DE102009041010B4 - Hydraulische Bremse - Google Patents

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Abstract

Hydraulische Bremse mit mindestens einem ersten Kolben (1), welcher durch Beaufschlagen mindestens einer ersten Druckkammer (10, 11) mit Hydraulikfluid entlang einer Längsachse bewegbar ist, wobeider erste Kolben (1) parallel zu seiner Längsachse eine Bohrung aufweist, innerhalb welcher ein zweiter Kolben (2) angeordnet ist, welcher durch Beaufschlagen mindestens einer zweiten Druckkammer (20, 21) mit Hydraulikfluid parallel zum ersten Kolben (1) bewegbar ist;die Innenfläche des ersten Kolbens (1) und die Außenfläche des zweiten Kolbens (2) zylinderförmig ausgeführt sind;wobei die zylinderförmige Außenfläche des zweiten Kolbens (2) an der zylinderförmigen Innenfläche des ersten Kolbens (1) angeordnet ist;der zweite Kolben (2) entlang seiner Längsachse eine Bohrung aufweist, wobei der erste und der zweite Kolben (1, 2) als konzentrische Ringkolben ausgeführt sind undder erste Kolben (1) eine erste Kontaktfläche und der zweite Kolben (2) eine zweite Kontaktfläche aufweist, über welche der erste und der zweite Kolben (1, 2) mit einem ersten verschiebbaren Element (30) in Verbindung stehen, wobei die Kontaktflächen an zumindest einer Stirnseite der Kolben (1, 2) angeordnet sind;dadurch gekennzeichnet, dassdie hydraulische Bremse weiterhin eine Bremsanordnung (40 bis 47) umfasst, welche zum Erzeugen einer Bremskraft gegen ein drehbares Bremselement (45), andrückbar ist, wobei der erste und der zweite Kolben (1, 2) konzentrisch zu der Drehachse des Bremselements (45) angeordnet sind;wobei eine Lagerung (44) des Bremselements (45) im Inneren des zweiten Kolbens (2) angeordnet ist und/oder durch ein durch den zweiten Kolben (2) hindurchgehendes Halteelement (54) mit dem Gehäuse (50, 51, 52, 53) der Bremse in Verbindung steht;die zweite Druckkammer (20, 21) zum Bewegen des zweiten Kolbens (2) innerhalb einer Bohrung im zweiten Kolben (2) angeordnet ist und einen Ringraum (20, 21) bildet, welcher innerhalb der Bohrung im zweiten Kolben (2) angeordnet ist unddie hydraulische Bremse weiterhin zwei erste Druckkammern (10, 11), welche dem ersten Kolben (1) zugeordnet sind, und/oder zwei zweite Druckkammern (20, 21), welche dem zweiten Kolben (2) zugeordnet sind, umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Bremse, insbesondere eine Pressure-Off-Bremse, welche durch Beaufschlagen der ersten Druckkammer mit Hydraulikfluid gelöst werden kann.
  • Für solche hydraulischen Bremsen sind bereits Anordnungen bekannt, welche eine Redundanz schaffen sollen, so dass die hydraulische Bremse bei einem Ausfall des ersten Kolbens dennoch gelöst werden kann. So ist es beispielsweise bekannt, mehrere über den Umfang der Bremse verteilte Kolben einzusetzen, welche separat hydraulisch angesteuert werden können. Dies ergibt jedoch eine aufwendige Bauweise mit vielen Bauteilen. Weiterhin ist es bekannt, zwei Ringkolben einzusetzen, welche hintereinander angeordnet sind. Durch die serielle Anordnung der Kolben wird jedoch die Baulänge des Gerätes erhöht. Außerdem kann die Bremse nicht mehr geöffnet werden, wenn der vordere Kolben klemmt.
  • Eine redundante Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung ist Gegenstand der DE 24 12 542 A . Weiterhin offenbart DE 23 26 760 A eine Ausrückvorrichtung für Kupplungen, insbesondere für Schwerfahrzeuge. Eine ringförmige Doppelkolben-Bremsanordnung zeigt US 3 927 737 A .
