CH627531A5 - Festsattel-scheibenbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge. - Google Patents

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CH627531A5
CH627531A5 CH245678A CH245678A CH627531A5 CH 627531 A5 CH627531 A5 CH 627531A5 CH 245678 A CH245678 A CH 245678A CH 245678 A CH245678 A CH 245678A CH 627531 A5 CH627531 A5 CH 627531A5
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Wilhelm Schneider
Hermann Koch
Bernd Rupprecht
Norbert Jobke
Karl Trietsch
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Perrot Bremse Gmbh Deutsche
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Festsattel-Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit in zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordneten Sattelhälften angebrachten Bremsbelägen, welche durch hydraulische Kolben-Zylindereinheiten betätigbar sind, wobei zusätzlich eine mechanische Betätigungseinrichtung und eine automatische Nachstelleinrichtung für die Kolben vorgesehen ist.
Es ist bereits eine derartige Festsattel-Scheibenbremse bekannt (DT-PS 1480 289 und DT-AS 1475 492), bei der für die Feststellbremse die Bremsbacken der Betriebsbremse verwendet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass auf den einen Bremsbelag mittelbar oder unmittelbar ein mechanisch betätigbarer Stössel einwirkt, dessen Reaktionskraft auf den Sattel übertragen wird, und dass der gegenüberliegende Bremsbelag eine nachstellbare Rückstellsperre aufweist, mittels derer ein solches Lüftspiel gegenüber der Bremsscheibe aufrechterhalten wird, dass aufgrund der elastischen Verformbarkeit von Bremsscheibe und Bremssattel bei Betätigung des mechanischen Stössels auch der gegenüberliegende Bremsbelag an der Bremsscheibe zur Anlage kommt. Die für das Funktionieren dieser bekannten Scheibenbremse erforderliche elastische Verformbarkeit von Bremsscheibe und Bremssattel ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass durch die Verformungsarbeit bis zu 30% der Bremsbetätigungskraft verlorengeht.
Es sind auch Teilbelagscheibenbremsen bekannt (DT-OS 1965138), bei denen die Nachstellung der Beläge, wenn das Lüftspiel zu grosse geworden ist, bei der Betätigung der Feststellbremse erfolgt. Wenn ein Fahrzeug über eine grössere Distanz fährt, dann hat dies den Nachteil, dass ein verhältnismässig hoher Verschleiss eintritt, der bei einer erst dann erfolgenden Betätigung der Feststellbremse nicht nachgestellt werden kann. Ausserdem gelangt bei dieser bekannten Teilbelagscheibenbremse nur ein Teil des Bremsbelags mit der Bremse in Eingriff, wenn der Bremskolben hydraulisch beaufschlagt wird.
Es sind auch Feststellbremsen bekannt (DT-AS 1680 832 und DT-OS 1580745), die seitlich neben der hydraulischen Betriebsbremse angeordnet sind. Wegen der in diesem Bereich zumeist sehr beengten Einbauverhältnisse ist diese Lösung jedoch unbefriedigend.
Es ist ferner eine Scheibenbremse bekannt (DT-AS 1655 415), bei der auf einer Seite der Bremsscheibe der Bremszylinder und konzentrisch auf der anderen Seite ein Federspeicher angeordnet ist. Diese Ausführungsform macht es aber erforderlich, dass entweder der Bremssattel oder die Bremsscheibe schwimmend angeordnet sein muss.
Es ist auch bereits eine mit einem Federspeicher kombinierte hydraulische Scheibenbremse bekannt (DT-OS 2 543 930), die mit einer Nachstelleinrichtung versehen ist.
Wie dies einleitend dargelegt wurde, ist es bei der gattungs-gemässen Festsattel-Scheibenbremse nach dem Stand der Technik erforderlich, dass die Bremsscheibe und der Bremssattel elastisch verformbar sind. Um Verkantungen von Bremsbacken und Kolben mit ihren nachteiligen Folgen möglichst zu vermeiden, ist man aber an sich bestrebt, den Festsattel so steif wie nur irgend möglich auszubilden. Insbesondere bei Verwendung von zwei und mehr Paaren von Hydraulikkolben erreicht der Bremssattel einen hohen Grad an Steifigkeit. Somit ist dieser Mangel ausreichender Verformbarkeit nicht mehr geeignet, die bekannte Feststellbremse wirksam werden zu lassen.
