DE102021004645A1 - Brake system for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (1) für ein Fahrzeug. Das Bremssystem (1) umfasst zumindest eine Bremsscheibe (2), zumindest einen Bremssattel (5), mindestens zwei an jeweils einer Seite der Bremsscheibe (2) im Bremssattel (5) angeordnete Bremsklötze (10, 11), die jeweils einen Bremsbelag (3, 4) aufweisen und mittels eines Mediums derart hydraulisch betätigbar sind, dass sie mit ihrem Bremsbelag (3, 4) an der Bremsscheibe (2) anliegen, und mindestens zwei an jeweils einer Seite der Bremsscheibe (2) angeordnete Schleifelemente (12).Erfindungsgemäß sind die Schleifelemente (12) an jeweils einem beweglichen Betätigungselement (13) angeordnet, in einem Ruhezustand von der Bremsscheibe (2) beabstandet und durch Bewegen des jeweiligen Betätigungselementes (13) in Richtung der Bremsscheibe (2) an die Bremsscheibe (2) anlegbar.The invention relates to a brake system (1) for a vehicle. The brake system (1) comprises at least one brake disc (2), at least one brake caliper (5), at least two brake pads (10, 11) each arranged on one side of the brake disc (2) in the brake caliper (5), each of which has a brake lining (3 , 4) and can be hydraulically actuated by means of a medium in such a way that they rest with their brake lining (3, 4) on the brake disc (2), and at least two grinding elements (12) each arranged on one side of the brake disc (2) the grinding elements (12) are each arranged on a movable actuating element (13), spaced apart from the brake disc (2) in a rest state and can be placed against the brake disc (2) by moving the respective actuating element (13) in the direction of the brake disc (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a brake system for a vehicle according to the preamble of claim 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Bremssystem für ein Fahrzeug anzugeben.The invention is based on the object of specifying a brake system for a vehicle that is improved over the prior art.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by a brake system for a vehicle having the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.
Ein Bremssystem für ein Fahrzeug weist zumindest eine Bremsscheibe, zumindest einen Bremssattel und mindestens zwei an jeweils einer Seite der Bremsscheibe im Bremssattel angeordnete Bremsklötze auf, die jeweils einen Bremsbelag aufweisen und mittels eines Mediums derart hydraulisch betätigbar sind, dass sie mit ihrem Bremsbelag an der Bremsscheibe anliegen. Des Weiteren weist das Bremssystem mindestens zwei an jeweils einer Seite der Bremsscheibe angeordnete Schleifelemente auf.A brake system for a vehicle has at least one brake disc, at least one brake caliper and at least two brake pads each arranged on one side of the brake disc in the brake caliper, each of which has a brake lining and can be hydraulically actuated by means of a medium in such a way that their brake lining is on the brake disc issue. Furthermore, the brake system has at least two grinding elements arranged on each side of the brake disk.
Erfindungsgemäß sind die Schleifelemente an jeweils einem beweglichen Betätigungselement angeordnet, in einem Ruhezustand von der Bremsscheibe beabstandet und durch Bewegen des jeweiligen Betätigungselementes in Richtung der Bremsscheibe an die Bremsscheibe anlegbar.According to the invention, the grinding elements are each arranged on a movable actuating element, are spaced apart from the brake disc in a rest state and can be placed against the brake disc by moving the respective actuating element in the direction of the brake disc.
Die Schleifelemente sind beispielsweise jeweils als ein Drahtgestrick, als ein Drahtgewebe oder als eine Drahtbürste ausgebildet. Alternativ sind die Schleifelemente beispielsweise jeweils als ein keramisches Element oder als ein in einer Polymermatrix gebundenes Schleifmittel, insbesondere analog einem klassischen Bremsbelag, ausgebildet.The grinding elements are each designed, for example, as a wire mesh, as a wire mesh or as a wire brush. Alternatively, the grinding elements are each designed, for example, as a ceramic element or as an abrasive bonded in a polymer matrix, in particular analogous to a classic brake lining.
Das Fahrzeug weist beispielsweise an jedem Rad oder zumindest an Rädern einer Achse, insbesondere einer Vorderachse, eine solche Bremsscheibe und entsprechend auch die anderen genannten und der Bremsscheibe zugeordneten Komponenten auf.The vehicle has, for example, on each wheel or at least on the wheels of an axle, in particular a front axle, such a brake disc and accordingly also the other components mentioned and assigned to the brake disc.