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine hydraulische Bremse zur Verfügung zu stellen, welche eine zuverlässige Redundanz bietet und dennoch einfach aufgebaut ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einer hydraulischen Bremse gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch Anordnen des zweiten Kolbens innerhalb der Bohrung des ersten Kolbens ergibt sich eine äußerst kompakte Anordnung, welche aufgrund der zwei Kolben dennoch die nötige Redundanz aufweist. Die beiden Kolben können dabei parallel zueinander bewegt werden, so dass die Bremse auch dann noch geöffnet werden kann, wenn eines der beiden Hydrauliksysteme ausfällt. Vorteilhafterweise sind dabei die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer hydraulisch voneinander getrennt.
  • Erfindungsgemäß ergibt sich eine äußerst kompakte und einfache Anordnung. Zudem ermöglicht dies eine gleichmäßige Verteilung der von den beiden Zylindern zur Verfügung gestellten Kraft. Auch müssen keine zusätzlichen Teile für die Führung des zweiten Kolbens eingesetzt werden. Zudem ergibt sich eine äußerst kompakte Anordnung, bei welcher die Außenfläche des zweiten Kolbens an der Innenfläche des ersten Kolbens angeordnet ist. Die Bohrung entlang der Längsachse des zweiten Kolbens ermöglicht wiederum eine kompakte Anordnung, da innerhalb dieser Bohrung weitere Elemente der Bremse angeordnet werden können. Der erste und der zweite Kolben sind als konzentrische Ringkolben ausgeführt.
  • Durch die Kontaktflächen der Kolben können durch Beaufschlagen mindestens der ersten oder mindestens der zweiten Druckkammer mit Hydraulikfluid das erste verschiebbare Element verschoben und so die Bremse gelöst werden. Weiterhin vorteilhafterweise weist der erste Kolben zwei erste Kontaktflächen und der zweite Kolben zwei zweite Kontaktflächen auf, über welche der erste und der zweite Kolben mit einem ersten und einem zweiten verschiebbaren Element in Verbindung stehen. Das erste verschiebbare Element ist dabei vorteilhafterweise über eine Federanordnung vorgespannt und kann sowohl durch den ersten als auch den zweiten Kolben gegen die Vorspannung bewegt werden. Das zweite verschiebbare Element ist vorteilhafterweise Teil einer Bremsanordnung. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Kontaktflächen jeweils auf gegenüberliegenden Stirnseiten des ersten und des zweiten Kolbens angeordnet sind. Vorteilhafterweise bilden die erste und die zweite Kontaktfläche bzw. die ersten und die zweiten Kontaktflächen des erfindungsgemäßen Kolbens jeweils konzentrische, ringscheibenförmige Flächen.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Kolben konzentrisch zu der Drehachse des Bremselements angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßige Krafteinwirkung sowohl durch den ersten als auch durch den zweiten Kolben. Weiterhin vorteilhafterweise ist dabei eine Lagerung des Bremselements im Inneren des zweiten Kolbens angeordnet und/ oder steht durch ein durch den zweiten Kolben hindurchgehendes Halteelement mit dem Gehäuse der Bremse in Verbindung. Der durch die Bohrung im zweiten Kolben vorhandene Innenraum kann so zur Lagerung des Bremselementes genutzt werden. Vorteilhaft ist weiterhin, dass die Lagerung des Bremselements im Inneren des zweiten Kolbens angeordnet ist und/oder durch ein durch den zweiten Kolben hindurchgehendes Halteelement mit dem Gehäuse der Bremse in Verbindung steht. Indem die zweite Druckkammer zum Bewegen des zweiten Kolbens innerhalb einer Bohrung im zweiten Kolben angeordnet ist und einen Ringraum bildet, welcher innerhalb der Bohrung im zweiten Kolben angeordnet ist, können die erste und die zweite Druckkammer hydraulisch problemlos getrennt werden. Vorteilhafterweise bildet dabei auch die zweite Druckkammer einen Ringraum, welcher innerhalb der Bohrung im zweiten Kolben angeordnet ist. Dieser Ringraum ist dabei vorteilhafterweise zwischen der Innenfläche des zweiten Kolbens und einer konzentrischen Außenfläche eines Steuerblockes angeordnet, wobei der Steuerblock durch die Bohrung des zweiten Kolbens hindurchgeht. Vorteilhafterweise werden dabei zwei getrennte Steuerblöcke für die erste und die zweite Druckkammer eingesetzt, wobei im ersten Steuerblock die erste Druckkammer zum Bewegen des ersten Kolbens und im zweiten Steuerblock die zweite Druckkammer zum Bewegen des zweiten Kolbens angeordnet ist. Insbesondere könnend er erste und der zweite Steuerblock in Längsrichtung der Kolben gesehen nebeneinander angeordnet werden.
