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Die Erfindung betrifft eine Reibungsbremse sowie ein Verfahren zur Überwachung eines Mindestabstands zwischen einem Verzögerungselement und einem Reibbelag einer solchen Reibungsbremse.
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Im Hinblick auf die Feinstaubbelastung durch Kraftfahrzeuge, sowie die Steigerung der Effizienz von Fahrzeugen, wird es immer wichtiger, Reibungsbremsen eines Fahrzeuges so auszulegen, dass im unbetätigten Zustand der Reibungsbremse durch die Reibungsbremse kein Schleppmoment um die Drehachse eines Rades, an dem die Bremse angeordnet ist, verursacht wird. So kann es bei einer konventionellen, hydraulischen Reibungsbremse im unbetätigten Zustand (drucklos) durch ein zu geringes Lüftspiel zwischen Reibbelag und Bremsscheibe zu unerwünschter Reibung zwischen diesen Bauteilen kommen, welche zum einen zu einer Verzögerung der Bremsscheibe und zum anderen zu einem Abrieb der Reibbeläge führt.
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Bei einem hydraulischen Bremssattel, wie er ausschnittsweise exemplarisch in der 1 dargestellt ist, wird üblicherweise das Lüftspiel zwischen Reibbelag 100 und Bremsscheibe 102 mit einer speziell ausgebildeten Primärmanschette 104 erzeugt. Dabei verformt sich die Primärmanschette 104 bei einer Betätigung der Bremse (siehe Detailansicht 106) elastisch in Richtung der Betätigung (Zuspannrichtung 108). Im unbetätigten Zustand der Bremse wird dann, durch die vorhandene Reibkraft zwischen der Primärmanschette 104 und dem Druckkolben 110, der Druckkolben 110 aufgrund der durch die Primärmanschette 104 erzeugten Rückstellkraft in seine Ruhelage zurückgeführt, sodass das Lüftspiel zwischen Reibbelag 100 und Bremsscheibe 102 wiederhergestellt wird. Unter einem „Lüftspiel“ einer Reibungsbremse wird dabei allgemein der Abstand zwischen Bremsscheibe 102 und Reibbelag 100 der Reibungsbremse bei in der Ruhelage befindlichem Druckkolben 110, bzw. bei unbetätigter Reibungsbremse verstanden.
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Insbesondere bei einer elektromechanisch betätigten Reibungsbremse, welche zu dem zuvor beschriebenen Aufbau analog konstruiert werden kann, ist jedoch nicht sichergestellt, dass die zuvor beschriebene Rückstellung des Druckkolbens 110 allein durch die elastische Verformung der Primärmanschette 104 gewährleistet werden kann. Dies ist hauptsächlich auf die Untersetzung eines zum Betrieb einer elektromechanischen Bremse verwendeten Elektromotors und die damit erforderliche hohe Kraft zur Verschiebung des Druckkolbens 110 gegen den Elektromotor zurückzuführen. Ferner besteht auch Bedarf an einem Verfahren, mit dem geprüft werden kann, ob ein vorgesehenes Lüftspiel zwischen Reibbelag 100 und Bremsscheibe 102 hergestellt wurde.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die objektive technische Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Reibungsbremse sowie ein Verfahren zur Prüfung eines Mindestabstands zwischen Reibbelag und Bremsscheibe einer Radbremse bereitzustellen, welche die zuvor beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwinden.
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Diese Aufgabe wird mit der Reibungsbremse gemäß Anspruch 1 sowie mit dem Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Reibungsbremse mit einem Reibbelag, der auf einem Druckkolben angeordnet ist, wobei der Druckkolben in einem Sattelgehäuse der Reibungsbremse verschiebbar gelagert ist, und wobei die Reibungsbremse eine Rückstellvorrichtung aufweist, die bei einer Verschiebung des Druckkolbens in Zuspannrichtung eine Rückstellkraft auf den Druckkolben ausübt, die der Verschiebung entgegen gerichtet ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rückstellvorrichtung ein an dem Druckkolben angeordnetes Anschlagelement aufweist, das mit einer in dem Sattelgehäuse ausgebildeten Anschlagfläche einen Anschlag für eine Relativbewegung zwischen Druckkolben und Sattelgehäuse bildet, der eine von der Rückstellkraft verursachte Verschiebung des Druckkolbens relativ zu dem Sattelgehäuse entgegen der Zuspannrichtung begrenzt.
