DE10230008A1 - Friction brake has-boosting capability and device with variable amplitude and frequency vibration generator with piezoelement for reducing friction between brake lining and brake body - Google Patents

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Abstract

The brake has a friction brake lining (18) that can be pressed against a rotatable brake body (14) and an actuating device (20) for pressing the lining onto the brake body. The friction brake has a self-boosting capability and a device (32) with a variable amplitude and frequency vibration generator for reducing the friction between the brake lining and brake body. The vibration generator has a piezoelement.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Reibungsbremse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a friction brake the features of the preamble of claim 1.

Bekannte derartige Reibungsbremsen weisen einen Reibbremsbelag auf, der zum Bremsen eines drehbaren Bremskörpers mit einer Betätigungseinrichtung an den Bremskörper andrückbar ist. Im Falle einer Trommelbremse ist der Bremskörper eine Bremstrommel, bei einer Scheibenbremse eine Bremsscheibe. Die Erfindung ist grundsätzlich auch auf sonstige Bremsenbauformen anwendbar. Bei Trommelbremsen weist die sog. auflaufende Bremsbacke eine Selbstverstärkung auf, bei sog. Duplex-Trommelbremsen sind beide Bremsbacken auflaufend ausgebildet. Auch Scheibenbremsen mit Selbstverstärkung sind bekannt. Solche Scheibenbremsen weisen beispielsweise einen parallel zur Bremsscheibe verschieblichen Keil auf, an dessen der Bremsscheibe zugewandter Keilfläche der Reibbremsbelag angebracht ist. Bei betätigter Bremse übt die drehende Bremsscheibe eine Reibungskraft über den Reibbremsbelag auf den Keil aus, die den Keil in Richtung eines enger werdenden Keilspalts beaufschlagt. Auf Grund der von der drehenden Bremsscheibe auf den Reibbremsbelag und den Keil ausgeübten Reibungskraft wird dadurch der Reibbremsbelag zusätzlich gegen die Bremsscheibe gedrückt. Es wird also ein Teil der Kraft zum Andrücken des Reibbremsbelags an die Bremsscheibe durch die zwischen dem beweglichen Reibbremsbelag und der drehenden Bremsscheibe entstehende Reibungskraft erzeugt und es muss demzufolge nur ein Teil der zum Andrücken des Reibbremsbelags an die Bremsscheibe erforderlichen Kraft von der Betätigungseinrichtung aufgebracht werden. Diese Unterstützungswirkung beim Betätigen der Reibungsbremse, bei der zumindest ein Teil der zum Andrücken des Reibbremsbelags an den Bremskörper notwendigen Andruckkraft von der vom drehenden Bremskörper auf den angedrückten Reibbremsbelag ausgeübten Reibungskraft erzeugt wird, soll nachfolgend als Selbstverstärkung bezeichnet werden.Known such friction brakes have a friction brake pad that is used to brake a rotatable braking body with an actuator to the brake body pressed is. In the case of a drum brake, the brake body is a brake drum, at a disc brake a brake disc. The invention is basically based on other brake types applicable. With drum brakes, the so-called running brake shoe a self-amplification on so-called duplex drum brakes Both brake shoes are designed to run up. Also disc brakes with self-reinforcement are known. Such disc brakes have, for example parallel to the brake disc movable wedge on which the Brake disc facing wedge surface the friction brake pad is attached. When the brake is applied, the rotating one Brake disc a frictional force over the Friction brake pad on the wedge, which the wedge towards one narrowing wedge gap. Because of the rotating Brake disc applied to the friction brake pad and the wedge friction force the friction brake lining is also against the brake disc pressed. It becomes part of the force to press the friction brake pad the brake disc through the between the movable friction brake pad and the rotating brake disc generates frictional force and therefore only a part of the pressure brake pad needs to be pressed on the brake disc required force from the actuator be applied. This supportive effect when operating the Friction brake, in which at least a part of the for pressing the Friction brake lining on the brake body necessary pressing force from the rotating brake body to the the pressed Friction brake pad exercised Frictional force generated is referred to below as self-reinforcement become.