  • Weiterhin vorteilhafterweise sind zwei erste Druckkammern vorgesehen, welche dem ersten Kolben zugeordnet sind. Das Beaufschlagen der beiden ersten Druckkammern mit Hydraulikfluid bewirkt dabei in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtete Kräfte, so dass der erste Kolben durch Anlegen einer Druckdifferenz zwischen den beiden ersten Druckkammern bewegt werden kann. Der erste Kolben kann hierdurch druckbalanciert angesteuert werden. Weiterhin vorteilhafterweise sind zwei zweite Druckkammern vorgesehen, welche dem zweiten Kolben zugeordnet sind. Das Beaufschlagen der beiden zweiten Druckkammern mit Hydraulikfluid bewirkt dabei in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtete Kräfte, so dass der zweite Kolben durch Anlegen einer Druckdifferenz zwischen den beiden zweiten Druckkammern bewegt werden kann. Der zweite Kolben kann hierdurch druckbalanciert angesteuert werden.
  • Eine besonders einfache bzw. kompakte Anordnung ergibt sich bei einer Ausführungsform, bei der die zwei ersten Druckkammern den ersten Kolben ringförmig umgeben und durch einen ringförmigen Vorsprung an der Außenfläche des ersten Kolbens voneinander getrennt sind und/oder die zwei zweiten Druckkammern im Inneren des zweiten Kolbens ringförmig angeordnet sind und durch einen ringförmigen Vorsprung an der Innenfläche des zweiten Kolbens voneinander getrennt sind. Vorteilhafterweise sind die zwei ersten Druckkammern und zwei zweiten Druckkammern dabei in getrennten Steuerblöcken angeordnet. Weiterhin vorteilhafterweise sind die zwei ersten und die zwei zweiten Druckkammern hydraulisch voneinander getrennt.
  • Bei einer Ausführung mit einem Federelement, welches den ersten und den zweiten Kolben gegen die Bremsanordnung drückt, wodurch die Bremse betätigt wird, wobei die Bremse durch Beaufschlagen einer oder beider Druckkammern mit Druck gelöst werden kann, kann die erfindungsgemäße Bremse auch dann noch gelöst werden, wenn einer der beiden Kolben blockiert. Vorteilhafterweise stehen dabei der erste und der zweite Kolben jeweils mit einer Kontaktfläche mit dem Federelement in Verbindung, während sie mit einer gegenüberliegenden Kontaktfläche mit der Bremsanordnung in Verbindung stehen.
