DE102005008424A1

DE102005008424A1 - Bremssattel einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102005008424A1
Application number: DE102005008424A
Authority: DE
Inventors: Ralph Petri; Sebastian Salzmann; Adrian Stickel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Selzer Fertigungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Selzer Fertigungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-06-14
Also published as: WO2006058852A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremssattel (1) einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse, der als kombinierter Bremssattel (1) sowohl für Betriebs- als auch für Feststellbremsungen geeignet ist. Der Bremssattel (1) umfasst eine Zylinderbohrung (3), die auf einer Seite mittels eines zur Bremsbetätigung verschiebbaren Kolbens (2) verschlossen ist, eine Welle (14) zur mechanischen Bremsbetätigung, die gleichachsig zur Zylinderbohrung (3) im Bremssattel (1) drehbar gelagert ist, eine Rampenvorrichtung (11), die ein erstes bremssattelfestes Rampenelement (12) sowie ein demgegenüber drehbares zweites Rampenelement (13) aufweist, und eine in Bremsbetätigungsrichtung längenveränderliche Nachstellvorrichtung (30), die zwischen der Rampenvorrichtung (11) und dem Kolben (2) angeordnet ist. Zur Vereinfachung des Bremssattelaufbaus sowie seiner Herstellung bzw. Montage ist vorgesehen, dass die als Durchgangsbohrung ausgebildete Zylinderbohrung (3) gegenüberliegend zum Kolben (2) mit einer Abstützplatte (6) verschlossen ist, die am Bremssattel (1) befestigt ist. Auf diesem Wege wird eine günstigere Bremssattelbearbeitung möglich und die Montage der einzelnen Bauteile des Bremssattels (1) kann einfacher erfolgen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremssattel einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse, der als kombinierter Bremssattel sowohl für Betriebs- als auch für Feststellbremsungen geeignet ist. Zur Bremsbetätigung ist im Bremssattel ein Kolben verschiebbar aufgenommen. Dabei kann der Kolben entweder während einer Betriebsbremsung, z. B. mittels hydraulischer Druckbeaufschlagung, oder während einer Feststellbremsung etwa mittels einer mechanischen Betätigungsvorrichtung verschoben werden.

Aus der EP 0 403 635 B1 ist ein solcher Bremssattel für eine Kraftfahrzeug-Scheibenbremse bekannt. Der Bremssattel umfasst ein Gehäuse mit einer einseitig offenen Zylinderbohrung, in der ein Kolben zur Bremsbetätigung hydraulisch verschiebbar angeordnet ist. Für mechanische Feststellbremsungen ist im Bremsgehäuse eine Welle drehbar gelagert, die ihrerseits mit einem Element einer Rampenanordnung verbunden ist. Ein zweites zugehöriges Rampenelement ist gehäusefest angeordnet. Mittels der Rampenanordnung kann im Falle einer Feststellbremsung eine Wellendrehung in einen Bremsbetätigungshub gewandelt werden. Dabei wird der Bremsbetätigungshub über eine längenveränderliche Nachstellstrebe auf den Kolben übertragen. Die Nachstellstrebe dient dem Verschleißausgleich an zugehörigen Bremsbelägen der Scheibenbremse und ist zwischen der Rampenanordnung und dem Kolben angeordnet. Dabei vergrößert die Nachstellstrebe selbsttätig ihre Länge mit zunehmendem Verschleiß an den Bremsbelägen. Die gesamte mechanische Betätigungsvorrichtung mit der zugehörigen Nach stellstrebe erfordert eine Vielzahl einzelner Bauteile, die allein schon einen nicht unerheblichen Fertigungsaufwand darstellen. Weiterhin müssen diese vielen Einzelbauteile nachteilig unter hohem Montageaufwand zusammengefügt werden. Schließlich erhöht das Zusammenwirken von vielen Einzelbauteile allgemein die Gefahr von Funktionsfehlern.