Um ein Blockieren des Bremskörpers beim Betätigen einer eine Selbstverstärkung aufweisenden Reibungsbremse zu vermeiden, ist die Höhe der Selbstverstärkung begrenzt. Da ein Reibwert zwischen Reibbremsbelag und Bremskörper Schwankungen unterworfen ist, ist die Selbstverstärkung einer Reibungsbremse so begrenzt, dass auch bei größtmöglichem Reibungswert ein Blockieren des Bremskörpers vermieden wird. In der Praxis ist ein Sicherheitszuschlag erforderlich, um ein Blockieren des Bremskörpers mit Sicherheit auszuschließen. Der Sicherheitszuschlag verkleinert die größtmögliche Selbstverstärkung Da der Reibwert im Alltagsbetrieb größtenteils in einem mittleren Bereich zwischen maximal und minimal möglichem Reibwert liegt, ist durch die begrenzte mögliche Höhe der Selbstverstärkung ein großer Teil der zum Andrücken des Reibbremsbelags an den Bremskörper erforderlichen Andruckkraft von der Betätigungseinrichtung aufzubringen.To block the brake body when actuating one a self-reinforcement To avoid having friction brake, the amount of self-reinforcement is limited. Because a coefficient of friction between the friction brake pad and brake body fluctuations is subject to self-reinforcement of a friction brake so limited that even with the greatest possible Blocking the brake body is avoided. In the In practice, a security surcharge is required to block the braking body to rule out with certainty. The Safety surcharge reduces the greatest possible self-reinforcement Da the coefficient of friction in everyday use is mostly medium Is between the maximum and minimum possible coefficient of friction through the limited possible Amount of self-reinforcement greater Part of the for pressing the Friction brake lining on the brake body to apply the required pressure force from the actuating device.

Erläuterung und Vorteile der Erfindungexplanation and advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Reibungsbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist selbstverstärkend und weist eine Einrichtung zur Verkleinerung eines Reibwerts zwischen dem Reibbremsbelag und dem Bremskörper auf. Mit der Einrichtung zur Verkleinerung des Reibwerts lässt sich der Reibwert stets so weit herabsetzen wie es dem minimal möglichen Reibwert entspricht oder ggf. auch darunter. Die Erfindung ermöglicht es dadurch, den Reibwert zwischen dem Reibbremsbelag und dem Bremskörper gezielt auf einen festen und vorgebbaren Wert herabzusetzen. Reibwertschwankungen werden dadurch ausgeglichen, die erfindungsgemäße Reibungsbremse lässt sich mit einer hohen Selbstverstärkung ausbilden, die bei kleinem Reibwert zwischen dem Reibbremsbelag und dem Bremskörper keine oder eine nur geringe Kraft der Betätigungseinrichtung zum Andrücken des Reibbremsbelags an den Bremskörper erfordert. Die zum Andrücken des Reibbremsbelags an den Bremskörper erforderliche Andruckkraft wird vollständig oder zum großen Teil durch die Selbstverstärkung der Reibungsbremse erzielt.The friction brake according to the invention with the features of claim 1 is self-reinforcing and has a device for reducing a coefficient of friction between the friction brake pad and the brake body. With the facility the coefficient of friction can always be reduced reduce as far as it corresponds to the minimum possible coefficient of friction or possibly below. The invention thus enables the coefficient of friction between the friction brake pad and the brake body targeted to a fixed and reduce the predeterminable value. Fluctuations in friction will be balanced, the friction brake according to the invention can be train with high self-reinforcement, which with a low coefficient of friction between the friction brake pad and the brake body none or only a small force of the actuator for pressing the Friction brake lining on the brake body requires. The one to press on of the friction brake lining to the brake body required pressing force becomes complete or the big one Part through self-reinforcement the friction brake achieved.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Reibungsbremse durch eine hohe Selbstverstärkung selbsthemmend ausgelegt. Ohne die Einrichtung zur Verkleinerung des Reibwerts zwischen dem Reibbremsbelag und dem Bremskörper würde die Reibungsbremse den Bremskörper also blockieren. Zur Betätigung wird der Reibbremsbelag an den drehenden Bremskörper angelegt. Über die Selbstverstärkung wird eine Reibungs- und Bremskraft aufgebaut. Erreicht die Reibungs- und Bremskraft einen gewünschten Sollwert, wird mit der Einrichtung zur Verkleinerung des Reibwerts der Reibwert so weit herabgesetzt, dass die Reibungs- und Bremskraft konstant gehalten wird. Zur Änderung der Reibungs- und Bremskraft wird die Verkleinerung des Reibwerts verringert oder erhöht. Zum Lösen der Reibungsbremse wird der Reibwert und mit ihm die Selbstverstärkung der erfindungsgemäßen Reibungsbremse so weit verringert, dass die Selbsthemmung aufgehoben ist. Die Reibungsbremse löst sich dadurch von selbst, der Reibbremsbelag kann mit der Betätigungseinrichtung vom Bremskörper abgehoben werden.The friction brake according to the invention is preferably self-locking due to high self-reinforcement designed. Without the device for reducing the coefficient of friction between the friction brake pad and the brake body, the friction brake would Brakes so block. For actuation the friction brake pad is placed on the rotating brake body. About the self-reinforcement a friction and braking force is built up. Reaches the friction and braking force a desired Setpoint is provided with the device for reducing the coefficient of friction the coefficient of friction is reduced so much that the friction and braking force is kept constant. To change the friction and braking force becomes the reduction in the coefficient of friction decreased or increased. To solve the friction brake becomes the coefficient of friction and with it the self-reinforcement of the friction brake according to the invention reduced so much that self-locking is eliminated. The friction brake dissolves thereby by itself, the friction brake pad can with the actuator from the brake body be lifted off.

