WO2008068256A1 - Scheibenbremse mit elektromotorischem aktuator, vorzugsweise in selbstverstärkender bauart - Google Patents

Scheibenbremse mit elektromotorischem aktuator, vorzugsweise in selbstverstärkender bauart Download PDF

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WO2008068256A1
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brake
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Bernhard Miller
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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Definitions

  • Disc brake with electromotive actuator preferably in self-reinforcing design
  • the invention relates to a disc brake with electromotive actuator according to the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is to provide a disc brake with electromotive actuator with a brake application, which makes do with respect to the prior art with less energy.
  • This application device should be particularly suitable for use in disc brakes in self-reinforcing design.
  • an application device for brake pads of a disc brake is provided with a brake plate and two cooperating shaping levers.
  • the mold levers are V-shaped and equipped with a low-friction Keilwinkelverstell Surprise, which is opposite
  • the prior art provides the possibility for wedge angle adjustment during braking, with only a common actuator for angle and brake adjustment is required. Also, this space-saving and simple robust mechanics, a parking brake with a self-reinforcing possible.
  • the roller is guided on a first track on the application plate and the ball on a second track on the lever sections. It is particularly advantageous if the roller interacts in a form-locking manner with the ball and the first running rail, which is easy to carry out by a corresponding shaping of the roll. Furthermore, in this case for a low friction s resistance was preferred that the rails are arranged in parallel. It is advantageous that the ball and the roller are mounted together with guide rollers guided in a guide cage.
  • the mold levers each have a first and a second upper end which cooperate pivotably with corresponding supports of the application plate, wherein the mold levers each have a lower end, which cooperate with corresponding lower supports on the brake pad pivotally.
  • the self-energizing design of the disc brake is ensured in both directions of rotation of the brake disc.
  • the first and second upper ends and the respective lower ends of the mold lever are arranged in a V-shape.
  • the lever portions of the mold levers are each arranged in the plane of the ends or in a plane parallel thereto, resulting in an advantageously small space requirement.
  • the application plate in a preferred embodiment in the region of the first upper support on its opposite side of these supports second upper supports, via which the application plate is pivotally mounted on a projection, wherein the pivot axes of these second upper supports parallel to the pivot axes of the first upper support and the longitudinal direction of the application plate, wherein they are arranged offset in the transverse direction of the application plate to the pivot axes of the first upper support.
  • an adjusting device for wear adjustment is arranged between the application plate and the brake caliper.
  • a spring is provided for retrieving the brake pad and the cohesion of the brake pad, mold lever, application plate and adjusting device.
  • a further preferred embodiment provides that the electromotive actuator is operatively connected to at least one gear for applying a clamping force to the application device.
  • the transmission consists of a first gear and a second gear, which output gears for applying a clamping force to the application device, for applying a force to the adjusting device and for applying a force on the wear tracking. It is advantageous if the gear are designed as differential gear.
  • the gears are each coupled at least with a spring stopper.
  • the advantage here is that a quick switching between angle and brake adjustment without engine braking is made possible by the resilient stopper. Furthermore, this results in a favorable overload protection for the actuator.
  • a release device is arranged in the force flow of the application device.
  • Figure 1 is a schematic schematic representation in side view of an embodiment of a disc brake according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of the embodiment of Figure 1 in a transverse view, which is partially cut.
  • Figure 3 is a schematic representation of the cooperating mold lever in a plan view.
  • a disc brake according to the invention 1 is shown with a brake disc 2, which is braked by a brake pad 3 on a lining carrier 4, when it is pressed against the rotating in the direction of arrow 2 brake disk.
  • a brake pad 3 is shown, which is arranged in a caliper 10, of which only a part is shown as an abutment.
  • the brake pad 3 is operatively connected via its pad carrier 4 with a clamping device, which has two mold levers 11 and 12, which support it against a clamping plate 20.
  • the application plate 20 is in turn supported on the forming levers 11, 12 opposite side via an adjusting device 21 for wear adjustment of the brake pad 3 on the caliper 10.
  • Brake caliper 10, adjusting device 21, application plate 20, mold levers 11 and 12 and brake pad 3 are held together by a spring 25, which also serves as a return spring.
  • the mold levers 11, 12 each have a lever portion 16, 16 ', which face each other and are in operative connection with each other via connecting elements 35, as shown in FIG. 3 in a plan view schematically. Their mode of action will be explained in more detail later.
