WO2016124308A1 - Bremsanlage - Google Patents

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Ralph Mayer
Gernot Sprandel
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T5/00—Vehicle modifications to facilitate cooling of brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/78—Features relating to cooling
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D65/78—Features relating to cooling
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/02—Fluid-pressure mechanisms
    • F16D2125/14—Fluid-filled flexible members, e.g. enclosed air bladders

Definitions

  • the present invention relates to a brake system for braking a wheel, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for operating such a brake system.
  • a generic brake system is known from DE 10 2014 006 152 A1.
  • the brake system has a brake pad, which is used to brake a wheel
  • Vehicle cooperates with a brake disc of the brake system.
  • a chamber formed in the brake pad is acted upon by a brake fluid, such that the chamber is enlarged while being supported against a brake caliper of the brake system and at the same time presses the brake pad against the brake disc.
  • gases in particular air, may form in the chamber and / or be transported there, which adversely affect the functioning of the brake system and / or lead to a deterioration of the chamber with brake fluid.
  • the present invention therefore deals with the problem of a brake system of the type mentioned and for a method for operating such
  • Brake system to provide improved or at least alternative embodiments, which are characterized in particular by a reduced wear and / or by a more effective operation of the brake system.
  • This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
  • the present invention is based on the general idea, a brake system, the braking in a braking phase, a brake pad with a means of a
  • Has brake fluid acted upon chamber equipped with an inlet for introducing brake fluid into the chamber and a separate from the inlet return for discharging brake fluid from the chamber.
  • This makes it possible to introduce brake fluid via the inlet into the chamber and remove it via the return.
  • This makes it possible, in particular, to realize a cooling of the brake lining, so that the brake lining achieves lower maximum temperatures during braking phases and thus the wear of the brake system, in particular of the brake pad and / or of a brake disc cooperating with the brake pad, is reduced.
  • the inlet and the return therefore, a flow can be realized within the chamber, which can also be used to rid the chamber of itself in the chamber constructivedem gas, especially air.
  • the brake system for braking a wheel of a motor vehicle on the brake disc and such cooperating with the brake disc for braking the wheel brake pad.
  • the brake lining is arranged adjustably in a brake caliper of the brake system and has the chamber, which can be acted upon by the brake fluid.
  • the brake lining in particular the chamber, designed such that the chamber is increased in a braking phase and thereby supported against the caliper and the brake pad against the
  • the brake system further includes the inlet for introducing the brake fluid into the chamber, wherein the inlet is formed on the brake pad.
  • the brake system also has the return, which is separate from the inlet and serves to discharge brake fluid from the chamber.
  • Embodiments in which the return flow is formed on the brake lining are preferred. This means that the brake pads are two immediate fluidic
  • the brake lining in particular the chamber, can in principle be configured in any desired manner.
  • the brake pad has an elastic corrugated tube in which the chamber is arranged.
  • the brake system may have a delivery unit, in particular a pump and / or a hydraulic unit
  • a hydraulic unit is used to circulate the brake fluid.
  • a hydraulic unit already present in the associated motor vehicle is used for this purpose.
  • An example of such a hydraulic unit is a hydraulic unit of a driving dynamics control device. That is, for circulating the brake fluid and / or for charging the chamber with brake fluid, the hydraulic unit of the vehicle dynamics control device is used. It can the
  • Vehicle dynamics control device for example, part of an electronic
  • the inlet and the return can be fluidly connected outside the chamber, to allow a circulation of the brake fluid.
  • different components of the brake system for example, such a delivery unit and / or a filter and / or a venting device may be provided.
  • brake fluid also flows outside the brake phases through the chamber, in particular is pumped.
  • the brake lining has a reduced temperature even before the braking phase, so that lower maximum temperatures of the brake lining and / or the brake disc occur in the braking phase.
  • this can be a cooling of the Brake pads take place after such a braking phase.
  • the wear of the brake system is further reduced.
  • 1 and 2 are each a section through a brake system, at different
  • Fig. 3 is a circuit diagram-like representation of a motor vehicle.
  • a brake system 1 on a brake caliper 2 in which a brake pad 3 of the brake system 1 is held adjustable.