Bei einer Blockierneigung kann der Reibwert verkleinert werden, um ein Blockieren des Bremskörpers zu vermeiden. Selbst bei einem blockierten Bremskörper lässt sich die Reibungsbremse durch Verkleinerung des Reibwerts selbsttätig lösen.If there is a tendency to lock, the coefficient of friction can be reduced to prevent the brake body from locking. The friction brake can be applied even if the brake body is blocked Release the reduction in the coefficient of friction automatically.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Reibungsbremse mit geringer, im Idealfall sogar ohne Betätigungskraft und Betätigungsenergie zuspann- und lösbar ist, da die Selbstverstärkung der Reibungsbremse so groß gewählt werden kann, dass die zur Bremsung erforderliche Andruckkraft des Reibbremsbelags an den Bremskörper durch die Selbstverstärkung bewirkt wird. Trotzdem lässt sich eine prinzipiell beliebig hohe Bremskraft erreichen. Auch das Lösen der Reibungsbremse kann selbsttätig durch Verkleinern des Reibwerts erfolgen. Nur zum Anlegen des Reibbremsbelags an den Bremskörper und zum Abheben des Reibbremsbelags vom Bremskörper ist die Betätigungseinrichtung erforderlich.The invention has the advantage that the friction brake with little, ideally even without actuation force and actuation energy can be tightened and released is because the self-reinforcement the friction brake can be chosen so large can that the pressure required for braking the friction brake pad to the brake body through self-reinforcement is effected. Still leaves in principle, any braking force can be achieved. That too Solving the Friction brake can by itself Reduce the coefficient of friction. Only for applying the friction brake pad to the brake body and for lifting the friction brake lining from the brake body is the actuating device required.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.The subclaims have advantageous configurations and further developments of the invention specified in claim 1 Object.

Zur Herabsetzung des Reibwerts zwischen Reibbremsbelag und Bremskörper sieht eine Ausgestaltung der Erfindung einen Schwingungserzeuger vor (Anspruch 2), dessen Amplitude und/oder Frequenz vorzugsweise veränderbar sind (Anspruch 3). Durch Erregung des Reibbremsbelags und/oder des Bremskörpers zu Schwingungen wird der Reibwert zwischen dem Reibbremsbelag und dem Bremskörper herabgesetzt. Weiterer Vorteil des Schwingungserzeugers ist, dass sich Bremsengeräusche vermindern lassen in dem durch das Bremsen bewirkten, geräuscherzeugenden Schwingungen mit dem Schwingungserzeuger gezielt entgegengewirkt wird (sog. aktive Schwingungsdämpfung).To reduce the coefficient of friction between the friction brake pad and brake body An embodiment of the invention provides a vibration generator (Claim 2), the amplitude and / or frequency preferably changeable are (claim 3). By energizing the friction brake pad and / or the brake body too Vibration becomes the coefficient of friction between the friction brake pad and the Brakes reduced. Another advantage of the vibration generator is that brake noises reduce in the noise-producing caused by braking Vibrations specifically counteracted with the vibration generator (so-called active vibration damping).

Es kommen mechanische, pneumatische, hydraulische, elektromechanische oder sonstige Schwingungserzeuger in Betracht. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Piezoelement als Schwingungserzeuger vor (Anspruch 4). Ein Piezoelement hat den Vorteil, dass es keine gegeneinander bewegten Teile aufweist und deswegen verschleißfrei ist. Es ist gut steuerbar, seine Amplitude ist problemlos veränderbar. Das Piezoelement ist unempfindlich gegen Verschmutzung, was beispielsweise im Fahrzeugbereich ein wichtiger Aspekt ist.Mechanical, pneumatic, hydraulic, electromechanical or other vibration generator into consideration. One embodiment of the invention provides a piezo element as a vibration generator before (claim 4). A piezo element has the advantage that there is none has mutually moving parts and is therefore wear-free. It is easy to control and its amplitude can be changed easily. The piezo element is insensitive to contamination, which is for example in the Vehicle area is an important aspect.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematisierte und vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Reibungsbremse mit axialer Blickrichtung auf einen Bremskörper.The invention is described below of an embodiment shown in the drawing. The only figure shows a schematic and simplified representation a friction brake according to the invention with an axial view of a brake body.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Reibungsbremse ist als Scheibenbremse 10 ausgebildet. Sie weist einen Bremssattel 12 auf, der in der Zeichnung als Rahmen dargestellt ist. Der Bremssattel 12 ist als sog. Schwimmsattel ausgebildet, d. h. er ist quer zu einer Bremsscheibe 14 verschieblich. Beiderseits der Bremsscheibe 14 liegen Reibbremsbeläge 16, 18 im Bremssattel 12 ein. Einer der beiden Reibbremsbeläge 16 ist mit einer Betätigungseinrichtung 20 an die Bremsscheibe 14 andrückbar. Durch die Verschiebbarkeit des Bremssattels 12 quer zur Bremsscheibe 14 wird in an sich bekannter Weise beim Andrücken des einen Reibbremsbelags 16 gegen die Bremsscheibe 14 der andere Reibbremsbelag 18 an die andere Seite der Bremsscheibe 14 angedrückt.The friction brake according to the invention shown in the drawing is a disc brake 10 educated. It has a brake caliper 12 on, which is shown in the drawing as a frame. The brake caliper 12 is designed as a so-called floating saddle, d. H. it is across a brake disc 14 displaced. On both sides of the brake disc 14 there are friction brake pads 16 . 18 in the brake caliper 12 on. One of the two friction brake pads 16 is with an actuator 20 to the brake disc 14 pressed. Due to the displaceability of the brake caliper 12 across the brake disc 14 is in a known manner when pressing the one friction brake pad 16 against the brake disc 14 the other friction brake pad 18 to the other side of the brake disc 14 pressed.

