DE102020203059A1

DE102020203059A1 - Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse umfassend eine Schnittstellenkonfiguration für eine angebaute Zusatzkomponente

Info

Publication number: DE102020203059A1
Application number: DE102020203059.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kircher; Uwe Bach
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-09-16
Also published as: EP4118355A1; WO2021180279A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse (1), mit wenigstens einem Festsattelbremsgehäuse, oder mit wenigstens einem Faustsattelbremsträger, beinhaltend eine Bremsfunktion sowie eine Haltefunktion als ein fahrzeugfest sowie drehfest fixierter Lagerkörper (2), weiterhin umfassend eine Schnittstellenkonfiguration (4) für eine anbaubare Zusatzkomponente (3), nämlich insbesondere zum Anbau einer Abriebsammelkartusche bzw. weiterer und/oder anderer Systeme oder Zusatzkomponenten, und wobei die gegenseitige Schnittstellenkonfiguration (4) zwischen Lagerkörper (2) und Zusatzkomponente (3) zumindest folgende Schnittstellenkomponenten zwecks abgestimmter Paarung zwischen jeweils einander zugeordneten Lagerkörpern (2) sowie den passend konfektionierten Zusatzkomponenten (3) definiert:a) eine gegenseitig formschlüssig aneinander angeschmiegt definierte Schnittstelle (4) einschließlich definierter Kontaktauflagepaarung zwischen dem Lagerkörper (2) und der Zusatzkomponente (3), und Befestigungsschnittstellen (7), wie insbesondereb) ein Anschraubauge am Lagerkörper (2) und ein zugeordnetes Anschraubauge an der Zusatzkomponente (3) zwecks lösbarer gegenseitiger Fixierung in Kooperation mit jeweils mindestens einem gesondert zugeordneten Befestigungsmittel (9, 9').

Description

Gängige Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremsen umfassend Festsattelbremsgehäuse oder Faustsattelbremsgehäuse als Aktuatorik zur Zuspannkrafterzeugung. Während die Festsattelbremsgehäuse zusätzlich die Reibbeläge drehfest sowie axial längsverschiebbar geführt integriert aufnehmen, und wobei das Bremsgehäuse unmittelbar direkt fahrzeugfest sowie drehfest allokiert ist, ist ein Faustsattelbremsgehäuse drehfest sowie axial (in Relation zu einer Bremsscheibendrehachse parallel relativverschiebbar auf einem fahrzeugfest allokierten Bremshalter gelagert, welcher auch zur drehfesten sowie axial relativverschiebbaren Führung der Reibbeläge ausgebildet ist. Nicht nur wegen der Besonderheiten dieser relativen Verschieblichkeiten eines Faustsattelbremsgehäuse (Verschiebung parallel zur Raddrehachse in Bezug auf den Faustsattelhalter) gestaltet sich ein Anschluss irgendwelcher Zusatzkomponenten anspruchsvoll.
Um einen ordentlich geschlossenen Wertstoffkreislauf zu ermöglichen, ist es ohne Beeinträchtigung wichtiger Bremsfunktionen erstrebenswert, dass verschleißbedingte Bremsabriebprodukte von Fahrzeugscheibenbremsen konzentriert aufgenommen, also gewissermaßen in einer Kartusche gesammelt werden. Dabei bestehen Vorschläge wonach die Kartusche als ein Austauschfiltereinsatz für ein Gehäuse gestaltet ist, und wobei dieser Filtereinsatz bei Verschluss, d.h. Erschöpfung im Rahmen von einem Wartungseingriff erneuert werden darf. Die DE 102009021203 A1 definiert dementsprechend eine sogenannte passive Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge enthaltend das besagte Filtermittel. Dazu ist noch ein Filtergehäuse als Drahtgeflecht ausgeführt, welches das eigentliche Filterelement umgreift. In diesem Zusammenhang ist ausdrücklich beschrieben, dass an der Außenseite des Drahtgeflechtes ein laschenförmiges Befestigungsteil befestigt sei, über das die Halterung und Verbindung der Bremsstaubaufnahmevorrichtung mit einem fahrzeug- bzw. karosseriefesten Bauteil erfolgen darf. Zum anderen sei es in Verbindung mit einem anders gelagerten Lösungsweg ermöglicht, ein Filterelement am Gehäuse eines Bremssattels von unbekanntem Typus zu befestigen, ohne dass dieser Stand der Technik irgendwelche Einzelheiten über eine konkrete Schnittstellenvereinbarung für die radbremsenseitigen Gehäusekooperationspartner enthielte. Im Übrigen mangelt es vielen, sowie folgerichtig beliebig variabel in einem Einbauraum unkoordiniert reflektierenden Ansätzen der Reibproduktsammlung an einer grundhaften Leitlinie bzw. Koordination. Die meisten Vorschläge leiden unter Ihrem Aufwand, hohem Gewicht, vielen Zusatzbauteilen, schwierig adaptierbaren Einbau- und Wartungsverhältnissen, beziehungsweise unter dem Nachteil, dass auf die besonderen funktionalen Rahmenbedingungen wie beispielhaft den gewährten Bremskomfort bzw. einen ausgeglichenen Temperaturhaushalt einer leistungsfähigen Kraftfahrzeugscheibenbremse moderner Bauart sehr wenig bzw. keinerlei Rücksicht genommen ist, weil die Sammelfunktion in einen Vordergrund gerückt ist. An eben dieser Stelle greift die vorliegende Erfindung für einen funktionalen Ausgleich wie folgt ein.