  • the brake system 1 further comprises a brake disc 4, with which the brake pad 3 in a braking phase for braking a wheel, not shown here, of a vehicle 9 (see FIG. 3) cooperates.
  • the brake pad 3 has a chamber 5, which increases in the braking phase for braking while being supported relative to the brake caliper 2 and presses the brake pad 3 against the brake disk 4.
  • the chamber 5 is acted upon by a trained on the brake pad 3 inlet 6 with brake fluid.
  • FIG. 2 another embodiment of the brake system 1 is shown, in which the brake lining 3 comprises an elastic corrugated tube 7, in which the chamber 5 is arranged.
  • the respective brake lining 3 has a return 8 separate from the inlet 6 for discharging brake fluid from the chamber 5.
  • the inlet 6 and the return 8 thus make it possible, on the one hand, to apply brake fluid to the chamber 5 in the braking phase and, on the other hand, to realize a flow of brake fluid through the chamber 5, such that the brake lining 3 is cooled by means of the flow.
  • the heat development in the brake system 1, in particular on the brake pad 3 and / or on the brake disc 4 can be reduced, so that a reduced wear of the brake system 1, in particular of the brake pad 3 and / or the brake disc, occurs.
  • a flow can also take place outside of the braking phases in order to be able to realize an improved cooling of the brake pad 3 and thus an improved reduction of the wear.
  • deposits in the chamber 5 can be avoided via the flow of the brake fluid and / or gases can be removed from the chamber 5. In particular, this allows the chamber 5 to be vented.
  • the flow of the brake fluid through the chamber 5 is preferably by a
  • Circulation of brake fluid through the chamber 5 realized such that
  • Brake fluid flows via the inlet 6 into the chamber 5 and flows through the return 8 from the chamber to get back into the chamber 5 after passage of a flow path, not shown here.
  • a delivery unit 10 for introducing brake fluid into the chamber 5 via the inlet 6 and / or for discharging brake fluid from the chamber 5 via the return 8 may be arranged.
  • Fig. 3 shows such a motor vehicle 9, wherein only the brake pad 3 and the conveyor unit 10 are shown in a circuit diagram-like representation.
  • the delivery unit 10 is a hydraulic unit 10 'of a vehicle dynamics control device 11, in particular an electronic stability program 1 1'.
  • the hydraulic unit 10 ' is therefore in particular a hydraulic pump 10 "of an ESP system 11". This makes it possible to use a component already present in the motor vehicle 9 for operating the brake system 1, as a result of which the total number of components in the motor vehicle 9 can be reduced.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage (1) zum Bremsen eines Rads eines Kraftfahrzeugs (9), mit einer Bremsscheibe (4) und einem in einem Bremssattel (2) der Bremsanlage (1) verstellbar angeordneten Bremsbelag (3), der eine mit einer Bremsflüssigkeit beaufschlagbare Kammer (5) aufweist, die sich in einer Bremsphase zum Bremsen vergrößert und dabei gegenüber dem Bremssattel (2) abstützt und den Bremsbelag (3) gegen die Bremsscheibe (4) drückt. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass die Bremsanlage (1) neben einem Zulauf (6) zum Einbringen von Bremsflüssigkeit in die Kammer (5) einen vom Zulauf (6) separaten Rücklauf (8) zum Abführen von Bremsflüssigkeit aus der Kammer (5) aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Bremsanlage (1).

Description

Bremsanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage zum Bremsen eines Rads, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Bremsanlage.
Eine gattungsgemäße Bremsanlage ist aus der DE 10 2014 006 152 A1 bekannt. Die Bremsanlage weist einen Bremsbelag auf, der zum Bremsen eines Rads eines
Fahrzeugs mit einer Bremsscheibe der Bremsanlage zusammenwirkt. Hierzu wird eine im Bremsbelag ausgebildete Kammer mit einer Bremsflüssigkeit beaufschlagt, derart, dass sich die Kammer vergrößert und dabei gegenüber einem Bremssattel der Bremsanlage abstützt und gleichzeitig den Bremsbelag gegen die Bremsscheibe drückt. Ein
Beaufschlagen der Kammer mit der Bremsflüssigkeit erfolgt über einen Zulauf.
