Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Fahr¬ zeug mit einer Scheibenbremse, welche eine mit einem Fahrzeugrad umlaufende Bremsscheibe, ein mit einem nicht umlaufenden Fahrzeugteil verbundenes Bremsgehäuse und einen Bremsbacken aufweist, wobei durch Niederdrücken eines Bremspedals eine Andrückkraft zwischen Bremsbak- ken und Bremsscheibe mittelbar erzeugt wird.

Die heute im Einsatz befindlichen üblichen Bre sanla- gen für Kraftfahrzeuge arbeiten mit hydraulisch oder pneumatisch erzeugten, auf die Bremsbacken wirkenden Andrückkräf en.

-Pneumatische oder hydraulische Bremsanlagen diese : ^•. Art sind aufwendig hinsichtlich Anzahl und Aufbau ihrer Bauteile sowie hinsichtlich des erforderlichen Leitungssystems. Dies gilt insbesondere bei der Realisie¬ rung mehrerer, voneinander unabhängiger Bremεkreise, wie sie heute in Kraftfahrzeugen aus Sicherheitsgründen ge- fordert werden. Auch wäre im Hinblick auf elektrisch ar¬ beitende Zusatz- und überwachungseinrichtungen von Brems¬ systemen in.Kraftfahrzeugen, wie Antiblockiervorrichtung oder Bremsbelagverschleißüberwachung, eine elektrische- Bremsbetätigung wünschenswert.

Der Anwendung an sich bekannter Elektromagnetbremsen in Fahrzeugen, insbesondere Kraftf hrzeugen, stand bis¬ her entgegen, daß Remanenz auftritt, die auch nach dem Lösen der Bremse,d.h. nach dem Abschalten des Spulenstroms aufgrund des remanenten Magnetismus eine Restandrückkraft erzeugt. Zur Überwindung dieser durch Remanenz verursach-

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ten Andrückkraft ist zwar bekannt, eine Feder vorzusehen, welche unter Überwindung der durch Remanenz verursach¬ ten Andrückkraft die beim Bremsen zusammenwirkenden Reib¬ elemente voneinander wegstellt (FR-PS 1 309 724) . Die insbesondere beim Kraftfahrzeug erforderliche feinfühlige Dosierung der Bremswirkung ist mit dieser bekannten Kon¬ struktion nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, .eine im Auf- bau einfache Bremsanlage zu schaffen, die eine Bremsbe¬ tätigung unter Verwendung elektrischer Hilfsenergie mit wenig Aufwand ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei ei- ner Bremsanlage der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Andrückkraft elektromagnetisch unter mittelbarer oder unmittelbarer Regelung des Bremsmomentes erzeugt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß über das Bremspedal ein elektrischer Weg- oder Kraftaufnehmer beaufschlagt wird, der die Stromzufuhr zur Spule eines Elektromagneten abhängig von der Pedal¬ stellung verändert, wobei das Bremsmoment der Bremse von einem Regler geregelt wird, dessen Eingänge die Ausgangs-

^" signale ^" von einem elektrischenWeg- oder Krafaufneher und-.von e das Bremsmoment oder eine damit linear veränderliche Grös-*- se erfassenden bzw. simulierenden Vorrichtung bilden. Die Bremsscheibe kann dabei von einer Ankerscheibe und das Bremsgehäuse von einem Statorgehäuse einer regelbaren Elektromagnetbremse gebildet sein.

überraschend hat die Bremsanlage nach der Erfindung die gewünschte feine Dosierbarkeit . Dies folgt aus der Rege- lung des Bremsmomentes, welche das geschildete Remanenz¬ problem ohne Verwendung einer Feder ausschaltet., indem

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beim Lösen der Bremse durch "Gegenregeln", d.h. Beauf¬ schlagen des Elektromagneten mit einem dem Bremsbetäti- gungsεtrom entgegenwirkenden Strom, die Remanenz auf Null geregelt wird. Vorteilhaft wird dabei das Bremsmoment durch Regelung des elektromagnetischen Flusses beein¬ flußt, der ohne die Erscheinung der Remanenz dem Bremsmo- ent proportional wäre.