  • lever sections 16, 16 ' are connected to a second running rail 27, which is arranged parallel to a first running rail 26, which is located on the application plate 20. Between the rails 26 and 27, a wedge angle follower with components 28 to 33 for adjusting a wedge angle ⁇ of the brake pad 3 to the brake disc 2 is arranged. This tracking device will be described below.
  • the application plate 20 has a brake adjustment 23 which is in operative connection with an output output A2 of a second transmission 7.
  • a brake adjustment 23 which is in operative connection with an output output A2 of a second transmission 7.
  • it is a threaded spindle and a nut member attached to the application plate 20.
  • the adjusting device for the wedge angle ⁇ is connected to a wedge angle tracking 32, for example, a threaded spindle, via a deflection gear 34 with a further output output Al of the second transmission 7 in combination.
  • the second gear 7 is driven by a first gear 6 via a transmission element, for example a shaft.
  • the first gear 6 has an output output A3, which for actuating the wear tracking 24, which in this example consists of a rack with wedges, each having projections 22 on which the application plate 20 is pivotally mounted about its longitudinal axis, as shown in FIG a sectional view shows.
  • the first gear 6 is connected to an electromotive actuator 5 in operative connection, for example via a shaft whose rotation is indicated schematically by an arrow.
  • Both gear 6 and 7 are designed in this example as a differential gear. They each have spring stoppers 9, which allow rapid switching between wedge angle and brake adjustment without deceleration of the actuator 5.
  • the output output A2 of the second transmission 7 causes a clamping force by force in component 23 on the application plate 20 (see Fig. 2) in an upward direction, wherein the application plate 20 about an axis parallel to its longitudinal axis, by the projection 22nd runs, is pivoted upwards.
  • the force introduction opposite end with a first upper support acts on upper ends 14, 14 ', 15, 15' of the mold lever 11 and 12, which transmit this movement on the brake pad 3 on the lining carrier 4 so that the brake pad 3 to the Brake disk 2 is pressed (Fig. 1).
  • the wedge angle ⁇ (FIG. 1) is determined by the wedge angle follower and is thereby also adjustable during braking via the transmission output Al.
  • the Keilwinkelnachdies adopted on a ball 30 which is guided on the lower guide rail 27 and a form-fitting cooperates with a roller 31 having a profile corresponding to the ball 30. At the top of the roller 31, this is guided on the upper running rail 26, whose profile corresponds to that of the ball 30.
  • the upper running rail is connected to the application plate 20 and arranged parallel to the lower running rail 27.
  • the ball 30 and the roller 31 are arranged guided in a guide cage 31, wherein they (FIG. 1) of guide rollers 28 and 29 are included.
  • the guide cage 31 is in operative connection with the wedge angle follower 32 and the transmission output Al.
  • the wedge angle ⁇ is adjustable in that the cage 31 is arranged adjustable in the longitudinal direction of the application plate 20.
  • the mold levers 11, 12 are V-shaped, that is, their two upper ends 14, 14 "15, 15" and their lower ends 13, 13 'each form a V (FIG. 1).
  • a pivoting movement during braking in the movement direction of the brake disk 2 shown in FIG. 1 with the lower arrow is made possible in each case around the first upper ends 14 and 14 'of the mold levers 11, 12 in the corresponding supports 18 on the underside of the application plate 20.
  • a pivoting about the second upper ends 15 and 15 ' wherein in each case a pivoting of the mold lever 11, 12 takes place with its lower end 13, 13' in the lower supports 17, 17 'on the brake pad 3.
  • a parking brake function is enabled by the structure of FIG. 2, wherein an offset arrangement of the first upper support 18 and the second upper support 19 in the transverse direction of the application plate 20 ensures that upon pivoting of the application plate 20 to the second upper support 19 in cooperation with the first upper support 18 in a certain pivoting angle and with appropriate dimensioning a latching and clamping of the Brake pads 3 can be done with the brake disc 2.
  • This latching can also be done by execution of the components for transmission output A2 in threaded spindle shape, the threaded spindle is formed self-holding.
  • a movement of the brake disc 2 is prevented by the V-shaped configuration of the mold lever 11, 12 in the manner described above when the parking brake.
  • the mold levers 11, 12 are formed in this example so that their lever portions 16, 16 'in the transverse direction of the application plate 20 are arranged side by side, as shown in FIG. 3. They are coupled via connecting elements 35, which are only indicated, movably coupled.
