DE60019587T2

DE60019587T2 - Doppelscheibenbremssystem mit abs

Info

Publication number: DE60019587T2
Application number: DE60019587T
Authority: DE
Inventors: James Kenneth BUNKER
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: EP1187744B1; US6371250B1; US6244391B1; AU5231600A; WO2001002226A3; EP1187744A2; US20020029939A1; KR20020021128A; DE60019587D1; KR100471916B1; WO2001002226A2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein ABS-Bremssystem für motorbetriebene Fahrzeuge.
Hintergrund der Erfindung
Allgemein haben Serienfahrzeuge, wie Automobile, ein automatisches Bremssystem (ABS), das eine einzelne an einer Radnabe fixierte Bremsscheibe und ein an einem Aufhängeelement des Fahrzeugs montierten verschiebbaren Bremssattel verwendet. Das Betätigen eines Bremsfußpedals durch den Fahrzeugführer mit einer übermäßigen Bremskraft wird durch einen Sensor erfasst und ein Abbremsen des Rades wird durch einen angrenzend an das Rad montierten Radpositions- oder Radgeschwindigkeitssensor ermittelt. Der Radgeschwindigkeitssensor überwacht insbesondere ein Blockieren des Vorderrades während des Bremsvorgangs mit dem dadurch verursachten Verlust der Lenkbarkeit und dem dadurch verursachten längeren Anhalteweg. Der Anhalteweg des Fahrzeugs kann gegenüber einem längeren Anhalteweg im voll blockierten Zustand oder im Rutschzustand verkürzt werden, wenn die Räder iterativ mit einem geringen Schlupf betätigt werden. Der Bremssattel wird vorzugsweise mit einer hohen Bremsmoment-"Betätigungs"-Rate („applying" rate) betrieben, um das Bremsmoment zum schnellen Ansprechen zu erhöhen. Zusätzlich wird der Sattel mit einer "großen Freisetzungs-" Rate („release" rate) betrieben, um das Bremsmoment für eine kurze Ansprechzeit zu verringern, wenn der Zustand des Blockierens dabei erfasst worden ist, um anzufangen, dem Rad das Beschleunigen auf eine Geschwindigkeit annähernd der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermöglichen.
Bei herkömmlichen Serienfahrzeugen, die eine solche fixierte Bremsscheibe und einen schwimmenden Bremssattel haben, wird ein Hydraulikkolben in einem Hydraulikzylinder am Sattel betätigt, um einen inneren bewegbaren Bremsklotz in Bremsanlage bzw. -eingriff mit einer Seite der Bremsscheibe zu verschieben, die an einer an der Fahrzeugaufhängung montierten rotierenden Radnabe befestigt ist. Eine Reaktionskraft von der den Kolben bewegenden hydraulischen Flüssigkeit bewegt den verschiebbaren Sattel, um den Sattel und einen zweiten Bremsklotz am distalen Ende eines Sattels zum Eingriff mit der anderen Seite der fixierten Bremsscheibe zu verschieben. Typischerweise wird das Bremssystem mit hydraulischer Flüssigkeit bei einem Druck von etwa 70 BAR oder mehr betrieben, um den Klemmdruck auf den gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe zu erzeugen.
Aus dem Vorhergehenden sollte klar sein, dass beim Anwenden übermäßiger Bremskraft auf ein Bremspedal durch einen Fahrzeugführer ein rapides Abbremsen des Rades bis zum Blockierzustand erfolgt; die ABS-Sensoren und das ABS-Steuerungssystem erfassen die Rotationsposition des Rades relativ zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und wenn diese Zustände innerhalb vorhandener gespeicherter Parameter sind, wird das ABS-Hydrauliksystem zum Betätigen der Bremsen aktiviert. Das ABS-Hydrauliksystem isoliert die pedalbetätigten Hydrauliken, wobei das Betätigen der Bremsen durch das ABS-System übernommen wird, was ein Verringern der Bremsleistung bewirkt und die Radrotation zum Beschleunigen oder Hochdrehen (spin up) ermöglicht. Wenn durch den Radsensor ermittelt worden ist, dass das Rades hochdreht und sich der Fahrzeuggeschwindigkeit annähert jedoch nicht gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wendet die ABS-Hydraulik erhöhten Hydraulikdruck auf den verschiebbaren Sattel an, um die Rotationsgeschwindigkeit des gebremsten Rades zu verringern oder herunter zu drehen (spin-down). Wenn der Radsensor erfasst, dass das Fahrzeugrad innerhalb der voreingestellten Parameter herunterdreht, um ein Blockieren des Fahrzeuges zu erreichen, wird der ABS-Hydraulikdruck am verschiebbaren Sattel erhöht, um das Hochdrehen des Rades zu ermöglichen. Dieser Prozess wird wiederholt ausgeführt, um eine Modulation des ABS-Hydraulikdrucks und ein Abbremsen der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermöglichen, um ein Stoppen des Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen Weges abhängig von der Art der Oberfläche, mit der die Räder in Eingriff stehen, zu ermöglichen. Offensichtlich ist der Anhalteweg auf Eis oder anderen Oberflächen mit niedrigen Reibungskoeffizienten größer als der Anhalteweg bei Oberflächen mit höheren Reibungskoeffizienten. Staatliche Vorschriften in vielen Ländern erfordern, dass das ABS-Bremssystem das Fahrzeug innerhalb eines festgesetzten Anhalteweges bei einem vorgegebenen Reibungskoeffizienten der Oberfläche stoppt.
Das ABS-System erfasst die anfängliche Betätigungs-Rate und Freigabe-Rate und skaliert oder kalibriert die Auflösung der nachfolgenden "Betätigungs-" und "Freigabe-"Raten zum Anhalten des Fahrzeugs. Beispielsweise ist die Amplitude der anfänglichen Betätigungs- und Freigabe-Raten recht hoch, wenn das Rad auf einer konkreten trockenen Oberfläche ist, wobei die Amplitude der Frequenz bei den häufigen Bremsanwendungen bei einer niedrigen Frequenz recht hoch ist. Das ABS-System vergleicht dann die Frequenz und Amplitude der Bremsbetätigungs- und Bremsfreigaberaten mit in einer Steuerung vorgespeicherten Parametern und betreibt dann das Bremssystem entsprechend dem Algorithmus, der zum Abbremsen der Fahrzeuggeschwindigkeit genutzt wird, um das Fahrzeug innerhalb des staatlich vorgeschriebenen Anhaltewegs zu stoppen. Dieses Abbremsen ist üblicherweise ein konstantes im Abbremsen und ist linear in Bezug auf die Zeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die zurückgelegte Entfernung. Nachfolgend wird diese als Fahrzeugabbremskurve bezeichnet, welche nicht linear sein muss, aber welche gewöhnlich eine lineare Kurve ist. Eine grafische Veranschaulichung der Geschwindigkeit des Fahrzeugrades und des Hydraulikdrucks zeigt, dass diese entlang dieser theoretischen Fahrzeugabbremskurve moduliert sind, bis das Fahrzeug auf eine sehr geringe Geschwindigkeit verlangsamt worden ist, d. h. unterhalb von 10 mph, ab der es den Bremsen gestattet wird, zu blockieren, um das Fahrzeug vollständig anzuhalten. Wenn dieselbe Fahrzeugbewegung bei derselben Geschwindigkeit mit demselben Bremspedaldruck bei einer Bewegung auf poliertem Eis, das einen im Verhältnis zu dem Reibungskoeffizienten der konkreten Oberfläche sehr geringen Reibungskoeffizienten hat, abgebremst wird, erkennt die Initialbremsung durch das ABS-System dies und setzt die Skalierung oder Kalibrierung, um eine feinere Auflösung mit einer höherfrequenten Betätigung und Freigabe der Bremsen und mit geringerer Amplitude der Beschleunigung und des Abbremsen des Rades festzusetzen. Dadurch ist bei einem geringeren Oberflächenreibungskoeffizienten die durchschnittliche Druckschwankung und Radbeschleunigung über den Anhalteweg geringer.
Bekannte ABS-Bremssysteme leiden daran, ein relativ hohes Gewicht zu haben, relativ teuer zu sein und daran, Betriebsmängel zu haben, wie Betätigung bei hohen Drücken, hohes Restreibungsschleppmoment bzw. bleibendes Bremsmoment und große Hystereseverluste. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine signifikante Gewichtsreduzierung zu ermöglichen, beispielsweise in Bezug auf ein kommerzielles Automobil das Gewicht des Bremssystems von etwa 18 Kilogramm auf 15 Kilogramm der ungefederten Massen des Rades zu reduzieren. Eine Kostenersparnis von dreißig (30%) Prozent oder mehr kann gegenüber den derzeit in kommerziellen Fahrzeugen eingesetzten Bremssystemen erreicht werden. Wie nachfolgend detailliert erläutert werden wird, wird ein besseres Betätigen durch eine Reduzierung des bleibenden Bremsmoments erreicht, das auftritt, wenn die Bremsklötze auf der Bremsscheibe rubbeln bzw. an diese reiben, wenn das Bremspedal nicht betätigt worden ist. Eine Reduzierung des bleibenden Brems moments führt zu einem signifikanten Anstieg der Bremsklotzlebenszeit, niedrigeren Betriebstemperaturen und schnellerer Radbeschleunigung, wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben werden wird.
Um die Akzeptanz und Übernahme des Bremssystems dieser Erfindung durch Erstausstatter zu erleichtern, kann das bevorzugte Bremssystem dieser Erfindung mit dem gleichen in derzeit genutzten Fahrzeugen installierten ABS-Steuerungs- und Betätigungssystem genutzt werden.
Das bevorzugte Bremssystem ohne ABS-Steuerungssystem ist umfassender in der oben erwähnten parallel anhängigen United States Patentanmeldung beschrieben, um den nachfolgenden Umfang dieser Anmeldung zu verringern. Dieses Bremssystem enthält doppelte verschiebbare Bremsscheiben und vier Bremsklötze zum reibenden oder klemmenden Eingriff mit den vier Seiten der doppelten Bremsscheiben sowie einen starren Sattel, der an einer Achsschenkelaufhängung oder Achsschenkelgelenkaufhängung montiert ist. Vorzugsweise ist der Hydraulikzylinder zum Betätigen der Bremsscheiben integral mit der Achsschenkelgelenkaufhängung gebildet und ein äußerer distaler Bremsklotz ist fest an einer ortsfesten Brücke des Sattels befestigt. Dies weicht von dem derzeitigen verschiebbaren Sattel einer typischen herkömmlichen Scheibenbremse ab, die nur zwei reibende Flächen hat, die an gegenüberliegenden Seiten einer schweren Eisenguss- oder Aluminiumguss- Bremsscheibe anliegen bzw. eingreifen.
Die vorliegende Erfindung ist, wie oben ausgeführt, auf das Bereitstellen eines besser betätigbaren ABS-Systems gerichtet. Aktuelle ABS-Systeme leiden an einer Reihe von Unzulänglichkeiten. Eine von diesen Unzulänglichkeiten ist, dass diese bei Oberflächen mit hoher Reibung mit relativ hohem hydraulischem Druck betätigt werden, zum Beispiel bei 70 BAR. Mit nur zwei Bremsflächen pro Rad muss ein großer Energiebetrag an jeder Reibefläche abgeleitet werden, um das Fahrzeug schnell abzubremsen. Diese hohen Bremsdrücke führen zu großen Amplitudenschwankungen des Hydraulikdrucks, wenn die Bremsen betätigt und freigegeben werden. Während des langen Zeitraums, in dem der Bremsdruck freigegeben ist, um dem Rad eine Beschleunigung auf Fahrzeuggeschwindigkeit zu gestatten, wird das Fahrzeug vorwärts bewegt, ohne dass eine Bremswirkung zum Abbremsen des Fahrzeugs angewendet wird.
