DE102014006900A1 - Bremssattel für einen Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Bremssattel für einen Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremssattel (10) für einen Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein mit Hydraulikfluid gefülltes Gehäuse (12), einen im Gehäuse (12) axial beweglich geführten, einen Bremsbelag (14) aufweisenden ersten Kolben (16), und eine zwischen Kolbenwirkungsfläche (16-1) und Gehäuse (12) ausgebildete erste Druckkammer (20). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Kolben (16) mit einem im Gehäuse (12) in axiale Richtung (a) beweglich geführten zweiten Kolben (18) in Wirkverbindung steht, wobei der zweite Kolben (18) mit seiner in Reihe zur Kolbenwirkungsfläche (16-1) angeordneten Wirkfläche (18-2) und dem Gehäuse (12) eine zweite Druckkammer (22) begrenzt, die über einen hydraulischen Anschluss (24) mit dem Bremskreislauf verbindbar ist, wobei die beiden Druckkammern (20, 22) über eine Verbindungsleitung (25) derart hydraulisch miteinander verbunden sind, dass erst nach einem Verfahrweg des zweiten Kolbens (18) über eine vorbestimmte Wegstrecke (s) die beiden Druckkammern (20, 22) hydraulisch miteinander kommunizieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Bremssattel für einen Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
  • Ein herkömmlicher Bremssattel weist einen oder mehrere Kolben auf, die mit Hilfe hydraulischen Drucks die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe pressen. Der Ölfluss, welcher durch Bremspedal und Hydroaggregat erzeugt wird, führt linear zu einer Bewegung der Bremsbeläge. Erst nach Überwindung des Lüftspiels zwischen Beläge und Scheibe wird die Bremskraft aufgebaut. Es gibt also eine gewisse Totzeit.
  • Nach der Bremsung werden die Kolben üblicherweise mittels der Dichtungen wieder von der Scheibe zurück gedrückt. Auch bei Bremsbelagverschleiß bleibt damit dasselbe Lüftspiel erhalten. Derartige Bremssättel sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die DE 196 47 999 A1 verwiesen.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Bremssättel erweisen sich als nachteilig, da die Totzeit die Ansprechzeit der Bremsen verzögert und somit dem Fahrer ein ”schlechtes” Pedalgefühl vermittelt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremssattel für einen Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass die Totzeit minimiert wird und somit dem Fahrer ein gutes Pedalgefühl vermittelt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
  • Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • In bekannter Art und Weise umfasst der Bremssattel für einen Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs ein mit Hydraulikfluid gefülltes Gehäuse, einen im Gehäuse axial beweglich geführten, einen Bremsbelag aufweisenden ersten Kolben und eine zwischen Kolbenwirkungsfläche und Gehäuse ausgebildete erste Druckkammer.
  • Erfindungsgemäß steht der erste Kolben mit einem im Gehäuse in axialer Richtung beweglich geführten zweiten Kolben in Wirkverbindung, wobei der zweite Kolben mit seiner in Reihe zur Kolbenwirkungsfläche angeordneten Wirkfläche und dem Gehäuse eine zweite Druckkammer begrenzt, die über einen hydraulischen Anschluss mit dem Bremskreislauf verbindbar ist. Zudem sind die beiden Druckkammern über eine hydraulische Verbindungsleitung derart hydraulisch miteinander verbunden, dass erst nach einem Verfahrweg des zweiten Kolbens über eine vorbestimmte Wegstrecke die beiden Druckkammern hydraulisch miteinander kommunizieren.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Bremssattels hat den Effekt, dass bei Anliegen eines Bremsdruck in der zweiten Druckkammer zunächst nur die Wirkfläche des zweiten Kolbens dem hydraulischen Druck ausgesetzt ist und erst nach Überschreiten der vorbestimmten Wegstrecke beide Druckkammern und damit die Wirkfläche des zweiten Kolbens und die Kolbenwirkungsfläche des ersten Kolbens dem Bremsdruck ausgesetzt sind, mit der Folge, dass sich die Kolben zunächst schnell, aber mit geringer Kraft und anschließend, d. h. nach Überschreiten der vorbestimmten Wegstrecke, langsam aber mit hoher Kraft bewegen.