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Die beschriebene Ausführung einer Rückstellvorrichtung für eine Reibungsbremse hat dabei den Vorteil, dass die von der Rückstellvorrichtung verursachte Bewegung des Druckkolbens der Bremse durch den Anschlag begrenzt ist. Folglich kann durch geeignete Wahl des Anschlags der durch die Rückstellvorrichtung hergestellte Abstand zwischen Reibbelag und einem Verzögerungselement, beispielsweise einer Bremsscheibe, gezielt eingestellt werden, sodass eine unerwünschte Reibung zwischen Reibbelag und Bremsscheibe vermieden wird. Die durch die Rückstellvorrichtung bei einer Verschiebung des Druckkolbens erzeugte Rückstellkraft kann dabei hinreichend groß ausgelegt werden, ohne dass befürchtet werden müsste, dass der Reibbelag bzw. der Druckkolben zu weit in den Bremssattel verschoben würde.
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Bei der beschriebenen Reibungsbremse kann es sich dabei sowohl um eine elektromechanisch betätigte Bremse handeln, als auch um eine hydraulisch betätigte Bremse. Die Art der Betätigung des Druckkolbens der Reibungsbremse ist für die grundsätzliche Funktionsweise der Rückstellvorrichtung nicht relevant. Lediglich die konkrete Auslegung der Rückstellvorrichtung hinsichtlich der erzeugten Rückstellkraft kann von der Art der Betätigung der Bremse abhängen.
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Dabei handelt es sich nach einer bevorzugten Ausführungsform bei dem Anschlagelement um einen Klemmring, der kraftschlüssig auf einer Radialoberfläche des Druckkolbens angeordnet ist. Bevorzugt ist dabei der Klemmring aus einem Material gefertigt, welches eine hohe Anpresskraft auf dem Druckkolben und folglich einen guten Kraftschluss zwischen Druckkolben und Klemmring gewährleistet, sodass sich der Anschlag nicht unbeabsichtigt verschieben kann. Der Klemmring ist dabei vorzugsweise so auszulegen, dass die zum Verschieben des Klemmrings auf dem Druckkolben notwendige Kraft in Zuspannrichtung größer ist als die Kraft, welche für eine Bewegung des Druckkolbens entgegen der Zuspannrichtung notwendig ist.
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Zur Erzeugung der Rückstellkraft durch die Rückstellvorrichtung ist dabei nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Rückstellvorrichtung einen Lagerring und ein elastisches Element aufweist, wobei der Lagerring in axialer Richtung des Druckkolbens zwischen dem Anschlagelement und dem Reibbelag an dem Sattelgehäuse angeordnet ist, und wobei zwischen dem Lagerring und dem Anschlagelement das elastische Element so angeordnet ist, dass es sich an dem Lagerring einerseits und dem Anschlagelement andererseits abstützt.
