DE102005019255A1

DE102005019255A1 - Scheibenbremse und Scheibenbremsbacke

Info

Publication number: DE102005019255A1
Application number: DE102005019255A
Authority: DE
Inventors: John Bryn Southam Jones; Paul Matthew James Birmingham Foot
Original assignee: Meritor Heavy Vehicle Braking Systems UK Ltd
Current assignee: Meritor Heavy Vehicle Braking Systems UK Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2005-11-24

Abstract

Scheibenbremsbacke, aufweisend Reibmaterial mit einer Reibfläche, die so ausgeführt ist, daß sie einen Bremsrotor berühren kann, wobei das Reibmaterial an einer tragenden Grundplatte angebracht ist, die drehmomentübertragende Außenflächenabschnitte aufweist, welche so angeordnet sind, daß sie an einer Drehmomentenreaktionsfläche einer Bremse angreifen können, und einen radialen Außenflächenabschnitt, welcher so angeordnet ist, daß er an einer radialen Abstützfläche einer Bremse angreift, wobei die Abstützflächen im wesentlichen symmetrisch zu einer Symmetrieachse sind, die im wesentlichen einen gleichen Abstand von den momentenübertragenden Flächen hat, wobei die Bremsbacke eine Achse aufweist, die sich normal zur Reibfläche erstreckt und wobei eine symmetrisch angeordnete, sich radial erstreckende Bremsbackengestaltung in der radialen Fläche gebildet ist und sich nur durch einen Teil der axialen Tiefe der Bremsbacke erstreckt, wobei die Gestaltung so angeordnet ist, daß sich im Bereich der Gestaltung die Reibfläche radial weiter nach innen erstreckt als die entgegengesetzte Fläche der Grundplatte.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Scheibenbremse und eine Scheibenbremsbacke in erster Linie für Kraftfahrzeuge und von der Art, daß sie einen Träger aufweist, der bei Gebrauch an einem Fahrzeug befestigt ist und einen Sattel, der relativ zum Träger verschiebbar angebracht ist, wobei der Träger gegenüberliegende Reibbacken enthält, um bremsend an einer rotierenden Bremsscheibe anzugreifen.
Es ist wichtig, bei solchen Scheibenbremsen sicherzustellen, daß eine Reibbacke nicht fehlerhaft montiert werden kann, indem sie versehentlich falsch herum eingebaut wird. Die gebräuchlichste Art von Reibbacken weist einen Belag aus Reibmaterial auf, der von einer starren metallenen Grundplatte getragen wird, und der oben erwähnte fehlerhafte Einbau würde darin resultieren, daß die metallene Grundplatte der rotierenden Bremsscheibe zugewandt wäre. Die Verhinderung eines solch fehlerhaften Einbaus wurde bei Scheibenbremsen dieser Art bisher als schwer erreichbar empfunden, ohne eine übermäßige Komplexität einzuführen.

Bei konventionellen Bremsen ist bekannt, daß Reibbacken, die jeweils für die Montage auf einer der Seiten der Bremsscheibe vorgesehen sind, unterschiedliche Profile aufweisen. Während dies das Problem des fehlerhaften Einbaus löst, resultieren daraus relativ hohe Herstellungskosten und Montageschwierigkeiten bei einer Fertigungsstraße mit hoher Geschwindigkeit. Es ist auch bekannt, wenigstens eine der Bremsbacken so auf einen Bolzen, der als Sattelgleiter dient, zu montieren, daß ein Bremsmoment der Bremsbacke auf den Bolzen rückwirkt. Dies ist wiederum eine komplexe und teure Anordnung, sowohl hinsichtlich der Herstellung als auch der Montage. Bei einer weiteren bekannten Baugruppe haben die Bremsbacken auf jeder Seite der Bremsscheibe identische Profile, können aber auch auf beide Arten montiert werden, d.h. mit der Grundplatte der Bremsscheibe zugewandt. Aus der EP 0 752 541 B1 (ArvinMeritor, Inc.) ist auch bekannt, ein Paar identischer asymmetrischer Bremsbacken und asymmetrische Öffnungen vorzusehen, um eine fehlerhafte Montage zu verhindern.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Scheibenbremse mit einer einfachen und geeigneten Anordnung zu schaffen, die den Einbau der Reibbacken in die Bremse erleichtert und gleichzeitig das Risiko der fehlerhaften Montage minimiert.