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung einen gattungsgemäßen kombinierten Bremssattel einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse anzugeben, der hinsichtlich des notwendigen Bauteilaufwandes sowie der Montage gegenüber dem Stand der Technik günstiger gestaltet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Bremssattel einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse nach Patentanspruch 1. Danach umfasst der Bremssattel eine Zylinderbohrung, die auf einer Seite mittels eines zur Bremsbetätigung verschiebbaren Kolbens verschlossen ist. Der Kolben kann entweder bei Betriebsbremsungen, beispielsweise mittels hydraulischer Druckbeaufschlagung, oder bei Feststellbremsungen vorzugsweise mechanisch verschoben werden. Zur mechanischen Bremsbetätigung ist zunächst eine Welle vorgesehen, die gleichachsig zur Zylinderbohrung im Bremssattel drehbar gelagert ist und aus diesem herausragt. Außerdem weist der Bremssattel eine Rampenvorrichtung auf, die ein erstes bremssattelfestes Rampenelement sowie ein demgegenüber drehbares zweites Rampenelement umfasst. Allgemein dient die Rampenvorrichtung der Umwandlung einer Drehbewegung während einer Feststellbremsung in einen definierten Betätigungshub. Zum Verschleißausgleich von zugehörigen Bremsbelägen besitzt der Bremssattel eine in Bremsbetätigungsrichtung längenveränderliche Nachstellvorrichtung, die zwischen der Rampenvorrichtung und dem Kolben angeordnet ist. Dabei gleicht die Nach stellvorrichtung durch Vergrößerung ihrer Länge einen Verschleiß an den zugehörigen Bremsbelägen aus. Zur Vereinfachung u. a. der Montage der einzelnen Bauteile der Betätigungsvorrichtung bzw. der Nachstellvorrichtung im Bremssattel ist die Zylinderbohrung als Durchgangsbohrung ausgebildet. Eine solche Durchgangsbohrung vereinfacht unmittelbar die Bremssattelbearbeitung während seiner Herstellung. Dabei ist die durchgehende Zylinderbohrung beim fertig montierten Bremssattel gegenüberliegend zum Kolben mit einer separaten Abstützplatte verschlossen, die ihrerseits am Bremssattel befestigt ist. Ein derartiger Bremssattel weist in Bremsbetätigungsrichtung eine vorteilhaft geringe Baulänge auf und erfordert zudem einen geringeren Materialbedarf. Gemäß einer weiterentwickelten Bremssattelvariante ist die Abstützplatte lösbar am Bremssattel befestigt, z. B. durch Verschrauben. Dies erleichtert eventuell notwendige Wartungs- oder Reparaturarbeiten nach dem Einbau des Bremssattels im Fahrzeug. Selbstverständlich ist es aber ebenso möglich die Abstützplatte mittels eines anderen geeigneten Fügeverfahrens am Bremssattel zu befestigen, z. B. durch Vernieten, Verstemmen, Umformen etc..

Eine vorteilhafte Ausführung des Bremssattels wird dadurch erreicht, dass beim fertig montierten Bremssattel die Welle für die Feststellbremsbetätigung durch die Abstützplatte hindurchragt und damit mit einem Ende aus dem Bremssattel heraussteht. An diesem Wellenende kann nun beispielsweise ein Betätigungshebel angebracht werden, um mechanisch eine Betätigungskraft aufzubringen. Andererseits besteht auch die Möglichkeit dort eine elektrische oder elektromotorische Betätigungseinheit vorzusehen, um die Betätigungskraft bei einer Feststellbremsung elektrisch aufzubringen. Im einzelnen ist es dazu sinnvoll die Welle mit dem zweiten, im Bremssat tel drehbar gelagerten Rampenelement zu verbinden. Im Falle einer Feststellbremsung kann somit auf einfachem Wege eine Drehung der Welle durch die Rampenvorrichtung in einen auf den Kolben wirkenden Betätigungshub umgewandelt werden.

Eine bevorzugte Variante des Bremssattels ergibt sich dadurch, dass die Abstützplatte direkt mit dem ersten Rampenelement verbunden ist. Dies bedingt eine zusätzliche Bauteilreduzierung. Über die Abstützplatte ist damit das erste Rampenelement am Bremssattel befestigt. Dabei ist es vor allem vorteilhaft, die Abstützplatte und das erste Rampenelement durch Fügen miteinander zu verbinden. Dadurch wird die Möglichkeit geboten, die Abstützplatte sowie das erste Rampenelement zunächst separat voneinander zielgerichtet auszulegen und zu fertigen. Insbesondere können die Abstützplatte und das erste Rampenelement aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen oder mit einer unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit versehen werden. Darüber hinaus braucht das erste Rampenelement nicht notwendigerweise bremssattelspezifisch gestaltet zu werden. Vielmehr kann ein Standard-Rampenelement in Verbindung mit verschiedenen Abstützplatten bei unterschiedlichen Bremssattelvarianten zum Einsatz kommen. Anschließend werden die Abstützplatte und das erste Rampenelement durch Fügen miteinander verbunden. Hierbei können verschiedene geeignete Fügeverfahren zum Einsatz kommen, z. B. Schweißen, Löten, Kleben, Verstemmen etc..

