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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bremssattel für ein Kraffahrzeug,
wie ein Automobil oder ein Motorrad, und im Besonderen bezieht sich
die Erfindung auf einen Bremssattel, der eine Betriebs- und eine
Parkbremseinrichtung umfasst. Ein Bremssattel dieser Art, der sowohl
im Betriebs- wie auch im Parkmodus funktionsfähig ist, kann als "integraler Bremssattel" bezeichnet werden,
und diese Terminologie wird zum Beschreiben eines solchen Bremssattels
im Folgenden in der gesamten Beschreibung verwendet.
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Integrale
Bremssattel wurden in der Vergangenheit erfunden und beinhalten
in der Regel einen hydraulischen Betriebsbremsbetätiger mit
einem hydraulisch angetriebenen Kolben und einen Parkbremsbetätiger, der
durch geeignete Mechanismen zum Steuern des Kolbens im manuellen
Parkbremsmodus dient. Die Anordnung ist dergestalt, dass der hydraulische
Betätiger
funktionsfähig
ist, um den Kolben von einem Kolbenzylinder, in dem er angeordnet ist,
nach außen
zu schieben, um in einen Bremsklotz einzugreifen und den Bremsklotz
in Eingriff mit der Bremsscheibe zu bringen. Durch bekannte Mittel
bewirkt der Eingriff des Bremsklotzes in die Bremsscheibe, dass
ein zweiter Bremsklotz, der auf der abgewandten Seite der Bremsscheibe
angeordnet ist, in den Eingriff mit dieser Seite der Bremsscheibe
verschoben wird, und die Bremsscheibe somit zwischen den Bremsklötzen eingespannt
ist, was die Bremswirkung erzeugt.
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Der
Parkbremsbetätiger
ist in solchen Bremssatteln funktionsfähig zum Erzeugen derselben
Bewegung der Bremsklötze,
um die Bremsscheibe dazwischen einzuspannen, und in bekannten Anordnungen
ist der Parkbremsbetätiger
funktionsfähig, um
den Kolben des hydraulischen Betätigers
in Eingriff mit dem entsprechenden Bremsklotz zu bringen. Um diese
Verlagerung zu erzielen, muss der Parkbremsbetätiger im oder teilweise im
Zylinder positioniert sein, der den Kolben aufnimmt, um auf den
Kolben einzuwirken, wenn die Parkbremse betätigt werden soll. Solch eine
Bremse ist zum Beispiel aus
DE-A-4210828 bekannt.
In dieser Art von Anordnung kann die Gestaltung des Bremssattels
ziemlich kompliziert sein, um den Parkbremsbetätiger teilweise oder vollständig im
Kolbenzylinder unterzubringen und im Besonderen zeigt sich hier
in gewisser Weise die komplizierte Natur des Bremssattels, da die
Unterbringung des Parkbremsbetätigers
im Kolbenzylinder zumindest einen weiteren Leckpfad einführt, so dass
die Leckwahrscheinlichkeit für
den Kolbenzylinder erhöht
wird. Da die Anforderung besteht, gegen die erhöhte Leckwahrscheinlichkeit
eine Dichtung auszubilden, macht dies die Gestaltung und Zuverlässigkeit
des Bremssattels unvermeidbar komplizierter.
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In
einer anderen Anordnung, die dem Antragssteller bekannt ist, ist
der Parkbremsbetätiger angeordnet,
um auf den Kolben einzuwirken, befindet sich aber außerhalb
des Kolbenzylinders. Diese Anordnung verringert zweckmäßigerweise
die schwierigen und komplizieren Dichtungsanforderungen der anderen
bekannten Formen integraler Bremssattel, aber die Anordnung erfordert
immer noch eine komplizierte Gestaltung zum Umsteuern oder Umleiten
der exzentrischen Betätigungskraft, die
in einer solchen Anordnung entsteht, zurück auf den Kolben, was die
Nützlichkeit
mindert und das Ausfallpotenzial erhöht. Der Anordnung mangelt es an
Steifigkeit, und daher ist die Verlagerungseffizienz des Parkbremsbetätigers schlecht.
