DE4105358A1 - Elektrisch zugespannte vollbelagscheibenbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Heutige Bremseinrichtungen von Personenkraftwagen bestehen aus öldruckbetätigten Vorderrad-Teilbelagscheibenbremsen und ebenso bedienten Hinterrad-Trommel- oder Teilbelagscheiben­ bremsen mit zusätzlicher mechanischer Zuspannung. Vorher aus­ schließlich benutzte Trommelbremsen wurden aus Gründen der Bremsenkennung und daraus resultierenden Bremsmoment-Unregelmäßigkeiten abgelöst, obwohl sie wegen ihrer besseren Wärme­ speicherung und Wärmeableitung durch Konvektion Teilbelagschei­ benbremsen überlegen sind. Wegen dieser Vorteile ist auch ein genereller Ersatz von Trommel- durch Teilbelagscheibenbremsen bei schweren Lastkraftwagen und Omnibussen in der ganzen Welt nicht erfolgt bzw. nicht möglich gewesen.

Die Vorteile beider genannten Bremsbauarten - die gerade Bremsen­ kennung der Teilbelagscheibenbremse sowie die Wärmeabfuhr durch Konvektion der Trommelbremse - vereinigt die Vollbelagscheiben­ bremse (ATZ 83 S. 291/302). Sie weist die Eigenschaften auf, mit denen die bremstechnischen Bedingungen, welche die zunehmende Verkehrsdichte fordert, bei PKWs und LKWs erfüllt werden können.

Die Erfindung betrifft diese Bremsenbauart und hat sich zur Aufgabe gesetzt, sie in Richtung eines vereinfachten Aufbaus mit weiter verringertem Gewichtsaufwand sowie einer Betätigung weiterzubilden, durch welche durch Fortfall eines Betriebsfluids zum Bremsen eine hysteresefreie Steuerung der Blockierverhin­ derung erfolgt. Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kenn­ zeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie gibt den Querschnitt durch ein Kraftwagenan­ triebsrad wieder, in welches die elektrisch betätigte Voll­ belagscheibenbremse eingebaut ist.

In der Abbildung ist mit 1 das Rad bezeichnet, welches mittels Radmuttern 2 und -bolzen 3 an der Nabe 4 befestigt ist und dabei den Bremsgehäuseflansch 5 umfassen. Die Nabe wird durch das Doppelkugellager 6 vom Radträger 7 getragen. Über Schwing­ arme, von denen der obere Arm 10 mit Kugelgelenk 11 angedeutet ist, ist der Radträger mit dem Wagenkasten verbunden. Am Rad­ träger 7 ist der die Bremseinheit auf einer Außenverzahnung axial frei beweglich tragende Bremsflansch 8 durch Schrauben 9 befestigt.

Der Flansch 5 ist Bestandteil des radial verrippten Bremsgehäu­ ses 12, welches den durch Schrauben 13 befestigten, ebenfalls mit radialen Rippen ausgerüsteten, Bremsdeckel trägt. Beide Gehäuseteile bilden auf ihren Innenseiten die Reibflächen und umfassen die auf dem Bremsflansch 8 sitzende Bremseinheit. Diese besteht aus dem zweiteiligen Bremsträger 15 ₁, 15 ₂, welcher die beiden mit Reibbelag ausgerüsteten Bremsscheiben 16 und 17, die elektromagnetische Zuspanneinrichtung 18 ₁, 18 ₂ mit Betäti­ gungs- Federstahlscheibe 19 und die Rückstellfedern 20 trägt. Nach Abnahme des Rades kann die Bremseinheit zusammen mit dem geschlossenen Bremsgehäuse mit der Innenverzahnung des Brems­ trägers 15 ₈ von der Außenverzahnung des Flansches 8 abgezogen werden. Die Bremsträgerplatte 15 ₁ trägt an axialen Vorsprüngen 15 ₃ die an ihm anliegende Bremsscheibe 16 und auf der Gegenseite an axialen Vorsprüngen axial beweglich die Bremsscheibe 17.

Der Bremsbelag der Bremsscheibe 16 kann auch direkt auf die Bremsträgerplatte 15 ₁ aufgebracht werden, so daß die Bremsein­ heit und damit die Bremse um das Maß des Trägerbleches der Bremsscheibe 16 schmäler würde. Allerdings sind dann die Verschleißteile unterschiedlich. Diese Maßnahme kann durchgeführt werden, wenn sich, wie Reibpaarungsversuche mit den für diese Bremsenbauart vorgesehenen Werkstoffen inzwischen bereits erkennen lassen, eine Reibbelaglebensdauer herausstellt, welche die des Fahrzeugs wesentlich übertrifft.