Nachteilig bei einer solchen Bremsanlage ist, dass es in einer Bremsphase zum Bremsen des Rads zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag zu einer hohen
Wärmeentwicklung kommt. Diese Wärmeentwicklung führt hierbei zu einem verstärkten Verschleiß der Bremsanlage, insbesondere des Bremsbelags und/oder der
Bremsscheibe.
Des Weiteren können sich im Betrieb der Bremsanlage Gase, insbesondere Luft, in der Kammer bilden und/oder dorthin transportiert werden, welche die Funktionsweise der Bremsanlage negativ beeinflussen und/oder zu einem verschlechterten Beaufschlagen der Kammer mit Bremsflüssigkeit führen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Bremsanlage der eingangs genannten Art sowie für ein Verfahren zum Betreiben einer solchen
Bremsanlage, verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch einen verringerten Verschleiß und/oder durch ein effektiveres Betreiben der Bremsanlage auszeichnen. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Bremsanlage, die zum Bremsen in einer Bremsphase einen Bremsbelag mit einer mittels einer
Bremsflüssigkeit beaufschlagbaren Kammer aufweist, mit einem Zulauf zum Einbringen von Bremsflüssigkeit in die Kammer und mit einem vom Zulauf separaten Rücklauf zum Abführen von Bremsflüssigkeit aus der Kammer auszustatten. Hierdurch ist es möglich, Bremsflüssigkeit über den Zulauf in die Kammer einzubringen und über den Rücklauf aus dieser abzuführen. Damit lässt sich insbesondere eine Kühlung des Bremsbelags realisieren, so dass der Bremsbelag bei Bremsphasen niedrigere Maximaltemperaturen erreicht und somit der Verschleiß der Bremsanlage, insbesondere des Bremsbelags und/oder einer mit dem Bremsbelag zusammenwirkenden Bremsscheibe, reduziert wird. Durch den Zulauf und den Rücklauf kann also eine Strömung innerhalb der Kammer realisiert werden, die ferner dazu genutzt werden kann, die Kammer von sich in der Kammer befindendem Gas, insbesondere von Luft, zu befreien. Das heißt, dass der Zulauf und der Rücklauf dazu eingesetzt werden können, die Kammer zu entlüften, wobei eine solche Entlüftung zu einer verbesserten Wirkweise der Bremsanlage führt. Dem Erfindungsgedanken entsprechend, weist die Bremsanlage zum Bremsen eines Rads eines Kraftfahrzeugs die Bremsscheibe sowie einen solchen mit der Bremsscheibe zum Bremsen des Rads zusammenwirkenden Bremsbelag auf. Der Bremsbelag ist in einem Bremssattel der Bremsanlage verstellbar angeordnet und weist die Kammer auf, welche mit der Bremsflüssigkeit beaufschlagbar ist. Dabei ist der Bremsbelag, insbesondere die Kammer, derart ausgestaltet, dass sich die Kammer in einer Bremsphase vergrößert und dabei gegenüber dem Bremssattel abstützt und den Bremsbelag gegen die
Bremsscheibe drückt. Hierdurch wird das Bremsen des Rads realisiert. Die Bremsanlage weist ferner den Zulauf zum Einbringen der Bremsflüssigkeit in die Kammer auf, wobei der Zulauf am Bremsbelag ausgebildet ist. Die Bremsanlage weist ferner den Rücklauf auf, der vom Zulauf separat ist und dem Abführen von Bremsflüssigkeit aus der Kammer dient.
Bevorzugt sind hierbei Ausführungsformen, bei denen der Rücklauf am Bremsbelag ausgebildet ist. Das heißt, dass der Bremsbelag zwei unmittelbare fluidische
Verbindungen, nämlich den Zulauf und den vom Zulauf separaten Rücklauf aufweist, die ein Einbringen und ein Abführen von Bremsflüssigkeit in die Kammer bzw. aus der Kammer ermöglichen.
Der Bremsbelag, insbesondere die Kammer, kann prinzipiell auf beliebige Weise ausgestaltet sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen weist der Bremsbelag ein elastisches Wellrohr auf, in dem die Kammer angeordnet ist.
