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QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 2013-0100788 , eingereicht am 26. August, 2013 beim koreanischen Amt für Geistiges Eigentum, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND
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1. Gebiet
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine elektronische Scheibenbremse, und insbesondere auf eine Scheibenbremse, die stabil einen Kolben zurückführt, wenn die Bremsoperation beendet ist und die die Wirkung des Zurückführens des Kolbens verbessert.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen ist eine Scheibenbremse eine Vorrichtung, die verwendet wird, um ein Fahrzeug zu verlangsamen oder zu stoppen, indem starke Reibbeläge gegen beide Seiten einer Scheibe gepresst werden, die zusammen mit einem Rad des Fahrzeugs rotiert, um die Drehung der Scheibe anzuhalten. In letzter Zeit wurde ein elektronisches Parkbremssystem an einer Scheibenbremse vorgesehen, das ausgebildet ist, elektronisch die Operation einer Parkbremse zu steuern und dabei eine Parkbremsfunktion durchzuführen.
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Um ein Schleifen der Bremse, das durch kontinuierlichen Kontakt zwischen der Scheibe und den ReibBelägen nach dem Bremsvorgang bewirkt wird, zu verringern, können zwei Lösungen für solche Scheibenbremsen berücksichtigt werden. Eine Lösung liegt darin, den Kolben unter Verwendung eines Dichtungselements und einer Rücksetzschräge nach hinten zu bewegen. Die andere Lösung liegt darin, den Kolben nach hinten zu bewegen, indem eine Kompressionsfeder an Belagplatten angreift, die gegen die Scheibe gedrückt werden.
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Beispielsweise beschreibt die Offenlegungsschrift
DE 44 17 741 A1 eine automatische Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse. Eine weiteres Beispiel einer Scheibenbremse kann der der Offenlegungsschrift
DE 10 2010 064 073 A1 entnommen werden.
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine elektronische Scheibenbremse nach dem Stand der Technik zeigt, und 2 ist eine Ansicht, die den Vorgang des Bewegens eines Kolbens nach hinten unter Verwendung eines Dichtungselements und einer Rücksetzschräge.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, umfasst eine elektronische Scheibenbremse 1 ein Paar von eine Bremskraft zu erzeugende Bremsbelagplatten 11, die gegen eine Scheibe D gepresst werden, einen Träger 10, um das Paar von Bremsbelagplatten 11 zu stützen, ein Bremssattelgehäuse 20, das an dem Träger 10 angeordnet ist und mit einem Kolben 22 versehen ist, der gleitend in einem Zylinder 21 angeordnet ist, um Druck auf das Paar von Bremsbelag platten 11 aufzubringen, einen Motor 50 zum Erzeugen einer Antriebskraft, eine Spindeleinheit 40 zum Umwandeln einer Drehbewegung des Motors 50 in eine lineare Bewegung und um Druck auf den Kolben 22 aufzubringen und ein Dichtungselement 30, das zwischen einer Innenfläche des Zylinders 21 und einer Außenfläche des Kolbens 22 angeordnet ist. Das Dichtungselement 30 dient dazu, den Raum zwischen der Innenfläche des Zylinders 21 und der Außenfläche des Kolbens 22 abzudichten, um eine Leckage von Bremsöl zu vermeiden und zu gestatten, dass der Kolben 22 für eine Auslösung des Bremsens nach vorn in Richtung des Pfeils A bewegt wird, wie in 2 gezeigt ist, und nach hinten in eine Ursprungsposition bewegt wird durch die Elastizität des Dichtungselements 30, durch die das Dichtungselement 30 wieder seine Ursprungsform annimmt, wenn der Bremsvorgang beendet ist.
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Das Dichtungselement 30 ist ringförmig ausgebildet, um in eine kreisförmige Rückführschräge 23 eingeführt zu werden, die auf der Innenfläche des Zylinders 21 vorgesehen ist und eine viereckige Form aufweist. Außerdem ist die Rückführschräge 23 für die Aufnahme des Dichtungselements 30 mit einer Neigung 24 an der Seite der Öffnung versehen, die in eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Bremsens (gezeigt durch Pfeil A) gerichtet ist, um zu ermöglichen, dass das Dichtungselement 30 deformiert werden kann, wenn der Kolben 22 vorwärts in Richtung des Bremsens bewegt wird, wie in 2 gezeigt wird.
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Wenn der Kolben 22 für eine Durchführung des Bremsens vorwärts bewegt wird, wird das Dichtungselement 30 deformiert, wie in 2 gezeigt wird. Wenn der Bremsvorgang beendet ist, geht das Dichtungselement 30 in die Richtung entgegengesetzt zum Pfeil A in seinen Ursprungszustand zurück, der in 1 gezeigt ist. Somit wird der Kolben 22 durch die Elastizität des Dichtungselements 30 in seine Ursprungsposition zurückbewegt. Diese Aktion wird als Rückführaktion bezeichnet. Die Rückführentfernung des Kolbens 22 hängt von der deformierten Breite L des Dichtungselements 30 ab.