In Hinblick auf den defizitär dargelegten Stand der Technik besteht vorliegend die Aufgabe der Erfindung darin, der Fachwelt eine neuartige Hilfestellung vorzulegen, damit eine uneingeschränkte sowie sicherheitsrelevante Bremsfunktion in Kooperation mit irgendwelchen Zusatzkomponenten wie insbesondere in Verbindung mit Abriebsammelvorrichtungen unabhängig vom Bremsentypus (Fest- oder Faustsattelbremse möglich) unbehindert aufrecht erhalten wird, und wobei zudem die Funktion bzw. Gebrauchstüchtigkeit der angebauten Zusatzkomponente zuverlässig, komfortabel wie auch besonders wartungsfreundlich abgestützt ist.
Die Aufgabe wird gemeinsam mit einer Merkmalskombination des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt:

1a,b,c eine Grobskizze in drei Ansichten zwecks Verdeutlichung einer ersten erfindungsgemäßen Problemlösung in Zusammenhang mit einem Lagerkörper in Ausbildung als Bremshalter einer Faustsattelscheibenbremse, und
2 eine perspektivische Ansicht über eine zweite erfindungsgemäße Problemlösung wobei die Lagerkörpereigenschaft in ein Festsattelbremsgehäuse integriert ist.

Die Zeichnung gemäß 1a,b,c und 2 dokumentiert eine geregelte gegenseitige Schnittstellenkonfiguration (mechanisch und/oder elektrisch) für eine Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse, die sowohl eine praxisgerecht tragfähige - mechanische Halterung / Fixierlösung wie auch eine elektrische Schnittstellenkonfiguration zur elektrischen Vernetzung/Elektrifizierung einer Zusatzkomponente, wie insbesondere für einen Abriebsammler, ermöglicht. Dabei ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen zur Applikation für die Faustsattelteilbelagscheibenbremsen (enthaltend einen gesonderten Bremshalter It. 1 a,b,c zur Aufnahme von Reibbelägen einschließlich Bremsgehäuselagerungsfunktion, wie auch zur Applikation für die halterlosen Festsattelteilbelagscheibenbremsen (2) geeignet.
Sämtliche Lösungen sind ausdrücklich mithin zur Definition einer Schnittstellenverabredung/Schnittstellenvereinheitlichung geeignet, weil nach der vorliegenden Gestaltung in der Kooperation des jeweiligen Lagerkörpers mit der zugewiesenen Zusatzkomponente (beispielsweise eine Abriebsammelvorrichtungen oder ähnliches mehr) weiterhin ein ordnungsgemäßer Kraftfahrzeugscheibenbremsbetrieb unter Beachtung sämtlicher Auflagen wie auch Gesetzmäßigkeiten sowie einschlägigen Regeln der Fahrzeugbremstechnik sicher zuverlässig sowie bei maximaler Sicherheit sowie geringer Bauteilanzahl/Gewicht ermöglicht ist.
