innere Bremsklotz 24 gegen
den Bremsenrotor (nicht gezeigt) gedrängt, um eine Bremsreibkraft
auf den Rotor aufzubringen. Ferner wirkt eine nach innen gerichtete
Kraft durch den Bremssattel 12 auf den äußeren Bremsklotz 20,
um den äußeren Bremsklotz 20 gegen
den Bremsenrotor zu drängen,
um eine Bremsreibkraft auf den Rotor aufzubringen. Die Richtung,
in der jeder entsprechende Bremsklotz neigt zu drehen (Drehmoment),
wenn die Bremse angelegt wird, hängt
natürlich
von der Drehrichtung des Bremsenrotors, der Stellung des äußeren Bremsklotzes 20 und
des inneren Bremsklotzes 24 bezüglich des Bremsenrotors und
der Lage eines jeweiligen entsprechenden Bremsklotzes bezüglich des
Kolbens ab.
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3 zeigt
eine Seitenansicht des äußeren Bremsklotzes 20,
der an der Halterungsplatte 11 angeordnet ist. Der Bremsklotz 20 umfasst
einen Basisabschnitt 27, einen ersten Nasenabschnitt 28 und einen
zweiten Nasenabschnitt 29. Der erste Nasenabschnitt 28 ist
einstückig
mit dem Basisabschnitt 27 ausgebildet und erstreckt sich
vom Basisabschnitt 27 aus nach außen. Der zweite Nasenabschnitt 29 ist einstückig mit
dem Basisabschnitt 27 ausgebildet und erstreckt sich vom
Basisabschnitt 27 aus nach außen. Der erste Nasenabschnitt 28 und
der zweite Nasenabschnitt 29 erstrecken sich in einander
entgegengesetzten Richtungen nach außen.
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Die
Halterungsplatte 11 enthält einen ersten Nutabschnitt 30.
Die erste Schelle 22 sitzt innerhalb des ersten Nutabschnitts 30.
Der erste Nasenabschnitt 28 ist durch die erste Schelle 22 in
dem ersten Nutabschnitt 30 aufgenommen und gehalten.
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Die
Halterungsplatte 11 enthält ferner einen zweiten Nutabschnitt 32 gegenüberliegend
und beabstandet von dem ersten Nutabschnitt 30. Die zweite
Schelle 23 sitzt in dem zweiten Nutabschnitt 32. Der
zweite Nasenabschnitt 29 ist durch die zweite Schelle 23 in
dem zweiten Nutabschnitt 32 aufgenommen und gehalten. Die
erste Schelle 22 und die zweite Schelle 23 verhindern
eine Momentenbewegung des Bremsklotzes 20, wenn durch den
Bremsklotz 20 eine Bremsreibung auf einen Bremsenrotor (nicht
gezeigt) aufgebracht wird.
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4A zeigt
eine vergrößerte Schnittdarstellung
des ersten Nasenabschnittes 28, der von der ersten Schelle 22 gehalten
ist. In der bevorzugten Ausführungsform
hat der erste Nasenabschnitt 28 einen ersten gekrümmten oberen
Abschnitt 34, einen ersten gekrümmten mittleren Abschnitt 36 und
einen ersten gekrümmten
unteren Abschnitt 38, die alle innerhalb der ersten Schelle 22 angeordnet
sind. Der erste obere Abschnitt 34 liegt benachbart einer
ersten oberen Seitenfläche 40 der
ersten Schelle 22. Der erste mittlere Abschnitt 36 ist
entlang eines mittleren Bereichs des ersten Nasenabschnittes 28 ausgebildet.
Der erste mittlere Abschnitt 36 liegt benachbart einer
ersten mittleren Seitenfläche 42 der
ersten Schelle 22. Der erste untere Abschnitt 38 ist
entlang eines unteren Bereichs des ersten Nasenabschnittes 28 ausgebildet.
Der erste untere Abschnitt 38 liegt benachbart einer ersten
unteren Seitenfläche 44 der ersten
Schelle 22.