Nichtsdestotrotz lässt sich eine alternative Bremssattelausführung dadurch erreichen, dass das erste Rampenelement einteilig an die Abstützplatte angeformt ist. Damit entsteht ein Kombinationsbauteil mit Rampenelement und Abstützplatte. Ein solches Kombinationsbauteil lässt sich vorzugsweise aus Blech fertigen, wobei das Rampenelement beispielsweise durch eine Umformbearbeitung an die Abstützplatte angeformt wird. Alternativ kann das Rampenelement auch durch spanende Bearbeitung an der Abstützplatte angeformt werden.

Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel in den Figuren zu entnehmen, die im folgenden näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 einen Bremssattel mit durchgehender Zylinderbohrung und Abstützplatte in räumlicher Schnittansicht;
2 eine Explosionsdarstellung der mechanischen Betätigungsvorrichtung zusammen mit Teilen der Nachstellvorrichtung des Bremssattels aus 1;
3 eine weitere Explosionsdarstellung der Betätigungsvorrichtung und der Nachstellvorrichtung aus 2 in einer zweiten räumlichen Ansicht und;
4 drei Ansichten der die Betätigungsvorrichtung sowie Teile der Nachstellvorrichtung umfassenden Baugruppe im vormontierten Zustand.
Der in den Figuren gezeigte kombinierte Bremssattel 1 einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse ist sowohl Umsetzung von Betriebs- als auch Feststellbremsungen geeignet. Dazu umfasst der Bremssattel 1 einen Kolben 2, der zur Bremsbetätigung in einer durchgehenden Zylinderbohrung 3 verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 2 wirkt dazu mit nicht gezeigten Bremsbelägen der Scheibenbremse zusammen. Dabei kann der Kolben 2 im Falle einer Betriebsbremsung mittels hydraulischer Druck beaufschlagung verschoben werden. Im einzelnen wird während einer Betriebsbremsung der Innenraum der Zylinderbohrung 3 bzw. des Kolbens 2 mit hydraulischem Druck beaufschlagt, wodurch sich der Kolben 2 zusammen mit dem Bremsbelag in Richtung der zugehörigen Bremsscheibe bewegt. Selbstverständlich kann die Betätigung bei einer Betriebsbremsung beispielsweise auch elektrisch, elektromechanisch oder elektromotorisch erfolgen. Zur Umsetzung einer Feststellbremsung wird der Kolben 2 über eine mechanische Betätigungsvorrichtung innerhalb der durchgehenden Zylinderbohrung 3 verschoben. Dabei wirkt die mechanische Betätigungsvorrichtung unter Zwischenschaltung einer längenveränderlichen Nachstellvorrichtung 30 auf den Kolben 2 ein.
Im einzelnen umfasst die mechanische Betätigungsvorrichtung eine Rampenvorrichtung 11, die ein erstes bremssattelfestes Rampenelement 12 sowie ein demgegenüber drehbares zweites Rampenelement 13 umfasst. Zwischen den Rampenelementen 12, 13 sind Wälzkörper 15 angeordnet, so dass die Rampenvorrichtung 11 bei gegenseitiger Verdrehung der Rampenelemente 12, 13 einen Hub in Betätigungsrichtung ausführt. Zur eigentlichen Feststellbremsbetätigung ist das zweite Rampenelement 13 mit einer drehbar im Bremssattel 1 gelagerten Welle 14 verbunden. Die Welle 14 ist aus dem Bremssattel 1 herausgeführt und ermöglicht außerhalb des Bremssattels 1 die Befestigung eines Betätigungshebels 16. Über den Betätigungshebel 16 kann für eine Feststellbremsung beispielsweise mittels eines Bremsseils eine Betätigungskraft in den Bremssattel eingeleitet werden. Dabei ist es unerheblich, wie die Betätigungskraft aufgebracht wird, z. B. manuell, elektrisch, hydraulisch etc.. Grundsätzlich ist an der Welle 14 bzw. am Betätigungshebel 16 eine Dichtung 17 angeordnet, mittels der die Zylinderbohrung 3 gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
Die Übertragung des Betätigungshubs bei einer Feststellbremsung auf den Kolben 2 erfolgt über die Nachstellvorrichtung 30. Die längenveränderliche Nachstellvorrichtung 30 umfasst u. a. eine Spindel 31, die verdrehfest im Bremssattel 1 angeordnet ist, sowie eine Mutter 32, die drehbar auf der Spindel 31 aufgenommen ist. Dabei ist die Spindel 31 mittels einer ersten Feder 34 gegenüber der Rampenvorrichtung 11 verspannt. Zwischen der Spindel 31 und der Rampenvorrichtung 11 ist ein Axiallager 4 vorgesehen, das eine gegenseitige Verdrehung des zweiten Rampenelements 13 gegenüber der Spindel 31 ermöglicht. Zur eigentlichen Nachstellung bei entsprechendem Verschleiß an den zugehörigen Bremsbelägen verdreht sich die Mutter 32 gegenüber der bremssattelfesten Spindel 31, wodurch sich die Nachstellvorrichtung 30 insgesamt in Betätigungsrichtung verlängert. Dabei ist die Mutter 32 über eine zweite Feder 35 mit dem Kolben 2 verspannt und an einem Ende mit einem Nachstellkolben 33 verschlossen. Die genaue Funktionsweise einer derartigen Nachstellvorrichtung 30 ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt und wird beispielsweise in der DE 195 21 634 A1 im Detail beschrieben.