Die Erfindung beinhaltet eine gleichermaßen effiziente wie auch wartungsfreundliche und sichere Schnittstellenverabredung für Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremsen. Die erfindungsgemäße primär mechanisch definierte Schnittstelle ist in erster Linie als eine gegenseitige mechanische Anbau- und Anlageschnittstelle definiert. Jedoch ist es genauso denkbar, zwischen einem Lagerkörper und einer angebauten Zusatzkomponente entweder davon losgelöst, selbständig (in Relation zur beschriebenen mechanischen Schnittstellenkonfektionierung), oder zusätzlich wie insbesondere beispielhaft in die mechanische Schnittstellenkonfektionierung integriert also ergänzend zudem eine elektrische oder elektronische Schnittstelle vorzusehen, welche insbesondere beispielhaft eine elektrische Leitungsverbindung zwischen einem Fahrzeugbordnetz, oder einer Elektronikeinheit, einerseits und einem elektrischen Verbraucher, beziehungsweise Sensor oder ähnlichem, an oder in der Zusatzkomponente andererseits ermöglicht. Diese elektrische Ausrüstung kann beispielhaft eine sensorische Füllstandüberwachung bezüglich der eingesammelten Abriebprodukte und/oder elektrische Verbrauch wie beispielhaft elektrische An-, Absaug- bzw. Verarbeitungsmittel umfassen. Mit anderen Worten kann zusätzlich oder losgelöst zur mechanisch gelagerten Schnittstellenvereinbarung, wie insbesondere selbständig, eine elektrische Schnittstellenkonfektionierung zwischen einem Lagerkörper und einer elektrifizierten Zusatzkomponente vorgesehen sein, ohne den Kerngedanken über eine gegenseitige Schnittstellenvereinbarung zu verlassen. Selbstverständlich ist es weiterhin möglich, ergo denkbar, dass eine mechanische Schnittstelle zwischen den Kooperationspartnern auch die besagte elektrische Schnittstelle im Sinne der Mehrfach bzw. Doppelfunktion einschließt, also integriert, wobei diese Integration prinzipiell genauso umgekehrt gerichtet denkbar ist.
Durch eine erfindungsgemäße mechanische und/oder elektrische Schnittstellendefinition zwischen Lagerkörper und Zusatzkomponente, die wechselweise im Sinne einer Stecker-Steckdose-Codifikation über sämtliche kooperierenden Bauteile erstreckt sein darf, wird demzufolge stets sichergestellt, dass ausschließlich die zueinander angepassten sowie sicherheitstechnisch zur Kooperation freigegebenen - also geeigneten und bestimmten Kooperationspartner - gegenseitig gepaart werden können ohne dass irgendwelche fehlerhaft mitbeteiligten Kooperationspartner gegenseitige Funktionsnachteile auslösen und/oder empfangen, und wobei zudem stets die sicherheitstechnisch notwendige Fahrzeugbremsfunktion unabhängig von einer wünschenswerten Abriebsammelfunktion ermöglich ist. Demzufolge empfiehlt die Erfindung, dass die gegenseitige Schnittstellenkonvention primär von dem fahrzeugfest definierten Lagerkörper der Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse ausgeht, und wobei die Zusatzkomponente mittelbar über den Lagerkörper fixiert ist, wohingegen die Lagerung der Fahrzeugbremse immer selbständig in Autarkie vom Lagerkörper gestaltet ist. Demzufolge ermöglicht die vorliegende Erfindung immer eine zuverlässige Fahrzeugbremsenfunktion, selbst wenn die Fixierung in der Schnittstelle zwischen Lagerkörper und Zusatzkomponente mangelhaft sein sollte (beispielsweise infolge unpassender Wartung, vergessen Fixierung o.ä.). Ergo ist durch eine mangelhafte Zusatzkomponente gar keine nachteilige Auswirkung/Rückwirkung auf die Funktion bzw. die Fixierung des Radbremssystems zu befürchten ist, wie beispielsweise auch umgekehrt.
In Weiterbildung der Erfindung ist für eine erhöhte Verliersicherheit/verbesserte Dichtfunktion vorgesehen, so dass insbesondere vorzugsweise mehrere Anschraubaugen in Verbindung mit mehreren Anschraubbefestigungsmitteln vorgesehen sein dürfen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung definiert, dass die Anschraubaugen für die Anschraubbefestigungsmittel in Relation zu einer Bremsscheibendrehrichtung jeweils einlaufseitig und/oder auslaufseitig allokiert sind.
In einer besonders produktionstechnisch optimiert reproduzierbaren Konfiguration (einzige Aufspannung, Mehrspindelbohrkopf) ist geregelt, dass die Achsen sämtlicher Anschraubbefestigungsmittel die zur Fixierung der Zusatzkomponente dienen (wie auch die zugeordneten Bohrungsachsen von Anschraubaugen die als Durchgansloch oder Sackbohrung gestaltet sein können), respektive die Kontaktauflagepaarungen zwischen dem Lagerkörper (2) und der Zusatzkomponente (3) einheitlich zueinander parallel ausgerichtet vorliegen. Diese Parallelität kann weiterhin parallel zu der Raddrehachse geregelt sein.