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Die Bezeichnung „elastisches Element“ umfasst dabei sowohl einzelne Elemente, als auch eine aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzte Vorrichtung. Beispielsweise kann es sich bei dem elastischen Element um einen Gummiring handeln. Gleichzeitig kann es sich bei dem elastischen Element auch um eine Anordnung einer Vielzahl von Spiralfedern handeln, welche vorteilhafterweise in gleichmäßigen Winkelabständen, in axialer Richtung des Druckkolbens um den Druckkolben herum angeordnet sind, sodass eine gleichmäßige Rückstellkraft ohne Erzeugung eines Kippmoments auf den Druckkolben gewährleistet ist.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass der Lagerring einen Vorsprung aufweist, der sich in Richtung des Anschlagelements erstreckt. Dabei ist die Länge des Vorsprungs in axialer Richtung vorzugsweise so gewählt, dass sie der Ausdehnung des elastischen Elements in axialer Richtung in komprimierter Form näherungsweise entspricht. Bei einer Betätigung der Bremse kann es in diesem Fall vorkommen, dass das Anschlagelement aufgrund der Verschiebung des Druckkolbens relativ zum Sattelgehäuse auf den Vorsprung des Lagerrings trifft. Dies kann insbesondere vorkommen, wenn der Reibbelag und/oder die Bremsscheibe aufgrund von Verschleißerscheinungen an Dicke verlieren. Liegt dabei der Reibbelag bei Auftreffen des Anschlagelements auf dem Vorsprung des Lagerrings noch nicht an der Bremsscheibe an, wird der Druckkolben aufgrund der Betätigungskraft der Bremse trotzdem weiter in Zuspannrichtung bewegt. Als Folge hiervon wird das Anschlagelement an dem Vorsprung abgestreift und verändert seine Position in axialer Richtung des Druckkolbens. Sobald die Bremse nicht mehr betätigt wird und der Druckkolben in seine Ruheposition zurückkehrt, wird trotz der Verschiebung des Anschlagelements nach wie vor aufgrund des vorhandenen Anschlags maximal das Lüftspiel wiederhergestellt, welches zuvor durch die Auslegung des Anschlags vorgesehen war. Folglich passt sich die Rückstellvorrichtung automatisch einem Verschleiß von Reibbelägen und Bremsscheiben an.
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Zur Vermeidung eines Kippmoments bei dem zuvor beschriebenen Prozess der Verschiebung des Anschlagelements aufgrund eines Verschleißes der Reibbeläge oder Bremsscheiben ist dabei nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass sich der Vorsprung des Lagerrings um den Umfang des Lagerrings erstreckt. So wird vermieden, dass sich das Anschlagelement auf dem Druckkolben verkantet und im schlimmsten Fall eine Betätigung der Bremse blockiert. Dabei kann neben einer Ausgestaltung des Vorsprungs als durchgängiger Kragen auch vorgesehen sein, dass in regelmäßigen Winkelabständen in axialer Richtung des Druckkolbens Vorsprünge ausgebildet sind, wobei die Winkelabstände vorteilhafterweise so gewählt sind, dass auch hier kein Kippmoment auf das Anschlagelement entsteht.
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Zum Schutz der Rückstellvorrichtung vor Verschmutzungen, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass in axialer Richtung des Druckkolbens zwischen der Anschlagfläche und dem Reibbelag eine Abdichtvorrichtung angeordnet ist, die mit dem Druckkolben und dem Sattelgehäuse einen Raum begrenzt, innerhalb dessen die Rückstellvorrichtung angeordnet ist.
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Dabei ist nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass es sich bei der Abdichtvorrichtung um einen Faltenbalg handelt, der an dem Sattelgehäuse einerseits und an dem Druckkolben andererseits befestigt ist. Dabei kann der Faltenbalg auf Seiten des Druckkolbens insbesondere in einer umlaufenden Nut des Druckkolbens befestigt sein, während der Faltenbalg auf Seiten des Sattelgehäuses beispielsweise in einen entsprechenden Rückhaltering eingehakt sein kann. Die Verwendung eines Faltenbalgs hat dabei den Vorteil, dass die Dichtigkeit des Faltenbalgs auch bei einer beliebigen Verschiebung des Druckkolbens stets gewährleistet ist.
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Eine platzsparende Ausführung der Rückstellvorrichtung wird nach einer weiteren Ausführungsform dadurch erzielt, dass die Rückstellvorrichtung in einer Ausnehmung des Sattelgehäuses und in radialer Richtung des Druckkolbens zwischen Druckkolben und Sattelgehäuse angeordnet ist, wobei die Ausnehmung in axialer Richtung des Druckkolbens durch einen Kolbendichtring abgeschlossen ist. Dabei dient der Kolbendichtring als weiterer Schutz gegen Verschmutzung der Rückstellvorrichtung.