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Da jedoch bei der elektronischen Scheibenbremse 1 nach dem Stand der Technik die Seite des Dichtungselements 30, die in die Richtung zeigt, in der das Bremsen durchgeführt wird, eine flache Fläche annähernd senkrecht zu der Außenfläche des Kolbens 22 ist, wie in 1 gezeigt ist, ist die deformierbare Breite L des Dichtungselements 30 begrenzt, wie in 2 gezeigt ist, und dadurch kann die Rückführentfernung des Kolbens 22 kurz sein. Das heißt, die Deformation des Dichtungselements 30 nach dem Stand der Technik ist gering und somit kann ein Erhöhen der Rückführentfernung des Kolbens 22 begrenzt sein. Wenn die Rückführentfernung des Kolbens 22 kurz ist, kann es sein, dass die Reibungsbeläge 12, die an den Belagplatten 11 befestigt sind, nicht ausreichend von der Scheibe D getrennt werden, wenn der Bremsvorgang beendet ist, was in einer Abnutzung der Reibungsbeläge 12 resultiert. Das heißt, die Größe des Rückführvorgangs, die entsprechend den Bearbeitungszugaben des Zylinders 21 und der Reibung zwischen dem Dichtungselement 30 und dem Kolben 22 vorgegeben ist, kann in einem starken Schleifen resultieren.
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In einem Fall, in dem die Spindeleinheit 40 Druck auf den Kolben 22 aufbringt, um eine Parkbremskraft zu erzeugen, kann, da die Bremskraft zuerst durch den hydraulischen Bremsdruck erzeugt wird und dann die Parkbremskraft durch die Spindeleinheit 40 aufgebracht wird, ein Schlupf zwischen dem Dichtungselement 30 und dem Kolben 22 in einem größeren Maße auftreten, als wenn die Bremskraft allgemein durch den hydraulischen Bremsdruck erzeugt wird. Dabei kann die Rückführentfernung des Kolbens 22 klein sein, was in einem starken Schleifen resultiert.
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In dem Fall der Verwendung einer Kompressionsfeder (nicht gezeigt) kann die Größe des Rückführens ansteigen, wenn der Reibungsbelag 12 sich abnutzt, was in einem schlechten ursprünglichen Bremsgefühl resultiert. Außerdem kann ein exzessives Rückführen des Kolbens 22 aufgrund der Kompressionsfeder auftreten, was in einem Absenken des Bremspedals resultiert.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Scheibenbremse vorzusehen, die mit einer Niederdruckfeder und einer Hochdruckfeder ausgerüstet sind, um entsprechend einem niedrigem Druck und einem hohen Druck zu arbeiten, wenn ein Bremsen durchgeführt wird, so dass ein Phänomen des Schleifens durch Verbessern der Wirkung des Zurückführens eines Kolbens verhindert wird und ein Spalt zwischen der Scheibe und den Reibungsbelägen sichergestellt wird, indem ein Spalt zwischen der Niederdruckfeder und der Hochdruckfeder in Längsrichtung ausgebildet wird.
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Es ist ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Scheibenbremse vorzusehen, die mit einem Einstellelement ausgerüstet ist, um so das Bremsgefühl dadurch zu verbessern, dass verhindert wird, dass die Bremsbelagplatten sich von der Scheibe weg bewegen und dass ein konstanter Spalt zwischen den Bremsbelägen und der Scheibe aufrechterhalten wird.
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Zusätzliche Aspekte der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung ausgeführt und teilweise sind sie aus der Beschreibung offensichtlich herzuleiten oder können durch Umsetzung der Erfindung erfasst werden.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektronische Scheibenbremse einen Träger, an dem ein Paar von vor- und zurückbewegbaren Bremsbelagplatten montiert ist; ein Bremssattelgehäuse, das gleitend am Träger befestigt ist und mit einem Zylinder versehen ist, in dem ein Kolben angeordnet ist, der durch hydraulischen Bremsdruck vor- und zurückbewegbar ist; ein Einstellelement, das in dem Kolben zum Verhindern, dass die Bremsbeläge sich von einer Scheibe entfernen, und zum Halten der Bremsbelagplatten in einem bestimmten Abstand von der Scheibe angeordnet ist; eine in dem Zylinder angeordnete Schubstange, die einen mit dem Einstellelement über eine Schraubverbindung gekoppelten Vorderbereich und einen mit einem Flansch, der sich zu einer Innenumfangsfläche des Zylinders erstreckt, ausgebildeten Rückbereich aufweist; eine Spindeleinheit, die mit dem Rückbereich der Schubstange verbunden ist, um eine Drehung der Schubstange zu verhindern und einen Druck auf die Schubstange durch Umwandeln einer Drehkraft eines Motors in eine lineare Bewegung aufzubringen; ein Federgehäuse, dessen eines Ende an dem Zylinder befestigt ist und das einen vorbestimmten Aufnahmebereich zwischen der Innenumfangsfläche des Zylinders und der Schubstange bildet; eine Niederdruckfeder und eine Hochdruckfeder, die parallel zueinander in dem Aufnahmeraum des Federgehäuses angeordnet sind, um eine elastische Kraft auf die Schubstange zu bringen; und eine Trägerplatte, die gleitend in dem Zylinder angeordnet ist und ein Ende der Hochdruckfeder abstützt, so dass ein Spalt zwischen der Niederdruckfeder und der Hochdruckfeder in einer Längsrichtung gebildet wird.
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Der Zylinder kann mit einem abgestuften Bereich versehen sein, um ein hinteres Ende des Flansches abzustützen und die Trägerplatte kann einen vertikalen Bereich, der an einer Stirnseite des Flansches angeordnet ist, um die Hochdruckfeder abzustützen und einen horizontalen Bereich einschließen, der von dem vertikalen Bereich in eine nach außen zeigende Richtung des Flansches abgebogen ist und von dem gestuften Bereich abgestützt wird, so dass der vertikale Bereich mit einem bestimmten Abstand von einer vorderen Stirnfläche des Flansches angeordnet ist.