In weiterhin vorteilhafter Weiterbildung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es jedoch in einer Abwandlung möglich, dass die Achsen von Anschraubbefestigungsmitteln die zur Fixierung der Zusatzkomponente dienen (wie auch die zugeordneten Bohrungsachsen von Anschraubaugen die als Durchgansloch oder Sackbohrung gestaltet sein können), respektive die Kontaktauflagepaarungen zwischen dem Lagerkörper (2) und der Zusatzkomponente (3) nicht einheitlich parallel sondern zueinander versetzt - wie insbesondere orthogonal zueinander räumlich versetzt - ausgerichtet sind. Dabei darf der dreidimensionale Versatz grundsätzlich jegliche Raumachse (tangential, radial, axial), sowie beliebige Zwischenwerte davon, einschließen. Obwohl ein gegenseitiger räumlicher Versatz, der gewissermaßen eine Art gegenseitige formschlüssige Komponentenverzahnung einschließen darf, auch einen erhöhten Produktionsaufwand bedingt, kann in Verbindung mit wechselweiter Ausrichtung bzw. Koordinierung in Richtung von verschieden zueinander orthogonal oder sonstwie arrangierten Raumachsen eine deutlich verbesserte Verdrehfestigkeit, Fixierungsfunktion, Klapper-, Resonanzfrequenz- bzw. Geräuschresilienz erzielt werden. Eine derartig verbessert konfektionierter Systemverbund eröffnet erstmals eine komfortable Radbremslösung die sämtliche NVH-Kriterien mit dem Einbezug aller Komplexbeanspruchungen erlaubt, weil dadurch insbesondere beispielhaft der passend konkretisierte Einbezug einer Fahrwerk-Schwingungsanregung (das heisst beispielsweise bevorzugt infolge einer vertikal gerichteten Radfusspunkterregung an einem Radaufstandspunkt infolge Schlechtwegstrecke) bei einem zeitgleich ausgeführten Fahrzeugbremsbetrieb (bspw. gleichzeitiger Betriebsbremsbetrieb) ermöglicht ist.
In Verbindung mit einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung einer mechanischen Schnittstellenvereinbarung sind Anschraubaugen einlauf- und/oder auslaufseitig am Lagerkörper also an oder in das Festsattelbremsgehäuse direkt eingebracht, oder die Anschraubaugen befinden sich alternativ jeweils einlauf- und/oder auslaufseitig an einem Halterarm eines Faustsattelbremsträgers.
Ein kooperierendes Codier- bzw. Zentriermittel der erfindungsgemäßen Schnittstellenvereinbarung kann mit Vorteil eine Kavität (örtliche weibliche Gestaltung des Lagerkörpers aus Gusswerkstoff) also beispielsweise eine Bohrung, Nut, Profilvertiefung in dem Lagerkörper umfassen, und wobei ausschließlich eine ordnungsgemäß lagerichtig platzierte Zusatzkomponente mit Ihrer dementsprechend codiert zugeordnet ausgebildeten, beispielhaft die männlich zugeordnet ausgestaltete Eingriffskomponente/Protuberanz(en) (kann auch als Stift, Bolzen, Vorsprung, Absatz, Stempel, Stufe, Keil gestaltet sein) formschlüssig in die weibliche Kavität eingreift. Obwohl eine bevorzugte Metallgusstechnologie zur Darstellung der Faustsattelbremsträger mit einer grundsätzlichen Präferenz für eine weibliche Kavitätsausbildung einher geht, versteht es sich, dass die vorstehend bevorzugt beschriebene männlich/weibliche Formschlusskonfiguration in der Konfektionierung zwischen Lagerkörper und Zusatzkomponente prinzipiell genauso umgekehrt wie insbesondere in Zusammenhang mit mehreren Codierbereichen an einer Radbremse auch beliebig wechselweise gemischt ausgestaltet sein kann, ohne den Kern einer automatisch vertauschungssicher montierbar vorgegebenen Schnittstellenkonfiguration zu verlassen.