  • the upper ends 14, 14 ', 15, 15' are hemispherical in this example, the lower ends 13, 13 'extending in the transverse direction of the application plate 20 perpendicular to the lever portions 16, 16' and are semicircular in cross section.
  • a wedge angle adjustment is also possible during a braking operation.
  • V-shaped mold levers 11, 12 give the parking brake function in both directions of rotation of the brake disc.
  • the force for adjusting the wedge angle over the Bremszustellweg is balanced at maximum feed force, since the rails 26, 27 between the ball 30 and roller 31 are parallel (maximum relative error angle at the brake application point).
  • an additional brake release device can be introduced into the Zustellkraftl.

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Abstract

Eine Scheibenbremse (1) mit elektromotorischem Aktuator (5), der auf eine Zuspannvorrichtung (11, 12, 20) zum Zuspannen wenigstens eines Bremsbelages (3) in Richtung einer Bremsscheibe (2) einwirkt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung (11, 12, 20) mindestens zwei Formhebel (11, 12) aufweist, die zwischen einer Zuspannplatte (20) und dem Bremsbelag (3) angeordnet sind.

Description

Scheibenbremse mit elektromotorischem Aktuator, vorzugsweise in selbstverstärkender Bauart
Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit elektromotorischem Aktuator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, Scheibenbremsen mit elektromotorischen Aktuatoren zu versehen, die auf eine Zuspannvorrichtung - auch mit Selbstverstärkung unterschiedlicher Bauart - einwirken. Die Selbstverstärkung der Bremskraft beruht auf dem bekannten Keileinzugprinzip wobei durch die kinetische Energie eines bewegten Fahrzeugs ausgenutzt und die benötigte Zustellkraft des Bremsantriebs erheblich verringert wird.
Die DE 101 05 752 Al und DE 103 24 424 Al seien zur Illustration genannt. Diese Beispiele können in der Praxis nicht überzeugen, und es besteht ein Bedarf für neue Lösungswege.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse mit elektromotorischem Aktuator mit einer Zuspannvorrichtung zu versehen, die gegenüber dem Stand der Technik mit geringerem Energieaufwand auskommt. Diese Zuspannvorrichtung soll besonders zum Einsatz in Scheibenbremsen in selbstverstärkender Ausführung geeignet sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unter an Sprüchen zu entnehmen.
Gemäß der Erfindung wird eine Zuspannvorrichtung für Bremsbeläge einer Scheibenbremse mit einer Zuspannplatte und zwei miteinander zusammenwirkenden Formhebeln versehen. Dabei sind die Formhebel V-förmig gestaltet und mit einer reibungsarmen Keilwinkelverstelleinrichtung ausgerüstet, wodurch sich gegenüber dem Stand der Technik die Möglichkeit zur Keilwinkelverstellung während einer Bremsung ergibt, wobei nur ein gemeinsamer Aktuator für Winkel- und Bremsverstellung erforderlich ist. Ebenfalls ist durch diese Raum sparende und einfache robuste Mechanik eine Parkbremse mit einer Selbstverstärkung möglich.
Hierbei wird es möglich, dass sich bei einer selbstverstärkenden Bremse in vorteilhaft einfacher Weise durch miteinander zusammenwirkende Hebelabschnitte der Formhebel, insbesondere mit der Zusammenwirkung einer Einrichtung zur Keilwinkelnachführung, die in bevorzugter Ausführung zwischen der Zuspannplatte und den Hebelabschnitten angeordnet ist, sich eine geringe Zustellkraft ergibt, wobei während einer Bremsung auch eine Keilwinkelverstellung möglich ist.
Zur Verringerung der Keilwinkeleinstellkräfte wird in vorteilhafter Weise für die Keilwinkelnachführung mindestens eine Kugel und mindestens eine Rolle verwendet, die mit der Zuspannplatte und den Hebelabschnitten zusammenwirken. Durch die geringe Rollreibung ergeben sich geringe Einstellkräfte.
So ist in einer bevorzugten Ausführung vorgesehen, dass die Rolle auf einer ersten Laufschiene an der Zuspannplatte und die Kugel auf einer zweiten Laufschiene an den Hebelabschnitten geführt ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rolle mit der Kugel und der ersten Laufschiene formschlüssig zusammenwirkt, was durch eine entsprechende Formgebung der Rolle einfach ausführbar ist. Weiterhin ist hierbei für einen geringen Reibung s wider stand bevorzugt, dass die Laufschienen parallel angeordnet sind. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Kugel und die Rolle zusammen mit Führungsrollen in einem Führungskäfig geführt montiert sind.