Die Betätigungseinrichtung 20 ist im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung elektromechanisch, sie weist einen Elektromotor 21 auf, mit dem über einen Spindeltrieb 22 der eine Reibbremsbelag 16 quer zur Bremsscheibe 14 verschiebbar ist. Allgemein handelt es sich beim Spindeltrieb 22 um ein Rotations/Translations-Umsetzungsgetriebe, das eine Rotationsbewegung des Elektromotors 21 in eine Translationsbewegung zum Verschieben des Reibbremsbelags 16 und zum Anlegen des Reibbremsbelags 16 an die Bremsscheibe 14 umsetzt. Da Spindeltriebe und andere Rotations/Translations-Umsetzungsgetriebe dem Fachmann bekannt sind wird hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen.The actuator 20 is electromechanical in the illustrated and described embodiment of the invention, it has an electric motor 21 on, with a spindle drive 22 the one friction brake pad 16 across the brake disc 14 is movable. In general, it is the spindle drive 22 around a rotary / translational conversion gear, which rotates the electric motor 21 in a translational movement to move the friction brake pad 16 and to put on the friction brake pad 16 to the brake disc 14 implements. Since spindle drives and other rotation / translation conversion gears are known to the person skilled in the art, this will not be discussed in more detail here.

Anstelle des Elektromotors 21 und des Spindeltriebs 22 kann der Reibbremsbelag beispielsweise auch mit einem Elektromagneten (nicht dargestellt) verschoben und dadurch der Reibbremsbelag 16 an die Bremsscheibe 14 angelegt werden. Auch eine nicht-elektromechanische Betätigungseinrichtung, beispielsweise eine mechanische, pneumatische oder hydraulische Betätigungseinrichtung zum Verschieben und Anlegen des Reibbremsbelags 16 an die Bremsscheibe 14 sind möglich.Instead of the electric motor 21 and the spindle drive 22 For example, the friction brake lining can also be shifted with an electromagnet (not shown) and thereby the friction brake lining 16 to the brake disc 14 be created. Also a non-electromechanical actuation device, for example a mechanical, pneumatic or hydraulic actuation device for moving and applying the friction brake lining 16 to the brake disc 14 are possible.

Zur Erzielung einer Selbstverstärkung weist die Scheibenbremse 10 einen Keilmechanismus auf: Einer der beiden Reibbremsbeläge 16, 18 weist einen Keil 24 auf einer der Bremsscheibe 14 abgewandten Rückseite auf. Im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Keil 24 an dem anderen, nicht von der Betätigungseinrichtung 20 beaufschlagten Reibbremsbelag 18 vorgesehen. Der Keil 24 ist parallel zur Bremsscheibe 14 verschieblich. Der Keil 24 stützt sich an einer Widerlagerfläche 26 ab, die fest im Bremssattel 12 angeordnet ist. Die Widerlagerfläche 26 verläuft schräg zur Bremsscheibe 14, ein nachfolgend als Keilspalt bezeichneter Zwischenraum zwischen der Widerlagerfläche 26 und der Bremsscheibe 14 verengt sich in einer mit Pfeil 28 bezeichneten Drehrichtung der Bremsscheibe 14. Zur Reibungsminderung sind Rollen 30 zwischen der Widerlagerfläche 26 und dem Keil 24 angeordnet, über die sich der Keil 24 an der Widerlagerfläche 26 abstützt.To achieve self-reinforcement, the disc brake has 10 a wedge mechanism on: one of the two friction brake pads 16 . 18 has a wedge 24 on one of the brake discs 14 facing back on. In the illustrated and described embodiment of the invention is the wedge 24 on the other, not on the actuator 20 applied friction brake pad 18 intended. The wedge 24 is parallel to the brake disc 14 displaced. The wedge 24 is supported on an abutment surface 26 off, which is firmly in the brake caliper 12 is arranged. The abutment surface 26 runs at an angle to the brake disc 14 , a space hereinafter referred to as a wedge gap between the abutment surface 26 and the brake disc 14 narrows in one with arrow 28 designated direction of rotation of the brake disc 14 , Rollers are used to reduce friction 30 between the abutment surface 26 and the wedge 24 arranged over which the wedge 24 on the abutment surface 26 supported.

