DE10004181A1 - Schwimmsattel-Scheibenbremse insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Es handelt sich um eine Schwimmsattel-Scheibenbremse für insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem, eine Bremsscheibe (1) übergreifenden, schwimmend gelagerten Bremsgehäuse (2). Ferner ist ein Bremsträger (3) für das hieran axial verschiebbare Bremsgehäuse (2) vorgesehen. Darüber hinaus findet sich eine das Bremsgehäuse (2) gegen den Bremsträger (3) verspannende Gehäusehaltefeder (4), welche mit dem Bremsgehäuse (2) lösbar verbunden ist. Erfindungsgemäß ist diese Gehäusehaltefeder (4) in eine vom Bremsgehäuse (2) vorkragende und hiervon beabstandete Aufnahme (5) eingehängt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse für insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem, regelmäßig eine Bremsscheibe übergreifenden, schwimmend gelagerten Bremsge­ häuse, ferner mit einem Bremsträger für das hieran axial ver­ schiebbare Bremsgehäuse, wobei der Bremsträger üblicherweise zwei von einem Basisabschnitt ausgehende, die Bremsscheibe übergreifende, Bremsträgerarme aufweist, und wobei das Brems­ gehäuse vorzugsweise an eben diesen Bremsträgerarmen axial verschiebbar gelagert ist, und mit einer das Bremsgehäuse ge­ gen den Bremsträger in der Regel radial verspannenden Gehäu­ sehaltefeder, welche mit dem Bremsgehäuse lösbar verbunden ist.

Die zuvor beschriebene Gehäusehaltefeder sorgt in bekannter Weise für ein federndes Aneinanderliegen von Bremsgehäuse und Bremsträger und verhindert auf diese Weise größtenteils Klap­ pergeräusche. Eine derartige Gehäusehaltefeder ist häufig einstückig hergestellt und dabei aus (Federstahl-)Draht ge­ bogen. Sie erstreckt sich hauptsächlich in Umfangsrichtung über die gesamte Länge des Bremsgehäuses und liegt in der Re­ gel an dessen Außenseite an, wo sie lediglich mit zwei oder mehr Haken oder ähnlichen Befestigungsmitteln festgelegt ist. Von dem jeweiligen Befestigungspunkt gehen einander gegen­ überliegende Federarme aus, welche radial gegen Unterseiten der Bremsträgerarme drücken und axial gegenüber diesen ver­ schiebbar sind.

Im Stand der Technik sind bereits mehrere Entwicklungslinien verfolgt worden. So hat man bei einer gattungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse versucht, eine möglichst einfache und kostengünstige Herstellung des Schwimmsattels bzw. Bremsgehäuses dadurch zu erreichen, daß Nachbearbeitungen an eben diesem Bremsgehäuse nicht (mehr) erforderlich sind. Hier schlägt die bekannte Lehre vor, daß die zumindest einteilige Gehäusehaltefeder mit wenigstens einem Befestigungsabschnitt an ihrem freien Federende an einer beim Gießen des Schwimm­ sattels bzw. Bremsgehäuses angeformten Ausnehmung bzw. Erhe­ bung am axial äußeren Schwimmsattelschenkel lösbar eingehängt ist. Diese Ausgestaltung hat sich zwar mit Blick auf die Her­ stellung des Bremsgehäuses bzw. Schwimmsattels bewährt, er­ fordert dafür jedoch eine äußerst komplizierte Gehäusehalte­ feder, die aus einem vielfach gebogenen Federdraht herge­ stellt ist (vergleiche DE 196 40 931 A1).

Daneben kennt man relativ einfach gestaltete Federelemente bzw. Gehäusehaltefedern, bei welchen Mittelteil und Arme ein­ teilig aus einem Federblech hergestellt sind und eine Halte­ rung aus nicht federndem Material vorgesehen ist, welche mit dem Mittelteil des Federelementes verbunden ist. Dies ge­ schieht in der Regel über ein nietartiges Befestigungsele­ ment. Folglich ist zwar eine einfach gestaltete Gehäusehalte­ feder verwirklicht, diese erfordert jedoch einen zusätzlichen Herstellungsschritt (vergleiche DE 198 03 123 A1).

Ähnliches gilt für eine andere bekannte Ausgestaltung, die - im Gegensatz zu der eingangs behandelten Lehre - zwei hinter­ schnittene Bohrungen im Bremsgehäuse erfordert, damit die re­ lativ einfach gestaltete Gehäusehaltefeder mit diesem verbun­ den werden kann (vergleiche DE 39 25 587 C2).