  • In Vorteilhafter Weise ist somit durch die erfindungsgemäße Bauart eine nicht lineare Kennlinie zwischen Hydraulikfluidfluss und Bremsbelagverschiebung zur Verfügung gestellt, so dass sich die Bremsbeläge bis zur Anlage an der Bremsscheibe schneller bewegen. D. h. die die Totzeit wird minimiert und für den Fahrer stellt sich ein verbessertes Pedalgefühl ein.
  • Vorzugsweise ist die vorbestimmte Wegstrecke kleiner als ein zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe vorhandenes Lüftspiel. Hierdurch ist sichergestellt, dass beim Anliegen der Bremsbeläge die Wirkfläche des zweiten Kolbens und die Kolbenwirkungsfläche des ersten Kolbens dem Bremsdruck ausgesetzt sind und damit die große Kraft beim Bremsvorgang zur Verfügung gestellt ist.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist im Gehäuse ein den Verfahrweg des zweiten Kolbens auf eine maximale Verfahrstrecke begrenzender Anschlag ausgebildet und derart angeordnet, dass die vorbestimmte Wegstrecke kleiner als die maximale Verfahrstrecke ist. Zudem stehen der erste und der zweite Kolben derart miteinander in Wirkverbindung und sind derart miteinander verbunden, dass nach Anliegen des zweiten Kolbens am Anschlag und Überschreiten eines vorbestimmten Druckniveaus in der ersten Druckkammer der erste Kolben in axiale Richtung relativ zum zweiten Kolben bewegbar ist. Diese Ausgestaltung hat den Effekt, dass aufgrund des ”Durchrutschens” des ersten Kolbens eine automatische Nachstellung bei Bremsverschleiß gewährleistet ist.
  • Vorzugsweise ist der Anschlag im Gehäuse derart angeordnet, dass die maximale Verfahrstrecke kleiner als ein zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe vorhandenes Lüftspiel ist. Dies hat den Effekt, dass der zweite Kolben in Anschlag geht, bevor die Bremsbeläge die Bremsscheiben berühren.
  • Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die die Nachstellung gewährleistende Verbindungstelle zwischen dem ersten und dem ersten Kolben derart ausgebildet ist, dass der erste Kolben lediglich in eine den Abstand zwischen den beiden Kolben vergrößernde Richtung bewegbar ist. Dies hat den Vorteil, dass nach Beendigung eines Bremsvorgangs und des damit verbunden Absinken des Druckes in der ersten Druckkammer unter das für die Nachstellung notwendige Druckniveau eine ”Zurückbewegung” des ersten Kolbens verhindert ist.
  • Vorzugsweise sind die beiden Kolben kraftschlüssig miteinander verbunden, sodass die die Nachstellung gewährleistende Verbindungsstelle reibschlüssig ausgebildet ist. Die Ausbildung als kraftschlüssige Verbindung erweist sich als vorteilhalft, da diese konstruktiv einfach und damit kostengünstig ist.
  • Gemäß einer Ausgestaltung sind für die kraftschlüssige Verbindung die beiden Kolben derart ausgebildet, dass der zweite Kolben mit seinem der Wirkfläche abgewandten Endbereich bereichsweise in den ersten Kolben hineinreicht, wobei über die Kontaktflächen der notwendige Reibschluss hergestellt ist.
  • Gemäß einer anderer Ausgestaltung der kraftschlüssigen Verbindung sind die beiden Kolben wieder derart ausgebildet, dass der zweite Kolben mit seinem der Wirkfläche abgewandten Endbereich bereichsweise in den ersten Kolben hineinreicht. Zudem ist im Endbereich des zweiten Kolbens ein in eine senkrecht zur axialen Richtung bewegbarer, über ein Federelement federbelasteter Klemmkolben angeordnet. Hierbei begrenzt der Klemmkolben mit seiner dem Federelement abgewandten Klemmkolbenwirkfläche und dem zweiten Kolben eine Klemmkolbendruckkammer, die mit der zweiten Druckkammer hydraulisch kommunizierend verbunden ist. Zudem ist das Federelement derart dimensioniert, dass ein nach Verfahren des zweiten Kolbens über die vorbestimmte Wegstrecke vorliegendes Druckniveau in der zweiten Druckkammer eine Bewegung des Klemmkolbens gegen die Federkraft des Federelements bewirkt. Diese Ausgestaltung erweist sich als besonders vorteilhaft, da nunmehr der Hydraulikdruck für das Schalten der Verbindungsstelle zwischen den Betriebszuständen ”Durchrutschen” und ”Festhalten” genutzt wird, sodass ein definiertes Umschalten der Verbindungstelle zwischen ”Durchrutschen” und ”Festhalten” in allen Betriebszuständen gewährleistet ist.