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Wie eingangs bereits beschrieben wurde, besteht im Stand der Technik auch ein Bedarf an einer Möglichkeit zur Verifizierung der Einstellung eines Lüftspiels durch eine zuvor beschriebene Rückstellvorrichtung. Um dies zu ermöglichen, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass im Bereich des Anschlags eine Sensorik angeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, ein Signal auszugeben, wenn die Relativbewegung zwischen Druckkolben und Sattelgehäuse den Anschlag erreicht. Unter einem Erreichen des Anschlags ist dabei sowohl das tatsächliche Anschlagen des Anschlagelements an der Anschlagfläche als auch eine Annäherung des Anschlagelements an die Anschlagfläche auf einen vorbestimmten Abstand zu verstehen. Die genaue Definition, wann eine Position des Anschlagelements relativ zur Anschlagfläche als „Erreichen des Anschlags“ interpretiert werden soll, kann je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausgelegt sein.
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Als Sensorik kann hierzu ein elektrischer Kontakt zwischen Anschlagelement und Anschlagfläche dienen, welcher schließt, sobald das Anschlagelement die Anschlagfläche berührt. Bei dieser Ausführung der Sensorik kann jedoch nur ein tatsächlicher Kontakt des Anschlagelements mit der Anschlagfläche als Erreichen des Anschlags interpretiert werden.
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Vorteilhafterweise ist jedoch nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Sensorik ein in dem Anschlagelement angeordnetes magnetisierbares Element und einen im Bereich der Anschlagfläche in dem Sattelgehäuse angeordneten induktiven Sensor aufweist. In diesem Fall kann berührungslos eine Annäherung des Anschlagelements an die Anschlagfläche ermittelt werden. Folglich kann in diesem Fall auch unterschieden werden, ob das Anschlagelement tatsächlich an der Anschlagfläche anliegt, oder auf einen vordefinierten Abstand an die Anschlagfläche angenähert ist.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung eines Mindestabstands zwischen einem Verzögerungselement und dem Reibbelag einer Reibungsbremse einer Kraftfahrzeugbremsanlage, wie sie zuvor beschrieben wurde, wobei das Verfahren das Feststellen einer Bremsanforderung für die Reibungsbremse, oder einer Betätigung der Reibungsbremse, das Feststellen eines Wegfalls der Bremsanforderung für die Reibungsbremse, das Ermitteln mittels der Sensorik, ob das Anschlagelement die Anschlagfläche erreicht hat, und wenn ermittelt wird, dass das Anschlagelement nicht an der Anschlagfläche anliegt, das Ausgeben einer Fehlermeldung umfasst.
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Dabei kann das Feststellen einer Betätigung der Reibungsbremse beispielsweise über einen Bremspedalsensor erfolgen, welcher auch zum Feststellen einer Freigabe der Reibungsbremse verwendet werden kann. Ferner kann das Feststellen einer Betätigung der Reibungsbremse auch über die Sensorik der Reibungsbremse selbst ermittelt werden, wenn sich das Anschlagelement von der Anschlagfläche entfernt. Die Fehlermeldung, welche ausgegeben wird, wenn das Anschlagelement nicht an der Anschlagfläche zu ruhen kommt, kann dabei einem Fahrzeugführer auf einem Display angezeigt werden, und/oder in einem Fehlerspeicher eines entsprechenden Fahrzeugsteuergeräts hinterlegt werden. Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, kann auch hier unter einem Erreichen der Anschlagfläche durch das Anschlagelement sowohl das direkte Anliegen verstanden werden, als auch eine Annäherung des Anschlagelements an die Anschlagfläche auf eine vordefinierte Distanz.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Reibungsbremse nach dem Stand der Technik,
- 2 eine Gesamtansicht einer elektromechanisch betätigten Bremse mit einer Rückstellvorrichtung,
- 3 eine Detailansicht der Rückstellvorrichtung,
- 4 ein Kraft-Weg-Diagramm bei Betätigung des Druckkolbens der dargestellten Reibungsbremse, und
- 5 ein Flussidagramm eines Verfahrens zur Überwachung des Lüftspiels.