Schließlich findet sich ein ähnliches Vorbild im Stand der Technik, bei welchem wiederum zwei Bohrungen, diesmal in ei­ ner Stirnfläche des Schwimmsattels, als unverzichtbar angese­ hen werden, damit die Gehäusehaltefeder zuverlässig am Bremsgehäuse festgelegt werden kann. Hierdurch hat man zwar eine einwandfreie Fixierung der Gehäusehaltefeder in ihrer korrek­ ten Einbaulage erreicht und diese gegen Herausfallen oder De­ montage weitgehend gesichert. Dies wird jedoch mit einem zu­ sätzlich erforderlichen und komplizierten Bearbeitungsschritt am Bremsgehäuse erkauft (vergleiche DE 40 24 484 A1).

Zusammenfassend kennt der Stand der Technik also zum einen relativ einfach herzustellende Bremsgehäuse, die dann aber eine äußerst kompliziert gestaltete Gehäusehaltefeder erfor­ dern. Zum andern bedingen einfach gestaltete Gehäusehaltefe­ dern immer aufwendige Bearbeitungsschritte am jeweiligen Bremsgehäuse. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine gattungsgemäße Schwimmsattel-Scheibenbremse der eingangs be­ schriebenen Gestaltung so weiterzubilden, daß bei Rückgriff auf eine einfach gestaltete Gehäusehaltefeder komplizierte Nachbearbeitungsvorgänge am Bremsgehäuse weitgehend entfallen können.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse für insbesondere Kraftfahrzeuge vor, daß die Gehäusehaltefeder in eine vom Bremsgehäuse vorkragende und hiervon beabstandete Aufnahme eingehängt ist. Diese Aufnahme befindet sich also mit Bezug zum Bremsgehäuse in einer exponierten Lage, läßt sich folg­ lich einfach bearbeiten.

Im einzelnen handelt es sich bei der beschriebenen Aufnahme um eine Taschenaufnahme, welche in der Regel an einen Mittel­ finger des Bremsgehäuses angeformt ist. Diese Taschenaufnahme weist einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Im Detail besitzt die Aufnahme bzw. Taschenaufnahme einen Auf­ nahmeschlitz, welcher insbesondere als (Scheiben-) Frässchlitz ausgeführt sein kann. Dieser Frässchlitz bzw. Aufnahmeschlitz dient zur Aufnahme eines hierin eingreifenden Mittelteils der Gehäusehaltefeder.

Die Herstellung dieses (Scheiben-)Frässchlitzes bzw. Aufnah­ meschlitzes gestaltet sich durch die exponierte Lage der Auf­ nahme in (geringem) Abstand zum Bremsgehäuse erfindungsgemäß besonders einfach. Denn in den betreffenden Aufnahmeschlitz kann problemlos ein Scheibenfräser eindringen. Dieser Schei­ benfräser kann durch die beabstandete und vorkragende Lage der Aufnahme problemlos am Mittelfinger bzw. Bremsgehäuse vorbeigeführt werden, so daß eine schnelle und positionsge­ naue Einbringung des Aufnahmeschlitzes gelingt. Der Frässchlitz und die Kolbenbohrung bzw. Belaganlage im Brems­ gehäuse können in einer Bearbeitungsstation, d. h. in einer einzigen Aufspannung des Bremsgehäuses gefertigt werden, da sie die gleiche Bearbeitungsachse aufweisen. Im Vergleich zum Stand der Technik wird also bewußt auf kompliziert einzubrin­ gende Bohrungen mit Hinterschnitt verzichtet (vergleiche nur beispielhaft die DE 39 25 587 C2). Außerdem läßt sich mit ei­ nem (Scheiben-)Fräser automatisch ein Aufnahmeschlitz bzw. (Scheiben-)Frässchlitz definieren, der mit fest umrissenen Begrenzungsflächen ausgerüstet ist. Folglich wird das hierin eingreifende Mittelteil der Gehäusefeder sicher und gleich­ zeitig klemmfrei ergriffen sowie festgehalten. Im übrigen kann der Aufnahme- bzw. Frässchlitz flexibel an unterschied­ liche Materialstärken der Gehäusehaltefeder angepaßt werden.

Üblicherweise sind zwei Aufnahmen vorgesehen, an welchen je­ weils randseitig Federarme der Gehäusehaltefeder anliegen. Diese Federarme wirken folglich als Anschlag und zum Zwecke der Zentrierung der Gehäusehaltefeder, sorgen also im Kern für die erforderliche Ausrichtung der Gehäusehaltefeder in Tangential- und/oder Axialrichtung des Bremsgehäuses. Da­ durch, daß die Aufnahme vorzugsweise einstückig mit dem Bremsgehäuse ausgeführt ist, erfordert das Bremsgehäuse als zusätzlichen Bearbeitungsschritt lediglich den einzubringen­ den Frässchnitt. Weitere Bearbeitungsstufen sind nicht erfor­ derlich.

