DE202007005313U1 - Scheibenbremse und Lagerblock für eine Scheibenbremse - Google Patents

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Abstract

Scheibenbremse aufweisend einen zumindest eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel und eine in dem Gehäuse des Bremssattels angeordnete Zuspanneinrichtung mit einem schwenkbar gelagerten Drehhebel und mit zumindest einem in dem Gehäuse des Bremssattels verschieblich geführten Druckelement, wobei der Drehhebel an dem Gehäuse des Bremssattels mittels zumindest eines Lagerblocks gelagert ist, der eine konkave Aufnahmefläche zur Anordnung eines radialen Segmentlagers und eine Lagerfläche zur Abstützung des Lagerblocks an einer Stützfläche des Gehäuses des Bremssattels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Axialrichtung des radialen Segmentlagers die effektive Länge der konkaven Aufnahmefläche größer ist als die effektive Länge der Lagerfläche.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für Fahrzeuge, insbesondere für Schwerlastfahrzeuge, mit einem zumindest eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel und eine in dem Gehäuse des Bremssattels angeordnete Zuspanneinrichtung aufweisend einen schwenkbar gelagerten Drehhebel und zumindest ein in dem Gehäuse des Bremssattels senkrecht zu der Ebene der Bremsscheibe verschieblich geführten Druckelement. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Lagerblock als separates Bauteil zur Lagerung des Drehhebels in dem Gehäuse des Bremssattels.
  • Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Konzepte zur Lagerung eines Drehhebels einer Zuspanneinrichtung für Scheibenbremsen bekannt.
  • Eine der gängigsten Ausführungen zur Lagerung eines Drehhebels, wie dies beispielsweise in dem Europäischen Patent EP 0 553 195 B1 beschrieben ist, liegt darin, dass der Drehhebel mit einer entsprechenden zylinderförmigen Lagerfläche in einer entsprechenden kongruenten zylindrischen Ausnehmung im rückwärtigen Abschnitt des Gehäuses des Bremssattels drehbar gelagert ist, wobei zwischen den entsprechenden Flächen ein radiales Segmentlager angeordnet ist. Eine solche Anordnung zeichnet sich durch den Nachteil aus, dass die teilzylindrische Stütz- bzw. Aufnahmefläche im Gehäuse des Bremssattels aufgrund der notwendigen engen Fertigungstoleranzen nur aufwendig und daher kostenintensiv maschinell bearbeitet werden kann. Hierzu sind gegebenenfalls seitliche Bearbeitungsöffnungen notwendig, durch welche ein Bearbeitungswerkzeug in das Gehäuse des Bremssattels eingeführt werden kann. Derartige Bearbeitungsöffnungen führen jedoch zu einem erhöhten Dichtungsaufwand, welcher gerade bei dem Einsatz in Nutzfahrzeugen aufgrund der dort auftretenden Kraftverhältnisse und Schmutzeinwirkungen grundsätzlich unerwünscht ist. Darüber hinaus verringern zusätzliche Bearbeitungsöffnungen, welche in der Regel seitlich am Gehäuse des Bremssattels angeordnet sind, die Stabilitäts- und Festigkeitseigenschaften des Bremssattels.
  • Um einen solchen Fertigungsaufwand zu verringern, schlägt beispielsweise die Deutsche Patentschrift DE 10 2005 006 264 B4 vor, die Kreisbogenkontur der Stütz- bzw. Aufnahmefläche für das radiale Segmentlager zumindest bereichsweise als ebene Fläche auszubilden. Derartige ebene Außenflächen sind maschinell wesentlich leichter zu bearbeiten, so dass eine Bearbeitung des Lagersitzes im rückwärtigen Abschnitt des Gehäuses des Bremssattels auch durch die der Bremsscheibe zugewandte Öffnung des Gehäuses des Bremssattels möglich ist, durch welche das Druckelement sich an der Bremsscheibe anstellt, wodurch des Weiteren die stabilitätsmindernden Bearbeitungsöffnungen im seitlichen Bereich des Gehäuses des Bremssattels vermieden werden können. Ein Nachteil hierbei liegt jedoch darin, dass die entsprechende Außenschale des radialen Segmentlagers korrespondierende ebene Flächen aufweisen muss, was die Herstellungskosten für dieses Bauteil erhöht und keine gängigen Normbauteile hier Verwendung finden können.