Im Unterschied zu bisher bekannten kombinierten Bremssätteln ist die Zylinderbohrung 3 neuerungsgemäß als Durchgangsbohrung ausgebildet. Zur Bildung eines hydraulischen Druckraums wird die Zylinderbohrung 3 zu einer Seite durch den Kolben 2 in Verbindung mit einer Dichtung 5 verschlossen. Gegenüberliegend wird die Zylinderbohrung 3 mittels einer Abstützplatte 6 verschlossen, die ihrerseits am Bremssattel 1 befestigt ist. Aus Gründen der späteren Montagevereinfachung ist die Befestigung der Abstützplatte 6 vorzugsweise lösbar gestaltet. Als besonders montagefreundlich erweist sich eine Befestigung mittels mehrerer Schrauben 7. Alternativ kann die Abstützplatte 6 aber auch auf einem anderen geeigneten Wege am Bremssattel 1 befestigt werden, beispielsweise mittels Nieten, einer Umformbearbeitung oder ähnlichem. Zum wirksamen Verschließen der Zylinderbohrung 3 durch die Abstützplatte 6 können ergänzend nicht gezeigte Dichtungsmittel Verwendung finden. Die Abstützplatte 6 dient dabei nicht allein dem reinen Verschluss der durchgehenden Zylinderbohrung 3, sondern vielmehr auch der Abstützung der auftretenden Bremsbetätigungskräfte. Die Abstützplatte 6 ersetzt damit die sonst vorhandene Rückwand der Zylinderbohrung 3, die im Stand der Technik üblicherweise direkt am Bremssattel ausgebildet ist. Außerdem ist die Abstützplatte 6 mit dem ersten Rampenelement 12 verbunden. Beispielsweise kann das erste Rampenelement 12 mittels einer Umformbearbeitung oder einer spanenden Bearbeitung einteilig an die Abstützplatte 6 angeformt werden. Eine andere vorteilhafte Alternative sieht vor, das erste Rampenelement 12 und die Abstützplatte 6 als separate Bauteile zu fertigen und anschließend durch eine Fügebearbeitung miteinander zu verbinden. Als Folge daraus können das erste Rampenelement 12 und die Abstützplatte 6 getrennt voneinander zielgerichtet gestaltet werden. Insbesondere können für die beiden Bauteile unterschiedliche Materialien Verwendung finden. Außerdem ist es möglich die Bauteile unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen zu unterziehen. So ist es vorliegend sinnvoll das erste Rampenelement 12 mit einer Oberflächenhärtung zu versehen und die Oberfläche der Abstützplatte 6 geeignet zu beschichten. Das erste Rampenelement 12 ist vorzugsweise als Standardbauteil ausgeführt und kann somit bei verschiedenen Bremssätteln eingesetzt werden. Als besonders günstig erweist es sich, das erste Rampenelement 12 mittels Schweißen an der Abstützplatte 6 zu befestigen. Es sind aber auch andere geeignete Fügeverfahren denkbar, z. B. Umformen, Löten, Kleben etc.. Ferner ist es zumindest bei Bremssätteln 1 mit hydraulischer Betriebsbremse sinnvoll, zwischen der Abstützplatte 6 und dem ersten Rampenelement 12 geeignete Dichtungselemente vorzusehen.
Wie vor allem auch 4 zu entnehmen ist, sind zur Bildung einer einfach handhabbaren Montageeinheit die Komponenten der mechanischen Betätigungsvorrichtung und die wesentlichen Bauteile der Nachstellvorrichtung 30 zu einer vormontierten Baugruppe 10 zusammengefügt. Dies wird durch eine Blechpatrone 18 in Verbindung mit einem Federtopf 19 erreicht, wobei diese die einzelnen Komponenten der Baugruppe 10 umschließen bzw. die vormontierte Baugruppe 10 zusammenhalten. Im einzelnen enthält die vormontierte Baugruppe 10 die Rampenvorrichtung 11 mit der Abstützplatte 6 und der Welle 14, den Betätigungshebel 16, die Dichtung 17, das Axiallager 4, die Spindel 31, die erste Feder 34, die Blechpatrone 18 sowie den Federtopf 19. Im Zuge der Erstellung der vormontierten Baugruppe 10 wird zunächst der Federtopf 19 mit der ersten Feder 34 und der Spindel 31 in die Blechpatrone 18 eingesetzt. Danach werden das Axiallager 4 und die Rampenvorrichtung 11 mit Welle 14 und Abstützplatte 6 in die Blechpatrone 18 eingesetzt. Die Blechpatrone 18 weist dabei umgeformte Laschen 21 auf, die das erste Rampenelement 12 hintergreifen und somit die vormontierte Baugruppe 10 zusammenhalten. Der Betätigungshebel 16 und die zugehörige Dichtung 17 werden dann über eine Mutter 20 an der Welle 14 befestigt. Die Blechpatrone 18 hat weiterhin einen im Querschnitt sternförmigen Abschnitt 22, in den die Spindel 31 mit einem entsprechend sternförmig gestalteten Endabschnitt 36 formschlüssig eingreift. Damit ist die Spindel 31 drehfest innerhalb der Blechpatrone 18 angeordnet. Der sternförmige Abschnitt 22 der Blechpatrone 18 dient außerdem der Verdrehsicherung des Axiallagers 4. Das Axiallager 4 ist vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet und über zwei Nasen 8, die formschlüssig in den sternförmigen Abschnitt 22 eingreifen, verdrehsicher in der Blechpatrone 18 angeordnet.
Die dadurch entstandene vormontierte Baugruppe 10 lässt sich separat handhaben und kann problemlos in die durchgehende Zylinderbohrung 3 eingeführt werden. Die Befestigung am Bremssattel 1 erfolgt mittels der Schrauben 7. Anschließend sind insbesondere die Abstützplatte 6, das erste Rampenelement 12, die Blechpatrone 18, das Axiallager 4 und die Spindel 31 sattelfest innerhalb des Bremssattels 1 montiert.
Die beschriebene Anordnung vereinfacht nicht nur die Herstellung des Bremssattels 1, sondern auch die Montage der einzelnen Bauteile am Bremssattel 1.