Dementsprechend besteht Bedarf an einer höheren Eingangsverlagerung,
um eine Kolbenverlagerung zu erzielen, die erforderlich ist, um
die Parkbremsen korrekt anzuwenden. Weiterhin kann die größere Verlagerung, die
zum Anwenden der Parkbremse erforderlich ist, bedeuten, dass sich
die zur Anwendung benötigte Zeit
erhöht.
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Ein
weiterer Nachteil in Bezug auf die oben beschriebenen Betätiger ist,
dass der Ausfall von entweder dem Betriebsbremsbetätiger oder
dem Parkbremsbetätiger
sich auf den anderen auswirken kann. Dies kann aus einem oder mehreren
Gründen geschehen.
Wenn zum Beispiel der Kolben des hydraulischen Betätigers blockiert,
sind weder die Betriebsbremsen noch die Parkbremsen funktionsfähig. Somit
kann durch die gemeinsame Nutzung von Komponenten bei den Betätigern die
Integrität
des Bremssattel gefährdet
werden.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Bremssattel
auszubilden, der im Betriebsbremsmodus und im Parkbremsmodus funktionsfähig ist,
der die Nachteile des Stands der Technik überwindet oder zumindest verringert.
Es ist weiterhin ein Ziel der Erfindung, einen Bremssattel der integralen
Art auszubilden, der im Vergleich zu Anordnungen des Stands der
Technik eine geringere Komplexität
aufweist.
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Ein
Bremssattel gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält
einen hydraulischen Betätiger
zum Betätigen
der Betriebsbremse und einen elektrischen Betätiger zum Betätigen der
Parkbremse und ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Betätiger ein Betätigungsmittel
enthält,
das zum Betätigen
gegen die Rückseite
des Bremsklotzes angeordnet ist, wobei die Betätigungspositionen voneinander
beabstandet sind.
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Ein
Bremssattel der oben aufgeführten
Art unterscheidet sich vom Stand der Technik, da der elektrische
Betätiger
ein Betätigungsmittel
enthält, das
zum Betätigen
gegen die Rückseite
des Bremsklotzes angeordnet ist, der von dem Betätigungsmittel (normalerweise
ein Hydraulikkolben) des hydraulischen Betätigers getrennt ist. Somit
muss der elektrische Betätiger
nicht mit dem hydraulischen Betätiger
interagieren, um so in den Kolbenzylinder des hydraulischen Betätigers einzudringen,
noch muss er auf den hydraulischen Kolben einwirken, weder innerhalb
noch außerhalb
des Kolbenzylinders. Dementsprechend treten in einem Bremssattel
gemäß der Erfindung
die Dichtungsschwierigkeiten, die beim Stand der Technik mit integralen
Bremssatteln bestehen, nicht auf. Da darüber hinaus der elektrischen Betätiger ohne
Interaktion mit dem Betätigungsmittel des
hydraulischen Betätigers
funktionsfähig
ist, ist die komplizierte Verbindung des Stands der Technik zwischen
dem Hydraulikkolben und dem elektrischen Betätiger nicht erforderlich und
der Bremssattel kann eine höhere
Zuverlässigkeit
aufweisen, da der Ausfall des Betriebs- oder des Parkbetätigers den
anderen nicht beeinflusst.
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In
einer bevorzugten Anordnung enthält
ein Bremssattel gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Gehäuse
und einen Bremssattelträger,
die zur relativen Bewegung während
der Betätigung
der Bremse verbunden sind. Das Gehäuse weist einen Brückenabschnitt
auf, der in Gebrauch eine Bremsscheibe überbückt, und ein Paar Montageteile
für die
Bremsklötze,
die sich im Wesentlichen lotrecht zum Brückenabschnitt zur Anordnung
im Gebrauch auf jeder Seite der Bremsscheibe erstrecken. Ein Bremsklotz kann
an jedem Montageteil in zugewandter Beziehung zu den abgewandten
Seiten der Bremsscheibe befestigt werden. Der Bremssattel enthält weiterhin einen
hydraulischen Betriebsbremsbetätiger
und einen elektrischen Parkbremsbetätiger, wobei beide jeweils
Betätigungsmittel
zur Betätigung
gegen die Rückseite
von einem Element des Paars von Bremsklötzen enthalten, um diesen Bremsklotz
von dem jeweiligen Montageteil weg und in Eingriff mit einer Seite
der Bremsscheibe zu verlagern. Beim Eingriff des Bremsklotzes an
der Bremsscheibe wird das andere Element des Bremsklotzpaares in
Richtung der abgewandten Seite der Bremsscheibe durch eine relative
Bewegung zwischen dem Gehäuse
und dem Bremssattelträger
verlagert, um die Bremsscheibe einzuspannen und eine Bremskraft
auszuüben.