Der Bremsträgerflansch 15 ₂, der mit der Bremsträgerplatte 15 ₁ formschlüssig durch Axialvorsprünge 15 ₅ sowie Radialvorsprünge 15 ₆ mit Sprengring 15 ₇ verbunden ist, trägt den im Ringquer­ schnitt U-förmigen Magnetspulenträger 18 ₁, in welchen der Magnetring 18 ₂ eingreift und im ungebremsten Zustand, axial gespannt durch die Tellerfedern 24, an der Bremsträgerplatte 15 ₁ anliegt. Der Magnetring 18 ₂ steht mit der Bremsträgerplatte 15 ₁ über eine ebene Betätigungs-Federstahlscheibe 19 in Ver­ bindung. Letztere ist auf der Bremsträgerseite außen an der Bremsträgerplatte 15 ₁ auf dem Runddrahtring 21 und innen über einen Runddrahtring 20 auf einem radialen Vorsprung des Magnet­ ringes 18 ₂ und auf der Seite der Bremsscheibe 17 an einem Rund­ stahlring 23, welcher am Innenrand des Abstandsblechringes 22 sitzt, abgestützt.

Beim Bremsen wird die Zugkraft des Magnetringes 18 ₂ im Durch­ messerverhältnis der Abstütz-Runddrahtringe 20, 21 und 23 über­ setzt und als Druckkräfte gleichmäßig (axio = reaxio) auf Bremsscheibe 17 und über den Bremsträger 15 ₁/15 ₂ auf Brems­ scheibe 16 übertragen. Die Rückstellung nach der Bremsung er­ folgt durch das Tellerfederpaket 24. Der Wirkungsgrad dieser Betätigung ist deshalb besonders gut, weil lediglich am äußersten der Bremseinheit zwischen den Nuten 15 ₄ am Bremsträger und den Außen-Radialfortsätzen der Bremsscheibe 14 beim An­ legen der Bremsscheiben, also bei der Überwindung des Lüft­ spiels Reibung auftritt, die sich jedoch bei der Erzeugung des Anpreßdruckes zum Bremsen, wie die Erfahrung zeigt, nicht aus­ wirkt. Eine Hysterese tritt hierbei praktisch nicht auf.

Zur Blockierverhinderung beim Bremsen ist ein Sensor 25 vor­ gesehen, dessen Pol im gekapselten Raum der Bremse unterge­ bracht ist. Er steht mit der für das betreffende Rad ange­ ordneten Recheneinheit im Prozessor in Verbindung und gibt die Drehfrequenzen des überwachten Rades an. Bei einer pro­ grammierten Zunahme der Winkelverzögerung, also einem Blockier­ vorgang beim Bremsen, wird über den Prozessor trägheitslos die elektrische Bremsbetätigung des betreffenden Rades redu­ ziert und entsprechend dem zwischen Reifen und Straße mög­ lichen Kraftschluß - unter Einschluß einer programmierten Reifen-Seitenkraftschlußkomponente - eine Einregulierung des Bremsbetätigungsdruckes vorgenommen und damit die den Straßenoberflächen entsprechende Bremsverzögerung eingestellt.

Claims (3)

1. Elektrisch zugespannte Vollbelagscheibenbremse, insbeson­ dere für Kraftfahrzeuge, mit umlaufendem, zweiteiligem, außen geschlossenem, radial verripptem Bremsgehäuse und zwei, im Bremsgehäuse angeordnete, die Bremsbeläge tra­ genden Bremsscheiben, dadurch gekennzeich­ net, daß im Durchmesserbereich innerhalb der Brems­ scheiben-Reibflächen (16, 17) konzentrisch zur Bremsen­ mittenachse eine elektrische Betätigungseinrichtung (18 ₁, 18₂) angeordnet ist, deren mit Spulen ausgerüsteter Stator (18 ₁) am, mit der einen Bremsbelagreibfläche (16) auf einem stationären Flansch (8) axial frei beweglich gelagerten Bremsträger (15 ₁, 15₂) befestigt ist, welcher an seinem Außendurchmesser an einem mit radialen Nuten ausgerüste­ ten Ringzylinderfortsatz (15 ₄) die auf dem Bremsträger axial frei beweglich gelagerte Bremsscheibe (17) mit der zweiten Bremsbelagreibfläche trägt, wobei letztere über mechanische Axialkraft-Übersetzungsglieder (19 bis 23) mit dem axial beweglichen Ringanker (18 ₂) der elektrischen Be­ tätigungseinrichtung verbunden ist.

2. Elektrisch zugespannte Vollbelagscheibenbremse, nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als axiales Kraft­ übersetzungsglied eine Federstahlscheibe (19) dient.

3. Elektrisch zugespannte Vollbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Betätigungsstromkreis jeder Radbremse des Kraftfahrzeugs eine Rechnereinheit ange­ schlossen ist, welche mit dem Drehzahlsensor (25) verbunden ist und bei Überschreitung eines vorgegebenen Winkelverzöge­ rungswertes die Betätigungsstromstärke reduziert und ein­ regelt.