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Die Spindeleinheit kann umfassen: ein Schraubelement, dessen einer Endbereich in das Bremssattelgehäuse eingreift, um drehbar zu sein, und dessen anderer Endbereich mit einem Gewinde auf der Außenumfangsfläche ausgebildet ist und in dem Zylinder angeordnet ist; und ein Mutterelement mit einem Durchgangsloch, das durch das Mutterelement hindurch in Längsrichtung ausgebildet ist und mit einem Gewinde versehen ist, um mit dem Schraubelement in einer Schraubverbindung gekoppelt zu werden, und mit einem Erstreckungsbereich, der sich von einem Endbereich des Mutterelements zu der Innenumfangsfläche des Zylinders erstreckt. Das Mutterelement kann mit einer Mehrzahl von Verdrehsicherungsvorsprüngen versehen sein, die sich nach außen erstrecken und gleichmäßig längs einer Außenumfangsfläche des Erweiterungsbereichs beabstandet sind, der Zylinder kann mit Verdrehsicherungsvertiefungen korrespondierend zu den Verdrehsicherungsvorsprüngen ausgebildet sein und wodurch das Mutterelement vorwärts und rückwärts in Längsrichtung des Schraubelements entsprechend der Drehung des Schraubelements bewegt werden kann.
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Der Erstreckungsbereich des Mutterelements kann mit nach vorn herausragenden Stiften versehen sein und der Flansch kann mit einer Mehrzahl von Stiftlöchern an zu den Stiften korrespondierenden Stellen ausgebildet sein, in die die Stifte eingefügt sind, um die Drehung der Schubstange zu verhindern.
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Das Einstellelement kann einen den Kolben kontaktierenden Kopfbereich und einen Stab umfassen, der sich von dem Kopfbereich nach hinten erstreckt und mit einem Gewinde auf seiner Außenumfangsfläche versehen ist, um mit der Schubstange in einer Schraubverbindung gekoppelt zu sein. Scheiben können jeweils an einer Rückwand des Kopfbereichs des Einstellelements und einer inneren Seitenfläche des Kolbens angeordnet sein, wobei eine Scheibenfeder zwischen den Scheiben angeordnet ist und das Einstellelement ausgebildet ist, den Kolben durch eine elastische Kraft der Scheibenfeder zu kontaktieren.
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Wie es aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, ist die elektronische Scheibenbremse entsprechend den Ausführungen der vorliegenden Erfindung mit der Niederdruckfeder, die ausgebildet ist, entsprechend einem Niederdruck zu arbeiten, und der Hochdruckfeder, die ausgebildet ist, entsprechend einem Hochdruck beim Bremsvorgang zu arbeiten, versehen, und kann somit nicht nur ein Schleifen durch Bewegen des Kolbens nach hinten vermeiden, sondern kann auch einen Spalt zwischen der Scheibe und den Reibungsbelägen sicherstellen, indem ein Spalt zwischen der Niederdruckfeder und der Hochfeder in Längsrichtung erzeugt wird. Somit wird die Abnutzung der Bremsbeläge aufgrund von unnötiger Reibung zwischen den Reibungsbelägen und der Scheibe und das daraus resultierende Geräusch verhindert werden und eine normale Bremskraft kann sichergestellt werden.
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Außerdem kann das Ausgangsbremsgefühl durch Unterdrücken des Anstiegs der Rückführgröße entsprechend einer Abnutzung der Reibungsbeläge, die gegen die Scheibe gedrückt werden, verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und/oder andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich und genauer aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung erfasst, in der:
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1 eine Querschnittsansicht ist, die eine elektronische Scheibenbremse nach dem Stand der Technik darstellt;
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2 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die die Operation der elektronischen Scheibenbremse nach dem Stand der Technik darstellt;
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3 eine Querschnittsansicht ist, die eine elektronische Scheibenbremse nach einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die die Anordnung einer Schubstange, einer Niederdruckfeder, einer Hochdruckfeder und einer Spindeleinheit zeigt, die in der elektronischen Scheibenbremse entsprechend einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind;
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5 eine teilweise vergrößerte Ansicht ist, die einen zwischen einer Schubstange und einer Trägerplatte, die in einer elektronischen Scheibenbremse nach einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorhanden sind, gebildeten Spalt zeigt, und
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6 und 7 Ansichten sind, die die Operation der elektronischen Scheibenbremse nach dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun detailliert Bezug genommen auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die beispielhaft in der beigefügten Zeichnung dargestellt werden. Es sei bemerkt, dass die Begriffe, die in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, nicht ausgelegt werden sollen als auf die allgemeinen und lexikalischen Beldeutungen, sondern sollen basierend auf den Bedeutungen und Konzepten entsprechend dem Geist der vorliegenden Erfindung auf der Basis des Prinzips, das dem Erfinder erlaubt, geeignete Begriffe für die beste Erläuterung zu definieren, ausgelegt werden. Die in der Anmeldung beschriebenen und in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur als erläuternd anzusehen und sind nicht beabsichtigt, dass sie alle Aspekte der Erfindung darstellen, so dass verschiedene Äquivalente und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen.