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Es
ist im Folgenden passend, die elektrischen und hydraulischen Betätiger als
Betätigungsmittel
in der Form von Betätigungselementen
enthaltend und im Bezug auf den hydraulischen Betätiger zu
beschreiben, wobei das Betätigungselement
als Kolben beschrieben wird, der in einem Zylinder angeordnet ist.
Es ist jedoch bevorzugt, dass das Betätigungsmittel eines jeden Betätigers jede
geeignete Form aufweisen kann, um eine Betätigung gegen die Rückseite
des Bremsklotzes auszüben,
und im Besonderen kann der hydraulische Betätiger ein Betätigungsmittel
enthalten, das ein anderes als ein Kolben ist.
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Ein
typischer hydraulischer Betätiger
des Stands der Technik kann eine Einzelkolben- oder eine Doppelkolbenanordnung
enthalten. Weitere Kolben können
verwendet werden, aber diese sind im Allgemeinen in Schwerlastfahrzeugen
im Einsatz, und während
solche Bremssattel im Umfang der Erfindung liegen, ist die Erfindung
so gedacht, dass sie prinzipiell für Einzelkolben- oder Doppelkolbenanordnungen
anwendbar ist.
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In
einem Bremssattel gemäß der Erfindung greift
der Kolben des hydraulischen Betätigers
vorzugsweise in der Rückseite
des Bremsklotzes an einer Position oder entlang einer Wirkungslinie
ein, so dass der vom Bremsklotz gehaltene Reibbelag, der der Bremsscheibe
zugewandt ist, einen im Wesentlichen gleichmäßigen Druck auf die Bremsscheibe über die
Oberseite des Reibbelags ausübt.
Dies ist bevorzugt, um eine gleichmäßige Abnutzung des Reibbelags
sicherzustellen, um die Lebensspanne zu maximieren und die maximale
Bremswirkung zu bieten. Dies wird in einem Einzelkolben-Bremssattel erreicht,
indem der Kolben in der Rückseite
des Bremsklotzes durch eine Position, die im Allgemeinen in der
Mitte des Bremsklotzes liegt oder durch einen Mittenbereich des
Bremsklotzes eingreift. Die mittige Natur dieses Eingriffs ist in
der allgemein symmetrischen Gestaltung der Bremsklötze bedingt.
Das Ziel ist jedoch die Ausbildung eines Eingriffs im Bereich des
wirksamen Druckzentrums des Bremsklotzes, um eine gleichmäßige Abnutzung
des Reibbelags zu erreichen, die in der Regel in der Mitte oder
in einem Mittenbereich des Bremsklotzes liegt, die aber je nach
Gestaltung des Bremsklotzes auch an anderer Stelle angeordnet sein
kann. In einem Doppelkolben-Bremssattel greifen die Kolben im Gegensatz dazu
im Allgemeinen auf der Rückseite
des Bremsklotzes symmetrisch auf beiden Seiten einer Mittenline
zwischen den abgewandten Seiten des Bremsklotzes ein. Aber noch
einmal zur Wiederholung, es ist das wirksame Druckzentrum, dass
in der Regel die entsprechenden Positionen der Doppelkolben diktiert,
so dass, wenn sich das Zentrum in der Mitte oder einem Mittenbereich
des Bremsklotzes befindet, die symmetrische Positionierung der Kolben
auf jeder Seite der Mittenline angebracht ist. Die Kolbenposition
kann sich jedoch ändern,
wenn das wirksame Druckzentrum des Bremsklotzes nicht an der Mittenline
zwischen den abgewandten Seiten des Bremsklotzes ausgerichtet ist.
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In
einem Bremssattel gemäß der vorliegenden
Erfindung, der einen Einzelkolben enthält, kann das Betätigungselement
des elektrischen Betätigers zulässigerweise
in die Rückseite
des Bremsklotzes durch eine exzentrische Wirkungslinie relativ zu
der im Allgemeinen mittigen Wirkungslinie des Kolbens des hydraulischen
Betätigers
eingreifen. Das heißt, das
Betätigungselement
ist im Umfang und/oder radial von der Kolbenmittenlinie versetzt.