Der Keil 24 bewirkt eine Selbstverstärkung der Scheibenbremse 10: Der Keil 24, welcher mit dem Reibbremsbelag 18 verbunden ist, führt zusätzlich zu der bei konventionellen Scheibenbremsen üblichen axialen Bewegung quer zur Bremsscheibe 14 eine tangentiale Bewegung parallel zur Bremsscheibe 14 aus. Eine in Richtung des enger werdenden Keilspalts wirkende Reibungskraft auf der Seite des beweglichen Reibbremsbelags 18, welche durch das Anlegen des Reibbremsbelags 16 beim Betätigen der Scheibenbremse 10 mit der Betätigungseinrichtung 20 entsteht, stützt sich an der Widerlagerfläche 26 ab und führt so zu einem zusätzlichen Kraftanteil in axialer Richtung, d. h. quer zur Bremsscheibe 14. Die Betätigungskraft wird dadurch verstärkt.The wedge 24 causes self-reinforcement the disc brake 10 : The wedge 24 which with the friction brake pad 18 connected, leads in addition to the axial movement customary in conventional disc brakes transversely to the brake disc 14 a tangential movement parallel to the brake disc 14 out. A frictional force in the direction of the widening wedge gap on the side of the movable friction brake pad 18 caused by the application of the friction brake pad 16 when applying the disc brake 10 with the actuator 20 arises, is supported on the abutment surface 26 and thus leads to an additional force component in the axial direction, d. H. across the brake disc 14 , This increases the actuation force.

Zwischen dem Keil 24 und dem Reibbremsbelag 18 weist die Scheibenbremse 10 einen Schwingungserzeuger 32 auf. Der Schwingungserzeuger 32 ist aus einer Anzahl scheibenförmiger, in Schichtbauweise angeordneter Piezoelemente zusammengesetzt. Durch Anlegen einer Wechselspannung mit veränderbarer Amplitude und Frequenz lässt sich der Reibbremsbelag 18 zu Schwingungen anregen. Dadurch wird ein Reibwert zwischen dem Reibbremsbelag 18 und der Bremsscheibe 14 herabgesetzt. Durch Veränderung Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung lässt sich eine Höhe, um die der Reibwert herabgesetzt wird, steuern. Der Schwingungserzeuger 32 ermöglicht es, den Reibwert zwischen Reibbremsbelag 18 und Bremsscheibe 14 gezielt auf einen (niedrigen) Sollwert herabzusetzen. Der Schwingungserzeuger 32 bildet eine Einrichtung zur Verkleinerung des Reibwerts zwischen dem Reibbremsbelag 18 und der Bremsscheibe 14.Between the wedge 24 and the friction brake pad 18 has the disc brake 10 a vibrator 32 on. The vibrator 32 is composed of a number of disk-shaped, layered piezo elements. The friction brake lining can be applied by applying an alternating voltage with variable amplitude and frequency 18 to stimulate vibrations. This creates a coefficient of friction between the friction brake pad 18 and the brake disc 14 reduced. By changing the amplitude and / or frequency of the vibration, a level by which the coefficient of friction is reduced can be controlled. The vibrator 32 allows the coefficient of friction between the friction brake pad 18 and brake disc 14 targeted to a (low) target value. The vibrator 32 forms a device for reducing the coefficient of friction between the friction brake pad 18 and the brake disc 14 ,