  • Um eine aufwendige Bearbeitung einer Innenfläche des Gehäuses des Bremssattels für einen Lagersitz für den Drehhebel zu vermeiden, ist in der US-Schrift US 6,811,004 B1 eine Scheibenbremse offenbart, deren Gehäuse des Bremssattels im rückwärtigen Abschnitt eine Öffnung aufweist, in welche ein Lagerblock von der Innenseite her einsetzbar ist. Der Lagerblock weist eine entsprechende kreisbogenförmige bzw. zylindrische Aufnahmefläche für ein radiales Segmentlager auf, in welchem dann der Drehhebel drehbar gelagert ist. Der Lagerblock stützt sich über einen Flansch von der Innenseite her an der Öffnung im Gehäuse des Bremssattels ab. Eine derartige Konstruktion erleichtert zwar die Bearbeitung der Aufnahmefläche im Lagerblock, da dieses als separates Bauteil hergestellt wird, jedoch schwächt die Öffnung im rückwärtigen Bereich des Bremssattels die Stabilitätseigenschaften des Gehäuses erheblich, zumal bei Aufbringung der Bremskraft die Reaktionskräfte über das Druckelement in den Drehhebel und anschließend über den Lagerblock in das Gehäuse des Bremssattels eingeleitet werden. Die Öffnung muss auch zum Schutz der innen liegenden Bauteile der Zuspanneinrichtung entsprechend abgedichtet werden, was bei den dort vorherrschenden Kraftverhältnissen einen erheblichen Dichtungsaufwand bedingt.
  • Zur Vermeidung einer derartigen rückseitigen Öffnung im Gehäuse des Bremssattels sieht die EP 1 318 322 B1 vor, dass entsprechende Lagerblöcke an entsprechenden ebenen Flächen an der rückwärtigen Innenseite des Gehäuses des Bremssattels eingefügt werden. Derartige Lagerblöcke weisen an ihren, dem Druckelement zugewandten Seiten entsprechende zylindrische Aufnahmeflächen für radiale Segmentlager und an ihren gegenüberliegenden Seiten ebene Flächen zur Anlage in entsprechenden Ausnehmungen im Gehäuse des Bremssattels auf. Dadurch wird der Bearbeitungsaufwand für die ebenen Stützflächen in dem Gehäuse des Bremssattels gering gehalten. Die in dieser Druckschrift offenbarten Lagerblöcke weisen darüber hinaus einen sich verjüngenden Abschnitt im Bereich ihrer Abstützfläche auf, so dass sich die Lagerblöcke während der Montage einfach anbringen und durch eine erstmalige Schwenkbewegung des Drehhebels korrekt ausrichten lassen. Bei erstmaliger Bremskraftaufbringung werden diese sich verjüngenden Abschnitte zusätzlich deformiert, um einen Presssitz der Lagerblöcke auszubilden. Dies führt jedoch dazu, dass diese Lagerblöcke im Falle eines Austausches nicht zerstörungsfrei aus ihren Ausnehmungen in dem Gehäuse des Bremssattels entfernt werden können, wobei darüber hinaus die Aufnahmeflächen dieser Ausnehmungen für den erneuten Einsatz von Lagerblöcken gegebenenfalls maschinell nachbearbeitet werden müssen.
  • Eine alternative Ausführung zur Lagerung eines Drehhebels schlägt die Schrift EP 1 230 491 B1 vor, bei welcher der Drehhebel über Kugeln an entsprechenden Lagerblöcken gelagert ist, die zur Aufnahme der Kugeln entsprechende halbkugelförmige Ausnehmungen aufweisen. Die Lagerblöcke sind entweder als separate Bauteile ausgebildet oder werden in dem Gehäuse des Bremssattels vorgesehen, wodurch wieder aufwendige Bearbeitungsschritte an der Innenseite des Gehäuses des Bremssattels notwendig werden.
  • Ausgehend von den vorhergehend geschilderten Unzulänglichkeiten aus dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse mit einem schwenkbar gelagerten Drehhebel zur Verfügung zu stellen, welche eine sehr kompakte Ausgestaltung aufweist und bei welcher der Lagersitz für den Drehhebel auf einfache Art und Weise mit geringen Fertigungstoleranzen und daher kostengünstig herzustellen ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Scheibenbremse mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und mit einem Lagerblock für eine solche Scheibenbremse mit den Merkmalen nach Anspruch 12.