Nach einem Vorschlag der Erfindung mit besonderer Bedeutung ist vorgesehen, daß die Gehäusehaltefeder als einteiliges Me­ tallstanzteil aus insbesondere (Feder-)Stahl ausgebildet ist. Hierdurch ist eine einfache und mit geringen Kosten verbunde­ ne Fertigung der Gehäusehaltefeder gewährleistet. Im übrigen gestaltet sich die Montage insofern vereinfacht, als die Ge­ häusehaltefeder in der Regel ein Mittelteil und zwei beidsei­ tige, bogenartige Federarme aufweist. Dabei greift das Mit­ telteil - wie bereits beschrieben - in die Aufnahme ein und die Federarme stützen sich an dem Bremsträger, größtenteils den Bremsträgerarmen, ab.

Weiter ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, daß das Mittel­ teil in Aufsicht U-förmig mit an den zugehörigen U-Schenkeln angeschlossenen Federarmen ausgestaltet ist. Diese Federarme können in Aufsicht miteinander fluchten und sich in einer übereinstimmenden Projektionsebene erstrecken. Dagegen ist das Mittelteil demgegenüber senkrecht abgebogen.

Schließlich besitzen die Federarme in Frontansicht eine S- förmige Gestaltung mit jeweils die Federkraft aufbringendem großen S-Bogen und sich hieran anschließenden, am Bremsträger anliegenden, kleinen S-Bogen.

Hierdurch wird insgesamt erreicht, daß sich die Gehäusehalte­ feder zunächst einmal definiert am Bremsgehäuse abstützen kann. Hierfür sorgt zum einen die verkantungsfreie Aufnahme im (Scheiben-)Frässchlitz, zum anderen die Zentrierung in Tangential- und/oder Axialrichtung mit Hilfe der beidseitig des Mittelteils angeordneten Federarme. Der Aufnahmeschlitz bzw. (Scheiben-)Frässchlitz erstreckt sich im wesentlichen in der gleichen (vertikalen) Ebene wie die Bremsscheibe, wäh­ rend die Bremsträgerarme und die hieran anliegenden Federarme ebenso wie das Bremsgehäuse demgegenüber zumeist horizontal ausgerichtet sind. Hierdurch werden problemlos die erforder­ lichen Radialkräfte aufgebracht, die dafür sorgen, daß das Bremsgehäuse klapperfrei am Bremsträger axial geführt wird.

Immer verbindet die Erfindung ein relativ einfach herzustel­ lendes Bremsgehäuse mit einer kostengünstigen und konstruktiv auf wenige Herstellungsschritte reduzierten Gehäusehaltefe­ der, und zwar in einer Art und Weise, die bisher im Stand der Technik nicht für möglich gehalten wurde. Hierin sind die we­ sentlichen Vorteile zu sehen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schwimmsattel ohne Gehäuse­ haltefeder,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Frontansicht mit in das Bremsgehäuse eingehängter Gehäusehaltefeder,

Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2 im Bereich der Aufnahme für die Gehäusehaltefeder in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4a und 4b zwei verschiedene Ausgestaltungen einer Ge­ häusehaltefeder und

Fig. 5a und 5b eine Frontansicht und Perspektive, ähnlich wie in den Fig. 2 und 4, und zwar unter Rückgriff auf eine weitere Variante der Gehäusehaltefeder.

In den Figuren ist eine Schwimmsattel-Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge dargestellt. Diese besteht in ihrem grundsätz­ lichen Aufbau aus einem, eine nur angedeutete Bremsscheibe 1 übergreifenden, schwimmend gelagerten Bremsgehäuse 2 sowie einem Bremsträger 3. Der Bremsträger 3 ist mit zwei von einem nicht ausdrücklich dargestellten Basisabschnitt ausgehenden Bremsträgerarmen 3a und 3b ausgerüstet. Diese Bremsträgerarme 3a und 3b übergreifen die Bremsscheibe 1. An den Bremsträ­ gerarmen 3a und 3b ist das Bremsgehäuse 2 axial verschiebbar gelagert. Der Bremsträger 3 ist über nicht ausdrücklich ge­ zeigte Bohrungen mit einem ebenfalls nicht dargestellten Achsschenkel verschraubt.