Claims

Bremssattel (1) einer Kraftfahrzeug-Scheibenbremse mit – einer Zylinderbohrung (3), die auf einer Seite mittels eines zur Bremsbetätigung verschiebbaren Kolbens (2) verschlossen ist, – einer Welle (14) zur mechanischen Bremsbetätigung, die gleichachsig zur Zylinderbohrung (3) im Bremssattel (1) drehbar gelagert ist und aus diesem herausragt, – einer Rampenvorrichtung (11), die ein erstes bremssattelfestes Rampenelement (12) sowie ein demgegenüber drehbares zweites Rampenelement (13) umfasst, und – einer in Bremsbetätigungsrichtung längenveränderlichen Nachstellvorrichtung (30), die zwischen der Rampenvorrichtung (11) und dem Kolben (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die als Durchgangsbohrung ausgebildete Zylinderbohrung (3) gegenüberliegend zum Kolben (2) mit einer Abstützplatte (6) verschlossen ist, die am Bremssattel (1) befestigt ist.
Bremssattel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützplatte (6) lösbar am Bremssattel (1) befestigt ist.
Bremssattel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) durch die Abstützplatte (6) hindurchragt.
Bremssattel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) mit dem zweiten Rampenelement (13) verbunden ist.
Bremssattel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützplatte (6) mit dem ersten Rampenelement (12) verbunden ist.
Bremssattel (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützplatte (6) und das erste Rampenelement (12) durch Fügen miteinander verbunden sind.
Bremssattel (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rampenelement (12) einteilig an die Abstützplatte (6) angeformt ist.