In einer bevorzugten Ausführung weisen die Formhebel jeweils ein erstes und ein zweites oberes Ende auf, die mit korrespondierenden Auflagern der Zuspannplatte verschwenkbar zusammenwirken, wobei die Formhebel jeweils ein unteres Ende aufweisen, welche mit korrespondierenden unteren Auflagern am Bremsbelag verschwenkbar zusammenwirken. Somit ist die selbstverstärkende Bauart der Scheibenbremse in beide Drehrichtungen der Bremsscheibe gewährleistet. Hierbei ist es zweckmäßig, dass die ersten und zweiten oberen Enden und die jeweiligen unteren Enden der Formhebel V-förmig angeordnet sind.
In einer weiteren bevorzugten Anordnung sind die Hebelabschnitte der Formhebel jeweils in der Ebene der Enden oder in einer Ebene parallel dazu angeordnet, wodurch sich ein vorteilhaft geringer Raumbedarf ergibt.
Zur Aufbringung der Zustellkraft auf die gesamte Fläche der Bremsbeläge, das heißt zur gleichmäßigen flächigen Beanspruchung dieser sind die Formhebel jeweils zum Bereich ihrer unteren Enden hin in einer Richtung senkrecht zur Ebene der oberen Enden ausgedehnt.
Zur vorteilhaft gleichzeitigen Realisierung einer Parkbremse weist die Zuspannplatte in einer bevorzugten Ausführung im Bereich der ersten oberen Auflager an ihrer diesen Auflagern gegenüberliegenden Seite zweite obere Auflager auf, über welche die Zuspannplatte jeweils an einem Vorsprung verschwenkbar gelagert ist, wobei die Schwenkachsen dieser zweiten oberen Auflager parallel zu den Schwenkachsen der ersten oberen Auflager und der Längsrichtung der Zuspannplatte verlaufen, wobei sie in Querrichtung der Zuspannplatte versetzt zu den Schwenkachsen der ersten oberen Auflager angeordnet sind. Dadurch ergibt sich bei Betätigung der Parkbremse mittels einer Hebelwirkung eine Selbsthaltefunktion.
In weiterer bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass zwischen der Zuspannplatte und dem Bremssattel eine Nachstelleinrichtung zur Verschleißnachstellung angeordnet ist.
Eine Feder ist zum Zurückholen des Bremsbelags sowie zum Zusammenhalt von Bremsbelag, Formhebel, Zuspannplatte und Nachstelleinrichtung vorgesehen.
Eine weitere bevorzugte Ausführung sieht vor, dass der elektromotorische Aktuator in Wirkverbindung mit mindestens einem Getriebe zur Aufbringung einer Zuspannkraft auf die Zuspannvorrichtung steht. In vorteilhafter Weise ist nur dieser eine Aktuator notwendig, um drei verschiedene Zustellaufgaben auszuführen. Dieses wird dadurch ermöglicht, dass das Getriebe aus einem ersten Getriebe und einem zweiten Getriebe besteht, welche Abtrieb sausgänge zum Aufbringen einer Zuspannkraft auf die Zuspannvorrichtung, zum Aufbringen einer Kraft auf die Nachstelleinrichtung und zum Aufbringen einer Kraft auf die Verschleißnachführung aufweisen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Getriebe als Differenzialgetriebe ausgebildet sind.
In bevorzugter Ausführung sind die Getriebe jeweils zumindest mit einem Federstopper gekoppelt. Der Vorteil hierbei besteht darin, dass eine schnelle Umschaltung zwischen Winkel- und Bremsverstellung ohne Motorabbremsung durch die federnden Stopper ermöglicht ist. Weiterhin ergibt sich daraus ein vorteilhafter Überlastschutz für den Aktuator.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass im Kraftfluss der Zuspannvorrichtung eine Löseeinrichtung angeordnet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:
Figur 1 eine schematische Prinzipdarstellung in Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Scheibenbremse ;
Figur 2 eine schematischen Darstellung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 in einer Queransicht, die zum Teil geschnitten ist; und
Figur 3 eine schematische Darstellung der zusammenwirkenden Formhebel in einer Draufsicht.