  • Eine andere Ausgestaltung der Verbindung zwischen den beiden Kolben sieht vor, dass der zweite Kolben einen bereichsweise in den ersten Kolben hineinreichenden Gewindeschaft aufweist und dass der in den ersten Kolben hineinreichende Gewindeschaft des zweiten Kolbens ein Verbindungselement mit einer bremsbelagseitigen und einer druckkammerseitigen Anlagefläche aufweist. Hierbei ist die druckkammerseitige Anlagefläche als auch die ihr gegenüberliegende im ersten Kolben ausgebildete Anlagefläche konusförmig ausgebildet. Zudem sind das Verbindungselement und der Endbereich des zweiten Kolbens über ein nicht-selbsthemmendes Gewinde miteinander verbunden.
  • Vorzugsweise ist dabei zudem im ersten Kolben ein auf die bremsbelagseitige Anlagefläche ausgerichteter Vorsprung ausgebildet.
  • Um eine Rückstellung des Verbindungselements zu gewährleisten, ist vorzugsweise zwischen dem Verbindungselement und dem ersten Kolben eine Rückstellfeder angeordnet.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Verbindung den beiden Kolben sieht vor, dass der erste Kolben einen bereichsweise in den zweiten Kolben hineinreichenden Gewindeschaft aufweist und dass der Gewindeschaft des ersten Kolbens und der zweite Kolben über ein nicht selbsthemmendes Gewinde miteinander verbunden sind. Zudem ist die Wirkfläche des zweiten Kolbens bereichsweise konusförmig ausgebildet und auch die der dieser Fläche gegenüberliegende Kontaktfläche im Gehäuse ist entsprechend konusförmig ausgebildet.
  • Um eine verbesserte Rückstellung des Bremsbelags von der Bremsscheibe zu gewährleisten, ist zwischen Gehäuse und zweitem Kolben eine Rückstellfeder angeordnet.
  • Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste und zweite Druckkammer über eine Druckausgleichsbohrung kommunizierend miteinander verbunden sind, wobei die Druckausgleichsbohrung eine im Vergleich zur Verbindungsleitung wesentlich kleinere Querschnittsfläche aufweist. Wesentlich kleinere Querschnittsfläche ist dabei insbesondere so zu verstehen, dass die Durchmesser, d. h. Durchmesser der Druckausgleichsbohrung in Bezug zu Durchmesser der Verbindungsleitung, eine Größenverhältnis von ≤ 0,5 aufweisen. Die Druckausgleichsbohrung hat den Effekt, dass beim Rückzug der Kolben das in der ersten Druckkammer eingeschlossene Hydraulikfluid zurückfließen kann.
  • Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass ein Zurückfließen von Hydraulikflüssigkeit auch ohne Vorsehen einer Druckausgleichsbohrung, z. B. durch eine bewusste erhöhte Leckage zwischen zweiten Kolben und Gehäuse, ermöglicht ist.
  • Vorzugsweise weist der zweite Kolben ein die Wirkfläche aufweisendes erstes Kolbenelement und ein das erste Kolbenelement tragendes zweites Kolbenelement auf, wobei das erste Kolbenelement in Bezug zum zweiten Kolbenelement in axiale Richtung verstellbar ist. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine Einstellung des Lüftspiels gewährleistet.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
  • In der Zeichnung bedeutet:
  • 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bremssattels;
  • 2 eine andere Ausführungsform der Verbindung zwischen ersten und zweiten Kolben des erfindungsgemäßen Bremssattels aus 1;
  • 3 eine weitere Ausführungsform der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben des Bremssattels aus 1;
  • 4 eine weitere Ausführungsform der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben des Bremssattels aus 1;
  • 5 ein verstellbar ausgebildeter zweiter Kolben, und
  • 6 eine Ausführungsform, bei der der zweite Kolben mittels einer Rückstellfeder im Gehäuse abgestützt ist.
  • 1 zeigt einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Bremssattel für einen Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs.
  • Der Bremssattel 10 umfasst ein mit Hydraulikfluid gefülltes Gehäuse 12 in dem ein einen Bremsbelag 14 aufweisender erster Kolben 16 axial beweglich geführt ist.