  • In einer bevorzugten Ausführung sind die erste und die zweite Druckkammer getrennt voneinander mit Hydraulikfluid beaufschlagbar und dabei außerhalb bzw. innerhalb des Kolbens angeordnet. Daraus ergibt sich ebenfalls eine Redundanz bei der Ansteuerung der vorgenannten Ausfürhungsformen der erfindungsgemäßen hydraulischen Bremse. Vorteilhafterweise wird dabei durch Beaufschlagen der ersten Druckkammer und durch Beaufschlagen der zweiten Druckkammer mit Hydraulikfluid eine Bewegung in die gleiche Richtung erzeugt. Vorteilhafterweise kann dabei sowohl durch Beaufschlagen der ersten Druckkammer als auch durch Beaufschlagen der zweiten Druckkammer mit Hydraulikfluid die Bremse gelöst werden, so dass zwei unabhängige voneinander betätigbare Möglichkeiten zum Lösen der hydraulischen Bremse gegeben sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Bremse nach Anspruch 4 ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3. Dabei kann die erste Druckkammer einem ersten Kolben zugeordnet sein und die zweite Druckkammer einem zweiten Kolben zugeordnet sein, welcher parallel zum ersten Kolben bewegbar ist. Alternativ können jedoch sowohl die erste als auch die zweite Druckkammer dem selben Kolben zugeordnet sein. Vorteilhafterweise kann dabei der Kolben durch Beaufschlagen der zweiten Druckkammer mit Hydraulikfluid in die gleiche Richtung bewegt werden wie durch beaufschlagen der ersten Druckkammer. Vorteilhafterweise ist in diesem Fall die hydraulische Bremse so ausgeführt, wie dies oben bezüglich einer Anordnung mit einem ersten und einem zweiten Kolben dargestellt wurde, wobei jedoch der erste und der zweite Kolben eine Baueinheit bilden und daher einen einzigen Kolben darstellen.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein hydraulisches Bremssystem mit einer hydraulischen Bremse, wie sie oben dargestellt wurde. Vorteilhafterweise werden dabei die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer getrennt voneinander angesteuert.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst dabei weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines hydraulischen Bremssystems, wie es oben dargestellt wurde. Vorteilhafterweise wird dabei der erste Kolben druckbalanciert angesteuert. Alternativ oder zusätzlich wird vorteilhafterweise der zweite Kolben druckbalanciert angesteuert. Vorteilhafterweise ist dabei die hydraulische Bremse auch dann lösbar, wenn einer der beiden Kolben blockiert.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Flugzeug mit einer hydraulischen Bremse oder einem hydraulischen Bremssystem, wie es oben dargestellt wurde. Insbesondere kann die hydraulische Bremse dabei in einem Antriebsstrang zum Bewegen von Steuerflächen des Flugzeugs eingesetzt werden. Vorteilhafterweise sichert die hydraulische Bremse dabei die Steuerflächen bei einem Ausfall der Hydraulik gegen unkontrollierte Bewegungen, indem die Bremse bei fehlendem Hydraulikdruck automatisch schließt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die eine Anwendung in der Luftfahrt beschränkt, sondern auch in anderen technischen Gebieten, wie beispielweise allgemein in der Verkehrstechnik, im Werkzeugmaschinenbau etc. einsetzbar.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels sowie einer Zeichnung näher dargestellt. Dabei zeigt
    • 1 eine Schnittansicht entlang der Längsachse einer hydraulischen Bremse gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Erfindungsgemäße hydraulische Bremse weist dabei eine Bremsanordnung auf, welche gegen eine Bremsscheibe 45 gepresst werden kann und so die mit der Bremsscheibe 45 verbundene Welle 43 bremst. Die Bremsscheibe bzw. die Welle 43 ist drehbar an dem Gehäuse der Bremse gelagert. Die Bremsanordnung weist ein verschiebbares Element 40 auf, welches über eine Tellerfeder 47 von der Bremsscheibe 45 weg vorgespannt ist. Der Bremsbereich der Bremsscheibe 45 ist dabei zwischen dem Bremsbereich 41 des Elements 40 sowie einem Bremsbereich 42 am Gehäuse angeordnet.
  • Durch Verschieben des Elements 40 gegen die Kraft der Tellerfeder 47 wird der Bremsbereich der Bremsscheibe 45 an die Bremsbereiche 41 und 42 gepresst, wodurch die Welle 43 gebremst wird. Die Bremskraft wird dabei durch Federn 31 zur Verfügung gestellt, deren Vorspannung größer ist als die der Tellerfeder 47, so dass die Federn 31 das Element 40 gegen die Bremsscheibe 45 pressen.
  • Die Federn 31 stehen dabei über ein weiteres verschiebbares Element 30 sowie den ersten Kolben 1 und den zweiten Kolben 2 mit dem verschiebbaren Element 40 der Bremsanordnung in Verbindung und schließen so die Bremse, wenn die Kolben 1 und 2 nicht hydraulisch entgegen der Federkraft bewegt werden. Der erste Kolben 1 ist erfindungsgemäß als Ringkolben ausgeführt, in dessen Inneren der zweite Kolben 2 angeordnet ist. Dabei ist die Außenfläche des zweiten Kolbens 2 an der zylindrischen Innenfläche des ersten Kolbens 1 geführt. Der zweite Kolben 2 ist ebenfalls als Ringkolben ausgeführt. Die beiden Ringkolben sind dabei konzentrisch zur Drehachse der Welle 43 angeordnet.