Gleiche Bezugszeichen gelten für Teile mit gleicher oder ähnlicher Funktion. In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 mit einer Bremsscheibe 2 dargestellt, welche durch einen Bremsbelag 3 auf einem Belagträger 4 gebremst wird, wenn dieser an die in Pfeilrichtung rotierende Bremsscheibe 2 angedrückt wird. Der Übersichtlichkeit halber ist nur ein Bremsbelag 3 dargestellt, der in einem Bremssattel 10 angeordnet ist, von dem nur ein Teil als Gegenlager gezeigt ist.
Der Bremsbelag 3 steht über seinen Belagträger 4 mit einer Zuspannvorrichtung in Wirkverbindung, die zwei Formhebel 11 und 12 aufweist, welche ihn gegen eine Zuspannplatte 20 abstützen. Die Zuspannplatte 20 ist wiederum auf der den Formhebeln 11, 12 gegenüber liegenden Seite über eine Nachstelleinrichtung 21 zur Verschleißnachstellung des Bremsbelags 3 an dem Bremssattel 10 abgestützt. Bremssattel 10, Nachstelleinrichtung 21, Zuspannplatte 20, Formhebel 11 und 12 und Bremsbelag 3 werden durch eine Feder 25 zusammengehalten, welche auch als Rückholfeder dient.
Die Formhebel 11, 12 besitzen jeweils einen Hebelabschnitt 16, 16', die sich gegenüber stehen und miteinander in Wirkverbindung über Verbindungselemente 35 stehen, wie Fig. 3 in einer Draufsicht schematisch zeigt. Ihre Wirkungsweise wird später ausführlicher erläutert.
Diese Hebelabschnitte 16, 16' sind mit einer zweiten Laufschiene 27 verbunden, die parallel zu einer ersten Laufschiene 26 angeordnet ist, welche sich an der Zuspannplatte 20 befindet. Zwischen den Laufschienen 26 und 27 ist eine Keilwinkelnachführeinrichtung mit Bauteilen 28 bis 33 zur Einstellung eines Keilwinkels α des Bremsbelags 3 zur Bremsscheibe 2 angeordnet. Diese Nachführeinrichtung wird weiter unten beschrieben.
Die Zuspannplatte 20 weist eine Bremsverstellung 23 auf, die mit einem Abtriebsausgang A2 eines zweiten Getriebes 7 in Wirkverbindung steht. In diesem Beispiel handelt es sich um eine Gewindespindel und einem an der Zuspannplatte 20 befestigten Mutternteil. Die Nachstelleinrichtung für den Keilwinkel α steht mit einer Keilwinkelnachführung 32, beispielsweise auch eine Gewindespindel, über ein Umlenkgetriebe 34 mit einem weiteren Abtriebsausgang Al des zweiten Getriebes 7 in Verbindung.
Das zweite Getriebe 7 wird von einem ersten Getriebe 6 über ein Übertragungselement, zum Beispiel eine Welle, angetrieben. Das erste Getriebe 6 besitzt einen Abtriebsausgang A3, der zur Betätigung der Verschleißnachführung 24, die in diesem Beispiel aus einer Zahnstange mit Keilen besteht, die jeweils Vorsprünge 22 aufweisen, an denen die Zuspannplatte 20 um ihre Längsachse verschwenkbar gelagert ist, wie Fig. 2 in einer Schnittdarstellung zeigt.
Das erste Getriebe 6 steht mit einem elektromotorischen Aktuator 5 in Wirkverbindung, beispielsweise über eine Welle, deren Drehung durch einen Pfeil schematisch angedeutet ist. Beide Getriebe 6 und 7 sind in diesem Beispiel als Differentialgetriebe ausgeführt. Sie weisen jeweils Federstopper 9 auf, die eine schnelle Umschaltung zwischen Keilwinkel- und Bremsverstellung ohne Abbremsung des Aktuators 5 ermöglichen.
Es wird nun mit Bezugnahme auf Fig. 1, 2 und 3 die Funktionsweise beschrieben.