Mit einer feineren Auflösung der Frequenz und Amplitude bei einer theoretischen Fahrzeugbremskurve ist die Zeit für einen individuellen Zyklus zur Bremsanwendung und Bremsfreigabe viel schneller, so dass viel mehr dieser Zyklen im selben Zeitabschnitt ausgeführt werden als bei einem Bremssystem mit einer höheren Auflösung. Daher wäre es wünschenswert, ein ABS-System mit erhöhter Auflösung angenäherter an die Fahrzeugabbremskurve zu haben. Ein anderer Faktor, der von dem Erreichen eines besseren Bremsens und von dem Erreichen einer feineren Auflösung von Brems- und Freigabezyklen umfasst ist, ist die Hysterese des Systems, die die Energieverluste und in das System eingegebene Zeit umfasst. Zum Beispiel sind bei aktuellen hydraulischen Systemen ausdehnbare flexible hydraulische Schläuche oder Leitungen vorhanden, die sich während des Hochdruckbremsens ausdehnen und sich bei dem geringeren Druck beim freigeben der Bremsen zusammenziehen. Auch wird eine Vielzahl von Dichtungen während des Hochdruckbremsens ausgedehnt und dann während der Druckfreigabe zusammengezogen. Eine solche Dichtung in einem hydraulischen Bremssystem ist die umlaufende Dichtung des Kolbens des Bremssattelzylinders. Diese Dichtung wird während des Bremsens ausgedehnt und zieht sich während der Bremsfreigabe zusammen und übt eine Rückstellkraft zum Rückstellen des Kolbens aus.
Eine andere Unzulänglichkeit beim Betreiben des herkömmlichen Einscheibenbremssystems mit verschiebbarem Sattel ist der Betrag der Auslenkung des distalen Bremsklotzträgers am äußeren Ende des Sattels. D. h. der große schwer gleitender Sattel des aktuellen Scheibenbremssystems hat einen am Sattel fixierten Klotz, der dieses äußere Ende einer Sattelbrücke bildet. Dieser Sattel und dessen Brücke sind groß und schwer, da diese den Kolben und den äußeren distalen Klotz tragen und die erforderliche Steifheit geben, um eine durch die großen angewendeten Klemmkräfte bewirkte Biegung und Rückstellung standzuhalten. Ungeachtet, dass sie relativ schwer und groß sind, wird das distale Ende des Sattels oft um 0,0006 Zoll oder mehr ausgelenkt. Das Betätigen in dem System wird durch dieses Auslenken des distalen Endes des Sattels und die erforderliche Zeit zum Gleiten des schweren Sattels zurück zu seiner Freigabeposition beeinträchtigt.
Wie oben ausgeführt, wird die Betätigungswirkung eines ABS-Scheibenbremssystems durch einen bleibenden Anzug der Bremsen nachteilig beeinträchtigt, wenn der Bremsdruck entspannt worden ist. Das bleibende Bremsmoment verzögert den Radanlauf bis zur gewünschten Geschwindigkeit und damit verzögert sich die Ansprechzeit. Es ist herausgefunden worden, dass die hierin beschriebe ne herkömmliche Bremsscheibe mit verschiebbarem Sattel ein signifikantes bleibendes Moment oder einen bleibenden Bremsanzug hat. Ein Grund kann sein, dass die Bremsscheibe an einem Schenkel befestigt ist und jede Toleranz zu einer wirklich senkrechten Ausrichtung zur Drehachse des Rades zur Reibung an Erhebungen der Scheibe führt, was auch als "run out" bezeichnet wird. D. h. die fixierte Scheibe oder der Rotor wird nicht absolut rund laufen, da man Herstellungstoleranzen bei deren Befestigung einschließlich Lager, Naben oder Achsen und bei der Scheibe selbst, die mit einem darin vorgesehenen winkligen Bereich gegossen ist, haben wird. Dieser fixierte rotierende Rotor hat eine geometrische Hülle, innerhalb der sich seine ringförmige Bremsfläche während einer Radumdrehung bewegt. Wenn eine Erhebung an dem Rotor gegen einen Bremsklotz stößt oder an einem Bremsklotz reibt, drückt er gegen die große Sattelmasse und ein bleibendes Bremsmoment ist die Folge. Dies reduziert die Lebenszeit der Bremsklötzer und verschwendet Kraftstoff und Energie. Auch wenn das Rad durch das ABS-System zum Beschleunigen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit freigegeben worden ist, muss das Rad dieses bleibende Bremsmoment überwinden, wenn es beschleunigt. Dieses bleibende Bremsmoment verlängert die erforderliche Zeit, um die gewünschte Radgeschwindigkeit zu erreichen, wodurch der Anhalteweg für das ABS-Bremssystem vergrößert wird. D. h. die größeren hydraulischen Betätigungsdrücke und Massen des verschiebbaren Sattels und die damit verbundenen Reibungsverluste des schwimmenden Sattelsystems führen zu einem größeren Zeitabstand zwischen dem Herunterdrehen (spin down) und dem Hochdrehen (spin up). Daher wäre es wünschenswert ein effektiveres ABS-System bereitzustellen, bei dem die Frequenz des Hochdrehens und des Herunterdrehens höher ist.
Um ein effektives ABS-Bremssystem zur Verfügung zu stellen, muss das Bremssystem selbst strengen Vorschriften zum Verschleiß, zur Vibration, zum bleibenden Moment entsprechen ebenso wie verschiedenen Straßentests zum Bremsfading, zur Temperatur beim Betätigen bei Bergabfahrten oder kurvigen Straßen über einen langen Zeitraum etc. bestehen. Einige der aktuellen Bremssysteme, die zwei Bremsklötzer und eine einzelne feste Bremsscheibe nutzen, werden bei solch hohen Temperaturen betrieben, dass sie entweder ausfallen oder Schwierigkeiten haben, dem Auto Motive Standard (AMS) Straßentest zu bestehen.
Weiterhin muss ein in Serienfahrzeugen zu installierendes Bremssystem erfolgreich betrieben werden und frei von Vibrationen, Lärm und anderen wahrzuneh menden ungünstigen Bedingungen sein, die vom Fahrzeugführer als unerwünscht angesehen werden. Natürlich ist die Langlebigkeit der Bremsklötzer und Scheiben mit einem minimalen Verschleiß auf Grund der Variation der Scheibendicken (disc thickness variation = DTV) in lokalen Bereichen äußerst wünschenswert, um Vibrationen und einen Austausch der Bremsscheiben und/oder Bremsklötzer zu vermeiden. In einem Zustand nicht betätigter Bremsen können sich Bremsklötze und Bremsscheibe berühren, besonders beim Abbiegen oder Fahren über holprige Oberflächen, und ein bleibendes Bremsmoment bewirken. Dieses bleibende Bremsmoment tritt zusätzlich zu dem bereits beschriebenen bleibenden Bremsmoment infolge von Fertigungstoleranzen auf.
In WO 98 25804 (Bunker) ist eine Scheibenbremsenbaugruppe für Kraftfahrzeuge offenbart, das doppelte verschiebbare Scheiben enthält und kein ABS-System umfasst.
In US 4 474 060 (Crossman) ist ein Momentenauslesesensor zur Montage an einer geschraubten Verbindung zwischen einer Flugzeugbremse und einer bremsreaktionsmomentbeschränkenden Vorrichtung zum Erfassen des Reaktionsmoments offenbart. 2 zeigt eine Multischeiben-Vollkreisring-Scheibenbremseinheit. Die Würdigung des Hintergrundgebiets erwähnt, dass viele Flugzeuge ein Antirutschsystem verwenden.
Die Anmelder sind sich keiner irgendwelchen früheren Publikationen von Mitteln bewusst, die für ein Scheibenbremssystem für ein Automobil anwendbar sind und geeignet sind, die Betätigung desselben in Bezug auf die Frequenz der Bremsanwendung und Freigabe und hierin diskutierten verbundenen technischen Betriebsfaktoren zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein neues und verbessertes Scheibenbrems- und Aufhängungssystem für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugrades angegeben, wie in den anliegenden Ansprüchen definiert.
Das Scheibenbremsensystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat insbesondere ein geringeres Gewicht, geringere Kosten und eine verbesserte Betätigungscharakteristik. Um diese Resultate zu erreichen, ist das bevorzugte ABS-System mit einem Paar verschiebbarer dünner Bremsscheiben gebildet, die in einer schwimmenden Art auf einer Radnabe montiert sind, wobei dieses Schwimmen den Bremsscheiben ermöglicht, sich selbst schnell zu positionieren und dabei das bleibende Bremsmoment zu reduzieren. Vom Standpunkt des Gewichts sind diese Bremsscheiben dünne, flache Platten, die aus Stahl, Aluminium oder einem Verbundwerkstoff hergestellt sind, im Gegensatz zu den schweren gegossenen gewinkelten Rotoren, die aktuell verwendet werden. Der hydraulische Bremszylinder ist im Inneren des Achsschenkels oder Achsschenkelgelenks integral gebildet, um eine signifikante Gewichtseinsparung zu ermöglichen. Vom Standpunkt des Betreibens arbeitet das ABS-System bei wesentlich reduzierten Hydraulikdrücken und hat eine größere Frequenz der Radverzögerungs- und Freigabezyklen pro Zeiteinheit. Die Brems- und Freigabezyklen werden eine viel höhere Frequenz und eine wesentlich geringere Amplitude haben, was bedeutet, dass das Fahrzeug näher an der gewünschten von der ABS-Steuerung vorgegebenen Fahrzeugabbremskurve verzögert wird.
In Übereinstimmung mit einem bedeutenden Aspekt der Erfindung sind die verschiebbaren Bremsklötzer oben etwa bei einer 12:00 Uhr-Position montiert mit einem dazu angrenzend angeordneten Radgeschwindigkeits-Impulserzeuger, so dass der Verriegelungswinkel und Wendekreis der Fahrzeugaufhängung nicht behindert wird. Vorzugsweise ist der Hydraulikzylinder integral am oberen Ende des Aufhängebauteils ausgebildet. Es ist auch vorteilhaft den Dichtring zwischen dem Kolben und der zylindrischen Wand des Zylinders mit einer gering reibenden Oberfläche vorzusehen, wie einer Teflon-Oberfläche, um die Hysterese zu reduzieren.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst der Radgeschwindigkeits-Impulserzeuger einen ringförmigen Luftkühlungsring mit gleich beanstandeten in einem mit der Radachse konzentrischen Kreis angeordneten Nasen, der mit der rotierenden Nabe verbunden ist. Ein magnetischer Sensor ist angrenzend an den festen Sattel an dem Aufhängungsteil montiert, um die beanstandeten Nasen und dabei die Rotationsgeschwindigkeit des Rades relativ zum Blockieren und/oder zur Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A ist eine schematische Ansicht eines Doppelbremsen-ABS-Systems gemäß der Erfindung;
1B ist ein Graph, der eine Betriebscharakteristik des ABS-Bremssystems nach 1A angewendet auf ein Automobil gemäß der Erfindung zeigt;
1C ist ein Graph, der eine Betriebscharakteristik eines herkömmlichen ABS-Bremssystems, das bei demselben Fahrzeug wie in 1A eingesetzt ist;
1D veranschaulicht eine Druckreduzierung auf etwa die Hälfte und etwa eine Verdoppelung der Bremsbetätigungen und Freigaben zwischen dem Doppel-ABS-System dieser Erfindung und dem herkömmlichen ABS-System;
1E zeigt einen Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit und ein hydraulisches Steuerventil, die an einer Radaufhängung des Fahrzeugs montiert sind und gemäß der Erfindung betreibbar sind;
1F zeigt einen Magnetkraftantrieb, der in einer hohlen Bohrung eines Achsenstumpfs der Aufhängung montiert ist; und
1G zeigt ein ABS-System zum Betreiben der bevorzugten Doppelscheibenbremsen-Anordnung;
2 ist eine schematische Ansicht einer äußeren Feder, die auf die Bremsklötzer wirkt, und einer inneren Feder, die auf die Bremsscheiben wirkt;
3 ist eine Draufsicht, die die Feder zeigt, die auf die Bremsklötzer wirkt;
3A ist eine Schnittdarstellung, die die von der Feder angewendete Haltekraft auf die Oberseiten der Bremsklotzträger zeigt;
4 ist eine schematische Darstellung von drei Blattfedern, die auf eine Bremsscheibe auf einer Nabe wirken;
5 ist eine Explosionsdarstellung der erläuterten Anordnung;
6 ist eine Seitenansicht der erläuterten Anordnung;
7 ist gleich der 6, zeigt die erläuterte Anordnung jedoch in einer vertikalen Schnittdarstellung;
8 zeigt die Temperaturabfallkurven für Scheibenbremsen, die auf bleibendes Bremsmoment bei nicht betätigten Bremsen zurückzuführen sind;
9 zeigt Kurven eines AMS Verschleißtests einer standardmäßig befestigten Bremse;
10 zeigt die Kurven eines AMS Verschleißtests einer Doppelscheibenbremse;
11 ist eine vertikale Schnittdarstellung durch eine Verbindung der Aufhängung der erläuterten Anordnung;
12 ist eine Ansicht, ähnlich der 16, jedoch mit einer Änderung der erläuterten Anordnung;
13 ist eine perspektivische Darstellung einer alternativen Blattfeder, die vorstehende Rippen hat;
14 ist eine schematische vergrößerte Darstellung der Kontaktpunkte zwischen den Blattfedern und der Bremsscheibe;
15 ist eine vergrößerte bruchstückhafte Explosionszeichnung der Antriebsverbindung zwischen einer Nabe und verschiebbaren Bremsscheibe;
15A ist mit 15 gleich, ausgenommen, dass sich die Antriebsverbindung ausgedehnt hat und zum Antrieb der Bremsscheibe bei einer Rotation der Nabe ineinander greift;
16 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils XVI in 6;
17 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeils XVII in 7; und
18 ist eine Ansicht, die zwei Solenoide zum Betätigen des Bremsklotzträgers zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie in den Zeichnungen zum Zwecke der Erläuterung gezeigt, ist die Erfindung als ABS-Bremssystem 9 (1A) ausgeführt, das eine elektronische Steuereinheit 11 hat, die ein hydraulisches System steuert, das mit einem Kraftantrieb 13 verbunden ist, der eine Betätigungskraft zur Verfügung stellt, die zum Betätigen einer Bremsscheibenanordnung 10 genutzt wird, die ein Paar Bremsscheiben 38 und 40 hat, die durch Klemmkräfte von vier Bremsklötzen 50, 54, 56 und 60 (1G) gebremst und verlangsamt werden. Die erläuterte Bremsanordnung wird in Verbindung mit der dargestellten Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden, bei der das Bremssystem für ein Vorderrad (nicht dargestellt) eines frontgetriebenen Fahrzeugs ist. Das ABS-gesteuerte Bremssystem dieser Erfindung kann bei jedem Fahrzeug angewendet werden, ob Vorder- oder Hinterradantrieb, und auf die Hinterradbremsen genauso wie für die Vorderradbremsen.