  • Wie 1 weiter zu entnehmen ist, steht der erste Kolben 16 mit einem zweiten Kolben 18 in Wirkverbindung. Hierzu reicht der erste Kolben 16 bereichsweise mit seinem dem ersten Kolben 16 zugewandten Endbereich 18-1 bereichsweise in dem ersten Kolben 16 hinein und ist mit diesem in diesem Bereich kraft- bzw. reibschlüssig verbunden.
  • Weiterhin sind der erste Kolben 16 und der zweite Kolben 18 derart im Gehäuse 12 angeordnet und geführt, dass zwischen Kolbenwirkungsfläche 16-1 des ersten Kolbens 16, Gehäuse 12 und zweiten Kolben 18 eine erste Druckkammer 20 und zwischen Wirkfläche 18-2 des zweiten Kolbens 18 und Gehäuse 12 eine zweite Druckkammer 22 ausgebildet ist.
  • Die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Endbereich 18-1 des Kolbens 18 und dem ersten Kolben 16 ist hierbei so ausgeführt, dass erst bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckniveaus in der ersten Druckkammer 20, sich der erste Kolben 16 relativ zum Endbereich 18-1 des zweiten Kolben 18 bewegen kann.
  • Wie 1 weiter zu entnehmen ist, verfügt die zweite Druckkammer 22 über einen hydraulischen Anschluss 24, über den der Bremssattel 10 mit einem – hier nicht dargestellten – Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist.
  • Zudem sind – wie 1 weiter zu entnehmen ist – die erste Druckkammer 20 und die zweite Druckkammer 22 über eine Verbindungsleitung 25 derart hydraulisch miteinander verbunden, dass erst nach einem Verfahrweg des zweiten Kolbens 18 über eine vorbestimmte Wegstrecke s die beiden Druckkammern 20, 22 hydraulisch miteinander kommunizieren. Vorliegend ist die vorbestimmte Wegstrecke s so bestimmt, dass diese kleiner als ein zwischen einer Bremsscheibe 100 und Bremsbelag 14 vorhandenes Lüftspiel l ist.
  • Weiterhin ist im Gehäuse 12 ein den Verfahrweg des zweiten Kolbens 18 auf eine maximale Verfahrstrecke b begrenzende Anschlag 26 ausgebildet. Der Anschlag 26 ist dabei so im Gehäuse 12 angeordnet, dass die vorbestimmte Wegstrecke s kleiner als die maximale Verfahrstrecke b ist.
  • Zudem sind die beiden Druckkammern 20, 22 über eine Druckausgleichsbohrung 27 kommunizierend miteinander verbunden sind. Die Druckausgleichsbohrung 27 ist dabei im Durchmesser sehr viel kleiner als die Verbindungsleitung 25 ausgebildet.
  • Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bremssattels 10 ist nachfolgend erläutert:
    Bei Anliegen eines Bremsdrucks in der zweiten Druckkammer 22 wird in einer ersten Phase der zweite Kolben 18 und damit auch der erste Kolben 16 in Richtung auf die Bremsscheibe 100 zubewegt. Da die Druckausgleichsbohrung 27 mit einem sehr kleinen Durchmesser ausgeführt ist, erfolgt der Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit von der zweiten Druckkammer 22 durch die Druckausgleichsbohrung 27 in die erste Druckkammer 20 nur sehr langsam, d. h. die Druckausgleichsbohrung 27 hat keinen Einfluss auf den Druckaufbau in der zweiten Kammer 22.
  • Der zweite Kolben 18 bewegt sich dabei bis dieser am Anschlag 26 im Gehäuse 12 anliegt.
  • In dieser Anlageposition sind die beiden Druckkammern 20, 22 hydraulisch kommunizierend miteinander verbunden, d. h. in beiden Druckkammern 20, 22 liegt nun der Bremsdruck vor, sodass neben der Wirkfläche 18-2 des zweiten Kolbens 18 auch die Kolbenwirkungsfläche 16-1 des ersten Kolben 16 in Eingriff sind.
  • In der nun beginnenden zweiten Phase wird der zweite Kolben 16 weiter gegen die Bremsscheibe 100 gedrückt.
  • Aufgrund der vorliegenden Flächenverhältnisse, nämlich in Phase 1 nur Wirkfläche 18-2 des zweiten Kolbens 18 in Eingriff und in Phase 2 Summe der Wirkfläche 18-2 und Kolbenwirkungsfläche 16-1 in Eingriff, erfolgt in der ersten Phase eine schnelle Bewegung mit geringer Kraft, d. h. das Lüftspiel l wird schnell überwunden, während anschließend in der zweiten Phase ein Andrücken des Bremsbelags 14 an die Bremsscheibe 100 langsam, aber mit hoher Kraft erfolgt.