Der Abtrieb sausgang A2 des zweiten Getriebes 7 bewirkt eine Zuspannkraft durch Krafteinleitung in Bauteil 23 an der Zuspannplatte 20 (siehe Fig. 2) in einer nach oben weisenden Richtung, wobei die Zuspannplatte 20 um eine Achse parallel zu ihrer Längsachse, die durch den Vorsprung 22 verläuft, nach oben verschwenkt wird. Dabei wirkt ihr der Krafteinleitung gegenüberliegendes Ende mit einem ersten oberen Auflager auf obere Enden 14, 14', 15, 15' der Formhebel 11 und 12, die diese Bewegung auf den Bremsbelag 3 über den Belagträger 4 so übertragen, dass der Bremsbelag 3 an die Bremsscheibe 2 angedrückt wird (Fig. 1). Dabei ist es vorteilhaft für eine gleichmäßig Anpressung des Bremsbelags 3 an die Bremsscheibe 2, dass die unteren Bereiche der Formhebel 11, 12 in Querrichtung zur Längsachse der Zuspannplatte 20 ausgedehnt ausgebildet sind. Der Keilwinkel α (Fig. 1) wird durch die Keilwinkelnachführeinrichtung festgelegt und ist durch diese auch während des Bremsens über den Getriebeabtrieb Al verstellbar. Wie Fig. 2 zeigt, weist die Keilwinkelnachführeinrichtung eine Kugel 30 auf, die auf der unteren Laufschiene 27 geführt ist und mit einer Rolle 31 formschlüssig zusammenwirkt, die ein Profil aufweist, das der Kugel 30 entspricht. An der Oberseite der Rolle 31 ist diese an der oberen Laufschiene 26 geführt, deren Profil dem der Kugel 30 entspricht. Die obere Laufschiene ist mit der Zuspannplatte 20 verbunden und parallel zu der unteren Laufschiene 27 angeordnet.
Die Kugel 30 und die Rolle 31 sind in einem Führungskäfig 31 geführt angeordnet, wobei sie (Fig. 1) von Führungsrollen 28 und 29 umfasst sind. Der Führungskäfig 31 steht mit der Keilwinkelnachführung 32 und dem Getriebeabtriebsausgang Al in Wirkverbindung. Der Keilwinkel α ist dadurch verstellbar, dass der Käfig 31 in Längsrichtung der Zuspannplatte 20 verstellbar angeordnet ist.
Die Formhebel 11, 12 sind V-förmig ausgebildet, das heißt, dass ihre beiden oberen Enden 14, 14" 15, 15"und ihre unteren Enden 13, 13' jeweils ein V bilden (Fig. 1). Dadurch wird eine Verschwenkbewegung bei Bremsung in der in Fig. 1 mit dem unteren Pfeil dargestellten Bewegungsrichtung der Bremsscheibe 2 jeweils um die ersten oberen Enden 14 und 14' der Formhebel 11, 12 in den korrespondierenden Auflagern 18 an der Unterseite der Zuspannplatte 20 ermöglicht. In entgegengesetzter Richtung des Pfeils erfolgt eine Verschwenkung um die zweiten oberen Enden 15 und 15', wobei jeweils eine Verschwenkung der Formhebel 11, 12 mit ihren unteren Ende 13, 13' in den unteren Auflagern 17, 17' am Bremsbelag 3 erfolgt. Somit ist eine Bremswirkung in beiden Drehrichtungen der Bremsscheibe 2 gewährleistet.
Eine Parkbremsfunktion ist durch den Aufbau gemäß Fig. 2 ermöglicht, wobei eine versetzte Anordnung des ersten oberen Auflagers 18 und des zweiten oberen Auflagers 19 in Querrichtung der Zuspannplatte 20 dafür sorgt, dass bei einer Verschwenkung der Zuspannplatte 20 um das zweite obere Auflager 19 in Zusammenwirkung mit dem ersten oberen Auflager 18 in einem bestimmten Verschwenkwinkel und bei entsprechender Dimensionierung eine Selbsthaltung und Festklemmung des Bremsbelags 3 mit der Bremsscheibe 2 erfolgen kann. Diese Selbsthaltung kann aber auch durch Ausführung der Bauteile zum Getriebeabtrieb A2 in Gewindespindelform erfolgen, wobei die Gewindespindel selbsthaltend ausgebildet ist. Eine Bewegung der Bremsscheibe 2 ist durch die V-förmige Ausbildung der Formhebel 11, 12 in oben beschriebener Weise bei angestellter Parkbremse unterbunden.