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Der
Kontakt zwischen dem ersten mittleren Abschnitt 36 und
der ersten mittleren Seitenfläche 42 und
dem ersten unteren Abschnitt 38 und der ersten unteren
Seitenfläche 44 umfasst
eine erste definierte Kontaktstelle bzw. eine zweite definierte
Kon taktstelle. Der Begriff "definierte
Kontaktstelle" kann
einen Punktkontakt, einen Linienkontakt oder einen Flächenkontakt
zwischen einem entsprechenden Nasenabschnitt und einer Seitenfläche einer
zugehörigen
Schelle bedeuten. Beispielsweise sind in 4A der
erste mittlere Abschnitt 36 und der erste untere Abschnitt 38 gekrümmte zylindrische
Oberflächen und
sind in Kontakt mit im Wesentlichen flachen zugehörigen Seitenflächen der
ersten Schelle 22, was angesichts der axialen Länge der
gekrümmten
Zylinderfläche
zu einer tangentialen Kontaktlinie führt. Wenn andererseits ein
entsprechender Abschnitt nicht zylindrisch, sondern kugelförmig wäre, würde sich
ein tangentialer Kontaktpunkt aus der Berührung mit der im Wesentlichen
flachen jeweiligen Seitenfläche
einer entsprechenden Schelle ergeben. Das Wissen um definierte wiederholbare
Kontaktstellen erlaubt, dass NVH-Probleme leichter diagnostiziert und
angegangen werden können.
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Die
erste Schelle 22 ist eine Spannschelle. Ein erstes schellenspannendes
Federteil 45 erstreckt sich von dem ersten Nutabschnitt 30 aus
nach außen und übt eine
gerichtete Kraft auf den ersten Nasenabschnitt 28 aus.
In der bevorzugten Ausführungsform übt das vorspannende
Federteil 45 eine nach unten gerichtete Kraft auf den ersten
Nasenabschnitt 28 aus, um die definierten Kontaktstellen
zwischen dem ersten mittleren und unteren Abschnitt 36 und 38 des
ersten Nasenabschnittes 28 und der ersten mittleren und
unteren Seitenfläche 42 und 44 der
ersten Schelle 22 beizubehalten. Ungeachtet der Antriebsrichtung
des Bremsenrotors (nicht gezeigt), wird die erste Schelle 22 den
ersten Nasenabschnitt 28 vorspannen, um die jeweiligen
definierten Kontaktstellen während
aller Bremsvorgänge
sowie im ungebremsten Betrieb aufrecht zu erhalten.
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4B zeigt
eine vergrößerte Schnittansicht des
zweiten Nasenabschnitts 29, der von der zweiten Schelle 23 gehalten
wird. In der bevorzugten Ausführungsform
enthält
der zweite Nasenabschnitt 29 einen gekrümmten zweiten oberen Abschnitt 46,
einen gekrümmten
zweiten mittleren Abschnitt 48 und einen gekrümmten zweiten
unteren Abschnitt 50, wobei jeder Abschnitt innerhalb der
zweiten Schelle 23 angeordnet ist. Der zweite obere Abschnitt 46 liegt gegenüber einer
zweiten oberen Seitenfläche 52 der zweiten
Schelle 23. Der zweite mittlere Abschnitt 48 ist
entlang eines mittleren Bereichs des zweiten Nasenabschnittes 29 ausgebildet.
Der zweite mittlere Abschnitt 48 liegt benachbart einer
zweiten mittleren Seitenfläche 54 der
zweiten Schelle 23. Der zweite untere Abschnitt 50 ist
entlang eines unteren Bereichs des zweiten Nasenabschnittes 29 ausgebildet. Der
zweite untere Abschnitt 50 liegt benachbart einer zweiten
unteren Seitenfläche 56 der
zweiten Schelle 23.