Der elektromagnetische Fluß läßt sich in einfacher Weise an jedem Fahrzeugrad messen, vorzugsweise mittels eines Hall--.Generators. Bleibt beim Lösen der Bremse ein Fluß aufgrund von Remanenz im Material eines oder mehrerer Bremsenteile bestehen, so wird durch den Regler ein Strom in die Spule des Elektromagneten geschickt , der einen den"Remanenzfluß"kompensierenden Gegenfluß erzeugt.Dies geschieht mit einer solchen Geschwindigkeit, daß prak¬ tisch mit dem Lösen der Bremse auch die Andrückkraft wie bei üblichen hydraulischen oder pneumatischen Bremsen verschwindet.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet der Regler Teil einer elektromagnetischen Signalverarbeiturigseinheit, welche außer den Komponenten für die bremsmomentabhängige Regelung weitere elektrische Komponenten, wie diejenige eines elektrischen Bremskraft¬ verstärkers und/oder der Zentraleinheit einer ^' Antiblockier- vorrichtung und/oder einer Bremsbelagverschleißanzeige enthält. nstatt den elektromagnetischen Fluß (oder direkt das Bremsmoment) zu messen und zu ^" regeln, -kann bei Kennt- nis des Bremsenverhaltens dieses auch mittels eines

Simulationsrechners simuliert werden und die in Abhängig¬ keit vom jeweiligen Bremsenzustand simulierten Signalekönnen zum Regler zurückgeführt werden. Hierdurch ird eine sogenannte adaptive Regelung erzielt.

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Die Bremse selbst- läßt sich zweckmäßig als VollScheiben¬ bremse mit einem oder mehreren Reibpaarungen, insbeson¬ dere in Form von Bremslamellen, ausbilden. Zur Erhöhung der Sicherheit kann vorgesehen sein, daß ein die Bremse ständig im Betätigungssinne beaufschlagender Permanent¬ magnet vorgesehen ist, dem der Elektromagnet im Lösesinn der Bremse entgegenwirkt. Bei Stromausfall wird die Bremse automatisch angelegt. Dieses bei der Erfindung einfach realisierbare Sicherheitsmerkmal läßt sich bei einer hydraulischen oder penumatischen Bremse nicht oder allen¬ falls mit beträchtlichem Aufwand realisieren.

Zusammengefaßt lassen sich mit der Bremsanlage nach der Erfindung folgende Hauptvorteile erzielen:

- Alle Verbindungen zwischen*-dem Bremspedal und den

Bremsen sind elektrisch leitende Kabel. Dies, verringert den Installationsaufwand der Bremsanlage ganz ^' erheblich.

- Die Baugruppen der Bremsanlage können zur Erhöhung der Betriebssicherheit leichter als bei pneumatischen oder hydraulischen Bremsanlagen redundant aufgebaut werden. Dabei werden wesentlich weniger Bauteile benötigt.

- Da bereits elektrische Signale vorliegen, ist bei Aus¬ fall eines Bauteiles oder bei Bremsbackenverschleiß ohne . Vorsehen zusätzlicher Sensoren eine Fehleranzeige am Ar- maturenbrett möglich.

- Elektrische Zusatzeinrichtungen, wie Antiblockierein- richtungen, Bremskraftverstärker, Bremsbelagverschleiß- anzeige und dgl. lassen sich mit geringeren Aufwand als bei hydraulischen oder pneumatischen Bremsanlagen installieren und anpassen.

- Hydraulische oder pneumatische Zusatzgeräte werden über¬ flüssig.

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Die Bremsanlage nach der Erfindung eignet sich für Fahr¬ zeuge aller Art, außer für Straßenfahrzeuge also auch für Schienen -und Luftfahrzeuge.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeich¬ nungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Elektromagnetbremse gemäß der Erfindung für ein Kraftfahrzeug, wobei nur die wesentlichen Bremsenteile schematisch dargestellt sind;

Fig. 2 und 3 Blockschaltbilder von alternativen Regel¬ kreisen für die Bremse nach Fig. 1; Fig. 4 ein Schaltbild für eine Bremsanlage mit Elektro- . agnetbremsen gemäß Fig. 1 und Fig. 5 einen Achsschnitt durch eine ausgeführte Elektromag- netbre se nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Elektromagnetbremse hat eine Brems-pder ^nkerscheibe 3,^ie d__ehbar, jedoch axial verschieblich mit dem zügehörigen Rad eines Kraftf hrzeuges (nicht gezeigt) ver¬ bunden ist.

Axial benachbart der Ankerscheibe 1 ist ein Statorgehäu¬ se 3 mit einem nicht drehenden Bauteil des Kraftfahrzeuges, wie einem Radlagergehäuse (nicht gezeigt) verbunden. In dem Statorgehäuse 3 ist die ringförmige Elektromagnetspule 2 sowie benachbart davon ein ringförmiger Bremsbacken 4 aus Bremεbelagmaterial untergebracht.