1: Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse
2: Lagerkörper
3: Zusatzkomponente
4: Schnittstelle / Schnittstellenkonfiguration
5: Kontaktanlagefläche
6: Kontaktanlagefläche
7: Befestigungsschnittstelle
8: Bremshalterarm
9,9': Befestigungsmittel
10: Bremsscheibe
Ax: Axialrichtung (parallel zur Bremsscheiben/Raddrehachse)
T: Tangentialrichtung
R: Radialrichtung
E,e: elektrische Schnittstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009021203 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse (1), mit wenigstens einem Festsattelbremsgehäuse, oder mit wenigstens einem Faustsattelbremsträger, beinhaltend eine Bremsfunktion sowie eine Lagerfunktion als ein fahrzeugfest sowie drehfest an einem Fahrzeugachsbauteil fixierbarer Lagerkörper (2), weiterhin umfassend eine Schnittstellenkonfiguration (4) für eine anbaubare Zusatzkomponente (3), nämlich insbesondere zum Anbau einer Abriebsammelkartusche bzw. für ein weiteres und/oder für ein anderes System oder eine Zusatzkomponente, und wobei zwischen zwei wechselweise einander passend zugeordneten formschlüssig aneinander angreifenden Kontaktanlageflächen (5, 6) zwischen Lagerkörper (2) sowie der Zusatzkomponente (3) immer neben diesem Formschluss zusätzlich eine räumlich quer zur Kontaktanlagefläche arrangierte, das heißt entlang einer quer zu den Kontaktanlageflächen (5, 6) ausgerichtet platzierte, und gesondert sowie quer dazu gerichtet lösbare, Befestigungsschnittstelle (7) enthaltend ein gesondertes Befestigungsmittel (9, 9') definiert ist.
Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse (1) mit einem fahrzeugfest sowie drehfest allokierbaren Lagerkörper (2), sowie mit einer am Lagerkörper (2) gesondert fixierbaren Zusatzkomponente (3), insbesondere umfassend die Merkmale von Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine gegenseitig gepaart abgestimmte, sowie abgedichtete, Elektroschnittstelle zwischen dem Lagerkörper (2) und der Zusatzkomponente (3) derart vorgesehen ist, so dass Teilbestandteile der Elektroschnittstelle zwecks Fixierung zumindest teilweise formschlüssig sowie wechselweise ineinander greifen.
Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremsen (1) nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenseitige Schnittstellenkonfiguration (4) zwischen Lagerkörper (2) und Zusatzkomponente (3) zumindest folgende Schnittstellenkomponenten zwecks abgestimmter Paarung zwischen einem zugeordneten Lagerkörper (2) sowie der passend zugeordnet konfektionierten Zusatzkomponente (3) definiert: a) eine gegenseitig formschlüssig aneinander angeschmiegt definierte Schnittstelle (4) einschließlich definierter Kontaktauflagepaarung zwischen dem Lagerkörper (2) und der Zusatzkomponente (3), und Befestigungsschnittstellen (7), wie insbesondere b) ein Anschraubauge am Lagerkörper (2) und ein zugeordnetes Anschraubauge an der Zusatzkomponente (3) zwecks lösbarer gegenseitiger Fixierung in Kooperation mit jeweils mindestens einem gesondert zugeordneten Befestigungsmittel (9, 9').
Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellenkonfiguration (4) jeweils am Lagerkörper (2) und an der zugeordneten Zusatzkomponente (3) eine Codierkomponente für eine automatisch lagerichtige Platzierung und/oder Montage zwischen Lagerkörper (2) und Zusatzkomponente (3) derart aufweist, dass jeweilig einerseits eine männliche, also vorstehende, Protuberanz vorliegt, und wobei jeweilig andererseits eine zugeordnete weibliche, also konkav vertiefte, Ausnehmung vorgesehen ist, die mit Bauteilpaarung dazu geeignet und bestimmt sind, gegenseitig formschlüssig ineinander einzugreifen.
Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Anschraubaugen in Verbindung mit mehreren Anschraubbefestigungsmitteln vorgesehen sind.
Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Achsrichtung von Anschraubaugen und/oder Anschraubbefestigungsmitteln einheitlich parallel gerichtet und/oder im Raum versetzt allokiert vorgesehen ist.
Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass Anschraubaugen bezogen auf eine Bremsscheibeneinlauf- und/oder Bremsscheibenauslaufseite einseitig oder doppelseitig am Lagerkörper (2), also an oder in ein Festsattelbremsgehäuse, direkt eingebracht sind
Kraftfahrzeugteilbelagscheibenbremse (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass Anschraubaugen bezogen auf eine Bremsscheibeneinlauf- und/oder Bremsscheibenauslaufseite einseitig oder doppelseitig an einem Halterarm eines Faustsattelbremsträgers angebracht sind.