Das ABS-Bremssystem 9 dieser Erfindung verwendet das verschiebbare Paar Bremsscheiben 38 und 40 und die zusammenwirkenden vier Bremsklötze 50, 54, 56 und 60, und verwendet eine herkömmliche ECU 11 (electronic control unit), die an einem Serienautomobil vorgesehen sind. Das Bremssystem wurde in verschiedenen Straßenoberflächenkombinationen einschließlich aber nicht beschränkt auf Fahrbahnoberflächen mit einem sehr geringen Reibungskoeffizienten, wie poliertem Eis, ebenso wie normale trockene Fahrbahnoberflächen und Kombinationen derer getestet. Ein ABS-Controller 15 entwickelt eine theoretische Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit, die hierin als eine im Wesentlichen lineare Verzögerungskurve 99 (1B und 1C) für den Anhalteweg abhängig von einer Reihe von Faktoren einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Reibungskoeffizienten der mit den Rädern oder dem Rad in Eingriff stehenden Oberfläche, dargestellt wird. Typischerweise wird jedes Rad separat gesteuert, da ein oder das andere der Räder auf einer gering wirksamen Oberfläche, wie z.B. Eis, während das andere Rad auf einer trockenen Fahrbahn mit einem hohen Reibungskoeffizienten sein kann. In dem in 1B dargestellten Beispiel der Doppelbremsscheibenanordnung dieser Erfindung wurde das Auto mit 80 Kilometer pro Stunde bewegt und dann sind die Bremsen sehr stark betätigt worden. Die Radgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist während der Verzögerung des Fahrzeugs erfasst worden und ist in den 1B und 1C mit Hilfe der Beschleunigungs-/Verzögerungskurve 100 dargestellt. Diese Beschleunigungs-/Verzögerungskurve 100 der Radgeschwindigkeit hat alternierende Radverzögerungsbereiche 100a und Radbeschleunigungsbereiche 100b. Dadurch kann von den Kurven 100 der 1B und 1C entnommen werden, dass das ABS-Steuerungssystem die Bremsklötzer gegen die Bremsscheiben betätigt und die Bremskraft iterativ freigibt, um das Rad zu verzögern und dann die Bremsen freizugeben, um dem Rad zu erlauben, auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu beschleunigen. Hierin ist die Kurve 100 im Wesentlichen linear von dem oberen linken Ende 99a, bei dem das Fahrzeug bei 80 kph bewegt wird, bis es bei dem unteren rechten Endbereich 99b auf der Kurve 99 gestoppt ist. Die horizontale Achse des Graphen hat zeitbasierte Einheiten, wodurch es sein kann, dass das Fahrzeug nach so vielen Einheiten der Bewegungszeit gestoppt worden ist.
Dadurch zeigt jede der Radbeschleunigungs-/Verzögerungskurven 100, dass das Rad entlang des nach unten geneigten Bereichs 100a verzögert worden ist, wenn die Bremsen betätigt werden, und einen ansteigenden Bereich 100b, bei dem die Radbremsen freigegeben bzw. gelöst sind und dem Rad eine Beschleunigung auf die Fahrzeuggeschwindigkeit gestattet ist, die etwas geringer als die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ist, wie die Kurve 99 unmittelbar darüber zeigt. Ein Bremsbetätigungs- und Freigabezyklus erzeugt eine Verzögerung beginnend bei einer höheren Radgeschwindigkeit 100a und weiter mit dem niedrigsten Rad 100d, wobei dann die Kurve ein Ansteigen der Radgeschwindigkeit entlang dem Kurvenbereich 100b zu einem weiteren Radgeschwindigkeitsmaximum 100c zeigt, um den Bremsbetätigungs- und Freigabezyklus zu initiieren.
Der Graph in 1C wurde während des Bremsens eines Serienfahrzeugs erzeugt, bei dem eine einzelne fixierte Bremsscheibe oder Rotor und ein verschiebbaren Sattel (nicht dargestellt) verwendet wird, der ein Paar Bremsscheiben hat. Gleiche Bezugszeichen sind bei den Kurven der 1B und 1C verwendet worden, um dieselben Dinge zu bezeichnen, wie z.B. Verzögerung, Beschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Druck der Hydraulikflüssigkeit und die Zeit oder zurückgelegte Entfernung. Der herkömmliche verschiebbare Sattel und der einzelne Bremsrotor des Testfahrzeugs wurden gegen eine Bremsanordnung ausgetauscht, die Doppelscheiben und vier Bremsklötze hat, wie hier erläutert. Es ist dasselbe ABS-Steuerungssystem verwendet worden, um das herkömmliche Bremssystem, wie auch das Doppelscheibenbremssystem zu betätigen, das hierin dargestellt und beschrieben ist. Die Kurven der 1B und 1C sind für die beiden Vorderräder auf einer Oberfläche mit geringem Reibungskoeffizienten, nämlich poliertem Eis, erzeugt worden. Andere Daten sind für Oberflächen mit hoher Reibung und einer Kombination von Oberflächen mit niedriger und hoher Reibung erzeugt worden.
Die Druckkurven 102 der Bremsflüssigkeit sind auch in den 1B und 1C enthalten, um den Hydraulikdruck jedes Bremsbetätigungs- und Freigabezyklus zu zeigen. Der nach unten gerichtete Bereich 102a zeigt einen fallenden Flüssigkeitsdruck, wenn die Bremsen freigegeben werden, und zeigt einen ansteigenden Flüssigkeitsdruckbereich 102b, wenn die Bremsen betätigt werden. Bei jeder iterativen Bremsbetätigungs- und Freigabezyklus sinkt der Flüssigkeitsdruck, wenn das Rad auf Fahrzeuggeschwindigkeit beschleunigt, und dann steigt der Flüssigkeitsdruck an, wenn das Rad bis zur Radblockierbedingung abgebremst wird. Eine Linie 104 des durchschnittlichen Bremsflüssigkeitsdrucks ist ebenfalls in den 1B und 1C gezeigt. Der Bremsdruck wird durch ein hydraulisches Modulierventil moduliert. Wenn die Radverzögerung die Fahrzeugverzögerung um einen definierten Wert überschreitet, signalisiert die ECU 11 dem Druckmodulationsventil, den Leitungsdruck zu modulieren und zu reduzieren. Wenn das Rad beschleunigt und an einem definierten Punkt, signalisiert die ECU 11 dem Modulierventil 17, den Leitungsdruck wieder herzustellen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein ABS-Bremssystem vorgesehen, das eine feinere Auflösung oder Frequenz der Bremsbetätigungs- und Freigabezyklen hat, wobei die Zyklen eine geringere Amplitude der Radbeschleunigung/Verzögerung haben. Zusätzlich ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Verringerung des Flüssigkeitsdrucks um etwa die Hälfte, wie dies aus einem Vergleich der Mittelwertkurven 103 der 1B, 1C und 1D des Flüssigkeitsdrucks entnommen werden kann, was aus Sicht einer Hysterese günstig ist, da die Ausdehnung und Kontraktion von Dichtungen und ausdehnbaren Flüssigkeitsschläuchen Zeit und Energie benötigt. Da derselbe Energiebetrag erforderlich ist, um das Fahrzeug zu stoppen, wird mehr Energie und Zeit infolge der Hysterese verschwendet. Zusätzlich zu einer wesentlichen Reduzierung des Drucks kann durch einen Vergleich der entsprechenden Druckzyklen, wie in 1D dargestellt, gesehen werden, dass die Amplitude von Druckänderungen bei dem ABS-Doppelbremssystem wesentlich kleiner ist als bei der Amplitude der Druckänderungen bei dem herkömmlichen Bremssystem. Zusätzlich sind die Zyklen des Flüssigkeitsdrucks bei dem Doppelbrems-ABS-System höherfrequent als bei dem herkömmlichen ABS-System, wie in 1D dargestellt.
Wie nachfolgend noch detaillierter erläutert werden wird, beschleunigt das Rad bei dem Doppelbrems-ABS-System während des Radhochlaufbereichs 100b schneller hin zur Fahrzeuggeschwindigkeit infolge eines signifikant geringeren bleibenden Bremsmoments durch das Doppelscheiben- und Vierbremssystem 10 im Vergleich mit dem herkömmlichen einzelnen fixierten Rotor und verschiebbaren Sattel. Dieses bleibende Bremsmoment ist während des Radanlaufs vorhanden, wenn die Bremse in dem Freigabemodus ist, wodurch die Radbeschleunigung verzögert wird.
Aus Gewichts- und Kostengründen ist es vorteilhaft, einen integrierten hydraulischen Zylinder 72 (5) mit einem darin vorgesehenen Kolben 14 vorzusehen, der in einem Achsschenkel gebildet ist; dünne, verschiebbare, flache Bremsscheiben 38 und 40 aus Stahl; und einen kleineren fixierten Sattel, der die Bremsklötze 50, 54, 56 und 60 trägt. Signifikante Gewichtsreduzierungen von z.B. etwa 18 kg auf 15 kg sind bei diesem Ausführungsbeispiel erreicht worden. Weitere Kosten- und Gewichtseinsparungen sind durch das Verwenden von geringergewichtigen und/oder kleineren Dichtungen und Schläuchen infolge der Reduzierung des Betätigungsdrucks um etwa 50 % zwischen den zwei ABS-Systemen (2 und 3) erreichbar. Eine Reduzierung von 3 kg oder mehr des ungefederten Gewichts an den Rädern, das Vibrationen, Geräusche und Härte zurück in das Fahrzeug überträgt, ist ein wichtiger und signifikanter Beitrag. Dadurch wird ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung ein ABS-System angibt, das kostengünstiger, leichter im Gewicht und effizienter betätigbar ist, als das herkömmliche ABS-System, mit dem es hierin verglichen worden ist. Die vorliegende Erfindung ist kompatibel mit vorhandenen ABS-Steuerungssystemen, die vorhandene Algorithmen für das herkömmliche Sattelsystem verwenden. Ein verbessertes Bremsen kann durch den Einsatz eines neuen Algorithmus erreicht werden, der die höhere Frequenz und niedrigere Amplitude effizienter nutzt, als der Algorithmus, der für diese herkömmlichen Hochdruck-ABS-Controller entwickelt wurde. Die feinere Auflösung reduziert in einem Sinn das "Nachwirken" (Hunting) der Drücke um eine Mittellinie oder Durchschnittswertlinie für die Druckänderungen, die in diesem Diagramm gezeigt sind. Infolge der feineren Auflösung kann es auch vorteilhaft sein, die Abtastrate zu erhöhen, beispielsweise durch Verdoppeln der Anzahl der Eingabeelemente um das Rad herum, die durch einen Sensor erfasst werden, wie z.B. einem Sen sor 11A, der nach dem Halleffekt arbeitet (1A und 1G), um die Anzahl der Eingangssignale zur ECU zu verdoppeln. Weiterhin können die Eingangssignale weiter vergrößert werden, sowie der flache Boden eines aktuellen Signals kann verarbeitet werden, um eine feinere Auflösung der Druckänderung beim Übergang eines abfallenden Drucks zu einem ansteigenden Druck an den Bremsklötzen bereitzustellen. Diese zusätzliche Information könnte in einem neuen Algorithmus genutzt werden.
Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung wird die Reduzierung des Drucks genutzt, um die Bremsklemmkräfte über vier Klemmoberflächen gegenüber zwei Klemmkräften zu erzeugen, was im Unterschied zu den herkömmlichen elektrischen Rotationsmotoren mit einem Getriebezug den Einsatz eines Solenoids 110 (1F) zum Betätigen der Bremsen ermöglicht, um einen mechanischen Vorteil zu erreichen. Dadurch ist es möglich, wie in den 1F und 18 dargestellt, dass ein Solenoid 110 oder ein Paar Solenoide 110 und 112 genutzt werden können, um die Kraft zum Betätigen der Bremsen mit einem Kraftäquivalent zu 20 bar oder etwa 10 bar bereitzustellen, wenn ein Paar Hydraulikzylinder in den Achsschenkeln vorgesehen werden, wie in 18 dargestellt.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Testfahrzeug entwickelt wurde, ist herausgefunden worden, dass eine Reduzierung des Drucks von etwa 70 bar auf 35 bis 40 bar bei Fahrbahnoberflächen mit hohem Koeffizienten vorhanden ist. Auf Fahrbahnoberflächen mit niedrigem Reibungskoeffizienten, wie beispielsweise Eis, wird das herkömmliche Sattelsystem in einem Bereich von 15 bis 20 bar Leitungsdruck betrieben, währenddessen das Doppelbremssystem bei 6 bis 10 bar Leitungsdruck betätigt wird. Die Frequenz war bei jedem der Fälle verdoppelt und die Amplitude der Druckänderung war etwa halbiert. Dies gilt bei der Verwendung eines einzelnen Zylinders 72 und nicht bei Verwendung eines Zylinderpaars, das eine weitere Reduzierung um etwa eine Hälfte ermöglichen sollte, wenn ein solches Niedrigdrucksystem gewünscht wird. Diese niedrigen Drücke bringen am meisten Nutzen bei Bremsen-durch-Draht-Systeme (brake-by-wire systems), da diese den Einsatz von Solenoiden/Magnetantrieben mit geringerer Kraft gegenüber den derzeit eingesetzten komplexen Rotationsmotoren und Getriebezügen mit großer Kraft erlauben, um einen mechanischen Vorteil in Bezug auf das Entwickeln der großen Kräfte zu erreichen, die aktuell für die herkömmlichen Sattelscheibenbremssysteme erforderlich sind.
Das dargestellte Doppelbremsen-System, das in 1G gezeigt ist, wird nun detailliert beschrieben werden, und es umfasst zumindest ein Paar Bremsscheiben 38, 40, die auf einer Nabe einer Fahrzeugaufhängung montiert sind, wobei die Bremsscheibe entlang ihres inneren radialen Bereichs durch eine Anwendungsvorrichtung 44, die eine radial gerichtete Federkraft erzeugt, die zwischen der Nabe und der Bremsscheibe wirkt, und durch eine äußere Kraftanwendungsvorrichtung 45, die an einem äußeren Kranz der Scheibe angeordnet ist, eingespannt ist, d.h. auf der Nabe 14 positioniert ist. Diese Konstruktion stellt eine rotatorische Geometrie der Scheibe bereit, um einen Kontakt zwischen der Scheibe und den Bremsklötzen in einer zufälligen Art zu haben, wodurch ein geringeres Restmoment bei nicht betätigter Bremse und eine Reduzierung der DTV erreicht wird. Das heißt, ein leichtes zufälliges Berühren der Bremsklötze und Bremsscheibe kann beim Geradeausfahren auftreten, wenn die Klötze und Scheibe in nicht-kippbaren Lagen zueinander gehalten werden. Die innere radial gerichtete Kraftanwendungsvorrichtung ist zwischen der verschiebbaren Scheibe und der Nabe angeordnet, um Reibungskräfte auf die Nabe und auf die Scheibe auszuüben, die diese gegen Verschieben relativ zueinander und gegen das Erzeugen von Lärm oder ein hohes Quietschen hält, wenn sich die Bremsscheibe erwärmt und ausdehnt. Das heißt, wenn die Bremsscheibe kalt war, ist kein Quietschen oder Lärm durch die nutförmige Zwischenverbindung erzeugt worden. Wenn die Scheibe jedoch erwärmt worden ist und ausgedehnt ist, werden die nutförmigen Teile 42 (5) lose und gleiten in den Nuten 20 der Nabe und erzeugen ein stark ansteigendes kreischendes Geräusch.
Die bevorzugte radiale innere Kraftanwendungsvorrichtung 44 umfasst Federn, vorzugsweise flache Blattfedern 44a, die mit ihren Mitten 44b (4 und 5) tangential zur Nabe liegen und mit ihren äußeren Enden 44c vorgespannt mit den inneren Nabenoberflächen an beabstandeten Punkten in Kontakt sind, wie in übertriebener Form in 4 dargestellt. Mehr beabstandete Kontaktpunkte können durch erhöhte Rippen 44d der Blattfedern 44x vorgesehen werden, wie in den 13 und 14 dargestellt.
Die verschiebbare Bremsscheibe 38 ist dadurch an Kontaktpunkten 44c (4) in einer schwimmenden Art gelagert ist, wobei die Blattfedern 44a in einer schwimmenden Art auf der Nabe sind, und die Bremsscheibe kann durch die auf sie angewendeten Kräfte axial verschoben werden, um die Reibungskräfte zu überwinden, die durch die Federn an der inneren Scheibennabenoberfläche bewirkt wer den. Wenn sich die Bremsscheibe durch eine hohe Temperatur der Scheibe erheblich ausdehnt, werden die Scheibenzähne in den kalten Nabennuten lose und die Reibungskräfte zwischen den Blattfedern 44a und der Bremsscheibe und Nabe halten die Scheibe davon ab, sich relativ zur Nabe zu bewegen und von dem resultierenden kreischenden Lärm. Die Blattfedern 44a erzeugen radial gerichtete Kräfte auf den inneren Nabenbereich der Bremsscheibe, um diese allgemein in einer Ebene normal bzw. senkrecht zu der durch die Mitte der Nabe verlaufenden Rotationsachse zu halten. Diese innere radiale Positionierung durch die Federn 44a hilft, die Scheibe 38 konzentrisch zur Rotationsachse und in einem Zustand bei nicht betätigter Bremse innerhalb eines relativ engen umgebenden Raums zu halten und dadurch einen Reibungskontakt zwischen den Reibungsoberflächen der Bremsklötze und der Bremsscheiben 38, 40 und eine daraus resultierende Scheiben-Dicken-Variation (DTV = Disc Thickness Variation) zu reduzieren. DTV ist eine Hauptquelle für Vibration.
Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung schwimmen die verschiebbaren Bremsscheiben 38 und 40 auf der Nabe 14 und ihr äußerer Radkranzbereich wird zu seiner Position bei nicht betätigter Bremse gezogen und jede Scheibe sucht eine oder schwimmt zu einer Bremsenposition bei nicht betätigter Bremse, die durch den Eingriff mit den verschiebbaren Bremsklötzen 50, 54 und 56 festgelegt ist, die auf den Führungsflächen 68 des brückenförmigen Führungselementes 64 verschoben werden. Wie am besten aus den 2, 3 und 3A gesehen werden kann, ist eine Kraftanwendungsvorrichtung 71 für einen Bremsklotz zum Erzeugen radial gerichteter Belastungen auf die verschiebbaren Bremsklötze angeordnet, um diese mit vorbestimmten Federkräften zum Verschieben zu zwingen. Die Federkräfte sind viel stärker als sie bloß erforderlich sind, um Rattern zu verhindern oder Lärm zu unterdrücken. Die Federkräfte sind ausreichend, um die verschiebbaren Bremsklötze von einer Bewegung zurückzuhalten, durch die sie mit den Bremsscheiben in unkontrollierter Art und Weise in Kontakt kommen. Es ist herausgefunden worden, dass, wenn nur eine geringe Federkraft angewendet wird, um Lärm zu unterdrücken, der Lärm gemindert werden wird, aber dass die Bremsklötze frei verschiebbar sind und gegen die Bremsscheiben reiben, wodurch Verschleiß. und DTV entsteht. Auch wenn sehr leichte Federn verwendet werden, werden die Bremsklötze das Positionieren des äußeren Radkranzes der verschiebbaren Bremsscheiben nicht unterstützen, um Nichtbrems-Restdrehmoment bzw. das bleibende Bremsmoment bei nicht betätigter Bremse zu reduzieren. Die erläuterte Kraftanwendungsvorrichtung bzw. Kraftapplikatoren 71 umfasst ein Paar Blattfedern 71a und 71b (2 und 5), die Doppelfunktionen zum Verhindern von Rattern und zum Positionieren der Klötze und Scheiben relativ zueinander erfüllen.
Nachdem die Bremse betätigt und freigegeben worden ist, reibt die rotierende Bremsscheibe 38 anfangs gegen die Bremsklötze, wobei die durch dieses Reiben erzeugten Kräfte bewirken, dass die Klötze 50 und 56 von der Bremsscheibe weg in entgegengesetzte Richtungen verschoben werden. Der Betrag des Verschiebens ist durch die Reibungskraft der Bremskraftanwendungsvorrichtung gesteuert, die zu überwinden ist. Umgekehrt wird die Position der rotierenden Bremsscheibe 38 bei bleibendem Moment bei nicht betätigter Bremse durch die mit Hilfe der Kraft getrennten Bremsklötze erzwungen, die durch die Kraftanwendungsvorrichtungen gegen weiteres Verschieben gehalten werden. Die Federn 44 der Kraftanwendungsvorrichtung steuern ebenso jedes seitliche Verschieben der Bremsscheibe 38 entlang der Nabe. Die Bremsscheibe 38 ist in ihre lastlose Position durch die äußeren Kraftanwendungsvorrichtungen, die an gegenüberliegenden Seiten des Bremsscheibenpaars wirken, und durch innere Federn 44, die auf den inneren Nabenbereich der Scheiben wirken, gezwungen worden. Dadurch wird die Scheibe gesteuert, um zum Verschieben und zum Schwimmen frei zu sein aber nicht, um die Bremsklötze zu kippen, wobei die Bremsklötze zum Verschieben geführt sind aber nicht frei sind, in die Bremsscheiben zu kippen oder frei zu sein, an den Scheiben zu vibrieren oder gegen die Scheiben zu schlagen.
Die ABS-Doppelscheibenbremsanordnung 10 der vorliegenden Erfindung hat infolge ihrer bereits beschriebenen schwimmenden Geometrie ein signifikant geringeres Widerstandsmoment, d.h. bleibendes Moment bei nicht betätigter Bremse, wie in Verbindung mit 8 ausführlich erläutert werden wird, die ein typisches Ergebnis der Scheibentemperaturkurven von 100 Kph der ABS-Doppelscheibenbremse gegenüber einer herkömmlichen ABS-Scheibenbremse erläutert. Die Kurven 13A der herkömmlich befestigten Bremse ist bestenfalls bei 35° oberhalb der Umgebung, währenddem die ABS-Doppelscheibenbremse 10 das Abkühlen fortsetzt, und sich bei 10° über Umgebung stabilisiert, wie durch die gerade Linie 13B dargestellt. Allgemein ist die herkömmliche Bremse so gemacht, dass sie bei etwa 50° bis 70°C über der Umgebung ist. In Bezug auf diesen Test ist die Annahme gemacht worden, dass der dynamische Widerstand infolge des Kontakts der Scheibenvorderseite mit dem Klotz proportional zur Temperatur der Scheibe ist. Die vorliegende Erfindung ist ausgelegt, um vorzugsweise ein gerin ges bleibendes Bremsmoment zu erzeugen, d.h. etwa 1 Newtonmeter oder weniger im Unterschied zu etwa 6 Newtonmeter bei der fixierten Scheibenbremse des hierin getesteten Fahrzeugs.