  • Da zudem – wie oben bereits dargelegt – die reibschlüssige Verbindung zwischen Endbereich 18-1 des ersten Kolbens 18 und dem zweiten Kolben 16 so ausgebildet ist, dass bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckniveaus in der ersten Druckkammer 20, der erste Kolben 16 relativ zum Endbereich 18-1 des zweiten Kolbens 18 bewegbar ist, erfolgt in der zweiten Phase bei Bedarf automatisch eine den Bremsverschleiß kompensierende Nachstellbewegung.
  • Beim Nachlassen des Bremsdrucks und dem damit verbundenen Druckverlust in der ersten und zweiten Druckkammer 20, 22 wird der erste Kolben 16 über die Bremsdichtungen zurück ins Gehäuse 12 geschoben. Aufgrund der Druckausgleichsbohrung 27 ist bei Rückwärtsbewegung der Kolben 16, 18 und geschlossener Verbindungsleitung 25 ein Druckausgleich zwischen den beiden Druckkammern 20, 22 ermöglicht.
  • Da die kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung nunmehr unter ihrer Durchrutschgrenze belastet ist, rutscht der erste Kolben 16 nicht wieder zurück auf den zweiten Kolben 18.
  • Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist im Endbereich 18-2 des zweiten Kolbens 18 ein senkrecht zur axialen Richtung a bewegbarer, über ein Federelement 28 federbelasteter Klemmkolben 30 angeordnet. Im ausgefahrenen Zustand steht dabei der Klemmkolben 30 im reibschlüssigen Kontakt mit dem ersten Kolben 16. D. h. die die Nachstellung gewährleistende Verbindung zwischen Endbereich 18-1 des zweiten Kolbens 18 und dem zweiten Kolben 16 ist vorliegend über den Klemmkolben 30 realisiert.
  • Mit seiner dem Federelement 28 abgewandten Klemmkolbenwirkfläche 30-1 und dem zweiten Kolben 18 begrenzt der Klemmkolben 30 eine Klemmkolbendruckkammer 32, die mit der zweiten Druckkammer 22 hydraulisch kommunizierend verbunden ist. Hierbei ist das Federelement 28 derart dimensioniert, dass ein nach Verfahren des zweiten Kolbens 18 über die vorbestimmte Wegstrecke s vorliegendes Druckniveau in der zweiten Druckkammer 22 eine Bewegung des Klemmkolbens 30 gegen die Federkraft des Federelements 28 bewirkt.
  • Bei Überschreiten des Druckniveaus erfolgt somit eine Bewegung des Klemmkolbens 30 gegen die Federkraft des Federelements 28 und die reibschlüssige Verbindung zwischen Endbereich 18-1 der zweiten Kolbens 18 und dem ersten Kolben 16 wird gelöst. Als Folge davon erfolgt ein ”Durchrutschen” des ersten Kolbens 16, was die gewünschte Verschleißkompensation bedingt.
  • Da nunmehr der Klemmkolben 30 über das in der ersten Druckkammer vorliegende Druckniveau gesteuert ist, ist ein definiertes Umschalten der Verbindungsstelle zwischen ”Durchrutschen” und ”Festhalten” in allen Betriebszuständen gewährleistet.
  • Gemäß 3 weist erste Kolben 18 einen bereichsweise in den zweiten Kolben 16 hineinreichenden Gewindeschaft 18-3 auf, der ein Verbindungselement 34 trägt.
  • Das Verbindungselement 34 weist eine plan ausgebildete bremsbelagseitige Anlagefläche 34-1 und eine im Wesentliche konusförmig ausgebildete druckkammerseitige Anlagefläche 34-2 auf. Im Bereich der druckkammerseitigen Anlagefläche 34-2 ist zwischen Gewindeschaft 18-3 und ersten Kolben 16 eine Dichtung 33 angeordnet.
  • Wie 3 weiter zu entnehmen ist, ist zudem die der druckkammerseitigen Anlagefläche 34-2 gegen überliegende Kontaktfläche im ersten Kolben 16 entsprechend auch konusförmig ausgebildet. Zudem ist im ersten Kolben 16 ein auf die bremsbelagseitige Anlagefläche 34-1 ausgerichteter Vorsprung 35 ausgebildet und zwischen Verbindungselement 34 und ersten Kolben 16 ist eine Rückstellfeder 36 angeordnet.