Ein in die Spule 2 fließender Strom erzeugt ein magneti- εches Feld 5 , welches eine Anziehungskraft zwischen Anker¬ scheibe 1 und Statorgehäuse 3 und damit ein Andrücken der Ankerscheibe 1 an den Bremsbelag 4 erzeugt . Der Magnet- f luß 5 wird mittels eines am Statorgehäuse .3 angeordneten

Hall-Generators 6 gemessen und in ein elektrisches Signal 7 ungewandelt. Statt des Hall-Generators kann auch ein Bremsmomentau n ehmer (nicht gezeigt) vorgesehen sein , der statt des Magnet lusses das dazu proportionale Bremsmoment mißt . Es ist klar , daß anstatt der beschriebenen Ausführung auch die Ankerscheibe axial unbeweglich ausgebildet sein kann, während das Statorgehäuse axial beweglich sein kann .

Eine Veränderung des Spulenstrόms ruft eine proportionale Veränderung des magnetischen Flusses 5 und damit der An¬ drückkraft hervor. Da in der Regel daε Material der Brem¬ senteile , insbesondere der Bremsscheibe , eine Remanenz , d.h. ein zeitweiliges Beibehalten der Magnetwirkung nach Abschalten deε Spulenstromes , aufweist , muß die sich in an- dauernder Betätigungskraft äuεsernde Remanenz kompenεiert werden. Dies geschieht mittels Regelschaltungen gemäß Fig. 2 oder 3. - ^'

Bei der Regelschaltung nach Fig . 2 wird ein von der Stel- lung des Bremspedals abgeleitetes Sollwertsignal 8 für das Bremsmoment an der Bremse mit dem Ausgangs εignal 7 des Hall-Generators 6 nach Größe und Richtung verglichen . Die so ermittelte Regeldifferenz 9 wird im Regler 1 0 ver¬ stärkt und über eine einen Stromfluß in beiden Richtungen zulassende Leistungsendstufe (Verstärker) 1£ der Bremse 1 , 3 ^" zugeführt .

Bei der Alternative nach Fig. 3 ist statt eines Aufnehmers 6 für den magnetischen Fluß (oder für das Bre_τ_3m rrent) ein Sirrulatiσnεr-echner 6 ' vorgesehen, der daε (bekannte) Bremsenverhalten simuliert. Das vαn Sirru- latiσnsrechner -erzeugte Ausgangssignal 7 wird wiederum dem Soll— Iεtwert- vergleich zugeführt und die gebildete Regelabweichung in den Regler 1 eingegeben, der in gleicher Pfeϊεe wie bei der Regelεchaltung nach Fig. 2 über eine Leistungsenάstufe 16 auf die Bremse 1 ,2,3 einwirkt.

Ein Beispiel für den Aufbau einer Bremsanlage für ^' .ein Kraftfahrzeug mit vier Vollscheibenbremsen gemäß Fig. 1 , nämlich je einer Scheibenbremse an .jedem Fahrzeugrad, ist in Fig. 4 dargestellt. Ein Bremspedal 13 wirkt über eine Stange 12 auf zwei Winkel-, Weg- oder Kraftaufnehmer 14, die zur Größe der am Bremspedal aufgebrachten Fußkraft analoge elektrische Steuersignale abgeben. Diese Steuer¬ signale 8 werden einer den Regler 10 nach den Fig. 2 und 3 enthaltenden Signalverarbeitungseinheit 100 zugeführt, die zusätzliche Komponenten, wie die Zentraleinheit einer Antiblockiervorrichtung, enthalten kann. Eingangsgrößen für diese Zentraleinheit werden in bekannter Weise von jedem Rad zugeordneten Geschwindigkeitsgebern 18 bereit¬ gestellt.Außerdem erhält die Signalverarbeitungseinheit die Ausgangssignale 7 von den Hall-Generatoren 6 als Eingang größen. Zu jeder Radbremse gehört ein Verstärker 16, der mit- einem in der Signalverarbeitungseinheit 100.gebildeten Ausgangssignal 17 angesteuert wird. Der. Verstärker 16 gibt ein elektrisches Aüsgahgssignal 19 an die jeweilige Spule 2 der betreffenden Elektromagnetbremse. ab.Dieses Ausgangssignal ist so beschaffen, daß esdie durch,die Brem¬ senmaterialien bedingte Remanenz kompensiert.

Fig. 5 zeigt eine ausgeführte Bremsanlage. Dabei sind funktioneil übereinstimmende Teile mit den gleichen .Be¬ zugszahlen bezeichnet wie in den Fig. 1 bis :4.