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Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge-mässe Festsattel-Scheibenbremse dahingehend zu verbessern, dass der Bremssattel und die Bremsscheibe starr ausgebildet sein können.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
dass in den beiden Hälften des Bremssattels jeweils drei Kolben-Zylindereinheiten im gleichen gegenseitigen Abstand und einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass in der einen Bremssattelhälfte ausschliesslich hydraulisch betätigbare Kolben-Zylindereinheiten angeordnet sind, von denen die mittlere Kolben-Zylindereinheit mit einer automatischen Nachstelleinrichtung für den Kolben versehen ist, und dass in der anderen Bremssattelhälfte eine mittlere Kolben-Zylindereinheit angeordnet ist, die ausschliesslich hydraulisch betätigbar ist, und zwei äussere Kolben-Zylindereinheiten angeordnet sind, denen jeweils zusätzlich eine mechanische Betätigungseinrichtung und eine automatische Nachstelleinrichtung für die Kolben zugeordnet ist.
Mit der Erfindung wird eine Festsattel-Scheibenbremse geschaffen, die bei hydraulischer Betätigung als Betriebsbremse und bei mechanischer Betätigung als Feststellbremse wirken kann. Auf beiden Seiten der Bremsscheibe sind je drei hydraulisch beaufschlagbare Kolben beispielsweise für die Betriebsbremse vorgesehen. Zwei Kolben auf einer Seite der Bremsscheibe werden vorzugsweise zusätzlich von zwei Federspeichern mechanisch beaufschlagt, um zugleich die Funktion der Feststellbremse zu erfüllen. Zur Abstützung der Bremsscheibe bei Betätigung der Feststellbremse kann auf der gegenüberliegenden Seite ein mittiger Abstützpunkt angeordnet sein. Dieser Abstützpunkt ist ein hydraulisch beaufschlagter Kolben, der mit einer automatischen Nachstelleinrichtung versehen ist, die im Augenblick des Abstützbedarfs axial gesperrt bleibt. Auch die mit den Federspeichern versehenen Kolben können mit einer Nachstelleinrichtung kombiniert sein, die sowohl bei der Benutzung als Betriebsbremse als auch bei der Benutzung als Feststellbremse den durch Belagsverschleiss erforderlichen Nachstellvorgang vollzieht.
Die erfindungsgemässe Festsattel-Scheibenbremse zeichnet sich durch einen raumsparenden und einfachen Aufbau aus, und sie ist im Betrieb überaus zuverlässig, weil der Bremssattel und die Bremsscheibe starr ausgebildet sein können und die Betriebsbremse von beiden Seiten auf die Bremsscheibe wirkt, wobei die Nachstellung der Bremsbeläge sowohl bei Betätigung der Betriebsbremse als auch bei Betätigung der Feststellbremse erfolgt.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung ist nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf die hydraulisch und mechanisch betätigbare Festsattel-Scheibenbremse, wobei der Bremssattel zur besseren Veranschaulichung der Anordnung der verschiedenen Hydraulikkolben weggelassen ist,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Bremssattels,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A—B in Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie C—D in Fig. 2, und
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie E—Fin Fig. 2.
Wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, sind auf beiden Seiten einer Bremsscheibe S je drei hydraulisch beaufschlagbare Kolben 2,4,2 und 3,2,3 für die Betriebsbremse vorgesehen. Zwei Kolben 3,3 auf einer Seite der Bremsscheibe S werden zusätzlich von zwei Federspeichern mechanisch beaufschlagt, um zugleich die Funktion der Feststellbremse zu erfüllen. Zur Abstützung der Bremsscheibe S bei Betätigung der Feststellbremse ist auf der gegenüberliegenden Sattelseite mittig zwischen den beiden üblichen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben 2 ein Abstützpunkt nach dem Prinzip des Trägers auf zwei Stützen vorgesehen. Dieser Abstützpunkt ist ein hydraulisch beaufschlagbarer Kolben 4, der mit einer automatischen Nachstelleinrichtung versehen ist, die im Moment des Abstützbedarfs axial gesperrt bleibt. Auch die beiden Kolben 3 sind mit einer Nachstelleinrichtung kombiniert, die sowohl bei der Benutzung als Betriebsbremse als auch bei der Benutzung als Feststellbremse den durch Ver-schleiss des Bremsbelags erforderlichen Nachstell Vorgang vollzieht.
Der Bremssattel 1 ist also mit drei Paaren von Kolben-Zylindereinheiten 2,3 und 4 ausgerüstet. Alle sechs Kolben werden zur Betätigung der Betriebsbremse hydraulisch beaufschlagt, während zur Betätigung der Feststellbremse lediglich die beiden auf einer Seite der Bremsscheibe angeordneten Kolben-Zylindereinheiten 3 mechanisch beaufschlagt werden.