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3 ist eine Querschnittsansicht, die eine elektronische Scheibenbremse nach einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Anordnung einer Schubstange, einer Niederdruckfeder, einer Hochdruckfeder und einer Spindeleinheit darstellt, die in der elektronischen Scheibenbremse nach einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind.
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Bezugnehmend auf die 3 und 4 umfasst eine elektronische Scheibenbremse 100 ein Bremssattelgehäuse 120, an dem ein Kolben 123 angeordnet ist, der durch hydraulischen Bremsdruck vorwärts und rückwärts bewegt werden kann, einen Träger (nicht gezeigt), der an einem Fahrzeugkörper befestigt ist und mit dem Bremssattelgehäuse 120 gekoppelt ist, um ein Gleiten des Bremssattelgehäuses 120 zu erlauben, ein Paar von Bremsbelagplatten 111 und 112, die an dem Träger so angeordnet sind, dass sie um einen bestimmten Abstand voneinander beabstandet sind und zu einer Scheibe D gleiten können, die zusammen mit einem Rad (nicht gezeigt) rotiert, damit sie gegen die Scheibe D gepresst werden können, ein Einstellelement 130, das verhindert, dass die Bremsbelagplatten 111 und 112 sich von der Scheibe D entfernen und das die Bremsbelagplatten 111 und 112 in einer bestimmten Entfernung von der Scheibe D hält, eine Schubstange 140, die über eine Schraubverbindung mit dem Einstellelement 130 gekoppelt ist, eine Spindeleinheit 150, die mit der Schubstange 140 gekoppelt ist, um eine Drehung der Schubstange 140 zu vermeiden und an dem Zylinder 122 des Bremssattelgehäuses 120 angeordnet ist, ein Federgehäuse 160, das einen vorbestimmten Aufnahmebereich zwischen einer inneren Seitenfläche des Zylinders 122 und der Schubstange 140 bildet, eine Niederdruckfeder 171 und eine Hochdruckfeder 172, die parallel in dem Federgehäuse 160 angeordnet sind, und eine Trägerplatte 180, die gleitend in dem Zylinder 122 angeordnet ist, so dass ein Spalt oder Zwischenraum zwischen der Niederdruckfeder 171 und der Hochdruckfeder 172 in der Längsrichtung gebildet wird.
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Der Träger (nicht gezeigt) ist an einem Radträger eines Fahrzeugkörpers oder Fahrzeugaufbaus über Befestigungsbolzen (nicht gezeigt) befestigt und das Bremssattelgehäuse 120 ist gleitend mit beiden Enden des Trägers über eine Führungsstange (nicht gezeigt) gekoppelt. Außerdem ist das Paar an Bremsbelagplatten 111, 112 an der Mitte des Trägers so angeordnet, dass sie mit einem bestimmten Abstand zueinander liegen und in die Richtungen, in die sie sich gegenüberstehen, gleiten.
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Das Paar von Bremsbelagplatten 111 und 112 ist in eine innere Belagplatte 111, die in Kontakt mit dem Kolben 123 steht, der später beschrieben wird, und mit einem an ihrer Innenfläche befestigten Bremsbelag 113 versehen ist, und mit einer äußeren Belagplatte 112, die in Kontakt mit einem Finger 121 angeordnet ist, der später beschrieben wird, und mit einem Reibungsbelag 114 versehen ist, der an ihrer Innenfläche befestigt ist, geteilt. Die Scheibe D ist als Kreisplatte ausgebildet, die zusammen mit dem Rad (nicht gezeigt) rotiert, und rotiert mit ihrem Bereich, der zwischen dem Paar von Bremsbelagplatten 111, 112 liegt.
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Das Bremssattelgehäuse 120 umfasst den Finger 121, der die äußere Belagplatte 112 und den Zylinder 122 betätigt, in dem der Kolben 123 durch hydraulischen Bremsdruck gleitend angeordnet ist. Das Bremssattelgehäuse 120 ist mit einem hydraulischen Kanal 129 an seinem Endbereich versehen, durch den hydraulischen Bremsdruck an den Zylinder 122 übertragen wird.
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Der Finger 121 ist so ausgebildet, dass er von dem vorderen Bereich des Bremssattelgehäuses 120 nach unten abgebogen ist und die äußere Belagplatte 112 an der Außenseite der äußeren Belagplatte 112 überdeckt. Wenn somit ein Bremsen angewendet wird, gleitet das Bremssattelgehäuse 120 von dem Träger durch die von der Bewegung des Kolbens 123 bewirkte Reaktionskraft nach rechts, wodurch bewirkt wird, dass die äußere Belagplatte 112 zu der Scheibe D geschoben und von dem Finger 121 gegen die Scheibe D gepresst wird.
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Der Zylinder 122 ist an der Rückseite des Bremssattelgehäuses 120 angeordnet, um zu gestatten, dass hydraulischer Bremsdruck, der in einem Hauptzylinder (nicht gezeigt) erzeugt wird, übertragen wird, und der Kolben 123 ist in dem Zylinder 122 vorwärts und rückwärts bewegbar angeordnet. Das heißt, dass der in dem Zylinder 122 angeordnete Kolben in dem Zylinder 122 durch den hydraulischen Bremsdruck nach vorn und nach hinten bewegt wird. Ein gestufter Bereich 128 ist an der Rückwand des Zylinders 122 ausgebildet, um einen Flansch 142 der Schubstange 140 abzustützen, die später beschrieben wird. Der gestufte Bereich 128 wird unten beschrieben.