  • Folglich weist die Scheibenbremse gemäß der Erfindung einen zumindest eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel und eine in dem Gehäuse des Bremssattels angeordnete Zuspanneinrichtung mit einem schwenkbar gelagerten Drehhebel und mit zumindest einem in dem Gehäuse des Bremssattels verschieblich geführten Druckelement auf, wobei der Drehhebel an dem Gehäuse des Bremssattels mittels zumindest eines Lagerblocks gelagert ist, der eine konkave Aufnahmefläche zur Anordnung eines radialen Segmentlagers und eine Lagerfläche zur Abstützung des Lagerblocks an einer Stützfläche des Gehäuses des Bremssattels aufweist, wobei der Lagerblock sich weiter dadurch auszeichnet, dass, in der Axialrichtung des radialen Segmentlagers gesehen, die effektive Länge der konkaven Aufnahmefläche zur Aufnahme des radialen Segmentlagers größer ist als die effektive Länge der Lagerfläche zur Abstützung des Lagerblocks im Gehäuse des Bremssattels.
  • Unter dem Begriff der effektiven Länge ist dabei diejenige Länge der jeweiligen Flächen zu verstehen, über welche letztendlich ein vollständiger flächiger Kontakt zwischen den zusammenwirkenden Flächen und dadurch eine vollständige Kraftübertragung stattfindet.
  • Aufgrund der Tatsache, dass die effektive Länge der Lagerfläche vollständig für die Kraftübertragung genutzt werden kann, lassen sich die Abmessungen der Lagerung des Drehhebels und damit insgesamt die Außenabmessungen des Gehäuses des Bremssattels der Scheibenbremse erheblich verringern. Kleinere Abmessungen der Scheibenbremse wiederum vereinfachen die Montage in dem Kraftfahrzeug und führen darüber hinaus zu einer Verringerung des Gewichts und damit der Herstellungskosten einerseits und der Folgekosten hinsichtlich erhöhten Verbrauchs durch erhöhtes Gewicht des Kraftfahrzeugs andererseits.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Scheibenbremse und des Lagerblocks gemäß der Erfindung sind die Lagerfläche des Lagerblocks einerseits und die Stützfläche des Gehäuses des Bremssattels anderseits sphärisch ausgebildet, d.h., diese Flächen stellen zumindest einen Ausschnitt einer Kugeloberfläche dar.
  • Neben dem Vorteil, dass sich derartige sphärische Oberflächen in dem Gehäuse des Bremssattels leichter maschinell herstellen lassen als die zylindrischen Stützflächen aus dem Stand der Technik, führt eine Lagerung zwischen zwei sphärisch ausgebildeten Flächen darüber hinaus dazu, dass sich der Lagerblock selbstständig ausrichten kann.
  • Die eigenständige Ausrichtung der Lagerblöcke erfolgt dabei um eine Achse parallel zu der Radachse bzw. Achse der Bremsscheibe, wodurch Druckkonzentrationen im Kontaktbereich der erhöhten Oberflächen an den Enden der Lager vermieden werden. Die selbstständige Ausrichtung der Lagerblöcke erfolgt jedoch auch um eine Achse, welche senkrecht zu der Radachse und senkrecht zu der Schwenkachse des Drehhebels angeordnet ist, was aufgrund der sphärischen Flächen ermöglicht wird. Auch hierdurch werden Druckkonzentrationen an den Enden im Kontaktbereich der Lager vermieden.
  • Ein weiterer Vorteil, der mit der Fähigkeit der Lagerblöcke einhergeht, sich selbst auszurichten, liegt darin, dass grundsätzlich kleinere Abmessungen der Lager realisiert werden können, da Druckkonzentrationen in den Kontaktbereichen nicht vorhanden sind und daher keinen Einfluss ausüben können. Zusätzlich gestattet die Fähigkeit zur Selbstausrichtung eine Herstellung der Lagerblöcke einerseits und der sphärischen Stützflächen andererseits mit erheblich größeren Fertigungstoleranzen, was die Herstellungskosten weiter zu reduzieren vermag.