  • Weiterhin sind das Verbindungselement 34 und der Endbereich 18-1 des ersten Kolbens 16 über ein nicht selbsthemmendes Gewinde miteinander verbunden.
  • Liegt nun – wie in 3 dargestellt – in der ersten Druckkammer 22 kein Bremsdruck vor, steht das Verbindungselement 34 mit seiner konusförmigen Anlagefläche 34-2 in Kontakt mit der korrespondierend ausgebildeten Fläche im ersten Kolben 16.
  • Wird nun in der ersten Phase ein Bremsdruck aufgebaut, bewegt sich der erste Kolben 18 und damit das Verbindungselement 34 nach links bis es auf dem Vorsprung 35 anliegt. Aufgrund des nicht-selbsthemmenden Gewindes zwischen Verbindungselement 34 und dem ersten Kolben 18, dreht sich nun das Verbindungselement 34 solange mit, bis der zweite Kolben 18 am Vorsprung 26 (vgl. 1) anliegt. D. h. es erfolgt eine Relativbewegung zwischen den beiden Kolben 16, 18, die dem Verschleißzustand der Bremsbeläge entspricht.
  • Nach der Bremsung, d. h. in erster Druckkammer 20 ist der Druck gesunken, und erfolgter Rückstellung des Verbindungselements 34 über die Rückstellfeder 36, steht das Verbindungselement 34 mit seiner konusförmigen Anlagefläche 34-2 wieder in Kontakt mit der korrespondierend ausgebildeten Fläche im ersten Kolben 16. Weil über die konusförmige Kontaktfläche zwischen Verbindungselement 34 und erstem Kolben 16 eine große Reibkraft übertragen wird, dreht sich das Verbindungselement 34 nicht mehr mit und die Verstellung ist abgeschlossen.
  • Wichtig bei dieser Ausgestaltung ist, dass die beiden Anlageflächen 34-1 und 34-2 des Verbindungselements 34 mit möglichst geringem Spiel zu ihrem jeweils gegenüberliegenden Kontaktflächen im ersten Kolben 16 versehen sind, d. h. der Weg der linken und rechten Seite ist minimal.
  • Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform weist der erste Kolben 16 einen bereichsweise in den zweiten Kolben 18 hineinreichenden Gewindeschaft 16-2 auf. Die Verbindung zwischen Gewindeschaft 16-2 des ersten Kolbens 16 und zweiten Kolben 18 ist wiederum durch ein nicht-selbsthemmendes Gewinde ausgeführt.
  • Zudem ist – wie 4 zu entnehmen ist – die Wirkfläche 18-2 des zweiten Kolbens 18 bereichsweise konusförmig ausgebildet. Entsprechend ist auch die gegenüberliegende Fläche im Gehäuse 12 konusförmig ausgebildet und zwischen ersten Kolben 16 und zweiten Kolben 18 ist eine Rückstellfeder 38 angeordnet.
  • Liegt nun ein Bremsdruck in der zweiten Kammer 22 aufgebaut, bewegt sich der zweite Kolben 18 nach links bis dieser auf dem Anschlag 26 aufliegt. Aufgrund des nicht-selbsthemmenden Gewindes zwischen Gewindeschaft 16-2 des ersten Kolbens 16 und dem zweiten Kolben 18 dreht sich der zweite Kolben 18. D. h. es erfolgt eine Relativbewegung zwischen den beiden Kolben 16, 18, die dem Verschleißzustand der Bremsbeläge entspricht.
  • Nach Beendigung des Bremsvorgangs wird der zweite Kolben 18 über die Rückstellfeder 38 nach rechts bewegt bis dieser über den konusförmig ausgebildeten Bereich der Wirkfläche 18-2 – wie in 4 dargestellt – an der gegenüberliegenden konusförmig ausgebildeten Kontaktfläche im Gehäuse 12 anliegt.
  • Aufgrund der nun vorherrschenden hohen Reibkraft dreht sich der erste Kolben 16 nun nicht mehr, d. h. die Verstellung ist abgeschlossen.
  • 5 zeigt in vergrößerter Darstellung eine vorteilhafte Ausführungsform des zweiten Kolbens 18.