Ein Fahrzeugrad 30,. im vorliegenden Fall ein nicht ange¬ triebenes Vorderrad eines Straßen-Kraftfahrzeuges, hat ei- ne Radschüssel 31 , in deren Innenraum eine, insgesamt mit der Bezugszahl 32 bezeichnete Vollscheibenbremse einge¬ baut ist. Zu dem Fahrzeugrad 30 gehört eine Radεcheibe 29, die über einen Mutternkranz mit Muttern 33 drehfest-.und axial unverschiebli ^' ch mit der Radschüssel 31 verbunden ist nd die über Radlager 34,35 in üblicher Weise auf einem Achsschenkel 36 drehbar gelagert ist. Die Radscheibe 29 endet in einem axialen Flansch 37, der Innennuten 38 auf¬ weist. In die Innennuten 38 greifen Außennuten von Bre s-

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lamellen 39 ein, welche drehfest, jedoch axial in den Innen¬ nuten 38- verschieblich sind. Auf einem Bund 40 des Achs¬ schenkels 36 sitzt fest die Nabe 41 eines Statorgehäuses 3, wobei die Nabe 41 auf ihrer Außenseite mit Keilnuten 42 versehen ist. Mit den Keilnuten 42 wirken Innenkeilnuten an einem axialen Innenflansch einer Bremsscheibe 1 zusammen, die somit drehfest, jedoch axial verschieblich auf der. a¬ be 41 des Statorgehäuses 3 angeordnet .ist. Das Statorge¬ häuse 3 hat an seinem äußeren Umfang axiale .Keilnuten 43, mit denen Innenkeilnuten von Bremslamellen 44 zusammen¬ wirken, die zwischen den Bremslamellen 39 bzw.zueinander weisen¬ den Stirnflächen 46.77 der Radgeheibe 29-und der Bremsεcheibe 1-aufge¬ nommen sind.

Wie in den bisherigen Figuren iεt mit dem Bezugεzeichen 6 ein am Statorgehäuεe 3 befestigter Hall-Generator zum Mes¬ sen des Magnetflusses und Umwandeln in eine diesem entspre¬ chende AusgangsSpannung bezeichnet.

Wird die Spule 2 mit einem Strom beaufschlagt, z.B. durch die Signalverarbeitungseiήheit 100 , so .wird ein Magnetfluß erzeugt, der die Bremsscheibe 1 an das Statorgehäuse 3 anzieht. Dadurch wird die Bremmscheibe 1 in Fig. 5 gesehen nach .links bewegt, so daß sie die Bremslamellen 30,44 gegen- einander bzw. an die rechte Stirnfläche der Radscheibe 29 drückt und somit eine Bremswirkung erzeugt. Diese Brems¬ wirkung ist aufgrund ^' der beschriebenen Anordnung fein do¬ sierbar. Durch das Bremsscheibenmaterial, das Material des Statorgehäuses .oder der Radscheibe 29 verursachte Remanenz wird durch Regelung des Magnetflusεes kompensiert, so daß - beim Lösen der Bremse die Bremswirkung wie bei einer hy- drauliεchen oder pneumatischen Bremεe εofort aufgehoben wird. Wie oben beschrieben kann dies durch Erzeugen eines der Remanenz entgegenwirkenden Magnetflusses geschehen, der die Bremsscheibe 1 von den Bremslamellen wieder weg-

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stellt. Das Statorgehäuse 3 kann auch einen Permanentmag¬ neten aufnehmen oder selbεt als Permanentmagnet ausge¬ bildet sein, oder die Bremsscheibe kann als Permanentmag¬ netmit einer derartigen Flußrichtung ausgebildet sein, daß die Bremsscheibe 1 an die Radscheibe 29 angezogen wird. In diesem Fall erzeugt der Stromfluß durch die Spule 2 ei¬ ne der Permanentmagnetwirkung entgegengesetzte -Wirkung und hebt . ^' sie bei normaler Fahrt mindestens auf. Zum Bremsen wird der Spulenstrom heruntergeregelt. Die Permanentmag- netkraft überwiegt dann die Elektromagnetkraft, so daß die Bremse angelegt wird. Dies setzt zwar eine ständige Strom- durchflutung der Spule 2 bei nicht angelegter Bremse vor¬ aus, sorgt jedoch dadurch für erhöhte Sicherheit, daß je- denfallε bei Ausfall der Stromquelle die. Bremse angelegt wird.

Anstatt alε Vollscheibenbremse ist selbεtverεtändlich auch eine Konstruktion als Teilbelagscheibenbremse denkbar; doch hat die Vollscheibenbremse bei Anwendung der beschrie- benen elektromagnetischen Betätigung Vorteile bezüglich der üblichen ringförmigen Anordnung einer Elektromagnet¬ spule mit den zugehörigen Teilen. Es kann hierbei auf han¬ delsübliche Bremsenteile. ^, zurückgegriffen werden. Wärme¬ probleme sind b.eherrschbar., . .. da die Flächenbelastung erheblich niedriger_als bei Teilbelagscheibenbremsen iεt und für die Wärmeabfuhr ausreichend Abstrahlflächen an der Radscheibe bzw. der Bremsscheibe zur Verfügung stehen, die. durch eine Verrippung noch vergrößert werden _können.