Zur Betätigung der Scheibenbremse 10 wird der eine Reibbremsbelag 16 mit der Betätigungseinrichtung 20 an die drehende Bremsscheibe 14 angelegt. Durch eine Querverschiebung des als Schwimmsattel ausgebildeten Bremssattels 12 wird der andere Reibbremsbelag 18 an die gegenüberliegende Seite der Bremsscheibe 14 angelegt. Das Anlegen der beiden Reibbremsbeläge 16, 18 an die Bremsscheibe 14 ist nahezu kraftlos möglich. Die drehende Bremsscheibe 14 übt eine Reibungskraft auf die an ihr anliegenden Reibbremsbeläge 16, 18 aus, die den den Keil 24 aufweisenden Reibbremsbelag 18 zusammen mit dem Keil 24 in Drehrichtung 28 der Bremsscheibe 14 verschiebt. Der Keil 24 wird in den enger werdenden Keilspalt zwischen der Bremsscheibe 14 und der Widerlagerfläche 26 verschoben. Eine Keilwirkung des Keils 24 erhöht eine Andruckkraft der Reibbremsbeläge 16, 18 an die Bremsscheibe 14 und bewirkt dadurch eine Erhöhung der Reibungskraft zwischen den Reibbremsbelägen 16, 18 und der Bremsscheibe 14. Die Reibungskraft entspricht einer von der Scheibenbremse 10 auf die Bremsscheibe 14 ausgeübten Bremskraft.For actuating the disc brake 10 becomes a friction brake pad 16 with the actuator 20 to the rotating brake disc 14 created. By transverse displacement of the brake caliper designed as a floating caliper 12 becomes the other friction brake pad 18 to the opposite side of the brake disc 14 created. The application of the two friction brake pads 16 . 18 to the brake disc 14 is possible almost without power. The rotating brake disc 14 exerts a frictional force on the friction brake pads 16 . 18 from that the the wedge 24 having friction brake pad 18 together with the wedge 24 in the direction of rotation 28 the brake disc 14 shifts. The wedge 24 becomes in the widening wedge gap between the brake disc 14 and the abutment surface 26 postponed. A wedge effect of the wedge 24 increases the pressure of the friction brake pads 16 . 18 to the brake disc 14 and thereby causes an increase in the frictional force between the friction brake pads 16 . 18 and the brake disc 14 , The frictional force corresponds to that of the disc brake 10 on the brake disc 14 applied braking force.

Da die Scheibenbremse 10 selbsthemmend ausgelegt ist, steigt die Reibungs- und Bremskraft selbsttätig an. Ist ein gewünschter Sollwert der Bremskraft erreicht, wird mit der Einrichtung zur Verkleinerung des Reibwerts zwischen dem Reibbremsbelag 18 und der Bremsscheibe 14, also mit dem Schwingungserzeuger 32, der Reibwert so weit verkleinert, dass die Bremskraft konstant bleibt. Soll die Bremskraft erhöht oder verringert werden, so wird der Reibwert entsprechend vergrößert oder verkleinert. Zum Lösen der Scheibenbremse 10 wird der Reibwert zwischen dem Reibbremsbelag 18 und der Bremsscheibe 14 so weit verkleinert, dass die Selbsthemmung der Scheibenbremse 10 aufgehoben ist. Die Andruckkraft des Reibbremsbelags 18 verringert sich selbsttätig so, dass der Reibbremsbelag 18 nur noch lose an der Bremsscheibe 14 anliegt und mit geringer Kraft mit der Betätigungseinrichtung 20 von der Bremsscheibe 14 abgehoben werden kann.Because the disc brake 10 is designed to be self-locking, the friction and braking force increases automatically. If a desired target value of the braking force has been reached, the device for reducing the coefficient of friction between the friction brake lining 18 and the brake disc 14 , so with the vibration generator 32 , the coefficient of friction is reduced so much that the braking force remains constant. If the braking force is to be increased or decreased, the coefficient of friction is increased or decreased accordingly. To release the disc brake 10 becomes the coefficient of friction between the friction brake pad 18 and the brake disc 14 reduced so much that the self-locking of the disc brake 10 is canceled. The pressure force of the friction brake pad 18 automatically reduces so that the friction brake pad 18 only loosely on the brake disc 14 is applied and with little force with the actuator 20 from the brake disc 14 can be lifted off.

Zur Erzielung einer Feststellbremsufunktion werden die Piezoelemente des Schwingungserzeugers 32 durch Anlegen einer Gleichspannung zusammengezogen und die beiden Reibbremsbeläge 16, 18 werden mit der Betätigungseinrichtung 20 an die Bremsscheibe 14 angelegt. Die Querbewegung des Bremssattels 12 beim Betätigen der Scheibenbremse 10 bewirkt über die schräge Widerlagerfläche 26 eine Verschiebung des beweglichen Reibbremsbelags 18 mit dem Keil 24 entgegen des enger werdenden Keilspalts, d. h. in der Zeichnung nach links. Bei einem Abstellen der Bestromung entspannen sich die Piezoelemente und die Reibbremsbeläge 16, 18 werden an die Bremsscheibe 14 angedrückt. Auf diese Weise wird eine Bremskraft aufgebaut, die bei stromlosen Piezoelementen bestehen bleibt.To achieve a parking brake function, the piezo elements of the vibration generator 32 contracted by applying a DC voltage and the two friction brake pads 16 . 18 are with the actuator 20 to the brake disc 14 created. The transverse movement of the brake caliper 12 when applying the disc brake 10 causes over the oblique abutment surface 26 a displacement of the movable friction brake pad 18 with the wedge 24 against the narrowing wedge gap, d. H. to the left in the drawing. When the current supply is switched off, the piezo elements and the friction brake linings relax 16 . 18 are on the brake disc 14 pressed. In this way, a braking force is built up that remains when the piezoelectric elements are de-energized.