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Der Kolben 123 ist schalenförmig ausgebildet und weist eine offene Seite auf. Ein Kopfbereich 133 des Einstellelements 130, das später beschrieben wird, wird in den inneren mittleren Bereich des Kolbens 123 eingeführt; um den Kolben 123 zu kontaktieren.
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Das Einstellelement 130 umfasst einen Kopfbereich 133, der in dem in den Zylinder 122 für einen Kontakt mit dem Kolben 123 eingeführten Kolben 123 angeordnet ist und einen Stab 134, der sich von dem Kopfbereich 133 erstreckt und mit einem Gewinde auf seiner Außenumfangsfläche versehen ist. Wie oben beschrieben, wird der Kopfbereich 133 in den Kolben 123 über den offenen Bereich des Kolbens 123 eingeführt, um den Kolben 123 zu kontaktieren.
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Solche ein Einstellelement 130, das dazu dient, zu verhindern, dass der Spalt zwischen der Scheibe D und den Belagplatten 111 und 112 expandiert, wenn sich die Reibungsbeläge 113 und 114, die mit den Belagplatten 111 und 112 verbunden sind, abnutzen, und einen konstanten Abstand dazwischen aufrechtzuerhalten, weist Scheiben 128' und 138, die jeweils an der inneren Seitenfläche des Kolbens 123 und der Rückwand des Kopfbereichs 133 angeordnet sind, und eine Scheibenfeder 138 auf, die zwischen den Scheiben 128' und 138 angeordnet ist. Das heißt, dass das Einstellelement 130 so angeordnet ist, dass es den Kolben 123 durch elastische Kraft der Scheibenfeder 139 kontaktiert, die zwischen der inneren Seitenfläche des Kolbens 123 und dem Kopfbereich 133 angeordnet ist. Wenn daher die Scheibenfeder 139 das Einstellelement 130 zu dem vorderen Ende des Kolbens 123 drückt, wird das Einstellelement in Kontakt mit dem Kolben 123 gehalten, selbst wenn die Reibungsbeläge 113 und 114 der Belagplatten 111 und 112 aufgrund der Reibung zwischen der Scheibe D abgenutzt sind, um zu bewirken, dass die Position des Kolbens 123 zu der inneren Belagplatte 111 hin verschoben wird.
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Die in dem Zylinder 122 angeordnete Schubstange 140 ist mit der Rückseite des Einstellelements 130, d. h. mit dem Stab 134 in einer Schraubverbindung gekoppelt. Wenn dabei der Kolben 123 durch den hydraulischen Bremsdruck nach vorn bewegt wird, wird das mit dem Kolben 123 gekoppelte Einstellelement 130 zusammen mit dem Kolben 123 nach vorn bewegt und die mit dem Einstellelement über eine Schraubverbindung gekoppelte Schubstange wird ebenfalls nach vorn bewegt. Dabei nimmt die Entfernung zwischen dem Gewinde des Einstellelements 130 und der Schubstange 140, die miteinander über die Schraubverbindung gekoppelt sind, ab. Das heißt, dass ein Spalt, der im Allgemeinen zwischen dem Gewinde des Einstellelements 130 und der Schubstange 140 vorhanden ist, reduziert wird, da das Einstellelement 130 ausgebildet ist, in Richtung der Bewegung nach vorn des Kolbens 123 (nach links) gedrückt zu werden, und dabei bewegen sich das Einstellelement 130 und die Schubstange 140 gleichzeitig.
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Die Schubstange 140 ist mit einem hohlen Kern und einem auf ihrer Innenumfangsfläche versehenen Gewinde ausgebildet, um über die Schraubverbindung mit dem Einstellelement 130 gekoppelt zu werden. Zusätzlich ist ein Flansch 142, der sich zu der Innenumfangsfläche des Zylinders 122 erstreckt, an dem hinteren Bereich der Schubstange 140 vorgesehen. Der Flansch 142 der Schubstange 140 ist mit einem Mutterelement 154 der Spindeleinheit 150 gekoppelt, die später beschrieben wird, und wird dadurch am Drehen gehindert. Die Verdrehsicherheitsstruktur der Schubstange 140 wird unten beschrieben.
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Wenn die Schubstange 140 über die Schraubverbindung mit dem Einstellelement 130 gekoppelt ist und ihre Drehung vermieden wird, ist das Einstellelement 130 in der Längsrichtung der Schubstange 140 bewegbar. Das heißt, wenn der Kolben 123 sich wegen der Abnutzung der Reibungsbeläge 113 und 114 bewegt, rotiert das Einstellelement 130, das von der Scheibenfeder 139 veranlasst wird, eng den Kolben 123 zu kontaktieren, um von der Schubstange 140 um die Hubentfernung des Kolbens 123 bewegt zu werden und dabei in engem Kontakt mit dem Kolben 123 zu verbleiben. Dabei wird die Entfernung zwischen der Scheibe D und den Belagplatten 111 und 112, an die der Druck von dem Kolben 123 aufgebracht wird, kontant gehalten.