Durch die erfindungsgemäße Lösung werden eine Korrosion der Bremsscheibe und daraus resultierende Schäden vermieden. Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders vorteilhaft für Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge, da derartige Fahrzeuge bevorzugt durch Rekuperation mittels mindestens eines in einem elektrischen Generatorbetrieb betriebenen elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs verzögert werden, wobei Bremsenergie in erneut nutzbare elektrische Energie gewandelt wird und dadurch eine höhere Reichweite des Fahrzeugs erreicht wird. Hierzu wird ein Anteil rein durch ein Bremsmoment des elektrischen Antriebsmotors im Generatorbetrieb durchgeführter Verzögerungsvorgänge möglichst stark erhöht. Beispielsweise wird auch eine Bremsung bis zum Stillstand des Fahrzeugs überwiegend auf diese Weise, d. h. elektrisch, durchgeführt. Dies führt dazu, dass das hydraulische Bremssystem des Fahrzeugs erheblich seltener betätigt wird, was zu deutlich erhöhter Korrosionsbelastung der jeweiligen Bremsscheibe und einer damit einhergehenden schlechteren Bremswirkung bei hydraulischer Bremsung führt.The solution according to the invention avoids corrosion of the brake disc and damage resulting therefrom. The solution according to the invention is particularly advantageous for hybrid vehicles and electric vehicles, since such vehicles are preferably decelerated by recuperation by means of at least one electric drive motor of the vehicle operated in an electric generator mode, with braking energy being converted into reusable electric energy and thus a greater range of the vehicle is achieved . For this purpose, a proportion of deceleration processes carried out purely by a braking torque of the electric drive motor in generator mode is increased as much as possible. For example, braking to a standstill of the vehicle is also predominantly carried out in this way, i. H. electrically. This means that the hydraulic brake system of the vehicle is actuated considerably less frequently, which leads to a significantly increased corrosion load on the respective brake disc and an associated poorer braking effect during hydraulic braking.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, diese Korrosionsprodukte durch gezielte Nutzung des hydraulischen Bremssystems oder durch ein leichtes Anlegen der Bremsbeläge zum Freischleifen einer Scheibenoberfläche der Bremsscheibe zu entfernen. Beide Verfahren weisen jedoch durch eine hohe Reibleistung der Bremsbeläge auf der Bremsscheibe einen Verlust an Reichweite des Fahrzeugs auf, welcher mehrere Prozent der Reichweite betragen kann.It is known from the prior art to remove these corrosion products through targeted use of the hydraulic brake system or through a light application of the brake linings in order to grind free a disk surface of the brake disk. However, due to the high friction of the brake linings on the brake disc, both methods have a loss of range of the vehicle, which can amount to several percent of the range.
Die erfindungsgemäße Lösung löst dieses Problem durch die zusätzlichen Schleifelemente, auch als Reibelemente bezeichnet. Diese Schleifelemente weisen, wenn sie an die Bremsscheibe angelegt werden, vorteilhafterweise eine deutlich geringere Reibleistung auf als die an der Bremsscheibe anliegenden Bremsbeläge. Zudem sind die Schleifelemente vorteilhafterweise unabhängig von einem Bremseingriff an die Bremsscheibe anlegbar. Mittels dieser Schleifelemente werden, wenn sie an die Bremsscheibe angelegt werden, somit Korrosionsbeläge auf der Bremsscheibe entfernt, ohne dadurch die Reichweite des Fahrzeugs nennenswert zu verringern. Ein derart leichtes Anlegen der herkömmlichen Bremsbeläge an die Bremsscheibe ist aufgrund einer zu starken Bauteilschädigung, beispielsweise Auswaschung und/oder Schrägverschleiß der Bremsbeläge, nicht möglich.The solution according to the invention solves this problem through the additional grinding elements, also referred to as friction elements. When they are placed against the brake disc, these grinding elements advantageously have a significantly lower friction power than the brake linings resting on the brake disc. In addition, they are Grinding elements can advantageously be applied to the brake disc independently of a braking intervention. By means of these grinding elements, when they are applied to the brake disc, corrosion deposits are removed from the brake disc without significantly reducing the range of the vehicle. Such an easy application of the conventional brake linings to the brake disc is not possible due to excessive component damage, for example washing out and / or oblique wear of the brake linings.