  • Die beiden Kolben 1 und 2 sind damit parallel zueinander zwischen den Federn 31 und der Bremsanordnung angeordnet. Hierdurch kann die Bremse unabhängig sowohl vom ersten als auch vom zweiten Kolben 2 gelöst werden. Durch die Anordnung des zweiten Kolbens 2 innerhalb des ersten als Ringkolben ausgeführten Kolbens 1 ergibt sich dabei eine äußerst kompakte Anordnung. Zudem können die Druckkammern zum Ansteuern des ersten Kolbens 1 und die Druckkammern zum Ansteuern des zweiten Kolbens 2 problemlos innerhalb von zwei unterschiedlichen Steuerblöcken angeordnet werden. Dem ersten Kolben 1 sind dabei zwei erste Druckkammern 10 und 11 zugeordnet, so dass der erste Kolben durch Anlegen einer Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern bewegt werden kann. Die Druckkammer 10 ist dabei durch einen Druckkanal 12 mit Hydraulikfluid beaufschlagbar, während die Druckkammer 11 getrennt von der Druckkammer 10 durch einen Hydraulikkanal 13 mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist.
  • Die Druckkammern 10 und 11 zum Bewegen des ersten Kolbens sind dabei jeweils ringförmig ausgeführt und umgeben die Außenfläche des ersten Kolbens 1. Die beiden ersten Druckkammern 10 und 11 bilden dabei jeweils Ringräume, welche durch einen ringförmigen Vorsprung 14 an der Außenfläche des ersten Kolbens 1 voneinander getrennt sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Ausführung der Druckkammern. Die ersten Druckkammern 10 und 11 sind in einem ersten-Steuerblock angeordnet, welcher durch die Blöcke 51 und 52 gebildet ist und den ersten Kolben 1 umgibt. Der erste Steuerblock weist dabei eine Bohrung mit mindestens zwei unterschiedlichen Durchmessern auf. Im Bereich der Bohrung mit dem kleineren Durchmesser ist dabei die Kolbenstange des Kolbens 1 geführt, während der ringförmige Vorsprung 14 in dem Bereich der Bohrung mit dem größeren Durchmesser geführt ist. Die Druckkammern 11 und 12 ergeben sich so zwischen den Stirnseiten des ringförmigen Vorsprungs 14 und den Stufen im ersten Steuerblock zwischen dem Bereich der Bohrung mit dem größeren Durchmesser und den anschließenden Bereichen mit dem kleineren Durchmesser. Hierdurch sind die beiden ersten Druckkammern 10 und 11 sowie die Führungen des ersten Kolbens 1 komplett an der Außenseite des ersten Kolbens angeordnet und können durch Verwendung von nur zwei Blöcken 51 und 52 bereitgestellt werden.
  • Die Druckkammern 20 und 21 zum Bewegen des zweiten Kolbens sind an der Innenfläche des zweiten Kolbens 2 angeordnet und ebenfalls ringförmig ausgeführt. Die beiden Druckkammern 20 und 21 werden dabei durch einen ringförmigen Vorsprung 24 an der Innenfläche des zweiten Kolbens 2 voneinander getrennt. Der zweite Kolben 2 ist dabei an seiner Innenseite an einem zweiten Steuerblock geführt, welcher einen Zylinder mit mindestens zwei unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Der ringförmige Vorsprung 24 ist dabei mit seiner Innenseite an einem Bereich des zweiten Steuerblocks mit einem geringeren Durchmesser geführt, während die Kolbenstange des zweiten Kolbens in Bereichen mit einem größeren Durchmesser geführt ist. Hierdurch ergeben sich die beiden Druckkammern 20 und 21 wiederum zwischen den Stirnflächen des ringförmigen Vorsprungs 24 sowie den Stufen zwischen dem Bereich mit dem geringeren Durchmesser und den anschlie-Wenden Bereichen mit einem größeren Durchmesser des zweiten Steuerblocks. Die Hydraulikleitungen 23 und 22 zum Beaufschlagen der Druckkammern 21 und 20 mit Hydraulikfluid sind dabei voneinander getrennt ausgeführt und durch den im Inneren des zweiten Kolbens 2 angeordneten zweiten Steuerblock geführt. Der zweite Steuerblock wird dabei durch die Blöcke 53 und 54 gebildet.