Somit ist die auf den Bremsklotz durch den elektrischen Betätiger ausgeübte Kraft
eine exzentrische Kraft. Die Akzeptanz dieser exzentrischen Kraft
oder der Eingriff ist auf die normale statische Natur der Parkbremsanwendung
zurückzuführen, in
der es normalerweise keine relative Bewegung zwischen dem Reibbelag und
der Bremsoberfläche
gibt. Es gibt somit annähernd
keine Reibung des Reibbelags bei Anwendung der Parkbremse, und dementsprechend
unterliegt der Belag keiner Abnutzung in unebener Weise, obwohl
eine exzentrische Kraft ausgeübt
wird, oder zumindest ist eine etwaige Abnutzung im Vergleich zu der,
die bei Betätigung
der Betriebsbremse auftritt, vernachlässigbar. In dieser Hinsicht
kann die exzentrische Anwendung der Parkkraft die Wirksamkeit der Parkbremse
verringern, aber trotzdem kann jede solche Verringerung der Wirksamkeit
durch die Anwendung einer höheren
Betätigungskraft
durch den elektrischen Betätiger
aufgefangen werden. Vorteilhafterweise kann das Betätigungselement
jedoch eine Kraft auf den Bremsklotz ausüben, die zu einer verringerten
Biegungsbelastung führt,
die durch den Brückenabschnitt
des Bremssattels ausgeübt
wird. Dies kann verwirklicht werden, indem die Kraftausübung näher an der
neutralen Achse des Bremssattels als am Kolben angewendet wird.
Der wirksame Klammerradius und damit das entstehende Drehmoment, das
durch das Betätigungselement
ausgeübt
wird, ist aus diesem Grund ebenso größer.
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In
einem Einzelkolben-Bremssattel ist das Betätigungselement des Parkbremsbetätigers vorzugsweise
so angeordnet, dass es eine Wirkungslinie parallel zur Wirkungslinie
des Hydraulikkolbens hat und vorzugsweise so nahe an der Wirkungslinie des
Hydraulikkolbens angeordnet ist, wie dies die Gestaltung des Bremssattels
erlaubt, um die Exzentrität
der Parkbremskraft und die Größe des Bremssattels
zu minimieren.
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Somit
ist das Betätigungselement
des elektrischen Betätigers
vorzugsweise direkt angrenzend an den Hydraulikkolben positioniert.
In einem Doppelkolben-Bremssattel
ist das elektrische Betätigungselement
vorzugsweise zwischen den jeweiligen Kolben angeordnet. In dieser
Anordnung kann das Betätigungselement
des elektrischen Betätigers zweckmäßigerweise
zum Wirken entlang einer Wirkungslinie angeordnet sein, die im Wesentlichen
mittig oder nicht-exzentrisch zur Rückseite des Bremsklotzes ist.
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Der
hydraulische Betätiger
eines Bremssattels gemäß der vorliegenden
Erfindung kann zweckmäßigerweise
dieselbe oder eine ähnliche
Funktionsweise und Gestaltung haben wie hydraulische Betätiger des
Stands der Technik, um einen in einem Zylinder angeordneten Kolben
zu enthalten, der in einem Zylinder unter hydraulischen Druck verschiebbar
ist, um gegen die Rückseite
des Bremsklotzes zu drücken
und den Reibbelag des Bremsklotzes in den Eingriff mit einer Bremsscheibe
zu verschieben. Diese Anordnung enthält alle geeigneten hydraulischen Verbindungen
und Dichtungsanordnungen.