Zum Beaufschlagen der Kammer mit Bremsflüssigkeit und/oder zur Erzeugung der Strömung der Bremsflüssigkeit kann die Bremsanlage eine Fördereinheit, insbesondere eine Pumpe und/oder eine Hydraulikeinheit aufweisen
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird zum Zirkulieren der Bremsflüssigkeit eine Hydraulikeinheit verwendet wird. Besonders vorteilhaft sind ferner Varianten, bei denen hierzu eine bereits im zugehörigen Kraftfahrzeug vorhandene Hydraulikeinheit zum Einsatz kommt. Ein Beispiel für eine solche Hydraulikeinheit ist eine Hydraulikeinheit einer Fahrdynamikregeleinrichtung. Das heißt, dass zum Zirkulieren der Bremsflüssigkeit und/oder zum Beaufschlagen der Kammer mit Bremsflüssigkeit die Hydraulikeinheit der Fahrdynamikregeleinrichtung zum Einsatz kommt. Dabei kann die
Fahrdynamikregeleinrichtung beispielsweise Bestandteil eines elektronischen
Stabilitätsprogramms (ESP) sein.
Als vorteilhaft erweisen sich Varianten, bei denen die Bremsflüssigkeit durch die Kammer gepumpt wird. Hierdurch lässt sich ein wirksames und/oder einfaches Kühlen bzw.
Entlüften der Kammer realisieren. Hierzu kann die Bremsanlage entsprechend
ausgebildet sein. Das heißt insbesondere, dass der Zulauf und der Rücklauf außerhalb der Kammer fluidisch verbunden sein können, um eine Zirkulation der Bremsflüssigkeit zu erlauben. Innerhalb dieser fluidischen Verbindung können unterschiedliche Komponenten der Bremsanlage, beispielsweise eine solche Fördereinheit und/oder ein Filter und/oder eine Entlüftungseinrichtung vorgesehen sein.
Vorteilhaft sind ferner Ausführungsformen, bei denen die Bremsflüssigkeit auch außerhalb von Bremsphasen durch die Kammer strömt, insbesondere gepumpt wird. In der Folge weist der Bremsbelag bereits vor der Bremsphase eine reduzierte Temperatur auf, so dass in der Bremsphase niedrigere Maximaltemperaturen des Bremsbelags und/oder der Bremsscheibe auftreten. Auch kann hierdurch eine Kühlung des Bremsbelags nach einer solchen Bremsphase erfolgen. Dadurch wird der Verschleiß der Bremsanlage weiter verringert.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch:
Fig. 1 und 2 jeweils einen Schnitt durch eine Bremsanlage, bei unterschiedlichen
Ausführungsformen,
Fig. 3 eine schaltplanartige Darstellung eines Kraftfahrzeugs.
Entsprechend der Fig. 1 weist eine Bremsanlage 1 einen Bremssattel 2 auf, in dem ein Bremsbelag 3 der Bremsanlage 1 verstellbar gehalten ist. Die Bremsanlage 1 weist ferner eine Bremsscheibe 4 auf, mit dem der Bremsbelag 3 in einer Bremsphase zum Bremsen eines hier nicht gezeigten Rads eines Fahrzeugs 9 (siehe Fig. 3) zusammenwirkt. Der Bremsbelag 3 weist eine Kammer 5 auf, die sich in der Bremsphase zum Bremsen vergrößert und dabei gegenüber dem Bremssattel 2 abstützt und den Bremsbelag 3 gegen die Bremsscheibe 4 drückt. Hierzu wird die Kammer 5 über einen am Bremsbelag 3 ausgebildeten Zulauf 6 mit Bremsflüssigkeit beaufschlagt.
In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Bremsanlage 1 gezeigt, bei dem der Bremsbelag 3 ein elastisches Wellrohr 7 aufweist, in dem die Kammer 5 angeordnet ist. In den Fig. 1 und 2 weist der jeweilige Bremsbelag 3 einen vom Zulauf 6 separaten Rücklauf 8 zum Abführen von Bremsflüssigkeit aus der Kammer 5 auf. Der Zulauf 6 und der Rücklauf 8 erlauben es somit einerseits die Kammer 5 in der Bremsphase mit Bremsflüssigkeit zu beaufschlagen und andererseits eine Strömung von Bremsflüssigkeit durch die Kammer 5 zu realisieren, derart, dass der Bremsbelag 3 mittels der Strömung gekühlt wird. Dadurch lässt sich die Wärmeentwicklung in der Bremsanlage 1 , insbesondere am Bremsbelag 3 und/oder an der Bremsscheibe 4 reduzieren, so dass ein verringerter Verschleiß der Bremsanlage 1 , insbesondere des Bremsbelags 3 und/oder der Bremsscheibe, auftritt. Dabei kann eine solche Strömung auch außerhalb der Bremsphasen erfolgen, um eine verbesserte Kühlung des Bremsbelags 3 und somit eine verbesserte Verringerung des Verschleißes realisieren zu können.