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Im Folgenden werden einander ähnliche oder identische Merkmale mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Reibungsbremse 200, welche in der dargestellten Ausführung als elektromechanisch betätigte Bremse ausgelegt ist. Im Wesentlichen besteht die Reibungsbremse 200 aus einem Druckkolben 110, welcher in einem Sattelgehäuse 112 geführt ist. Der Druckkolben 110 ist dabei über ein Rotations-Translationsgetriebe 116 mit einem Antrieb 114 verbunden, sodass eine von dem Antrieb 114 ausgelöste Rotationsbewegung einer Welle 118 in eine Längsbewegung des Druckkolbens 110 innerhalb des Sattelgehäuses 112 umgesetzt wird. Bei dem Antrieb 114 handelt es sich beispielsweise um einen Elektromotor.
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An einem dem Antrieb 114 abgewandten Ende des Druckkolbens 110 ist dabei ein Reibbelag 100 an dem Druckkolben 110 angeordnet. Der Reibbelag 100 wirkt mit einem weiteren, an dem Sattelgehäuse 112 befestigten Reibbelag 100 derart zusammen, dass bei einer Betätigung des Druckkolbens 110 durch den Antrieb 114 ein Verzögerungselement in Form einer Bremsscheibe 102 zwischen den beiden Reibbelägen 100 eingeklemmt wird, sodass dessen Rotation um eine Rotationsachse 120 verzögert wird.
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Dabei wird aufgrund der Reibung zwischen Reibbelägen 100 und Bremsscheibe 102 Material von den Reibbelägen 100 und der Bremsscheibe 102 abgetragen und in Form von Feinstaub freigesetzt. Nach Beendigung eines Bremsmanövers soll daher ein definierter Mindestabstand zwischen Reibbelag 100 und Bremsscheibe 102 wiederhergestellt werden, sodass kein Schleppmoment aufgrund von Reibung zwischen Reibbelag 100 und Bremsscheibe 102 mehr verursacht wird. Auch soll durch Einhaltung dieses Mindestabstands (Lüftspiel) ein weiteres Abschleifen der Reibbeläge 100 unter Erzeugung von Feinstaub vermieden werden.
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Für elektromotorisch betriebene Bremsanlagen kann die Einstellung des Lüftspiels üblicherweise dadurch gewährleistet werden, dass nach der Betätigung der Bremse 200 zur Freigabe der Bremse der Elektromotor 114 umgekehrt bestromt wird, sodass der Druckkolben 110 innerhalb des Sattelgehäuses 112 zurückgefahren wird. Es kann jedoch vorkommen, dass aufgrund eines technischen Fehlers ein automatisches Zurückfahren des Druckkolbens 110 nach Beendigung eines Bremsmanövers nicht mehr gewährleistet ist.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine sichere Wiederherstellung des vorgesehenen Lüftspiels dadurch erreicht, dass innerhalb einer Ausnehmung des Sattelgehäuses 112 eine Rückstellvorrichtung 122 vorgesehen ist, welche den Druckkolben 110 infolge einer Verschiebung des Druckkolbens 110 in Zuspannrichtung 108 mit einer Kraft beaufschlagt, die entgegen der Zuspannrichtung 108 gerichtet ist.