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Der
Kontakt zwischen dem zweiten oberen Abschnitt 46 und der
zweiten oberen Fläche 52 umfasst
eine dritte definierte Kontaktstelle. Der zweite obere Abschnitt 46 ist
eine gekrümmte
zylindrische Oberfläche
und die Berührung
mit der im Wesentlichen flachen zweiten oberen Fläche 52 der
zweiten Schelle 23 führt
zu einer tangentialen Kontaktlinie. Wie bereits erläutert, kann
der Begriff "definierte
Kontaktstelle" einen
Punktkontakt, eine Kontaktlinie oder einen Flächenkontakt zwischen einem
jeweiligen Nasenabschnitt und einer Seitenfläche einer jeweiligen Schelle
abhängig
von der Form der jeweiligen Laschenfläche und der jeweiligen Seitenfläche der Schelle
einschließen.
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Die
zweite Schelle 23 ist eine Spannschelle. Ein zweites schellenspannendes
Federteil 58 erstreckt sich von dem zweiten Nutabschnitt 32 aus nach
außen
und übt
eine gerichtete Kraft auf den zweiten Nasenabschnitt 29 aus.
In der bevorzugten Ausführungsform übt das vorspannende
Federteil 57 eine nach oben gerichtete Kraft auf den zweiten
Nasenabschnitt 29 aus, um die dritte definierte Kontaktstelle
zwischen dem zweiten oberen Abschnitt 46 des zweiten Nasenabschnittes 29 bzw.
der zweiten oberen Seitenfläche 52 der
zweiten Schelle 23 beizubehalten. Ungeachtet der Antriebsrichtung
des Bremsenrotors (nicht gezeigt) spannt die zweite Schelle 23 den
zweiten Nasenabschnitt 29 vor, um die dritte definierte
Kontaktstelle während
aller Bremsvorgänge sowie
im nicht gebremsten Betrieb aufrecht zu erhalten.
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Im
Ergebnis werden die drei definierten Kontaktstellen durchgängig während aller
Bremsvorgänge
aufrechterhalten. Das Vorhandensein definierter reproduzierbarer
Kontaktpunkte erlaubt es, dass NVH-Probleme einfacher zu diagnostizieren
sind, als wenn die Kontaktstellen zwischen einem jeweiligen Nasenabschnitt
und einer jeweiligen Schelle nicht wiederholbar wären.
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In
den beiden 4A und 4B sind
Spalte gezeigt, wo kein Kontakt zwischen einer entsprechenden Seitenfläche einer
jeweiligen Schelle und einem entsprechenden Nasenabschnitt während eines
ungebremsten Betriebs vorliegt. Beispielsweise wird in 4A ein
erster Spalt zwischen der ersten oberen Seitenfläche 40 und dem ersten
oberen Abschnitt 34 während
eines Bremsbetriebs aufrechterhalten. Zusätzlich wird in 4B ein
zweiter Spalt zwischen der zweiten mittleren Seitenfläche 54 und dem
zweiten mittleren Abschnitt 48 aufrechterhalten und ein
dritter Spalt wird zwischen der dritten unteren Seitenfläche 56 und
dem dritten unteren Abschnitt 50 während eines Bremsbetriebs aufrechterhalten.
Jeder der Spalte wird aufrechterhalten, um während eines Rückwärts-Bremsbetriebs
zu starken Verzug zu verhindern.