Zum grundsätzlichen Aufbau gehört schließlich noch eine Ge­ häusehaltefeder 4, welche das Bremsgehäuse 2 gegen den Brem­ sträger 3 in Radialrichtung R verspannt. Diese Gehäusehalte­ feder 4 ist mit dem Bremsgehäuse 2 lösbar verbunden und er­ streckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Bremsgehäuses 2, und zwar in Tangentialrichtung T mit Bezug zur (vertikal angeordneten) Bremsscheibe 1.

Die Bremsträgerarme 3a, 3b erstrecken sich in Axialrichtung A, und damit im wesentlichen senkrecht zur Radialrichtung R. Folglich sind die Bremsträgerarme 3a, 3b wie die Gehäusehal­ tefeder 4 hauptsächlich horizontal angeordnet, da die Axial­ richtung A und die Tangentialrichtung T eine Horizontale auf­ spannen.

Die Gehäusehaltefeder 4 ist erfindungsgemäß in eine vom Bremsgehäuse 2 vorkragende und hiervon beabstandete Aufnahme 5 eingehängt. Der Abstand B dieser Aufnahme 5 vom Bremsgehäu­ se 2 ist so bemessen, daß ein in Fig. 3 lediglich angedeute­ ter Scheibenfräser SF für eine problemlose Bearbeitung dieser Aufnahme 5 sorgen kann. Denn dieser Scheibenfräser SF bringt in die Aufnahme 5 einen Aufnahmeschlitz bzw. Scheiben- Frässchlitz 6 ein. Dabei kann der Scheibenfräser SF in Ra­ dialrichtung R problemlos am Bremsgehäuse 2 bzw. einem dorti­ gen Mittelfinger 7 des Bremsgehäuses 2 vorbeigeführt werden (vgl. Fig. 3).

Auf diese Weise ergibt sich, daß die Aufnahme 5 nach dem Aus­ führungsbeispiel als Taschenaufnahme 5 mit im wesentlichen U- förmigem Querschnitt ausgebildet ist. In den Aufnahmeschlitz 6 greift ein Mittelteil 4a der Gehäusehaltefeder 4 ein (vgl. Fig. 1 bis 3).

Anhand der Fig. 1, 2 und 5a erkennt man, daß zwei Aufnah­ men 5 am Bremsgehäuse 2 vorgesehen sind, vorliegend einstüc­ kig mit dem Bremsgehäuse 2 ausgeführt sind. Diese beiden Auf­ nahmen 5 sind mit Abstand voneinander angeordnet und nehmen insgesamt das Mittelteil 4a der Gehäusehaltefeder 4 auf. Zum Zwecke der Zentrierung der Gehäusehaltefeder 4 liegen an den beiden Aufnahmen 5 jeweils randseitig Federarme 4b der Gehäu­ sehaltefeder 4 als Anschläge an (vgl. jeweils Pfeil Z in Fig. 2). In der Federausführung nach den Fig. 5a, 5b erfolgt die Zentrierung der Gehäusehaltefeder 4 über radial nach in­ nen ragende Vorsprünge am Mittelteil 4a, die an den Aufnahmen 5 anliegen.

Die Federarme 4b fluchten in Aufsicht (vergleiche Fig. 4a, 4b und 5b) miteinander und erstrecken sich in einer übereinstim­ menden Projektionsebene. Diese Projektionsebene stimmt größ­ tenteils mit der zuvor bereits definierten Horizontalen über­ ein. Dagegen ist das Mittelteil 4a senkrecht abgebogen, wie die zuvor angeführten Darstellungen unmittelbar deutlich ma­ chen. Das Mittelteil 4a ist also weitgehend parallel zur von der Bremsscheibe 1 aufgespannten Vertikalebene ausgerichtet und in Aufsicht U-förmig mit den an zugehörigen U-Schenkeln angeschlossenen Federarmen (4b) ausgebildet.

Weil der Aufnahmeschlitz 6 in Radialrichtung R bzw. vertikal angeordnet ist, ist auch das senkrecht gegenüber den Federar­ men 4b abgebogene Mittelteil 4a der Gehäusehaltefeder 4 in Radialrichtung R ausgerichtet. Demgegenüber erstrecken sich die Federarme 4b in Axialrichtung A bzw. horizontal - ähnlich wie die Bremsträgerarme 3a, 3b, an welchen sie anliegen. Folglich wird durch die Federarme 4b das Mittelteil 4a in Axial- und Tangentialrichtung T einwandfrei positioniert (eine Ausrichtung des Mittelteils in Radialrichtung R bzw. vertikal erfolgt ja durch die Aufnahme 5), so daß sich die hier gegenüber senkrecht angeordneten Federarme 4b an den gleichgerichteten Bremsträgerarmen 3b abstützen können. Die Federarme 4b sorgen so gleichsam automatisch für das Aufbrin­ gen der erforderlichen Federkraft in Radialrichtung R, so daß das Bremsgehäuse 2 klapperfrei am Bremsträger 3 axial ver­ schiebbar geführt wird.