  • Die Federn 31 zum Erzeugen der Bremskraft sind in einem Ringraum angeordnet, welcher einen zylinderförmigen Bereich des zweiten Steuerblocks umgibt. An diesem zylinderförmigen Bereich ist ein federseitiges verschiebbares Element 30 geführt, welches mit federseitigen Kontaktflächen der beiden Kolben 1 und 2 in Verbindung steht. Das verschiebbare Element 30 ist dabei ringförmig ausgeführt und umgibt den zylinderförmigen Bereich des zweiten Steuerblocks.
  • Der erste Zylinder 1 weist dabei eine erste federseitige Stirnfläche auf, welche mit dem verschiebbaren Element 30 in Kontakt steht. Der Kolben 2 weist eine zweite federseitige Stirnfläche auf, welche ebenfalls mit dem verschiebbaren Element 30 in Kontakt steht. Die erste und die zweite Stirnfläche sind dabei ringscheibenförmig ausgeführt und konzentrisch zueinander angeordnet. Das verschiebbare Element 30 weist dabei eine Stirnseite auf, welche der Summe der ersten und der zweiten federseitigen Stirnfläche entspricht.
  • Auf der gegenüberliegenden Seite stehen die beiden Kolben 1 und 2 mit dem verschiebbaren Element 40 der Bremsanordnung in Kontakt. Hierzu weist der erste Kolben 1 eine erste bremsenseitige Stirnfläche auf, die der ersten federseitigen Stirnseite gegenüberliegt. Mit dieser ersten bremsenseitigen Stirnfläche steht der erste Kolben mit dem Element 40 in Kontakt. Der zweite Kolben 2 weist eine zweite bremsenseitige Stirnfläche auf, welche der zweiten federseitigen Stirnfläche gegenüberliegt. Mit dieser zweiten bremsenseitigen Stirnfläche steht der zweite Kolben ebenfalls mit dem Element 40 in Kontakt. Das Element 40 weist dabei eine Stirnseite auf, welche der Summe der ersten und der zweiten bremsseitigen Stirnfläche entspricht.
  • Werden die Druckkammern der Hydraulikzylinder nicht entsprechend mit Druck beaufschlagt, so drücken die Federn 31 das verschiebbare Element 30 gegen die beiden Kolben, welche hierdurch wiederum gegen das verschiebbare Element 40 drücken. Hierdurch wird das verschiebbare Element 40 gegen die Kraft der Tellerfeder 47 gegen die Bremsscheibe 45 gedrückt, so dass die hydraulische Bremse schließt. Durch Beaufschlagen der ersten Druckkammern 10 und 11 mit einer entsprechenden Druckdifferenz kann der erste Kolben 1 gegen das verschiebbare Element 30 bewegt werden und damit gegen die Kraft der Federn 31. Hierdurch wird die Bremse gelöst. In gleicher Weise kann durch Beaufschlagen der Druckkammern 20 und 21 mit einer entsprechenden Druckdifferenz der zweite Kolben 2 gegen das verschiebbare Element 30 und damit gegen die Federkraft bewegt werden, wodurch die Bremse ebenfalls gelöst wird. Hierdurch ergibt sich eine Redundanz beim Lösen der Bremse, da ein Blockieren eines der Kolben die Funktion der Bremse nicht beeinträchtigt.
  • Die effektiven Kolbenflächen der beiden ersten Druckkammern sind gleich groß, so dass bei gleichem Druck in den beiden ersten Druckkammern die Gesamtkraft auf den Kolben gleich Null ist. Die erste Druckkammer 10, welche eine der Federkraft entgegenwirkende Kraft auf den Kolben ausübet, wird dabei beim Einsatz als Pressure-Off-Bremse auf Systemdruck gelegt, während die erste Druckkammer 11, welche eine in Richtung der Federkraft wirkende Kraft auf den Kolben ausübt, auf Rücklaufdruck gelegt wird. Gleiches gilt für die zweiten Druckkammern 20 und 21 des zweiten Kolbens 2. Sinkt daher der an den Druckkammern 10 und 20 anliegende Systemdruck auf Rücklaufdruck, so schließt die Bremse. Zum Öffnen der Bremse reicht es jedoch aus, wenn auch nur an einer der beiden Druckkammern 10 oder 20 ein ausreichender Systemdruck anliegt bzw. wenn einer der beiden Kolben funktioniert.