Wie bereits erläutert, kann das Fahrzeugsrad, das bei diesem ABS-Doppelbremssystem genutzt wird, infolge des geringen bleibenden Bremsmoments schneller auf die Fahrzeuggeschwindigkeit beschleunigen als dies die herkömmlichen ABS-Räder können, die das hohe Bremsmoment der herkömmlichen Scheibenbremsen haben.
Gemäß der Erfindung müssen die Bremsscheiben 38 und 40 flach und eben in ihrer Rotationsebene und im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse 9 (2) sein. Die Scheibenbremsenklötze haben äußere ebene Oberflächen 50a, 54a, 56a und 60a, die durch die Federn 71a und 71b gehalten werden, damit sie parallel zu den ringförmigen Scheibenbremsenoberflächen 38a und 38b an dem äußeren Radkranzbereich der Bremsscheiben 38 und 40 sind. Wenn die Scheibengeometrie etwas gekrümmt ist, d.h. keine flache ebene Oberfläche hat, ist herausgefunden worden, dass bereichsweises Reiben und Verschleiß auftreten, wie 2 an der unteren Ecke 50b der zylinderförmigen Bremsklötze 50 und an der oberen äußeren Ecke 54b des gegenüberliegenden Bremsklotzes 54 an dem verschiebbaren Klotzträger 58 zeigt. 2 zeigt eine sehr übertrieben geneigte mit Hilfe von Linien dargestellte Scheibe 38, um den betreffenden Punkt darzustellen. Die nicht-flache Bremsscheibe hatte keinen zufälligen Kontakt mit den Bremsscheiben 38 und 40, sondern hat örtlich reibenden Kontakt infolge der Scheibenkrümmung an den inneren und äußeren Ecken 50b und 54b bei jeder oder fast jeder Umdrehung der Bremsscheibe. Daraus resultiert eine starke Änderung der Scheibendicke und es treten Vibrationen der Bremse auf. Wenn die nicht-flachen Scheiben gegen flache Bremsscheiben ausgetauscht worden sind, ist der zufällige Eingriff der Klötze und Scheiben wieder erreicht worden und die DTV und mit der DTV verbundene Vibrationen sind eliminiert worden. Wenn ein örtlicher Punkt die Belastung trägt, erhält man Abnutzung und Pumpaktionen mit der Radfrequenz.
Wie dies hierin nicht dargestellt ist, ist herausgefunden worden, dass, wenn die Oberflächen 50a, 54a und 56a der verschiebbaren Bremsklötze (2) nicht in paralleler Beziehung zu den Bremsscheibenoberflächen 38A und 40A gehalten worden sind jedoch frei montiert worden sind oder lose an der Brücke montiert worden sind, die Bremsklötze schräg gestellt oder schief sind sowie DTV und dar aus resultieren Vibrationen bewirken, wie oben für nicht-flache Bremsscheiben beschrieben worden ist. Im Unterschied dazu, sind die Federn 71a und 71b stark genug, um die Bremsklötze gegen ein Schiefstellen zu halten, wodurch ihre ebenen Klotzoberflächen 50a, 54a und 56a aus den Ebenen senkrecht zu der Rotationsachse 9 verschoben würden und eine Ecke von diesen Klotzoberflächen in kontinuierlichen örtlichen Reibungskontakt mit einer Bremsscheibe in einer deaktivierten Bremsposition gebracht werden würde. Deswegen ist die schwimmende Geometrie der Bremsscheiben und die Beschränkung der Bremsklötze und Scheiben, einen zufälligen Kontakt in der Position mit deaktivierter Bremse zu erreichen, ein wichtiger Aspekt der Erfindung.
AMS-Fade-Tests wurden durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit der ABS-Doppelscheibenbremsanordnung 10 dieser Erfindung mit werksseitig ausgestatteter fester Standardbremsscheibe zu vergleichen, wobei das Resultat in den 9 und 10 gezeigt ist. Wie aus 9 ersichtlich, sind dort zehn Spitzen am Graphen für jede der zehn Bremsstopps mit der Bremsabkühlung, die einen Temperaturabfall von etwa 30°C und einer maximalen Scheibentemperatur von etwa 700°C zeigen, was der Ruckelbereich ist. Im Gegensatz dazu hat das ABS-System mit doppelten verschiebbaren Bremsscheiben eine maximale Temperatur von 580°C (10) oder etwa 120° geringer als die herkömmliche Scheibenbremse. Der Temperaturabfall zwischen den Bremsvorgängen von etwa 80° verglichen mit einem nur 30° Temperaturabfall bei herkömmlichen Scheibenbremsen. Deswegen bestand das vorliegende ABS-System den AMS-Fade-Test, währenddessen das herkömmliche ABS-Bremssystem, das getestet worden ist, den AMS-Test nicht bestanden hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind bei der bevorzugten Antriebsverbindung 19 die Zähne 42 der Bremsscheibe so dimensioniert, dass sie in die Nuten 20 entlang der beiden Nutflanken 21 eingesetzt sind, ohne überdimensionierte Nuten zu verwenden. Dies erfolgt im Gegensatz zu dem Stand der Technik, der überdimensionierte Nuten mit kleinen Federn darin nutzt, um die antriebsseitigen Flanken der Nabe und Scheibe in Eingriff zu bringen. Jedoch führt diese Lösung des Standes der Technik zu anderen Problemen, wie Axialschlag der Scheibe an der Nabe. Vorzugsweise ist die Antriebsverbindung der vorliegenden Erfindung eine sehr effiziente, wie z.B. die ähnlich einem Paar ineinander greifender Getriebezähne, bei denen der Kontakt eine Kontaktlinie quer zu den eingreifenden Flanken 21 (15A) anstatt einem kleinen Kontaktpunkt ist, um einen geringeren Flächen druck zu erreichen. Vorzugsweise wird diese Kontaktlinie beibehalten, egal ob die Scheibenbremse eine hohe oder eine geringe Temperatur hat. Die plastische Verformung an den eingreifenden Nutoberflächen halten die ineinander greifenden Nutelemente frei von Korrosion. Die vorliegende Erfindung beseitigt das Eindrücken (Brinneling), die Stauberzeugung und das Krümmen der Scheibe bei hohen Bremsmomenten.
Die Nabe ist ein integrales Gussteil und hat, wie herkömmlich, einen hohlen zylindrischen nach hinten gerichteten Vorsprung 14a, der eine genutete Innenwand hat und eine Außenfläche, die eine Montage eines Kugellagers 16 (7) ermöglicht. Eine genuteter Vorsprung eines Gleichlauf-Verschiebegelenks (nicht dargestellt) am Ende einer Antriebswelle wird in dem Vorsprung aufgenommen, so dass die Nabe auf den Lagern 16 durch die Antriebswelle gedreht werden kann. Die Nabe hat auch einen kreisförmigen scheibenähnlichen Bereich 14b, von dem der Bereich nach hinten übersteht. Die Nabe ermöglicht eine Montage des Rades (nicht dargestellt), das gegen eine nach vorne gerichtete Oberfläche mit in Löchern 14d aufgenommenen Schrauben verschraubt ist. Die Nabe hat ebenfalls einen hohlen zylindrischen nach hinten gerichteten Vorsprung 14c mit einem größeren Durchmesser als der Bereich. Der Bereich steht von der äußeren Ecke des Bereichs 14b über. Der Bereich 14c hat eine äußere Oberfläche, die mit Rillen 20 versehen ist, die parallel zur Achse 22 verlaufen, um die sich die Nabe dreht. Die Rillen 20 sind an vier Orten in gleichem Umfangsabstand zueinander angeordnet.
Die Aufhängungsverbindung 12 (11) ist ein integral geformtes Gussteil und umfasst einen hohlen zylindrischen Bereich 12a herkömmlicher Form, das eine Montage des Lagers 16 ermöglicht, so dass die Nabe 14 an der Verbindung rotiert. Die Verbindung umfasst obere 24 und untere 26 Befestigungen als Haltebereiche des Verbindungsteils. Die obere Befestigung ist durch einen Bereich 12b des Verbindungsteils gebildet, der sich von einem Bereich 12c nach hinten erstreckt, der sich von dem Bereich 12a nach oben erstreckt. Der Bereich 12b hat eine herkömmliche Form und bildet zwei halbzylindrische Arme (5), die zusammen ein Klemmstück bilden, das durch eine Schraube (nicht dargestellt) befestigt sein kann, die sich durch die Bohrungen 28 in den Armen und quer zu einem Spalt zwischen ihnen erstreckt. Ein McPherson Federbein (nicht dargestellt) kann zwischen Armen des Bereichs 12B eingeklemmt werden, so dass das Verbindungsteil um die Längsachse des Federbeins gedreht werden kann.
Die untere Befestigung 26 ist durch einen Bereich 12d des Verbindungsteils 12 gebildet, das sich von dessen Bereich 12a nach unten erstreckt. Der Bereich 12d hat eine herkömmliche Form und eine vertikale Bohrung 30 zur Aufnahme der Stütze eines Kugelgelenks (nicht dargestellt) und zwei horizontale Bohrungen 32, in denen Bolzen (nicht dargestellt) aufgenommen werden können, um das Verbindungsteil mit einer Gelenkverankerung (nicht dargestellt) zu verbinden.
Das Verbindungsteil 12 umfasst auch einen Arm 34 zum Verbinden mit einer Spurstange (nicht dargestellt) eines Lenkungssystems des Fahrzeugs. Dieser Arm 34 hat ein herkömmliche Form und ist durch einen Bereich 12e des Verbindungsteils 12 gebildet, das sich seitwärts von dessen Bereich 12a erstreckt. Der Arm 34 umfasst eine vertikale Bohrung 36, durch die der Arm drehbar mit der Spurstange verbunden werden kann. Zum Lenken des Fahrzeugs wird die Spurstange bewegt, um das Verbindungsteilgelenk 18 und die Befestigungen 24 und 26 zu drehen.
Die Doppelscheiben 38 und 40 sind identisch zueinander und mit einer begrenzten Bewegung in einer Richtung allgemein parallel zu der Achse 22, um die die Nabe dreht, auf der Nabe 14 montiert. Speziell hat jede Scheibe die Form einer flachen kreisförmigen Platte und hat nach innen ausgerichtete Zacken 42. Wie am besten in den 5, 15 und 15A zu sehen ist, ist es vorteilhaft, dass jede der Bremsscheiben 38 und 40 eine begrenzte Anzahl von breiten Zacken, d.h. die dargestellten vier Zacken 42, hat, die in die Nutrillen 20a der Nuten in der Nabe greifen. Die Nutrillen 20a sind bei diesem Beispiel vier Stück und haben flankenartige Wände 21 (15), die auf die flankenartigen Wände 42a der Bremsscheibenzähne 42 treffen. Die ineinander greifenden Flanken 21 und 42a haben einen Winkel A für ihre entsprechenden Zackenflankenwinkel. Offensichtlich kann die Anzahl Zähne und Rillen variiert werden. Infolge großer Beanspruchung, die auf die dünnen Zähne 42 der relativ dünnen Bremsscheiben erzeugt wird, besteht eine Neigung zum Bilden von Spannungsrissen, besonders nach Zyklen mit hoher Temperaturaufheizung und Abkühlung und großen Lastwechseln. Zum Vermeiden solcher Belastung werden große gebogene Abrundungen oder Ausnehmungen 42b zur Vermeidung von Spannungen in den jeweiligen Bremsscheiben vorgesehen. Wie in den 15 und 15A hierin gezeigt, sind die Ausnehmungen zum Verhindern der Spannung an jeder Seite der Zacken 42 vorgesehen und erzeugen allgemein Öffnungen mit halbzylindrischem Querschnitt an jeder Seite jedes Zackens, wenn die Zacken in die nutförmigen Rillen eingeführt werden, wie in 15A gezeigt.
Wie am besten in 5 gesehen werden kann, sind die vier Rillen 20 in der Nabe relativ klein verglichen mit den vorstehenden Zähnen 20b zwischen jedem Paar angrenzender Rillen 20. Diese Zähne 20b an der Nabe haben lange gebogene Oberflächen 20c, gegen die die Blattfedern 44 anliegen. Dadurch hat jede Blattfeder 44 einen Kontaktbereich in Umfangsrichtung mit den inneren gebogenen Oberflächen 44c der Bremsscheibe in dem Bereich zwischen den an ihr hängenden Zähnen 42.