  • Gemäß 5 weist der zweite Kolben 18 ein die Wirkfläche 18-2 aufweisendes erstes Kolbenelement 18a und ein das erste Kolbenelement 18a tragendes zweites Kolbenelement 18b auf. Hierbei ist das erste Kolbenelement 18a in Bezug zum zweiten Kolbenelement 18b in axiale Richtung verstellbar ausgeführt. Vorliegend ist dies über ein Gewinde und einer Kontermutter 37 realisiert. Über eine entsprechende Positionierung des ersten Kolbenelements 18a in Bezug zum zweiten Kolbenelement 18b ist eine Einstellung der Position des ersten Kolbens 16 und damit des Luftspiels l ermöglicht.
  • Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform ist der zweite Kolben 18 über eine Rückstellfeder 38 im Gehäuse 12 abgestützt ist. Hierdurch ist eine verbesserte Rückstellung des ersten Kolbens 16 und damit des Bremsbelags 14 von der Bremsscheibe 100 gewährleistet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Bremssattel
    12
    Gehäuse
    14
    Bremsbelag
    16
    erster Kolben
    16-1
    Kolbenwirkungsfläche
    16-2
    Gewindeschaft
    18
    zweiter Kolben
    18-1
    Endbereich
    18-2
    Wirkfläche
    18-3
    Gewindeschaft
    18a
    erstes Kolbenelement
    18b
    zweites Kolbenelement
    20
    erste Druckkammer
    22
    zweite Druckkammer
    24
    hydraulischer Anschluss
    25
    Verbindungsleitung
    26
    Anschlag
    27
    Druckausgleichsbohrung
    28
    Federelement
    30
    Klemmkolben
    30-1
    Klemmkolbenwirkfläche
    32
    Klemmkolbendruckkammer
    33
    Dichtung
    34
    Verbindungselement
    34-1
    bremsbelagseitige Anlagefläche
    34-2
    druckkammerseitige Anlagefläche
    35
    Vorsprung
    36
    Rückstellfeder
    37
    Kontermutter
    38
    Rückstellfeder
    100
    Bremsscheibe
    a
    axiale Richtung
    s
    vorbestimmte Wegstrecke
    b
    maximale Verfahrstrecke
    l
    Lüftspiel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19647999 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Bremssattel (10) für einen Bremskreislauf eines Kraftfahrzeugs, umfassend – ein mit Hydraulikfluid gefülltes Gehäuse (12); – einen im Gehäuse (12) axial beweglich geführten, einen Bremsbelag (14) aufweisenden ersten Kolben (16), und – eine zwischen Kolbenwirkungsfläche (16-1) und Gehäuse (12) ausgebildete erste Druckkammer (20), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (16) mit einem im Gehäuse (12) in axiale Richtung (a) beweglich geführten zweiten Kolben (18) in Wirkverbindung steht, wobei der zweite Kolben (18) mit seiner in Reihe zur Kolbenwirkungsfläche (16-1) angeordneten Wirkfläche (18-2) und dem Gehäuse (12) eine zweite Druckkammer (22) begrenzt, die über einen hydraulischen Anschluss (24) mit dem Bremskreislauf verbindbar ist, wobei die beiden Druckkammern (20, 22) über eine Verbindungsleitung (25) derart hydraulisch miteinander verbunden sind, dass erst nach einem Verfahrweg des zweiten Kolbens (18) über eine vorbestimmte Wegstrecke (s) die beiden Druckkammern (20, 22) hydraulisch miteinander kommunizieren.
  2. Bremssattel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Wegstrecke (s) kleiner als ein zwischen Bremsbelag (14) und Bremsscheibe (100) vorhandenes Lüftspiel (l) ist.
  3. Bremssattel (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (12) ein den Verfahrweg des zweiten Kolbens (18) auf eine maximale Verfahrstrecke (b) begrenzender Anschlag (26) ausgebildet und derart angeordnet ist, dass die vorbestimmte Wegstrecke (s) kleiner als die maximale Verfahrstrecke (b) ist, und dass der erste und zweite Kolben (16, 18) derart miteinander verbunden sind, dass nach Anliegen des zweiten Kolbens (18) am Anschlag (26) und Überschreiten eines vorbestimmten Druckniveaus in der ersten Druckkammer (20) der erste Kolben (16) in axialer Richtung (a) relativ zum zweiten Kolbens (18) bewegbar ist.