  • In einer Variante können die effektiven Kolbenflächen der ersten Druckkammern zum Bewegen des ersten Kolbens genauso groß ausgeführt werden wie die effektiven Kolbenflächen der zweiten Druckkammern zum Bewegen des zweiten Kolbens. Hierdurch bringen die beiden Kolben die gleiche Kraft auf.
  • Die Welle 43, an welcher die Bremsschreibe 45 angeordnet ist, ist über ein Lager 44 an der hydraulischen Bremse gelagert. Die Lagerung 44 erfolgt dabei an dem zweiten Steuerblock, welcher im Inneren des als Ringkolben ausgeführten zweiten Kolbens 2 angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung. Die beiden als Ringkolben ausgeführten Kolben 1 und 2 sind dabei jeweils konzentrisch zu der Drehachse der Welle 43 angeordnet. Auch dies ist durch die Ausführung der beiden Kolben als Ringkolben problemlos möglich, da die Lagerung der Welle 43 an dem Block 54 erfolgt. Der zweite Steuerblock, durch welchen der zweite Kolben 2 an seiner Innenseite geführt wird und durch welchen die im Inneren des zweiten Kolbens 2 angeordneten Druckkammern 20 und 21 zur Verfügung gestellt werden, dient damit zudem der Lagerung der Welle 43.
  • Die Dichtungen der hydraulischen Bereiche, insbesondere des ersten und des zweiten Kolbens, sind bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils als schwarze Ringe dargestellt. In einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels können die Kolbendichtungen jeweils verdoppelt werden, wobei zwischen den jeweiligen doppelten Dichtungen Entlüftungsbohrungen angeordnet werden können, welche ein Überströmen von der Druckseite auf die Rücklaufseite bzw. in den nicht hydraulischen Bereich verhindern.
  • Erfindungsgemäß kann die hydraulische Pressure-Off-Bremse durch die beiden konzentrisch angeordneten Kolben gelöst werden. Beide Kolben sind dabei für eine druckbalancierte Bauweise (balanced pistons) der Steuerblöcke ausgeführt. Die beiden Kolben sind dabei unabhängig voneinander in der Lage, die Bremse zu öffnen. Zudem sind die Druckkammern zum Bewegen der beiden Kolben jeweils in getrennten Steuerblöcken angeordnet. Dabei sind die jeweiligen Druckkammern hydraulisch vollständig voneinander getrennt. Die beiden Steuerblöcke, in welchen die jeweiligen Druckkammern angeordnet sind, sind dabei parallel zueinander angeordnet. Dabei ist der eine Steuerblock an der Außenseite des ersten Kolbens angeordnet, während der zweite Steuerblock an der Innenseite des zweiten Kolbens angeordnet ist.
  • Die beiden Kolben können so hydraulisch getrennt voneinander angesteuert werden, wobei durch die Trennung der jeweiligen Steuerblöcke eine besonders sichere Anordnung gefunden wurde. Durch die parallele, konzentrische Anordnung der Betätigungskolben kann dabei die Baulänge sowie die Anzahl von Einzelteilen reduziert werden. Zudem kann trotz eines blockierten Kolbens die Bremse noch geöffnet werden. Im einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Kolben 1 und 2 auch als ein Bauteil ausgeführt werden, so dass der zweite Kolben 2 des ersten Ausführungsbeispiels einen Teil des ersten Kolbens 1 bildet. Die übrige Anordnung aller Elemente, wie sie in 1 für das erste Ausführungsbeispiel gezeigt ist, kann dabei übernommen werden.
  • Hierdurch ergibt sich weiterhin eine Redundanz hinsichtlich der hydraulischen Ansteuerung des Kolbens. Insbesondere sind dabei weiterhin die ersten und die zweiten Druckkammern vorgesehen, durch welche der Kolben unabhängig voneinander bewegt werden kann.