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Der Aufbau der Rückstellvorrichtung 122 wird nun im Folgenden anhand von 3 beschrieben, welche eine Detailansicht der Rückstellvorrichtung 122 zeigt. Die Rückstellvorrichtung 122 besteht im Wesentlichen aus einem Anschlagelement 124, welches in der dargestellten Ausführungsform als Klemmring ausgeführt ist, der auf einer radialen Oberfläche des Druckkolbens 110 angeordnet ist. Das Anschlagelement 124, sowie dessen Anordnung auf den Druckkolben 110 ist dabei in einer perspektivischen Ansicht nochmals separat dargestellt. Der Klemmring ist vorzugsweise so ausgelegt, dass die zum Verschieben des Klemmrings auf dem Druckkolben 110 notwendige Kraft in Zuspannrichtung größer ist als die Kraft, welche für eine Bewegung des Druckkolbens 110 entgegen der Zuspannrichtung notwendig ist. Das Anschlagelement 124 bildet zusammen mit einer Anschlagfläche 126, welche in einer Ausnehmung des Sattelgehäuses 112 ausgebildet ist, einen Anschlag.
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Weiter umfasst die Rückstellvorrichtung 122 einen Lagerring 128, welcher in Zuspannrichtung hinter dem Anschlagelement 124 innerhalb der Ausnehmung des Sattelgehäuses 112 an dem Sattelgehäuse befestigt ist. Beispielsweise kann der Lagerrings 128 in die Ausnehmung des Sattelgehäuses 112 eingepresst werden. Dabei ist innerhalb der Ausnehmung des Sattelgehäuses 112 ein Absatz 130 vorgesehen, welcher verhindert, dass der Lagerrings 128 entgegen der Zuspannrichtung 108 weiter in die Ausnehmung des Sattelgehäuses 112 verschoben werden kann. Zwischen dem Lagerring 128 und dem Anschlagelement 124 ist ein schematisch angedeutetes elastisches Element 132 angeordnet, welches in 3 als Spiralfeder dargestellt ist. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Darstellung als Spiralfeder lediglich exemplarisch ist. Als elastisches Element 132 kann vielmehr jedwedes Element Verwendung finden, welches bei einer Verformung in Zuspannrichtung 108 eine entsprechende Rückstellkraft auf das Anschlagelement 124 bewirkt.
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Die in dem Sattelgehäuses 112 ausgebildet Ausnehmung wird schließlich durch einen Kolbendichtring 134 abgeschlossen, sodass ein Eindringen von Schmutz in die Ausnehmung verhindert wird. Zur weiteren Abdichtung der Rückstellvorrichtung 122 gegen Verschmutzung, ist ferner ein Faltenbalg 138 an dem Sattelgehäuses 112 und dem Druckkolben 110 befestigt. Dabei ist der Faltenbalg zum einen in einer umlaufende Nut 136 des Druckkolbens 110 befestigt und zum anderen in einem an dem Sattelgehäuses 112 angeordneten Rückhaltering 140 eingehakt.
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Bei einer Verschiebung des Druckkolbens 110 in Zuspannrichtung 108 wird das elastische Element 132 aufgrund der Verschiebung des Anschlagelements 124 komprimiert. Folglich bewirkt das elastische Element 132 eine Rückstellkraft auf das Anschlagelement 124, welche entgegen der Zuspannrichtung 108 gerichtet ist. Aufgrund dieser Rückstellkraft wird der Druckkolben 110 wieder zurück in seine Ausgangslage getrieben, sobald die durch den Antrieb 114 bereitgestellte Verschiebungskraft entfällt. Dabei wird der Druckkolben 110 nur so weit verschoben, dass das Anschlagelement 124 auf der Anschlagfläche 126 zu liegen kommt. Durch geeignete Dimensionierung des Anschlags wird so ein vorgesehenes Lüftspiel automatisch wiederhergestellt.