Durch die erfindungsgemäße Lösung werden somit Korrosionsschäden am hydraulischen Bremssystem vermieden, insbesondere bei Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, die eine sehr geringe Betätigung des hydraulischen Bremssystems aufweisen. Des Weiteren werden durch die erfindungsgemäße Lösung aufgrund der nur sehr geringen Bremswirkung der Schleifelemente Reichweitenverluste vermieden.The solution according to the invention thus avoids corrosion damage to the hydraulic brake system, in particular in hybrid vehicles and electric vehicles which have very little actuation of the hydraulic brake system. Furthermore, the solution according to the invention avoids loss of range due to the very low braking effect of the grinding elements.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht beispielsweise auch eine regional spezifische Auslegung der Schleifelemente und/oder einer Betriebsstrategie zum Anlegen der Schleifelemente an die Bremsscheibe entsprechend vorliegender Umweltbedingungen und daraus resultierender Korrosionsbedingungen, zum Beispiel eine Anpassung an heiße Regionen, an die Tropen oder an Nass-Salz-Gebiete, d. h. beispielsweise an Gebiete in Meernähe und/oder mit vielen Niederschlägen und/oder mit starken winterlichen Bedingungen und einem daraus resultierenden hohen Salzauftrag auf Straßen. Das hydraulische Bremssystem wird hiervon nicht beeinträchtigt. The solution according to the invention also enables, for example, a regionally specific design of the grinding elements and / or an operating strategy for applying the grinding elements to the brake disc in accordance with the prevailing environmental conditions and the resulting corrosion conditions, for example adaptation to hot regions, the tropics or wet and salt areas , d. H. for example in areas near the sea and / or with a lot of precipitation and / or with strong winter conditions and a resulting high salt application on roads. This does not affect the hydraulic braking system.
Beispielsweise wird das Anlegen der Schleifelemente an die Bremsscheibe elektrisch/elektronisch gesteuert, wodurch eine weitere Optimierung der Schleifwirkung der Schleifelemente und der Reibungsverluste erzielt werden kann.For example, the application of the grinding elements to the brake disk is controlled electrically / electronically, whereby a further optimization of the grinding effect of the grinding elements and the friction losses can be achieved.
In einer möglichen Ausführungsform ist beispielsweise vorgesehen, dass die Bremsklötze das jeweilige Betätigungselement bilden, an welchem das jeweilige Schleifelement angeordnet ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Schleifelemente in Richtung der Bremsscheibe federnd gelagert am jeweiligen Bremsklotz angeordnet sind, in einem ausgefederten Zustand über den Bremsbelag des jeweiligen Bremsklotzes in Richtung der Bremsscheibe überstehen und ohne hydraulische Betätigung der Bremsklötze von der Bremsscheibe beabstandet sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bremsklötze derart hydraulisch betätigbar sind, dass die Schleifelemente an der Bremsscheibe anliegen und die Bremsbeläge von der Bremsscheibe beabstandet sind. Diese Ausführungsform ist beispielsweise auch bei bestehenden Fahrzeugkonstruktionen nachrüstbar, insbesondere durch einen Einbau der Reibelemente auf die beschriebene Weise in Bremsklötze, welche dann in das bereits bestehende Bremssystem als Ersatz für die ursprünglich vorgesehenen Bremsklötze eingebaut werden.In one possible embodiment it is provided, for example, that the brake pads form the respective actuating element on which the respective grinding element is arranged. In particular, it is provided that the grinding elements are resiliently mounted in the direction of the brake disc on the respective brake pad, protrude in a rebounded state over the brake lining of the respective brake pad in the direction of the brake disc and are spaced apart from the brake disc without hydraulic actuation of the brake pads. In particular, it is provided that the brake pads can be hydraulically actuated in such a way that the grinding elements rest against the brake disk and the brake linings are spaced from the brake disk. This embodiment can also be retrofitted, for example, in existing vehicle designs, in particular by installing the friction elements in the manner described in brake pads, which are then built into the existing brake system as a replacement for the originally intended brake pads.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist beispielsweise vorgesehen, dass die Betätigungselemente von den Bremsklötzen verschiedene Elemente sind und unabhängig von den Bremsklötzen bewegbar sind. Beispielsweise ist ein Stellmotor zur Bewegung der Betätigungselemente vorgesehen oder das jeweilige Betätigungselement weist einen Elektromagnet auf, mittels welchem es in Richtung der Bremsscheibe bewegbar ist. Diese Ausführungsform kann beispielsweise als vollständig separates System ausgebildet sein, d. h. beispielsweise auch völlig unabhängig vom hydraulischen Bremssystem. Zumindest weist es vorteilhafterweise eine vom hydraulischen Bremssystem unabhängige Steuerung auf, beispielsweise mittels elektrischer oder elektromagnetischer Aktuatoren, woraus deutlich geringere Bauteilkosten resultieren. Als elektrischer Aktuator wird beispielsweise der bereits erwähnte elektrische Stellmotor verwendet. Als elektromagnetischer Aktuator wird entsprechend der erwähnte Elektromagnet verwendet.In a further possible embodiment it is provided, for example, that the actuating elements are different elements from the brake pads and can be moved independently of the brake pads. For example, a servomotor is provided for moving the actuating elements or the respective actuating element has an electromagnet by means of which it can be moved in the direction of the brake disc. This embodiment can for example be designed as a completely separate system, i. H. for example completely independent of the hydraulic brake system. At least it advantageously has a control that is independent of the hydraulic brake system, for example by means of electrical or electromagnetic actuators, which results in significantly lower component costs. The electric servomotor already mentioned is used as the electric actuator, for example. The aforementioned electromagnet is used as the electromagnetic actuator.