Vier Blattfedern 44 sind an der Nabe 14 montiert, um Anwendungsmittel bzw. Applikatormittel mit einer Federkraft bereitzustellen, um radiale Kräfte zwischen der Nabe und den Scheiben 38 und 40 anzuwenden. Diese radialen Kräfte verhindern das Kippen der Scheiben auf der Nabe, verhindern Rattern und steuern das Verschieben der Scheiben entlang der Nabe. Die Elastizität der Federn erlaubt, dass eine thermische Ausdehnung aufgenommen wird, wie bereits erläutert. Die Federn sind in geeigneter Art gesichert, beispielsweise durch Schrauben 46 an der äußeren Oberfläche 20c des Nabenbereichs 14c in den Spalten zwischen den keilförmigen Rillen 20a. Jede der vier Federn greift in beide Scheiben 38 und 40 in den Bereichen zwischen den Zähnen 42 ein, um eine elastische Vierpunktaufnahme für jede Scheibe zu geben. Die Scheiben können auf der Nabe parallel zu der Achse 22 dadurch verschoben werden, indem die Zähne in die Keilnuten 20a greifen.
Wie am besten in 4 zu sehen, ist die flache Blattfeder 44 in Eingriff mit und hat eine Druckkontaktlinie mit der Nabe am Punkt 44b, wobei die äußeren Enden der Feder 44c nach unten gebogen sind, um einen Eingriff der Kontaktlinien mit den Scheiben 38 und 40 an diesen gekrümmten Federenden zu bilden. Um mehr Eingriffslinien zwischen der Scheibe und der Nabe zu bilden, kann die Feder 44x mit Rippen 44d darin vorgesehen werden, wie in den 13 und 14 gezeigt. Ebenso ist es vorteilhaft, die Feder 44 in separate vorgespannte Bereiche 44h und 44i zu trennen (13), die durch einen Schlitz 44j geteilt sind, wobei jeder Bereich auf eine zugehörige Scheibe 38 oder 40 wirkt, um individualisiertere unabhängige Druckkräfte zwischen den zugeordneten Scheiben und der Nabe vorzusehen. Die Federn 44 sind in der Kraft ausgeglichen, die sie auf die Bremsscheiben 38 und 40 anwenden relativ zu der Kraft, die die Federn 71a und 71b auf die verschiebbaren Bremsklotzträger 52 und 58 ausüben. Beide, die Bremsscheiben und die Bremssättel werden gegen Verschieben entlang der Nabe bzw. der Brücke infolge von Vibrationen und Trägheitskräften durch das fahrende Fahrzeug gehalten. Dadurch wird klar, dass die Federn 44 es den Bremsscheiben ermöglichen: auf der Nabe zu schwimmen, die Scheiben in einer radialen Ebene senkrecht zu der Rotationsachse zu halten, Reibungskräfte anzuwenden, die ein Quietschen verhindern, Reibungskräfte anzuwenden, die helfen, die Scheiben während der Rotation in einer Position zu halten, die ihrer Position bei nicht betätigter Bremse entspricht, und axiale Kräfte von dem Kraftantrieb zum Verschieben der Scheiben nach außen zu ihrer Bremsposition mit einem Eingriff der Scheibe 40 mit dem stationären Bremsklotz 60 zuzulassen.
Nachfolgend wird sich detaillierter den dargestellten Bremsklötzen zugewandt, wobei diese Bremsklötze einen ersten Klotz 50 umfassen, der auf einer-Trägerplatte 52 befestigt ist und angeordnet ist, um in eine Seitenfläche der Scheibe 38 einzugreifen, die Klötze 54 und 56, die an gegenüberliegenden Seiten einer Trägerplatte 58 befestigt sind und angeordnet sind, um in die gegenüberliegende Seite der Scheibe 38 bzw. in eine zugewandte Seitenfläche der Scheibe 40 einzugreifen, und den Klotz, der an einer Trägerplatte 62 befestigt ist und angeordnet ist, um in die gegenüberliegende Seitenfläche der Scheibe 40 einzugreifen. Die Trägerplatte ist fest an einem Führungsteil oder Brücke 64 befestigt, die in Drehrichtung fest an dem Bereich 12c des Verbindungsteils 12 befestigt ist. Speziell sind zwei Bolzen 66 durch Bohrungen durch den Bereich 12c und das Führungsteil 64 geführt, die Gewindeenden haben, die in Gewindebohrungen der Trägerplatte aufgenommen sind. Das feste Führungselement 64 bildet zwei Führungsflächen 68, auf denen die Bremsklötze 52 und 58 gleiten. Die Führungsflächen 68 erstrecken sich parallel zu der Achse 22 entlang gegenüberliegenden Seiten des Teils 64. Die Führungsflächen können andere Formen annehmen, wie z.B. die Achsen der Bolzen 66.
Jede Führungsfläche nimmt ein Paar konkave U-förmige Vorsprünge oder Gabeln der Klotzträger 52 und 58 auf. Wie am besten aus 3A ersichtlich, hat der verschiebbare Klotzträger 58 gabelförmige Vorsprünge 59 mit inneren Gleitflächen 59a, die auf den nach oben gerichteten Auflageflächen 68 der Brücke 64 verschiebbar aufliegen. Um das Erreichen des gewünschten Ausgleichs zu unterstützen, der den Bremsklotzträgern 52 und 58 ermöglicht, von den Bremsscheiben 38 und 40 durch diese weggedrückt zu werden, wenn diese axial von ihrer aktivierten Bremsposition zu ihrer nicht betätigten Bremsposition verschoben werden, und doch die Klotzträger und ihre Bremsklötze vom Schrägstellen abzuhalten, ist es vorteilhaft, die inneren Gleitflächen 59a am Träger und den Auflageflächen 68 der Brücke eben zu bearbeiten. Eben bearbeitete Oberflächen an den Trägern, die in eben bearbeitete Oberflächen der Brücke eingreifen, gewährleisten eine gleichmäßigere Reibungskraftbeschränkung, um die Bremsklotzträger gegen axiales Verschieben aus ihren Positionen bei nicht betätigter Bremse zurückzuhalten. Ebenso werden die Träger einen breiteren und weiteren Eingriff mit den Auflageflächen 68 der Brücke haben, um das Verhindern von signifikantem Schwingen oder Schrägstellen an der Brücke durch die Trägheitskräfte und/oder Vibrationen des Fahrzeugs zu unterstützten, wenn das Fahrzeug bewegt wird, was zu deutlichem Reibkontakt im Zustand bei nicht betätigter Bremse führen würde.
Wenn die verschiebbare Bremsklotzstellung nicht gesteuert wird, kann der verschiebbare Bremsklotz gegen die verschiebbare Bremsscheibe zum Eingriff oder zum Vibrieren kippen und ein zufälliges Verschleißmuster an der Scheibe erzeugen, was DTV und Vibration der Scheibe zur Folge hat. Das Steuern des verschiebbaren Klotzes und Scheibe ist in einer sehr dynamischen Situation wichtig, bei der das Fahrzeugrad das verschiebbare Bremssystem über unebene oder ebene Straßen trägt, beim Abbiegen mit betätigter Bremse, beim Abbiegen mit nicht betätigter Bremse, bei aktiviertem ABS-System, bei deaktiviertem ABS-System, usw. Beim Abbiegen lenkt die Nabe die Scheibenoberfläche aus und bewegt sie, dass sie in den Bremsklotz eingreift. Nach dem Abbiegen werden der Klotz und die Scheibe getrennt, so dass die Bremse in ihren statischen Zustand mit geringem bleibenden Bremsmoment bei nicht betätigter Bremse wieder hergestellt wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die in den 2, 3 und 3A dargestellt ist, umfassen die bevorzugten Kraftanwendungsvorrichtungen bzw. Kraftapplikatoren flache Blattfedern 71a und 71b, die aus ihrem flachen ebenen Zustand in eine gekrümmte Form gebogen worden sind, bei der die äußeren Enden 71c und 71d der Federn mit den oberen Endflächen 52a, 52b, 58a, 58b der jeweiligen verschiebbaren Bremsträger 52 und 58 aneinander stoßen. Der Mittelbereich der Blattfeder 71a ist mit einem geeigneten Befestigungsmittel gesichert, wie z.B. Schrauben 69, die durch die Feder in die feste Brücke 64 an einem zentralen Ort an der Oberseite der festen Brücke 64 geschraubt sind.
Die Kraftanwendungsvorrichtung 71 kann verschiedene Formen haben und ist hierin in 3 dargestellt, bei der sie zwei separate Blattfederbereiche 71a und 71b hat, von denen jeder einzeln Federspannkräfte auf seinen zugeordneten Bremsklotzhalter 52 oder 58 ausübt. Die Blattfederbereiche 71a und 71b sind vor zugsweise durch ein kurzen integrierenden zentralen Verbindungsbereich 71f verbunden, der zwischen einem Paar gegenüberliegenden länglichen Schlitzen 77 angeordnet ist und die Blattfeder in zwei unabhängige Federkraft anwendende Bereiche teilt. Dadurch sollte ein Bremsklotzhalter mit von ihm abstehenden Punkten oder anderen kraftmindernden oder verstärkenden Faktoren nur sich und seine zugeordneter Feder beeinflussen, wobei der andere Bremsklotzhalter und seine zugeordnete Feder isoliert davon sein sollten.
Wie zuvor bei der Ausführungsform der 1 – 17 erläutert worden ist, stammt die die Bremse betätigende Kraft, die zum Bremsen des Fahrzeugs genutzt wird, von einer Bremsbetätigungsvorrichtung, die die Gestalt einer hydraulischen Kolben- und Zylinderanordnung 75 hat. Bei der in Verbindung mit 18 beschriebenen Ausführungsform können als eine Alternative zu der Verwendung eines elektrischen Motors und eines Getriebezugs, wie sie bei Bremsen-durch-Draht-ABS-Systeme (brake-by-wire ABS systems) des Standes der Technik genutzt werden, das Solenoid 110 (1F) oder das Paar Solenoide 110 und 112 (18) die bewegbaren Bremsklotzträger 52 und 58 verschieben, um die verschiebbaren Bremsklötze in ihren jeweiligen Bremspositionen zu befördern und die Bremsscheiben axial entlang der Nabe 14 in ihre jeweiligen Bremspositionen zu schieben.
Das dargestellte Kraftantriebssystem umfasst eine Kolben- und Zylinderanordnung, die betätigbar ist, um die Klötze 50, 54, 56 und 60 in Eingriff mit gegenüberliegenden Seitenflächen der Scheiben 38 und 40 vorwärts zu treiben, um die Nabe 14 und somit das Rad zu bremsen. Die Kolben- und Zylinderanordnung umfasst einen Zylinder 72, der durch einen Bereich 12c des Verbindungsteils 12 gebildet ist. Dadurch ist der Zylinder integral mit dem restlichen Teil des Verbindungsteils gebildet. Ein Brems-durch-Draht-Antrieb, wie das in 1F gezeigte Solenoid 110 oder ein elektrischer Motor (nicht dargestellt) kann in der hohlen Zylinderbohrung 72 anstatt des Kolbens 74 montiert sein. Hierin erstreckt sich der Kolben 74 der Anordnung aus dem Zylinder und greift in die Trägerplatte 52 an der dem Klotz 50 gegenüberliegenden Seite. Die Kolben- und Zylinderanordnung wird durch Einspeisen von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit in eine Bohrung 76 im Verbindungsteilbereich 12c, die mit dem Zylinder verbunden ist, betätigt. Hierin war der hydraulische Betätigungsdruck des Doppelscheibenbremssystems etwa 30 bis 35 bar, was die Hälfte von den 70 bar Druck bei herkömmlichen fixierten Scheibenbremsen des anderen Testfahrzeugs ist. Der Kolben hat eine Vorderseite von etwa 200 mm Fläche. Der Kolben bewegt sich aus dem Zylinder und bewegt die Trägerplatten 52 und 58 und die Scheiben 38 und 40 bis die Scheibe 40 in den Klotz 60 eingreift, der sich nicht bewegt.