  • Bei einer Zuspanneinrichtung, welche die Bremskraft mittels eines schwenkbar gelagerten Drehhebels auf ein in dem Gehäuse des Bremssattels verschieblich gelagertes Druckelement überträgt, erfolgt prinzipiell eine Kraftverstärkung durch eine exzentrische Lagerung des Drehhebels, wie dies beispielsweise bei den aus dem vorhergehend geschilderten Stand der Technik bekannten Scheibenbremsen der Fall ist.
  • Gemäß der Erfindung weist der Drehhebel an seinen dem Betätigungsende, an dem der Kolben eines pneumatischen oder hydraulischen Betätigungszylinders angreift, abgewandten Ende eine Lagerfläche auf, die um die Drehachse seiner Momentananlagerung zylindrisch nach außen gewölbt ist. Dieser zylindrischen Lagerfläche liegt eine Steuerfläche derart radial gegenüber, dass diese exzentrisch zu der Lagerfläche angeordnet ist, und konkav nach innen ausgebildet ist, während die Lagerfläche zylindrisch nach außen gewölbt ist.
  • An dieser Steuerfläche liegt ein Rotationskörper, beispielsweise ein Zylinder oder eine Walze, rollfähig an. Der Rotationskörper vollführt bei der im Zuge der Kraftübertragung auftretenden Relativbewegungen an dieser Steuerfläche eine reine Rollbewegung ohne jeden Gleit- oder Wälzanteil.
  • Der Drehhebel selbst ist in dem ersten radialen Segmentlager des Lagerblocks drehbar gelagert. Die Kraftübertragung auf das Druckelement erfolgt dann durch die spezielle Anordnung der aus dem Drehhebel und dem Rotationskörper bestehenden Baueinheit, welche auf einer Seite an dem Druckelement und auf der anderen Seite an der konkaven Aufnahmefläche des Lagerblocks anliegt, so dass bei Verschwenken des Drehhebels in dem ersten radialen Segmentlager und durch gegenseitiges Verlagern von Rotationskörper und Drehhebel das Druckelement in Richtung der Bremsscheibe verschoben wird. Hierbei wandert der momentane Lagerpunkt der Drehachse des Drehhebels währen der Schwenkbewegung auf der Drehebene kontinuierlich mit, d.h. in Richtung zu der Bremsscheibe. Ebenfalls verändert sich dabei während der Schwenkbewegung die momentane Lage der fiktiven Drehachse der Steuerfläche, und zwar auf einer annähernden Kreisbahn. Mit anderen Worten, der Drehhebel ist zwischen dem Rotationskörper und dem Druckelement „schwimmend" gelagert, da er keine ortsfeste Drehachse aufweist. Gemäß der Erfindung ist jedes einzelne Flächenelement der Steuerfläche des Drehhebels mit einem Krümmungsradius versehen, der größer als der Radius des Rotationskörpers ist. Durch diese Ausgestaltung der Steuerfläche wird gewährleistet, dass der Rotationskörper an dieser Steuerfläche während der Bremsbetätigung eine reine Rollbewegung durchführt, so dass die Reibung und damit der Verschleiß in diesem Bereich vernachlässigt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Rollbewegung des Rotationskörpers an der Steuerfläche, dass über die Bereitstellung eines notwendigen Freiheitsgrads ein Kippen des Druckelements bei der Führung in dem Gehäuse des Bremssattels vermieden wird, so dass eine strenge axiale Führung einhergehend mit besserer Anstellung des Druckelements an der Bremsscheibe realisiert werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Scheibenbremse gemäß der Erfindung weist der Drehhebel an seinem dem Betätigungsende gegenüberliegenden Ende eine Öffnung auf, welche sich in Axialrichtung des Rotationskörpers öffnet. Hierdurch wird ermöglicht, dass der Rotationskörper mit dem ersten radialen Segmentlager des Lagerblocks eine durchgängige Länge ausbildet, welche sich zu beiden Seiten der Öffnung des Drehhebels axial erstreckt. Vorzugsweise ist gemäß der Erfindung zu beiden Seiten des Drehhebels je ein Lagerblock vorgesehen.