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Die 5A und 5B zeigen
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen
für gleiche
Elemente zeigt 5A eine vergrößerte Ansicht
eines ersten Nasenabschnittes 28, der von einer ersten
Schelle 58 gehalten wird, und 5B zeigt
eine vergrößerte Ansicht
eines zweiten Nasenabschnittes 29, der von einer zweiten
Schelle 59 gehalten wird. Die erste Schelle 58 und
die zweite Schelle 59 sind ähnlich zu den in 4A bzw. 4B gezeigten
ersten und zweiten Schellen abgesehen davon, dass weder die erste
Schelle 58 noch die zweite Schelle 59 ein vorspannendes
Federteil enthalten. Während
eines ungebremsten Betriebs ist es dem Bremsklotz ermöglicht,
in die Ruheposition zu gehen (d. h. sich zurückzuziehen). Die definierten Kontaktstellen
zwischen den jeweiligen Nasenabschnitten und den jeweiligen Schellen
werden im ungebremsten Betrieb nicht aufrechterhalten. Wenn ein Bremsvorgang
eingeleitet wird, kontaktieren die jeweiligen Abschnitte der jeweiligen
Nasenabschnitte und zugehörigen
Seitenflächen
der jeweiligen Schellen einander, wie voranstehend erläutert. Die
drei definierten Kontaktstellen werden während jedes Bremsvorgangs beibehalten,
während
sich der Bremsenrotor in der in 3 gezeigten
Richtung dreht. Alternativ kann sich ein unterschiedlicher Satz definierter
Kontaktstellen abhängig
von der Drehrichtung des Bremsenrotors ergeben. Wie bereits erläutert, bestimmt
zusätzlich
zur Drehrichtung des Bremsenrotors die Position der jeweiligen Bremsklötze gegenüber dem
Bremsenrotor und die Position der jeweiligen Bremsklötze zu den
kontaktierenden Kolben die Drehrichtung (d. h. das Drehmoment) eines
jeden entsprechenden Bremsklotzes. Obgleich die definierten Kontaktstellen
abhängig
von der Richtung der jeweiligen Bremsklotzdrehmomente unterschiedlich sein
können,
hat im Ergebnis eine der entsprechenden Schellen zwei zugehörige definierte
Kontaktstellen und die andere entsprechende Schelle hat eine einzelne
zugehörige
definierte Kontaktstelle für
einen entsprechenden Bremsklotz. Das heißt, ein entsprechender Bremsklotz
und dessen zugehörige
anliegende Schellen führen
während
eines Bremsvorgangs zu drei definierten Kontaktstellen.
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6 zeigt
einen Gegentakt-Bremsklotz gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 6 zeigt
einen Bremsklotz 60 mit einem ersten Nasenabschnitt 62 und
einem zweiten Nasenabschnitt 64, die sich von einem Basisabschnitt 66 aus
nach außen
erstrecken. Der erste Nasenabschnitt 62 und der zweite
Nasenabschnitt 64 erstrecken sich in einander entgegengesetzten
Richtungen nach außen.
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Eine
erste Schelle 68 bzw. eine zweite Schelle 70 sind
in einem ersten Nutabschnitt 72 bzw. einem zweiten Nutabschnitt 74 aufgenommen.
Der erste Nasenabschnitt 62 bzw. der zweite Nasenabschnitt 64 werden
von der ersten Schelle 68 bzw. der zweiten Schelle 70 gehalten.
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7A zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des ersten Nasenabschnittes 62 (wie in 6 gezeigt), der
innerhalb der ersten Schelle 68 und dem ersten Nutabschnitt 72 aufgenommen
ist. Die erste Schelle 68 ist im Wesentlichen rechteckförmig und
umfasst eine obere Seitenfläche 75,
eine mittlere Seitenfläche 76 und
eine untere Seitenfläche 78.
Die untere Seitenfläche 78 hat
einen Lippenabschnitt 80 und einen horizontalen Abschnitt 82.
Der Lippenabschnitt 80 erstreckt sich vertikal vom horizontalen
Abschnitt 82 aus.
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Der
erste Nasenabschnitt 62 umfasst einen ersten oberen Abschnitt 84,
einen ersten mittleren Abschnitt 86 und einen ersten unteren
Abschnitt 88. Der erste obere Abschnitt 84 hat
eine gekrümmte Fläche benachbart
der oberen Seitenfläche 75.
Der erste mittlere Abschnitt 86 hat eine gekrümmte Fläche benachbart
der mittleren Seitenfläche 76.
Der erste untere Abschnitt 88 hat eine gekrümmte Fläche benachbart
dem Lippenabschnitt 80 der ersten Schelle 68.