Die Federarme 4b der Gehäusehaltefeder 4 sind ausweislich der Fig. 4a, 4b und 5a, 5b in Frontansicht S-förmig gestaltet. Dabei ist ein großer S-Bogen S₁ vorgesehen, welcher sich je­ weils unmittelbar an das Mittelteil 4a anschließt und die er­ forderliche Federkraft in Radialrichtung R aufbringt. Dieser große S-Bogen S₁ geht in einen am Bremsträger 3 bzw. den Bremsträgerarmen 3b anliegenden kleinen S-Bogen S₂ über. Die­ ser kleine S-Bogen S₂ sorgt folglich für die Anlage der Fe­ derarme 4b am Bremsträger 3. Diese Anlage kann punkt-(Punkt P) oder linienförmig (Linie L) ausgestaltet sein (vgl. Fig. 2, 4a, 4b), wobei die punktuelle Anlage Vorteile geringerer Reibungskräfte und damit niedrigerer Verschiebekräfte mit sich bringt.

Die Gehäusehaltefeder 4 ist nach dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 4 als einteiliges Metallstanzteil aus ins­ besondere Federstahl ausgebildet. Auch mehrteilige Ausfüh­ rungsformen sind denkbar (vergleiche Fig. 5a, 5b). Insge­ samt handelt es sich bei der Gehäusehaltefeder 4 um ein ein­ fach und mit wenig Produktionsschritten herzustellendes Me­ tallstanzteil, welches in Verbindung mit dem ebenfalls ein­ fach herstellbaren Bremsgehäuse 2 zu deutlichen Kosteneinspa­ rungen im Vergleich zum Stand der Technik führt.

Claims (10)

1. Schwimmsattel-Scheibenbremse für insbesondere Kraftfahr­ zeuge, mit einem schwimmend gelagerten Bremsgehäuse (2), ferner mit einem Bremsträger (3) für das hieran axial ver­ schiebbare Bremsgehäuse (2) und mit einer das Bremsgehäuse (2) gegen den Bremsträger (3) verspannenden Gehäusehalte­ feder (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehaltefe­ der (4) in eine vom Bremsgehäuse (2) vorkragende und hier­ von beabstandete Aufnahme (5) eingehängt ist.

2. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aufnahme (5) als vorzugsweise an ei­ nem Mittelfinger (7) des Bremsgehäuses (2) angeformte Ta­ schenaufnahme (5) mit im wesentlichen U-förmigen Quer­ schnitt ausgebildet ist.

3. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (5) einen Aufnahme­ schlitz (6), insbesondere (Scheiben-)Frässchlitz (6), für ein hierin eingreifendes Mittelteil (4a) der Gehäusehalte­ feder (4) besitzt.

4. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Aufnahmen (5) vor­ gesehen sind, an welchen jeweils randseitig Federarme (4b) der Gehäusehaltefeder (4) als Anschlag und zum Zwecke der Zentrierung (Pfeil 2) der Gehäusehaltefeder (4) anliegen.

5. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (5) ein­ stückig mit dem Bremsgehäuse (2) ausgeführt ist.

6. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehaltefeder (4) als einteiliges Metallstanzteil aus insbesondere (Feder-)Stahl ausgebildet ist.

7. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehaltefeder (4) ein Mittelteil (4a) und zwei beidseitige bogenartige Federarme (4b) aufweist, wobei das Mittelteil (4a) in die Aufnahme (5) eingreift und sich die Federarme (4b) an dem Bremsträger (3) abstützen.

8. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Mittelteil (4a) in Aufsicht U-förmig mit den an zugehörigen U-Schenkeln angeschlossenen Feder­ armen (4b) ausgestaltet ist.

9. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (4b) in Aufsicht miteinander fluchten und sich in einer überein­ stimmenden Projektionsebene erstrecken, wohingegen das Mittelteil (4a) demgegenüber senkrecht abgebogen ist.

10. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (4b) in Frontansicht eine S-förmige Gestaltung mit die Federkraft aufbringenden großen S-Bogen (S₁) und sich hieran an­ schließenden, am Bremsträger (3) anliegenden, kleinen S- Bogen (S₂) aufweisen.