Ein Aspekt der Erfindung sieht eine Scheibenbremsbacke vor, aufweisend Reibmaterial mit einer Reibfläche, die so ausgeführt ist, daß sie einen Bremsrotor berühren kann, wobei das Reibmaterial an einer tragenden Grundplatte angebracht ist, die drehmomentübertragende Außenflächenabschnitte aufweist, welche so angeordnet sind, daß sie an einer Drehmomentenreaktionsfläche einer Bremse angreifen können, und einen radialen Außenflächenabschnitt, welcher so angeordnet ist, daß er an einer radialen Abstützfläche einer Bremse angreift, wobei die Abstützflächen im wesentlichen symmetrisch zu einer Symmetrieachse sind, die im wesentlichen einen gleichen Abstand von den drehmomentübertragenden Flächen hat, wobei die Bremsbacke eine Achse aufweist, die sich normal zur Reibfläche erstreckt, und wobei eine symmetrisch angeordnete, sich radial erstreckende Bremsbackengestaltung in der radialen Fläche gebildet ist, und sich nur durch einen Teil der axialen Tiefe der Bremsbacke erstreckt, wobei die Gestaltung so angeordnet ist, daß sich im Bereich der Gestaltung die Reibfläche radial weiter nach innen erstreckt, als die entgegengesetzte Fläche der Grundplatte.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Scheibenbremse vor, die eine Öffnung zum Aufnehmen einer Scheibenbremsbacke aufweist und eine axiale Bewegung der Bremsbacke in Richtung zu einem Scheibenbremsrotor zuläßt, wobei die Öffnung eine erste und eine zweite Drehmomentenreaktionsfläche und eine radiale Innenseite mit einer radialen Abstützfläche aufweist, wobei die Drehmomentenreaktions- und Abstützflächen im wesentlichen symmetrisch zu einer Symmetrieachse sind, die sich von einem Punkt im wesentlichen in der Mitte zwischen den Drehmomentenreaktionsflächen radial nach außen erstreckt, wobei die Bremse eine symmetrisch angeordnete, radiale Bremsgestaltung aufweist, das sich radial von der radialen Innenseite der Öffnung und axial durch nur einen Teil der Tiefe der Öffnung erstreckt, wobei die Gestaltung so angeordnet ist, daß sich im Bereich dieser Gestaltung die radiale Innenseite an der Rotorseite der Öffnung radial weiter nach innen erstreckt als an der rotorfernen Seite.

Die Gestaltung erstreckt sich vorzugsweise axial über 10 % bis 90 %, vorzugsweise 25 % bis 75 % der Tiefe der Bremsbacke oder der Öffnung.

Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, bei der:
1 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Gleitsattel-Scheibenbremse der Erfindung ist;
2 eine Explosionsansicht eines Trägers der Bremse von 1 und seiner zugehörigen Bremsbacken gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 und 4 perspektivische Ansichten von Bremsbacken gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
5 eine perspektivische Ansicht eines Trägers gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
6 eine Explosionsansicht einer Bremsbacke und eines Trägers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Die Gleitsattel-Scheibenbremse 1, dargestellt in 1, weist einen Träger 1A auf zur Montage an einem festen Fahrzeugteil, das an ein zu bremsendes Rad angrenzt, und einen Sattel 1B, der verschiebbar am Träger mittels Bolzen, von denen einer mit 1C bezeichnet wird, montiert ist, um im Betrieb parallel zur Rotationsachse A-A eines Bremsrotors (nicht gezeigt) in bekannter Art und Weise beweglich zu sein. Der Träger hält ein Paar von Bremsbacken 2, 3, die im Betrieb jeweils auf einer der Seiten des Bremsrotors angeordnet sind, wobei die Bremsbacken 2, 3 so angeordnet sind, daß sie im Betrieb durch eine Betätigungsvorrichtung 1D irgendeiner geeigneten mechanischen oder flüssigkeitsgetriebenen Art mittels Mitnehmern (nicht gezeigt) und optional mittels einem Spreizer 1E , der in den Bremssattel eingebaut ist, an die Bremsscheibe angelegt werden können. Die innere Bremsbacke 2 wird durch die Betätigungsvorrichtung infolge einer Verschiebung des Sattels indirekt an die Bremsscheibe angelegt. Die Bremsbacken werden innerhalb des Trägers durch einen Bremsbackenbügel 1F gehalten, der sie überbrückt und am Sattel durch einen Bolzen 1G befestigt ist. Der Bügel 1F drückt auf die Bremsbackenfedern 1H, die dazu dienen, die Bremsbacken gegen die Abstützflächen innerhalb des Trägers zu beaufschlagen, welche im folgenden detailliert beschrieben werden.
2 stellt den Träger 1 der Scheibenbremse zusammen mit seinen zugehörigen Bremsbacken 2, 3 dar, die aus Darstellungsgründen von diesem entfernt wurden.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Art und Weise, in der die Bremsbacken 2, 3 im Träger 1 montiert sind. Jede Bremsbacke 2, 3 hat einen Belag aus Reibmaterial 2A, 3A, der auf deren metallener Grundplatte 2B, 3B sicher befestigt ist. Der Träger ist mit einem Paar symmetrischer, sich quer erstreckender, axial ausgerichteter Öffnungen 4, 5 versehen, in denen im Betrieb die Reibbacken angebracht sind. Die Breite jeder der Öffnungen wird durch ein Paar von hochstehenden Nasen definiert, wobei die für die Öffnung 5 mit 5A, 5B und die für die Öffnung 4 mit 4A, 4B bezeichnet werden, wobei die oberen Enden der Öffnungen angrenzend an die freien Enden der Nasen offen sind. Innere Flächenabschnitte 4C, 5C der Nasen bilden Drehmomentenreaktionsanlageflächen, die im Betrieb an den entsprechenden drehmomentübertragenden Seitenflächen 2C der Bremsbackengrundplatten angreifen, um den Bremskräften, die beim Bremsen an den Bremsbacken entstehen, standzuhalten, wobei je nach Rotationsrichtung des Bremsrotors, an dem die Bremsbackenbaugruppen angreifen, wenn die Bremse betätigt ist, die Widerlager 4A, 5A oder 4B, 5B ins Spiel kommen.
Die Bremsbacken 2, 3 sind radial innerhalb der Öffnungen 4, 5 durch Paare von radialen Abstützflächen 6 gehalten, die Teile der radialen Innenfläche der Öffnungen bilden und die für die Öffnung 4 mit 6, 7 und für die Öffnung 5 mit 8, 9 bezeichnet werden. Die Flächen 6, 7, 8 und 9 liegen alle auf dem gleichen Niveau innerhalb der Öffnungen 4, 5, wobei sie eine symmetrische Montageanordnung bereitstellen.
Bremsgestaltungen in der Form radialer Vorsprünge 10 sind an der inneren Kante der Abstützflächen 8 und 9 vorgesehen, und Vorsprünge 12 sind an der äußeren Kante der Abstützflächen 6 und 7 vorgesehen; sie sind symmetrisch zu einer radialen Mittellinie X-X der Trägeröffnungen 4, 5 angeordnet.
Die Grundplatten 2B der Bremsbacken sind mit entsprechend ausgesparten Bremsbackengestaltungen, in Form von komplementär zu den Vorsprüngen geformten Aussparungen oder Ausschnitten 11 versehen. Das Reibmaterial 2A, 3A überdeckt jedoch die Ausschnitte.
Bei der Montage der Bremsbacken in die Öffnungen 4, 5 ist der zur Verfügung stehende Raum zum Einbau axial durch den Rotor auf der einen Seite und den Sattel oder die Mitnehmer/Spreizer-Platte auf der anderen Seite definiert, transversal durch die quer verlaufenden Widerlager 4A, 5A, 4B, 5B und radial durch die radialen Abstützflächen 6, 7, 8, 9. Aus diesem beschränkten Raumangebot kann ersehen werden, daß es nur möglich ist, jede Bremsbacke mit einer spezifischen Orientierung in eine der Aussparungen zu montieren, ohne daß die Bremsbacken zu weit von den Öffnungen vorstehen, damit der Bremsbackenbügel angebracht werden kann; auf diese Weise wird sichergestellt, daß sie immer mit dem Reibmaterial 2A, 3A in Richtung zur Bremsscheibe montiert wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der symmetrischen Bauart der Bremsbacken. Dieser besteht darin, daß nur ein Bremsbackentyp zur Montage des Trägers erforderlich ist, somit können Bestückungs- und Lagerkosten minimiert werden. Wenn die Bremsbacken 2 und 3 abgenutzt sind ist es natürlich möglich, daß sie fehlerhaft montiert werden könnten. Die Anbringung von abgenutzten Teilen kommt jedoch selten vor; im normalen Wartungsablauf werden abgenutzte Bremsbacken aus der Bremse entfernt und durch unverbrauchte Bremsbacken ersetzt.