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Wenn
ein Vorwärts-Bremsdrehmoment
auf den Bremsenrotor (nicht gezeigt) wirkt, dreht der Bremsklotz 60 (gemäß 6)
in Richtung des sich drehenden Rotors. Da der erste mittlere Abschnitt 86 und
der erste untere Abschnitt 88 gekrümmte Flächen sind, führt ein
Kontakt mit den im wesentlichen flachen jeweiligen Seitenflächen der
ersten Schelle 68 zu einer ersten definierten Kontaktstelle
und einer zweiten definierten Kontaktstelle. Der tangentiale Kontakt
führt zu
einer Kontaktlinie für
einen zylinderförmigen
Nasenabschnitt. Alternativ kann die definierte Kontaktstelle einen
Kontaktpunkt oder eine Kontaktlinie abhängig von der Form der Kontaktflächen zwischen
einem jeweiligen Nasenabschnitt und einer jeweiligen Seitenfläche der
Schelle einschließen.
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Wenn
der erste untere Abschnitt 88 und der erste mittlere Abschnitt 86 den
Lippenabschnitt 80 bzw. die erste mittlere Seitenfläche 66 kontaktieren, ist
der erste Nasenabschnitt 62 in Zugspannung mit der ersten
Schelle 68 und versucht, sich selbst von der ersten Schelle 68 weg
zu ziehen.
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7B zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des zweiten Nasenabschnittes 64 in Kontakt mit der zweiten
Schelle 70. Der zweite Nasenabschnitt 64 enthält einen
zweiten oberen Abschnitt 92, einen zweiten mittleren Abschnitt 94 und
einen zweiten unteren Abschnitt 96. Jeder der entsprechenden
Abschnitte ist gekrümmt
oder umfasst eine Art Vorsprung, der eine definierte Kontaktstelle
mit einer Anlagefläche
liefert. Die zweite Schelle 70 ist spiegelbildlich zur
ersten Schelle 68 und enthält eine zweite obere Seitenfläche 98,
eine zweite mittlere Seitenfläche 100 und eine
untere Seitenfläche 102.
Ein Lippenabschnitt 104 bildet einen Abschnitt der unteren
Seitenfläche 102 der
zweiten Schelle 70.
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Wenn
ein vorwärts
gerichtetes Bremsdrehmoment auf den Bremsenrotor (nicht gezeigt)
wirkt, kontaktiert der erste obere Abschnitt 92 die zweite obere
Seitenfläche 98,
was zu der dritten definierten Kontaktstelle führt. Wie bereits erläutert, ist
die definierte Kontaktstelle eine Kontaktlinie. Alternativ kann abhängig von
der Form des jeweiligen Nasenabschnittes die definierte Kontaktstelle
einen Kontaktpunkt oder einen Flächenkontakt
einschließen.
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Da
nur der obere Abschnitt 92 des zweiten Nasenabschnittes 64 die
zweite obere Seitenfläche 98 der
zweiten Schelle 70 kontaktiert, ist der zweite Nasenabschnitt 64 in
Druckanlage mit der zweiten Schelle 70, so dass der zweite
obere Abschnitt 92 nur gegen die zweite obere Seitenfläche 98 drückt. Im
Ergebnis ist der zweite Nasenabschnitt 64 in Schubbeziehung
zu der zweiten Schelle 70 und der erste Nasenabschnitt 62 ist
in einer Zugbeziehung zur ersten Schelle 68.
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Die 8A und 8B zeigen
vergrößerte Ansichten
der jeweiligen Nasenabschnitte eines Bremsklotzes gemäß einer
vierten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die zugehörigen Nasenabschnitte 116 und 117 sind ähnlich denjenigen
aus 5A und 5B abgesehen
davon, dass eine unterschiedliche Nasenabschnittskonfiguration verwendet
wird. Ähnlich
den 5A und 5B ergeben
sich drei zugehörige
definierte Kontaktstellen aus dem Kontakt zwischen dem ersten mittleren
Abschnitt 118 und der ersten mittleren Seitenfläche 119,
dem ersten unteren Abschnitt 120 und der ersten unteren
Seitenfläche 121 und
dem zweiten oberen Abschnitt 122 und der zweiten oberen
Seitenfläche 123,
die sich bilden, wenn ein Drehmoment vom Bremsvorgang auf einen
entsprechenden Bremsklotz wirkt.