Die Kolben-Zylindereinheit 4 dient also nicht nur als Betriebsbremse bei der hydraulischen Betätigung, sondern bei Anwendung der Feststellbremse auch als Abstützpunkt für die Bremsscheibe S, wenn die Bremsbacken der beiden Kolben-Zylindereinheiten 3 über die Federspeicher an die eine Seite der Bremsscheibe S angepresst werden. Auch hier ist eine Nachstellmöglichkeit vorgesehen. Diese erfolgt nach dem allgemein bekannten Prinzip eines Bolzens in einer Schrägbahn, und zwar bei hydraulischer Betätigung. Die Nachstellung der übrigen Kolben erfolgt über die Haftkraft der in allen Zylinderbohrungen vorgesehenen Dichtungsringe mit viereckigem Querschnitt. Diese Dichtungsringe dienen also einmal zur Abdichtung und zum anderen zur Erzeugung einer sogenannten «roll-back»-Wirkung, die hinlänglich bekannt ist.
Bei Anwendung der Feststellbremse werden also nur die den beiden Kolben-Zylindereinheiten 3 zugeordneten zwei Bremsbacken an einer Seite der Bremsscheibe zur Anlage gebracht. Zu diesem Zweck ist die hierfür vorzusehende Bremsscheibe S, die entsprechend stark ausgeführt ist und demzufolge nur einer geringfügigen elastischen Verformung unterliegt, an der Achse oder einem sonstigen Teil des Fahrzeugs befestigt. Aufgrund dessen sind auch am Bremssattel 1 besondere Abstützaugen 1' vorgesehen, die fahrzeugseitig an einer einstellbaren Vorrichtung 29 anliegen.
Der Aufbau der mit einem zusätzlichen Federspeicher und einer Nachstelleinrichtung versehenen beiden Kolben-Zylindereinheiten 3 wird nachfolgend näher erläutert.
Ein Druckbolzen 5, der an seinem vorderen Teil 5' abgeflacht ist, ist mittels einer am Federspeicherzylinder 6 befestigten Lasche 7 gegen eine Verdrehung gesichert, und er ist durch eine ebenfalls in die Abflachung eingreifende Scheibe 8, die ihrerseits durch einen Sicherungsring 9 am Kolben 3 gehalten ist, mit dem Kolben bewegungskonform. Der Druckbolzen 5 ist mit einem Gewinde 10 versehen, auf das eine Mutter 11 aufgeschraubt ist. Diese Mutter 11 wird mit der Vorspannkraft einer Distanzfeder 12 an einem Federspeicherkolben 13 in Anlage gehalten.
Zum Nachstellen des Kolbens 3 ist auf der Mutter 11 am hinteren Teil ein Ring 14 drehbar gelagert, der in bekannter Weise eine Schrägnut 15 aufweist, in die ein in der Mutter drehfest angeordneter Bolzen 16 mit einem das Lüftspiel L berücksichtigenden Spiel L' hineinragt. Der Ring 14 weist ferner einen Kranz 17 auf, der mit der Vorspannkraft einer Druckfeder 18, die sich an dem Federspeicherkolben 13 und an dem Ring 14 abstützt, mit einer Ringkante des Federspeicherzylinders 6 in Wirkverbindung steht.
Die Kolben 2 sind jeweils mit einem Quadratdichtring 20
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versehen, der nach jedem Brems Vorgang die Rückstellbewegung des Belagträgers bewirkt, weil er aufgrund seiner Elastizität zwischen den Berührungsflächen von Kolben und Zylinder bei einer Relativverschiebung abrollt.
Nachfolgend wird der Aufbau der zur Abstützung der Bremsscheibe bei Betätigung der Feststellbremse dienenden Kolben-Zylindereinheit 4 näher erläutert.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist innerhalb des eigentlichen Kolbens 4 eine Buchse 33 angeordnet, die mit der Vorspannkraft einer Druckfeder 32 an einer Ringkante des Kolbens 4 in Anlage gehalten wird. Die Druckfeder 32 stützt sich einerseits an der Buchse 33 und andererseits an einer Scheibe 31 ab, die sich ihrerseits an einem in den Kolben 4 eingesetzten Sicherungsring 30 abstützt. In die Buchse 33 ist ein Bolzen 34 fest eingesetzt, der mit seinem nach innen vorstehenden Ende 35 in eine Schrägnut 36 einer Mutter 37 hineinragt. Die Mutter 37 ist mit einem Gewinde 38 auf einem Bolzen 39 schraubbar angeordnet. Der Bolzen 39 ist mittels einer Mutter 40 in der Bremssattelwand 41 fest verschraubt. Eine weitere Druckfeder 42, die sich einerseits an der Scheibe 31 und andererseits an der Mutter 37 abstützt, hält den Kolben 4 und den zugeordneten Bremsbelag im Abstand von der Bremsscheibe.