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Der
elektrische Betätiger
eines Bremssattels gemäß der Erfindung
kann jede geeignete Form annehmen und enthält in einer Form ein Betätigungselement
mit einem Eingriffsteil für
einen Bremsklotz und Mittel zum Zusammenwirken mit elektrischen Antriebsmitteln,
die vom Eingriffsteil beabstandet sind. Das Betätigungselement kann als Längsstange ausgebildet
und für
die axiale Bewegung entlang der Längsachse durch eine Rotationsbewegung
um dieselbe Achse angeordnet sein. In dieser Anordnung kann ein
Teil der Außenseite
der Stange mit einem Gewinde ausgebildet sein, einem Außengewinde, das
in ein festes gegengleiches Innengewinde eingreift, wie es in der
Innenwand eines Rohrs oder eines Bohrlochs des Bremssattels, das
die Stange aufnimmt, ausgebildet sein kann, und wobei die Rotation der
Stange durch elektrische Antriebsmittel zu einer axialen Verschiebung
im Bohrloch durch den Eingriff ins gegengleiche Gewinde führt. Diese
axiale Verschiebung kann eingesetzt werden, um den Bremsklotz des
Bremssattels in und aus dem Eingriff in die Bremsscheibe zu verschieben.
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In
einer Ausführungsform
können
die elektrischen Antriebsmittel einen Elektromotor enthalten, der
eine Schnecke in gegengleichem Eingriff mit einem Schneckengetriebe
antreibt, das wiederum relativ zur Stange befestigt ist. Das Schneckengetriebe kann
an der Stange in jeder geeigneten Weise befestigt sein, wie durch
eine Keilverbindung. In der obigen Anordnung dreht der Antrieb der
Schnecke durch den Elektromotor das mit der Stange verbundene Schneckegetriebe,
wodurch die Stange um die Längsachse gedreht
wird. Die Gewindeverbindung zwischen der Stange und dem Bremssattel
ist dergestalt, dass die Stangenrotation in eine lineare Axialbewegung
umgewandelt wird, in einer Richtung zur Verschiebung des Bremsklotzes
in den Eingriff mit der Bremsscheibe. Diese Anordnung kann mit entweder
einem Einzel- oder einem Doppelkolben-Bremssattel oder mit Bremssätteln, die
drei oder mehr Kolben einsetzen, genutzt werden.
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Ein
Bremssattel gemäß der Erfindung
kann je nach Bedarf ein zweiten oder weiteren elektrischen Betätiger enthalten,
um die Parkbremse eines Fahrzeugs korrekt anzuwenden. Zum Beispiel
können zwei
elektrische Parkbremsbetätiger
ausgebildet sein, oder es kann ein einzelner elektrischer Betätiger vorhanden
sein, der zwei oder mehr Betätigungselemente
enthält.
Die Ausbildung von mehr als einem elektrischen Betätiger oder
von Betätigungselementen
kann auf denselben oder ähnlichen Überlegungen
basieren, wie die, die die Bereitstellung mehrerer Hydraulikkolben
bestimmen.
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Das
elektrische Antriebsmittel des Betätigers kann, wie oben erörtert, ein
Elektromotor sein, oder es kann eines aus einer Vielzahl anderer
Formen sein. Zum Beispiel kann der elektrische Betätiger ein Übertragungsgerät enthalten,
um die Geschwindigkeits- und Drehmomenteigenschaften davon zu variieren.
In der Regel verringert solch ein Übertragungsgerät für einen
Elektromotor die Geschwindigkeit des Motors und führt in der
Folge zu einer Erhöhung
des Abtriebsmoments. Solch ein Übertragungsgerät kann die
Form eines Getriebes annehmen, wie ein exzentrisches Getriebe, ein
Planetengetriebe, ein Stirnrädergetriebe,
ein Schneckengetriebe, Schneckenradgetriebe und, wenn ein Schraubantrieb
des oben beschriebene Typs übernommen
wird, kann dieser jede geeignete Schraubenform umfassen, wie ein
Kugelgewinde, ein Trapezgewinde, eine Schneckengewinde oder Schraubprofile,
die asymmetrisch sind, ein Wellengewinde oder eine Rollengewinde.
Darüber
hinaus kann die lineare Übersetzung
des Betätigungselements
wie beschrieben sein, oder sie kann in Form einer Exzenterscheibe
von vorne oder radial oder eines Zahnstangengetriebes ausgebildet
sein. Der elektrische Betätiger
kann weiterhin flexible Verbindungen umfassen, wie Stahlmembranen,
um die Kraft bei einer Verringerung im Hub zu multiplizieren. Zweistufige
Betätiger
können
eingesetzt werden. Dabei ist hervorzuheben, dass eine große Vielzahl
an Alternativen in Bezug auf die Gestaltungen und der Funktionsweise
des elektrischen Betätigers
bestehen können.