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Der Flansch 142 der Schubstange 140 ist außerdem mit mehreren Stiftlöchern 148 entlang seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet, in die Stifte 158, die an dem Mutterelement 154 der Spindeleinheit 150 vorgesehen sind, eingesetzt werden. Die Stiftlöcher 148 sind an Positionen entsprechend denen der Stifte 158 ausgebildet. Dabei wird die Schubstange 140 mit der Spindeleinheit 150 gekoppelt und eine Drehung der Schubstange 140 wird durch die Einfügung der Stifte 158 in die Stiftlöcher 148 verhindert.
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Die Schubstange 140 ist so angeordnet, dass das hintere Ende des Flansches 142 den gestuften Bereich 128 kontaktiert, so dass es von dem gestuften Bereich 128 gestützt wird. Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die Spindeleinheit 150 am hinteren Ende der Schubstange 140, d. h. am hinteren Bereich des Bremssattelgehäuses 120 angeordnet, was eine Position weiter hinten als der gestufte Bereich 128 ist.
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Die Spindeleinheit 150 ist an dem hinteren Teil der Schubstange 140 angeordnet und wirkt dahingehend, die Drehung der Schubstange 140 zu vermeiden, und liefert Druck an die Schubstange 140, indem sie eine Drehkraft von einem Motor (nicht gezeigt) erhält und die Drehkraft in eine lineare Bewegung umwandelt. Die Spindeleinheit 150 umfasst ein Schraubelement 152 mit einem Gewinde auf seiner Außenumfangsfläche und ein Mutterelement 154 mit einem Gewinde auf seiner Innenumfangsfläche, so dass es mit dem Schraubelement 152 verschraubt werden kann.
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Das Schraubelement 152 weist einen Endbereich, der in den hinteren Bereich des Bremssattelgehäuses 120 zur Drehung eingreift, und das andere Ende auf, das mit einem Gewinde an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist, und ist in dem Zylinder 122 angeordnet. Der Endbereich des in das Bremssattelgehäuse 120 eingreifenden Schraubelements 152 ist mit einer Drehwelle einer Getriebeeinheit (nicht gezeigt) gekoppelt und empfängt eine Drehkraft des Motors.
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Das Mutterelement 154 weist ein Durchgangsloch auf, das durch den Mittelbereich des Mutterelements 154 in Längsrichtung ausgebildet ist, so dass es mit dem Schraubelement 152 in einer Schraubverbindung gekoppelt werden kann, und das Durchgangsloch ist mit einem Gewinde ausgebildet. Das Mutterelement 154 weist außerdem einen Erstreckungsbereich 155 auf, der sich von einem Endbereich des Mutterelements 154 zu der Innenumfangsfläche des Zylinders 122 erstreckt. Das Mutterelement 154 ist in der Drehung gesperrt, so dass es sich linear entsprechend der Drehung des Schraubelements 122 bewegt. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist das Mutterelement 154 mit einer Mehrzahl von Verdrehsicherungsvorsprüngen 156 versehen, die nach außen herausragen und entlang der äußeren Umfangsfläche des Erstreckungsbereichs 155 gleichabständig angeordnet sind. Der Zylinder 122 ist mit Verdrehsicherungsvertiefungen 126 auf seiner Innenumfangsfläche ausgebildet und die Verdrehsicherungsvertiefungen 126 sind an korrespondierenden Positionen zu denen der Verdrehsicherungsvorsprüngen 156 angeordnet. Das heißt, dass aufgrund der Einführung der Verdrehsicherungsvorsprünge 156 in die Verdrehsicherungsvertiefungen 126 verhindert wird, dass sich das Mutterelement 154 dreht und es bewegt sich in Längsrichtung des Schraubelements 152 entsprechend einer Drehrichtung des Schraubelements 152.
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Die Stifte 158 sind an dem Erstreckungsbereich 155 befestigt und ragen nach vorn heraus. Wie oben beschrieben, werden die Stifte 158, die die Drehung der Schubstange 140 verhindern, in die an dem Flansch 142 ausgebildeten Stiftlöcher 148 eingeführt. Wenn das Mutterelement 154 die Schubstange 140 drückt, während es sich linear bewegt, kommt das Mutterelement 154 in Kontakt mit dem Flansch 142 der Schubstange 140.
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Das Federgehäuse 160 ist angeordnet, um einen vorbestimmten Aufnahmeraum zwischen der Schubstange 140 und der inneren Seitenfläche des Zylinders 122 zu bilden. Insbesondere ist ein Ende des Federgehäuses 160 mit der inneren Seitenfläche des Zylinders 122 durch einen Sicherungsring 162 verbunden. Die Niederdruckfeder 171 und die Hochdruckfeder 172 zum Zurückführen des Kolbens 123 durch Zurückführen der Schubstange 140 und der Trägerplatte 180 in ihre Ursprungspositionen sind in dem Federgehäuse 160 angeordnet. Die Niederdruckfeder 171 und die Hochdruckfeder 172 sind parallel angeordnet und die Trägerplatte 180 ist zwischen der Hochdruckfeder 172 und dem Flansch 142 angeordnet.
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Ein Ende der Niederdruckfeder 171 wird durch den Flansch 142 abgestützt und ihr anderes Ende wird durch die andere Seitenfläche des Federgehäuses 160 abgestützt. Der Flansch 142 ist in einer gestuften Form ausgebildet, um stabil die Niederdruckfeder 171 abzustützen. Die Hochdruckfeder 172 ist in einem bestimmten Abstand weg von der Niederdruckfeder 171 angeordnet. Ein Ende der Hochdruckfeder 172 wird von der Trägerplatte 180 abgestützt und ihr anderes Ende wird an der anderen Seitenwand des Federgehäuses 160 abgestützt.