  • Eine derartige Anordnung ermöglicht es, dass ein Freiraum für den Hebelabschnitt des Drehhebels zwischen den Lagerblöcken bzw. zumindest zwischen dessen Stützflächen im Gehäuse des Bremssattels zur Verfügung gestellt wird. Dies ist insbesondere von Vorteil für Kraftfahrzeuge, bei welchen der Drehhebel in der Scheibenbremse aufgrund des begrenzten Installationsraums für den Betätigungszylinder zum Zentrum des Kraftfahrzeugs derart gerichtet ist, dass der Drehhebel im Wesentlichen quer zu der Zuspanneinrichtung des Druckelements schwenkbar ist. Aufgrund der dort vorherrschenden Kraftverhältnisse müssen die Drehhebel in solchen Scheibenbremsen einen Hebelabschnitt aufweisen, welcher sehr groß und daher sehr schwer ist. Dadurch, dass mittels der Öffnung in dem Drehhebel eine durchgängige Lagerfläche ermöglicht werden kann, lässt sich auch die Länge und das Gewicht eines solchen Drehhebels reduzieren.
  • In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung ist der Flächenschwerpunkt der sphärischen Lagerfläche des Lagerblocks zu dem Flächenschwerpunkt der Aufnahmefläche des Lagerblocks axial versetzt. Dies ermöglicht, dass die Lagerblöcke mit einem seitlich vorragenden Abschnitt die Öffnung in dem Drehhebel durchsetzen können.
  • Um einen stabilen Gleichgewichtszustand bei der Kraftübertragung für die Lagerblöcke bereitzustellen, ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Mittelpunkt der konkaven Aufnahmefläche des Lagerblocks näher an der Stützfläche des Gehäuses des Bremssattels angeordnet ist als der Mittelpunkt der sphärischen Krümmung dieser Stützfläche. Unter Mittelpunkt ist dabei der Ausgangspunkt für den jeweiligen Radius der jeweiligen Flächen zu verstehen.
  • Der Lagerblock weist zwischen seiner Aufnahmefläche und seiner Lagerfläche einen flanschartigen Absatz auf, der mit einer Montageklammer zusammenwirkt. Eine derartige Montageklammer fixiert die Lagerblöcke in der Zuspanneinrichtung, wobei die Montageklammer die Bauteile der Zuspanneinrichtung als eine vormontierte Einheit zusammenzuhalten vermag.
  • Die erfindungsgemäße Scheibenbremse unter Verwendung des erfindungsgemäßen Lagerblocks ist grundsätzlich unabhängig vom Typ der Scheibenbremse. Anwendung können sowohl Festsattel- oder Schwimmsattelscheibenbremsen mit einer oder mehreren Bremsscheiben finden. Auch ist die Gestaltung des Lagerblocks prinzipiell unabhängig davon, ob die Einbringung der Bremskraft pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch erfolgt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Scheibenbremse bzw. des erfindungsgemäßen Lagerblocks ergeben sich aus dem im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung der Scheibenbremse gemäß der Erfindung im Teilschnitt;
  • 2 eine perspektivische Darstellung der Zuspanneinrichtung im montierten Zustand;
  • 3 eine perspektivische Darstellung der Zuspanneinrichtung in Explosionsdarstellung;
  • 4 eine perspektivische Darstellung der Lagerung des Drehhebels;
  • 5 eine Schnittdarstellung entlang A-A aus 4 und
  • 6 schematisch eine Schnittdarstellung durch die Lagerung des Drehhebels in Draufsicht.
  • In 1 ist in perspektivischer Darstellung eine Scheibenbremse gemäß der Erfindung gezeigt, wobei der Bereich der Zuspanneinrichtung ausgeschnitten ist.
  • Die Scheibenbremse weist einen Bremssattel 1 auf, der eine nicht dargestellte Bremsscheibe übergreift. Seitlich zu der nicht dargestellten Bremsscheibe sind Bremsbeläge 2 vorgesehen.
  • Der Bremssattel 1 weist einen Abschnitt 3 auf, in welchem eine Zuspanneinrichtung 4 angeordnet ist.
  • Die Zuspanneinrichtung 4 weist einen Drehhebel 5 auf, welcher mit einem verschieblich in dem Abschnitt 3 des Bremssattels 1 geführten Druckelement 6 zusammenwirkt. Der Drehhebel 5 ist quer zu der Axialrichtung des verschieblich geführten Druckelements 6 schwenkbar.
  • Wie in der Explosionsdarstellung der 3 zu sehen ist, ist der Drehhebel 5 an seinem dem Betätigungsende 7 gegenüberliegenden Ende mit einer Lagerfläche 8 in entsprechenden radialen Segmentlagern 9 des Druckelements 6 drehbar gelagert.