Diese Ausführungsform mit den Betätigungselementen, die als von den Bremsklötzen verschiedene Elemente ausgebildet sind, kann beispielsweise zusätzlich zum Bremssattel an der Bremsscheibe angeordnet werden, insbesondere in Umfangsrichtung der Bremsscheibe versetzt zum Bremssattel. Alternativ kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Betätigungselemente zusätzlich zu den Bremsklötzen im Bremssattel angeordnet werden. Hierbei werden sie beispielsweise in Umfangsrichtung der Bremsscheibe neben den Bremsklötzen im Bremssattel angeordnet.This embodiment with the actuating elements, which are designed as elements different from the brake pads, can for example be arranged on the brake disc in addition to the brake caliper, in particular offset from the brake caliper in the circumferential direction of the brake disc. Alternatively, it can be provided, for example, that the actuating elements are arranged in the brake caliper in addition to the brake pads. Here they are arranged, for example, in the circumferential direction of the brake disc next to the brake pads in the brake caliper.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Schnittdarstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Bremssystems für ein Fahrzeug, -
2 schematisch eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystems für ein Fahrzeug, -
3 schematisch eine Darstellung von Komponenten der Ausführungsform des Bremssystems gemäß2 , -
4 schematisch einen Betriebszustand der Ausführungsform des Bremssystems gemäß2 , -
5 schematisch einen weiteren Betriebszustand der Ausführungsform des Bremssystems gemäß2 , -
6 schematisch einen weiteren Betriebszustand der Ausführungsform des Bremssystems gemäß2 , -
7 schematisch eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystems für ein Fahrzeug, -
8 schematisch eine Darstellung von Komponenten der Ausführungsform des Bremssystems gemäß7 , und -
9 schematisch eine weitere Darstellung von Komponenten der Ausführungsform des Bremssystems gemäß7 .
-
1 schematically a sectional illustration of a brake system known from the prior art for a vehicle, -
2 schematically a sectional illustration of an embodiment of a brake system according to the invention for a vehicle, -
3 schematically shows a representation of components of the embodiment of the braking system according to FIG2 , -
4th schematically shows an operating state of the embodiment of the brake system according to FIG2 , -
5 schematically shows another operating state of the embodiment of the brake system according to FIG2 , -
6th schematically shows another operating state of the embodiment of the brake system according to FIG2 , -
7th schematically a sectional illustration of a further embodiment of a brake system according to the invention for a vehicle, -
8th schematically shows a representation of components of the embodiment of the braking system according to FIG7th , and -
9 schematically a further representation of components of the embodiment of the brake system according to FIG7th .
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
In
Das Bremssystem
Zur Auslösung einer Bremsung betätigt ein Fahrer des Fahrzeugs die Pedaleinheit
Wenn ein solches Bremssystem
Um dies zu vermeiden, ist bei der im Folgenden anhand der
Die Schleifelemente
Bei dieser Ausführungsform gemäß
Wie in den
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bremsklötze
Wie in
Wie bereits erwähnt, zeigen die
Diese Reinigungsfunktion wird bevorzugt auf Basis von Nutzungsdaten des Fahrzeugs in für den Reinigungseffekt vorteilhaften Geschwindigkeitsbereichen angesteuert.This cleaning function is preferably activated on the basis of usage data of the vehicle in speed ranges that are advantageous for the cleaning effect.
Bei dieser Ausführungsform sind die Betätigungselemente
Die Funktionsweise ist hier unabhängig vom hydraulischen Bremsvorgang und unabhängig von einer hydraulischen Betätigung der Bremsklötze
Beispielsweise ist ein Stellmotor zur Bewegung der Betätigungselemente
Alternativ weist das jeweilige Betätigungselement
Diese zweite Ausführungsform, beispielhaft dargestellt in den
Auch bei dieser Ausführungsform weist das jeweilige Schleifelement
Auch hier ist das jeweilige Schleifelement
Im Reinigungszustand, in welchem die Bremsscheibe
Auch hier wird diese Reinigungsfunktion bevorzugt auf Basis von Nutzungsdaten des Fahrzeugs in für den Reinigungseffekt vorteilhaften Geschwindigkeitsbereichen angesteuert.Here, too, this cleaning function is preferably activated on the basis of usage data of the vehicle in speed ranges that are advantageous for the cleaning effect.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- CN 207326671 U [0002]CN 207326671 U [0002]
- CN 213511805 U [0003]CN 213511805 U [0003]
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CN213511805U (en) | 2020-07-29 | 2021-06-22 | 重庆铜梁渝和实业有限公司 | Antirust and wear-resistant brake disc |
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- 2021-09-14 DE DE102021004645.5A patent/DE102021004645A1/en active Pending
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