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Die Trägerplatte 180 ist gleitend in dem Zylinder 122 installiert, so dass ein Spalt zwischen der Niederdruckfeder 171 und der Hochdruckfeder 172 in Längsrichtung gebildet wird. Genauer gesagt, umfasst die Trägerplatte 180 einen vertikalen Bereich 182, der an der vorderen Stirnfläche des Flansches 142 angeordnet ist, um ein Ende der Hochdruckfeder 172 abzustützen, und einen horizontalen Bereich 184, der von dem vertikalen Bereich 182 in Außenrichtung des Flansches 142 abgebogen ist, so dass der vertikale Bereich 182 mit einem bestimmten Abstand von der vorderen Stirnfläche des Flansches 142 beabstandet ist. Das heißt, der horizontale Bereich 184 ist abgebogen, um die äußere Seitenfläche des Flansches 142 zu umgeben, und ist von dem gestuften Bereich 128 des Zylinders 122 getragen. Die Länge des horizontalen Bereichs 184 ist größer als die Dicke des Flansches 142. Wie in 5 gezeigt ist, wird ein bestimmter Spalt G zwischen der vorderen Stirnfläche des Flansches 142 und dem vertikalen Bereich 182 der Trägerplatte 180 gebildet. Dadurch wird ein Spalt zwischen der Scheibe D und den Belagplatten 111 und 112 sichergestellt.
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Da die Struktur zum Abstützen der Niederdruckfeder 171 und der Hochdruckfeder 172 wie oben ausgebildet ist, wird die Niederdruckfeder 171 von dem Flansch 142 abgestützt und die Hochdruckfeder 172 wird von der Trägerplatte 180 abgestützt, wenn die elektronische Scheibenbremse 100 nicht arbeitet. Wenn die Bremse betätigt wird und das Mutterelement 154 die Schubstange 140 durch Empfangen einer Drehkraft von dem Motor (nicht gezeigt) drückt, wird die Niederdruckfeder 171, die von dem Flansch 142 der Schubstange 140 abgestützt wird, zuerst komprimiert, wie in 6 gezeigt. Da die Niederdruckfeder 171 um eine Entfernung über das Abmaß des Spalts G zwischen dem Flansch 142 und der Trägerplatte 180 hinaus komprimiert wird, kontaktiert der Flansch 142 die Trägerplatte 180 und die Schubstange 140 und die Trägerplatte 180 bewegen sich zusammen, wie in 7 gezeigt ist. Das heißt, die Trägerplatte 180 stützt die Hochdruckfeder 172 ab und dabei werden beide, die Niederdruckfeder 171 und die Hochdruckfeder 172 komprimiert.
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Die Funktionsweise der elektronischen Scheibenbremse 100, wie oben angegeben, wird nun beschrieben. Die elektronische Scheibenbremse 100 kann eine Parkbremskraft durch die Spindeleinheit erzeugen oder eine Bremskraft durch hydraulischen Bremsdruck erzeugen. Im Folgenden wird der Zustand, bei dem eine Parkbremskraft durch die Spindeleinheit 150 erzeugt wird, und der Zustand, bei dem eine Bremskraft durch hydraulischen Bremsdruck erzeugt wird, jeweils beschrieben.
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Zuerst wird der Betriebszustand erklärt, bei dem die Parkbremskraft von der Spindeleinheit 150 erzeugt wird. Wenn die elektronische Scheibenbremse 100 entsprechend der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug installiert wird, wird der Spalt G zwischen dem Flansch 142 der Schubstange 140 und dem vertikalen Bereich 182 der Trägerplatte 180 und dabei ein Spalt zwischen der Scheibe D und den Belagplatten 111 und 112 sichergestellt.
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Wenn das Schraubelement 152 durch Empfangen einer Drehkraft von dem Motor (nicht gezeigt) in diesem Zustand gedreht wird, bewegt sich das mit dem Schraubelement 152 schraubgekoppelte Mutterelement 154 in der Längsrichtung des Schraubelements 152 und liefert einen Druck an die Schubstange 140. Zu dieser Zeit wird verhindert, dass das Mutterelement 144 sich dreht und zwar durch die Einführung der Verdrehsicherungsvorsprünge 156 in die Verdrehsicherungsvertiefungen 126, und es bewegt sich, während es von dem Zylinder 122 geführt wird.
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Genauer gesagt, wird nur die von dem Flansch 142 abgestützte Niederdruckfeder 171 durch die Bewegung der Schubstange 140 komprimiert. Das heißt, wie in 6 gezeigt, dass die Schubstange 140 sich um einen Abstand entsprechend dem Spalt (siehe 'G' in 5) zwischen der Schubstange 140 und der Trägerplatte 180 bewegt und die Niederdruckfeder 171 komprimiert. Wenn darüberhinaus sich die Schubstange 140 um einen Abstand größer als die Abmessung des Spalts G bewegt, kontaktiert der Flansch 142 den vertikalen Bereich 182 der Trägerplatte 180 und die Schubstange 140 und die Trägerplatte 180 bewegen sich zusammen (siehe 7). Das heißt, sowohl die Niederdruckfeder 171 als auch die Hochdruckfeder 172 werden komprimiert. Somit bewegen sich das Einstellelement 130, das mit der Schubstange 140 gekoppelt ist, und der Kolben 123, der das Einstellelement 130 kontaktiert, zusammen, um einen Druck an die innere Belagplatte 111 zu liefern, wodurch eine Parkbremskraft erzeugt wird.