  4. Bremssattel (10) nach Anspruche 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (26) im Gehäuse (12) derart angeordnet ist, dass die maximale Verfahrstrecke (b) kleiner als ein zwischen Bremsbelag (14) und Bremsscheibe (100) vorhandenes Lüftspiel (l) ist.
  5. Bremssattel (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben (16) derart ausgebildet ist, dass der erste Kolben (16) lediglich in eine den Abstand zwischen beiden Kolben (16, 18) vergrößernde Richtung bewegbar ist.
  6. Bremssattel (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben (16, 18) kraftschlüssig mit einander verbunden sind.
  7. Bremssattel (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (18) mit seinem der Wirkfläche (18-2) abgewandten Endbereich (18-1) bereichsweise in den erste Kolben (16) hineinreicht und das der Endbereich (18-1) des zweiten Kolbens (18) kraftschlüssig mit dem ersten Kolben (16) verbunden ist.
  8. Bremssattel (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (18) mit seinem der Wirkfläche (18-2) abgewandten Endbereich (18-1) bereichsweise in den erste Kolben (16) hineinreicht und dass im Endbereich (18-1) des zweiten Kolbens (18) ein in eine senkrecht zur axialen Richtung (a) bewegbarer, über ein Federelement federbelasteter Klemmkolben angeordnet ist, wobei der Klemmkolben (30) mit, seiner dem Federelement (28) abgewandten Klemmkolbenwirkfläche (30-1) und dem zweiten Kolben (16) eine Klemmkolbendruckkammer (32) begrenzt, die mit der zweiten Druckkammer (22) hydraulisch kommunizierend verbunden ist, wobei das Federelement (28) derart dimensioniert ist, dass ein nach Verfahren des zweiten Kolbens (18) über die vorbestimmte Wegstrecke (s) vorliegendes Druckniveau in der zweiten Druckkammer (22) eine Bewegung des Klemmkolbens (30) gegen die Federkraft des Federelements (28) bewirkt.
  9. Bremssattel (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (18) einen bereichsweise in den erste Kolben (16) hineinreichenden Gewindeschaft (18-3) aufweist und dass der in den ersten Kolben (16) hineinreichende Gewindeschaft (18-3) des zweiten Kolbens (18) ein Verbindungselement (34) mit einer bremsbelagseitigen und einer druckkammerseitigen Anlagefläche (34-1, 34,2) aufweist, wobei das Verbindungselement (34) und der Gewindeschaft (18-3) des ersten Kolbens (18) über ein nicht-selbsthemmendes Gewinde miteinander verbunden sind und wobei die druckkammerseitige Anlagefläche (34-2) und eine ihr gegenüberliegende im ersten Kolben (16) ausgebildete Kontaktfläche jeweils konusförmig ausgestaltet sind.
  10. Bremssattel (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Kolben (16) ein auf die bremsbelagseitige Anlagefläche (34-1) ausgerichteter Vorsprung (35) ausgebildet ist.
  11. Bremssattel (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verbindungselement (34) und erstem Kolben (16) eine Rückstellfeder (36) angeordnet ist.
  12. Bremssattel (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (16) einen bereichsweise in den zweiten Kolben (18) hineinreichenden Gewindeschaft (16-2) aufweist, wobei der Gewindeschaft (16-2) des ersten Kolbens (16) und der zweite Kolben (18) über ein nicht-selbsthemmendes Gewinde miteinander verbunden ist, und wobei die Wirkfläche (18-2) des zweiten Kolbens (18) bereichsweise konusförmig und eine ihr gegenüberliegende im Gehäuse (12) ausgebildete Kontaktfläche konusförmig ausgestaltet sind.
  13. Bremssattel (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gehäuse (12) und zweiten Kolben (18) eine Rückstellfeder (38) angeordnet ist.
  14. Bremssattel (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Druckkammer (16, 18) über eine Druckausgleichsbohrung (27) kommunizierend miteinander verbunden sind, wobei die Druckausgleichsbohrung (27) eine im Vergleich zur Verbindungsleitung (25) kleinere Querschnittsfläche aufweist.
  15. Bremssattel (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (18) ein die Wirkfläche (18-2) aufweisendes ersten Kolbenelement (18a) und ein das erste Kolbenelement (18a) tragendes zweites Kolbenelement (18b) aufweist, wobei das erste Kolbenelement (18a) in Bezug zum zweiten Kolbenelement (18b) in axiale Richtung (a) verstellbar ist.
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