Die hydraulische Kolben- und Zylinderanordnung 75 umfasst eine Dichtung, die zwischen dem Zylinder 72 und dem Kolben 74 wirkt, um Austritt von Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder zu verhindern. Diese Dichtung ist durch einen Elastomerdichtring gebildet, der in einer in einer Zylinderwand gebildeten kreisförmigen Rille angebracht ist. Der Ring erstreckt sich aus der Rille zum Ineinandergreifen mit dem Kolben. Dieser Dichtring dient auch als ein Energiespeichermechanismus. Speziell, wenn die Anordnung betätigt wird, um den Kolben aus dem Zylinder heraus zu bewegen, um die Bremse anzuziehen, wird der Ring zusammengedrückt und dadurch Energie darin gespeichert. Wenn der Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Zylinder reduziert wird, setzt der Ring die darin gespeicherte Energie durch Bewegen in den Zylinder hinein (weg von der Bremsscheibe) frei. Folglich hat der Dichtring eine signifikante Kraft zum Eingriff mit dem Kolben. Die Bewegung des Kolbens weg von der Scheibe ermöglicht den bewegbaren Klötzen 50, 54 und 56 der Bremse durch die durch die Rotation der verschiebbaren Bremsscheiben 38 und 40 auf sie wirkenden Kräfte von der Scheibe weg bewegt zu werden und die Kraft der Federn 71a und 71b zu überwinden und dadurch die Bremse in einen nicht betätigten Zustand zu versetzen.
Das Rückführen des Kolbens 74 durch die Dichtung reduziert das Moment bei deaktivierter Bremse, da dort keine signifikante Kraft durch den Kolben auf den Bremsträger 52 und dessen Bremsschuhe 50 relativ zu der Vorderseite der verschiebbaren Bremsscheibe 38 ausgeübt worden ist. Umgekehrt sind die schwimmenden Bremsscheiben 38 und 40 auf der Nabe 14 gehalten und schwimmen auf der Nabe 14 und werden den Kolben nicht in den Zylinder hinein schieben, um die Hydraulikflüssigkeit infolge des Zurückschlagens ("knock-back") während Kurvenfahrten oder anderen dynamischen Bewegungen der Radanordnung aus dem Zylinder zu verdrängen. Die Verminderung von Schlägen ermöglicht einen besseren Griff beim Anwenden der Bremsen durch weniger Flüssigkeitsverschiebung und verhindert die gelegentlichen langen Pedalverschiebungen, die auftreten, wenn wesentliche Schläge aufgetreten sind.
Aus dem Vorhergehenden wird klar, dass sie vorliegende Erfindung viel kleinere Scheibenbremsenanordnungen ohne die sehr großen Gleitsattel und Bolzen, wie bei dem herkömmlichen Festscheibenbremsen, vorsieht. Der Sattel ist groß, da er den Zylinder und Kolben trägt und die verschiebbare Brücke muss der großen Bremsmomentlast standhalten und diese übertragen. Die vorliegende Erfindung ist kleiner, da der Zylinder in den Träger integriert ist und die Brücke nicht verschiebbar ist und den Kolben trägt. Aufgrund des Zurückschlagens und anderer Probleme ist diese große fixierte Bremse gewöhnlich etwa an 3:00 oder 9:00 Uhr-Positionen angebracht, wohingegen bei der vorliegenden Erfindung die Bremse an der Oberseite der Einheit an der 12:00 Uhr-Position angebracht ist. Das Steifigkeitsproblem der Brücke mit ihrem Ausschlag, z.B. 0,006 Zoll wird um den Faktor 4 reduziert, wenn vier Bremsklötze und ein halbierter hydraulischer Leitungsdruck genutzt werden, die eine kleinere und leichtere Bremsanordnung ermöglichen. Die Zeit zur Montage und Einbau der Bremse ebenso ihre Reparatur oder ihr Austausch ist durch vorderseitiges Verschrauben und teleskopartiges Verschieben der Bremsscheiben und der Bremsbestandteile gegenüber den Bolzen von der Rückseite oder hinter den fixierten Bremsbolzen, auf den der Sattel gleitet, verbessert.
Wie zuvor erläutert, arbeitet das ABS-Doppelbrems-System der Erfindung bei etwa dem halben Flüssigkeitsdruck gegenüber herkömmlichem ABS bei demselben Fahrzeug. Wenn es erforderlich ist, den Druck weiter um etwa die Hälfte zu reduzieren, können ein Paar Hydraulikzylinder 102 (12) für den Einzelzylinder innerhalb des Achsschenkels genutzt werden. Alternativ können ein Paar Solenoide 110 und/oder 110, 112 (18) in den Bohrungen in den Achsschenkeln anstatt eines einzelnen Magnetantriebs aufgenommen werden, um die erforderliche Kraft zu reduzieren und Redundanz der Betätigung bereitzustellen, wenn ein Solenoid ausfallen sollte. Der Bremszylinder nach 16 und das Paar Bremszylinder nach 12 für das Antriebssystem 100 nach 12 haben gleiche Teile, denen dieselben Bezugszeichen gegeben worden sind, und die nicht weiter beschrieben werden. Die Anordnung 100 hat zwei parallele Zylinder 102, die im Bereich 12c des Achsschenkels gebildet sind. In diesem Fall hat jeder der Zylinder 102 eine kleinere transversale Querschnittsfläche als der Zylinder 42, aber die Gesamtfläche der Zylinder 102 ist größer. Jeder der Zylinder 102 hat einen darin befindlichen Kolben 104, wobei der Kolben 104 beim Drücken der Trägerplatte 52 mitwirkt. Um die zwei Kolben- und Zylinderanordnungen aufzunehmen, ist das Führungsteil 64 modifiziert, um einen Bogen über die Kolben zu bilden, wie bei 106 gezeigt, und die Bolzen 66 sind gegen drei Bolzen 108 ausgetauscht. Das Verwenden von zwei Kolben- und Zylinderanordnungen ermöglicht eine größere Kraft bei demselben Druck in den Zylindern anzuwenden (oder dieselbe Kraft kann an gewendet werden bei geringerem Druck), wobei diese Kraft im Durchschnitt in einer größeren Entfernung von der Achse 22 angewendet wird. Wenn es erforderlich ist, können die beiden Zylinder unterschiedliche Durchmesser haben, z.B. hat der in eine Drehrichtung vordere Zylinder einen größeren Durchmesser.
Bei der erläuterten Ausführungsform der Erfindung, die hierin beschrieben worden ist, stammt der Kraftantrieb zur Anwendung des Bremsklemmdrucks von dem herkömmlichen Fahrzeughydrauliksystem, das einen gemeinsamen Hauptzylinder und Hydraulikleitungen oder Schläuche hat, die sich vom Hauptzylinder zu vier Zylindern erstrecken, wie die dargestellten zwei Vorderradzylinder, wobei die Hinterradzylinder zum Betätigen der hinteren Trommelbremsen hierin nicht dargestellt worden sind.
Gemäß einer weiteren in 1E dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind ein Hauptzylinder 13a (1A) und seine Leitungen 13b eliminiert worden und jeder Achsschenkel der Aufhängung oder ein anderes Teil der Aufhängung ist mit einer eigenen örtlichen Satteleinheit ausgestattet, die eine eigene örtliche Hydraulik hat. Speziell ist der Achsschenkel oder Aufhängung 200 mit einem kleinen Vorratsbehälter oder hohlen Bereich 202 im Achsschenkel mit einer Flüssigkeitsverbindung, z.B. einem Bohrloch 204 in der Stabachse, die zu dem Hydraulikzylinder 72 zum Betätigen des Kolbens führt, versehen, um die verschiebbaren Bremsklötze 50, 54, 56 zu verschieben und um damit die äußere Bremsscheibe in klemmendem Eingriff mit dem äußeren festen Bremsklotz zu drücken, wie zuvor beschrieben.
Um den gewünschten Hydraulikdruck in dem kleinen Zylinder 200 in der Aufhängung 200 aufrecht zu halten, ist ein Druckerzeugungsgerät 206 (Fig. #) an dem Vorratsbehälter angebracht und befestigt, wobei die zum Erhöhen des Hydraulikdrucks in dem Vorratsbehälter eingesetzte Energie durch die Masse des Fahrzeugs bestimmt wird, wenn es auf und nieder wippt. Speziell wird das Dämpfungssystem des Fahrzeugrades, das Stoßdämpfer oder ähnliches enthält, genutzt, um das Druckerzeugungsgerät zu betätigen. Beispielsweise ist ein Plunger 210 so befestigt, dass er durch die Fahrzeugmasse gedrückt wird, um ein Diaphragma 212 in dem Vorratsbehälter 202 zu bewegen, um den Druck auf einen gewünschten konstanten Druck zu erhöhen, beispielsweise 20 bar. Derzeit sind Luftfederungen oder Dämpfungen in Fahrzeugen vorhanden, die die Fahrzeugmasse nutzen, um den Luftdruck in dieser Art von Dämpfungssystemen zu erhö hen, wobei gleichartige Geräte als Druckerzeuger für die Hydraulikflüssigkeit in dem Vorratsbehälter 202 genutzt werden können.
Um für das ABS-Bremssystem 200 eine ABS-Steuerung vorzusehen, enthält dieses seinen eigenen ABS-Controller, wie in der Form eines Computerchips 214 oder ähnlichem, der an dem Achsschenkel entlang mit einer Drucksteuerung oder Modulierventileinheit 215 befestigt ist. Zusätzlich ist ein kleines Steuerventil 216 für den ABS-Controller an der Aufhängung jedes Rades vorgesehen, um den Hydraulikdruck und Betätigen des Kolbens in dem Zylinder 72 zu steuern, um das Rad zu verzögern und den Hydraulikdruck freizugeben, um dem Rad das Beschleunigen auf Fahrzeuggeschwindigkeit zu erlauben. Die bevorzugte hydraulische Steuerventileinheit 250 hat ein Modellierventil einschließlich einem Plunger 217, der in einer flüssigkeitsgefüllten Kammer 218 betätigt wird, wobei der Druck in dem Zylinder 72 durch Vorwärtsgleiten des Plungers zum Reduzieren des Volumens in der Kammer 218 erhöht wird. Umgekehrt, beim Rückwärtsziehen des Plungers 217 wird das Volumen in der Kammer erhöht und der Hydraulikdruck im Bremszylinder 72 wird reduziert. Der Plunger 217 wird durch jede vorbestimmte Zunahme der Bewegung oder durch unendliche Bewegungsmengen eines Solenoids bzw. Magnetantriebs 220 verschoben, der einen Solenoidstab 221 zum Hin- und Herbewegen in dem Solenoidgehäuse hat. Der Solenoidantriebsstab 221 hat ein mit dem Plunger verbundenes Ende. Das Solenoid wird durch den ABS-Controller betätigt. Im Unterschied zu dem herkömmlichen System, das ein Modulierventil 17 (1) hat, entnimmt das Modulierventil 215 einen positiven Druck aus dem Vorratsbehälter bevor Bremsflüssigkeit durch Sperrventil fließt, das mit dem Hauptzylinder verbunden ist.

Claims

Scheibenbrems- und Aufhängungssystem (10) für ein Fahrzeug, umfassend: ein Radaufhängungselement (12) mit einer Nabe (14) und Verbindungen (34) zu anderen Teilen der Fahrzeuglenkvorrichtung; mindestens zwei Bremsscheiben (38, 40), die jeweils einen inneren Teil haben, der verschiebbar auf der Nabe (14) montiert ist, um in eine Richtung parallel zu der zentralen Achse (22) der Nabe (14) zwischen einer Bremsstellung und einer Nichtbremsstellung zu gleiten; mindestens vier Bremsbeläge (50, 54, 56, 60) einschließlich eines äußeren feststehenden Bremsbelags (60) und mindestens drei verschiebbarer Bremsbeläge (50, 54, 56), die jeweils eine Reibbelagfläche (50a, 54a, 56a, 60a) haben, um in der Bremsmoment-Stellung Bremsmoment auf einander abgewandte Seiten der Bremsscheibe (38, 40) auszuüben und so die sich in Anlage befindenden Bremsscheiben (38, 40) abzubremsen; eine hohle Ausbohrung in dem Aufhängungselement (12); einen in der hohlen Ausbohrung des Aufhängungselements (12) vorgesehenen Bremsbetätiger (13), der die verschiebbaren Bremsbeläge (50, 54, 56) und die Bremsscheiben (38, 40) in die Bremsstellung schiebt; einen äußeren Randteil auf der Bremsscheibe (38, 40), der sich dreht, während er in der Nichtbremsstellung ist, und gegen die Reibungsfläche (50a, 54a, 56a, 60a) des verschiebbaren Bremsbelags anliegt, um den Belag (50, 54, 56, 60) aus der Bremsstellung in eine Nichtbremsbelagstellung zu schieben; einen Sattel (64), der an dem Aufhängungselement (12) befestigt ist und einen feststehenden Träger mit verschiebbaren Bremsbelägen (50, 54, 56) umfasst, die durch den Bremsbetätiger (13) betätigt mit der verschiebbaren Bremsscheibe (38, 40) in Bremskontakt kommen; einen Bremsbelag-Kraftapplikator (71), der in seiner Nichtbremsstellung auf die verschiebbaren Bremsbeläge (50, 54, 56) wirkt, um die Reibbelagflächen (50a, 54a, 56a) zu hindern, gegen die Bremsscheibe (38, 40) anzuliegen und somit ein Kippen der Bremsbeläge (50, 54, 56) auf dem feststehenden Träger (64) und dessen Rubbeln auf den Bremsscheiben (38, 40) zu verringern, wodurch Nichtbrems-Restdrehmoment erhöht würde; dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner umfasst: ein ABS-System (9) zum Betätigen des Bremsbetätigers (13) in der hohlen Ausbohrung in dem Aufhängungselement (12), um die Bremsbeläge (50, 54, 56) und die Bremsscheiben (38, 40) wiederholt in die Bremsstellung zu schieben und die Bremsbeläge und die Scheiben zu lösen, damit diese in ihre Nichtbremsstellung gleiten; und Kraftapplikatoren (44) zur schwimmenden Beaufschlagung der Bremsscheiben (38, 40) derart, dass diese axial aus einer Bremsstellung in eine Nichtbremsstellung relativ zu den Bremsbelägen (50, 54, 56, 60) gleiten können.