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Die
beigefügten
Zeichnungen zeigen beispielhafte Ausführungsform der Erfindung der
vorhergehenden Art. Die Besonderheit dieser Zeichnungen und der zugehörigen Beschreibung
ersetzt nicht die allgemeine Gültigkeit
der vorhergehenden breit angelegten Beschreibung der Erfindung.
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines integralen Einzelkolben-Bremssattels
gemäß der Erfindung.
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines integralen Doppelkolben-Bremssattels
gemäß der Erfindung.
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Der
in 1 dargestellte Bremssattel 10 ist nicht
vollständig
abgebildet, wobei aber die nicht dargestellten Komponenten für Fachleute
offensichtlich sind. Zum Beispiel zeigt das Gehäuse 11 nicht den Überbrückungsabschnitt,
der die Bremsscheibe überspannt,
noch den Bremssattelträger,
der das Gehäuse 11 mit
der Fahrzeugradbaugruppe verbindet. 1 zeigt
jedoch die Merkmale, die zur Erfindung gehören und im Besonderen zeigt 1 das
Gehäuse 11,
das einen elektrischen Parkbremsbetätiger 12 und einen
hydraulischen Betriebsbremsbetätiger 13 aufnimmt.
Wie dargestellt, enthält
der Bremssattel 10 weiterhin ein Paar Bremsklötze 14 und 15,
die an beiden Seiten einer Bremsscheibe 16 angeordnet sind. Die
Bremsklötze 14 und 15 enthalten
jeweils ein Halteelement 17 und einen Reibbelag 18.
Ein jeder Bremsklotz 14 und 15 wird in bekannter
Weise durch das Gehäuse 11 gehalten,
um hin zur Bremsscheibe 16 und zurück bewegt zu werden. Kurz gefasst,
wird der Bremsklotz 14 bezüglich des Gehäuses 11 in Richtung
und in den Eingriff mit einer Seite der Bremsscheibe 16 verschoben
und danach verschiebt sich der Bremsklotz 15 zusammen mit
dem Gehäuse in
den Eingriff mit der anderen Seite der Bremsscheibe 16,
um die Bremsscheibe einzuspannen und dadurch darauf eine Bremskraft
auszuüben.
Der Bremsklotz und das Gehäuse
sind bekannt und daher ist keine weitere Erörterung bezüglich dieser Bewegung erforderlich.
Die Bewegung der Bremsklötze 14 und 15 weg
von der Bremsscheibe 16, wenn die Betätigung der Park- oder Betriebsbremse
abgebrochen wird, wird in bekannter Weise verwirklicht und muss
ebenso nicht weiter im Detail beschrieben werden.
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Die
Bewegung des Bremsklotzes 14 in Eingriff mit der Bremsscheibe 16 wird
entweder durch den elektrischen oder den hydraulischen Betätiger 12 oder 13 ausgelöst. Der
hydraulische Betätiger 13 enthält einen
Kolben 19, der in einem Zylinder 20 angeordnet
ist, und ein Hydraulikflüssigkeitsdruck,
der auf die Rückseite 21 des
Kolbens 19 angewendet wird, ist beim Verschieben des Kolbens
in Richtung der Bremsscheibe 16 wirksam. Die Hydraulikflüssigkeit fließt in den
Zylinder 20 durch eine geeignete Hydraulikverbindung (nicht
dargestellt), während
eine ringförmige
Dichtung 22 das Auslaufen der Flüssigkeit aus dem Zylinder 20 verhindert.
Der Kolben 19 drückt
gegen die Rückseite 23 des
Halteelements 17 des Bremsklotzes 14, durch im
Wesentlichen die Mitte von Bremsklotz 14 zwischen den oberen
und unteren Stirnflächen 17a davon
(wie in 1 dargestellt) und zwischen
den schrägen
abgewandten Enden davon (in 1 nicht
dargestellt). Durch diese Anordnung wird der Reibbelag 18 des
Bremsklotzes 14 in Eingriff mit der Bremsscheibe unter
im Wesentlichen gleichmäßigen Druck über die
gesamte Stirnseite gebracht, und somit tendiert der Reibbelag im
Wesentlichen dazu, gleichmäßig abgenutzt
zu werden und die maximale Bremswirkung zu bieten. Wie bereits erörtert, wenn
der Bremsklotz 14 in die Bremsscheibe 16 eingreift,
verschiebt die fortgesetzte hydraulische Betätigung danach das Gehäuse 11 und
den Bremsklotz 15 in Eingriff mit der abgewandten Seite der
Bremsscheibe 16, um die Bremsscheibe einzuspannen und die
erforderliche Bremswirkung zu erzielen.