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Die 9A und 9B zeigen
vergrößerte Ansichten
zugehöriger
Nasenabschnitte gemäß einer
fünften
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 9A zeigt
einen ersten Nasenabschnitt 124, der von einer ersten Schelle 126 gehalten
ist. Der erste Nasenabschnitt 124 hat einen ersten oberen
Abschnitt 126, der im Wesentlichen flach ist, einen ersten
mittleren Abschnitt 130, der gekrümmt ist, und einen ersten unteren
Abschnitt 132, der im Wesentlichen flach ist. Der erste
obere Abschnitt 128 liegt benachbart einer ersten oberen
Seitenfläche 134 der
ersten Schelle 126. Der erste mittlere Abschnitt 130 ist
entlang eines mittleren Bereichs des ersten Nasenabschnittes 124 ausgebildet. Der
erste mittlere Abschnitt 130 liegt benachbart einer ersten
mittleren Seitenfläche 136 der
ersten Schelle 126. Der erste untere Abschnitt 132 ist
entlang eines unteren Bereichs des ersten Nasenabschnittes 124 ausgebildet.
Der erste untere Abschnitt 132 liegt benachbart einer ersten
unteren Seitenfläche 138 der
ersten Schelle 126.
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Auf ähnliche
Weise ist gemäß 9B ein zweiter
Nasenabschnitt 140 von einer zweiten Schelle 142 gehalten.
Der zweite Nasenabschnitt 140 enthält einen zweiten oberen Abschnitt 144,
der im Wesentlichen flach ist, einen zweiten mittleren Abschnitt 146,
der gekrümmt
ist, und einen zweiten unteren Abschnitt 148, der im Wesentlichen
flach ist. Der zweite obere Abschnitt 144 liegt benachbart
einer zweiten oberen Seitenfläche 150 der
zweiten Schelle 126. Der zweite mittlere Abschnitt 146 ist
entlang eines mittleren Bereichs des zweiten Nasenabschnittes 140 ausgebildet.
Der zweite mittlere Abschnitt 146 liegt benachbart einer
zweiten mittleren Seitenfläche 152 der
zweiten Schelle 142. Der zweite untere Abschnitt 148 ist
entlang eines unteren Bereichs des zweiten Nasenabschnittes 140 ausgebildet.
Der zweite untere Abschnitt 148 liegt benachbart einer zweiten
unteren Seitenfläche 154 der
zweiten Schelle 142.
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Gemäß den beiden 9A und 9B schafft,
wenn eine Bremsung in einer ersten Richtung (wobei 9A der
nachlaufende Abschnitt und 9B der
voreilende Abschnitt ist) aufgebracht wird, ein Kontakt zwischen
dem ersten mittleren Abschnitt 130 und der ersten mittleren
Seitenfläche 136 eine
erste definierte Kontaktstelle. Der Kontakt zwischen dem ersten
unteren Abschnitt 132 und der ersten unteren Seitenfläche 138 definiert
eine zweite definierte Kontaktstelle. Eine dritte definierte Kontaktstelle
ergibt sich aus einem Kontakt zwischen dem zweiten oberen Abschnitt 144 und
der zweiten oberen Seitenfläche 150.
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Der
Betrag der gerichteten Bewegung der jeweiligen Nasenabschnitte in
ihren entsprechenden Schellen aufgrund des jeweils anliegenden Drehmoments
bestimmt, ob die definierten Kontaktstellen Kontaktlinien oder Kontaktflächen sind.