Die Zusammensetzung des Schwingungserzeugers 32 aus mehreren Piezoelementen ermöglicht eine Redundanz, indem beispielsweise ein Teil der Piezoelemente von einer Stromversorgung mit einer Regel- oder Steuerelektronik und ein anderer Teil der Piezoelemente davon unabhängig von einer anderen Stromversorgung und einer anderen Regel- oder Steuerelektronik gesteuert werden. Eine Ausfallsicherheit des Schwingungserzeugers 32 ist dadurch erhöht.The composition of the vibrator 32 Redundancy from several piezo elements enables, for example, part of the piezo elements to be controlled by a power supply with control or control electronics and another part of the piezo elements to be controlled independently of another power supply and another control or control electronics. Reliability of the vibration generator 32 is increased.

Zwischen dem Keil 24 und dem Schwingungserzeuger 32 ist ein Sensor 34 angeordnet, mit dem die Andruckkraft des Reibbremsbelags 16 an die Bremsscheibe 14 ermittelbar ist. Der Sensor 34 ermöglicht eine Steuerung oder Regelung der Andruckkraft des Reibbremsbelags 16 an die Bremsscheibe 14 beispielsweise in Abhängigkeit von einer Stellung eines nicht dargestellten Fußbremspedals. Anstelle eines separaten Sensors 34 wie dargestellt lässt sich die Andruckkraft des Reibbremsbelags 16 an die Bremsscheibe 14 auch mit einem der Piezoelemente des Schwingungserzeugers 32 ermitteln, das als Sensor 34 zur Messung der Piezospannung verwendet wird. Dieses Piezoelement wird nicht zur Schwingungserzeugung genutzt. Zur Redundanz kann die Piezospannung eines zweiten Piezoelements gemessen werden.Between the wedge 24 and the vibrator 32 is a sensor 34 arranged with which the pressing force of the friction brake pad 16 to the brake disc 14 can be determined. The sensor 34 enables control or regulation of the pressure force of the friction brake lining 16 to the brake disc 14 for example depending on a position of a foot brake pedal, not shown. Instead of a separate sensor 34 as shown, the pressure force of the friction brake pad can be 16 to the brake disc 14 also with one of the piezo elements of the vibration generator 32 determine that as a sensor 34 is used to measure the piezo voltage. This piezo element is not used to generate vibrations. The piezo voltage of a second piezo element can be measured for redundancy.

In der Zeichnung ist die Scheibenbremse 10 mit einer Selbstverstärkung nur für eine Drehrichtung 28 der Bremsscheibe 14 dargestellt. Sofern die Scheibenbremse 10 eine Selbstverstärkung auch bei entgegengesetzter Drehrichtung der Bremsscheibe 14 aufweisen soll, kann sie mit einem Gegenkeil ausgebildet werden, dessen Schräge derjenigen des dargestellten Keils 24 entgegengerichtet ist und der bei entgegengesetzter Drehrichtung der Bremsscheibe 14 wirksam ist und die Selbstverstärkung bewirkt (nicht dargestellt). Derartige Scheibenbremsen 10 mit Gegenkeil zur Erzielung einer Selbstverstärkung in beiden Drehrichtungen der Bremsscheibe 14 sind an sich bekannt. Die Keilwinkel von Keil 24 und Gegenkeil können zur Erzielung einer unterschiedlichen Selbstverstärkung für beispielsweise Vor- und Rückwärtsfahrt unterschiedlich sein.In the drawing is the disc brake 10 with self-reinforcement only for one direction of rotation 28 the brake disc 14 shown. If the disc brake 10 self-amplification even when the brake disc rotates in the opposite direction 14 should have, it can be formed with a counter wedge, the slope of which is that of the wedge shown 24 is opposite and that in the opposite direction of rotation of the brake disc 14 is effective and causes self-reinforcement (not shown). Such disc brakes 10 with counter wedge to achieve self-reinforcement in both directions of rotation of the brake disc 14 are known per se. The wedge angles from Keil 24 and counter wedge can be different to achieve a different self-reinforcement, for example, forwards and backwards.