Die vorstehend beschriebene hydraulisch und mechanisch betätigbare Festsattel-Scheibenbremse arbeitet folgender-massen:
Betriebsbremse
Beim Betätigen des Bremspedals werden alle sechs Kolben, d.h. die Kolben der drei Kolben-Zylindereinheiten 2 und der beiden Kolben-Zylindereinheiten 3 und der Kolben-Zylindereinheit 4 über Hauptzylinder durch Anschlüsse 23 mit Bremsflüssigkeit beaufschlagt, wodurch in bekannter Weise die Betriebsbremsung ausgeführt wird.
Feststellbremse
In diesem Fall werden nur die beiden Kolben-Zylindereinheiten 3 wirksam. Durch einen Anschluss 21 wird der Federspeicherkolben 13 einer jeden Kolben-Zylindereinheit 3 normalerweise von einer nicht gezeigten Pumpen-Speicherhydraulik beaufschlagt, wodurch die in dem Federspeicherzylinder 6 angeordneten Tellerfedern 22 zusammengepresst werden, so dass bei diesem Betriebszustand ein Anlegen der Bremsbacken an die Bremsscheibe unterbleibt. Wenn jedoch beim Anhalten des Fahrzeugs die Hydraulikzufuhr unterbrochen wird, dann entspannen sich die Tellerfedern 22 auf ein vorbestimmtes Mass, so dass der Federspeicherkolben 13 nach links bewegt und die Bremsbacke 19 über den Kolben 3 an der Bremsscheibe zur Anlage gebracht wird. Damit ist der Feststellvorgang vollzogen.
Nachstellvorgang
Bei hydraulischer Betätigung der Kolben-Zylindereinheiten 3 wird über die Scheibe 8 der Druckbolzen 5 und über das Gewinde 10 die mit demselben verbundene Mutter 11
axial verschoben. Der mit einem Ende aus der Mutter 11 herausragende und in den Schrägschlitz 15 des Ringes 14 eingreifende Bolzen 16 verdreht den Ring 14, da dieser mittels der Druckfeder 18 mit der Ringkante des Federspeicherzylinders 6 in Anlage gehalten wird. Nach Beendigung des Bremsvorganges wird nun aufgrund der Wirkverbindung des Konus 17 des Ringes 14 mit der Ringkante des mit dem Federspeicherzylinder 6 drehfest verbundenen Verschlussstückes 27 der Bolzen 16 und damit die Mutter 11 verdreht. Dies bewirkt über das Gewinde 10 ein Herausschrauben des Druckbolzens 5 und damit ein Nachstellen, d.h. Ausgleichen des inzwischen eingetretenen Verschleisses an den Bremsbelägen.
Der Nachstellvorgang bei Betätigung der Feststellbremse wird über die Anlage 24 zwischen dem Kolben 13 und der Mutter 11 eingeleitet und verläuft im weiteren wie dies für die Betätigung der Betriebsbremse erläutert wurde.
Das Nachstellen des Kolbens 4 erfolgt ausschliesslich bei Betätigung der Betriebsbremse. Bei hydraulischer Beaufschlagung wird der Kolben 4 nach rechts verschoben, bis die Bremsbacke 19 an der Bremsscheibe zur Anlage kommt. Dabei wird die Buchse 33 über die Druckfeder 32 mitgenommen und durch den in die Schrägnut 36 der Mutter 37 eingreifenden Bolzen 34 verdreht, weil die Mutter 37 mit einer Reibungssicherung 43 auf dem Bolzen 39 gehalten ist. Beim Zurückgehen des Kolbens 4 wird die Mutter 37 infolge der Wirkverbindung zwischen der Ringkante des Kolbens 4 und dem Konus 44 der Buchse 33 auf dem Bolzen 39 verdreht und damit eine Nachstellung vollzogen.
Für den An- und Abbau des kompletten Federspeicherzylinders 6 ist es sowohl zur Einhaltung der Einbaumasse (Vorspannen der Tellerfedern auf einen bestimmten Federkraftwert) als auch aus Sicherheitsgründen wegen der enorm hohen Federkräfte erforderlich, eine besondere Massnahme zu ergreifen. Zu diesem Zweck ist die Mutter 11 im Endbereich mit einem Aussengewinde 25 versehen, auf das eine Mutter 26 aufgeschraubt ist, die unter Berücksichtigung des erforderlichen Einbaumasses durch Verdrehen an dem Verschlussstück 27 zur Anlage gebracht wird. Nach vollzogener Montage und Inbetriebnahme der Anlage ist die Mutter 26 in die gezeigte Abstandsstellung zu bringen.