Über die Strömung der Bremsflüssigkeit lassen sich ferner Ablagerungen in der Kammer 5 vermeiden und/oder Gase aus der Kammer 5 entfernen. Insbesondere kann dadurch die Kammer 5 entlüftet werden.
Die Strömung der Bremsflüssigkeit durch die Kammer 5 ist bevorzugt durch eine
Zirkulation von Bremsflüssigkeit durch die Kammer 5 realisiert, derart, dass
Bremsflüssigkeit über den Zulauf 6 in die Kammer 5 strömt und über den Rücklauf 8 aus der Kammer strömt, um nach Durchlauf eines hier nicht gezeigten Strömungspfades wieder in die Kammer 5 zu gelangen. Innerhalb dieses Strömungspfades kann eine Fördereinheit 10 (siehe Fig. 3) zum Einbringen von Bremsflüssigkeit in die Kammer 5 über den Zulauf 6 und/oder zum Abführen von Bremsflüssigkeit aus der Kammer 5 über den Rücklauf 8 angeordnet sein.
Fig. 3 zeigt ein solches Kraftfahrzeug 9, wobei lediglich der Bremsbelag 3 und die Fördereinheit 10 in einer schaltplanartigen Darstellung gezeigt sind. Hierbei ist die Fördereinheit 10 eine Hydraulikeinheit 10' einer Fahrdynamikregeleinrichtung 11 , insbesondere eines elektronischen Stabilitätsprogramms 1 1 '. Die Hydraulikeinheit 10' ist also insbesondere eine Hydraulikpumpe 10" eines ESP-Systems 11 ". Hierdurch lässt sich eine bereits im Kraftfahrzeug 9 vorhandene Komponente zum Betreiben der Bremsanlage 1 einsetzen, wodurch die Gesamtzahl der Komponenten im Kraftfahrzeug 9 verringert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Bremsanlage (1) zum Bremsen eines Rads eines Kraftfahrzeugs (9),
- mit einer Bremsscheibe (4) und einem mit der Bremsscheibe (4)
zusammenwirkenden Bremsbelag (3),
- mit einem Bremssattel (2), in dem der Bremsbelag (3) zum Bremsen des Rads verstellbar angeordnet ist,
- wobei der Bremsbelag (3) eine mit einer Bremsflüssigkeit beaufschlagbare
Kammer (5) aufweist, die sich in einer Bremsphase vergrößert und dabei gegenüber dem Bremssattel (2) abstützt und gleichzeitig den Bremsbelag (3) gegen die Bremsscheibe (4) drückt,
- mit einem an dem Bremsbelag (3) ausgebildeten Zulauf (6) zum Einbringen von Bremsflüssigkeit in die Kammer (5),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bremsbelag (3) einen vom Zulauf (6) separaten Rücklauf (8) zum Abführen von Bremsflüssigkeit aus der Kammer (5) aufweist.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsanlage (1) derart ausgebildet ist, dass durch den Zulauf (6) und den Rücklauf (8) Bremsflüssigkeit durch die Kammer (5) zirkulierbar ist und dadurch ein Kühlen des Bremsbelags (3) ermöglicht.
3. Bremsanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsanlage (1) derart ausgebildet ist, dass Bremsflüssigkeit auch außerhalb der Bremsphase durch die Kammer (5) zirkulierbar ist.
4. Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Bremsflüssigkeit außerhalb der Bremsphase durch die Kammer (5) geleitet wird und den Bremsbelag (3) kühlt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Zirkulieren der Bremsflüssigkeit eine Fördereinheit (10), insbesondere eine Hydraulikeinheit (10') einer Fahrdynamikregeleinrichtung (11), verwendet wird.
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