In den alternativen Ausführungsformen, dargestellt in den 3 und 4, sind Teile einer Bremsbacke 102, 202 gezeigt, die jeweils Reibmaterial 102A, 202A und eine Grundplatte 102B, 202B aufweisen. In diesen Ausführungsformen erstrecken sich die Aussparungen 111 und 211 nicht unter Freilegung des Reibmaterials durch die komplette Bremsbacke. Indem ein dünnerer Teil der Grundplatte stehen bleibt, kann die Herstellung der Bremsbacke vereinfacht werden. In beiden Ausführungsformen ist die Tiefe der entsprechenden Trägervorsprünge (nicht gezeigt) im Vergleich zu den Vorsprüngen 10 der 2 entsprechend reduziert. In der Ausführungsform von 4 können die Vorsprünge an einer Ecke der jeweiligen Öffnung zwischen der Drehmomentenreaktions- und radialen Abstützfläche gebildet werden.
5 stellt eine weitere Ausführungsform des Trägers dar, bei welcher der Vorsprung 310 an einem Teil des Trägers 301 vorgesehen ist, der nicht als Abstützfläche wirkt (d.h. nicht Flächen 304C oder 307). Dies macht die Bearbeitung und spanende Formgebung der Abstützflächen einfacher, da der Vorsprung den Zugang zur Fläche nicht einschränkt. Zusätzlich ist der Vorsprung in Form eines Spannstiftes vorgesehen, der in eine Blindbohrung des Trägers eingesetzt wird. Dies kann die Herstellung des Trägers vereinfachen und ebenso die Nachrüstung existierender Träger mit Vorsprüngen ermöglichen, so daß sie von den Vorteilen der vorliegenden Erfindung profitieren können. In anderen Ausführungsformen kann z.B. ein Zapfen in eine Blindbohrung eingesetzt und vor Ort verschweißt werden.
6 stellt eine weitere Ausführungsform dar, in der das Reibmaterial 402A der Bremsbacke 402 mit einer Bremsbackengestaltung in Form eines einzelnen, radial nach innen vorspringenden Vorsprungs 410, der symmetrisch die Mittellinie Y-Y überspannt, versehen ist, und der Träger 401 mit einer Bremsgestaltung in Form einer entsprechenden Aussparung 411, welche die Mittellinie X-X der Öffnung 404 überspannt, versehen ist, welche an der dem Rotor (nicht gezeigt) zugewandten Innenkante des Trägers vorgesehen ist. Die gegenüberliegende Trägeröffnung (nicht gezeigt) ist im wesentlichen spiegelbildlich zur Rotorebene.
Die verschiedenen Abstützflächen, Drehmomentaufnahmeflächen und weitere Flächen, die auf dem Träger vorgesehen sind, werden normalerweise durch spanende Formgebung des Gußträgers hergestellt, obwohl es möglich wäre, die ursprünglichen Gußflächen des Trägers für einige oder alle dieser Flächen zu verwenden, vorausgesetzt die Gußflächen können mit der notwendigen Genauigkeit geformt werden.
Die Abstützflächen des Trägers und die Angriffsflächen der Bremsbacken können in jeder geeigneten Art und Weise angeordnet sein, solange die vorrangigen Kriterien beachtet werden, daß die Bremsbacken identisch und die Lage ihrer seitlichen und radialen Abstützflächen symmetrisch sind und die Abstützflächen in den Trägeröffnungen so angeordnet sind, daß sie eine Bremsbacke in der anderen Öffnung nur dann aufnehmen, wenn diese bezüglich ihrer Position quer aus ihrer eigenen Ebene um 180° gedreht wird, und sonst nicht. Auf diese Art können die Bremsbacken einfach in radialer Richtung montiert werden, und die Funktion der Bremse wird nicht durch die Position der Vorsprünge behindert.
Es ist zu sehen, daß die Bremsbacke als Ganzes eine gewisse Asymmetrie aufweisen kann; z.B. kann ein Ausschnitt in der radialen äußeren Kante vorgesehen sein, um einen Abnutzungsindikator unterzubringen, was zu einer gewissen Asymmetrie führt. Vielmehr ist es der Vorsprung (Vorsprünge)/Aussparung(en) und die Abstützflächen, die symmetrisch sind.
Bei der erfindungsgemäßen Scheibenbremse wird als Vorteil gesehen, daß die Bremsbacken durch einfache Anordnung in den Trägeröffnungen mit der Gewißheit montiert werden können, daß sie, wenn sie noch nicht abgenutzt sind, nicht falsch herum eingesetzt werden können und daß die beschriebenen Außenflächenabschnitte der Bremsbacke an ihren beabsichtigten Kooperationsoberflächen angreifen. Es ist klar, daß in einer extremen Ausführungsvariante die Grundplatte bzgl. des Reibmaterials über ihre gesamte Breite ausgespart sein kann und eine komplementäre Stufe oder Aussparung entlang der im wesentlichen gesamten Breite der radialen Innenfläche der Öffnungen vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung kann auch bei Bremsen angewendet werden, bei denen, statt daß der Träger Drehmomentenreaktionsflächen aufweist, die äußere Bremsbacke vollständig vom Sattel getragen wird.