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Der
elektrische Betätiger 12 erzeugt
dieselbe Verschiebungsbewegung des Bremsklotzes wie der hydraulische
Betätiger 13,
verwendet dazu aber einen anderen Mechanismus. Der elektrische Betätiger 12 enthält ein Betätigungselement
in Form einer Längsstange 24.
Die Stange 24 enthält
ein Ende oder einen Abschnitt 25 zum Eingriff in den Bremsklotz,
einen Außengewindeabschnitt 26 und
eine Keilnut 27. Der Außengewindeabschnitt 26 befindet
sich im Gewindeeingeriff mit einem gegengleichen Innengewinde 28,
das auf der Innenseite eines Bohrlochs 29 im Gehäuse 11 ausgebildet
ist. Das Eingriffsende 25 ist am einen Ende eines gewindelosen
Stangenabschnitts 30 der Stange 24 ausgebildet,
die einen kleineren Durchmesser hat als der Innendurchmesser des
Bohrlochs 29, um eine Aussparung G dazwischen zu definieren.
Die Aussparung G ermöglicht das
Einfügen
einer Dichtung 31 zwischen der Innenseite und der Außenseite
des Stangenabschnitts 30, um gegen den Eintritt von Fremdstoffen
abzudichten.
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Mit
der Stange 24 ist durch einen Keil 32 ein Schneckegetriebe 33 verbunden,
das in direktem Eingriff mit einer Schnecke 34 ist. Die
Schnecke 34 wird durch den Elektromotor 35 angetrieben,
um das Schneckengetriebe 33 anzutreiben und somit die Stange 24 zu
rotieren. Durch den Gewindeeingriff zwischen dem Stangenabschnitt 26 mit
Gewinde und dem Bohrlochgewinde 28 führt die Rotation der Stange 24 in
einer Richtung die Stange in Richtung der Bremsscheibe 16 und
die Rotation in der umgekehrten Richtung führt die Stange von der Bremsscheibe 16 weg.
Durch diesen Mechanismus kann das Eingriffsende 25 der
Stange 24 eine Kraft auf die Rückseite 23 des Bremsklotzes 14 ausüben, um
den Bremsklotz 14 in Richtung und in Eingriff mit einer Seite
der Bremsscheibe 16 zu verschieben. Damit ist der elektrische
Antrieb nicht auf einen Elektromotor beschränkt, sondern kann einen alternativen
Elektroantrieb beinhalten, wie einen Magnetantrieb oder einen piezoelektrischen
Antrieb.
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Es
ist aus 1 ersichtlich, dass die entsprechenden
Wirkungslinien des elektrischen und des hydraulischen Betätigers 12 und 13 beabstandet und
parallel sind. Wie bereits erwähnt,
geht die Wirkungslinie des Kolbens 19 im Wesentlichen durch
die Mitte von Bremsklotz 14, und daher wirkt die Stange 24 des
elektrischen Betätigers 12 notwendigerweise entlang
einer exzentrischen Wirkungslinie bezüglich der von Kolben 19.
Dementsprechend ist eine von der Stange 24 auf die Rückseite 23 des
Bremsklotzes 14 ausgeübte
Kraft eine exzentrische Kraft, die eine ungleiche Kraft des Reibbelags 18 des
Bremsklotzes 14 gegen die Bremsscheibe 16 verursacht.
Die exzentrische Kraft ist aber unter der Bedingung zulässig, dass
es normalerweise keine relative Bewegung zwischen der Bremsscheibe 16 und
dem Reibbelag 18 gibt, die darauf gerichtet wäre, den
Belag in unregelmäßiger Weise
abzunutzen.