Die Formhebel 11, 12 sind in diesem Beispiel so ausgebildet, dass ihre Hebelabschnitte 16, 16' in Querrichtung der Zuspannplatte 20 nebeneinander angeordnet sind, wie Fig. 3 zeigt. Sie sind über Verbindungselemente 35, die nur angedeutet sind, beweglich gekoppelt. Die oberen Enden 14, 14', 15, 15' sind in diesem Beispiel halbkugelförmig ausgeführt, wobei die unteren Enden 13, 13' sich in Querrichtung der Zuspannplatte 20 senkrecht zu den Hebelabschnitten 16, 16' ausdehnen und im Querschnitt halbkreisförmig sind.
Die erfindungsgemäße Scheibenbremse weist demgemäß folgende Vorteile auf:
- Eine Keilwinkelverstellung ist auch während eines Bremsvorgangs möglich.
- Eine Krafteinleitung der Selbstverstärkung für einen spitzen Keilwinkel ist über die V-förmigen Formhebel 11, 12 ermöglicht, wodurch sich geringe Keilwinkelverstellkräfte ergeben.
- Durch die reibungsarme Keilwinkelnachführeinrichtung mit Kugel 30 und Rolle 31 ergeben sich sehr geringe Reibkräfte hierzu.
- Die Möglichkeit einer Parkbremse mit Selbstverstärkung ist zusätzlich gegeben.
- Dazu ergeben die V-förmigen Formhebel 11, 12 die Parkbremsfunktion in beiden Drehrichtungen der Bremsscheibe 2.
- Es ist eine große Kraftverstärkung der elektromotorischen Parkbremszustellung durch große Hebelübersetzung (Querausdehnung der Zuspannplatte 20) mit mechanischer Selbsthaltung durch Gewindespindelantrieb möglich.
- Es wird nur ein gemeinsamer Aktuator 5 für Winkel-, Brems- und Verschleißverstellung benötigt. - Eine schnelle Umschaltung zwischen Winkel- und Bremsverstellung ohne Abbremsung des Aktuators 5 ist durch Federstopper 9 am Differenzialgetriebeausgang möglich.
- Ein Überlastschutz des Aktuators 5 bei schneller Verstellkraftzunahme besteht durch den Federstopper 9 ebenfalls.
- Die Kraft zur Verstellung des Keilwinkels über dem Bremszustellweg ist bei maximaler Zustellkraft ausgeglichen, da die Laufschienen 26, 27 zwischen Kugel 30 und Rolle 31 parallel verlaufen (max. relativer Fehlwinkel beim Bremsanlegepunkt) .
- Eine automatische Bremslösung bei Stromausfall mit kleiner Zustellübersetzung und Keilwinkelregelung ist immer im Bereich des Nichtselbsteinzugs.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
So können zum Beispiel andere formschlüssige Rollelemente anstelle von Kugel 30 und Rolle 31 verwendet werden.
Weiterhin kann eine zusätzliche Bremslöseeinrichtung in den Zustellkraftfluss eingebracht werden.
Bezugszeichenliste
Scheibenbremse
Brems Scheibe
Bremsbelag
Belagträger
Aktuator
Erstes Getriebe
Zweites Getriebe
Übertragung selement
Federstopper
Bremssattel
Erster Formhebel
Zweiter Formhebel , 13' Unteres Ende , 14' Erstes oberes Ende , 15' Zweites oberes Ende , 16' Hebelabschnitt , 17 ' Unteres Auflager
Erstes oberes Auflager
Zweites oberes Auflager
Zuspannplatte
Nachstelleinrichtung
Vorsprung
Bremsverstellung
Verschleißnachführung
Feder
Erste Laufschiene
Zweite Laufschiene
Erste Führungsrolle
Zweite Führungsrolle
Kugel 31 Rolle
32 Keilwinkelnachführung
33 Führungskäfig
34 Umlenkgetriebe
35 Verbindung selement
A1...3 Abtriebsausgang α Keilwinkel

Claims

Patentansprüche
1. Scheibenbremse (1) mit elektromotorischem Aktuator (5), der auf eine Zuspannvorrichtung (11, 12, 20) zum Zuspannen wenigstens eines Bremsbelages (3) in Richtung einer Bremsscheibe (2) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung (11, 12, 20) mindestens zwei Formhebel (11, 12) aufweist, die zwischen einer Zuspannplatte (20) und dem Bremsbelag (3) angeordnet sind.
2. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung (11, 12, 20) in selbstverstärkender Bauart ausgelegt ist.
3. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhebel (11, 12) jeweils einen Hebelabschnitt (16, 16') aufweisen, die miteinander zusammenwirken.
4. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung (11, 12, 20) mit einer Einrichtung zur Keilwinkelnachführung (26 bis 34) ausgerüstet ist.
5. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Keilwinkelnachführung (26 bis 34) zwischen der Zuspannplatte (20) und den Hebelabschnitten (16, 16') angeordnet ist.
6. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Keilwinkelnachführung (26 bis 34) mindestens eine Kugel
(30) und mindestens eine Rolle (31) aufweist, die mit der Zuspannplatte (20) und den Hebelabschnitten (16, 16') zusammenwirken.
7. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle
(31) auf einer ersten Laufschiene (26) an der Zuspannplatte (20) und die Kugel (30) auf einer zweiten Laufschiene (27) an den Hebelabschnitten (16, 16') verstellbar geführt ist.
8. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle
(31) mit der Kugel (30) und der ersten Laufschiene (26) formschlüssig zusammenwirkt.
9. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschienen (26, 27) parallel zueinander angeordnet sind.
10. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (30) und die Rolle (31) zusammen mit Führungsrollen (28, 29) in einem Führungskäfig (33) angeordnet sind.
11. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhebel (11, 12) jeweils ein erstes und ein zweites oberes Ende (14, 15, 14', 15') aufweisen, die mit korrespondierenden Auflagern (18) der Zuspannplatte (20) verschwenkbar zusammenwirken, wobei die Formhebel (11, 12) jeweils ein unteres Ende (13, 13 ') aufweisen, welche mit korrespondierenden unteren Auflagern (17, 17') am Bremsbelag (3) verschwenkbar zusammenwirken.
12. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten oberen Enden (14, 14', 15, 15') und die jeweiligen unteren Enden (13, 13') der Formhebel (11, 12) V-förmig angeordnet sind.
13. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelabschnitte (16, 16') der Formhebel (11, 12) jeweils in der Ebene der Enden (13, 13', 14, 14', 15, 15') oder in einer Ebene parallel dazu angeordnet sind.
14. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhebel (11, 12) jeweils zum Bereich ihrer unteren Enden (13, 13') hin in einer Richtung senkrecht zur Ebene der oberen Enden (14, 14', 15, 15') ausgedehnt sind.
15. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannplatte (20) im Bereich der ersten oberen Auflager (18) an ihrer diesen Auflagern (18) gegenüberliegenden Seite zweite obere Auflager (19) aufweist, über welche die Zuspannplatte (20) jeweils an einem Vorsprung (22) verschwenkbar gelagert ist, wobei die Schwenkachsen dieser zweiten oberen Auflager (19) parallel zu den Schwenkachsen der ersten oberen Auflager (18) und der Längsrichtung der Zuspannplatte verlaufen, wobei sie in Querrichtung der Zuspannplatte (20) versetzt zu den Schwenkachsen der ersten oberen Auflager (18) angeordnet sind.
16. Scheibenbremse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zuspannplatte (20) und dem Bremssattel (10) eine Nachstelleinrichtung (21) zur Verschleißnachstellung angeordnet ist.
17. Scheibenbremse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (25) zum Zurückholen des Bremsbelags (3) sowie zum Zusammenhalt von Bremsbelag (3), Formhebel (11, 12), Zuspannplatte (20) und Nachstelleinrichtung (21) vorgesehen ist.
18. Scheibenbremse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromotorische Aktuator (5) in Wirkverbindung mit mindestens einem Getriebe (6, 7) zur Aufbringung einer Zuspannkraft auf die Zuspannvorrichtung (11, 12, 20) steht.
19. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe aus einem ersten Getriebe (6) und einem zweiten Getriebe (7) besteht, welche Abtriebsausgänge (Al, A2, A3) zum Aufbringen (A2) einer Zuspannkraft auf die Zuspannvorrichtung (11, 12, 20), zum Aufbringen (Al) einer Kraft auf die Nachstelleinrichtung (21) und zum Aufbringen (A3) einer Kraft auf die Verschleißnachführung (24) aufweisen.
20. Scheibenbremse (1) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe (6, 7) als Differenzialgetriebe ausgebildet sind.
21. Scheibenbremse (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe (6, 7) jeweils zumindest mit einem Federstopper (9) gekoppelt sind.
22. Scheibenbremse (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss der Zuspannvorrichtung (11, 12, 20) eine Löseeinrichtung angeordnet ist.
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