  • Der Lagerfläche 8 radial, jedoch exzentrisch versetzt gegenüberliegend, weist der Drehhebel 5 eine Steuerfläche 10 auf. An dieser Steuerfläche 10 liegt ein zylindrischer Rotationskörper 11 rollend an. Wie in der 5 zu erkennen ist, weist die Steuerfläche 10 einen größeren Radius als der Rotationskörper 11 auf.
  • Der Rotationskörper 11 wiederum ist über zumindest ein radiales Segmentlager 12 drehbar gelagert.
  • Das radiale Segmentlager 12 liegt an einer konkaven Aufnahmefläche 13 eines Lagerblocks 14 an.
  • Wie in den 2 bis 4 zu erkennen ist, ist jeweils ein Lagerblock 14 zu beiden Seiten des Drehhebels 5 vorgesehen. Der Drehhebel 5 weist eine Öffnung 15 auf, welche von dem Rotationskörper 11 zusammen mit dem radialen Segmentlager 12 durchsetzt ist. Das radiale Segmentlager 12 wird dabei jeweils zu beiden Seiten des Drehhebels 5 durch je einen Lagerblock 14 über die entsprechenden konkaven Aufnahmeflächen 13 hiervon gelagert, wodurch sich eine entsprechende Verringerung der Abmessungen bewerkstelligen lässt.
  • Wie in den Figuren zu erkennen ist, weist jeder Lagerblock 14 seiner konkaven Aufnahmefläche 13 jeweils gegenüberliegend eine Lagerfläche 16 auf. Die Lagerfläche 16 weist eine sphärische Außenkontur auf und stützt sich, wie in 6 gezeigt, an einer entsprechenden sphärischen Stützfläche 17 in dem Abschnitt 3 des Gehäuses des Bremssattels 1 ab.
  • Durch die Lagerung der Lagerblöcke 14 über kongruente sphärische Flächen 16 bzw. 17 lassen sich die Lagerblöcke 14 in allen drei Raumrichtungen justieren. Da die Lagerung gemäß der Erfindung jedoch nicht fixierend ist, können sich die Lagerblöcke 14 selbst ausrichten, um den vorherrschenden Kraft- und Momentenverhältnissen gerecht zu werden, so dass sich keinerlei Druckkonzentrationen in den Kontaktbereichen ausbilden.
  • Wie in der 6 des Weiteren zu erkennen ist, weisen die Lagerblöcke 14 jeweils vorragende Abschnitte 18 auf, welche die Öffnung 15 in dem Drehhebel 5 durchdringen, um so eine durchgängige Aufnahmefläche 13 für das radiale Segmentlager 12 zur Verfügung zu stellen. Hierbei ist für jeden Lagerblock 14 der jeweilige Flächenschwerpunkt 19 der konkaven Aufnahmefläche 13 zu dem jeweiligen Flächenschwerpunkt 20 der sphärischen Lagerfläche 16 axial zueinander versetzt.
  • Darüber hinaus ist in der 6 zu erkennen, dass der Mittelpunkt MA der konkaven Aufnahmefläche 13, welcher auf der Achse des Rotationskörpers 11 liegt, in der Axialrichtung der Zuspannrichtung gesehen, näher an der sphärischen Stützfläche 17 liegt als der Mittelpunkt MS der sphärischen Krümmung dieser Stützfläche 17 selbst. Hierdurch wird ein stabiler Gleichgewichtszustand erzeugt, der ein unerwünschtes Gleiten bzw. Rutschen der Lagerblöcke 14 verhindert.
  • Aus der 5 ist die Funktionsweise der Zuspanneinrichtung 4 zu entnehmen. An der Steuerfläche 10 liegt der Rotationskörper 11 rollfähig an, d.h. während der Bremsbetätigung und des Schwenkens des Drehhebels 5 vollführt der Rotationskörper 11 an dieser Steuerfläche 10 eine reine Rollbewegung ohne dabei zu gleiten oder sich abzuwälzen. Die Steuerfläche 10 ist dergestalt, dass zwischen der äußeren Zylindermantelfläche des Rotationskörpers 11 und dieser Steuerfläche 10 stets Kontakt in nur einem Punkt (Element) bzw. in einer Linie vorherrscht. Zu diesem Zweck ist der Radius des Rotationskörpers 11 stets kleiner als ein jeweiliger Krümmungsradius der Steuerfläche 10 in jedem einzelnen Element.