Des weiteren ist eine Löseeinrichtung vorgesehen, die dann angewendet wird, wenn die Speicherhydraulik für die Feststellbremse ausfällt. Beim Eintreten dieses Falles würden die Bremsbacken 19 der beiden Kolben 3 an der Bremsscheibe zur Anlage kommen. Um jedoch das Fahrzeug bedingt fahrbereit machen zu können, braucht die Mutter 26 lediglich an dem Verschlussstück 27 zur Anlage gebracht werden, woraufhin die Feststellbremse durch Verdrehen der Löseeinrichtung 28 gelöst werden kann.
Beim Kolben 4 ist ebenfalls eine Lösemöglichkeit gegeben, indem die Mutter 40 gelöst und der Bolzen 39 mit Hilfe eines an seinem angeflachten Ende 45 angesetzten Schlüssels herausgeschraubt wird.
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2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

627531 PATENTANSPRÜCHE
1. Festsattel-Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit in zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordneten Sattelhälften angebrachten Bremsbelägen, welche durch hydraulische Kolben-Zylindereinheiten betätigbar sind, wobei zusätzlich eine mechanische Betätigungseinrichtung und eine automatische Nachstelleinrichtung für die Kolben vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden Hälften des Bremssattels (1) jeweils drei Kolben-Zylindereinheiten (2,3,4) im gleichen gegenseitigen Abstand und einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass in der einen Bremssattelhälfte ausschliesslich hydraulisch betätigbare Kolben-Zylindereinheiten (2,4) angeordnet sind, von denen die mittlere Kolben-Zylindereinheit (4) mit einer automatischen Nachstelleinrichtung für den Kolben versehen ist, und dass in der anderen Bremssattelhälfte eine mittlere Kolben-Zylindereinheit (2) angeordnet ist, die ausschliesslich hydraulisch betätigbar ist, und zwei äussere Kolben-Zylin-dereinheiten (3) angeordnet sind, denen jeweils zusätzlich eine mechanische Betätigungseinrichtung und eine automatische Nachstelleinrichtung für die Kolben zugeordnet ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Betätigungseinrichtung aus einem Federspeicher besteht.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Betätigungseinrichtung einen mit dem Kolben (3) gekuppelten Federspeicherkolben (13) umfasst, der in Einrückrichtung mit der Kraft vorgespannter Tellerfedern (22) belastet ist und der in Ausrückrichtung mit dem Betriebsdruck der Hydraulikflüssigkeit belastet ist.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Federspeicherkolben (13) an einer Ringschulter (24) einer Mutter (11) abstützt, die auf einen am Kolben (3) befestigten Druckbolzen (5) aufgeschraubt ist.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbolzen (5) in dem Zylinder (3) drehfest angeordnet ist und dass die Mutter (11) Bestandteil der Nachstelleinrichtung ist.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (11) einen radial vorspringenden Bolzen (16) aufweist, der in eine Schrägnut (15) eingreift, die in einem auf der Mutter (11) drehbar angeordneten Ring (14) ausgebildet ist, und dass der Ring (14) an seinem vom Kolben (3) abgewandten Ende mit der Kraft einer Feder (18) zum keilartigen Eingriff mit dem Zylinder (6) belastet ist.
7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (14) mit einem Konus (17) an einer Ringfläche des Zylinders anliegt.
8. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (11) an ihrem aus dem Zylinder herausragenden hinteren Ende mit einem Aussengewinde (25) versehen ist, auf das eine Mutter (26) aufgeschraubt ist, die an der Aussenseite des Zylinders zur Anlage bringbar ist.
9. Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (11) an ihrem hinteren Ende mit einer Schlüsselfläche (28) versehen ist.
10. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinrichtung der ausschliesslich hydraulisch betätigbaren Kolben-Zylindereinheit (4) aus einem drehfest angeordneten zentralen Bolzen (39), einer auf den Bolzen (39) aufgeschraubten und mit einer Schrägnut (36) versehenen Mutter (37) und aus einer auf der Mutter (37) drehbar angeordneten Buchse (33) besteht, die mit einem Bolzen (34) in die Schrägnut (36) eingreift und mit der Kraft einer Feder (32) zum keilartigen Eingriff mit dem Kolben belastet ist.
11. Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (33) mit einem Konus (44) versehen ist, der an einer Ringfläche des Kolbens (4) anliegt.
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