Wenn beispielsweise die Drehmomentbewegung der jeweiligen Bremsklötze zu einem
Kontakt zwischen dem im wesentlichen flachen Abschnitt des ersten
unteren Abschnittes 132 und der ersten unteren Seitenfläche 138 führt, dann
ist die zweite definierte Kontaktstelle zwischen diesen beiden entsprechenden
Flächen
im Ergebnis ein entsprechender Flächenkontakt. Zusätzlich ist
die dritte definierte Kontaktstelle dann ein Flächenkontakt aufgrund des Kontaktes
zwischen dem zweiten oberen Abschnitt 144 des zweiten Nasenabschnittes 140 und
der zweiten oberen Seitenfläche 150 der
zweiten Schelle 142. Die zweite definierte Kontaktstelle
zwischen dem ersten mittleren Abschnitt 130 des ersten
Nasenabschnittes 124 und der ersten mittleren Seitenfläche der
ersten Schelle 126 ist als Folge der gekrümmten zylindrischen
Fläche
eine Kontaktlinie, die die entsprechende flache Seitenfläche der
Schelle kontaktiert. Wenn andererseits die Drehbewegung (d.h. Drehmomentbeaufschlagung)
des Bremsklotzes so ist, dass eine Ecke 139 des ersten
unteren Abschnittes 132 die erste untere Seitenfläche 138 kontaktiert,
dann umfasst die zweite definierte Kontaktstelle eine Kontaktlinie
anstelle eines Flächenkontakts. Ähnlich ist
im Ergebnis die dritte definierte Kontaktstelle zwischen einer Ecke 153 des
zweiten oberen Abschnittes 144 des zweiten Nasenabschnittes 140 und
der zweiten oberen Seitenfläche 150 der
ersten Schelle 126 eine Kontaktlinie.
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Die 10A und 10B zeigen
eine sechste bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 10A ist
ein erster Nasenabschnitt 60 in der ersten Schelle 126 gehalten.
Der erste Nasenabschnitt 160 hat einen ersten oberen Abschnitt 162,
der im Wesentlichen flach ist, einen ersten mittleren Abschnitt 164,
der gekrümmt
ist und einen ersten unteren Abschnitt 166, der im Wesentlichen
flach ist. Der erste obere Abschnitt 162 ist entlang eines
oberen Bereichs des ersten Nasenabschnittes 160 ausgebildet
und liegt benachbart einer ersten oberen Seitenfläche 134 der ersten
Schelle 126. Der erste mittlere Abschnitt 164 ist
entlang eines mittleren Bereichs des ersten Nasenabschnittes 160 ausgebildet
und liegt benachbart einer ersten mittleren Seitenfläche 136 der
ersten Schelle 126. Der erste untere Abschnitt 166 ist
entlang eines unteren Bereichs des ersten Nasenabschnitts 160 ausgebildet
und liegt benachbart einer ersten unteren Seitenfläche 138 der
ersten Schelle 126.
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Auf ähnliche
Weise ist in 10B ein zweiter Nasenabschnitt 170 von
einer zweiten Schelle 142 gehalten. Der zweite Nasenabschnitt 170 hat
einen zweiten oberen Abschnitt 172, der im wesentlichen flach
ist, einen zweiten mittleren Abschnitt 174, der gekrümmt ist
und einen zweiten unteren Abschnitt 176, der im wesentlichen
flach ist, wobei jeder der entsprechenden Abschnitte innerhalb der
zweiten Schelle 142 angeordnet ist. Der zweite obere Abschnitt 172 ist
entlang eines oberen Bereichs des zweiten Nasenabschnittes 170 ausgebildet
und liegt benachbart einer zweiten oberen Seitenfläche 150 der
zweiten Schelle 126. Der zweite mittlere Abschnitt 174 ist
entlang eines mittleren Bereichs des zweiten Nasenabschnittes 170 ausgebildet
und liegt benachbart einer zweiten mittleren Seitenfläche 152 der
zweiten Schelle 142. Der zweite untere Abschnitt 176 ist
entlang eines unteren Bereichs des zweiten Nasenab schnittes 170 ausgebildet
und liegt benachbart einer zweiten unteren Seitenfläche 154 der
zweiten Schelle 142.
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Bezugnehmend
auf die beiden 10A und 10B umfasst,
wenn ein Bremsvorgang in einer ersten Richtung durchgeführt wird
(10A ist der nachlaufende Abschnitt und 10B ist der voreilende Abschnitt), ein Kontakt
zwischen dem ersten mittleren Abschnitt 162 und der ersten
mittleren Seitenfläche 164 und
dem ersten unteren Abschnitt 166 und der ersten unteren
Seitenfläche 138 eine
erste definierte Kontaktstelle bzw. eine zweite definierte Kontaktstelle.