Claims (7)

  1. Hydraulische Bremse mit mindestens einem ersten Kolben (1), welcher durch Beaufschlagen mindestens einer ersten Druckkammer (10, 11) mit Hydraulikfluid entlang einer Längsachse bewegbar ist, wobei der erste Kolben (1) parallel zu seiner Längsachse eine Bohrung aufweist, innerhalb welcher ein zweiter Kolben (2) angeordnet ist, welcher durch Beaufschlagen mindestens einer zweiten Druckkammer (20, 21) mit Hydraulikfluid parallel zum ersten Kolben (1) bewegbar ist; die Innenfläche des ersten Kolbens (1) und die Außenfläche des zweiten Kolbens (2) zylinderförmig ausgeführt sind; wobei die zylinderförmige Außenfläche des zweiten Kolbens (2) an der zylinderförmigen Innenfläche des ersten Kolbens (1) angeordnet ist; der zweite Kolben (2) entlang seiner Längsachse eine Bohrung aufweist, wobei der erste und der zweite Kolben (1, 2) als konzentrische Ringkolben ausgeführt sind und der erste Kolben (1) eine erste Kontaktfläche und der zweite Kolben (2) eine zweite Kontaktfläche aufweist, über welche der erste und der zweite Kolben (1, 2) mit einem ersten verschiebbaren Element (30) in Verbindung stehen, wobei die Kontaktflächen an zumindest einer Stirnseite der Kolben (1, 2) angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Bremse weiterhin eine Bremsanordnung (40 bis 47) umfasst, welche zum Erzeugen einer Bremskraft gegen ein drehbares Bremselement (45), andrückbar ist, wobei der erste und der zweite Kolben (1, 2) konzentrisch zu der Drehachse des Bremselements (45) angeordnet sind; wobei eine Lagerung (44) des Bremselements (45) im Inneren des zweiten Kolbens (2) angeordnet ist und/oder durch ein durch den zweiten Kolben (2) hindurchgehendes Halteelement (54) mit dem Gehäuse (50, 51, 52, 53) der Bremse in Verbindung steht; die zweite Druckkammer (20, 21) zum Bewegen des zweiten Kolbens (2) innerhalb einer Bohrung im zweiten Kolben (2) angeordnet ist und einen Ringraum (20, 21) bildet, welcher innerhalb der Bohrung im zweiten Kolben (2) angeordnet ist und die hydraulische Bremse weiterhin zwei erste Druckkammern (10, 11), welche dem ersten Kolben (1) zugeordnet sind, und/oder zwei zweite Druckkammern (20, 21), welche dem zweiten Kolben (2) zugeordnet sind, umfasst.
  2. Hydraulische Bremse nach Anspruch 1, wobei die zwei ersten Druckkammern (10, 11) den ersten Kolben (1) ringförmig umgeben und durch einen ringförmigen Vorsprung (14) an der Außenfläche des ersten Kolbens (1) voneinander getrennt sind und/oder die zwei zweiten Druckkammern (20, 21) im inneren des zweiten Kolbens (2) ringförmig angeordnet sind und durch einen ringförmigen Vorsprung (24) an der Innenfläche des zweiten Kolbens (2) voneinander getrennt sind.
  3. Hydraulische Bremse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Federelement (31), welches den ersten und den zweiten Kolben (2) gegen eine Bremsanordnung (40 bis 47) drückt, wodurch die Bremse betätigt wird, wobei die Bremse durch Beaufschlagen mindestens der ersten oder der zweiten Druckkammer (10, 20) mit Druck gelöst werden kann.
  4. Hydraulische Bremse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Druckkammer (10, 11 und 20, 21) getrennt voneinander mit Hydraulikfluid beaufschlagbar sind.
  5. Hydraulisches Bremssystem mit einer hydraulischen Bremse nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
  6. Verfahren zum Betrieb eines hydraulischen Bremssystems nach Anspruch 5, wobei der erste Kolben (1) druckbalanciert angesteuert wird und/oder der zweite Kolben (2) druckbalanciert angesteuert wird.
  7. Vorrichtung mit einer hydraulischen Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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