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Dabei kann es aufgrund eines Verschleißes der Bremse in Form eines Abriebs des Reibbelags 100 oder der Bremsscheibe 102 vorkommen, dass im Zuge eines Bremsmanövers, also einer Verschiebung des Druckkolbens 110 in Zuspannrichtung 108, das Anschlagelement 124 auf den Lagerring 128, bzw. einen an dem Lagerring 128 ausgebildeten Vorsprung 142 trifft. Ist dabei die vorgesehene Endposition des Druckkolbens 110 für ein Bremsmanöver noch nicht erreicht, wird der Druckkolben 110 durch den Antrieb 114 weiter in Zuspannrichtung 108 bewegt. Dabei wird das Anschlagelement 124 an dem Vorsprung 142 an einer Bewegung in Zuspannrichtung 108 gehindert und folglich entgegen der Zuspannrichtung 108 auf der Oberfläche des Druckkolbens 110 abgestreift. Sobald der Druckkolben 110 wieder in seine Ruheposition zurückkehrt, wird jedoch weiterhin das vorgesehene Lüftspiel zwischen Bremsscheibe 102 und Reibbelag 100 durch die Rückstellvorrichtung 122 eingestellt, da die Verschiebung des Druckkolbens 110 entgegen der Zuspannrichtung durch die Rückstellvorrichtung 122 weiterhin durch den Abstand zwischen Vorsprung 142 des Lagerrings 128 und Lage des Anschlags definiert ist. Folglich passt sich die Rückstellvorrichtung 122 automatisch einem Verschleiß von Reibbelag 100 oder Bremsscheibe 102 an.
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Zur Überprüfung, ob nach Lösen der Bremse 200 tatsächlich das vorgesehene Lüftspiel hergestellt wurde, ist in der Rückstellvorrichtung 122 ferner eine Sensorik vorgesehen, mittels derer geprüft werden kann, ob das Anschlagelement 124 die Anschlagfläche 126 erreicht hat. Hierzu ist in dem Sattelgehäuses 112 im Bereich der Anschlagfläche 126 ein induktiver Sensor 144 angeordnet. Ferner weist das Anschlagelement 124 ein magnetisierbares Element 146 auf. Beispielsweise kann es sich bei dem magnetisierbaren Element 146 um einen Ring aus magnetisierbarem Metall handeln, der in dem Anschlagelement 124 eingebettet ist. Alternativ kann auch das gesamte Anschlagelement 124 aus einem magnetisierbaren Material bestehen. Sobald das Anschlagelement 124 sich der Anschlagfläche 126 annähert, kann durch den induktiven Sensor 144 ein entsprechendes Signal ermittelt werden, aus dem die relative Lage zwischen Anschlagelement 124 und Anschlagfläche 126 bestimmt werden kann. Ein „Erreichen“ der Anschlagfläche 126 durch das Anschlagelement 124 kann dabei sowohl vorliegen, sobald das Anschlagelement 124 tatsächlich an der Anschlagfläche 126 anliegt, oder sich bis auf einen vordefinierten Mindestabstand der Anschlagfläche 126 angenähert hat. Anstelle der induktiven Ermittlung der relativen Lage zwischen Anschlagelement 124 und Anschlagfläche 126 kann auch vorgesehen sein, dass zwischen Anschlagelement 124 und Anschlagfläche 126 ein elektrischer Kontakt hergestellt wird, sobald das Anschlagelement 124 auf der Anschlagfläche 126 zu liegen kommt.
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Im Folgenden wird mit Bezug zu 4 die bei einer Betätigung der Reibungsbremse 200 auftretende Kraft-Weg Charakteristik beschrieben. Dabei zeigt 4 a) ein entsprechendes Kraft-Weg Diagramm 300, während 4 b) exemplarisch die Rückstellvorrichtung 122 und die darin wirkenden Kräfte illustriert.