Eine dritte definierte Kontaktstelle ergibt sich aus einem Kontakt
zwischen dem zweiten oberen Abschnitt 172 und der zweiten
oberen Seitenfläche 150.
Jede der definierten Kontaktstellen enthält Kontaktbereiche, die die
Folge der im Wesentlichen flachen Abschnitte eines jeden entsprechenden
Nasenabschnittes sind, die an den jeweiligen Seitenflächen der
entsprechenden Schellen anliegen.
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Die
drei definierten Kontaktstellen werden während aller Bremsvorgänge durchgehend
beibehalten. Obgleich die definierten Kontaktstellen größere Kontaktbereiche
verglichen mit Kontaktlinien oder Kontaktpunkten sind, erlaubt das
Vorhandensein definierter reproduzierbarer Kontaktpunkte, dass NVH-Probleme
einfacher diagnostizierbar sind, als wenn die Kontaktstellen zwischen
einem entsprechenden Nasenabschnitt und einer entsprechenden Schelle
nicht reproduzierbar wären.
Es sei festzuhalten, dass der im wesentlichen flache Abschnitt gemäß den 10A und 10B auch
in Kombination mit einem Nasenabschnitt verwendet werden kann, der
einen gekrümmten
Abschnitt hat.
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Die 11A und 11B zeigen
eine siebte bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen
für gleiche
Elemente zeigt 11A eine vergrößerte Ansicht
des von einer Schelle 105 gehaltenen zweiten Nasenabschnittes 29,
und 11B zeigt eine vergrößerte Ansicht 106 des
in 11A eingekreisten Abschnitts. Die Schelle 105 ist ähnlich der
zweiten Schelle 23 gemäß 2,
mit der Hinzufügung
eines Antirotationsmerkmals. Ein Hakenteil 108 ist ein
erhöhter
Oberflächenabschnitt
der Schelle 105, der von einem Eckabschnitt 109 der
Schelle 105 nach oben gebogen ist. Das Hakenteil 108 erstreckt
sich vom Eckabschnitt 109 in einem bestimmten Winkel nach
außen.
Bevorzugt ist das Hakenteil 108 um den gleichen Betrag wie ein abgewinkelter
Eckabschnitt 110 der Halterungsplatte 11 angewinkelt.
Ein Ende 112 des Hakenteils 108 liegt an einer
oberen Fläche 114 der
Halterungsplatte 11 innerhalb des zweiten Nutabschnittes 32 an.
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Wenn
eine Bremsung aufgebracht wird, möchte der Bremsklotz 21 (in 2 gezeigt)
in Antriebsrichtung des Rades (d.h. wie gezeigt im Uhrzeigersinn)
drehen. Der zweite Nasenabschnitt 29 übt eine Kraft gegen die zweite
obere Seitenfläche 114 der
Schelle 105 aus. Wenn die Kraft auf die Schelle 105 aufgebracht
wird, legt das Hakenteil 108 die Schelle 105 an
der zweiten oberen Seitenfläche 52 fest,
wodurch eine Drehung der Schelle 105 im Uhrzeigersinn verhindert
wird. Weiterhin kann ein entsprechendes Hakenteil einer jeden entsprechenden Schelle
hinzugefügt
werden, die mit einem entsprechenden Nasenabschnitt zusammenpasst,
um eine Drehung der entsprechenden Schellen zu verhindern, wenn
eine Bremsung durchgeführt
wird.
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Gemäß den Vorschriften
der Patentstatuten wurden das Prinzip und die Arbeitsweise dieser
Erfindung erläutert
und in der bevorzugten Ausführungsform
dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass diese Erfindung anders
umgesetzt werden kann, als konkret erläutert und dargestellt, ohne
von ihrem Wesen oder Umfang abzuweichen. Beispielsweise können verschiedene
Ausführungsformen
verwendet werden, die Nasenabschnitte haben, welche entweder flache
Flächenabschnitte
oder gekrümmte
Flächenabschnitte
entweder individuell oder in Kombination verwenden, ohne vom Umfang
der Erfindung abzuweichen.