  • Da der Drehhebel 5 „schwimmend" gelagert ist, ändert sich die momentane Lage seiner Drehachse H kontinuierlich während dessen Verschwenkens und damit während des Verschiebens des Druckelements 6 auf der axialen Drehebene E, die senkrecht zu der Ebene der Bremsscheibe verläuft und der axialen mittigen Achse des Druckelements 6 entspricht. Die Drehachse H vollführt eine Bewegung auf der Drehebene E zusammen mit dem Druckelement 6 in Richtung zu der Bremsscheibe 2.
  • Es ist zu erkennen, dass sowohl die effektive Länge der konkaven Aufnahmefläche 13 eines jeden Lagerblocks 14 als auch die gesamte effektive Länge beider konkaven Aufnahmeflächen 13 der Lagerblöcke 14 größer ist als die effektive Länge der sphärischen Lagerfläche 16 des Lagerblocks 14 bzw. der beiden Lagerblöcke 14 zusammen, wobei sich die effektive Länge parallel zu der Längsachse des Rotationskörpers 11 erstreckt.
  • Die Lagerblöcke 14 weisen zwischen den Lagerflächen 16 und den konkaven Aufnahmeflächen 13 jeweils einen umlaufenden flanschartigen Absatz 21 auf. Wie in 3 zu erkennen ist, wirkt der flanschartige Absatz 21 mit entsprechenden Konturen einer Montageklammer 22 zusammen.
  • Wie in den 2 und 3 zu erkennen ist, ermöglicht die Montageklammer 22 den Zusammenhalt der einzelnen Elemente der Zuspanneinrichtung 4, die Lagerblöcke 14 beinhaltend, so dass diese als vormontierte Einheit zum Einfügen in das Gehäuse des Bremssattels 1 zur Verfügung gestellt werden kann. Die Montageklammer 22 greift dabei in eine vordere Abdeckplatte 23 ein, die die der Bremsscheibe zugewandte Öffnung im Gehäuse des Bremssattels 1 verschließt.
  • Es wird deutlich, dass durch den erfindungsgemäßen Aufbau einer solchen Zuspanneinrichtung 4 für eine Scheibenbremse gerade für die Anwendung von quer zur Zuspannachse schwenkbaren Drehhebeln, ein äußerst kompakter Aufbau, einhergehend mit einer Verkleinerung des Drehhebels 5, realisiert werden kann. Auch in der Breite, radial zur Bremsscheibe, lässt sich durch die Bereitstellung einer Öffnung 15 in dem Drehhebel 5 und entsprechend ausgebildeten durchgängigen Lagerflächen 13 eine Bauteilverkürzung und Gewichtseinsparung erzielen.
  • Die Lagerblöcke 14 können als separate Elemente auf einfache Art und Weise hergestellt werden. Die Lagerung der Lagerblöcke 14 über sphärische Lagerflächen 16 an entsprechend sphärischen Stützflächen 17 des Gehäuses des Bremssattels 1 ermöglicht die Fähigkeit zur Selbstausrichtung, wodurch erheblich geringere Fertigungstoleranzen möglich sind. Die Zuspanneinrichtung 4 zeichnet sich durch einen äußerst einfachen und kompakten Aufbau aus. Die Verwendung von Lagerblöcken 14 als separate Elemente erfordert darüber hinaus auch nicht aufwendige und kostenintensive Bearbeitungen der entsprechenden Stützflächen 17 im Inneren des Bremssattelgehäuses.

Claims (15)

  1. Scheibenbremse aufweisend einen zumindest eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel und eine in dem Gehäuse des Bremssattels angeordnete Zuspanneinrichtung mit einem schwenkbar gelagerten Drehhebel und mit zumindest einem in dem Gehäuse des Bremssattels verschieblich geführten Druckelement, wobei der Drehhebel an dem Gehäuse des Bremssattels mittels zumindest eines Lagerblocks gelagert ist, der eine konkave Aufnahmefläche zur Anordnung eines radialen Segmentlagers und eine Lagerfläche zur Abstützung des Lagerblocks an einer Stützfläche des Gehäuses des Bremssattels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Axialrichtung des radialen Segmentlagers die effektive Länge der konkaven Aufnahmefläche größer ist als die effektive Länge der Lagerfläche.