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Der
Bremssattel 10 kann zweckmäßigerweise angeordnet werden,
um eine verringerte Biegungsbelastung über den Brückenabschnitt des Bremssattels
bei Betätigen
der Parkbremse vorzusehen, indem die Stange 24 näher als
der Kolben 19 an der neutralen Achse des Überbrückungsabschnitts des
Bremssattels positioniert wird. Die verringerte Biegungsbelastung
bezieht sich auf die bereits erörterten
Betriebs-/Parkbremssattel des Stand der Technik, bei denen der Kolben
die Komponente eines jeden Betätigers
ist, die in den Bremsklotz eingreift.
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Doppelkolben-Bremssattels 40 gemäß der Erfindung.
Der Bremssattel 40 enthält
ein Gehäuse 41, das
den hydraulischen Betriebsbremsbetätiger und den elektrischen
Parkbremsbetätiger
enthält.
Der hydraulische Betätiger
enthält
ein Kolbenpaar 42, wobei jeder Kolben davon in einem zugehörigen Kolbenzylinder 43 zum
Eingriff an der Rückseite 44 eines
Bremsklotzes 45 angeordnet ist. In der Ausführungsform
von 2 enthält
der Bremssattel 40 einen weiteren Bremsklotz (nicht dargestellt),
der in einer beabstandeten zugewandten Weise zum Bremsklotz 45 angeordnet
ist, auf dieselbe Weise wie in 1 gezeigt.
Der Bremsklotz 45 enthält
ein Haltelement 46 für
den Reibbelag und einen darauf gehaltenen Reibbelag 47.
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Die
Anordnung des hydraulische Betätigers in
der Ausführungsform
von 2 kann von der Funktionsfähigkeit her mit der Ausführungsform
von 1 identisch sein. Anders ausgedrückt, mit
Ausnahme der beiden Kolben 42 kann der Einsatz der Kolben
und deren Anordnung dieselbe sein wie die in 1. Dementsprechend
können
weitere Einzelheiten des hydraulischen Betätigers von 2,
zum Beispiel wie hinsichtlich der Anordnung der hydraulischen Dichtung,
als identisch zur Ausführungsform von 1 angenommen
werden.
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Der
Bremssattel 40 enthält
einen elektrischen Parkbremsbetätiger 48,
der dieselbe Gestaltung wie der elektrischen Parkbremsbetätiger 12 von 1 aufweist.
Das heißt,
er enthält
eine Längsstange 49,
die in einem Bohrloch 50 untergebracht ist, das im Gehäuse 41 ausgebildet
ist, und die Stange enthält
ein Gewinde, das auf der Außenseite
davon zum Gewindeeingriff in ein gegengleiches Gewinde ausgebildet
ist, das auf der Innenseite des Bohrlochs 50 ausgebildet
ist. Ein Schneckengetriebe 51 ist durch eine Keilverbindung
an der Stange 49 angebracht und das Schneckengetriebe wird
durch eine Schnecke 52 angetrieben, die wiederum von einem Elektromotor 53 angetrieben
wird. Die Stange 49 ist axial entlang der Längsachse
beweglich.
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Die
Ausführungsform
von 2 unterscheidet sich von der von 1 durch
die nicht-exzentrische Wirkungslinie des elektrische Betätigers 48. Das
heißt,
die Stange 49 wirkt im Wesentlichen durch die Mitte des
Bremsklotzes 45, während
das Kolbenpaar 42 symmetrisch auf beiden Seiten der Stange 49 wirkt.
Somit kann, wenngleich die exzentrische Kraftwirkung des elektrischen
Parkbremsbetätigers der
Ausführungsform
von 1 nicht als wesentliche nachteilige Wirkungen
aufweisend betrachtet wird, eine exzentrische Kraft in einem Bremssattel
mit Doppelkolben vermieden werden.
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Die
Ausführungsform
von 2 zeigt auch einen Bremsklotz 54, der
zwischen dem Eingriffsende 55 der Stange 49 und
der Rückseite 44 des
Halteelements 46 des Reibbelags angeordnet ist. Der Bremsklotz 54 kann
ein Bremsklotz aus gehärtetem Stahl
sein und seine Funktion ist, die Kraft der Stange 49 besser
auf das Haltelement 46 zu verteilen, als dies bei der Punktkraftanordnung
von 1 der Fall ist. Der Bremsklotz 54 kann
entweder mit dem Eingriffsende 55 oder mit dem Halteelement 46 verbunden
sein.