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Wenn der Bremsvorgang beendet wird und wenn das Schraubelement 152 umgekehrt zu der Drehrichtung, als die Bremse betätigt wurde, gedreht wird, kehren die Schubstange 140 und die Trägerplatte 180 in ihre ursprünglichen Positionen durch die Hochdruckfeder 172 und die Niederdruckfeder 171 zurück. Dabei wird der Kolben 123 weich nach hinten bewegt, ohne ein Schleifen zu erleiden.
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Als Nächstes wird der Betriebszustand, bei dem der Kolben 123 durch einen hydraulischen Bremsdruck zur Erzeugung der Bremskraft gedrückt wird, erklärt. Wenn hydraulischer Bremsdruck in den Zylinder 122 eingeführt wird und der Kolben 123 veranlasst wird, Druck auf die innere Belagplatte 111 zu geben, wird der Reibungsbelag 113, der an der inneren Belagplatte 111 befestigt ist, gegen die Scheibe D gepresst. Zum selben Zeitpunkt gleitet das Bremssattelgehäuse 120 von dem Träger (nicht gezeigt) entsprechend der Reaktionskraft und dabei führt der Finger 121 einen Druck der äußeren Belagplatte 112 zu, wodurch der Reibungsbelag 140, der an der äußeren Belagplatte 112 befestigt ist, veranlasst wird, gegen die Scheibe D gedrückt zu werden, um eine Bremskraft zu erzeugen.
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Wenn der Kolben 123 sich bewegt, bewegen sich die den Kolben 123 kontaktierende Einstelleinheit 130 und die mit dem Einstellelement 130 gekoppelte Schubstange 140 gemeinsam. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Schubstange 140 zusammen mit dem Kolben 123 durch den hydraulischen Bremsdruck bewegt werden, werden das Schraubelement 152 und das Mutterelement 154 in einem feststehenden Zustand gehalten und bewegen sich somit nicht. Die Schubstange 140 bewegt sich ohne Drehung durch Einführen der Stifte 158 des Mutterelements 154 in die Stiftlöcher 148 des Flansches 142.
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Wenn der Kolben 123 von dem hydraulischen Bremsdruck gepresst wird, ähnlich zu dem Betriebszustand, bei dem er von der Spindeleinheit 150 gepresst wird, bewegt sich die Schubstange 140 um einen Abstand entsprechend dem Spalt G zwischen der Schubstange 140 und der Trägerplatte 180 und komprimiert nur die Niederdruckfeder 171. Wenn dann der Flansch die Trägerplatte 180 kontaktiert, bewegen sich die Schubstange 140 und die Trägerplatte 180 zusammen und dabei werden sowohl die Niederdruckfeder 171 als auch die Hochdruckfeder 172 komprimiert.
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Nachdem das Bremsen beendet ist, werden die Schubstange 140 und die Trägerplatte 180 durch die Hochdruckfeder 172 und die Niederdruckfeder 171 in ihre Ursprungspositionen zurückgeführt und dabei wird der Kolben 123 weich nach hinten bewegt, ohne ein Schleifen zu erleiden.
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Da wie oben beschrieben, die Niederdruckfeder 171 und die Hochdruckfeder 172 jeweils vorgesehen sind und von der Schubstange 140 und der Trägerplatte 180 abgestützt werden und der Spalt G zwischen der Schubstange 140 und der Trägerplatte 180 sichergestellt wird, wird der Bremsvorgang entsprechend einer Niederdruckbedingung oder einer Hochdruckbedingung durchgeführt. Das heißt, dass im Fall eines Niederdruckzustands die Schubstange 140 nur um eine Entfernung entsprechend dem Spalt G bewegt wird und im Falle eines Hochdruckzustands die Schubstange 140 und die Trägerplatte 180 zusammen bewegt werden.
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Nachdem das Bremsen abgeschlossen ist und sobald die Trägerplatte 180 von der Hochdruckfeder 172 veranlasst wird, den abgestuften Bereich 128 des Zylinders 122 zu kontaktieren, bewegt die Niederdruckfeder 171 schließlich die Schubstange 140 um eine Entfernung entsprechend dem Spalt G, um die Schubstange 140 in ihre ursprüngliche Position zu bringen. Da zusätzlich das Einstellelement 130, das mit der Schubstange 140 in einer Schraubverbindung gekoppelt ist, und der Kolben 123 in ihre Ursprungspositionen zurückkehren, wird die Wirkung des Zurückkehrens des Kolbens 123 verbessert. Dabei wird der ursprüngliche Spalt zwischen der Scheibe D und den Reibungsbelägen 113 und 114 aufrechterhalten.
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Da die Reibungsbeläge 113 und 114 sich aufgrund des Bremsens abnutzen, wird der Spalt zwischen der Scheibe D und den Belagplatten 111 und 112, d. h. der Spalt zwischen der Scheibe D und den Reibungsbelägen 113 und 114 automatisch durch das Einstellelement 130 eingestellt.
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Obwohl einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, sei es von den Fachleuten verstanden, dass Änderungen dieser Ausführungsbeispiele gemacht werden können, ohne die Prinzipien und den Geist der Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist, zu verlassen.