  2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, bei welcher die Lagerfläche des Lagerblocks und die Stützfläche des Gehäuses des Bremssattels sphärisch ausgebildet sind.
  3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Drehhebel zwischen dem Gehäuse des Bremssattels an dem zumindest einen ersten radialen Segmentlager und dem Druckelement an zumindest einem zweiten radialen Segmentlager zur Drehung in einer senkrecht zur Ebene der Bremsscheibe verlaufenden Ebene um eine Drehachse in dem zweiten radialen Segmentlager drehbar gelagert ist derart, dass beim Verschwenken des Drehhebels das Druckelement verschoben wird, und bei welcher der Drehhebel an seinem dem Betätigungsende abgewandten Ende mit einer zylindrisch um die Drehachse nach außen gewölbten Lagerfläche und dieser radial gegenüberliegend mit einer exzentrisch zu dieser Lagerfläche angeordneten konkav nach innen gewölbten Steuerfläche versehen ist.
  4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, bei welcher ein rollfähig an der Steuerfläche anliegender Rotationskörper vorgesehen ist, der in dem ersten radialen Segmentlager des Lagerblocks drehbar ist, wobei jedes Element der Steuerfläche einen Krümmungsradius aufweist, der größer als der Radius des Rotationskörpers ist, so dass beim Verschwenken des Drehhebels in dem zweiten radialen Segmentlager und durch gegenseitiges Verlagern von Rotationskörper und Drehhebel das Druckelement verschoben wird, wobei sich die Lage der Drehachse des Drehhebels während des Verschiebens des Druckelements verändert.
  5. Scheibenbremse nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher der Drehhebel an seinem dem Betätigungsende gegenüberliegenden Ende eine Öffnung in axialer Richtung des Rotationskörpers aufweist derart, dass der Rotationskörper mit dem ersten radialen Segmentlager des Lagerblocks eine durchgängige Länge ausbildet, welche sich zu beiden Seiten der Öffnung des Drehhebels axial erstreckt.
  6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, bei welcher zu beiden Seiten des Drehhebels je ein Lagerblock vorgesehen ist.
  7. Scheibenbremse nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher das Betätigungsende des Drehhebels so angeordnet ist, dass der Drehhebel im Wesentlichen quer zur Zuspannrichtung des Druckelements schwenkbar ist.
  8. Scheibenbremse nach einen der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Flächenschwerpunkt der sphärischen Lagerfläche des Lagerblocks und der Flächenschwerpunkt der Aufnahmefläche des Lagerblocks zueinander axial versetzt sind.
  9. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Mittelpunkt (MA) der konkaven Aufnahmefläche näher an der Stützfläche angeordnet ist als der Mittelpunkt (MS) der sphärischen Krümmung der Stützfläche.
  10. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Lagerblock einen flanschartigen Absatz 13) aufweist, welcher mit einer Montageklammer zusammenwirkt.
  11. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 10, bei welcher die Lagerfläche des Lagerblocks und die Stützfläche des Gehäuses des Bremssattels als Ausschnitt einer Kugeloberfläche ausgebildet sind.
  12. Lagerblock für die Lagerung einer Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse aufweisend eine erste konkave Aufnahmefläche zur Anordnung eines radialen Segmentlagers, an welchem zumindest ein Element der Zuspanneinrichtung drehbar lagerbar ist, und eine zweite Lagerfläche, mit welcher der Lagerblock an einem Gehäuses des Bremssattels der Scheibenbremse abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Axialrichtung des radialen Segmentlagers die effektive Länge der Aufnahmefläche größer ist als die effektive Länge der zweiten Lagerfläche.
  13. Lagerblock nach Anspruch 12, bei welchem die zweite Lagerfläche sphärisch, insbesondere als ein Ausschnitt einer Kugeloberfläche, ausgebildet ist.
  14. Lagerblock nach Anspruch 12, bei welchem der Flächenschwerpunkt der sphärischen Lagerfläche des Lagerblocks und der Flächenschwerpunkt der Aufnahmefläche des Lagerblocks zueinander axial versetzt sind.
  15. Lagerblock nach Anspruch 12, 13, oder 14, bei welchem ein flanschartiger Absatz zwischen der sphärischen Lagerfläche und der Aufnahmefläche vorgesehen ist.
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