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In der 4 a) ist auf der horizontalen Achse des Diagramms 300 der Verschiebeweg des Druckkolbens 110 innerhalb des Sattelgehäuses 112 dargestellt, während die vertikale Achse die auftretende Kraft darstellt. Zur Orientierung sind in dem Diagramm 300 die Blockierkraft 302, die Reibungskraft 304 des Anschlagelements 124 auf dem Druckkolben 110, sowie die von dem elastischen Element 132 erzeugte Federkraft 306 gestrichelt eingezeichnet. Bei der Blockierkraft 302 handelt es sich dabei um jene Zuspannkraft der Reibungsbremse 200, bei der das gebremste Rad blockieren würde. Die Reibungskraft 304 wird dabei auf Grund der Spannkraft 308 des als Klemmring ausgeführten Anschlagelements 124 erzeugt. Wie in Diagramm 300 zu erkennen ist, übersteigt dabei die von dem elastischen Element 132 erzeugte Federkraft 306 an keinem Punkt des Verschiebeweges des Druckkolbens 110 die Reibungskraft 304 des Anschlagelements 124 auf dem Druckkolben 110, sodass das Anschlagelement 124 allein durch die Federkraft 306 des elastischen Elements 132 nicht entlang der Oberfläche des Druckkolbens 110 verschoben werden kann.
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Der Verschiebeweg des Druckkolbens 110 innerhalb des Sattelgehäuses 112 setzt sich im Wesentlichen aus zwei Teilen zusammen. Über einen ersten Teil des Verschiebeweges wird das Lüftspiel 310 zwischen Reibbelag 100 und Bremsscheibe 102 überwunden. Folglich wirkt in diesem Bereich noch keine Kraft auf den Druckkolben 110 ein. Sobald das Lüftspiel 310 überwunden ist, ist eine weitere Verschiebung des Druckkolbens 110 nur noch aufgrund einer Verformung des Sattelgehäuses 112 über den Verformungsweg 312 möglich. Dabei steigt mit zunehmender Verformung des Sattelgehäuses 112 die auf den Druckkolben 110 wirkende Spannkraft, was sich in einer zunehmenden Verzögerung der Bremsscheibe 102 niederschlägt.
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Die 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Überwachung eines Lüftspiels zwischen einem Reibbelag 100 und einer Bremsscheibe 102 einer Reibungsbremse 200. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt 400 festgestellt, dass die Reibungsbremse 200 betätigt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Pedalsensor eine Betätigung eines Bremspedals ermittelt. Ferner kann auch durch entsprechende Sensorik innerhalb der Reibungsbremse 200 eine Verschiebung des Druckkolbens 110 in Zuspannrichtung 108 festgestellt werden. Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt 402 festgestellt, dass die Reibungsbremse 200 freigegeben wurde. Auch hier kann zur Ermittlung der Freigabe Reibungsbremse ein Pedalsensor verwendet werden.
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Nach Feststellung der Freigabe der Reibungsbremse 200 wird anschließend in Schritt 404 geprüft, ob das Anschlagelement 124 an der Anschlagfläche 126 anliegt. Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, ist in diesem Fall nämlich gerade das vorgesehene Lüftspiel zwischen Reibbelag 100 und Bremsscheibe 102 eingestellt. Zur Prüfung kann dabei die zuvor beschriebene Sensorik, bestehend aus einem induktiven Sensor 144 und einem magnetisierbares Material 146, welches in dem Anschlagelement 124 eingebettet sein kann, verwendet werden. Wird dabei festgestellt, dass nach Freigabe der Reibungsbremse 200 das Anschlagelement 124 nicht an der Anschlagfläche 126 anliegt, wird eine Fehlermeldung in Schritt 406 ausgegeben, welche anzeigt, dass das vorgesehene Lüftspiel nach Freigabe der Reibungsbremse 200 nicht hergestellt wurde. Ausgehend von einer solchen Fehlermeldung kann beispielsweise dem Fahrzeugführer über eine Warnleuchte angezeigt werden, dass die Reibungsbremse 200 nicht wie vorgesehen ausgelöst hat. Ferner kann in einem Fehlerspeicher des Fahrzeugs eine entsprechende Information hinterlegt werden. Wird hingegen in Schritt 404 festgestellt, dass das Anschlagelement 124 an der Anschlagfläche 126 anliegt, wird der Betrieb der Reibungsbremse 200 in Schritt 408 wie gewohnt fortgesetzt.