Bremssystem (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Bremsbetätiger (13) zum Verschieben der Bremsbeläge (50, 54, 56) einen hydraulischen Zylinder (72) und einen in dem Zylinder (72) vorgesehenen Kolben (74) umfasst, der die Bremsbeläge (50, 54, 56) mit 40 BAR oder weniger anlegt, wenn sich das Fahrzeug auf einer Fahrbahnoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten befindet.
System (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Bremsbetätiger (13) zum Verschieben der Bremsbeläge (50, 54, 56) ein Solenoid (110) und ein elektrisches System zum Betätigen des Solenoids (110) umfasst.
Bremssystem (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Bremsbelag-Kraftapplikator (71) auf die verschiebbaren Bremsbeläge (50, 54, 56) wirkt, wenn das System (10) in der Nichtbremsstellung ist, um ein Anliegen der Reibbelagflächen (50a, 54a, 56a, 60a) gegen die Bremsscheiben (38, 40) zu verhindern und ein Kippen der Bremsbeläge (50, 54, 56) und Rubbeln auf den Bremsscheiben (38, 40) zu verringern, wodurch das Nichtbrems-Restdrehmoment erhöht wird.
Bremssystem (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei der Bremsbelag-Kraftapplikator (71) eine Kraft auf jeden verschiebbaren Bremsbelag (50, 54, 56) ausübt, um dessen Fläche in einer Ebene im Wesentlichen parallel zu der Ebene zu halten, in der sich die Scheibe dreht (38, 40), um zu verhindern, dass der Bremsbelag (50, 54, 56) durch Kippen mit den Bremsscheiben (38, 40) in Anlage kommt, was zu einer Variation in der Dicke der Scheibe führen würde.
Bremssystem (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der Bremsbelag-Kraftapplikator (71) mindestens eine Feder umfasst, die in einer Richtung auf die Bremsbeläge (50, 54, 56) drückt, die im Wesentlichen normal zu der Drehachse (22) der Bremsscheiben (38, 40) und normal zu dem Bewegungsweg der Bremsbeläge (50, 54, 56) entlang einem feststehenden Träger (64) ist.
Bremssystem (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei ein feststehende Träger (64) eine Brücke umfasst; die verschiebbaren Bremsbeläge (50, 54, 56) einen verschiebbaren Belagträger (52, 58) umfassen, der verschiebbar auf der Brücke montiert ist und die Reibbelagflächen (50a, 54a, 56a, 60a) trägt; und der Bremsbelag-Kraftapplikator (71) über dem Bremsbelagträger (52, 58) angeordnet ist und den Bremsbelagträger (52, 58) nach unten gegen die Brücke drückt.
Bremssystem (10) für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das ABS-System (9) umfasst: einen Impulserzeuger, der auf der Nabe (14) montiert ist, um Impulse zu erzeugen; einen Sensor (11a), der auf der Radaufhängungsanorndung (12) montiert ist, um Impulse von dem Impulserzeuger zu erfassen und Signale bezüglich des Drehzustands des Straßenrads liefern; und eine ABS-Steuerung (11), die mit dem Sensor (11a) verbunden ist und Signale liefert, wenn sich der Radzustand innerhalb festgelegter Parameter relativ zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs befindet, um eine theoretische Bremskurve zu entwickeln, um das Fahrzeug innerhalb einer vorgegebenen Entfernung anzuhalten; und das Scheibenbremssystem für ein Fahrzeug ferner umfasst: ein Bremsbetätigersystem, das manuell durch einen Fahrzeuginsassen betätigbar ist und automatisch durch die ABS-Steuerung (11) betätigbar ist, um den Betätiger (13) zu betätigen, damit dieser die Bremsscheiben (38, 40) axial verschiebt und die Anlage der Bremsbeläge (50, 54, 56) bewirkt; wobei das Radbremssystem (10) ausgebildet ist, das ABS-System (9) zu veranlassen, im Betrieb mit einer hohen Bremsbetätigungs- und -lösefrequenz zu arbeiten, die mindestens zweimal so hoch ist wie die des ABS-Systems (9) mit einer ansonsten ähnlichen, einzelnen, feststehenden Scheibenbremse.
Scheibenbremssystem (10) für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kraftapplikatoren (44) Federn zwischen der Nabe (14) und den inneren Teilen der verschiebbaren Bremsscheiben (38, 40) umfassen, um die Bremsscheiben (38, 40) schwimmend auf den Naben (14) zu montieren; und der Bremsbelag-Kraftapplikator (71) Federn auf dem feststehenden Sattel (64) umfasst, um die Bremsbeläge (50, 54, 56) während einer Beschleunigung der Fahrzeugräder relativ zu den Bremsbelägen (50, 54, 56, 60) in Position zu halten.
Scheibenbremssystem (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Federn auf dem Sattel (64) an den verschiebbaren Bremsbelägen (50, 54, 56) anliegen und diese in der Nichtbremsstellung relativ zu den verschiebbaren Bremsscheiben (38, 40) in Position halten, um Restreibungsschleppmoment zwischen diesen zu verringern.
Scheibenbremssystem (10) für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bremsbetätigersystem umfasst: einen integrierten hydraulischen Zylinder (72), der ein hydraulisches Fluid hält und in dem Aufhängungselement (12) der Radaufhängung integriert ausgebildet ist; und einen Kolben (74), der in dem integrierten hydraulischen Zylinder (72) montiert und durch ein hydraulisches System betätigbar ist, um die vier Bremsbeläge (50, 54, 56, 60) mit den beiden axial verschiebbaren Bremsscheiben (38, 40) in Anlage zu bringen.
Scheibenbremssystem (10) für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bremsbetätiger (13) umfasst: ein hydraulisches System mit einem hydraulischen Zylinder (72) an jedem Rad; einen Hydraulikbehälter (202), der an jedem der ABS-gesteuerten Bremsbeläge hydraulisches Fluid enthält, um einen benachbarten hydraulischen Zylinder (72) mit hydraulischen Fluid zu versorgen; und einen Druckerzeuger (206) an jeder Radaufhängung, der durch die Masse des Fahrzeugs betätigbar ist, um das hydraulische Fluid in jedem Hydraulikbehälter (202) mit Druck zu beaufschlagen.
Scheibenbremssystem (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei der Impulserzeuger einen Ring aus voneinander beabstandeten Erzeugerelementen umfasst, die auf einer Seite der drehbaren Nabe montiert sind; und der Sensor (11a) einen Magnetsensor umfasst, der auf dem Aufhängungselement (12) nahe neben dem Ring aus voneinander beabstandeten Erzeugerelementen angeordnet ist.
Scheibenbremssystem (10) für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sattel (64) auf dem Aufhängungselement (12) in einer vertikalen Ebene durch die Drehachse (22) und über der Drehachse (22) und einer radial äußeren Position relativ zu der Drehachse (22) montiert ist; und der Impulserzeuger und der Sensor (11a) radial einwärts des Sattels (64) angeordnet sind.
Scheibenbremssystem (10) für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das ABS-System (9) ausgebildet ist, die Bremsbeläge (50, 54, 56, 60) im Betrieb mit einer Frequenz in dem Bereich von 8–20 Hertz zu betätigen, um diese in Anlage gegen die Bremsscheiben (38, 40) zu bringen und freizugeben.
Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugrads unter Verwendung eines ABS-Systems (9) mit einem hydraulischen ABS-System und einer ABS-Steuerung (11), und einer Radbremse mit einem Sattel (64) und mindestens zwei verschiebbaren Bremsscheiben (38, 40), die auf einer das drehbare Rad tragenden Nabe (14) axial verschiebbar sind und mindestens vier Bremsbeläge (50, 54, 56, 60) aufweisen, die mit den Bremsscheiben (38, 40) in Anlage gebracht werden können, wobei das Verfahren umfasst: Betätigen des Sattels in eine Bremsstellung mit 40 BAR oder weniger an Druck eines hydraulischen Fluids, um die Bremsbeläge (50, 54, 56) und die verschiebbaren Bremsscheiben (38, 40) in eine Bremsstellung zu schieben; Freisetzen des hydraulischen Fluids, um zu ermöglichen, dass die verschiebbaren Bremsscheiben (38, 40) axial auf der Nabe (14) gleiten und mit den verschiebbaren Reibbelägen (50, 54, 56) in Anlage kommen und sie in ihre Nichtbremsstellung drücken; Schwimmendes Beaufschlagen der Bremsscheiben (38, 40) und der Bremsbeläge (50, 54, 56) auf ihren jeweiligen Trägern in der Nichtbremsstellung, um den Reibungswiderstand und ein Kippen dieser Bremsbeläge (50, 54, 56) gegen die Bremsscheiben (38, 40) in der Nichtbremsstellung zu verringern; Erfassen der Betätigung eines Bremspedals durch den Bediener, der eine übermäßige Bremskraft erzeugt, und Erfassen der Radgeschwindigkeit und eines bevorstehenden Blockierens des Straßenrads unter Verwendung einer ABS-Steuerung (11); Aktivieren des hydraulischen ABS-Systems (9) durch die ABS-Steuerung (11), um die verschiebbaren Bremsbeläge (54, 56, 50) auf dem feststehenden Sattel (64) mit einem Hydraulikdruck von 40 BAR oder weniger zu verschieben; und Verschieben der verschiebbaren Bremsbeläge (50, 54, 56) und der verschiebbaren Bremsscheiben (38, 40) auf ihren schwimmenden Trägern schnell in die Bremsstellung mit Änderungen im Druck ab 40 BAR und mit einer vorbestimmten Frequenz gemäß einem in dem ABS-System (9) gespeicherten Algorithmus.
Bremsverfahren nach Anspruch 16, das vorsieht, das Gewicht des Systems (10) durch Ausbilden einer hohlen Zylinderbetätigungsausbohrung (72) in der Aufhängung (12) zu verringern.
Bremsverfahren nach Anspruch 16, das vorsieht, den Sattel (64) etwa in 12 Uhr-Position und über der sich drehenden Nabe (14) anzuordnen.
Verfahren nach Anspruch 17, das vorsieht, einen Kolben (74) in einem integrierten Zylinder am oberen Teil des Aufhängungselements (12) zu betätigen.
Verfahren nach Anspruch 16, das vorsieht, den Sattel (64) durch die ABS-Steuerung (11) in der ABS-Betriebsart bei einem hohen Fahrbahnreibungskoeffizienten mit einem Druck von 40 BAR oder weniger und einer wesentlich höheren Frequenz zu betätigen als ein System, das mit einem Druck von 70 BAR oder mehr bei demselben hohen Fahrbahnreibungskoeffizienten arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 20, das den Schritt vorsieht, die Bremsbeläge (50, 54, 56) so zu betätigen, dass sie bei einem niedrigen Fahrbahnreibungskoeffizienten in dem Bereich von 8–20 Hertz gegen die Bremsscheiben (38, 40) anliegen und diese freigeben.