Die Scheibenbremse 10 weist eine zweite Betätigungseinrichtung 36 auf, mit der der den Keil 24 aufweisende Reibbremsbelag 18 parallel zur Bremsscheibe 14 verschiebbar ist. Die zweite Betätigungseinrichtung 36 weist ebenso wie die erste Betätigungseinrichtung 20 einen Elektromotor 38 auf, mit dem ein Spindeltrieb 40 zum Verschieben des Reibbremsbelags 18 drehend antreibbar ist. Die zweite Betätigungseinrichtung 36 ist nicht zwingend erforderlich, sie hat allerdings den Vorteil einer verbesserten Ausregelbarkeit von Schwankungen des Reibwerts zwischen dem Reibbremsbelag 18 und der Bremsscheibe 14, d. h. die Regelung des Reibwerts ist verbessert, der Regelungsaufwand verringert sich. Durch das Vorhandensein einer zweiten Betätigungseinrichtung 36 wird außerdem das Fail-Safe Verhalten der Scheibenbremse 10 verbessert.The disc brake 10 has a second actuator 36 on the one with the wedge 24 having friction brake lining 18 parallel to the brake disc 14 is movable. The second actuator 36 points like the first actuator 20 an electric motor 38 with which a spindle drive 40 to move the friction brake pad 18 is driven to rotate. The second actuator 36 is not absolutely necessary, but it has the advantage of improved controllability of fluctuations in the coefficient of friction between the friction brake lining 18 and the brake disc 14 , d. H. the regulation of the coefficient of friction is improved, the regulation effort is reduced. Due to the presence of a second actuator 36 also the fail-safe behavior of the disc brake 10 improved.

Claims (12)

Reibungsbremse, mit einem Reibbremsbelag, der an einen drehbaren Bremskörper andrückbar ist, und mit einer Betätigungseinrichtung zum Andrücken des Reibbremsbelags an den Bremskörper, wobei die Reibungsbremse eine Selbstverstärkung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (10) eine Einrichtung (32) zur Verkleinerung eines Reibwerts zwischen dem Reibbremsbelag (18) und dem Bremskörper (14) aufweist.Friction brake, having a friction brake lining which is pressed against a rotatable brake body, and having an actuating device for pressing the friction brake lining against the brake body, the friction brake has a self-boosting, characterized in that the friction brake ( 10 ) An institution ( 32 ) to reduce a coefficient of friction between the friction brake lining ( 18 ) and the brake body ( 14 ) having. Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Verkleinerung und zur Regelung des Reibwerts einen Schwingungserzeuger (32) aufweist.Friction brake according to claim 1, characterized in that the device for reducing and regulating the coefficient of friction has a vibration generator ( 32 ) having. Reibungsbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (32) eine veränderbare Amplitude und/oder Frequenz aufweist.Friction brake according to claim 2, characterized in that the vibration generator ( 32 ) has a variable amplitude and / or frequency. Reibungsbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (32) ein Piezoelement aufweist.Friction brake according to claim 3, characterized in that the vibration generator ( 32 ) has a piezo element. Reibungsbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (32) mehrere in Schichtbauweise zusammengesetzte Piezoelemente aufweist.Friction brake according to claim 4, characterized in that the vibration generator ( 32 ) has a plurality of piezo elements assembled in a layered construction. Reibungsbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (32) auf den Reibbremsbelag (18) einwirkt.Friction brake according to claim 2, characterized in that the vibration generator ( 32 ) on the friction brake pad ( 18 ) acts. Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (10) einen Keilmechanismus (24, 26) zum Andrücken des Reibbremsbelags (18) an den Bremskörper (14) aufweist.Friction brake according to claim 1, characterized in that the friction brake ( 10 ) a wedge mechanism ( 24 . 26 ) for pressing the friction brake pad ( 18 ) to the brake body ( 14 ) having. Reibungsbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Keilwinkel (α) des Keilmechanismus (24, 26) so spitz gewählt ist, dass die Reibungsbremse (10) Selbsthemmung aufweist.Friction brake according to claim 7, characterized in that a wedge angle (α) of the wedge mechanism ( 24 . 26 ) is so pointed that the friction brake ( 10 ) Has self-locking. Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (10) eine Scheibenbremse ist.Friction brake according to claim 1, characterized in that the friction brake ( 10 ) is a disc brake. Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (10) eine elektromechanische Betätigungseinrichtung (20, 22) aufweist.Friction brake according to claim 1, characterized in that the friction brake ( 10 ) an electromechanical actuator ( 20 . 22 ) having. Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse (10) einen Sensor (32; 34) zur Ermittlung einer Andruckkraft des Reibbremsbelags (18) an den Bremskörper (14) aufweist.Friction brake according to claim 1, characterized in that the friction brake ( 10 ) a sensor ( 32 ; 34 ) to determine a pressure force of the friction brake lining ( 18 ) to the brake body ( 14 ) having. Reibungsbremse nach Anspruch 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Piezoelement des Schwingungserzeugers (32) den Sensor zur Ermittlung der Andruckkraft des Reibbremsbelags (18) an den Bremskörper (14) bildet.Friction brake according to claim 4 and 11, characterized in that a piezo element of the vibration generator ( 32 ) the sensor for determining the contact pressure of the friction brake lining ( 18 ) to the brake body ( 14 ) forms.
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