Claims

Scheibenbremsbacke, aufweisend Reibmaterial mit einer Reibfläche, die so ausgeführt ist, daß sie einen Bremsrotor berühren kann, wobei das Reibmaterial an einer tragenden Grundplatte angebracht ist, die drehmomentübertragende Außenflächenabschnitte aufweist, welche so angeordnet sind, daß sie an einer Drehmomentenreaktionsfläche einer Bremse angreifen können und einen radialen Außenflächenabschnitt, welcher so angeordnet ist, daß er an einer radialen Abstützfläche einer Bremse angreift, wobei die Abstützflächen im wesentlichen symmetrisch zu einer Symmetrieachse sind, die im wesentlichen einen gleichen Abstand von den momentenübertragenden Flächen hat, wobei die Bremsbacke eine Achse aufweist, die sich normal zur Reibfläche erstreckt, und wobei eine symmetrisch angeordnete, sich radial erstreckende Bremsbackengestaltung in der radialen Fläche gebildet ist und sich nur durch einen Teil der axialen Tiefe der Bremsbacke erstreckt, wobei die Gestaltung so angeordnet ist, daß sich im Bereich der Gestaltung die Reibfläche radial weiter nach innen erstreckt als die entgegengesetzte Fläche der Grundplatte.
Scheibenbremsbacke nach Anspruch 1, bei der die Gestaltung eine radiale Aussparung in der Grundplatte aufweist.
Scheibenbremsbacke nach Anspruch 2, bei der sich die Aussparung durch einen Teil der axialen Tiefe der Grundplatte erstreckt.
Scheibenbremsbacke nach Anspruch 1, bei der die Gestaltung einen radialen Vorsprung im Reibmaterial aufweist.
Scheibenbremsbacke nach Anspruch 4, bei der der Vorsprung nur von einem Teil der axialen Tiefe des Reibmaterials vorspringt.
Scheibenbremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mehrere Gestaltungen vorgesehen sind, wobei die Gestaltungen symmetrisch zu einer Symmetrieachse sind.
Scheibenbremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich die Gestaltung über 10 % bis 90 %, vorzugsweise 25 % bis 75 %, der axialen Tiefe erstreckt.
Scheibenbremse, die eine Öffnung zum Aufnehmen einer Scheibenbremsbacke aufweist und eine axiale Bewegung der Bremsbacke in Richtung zu einem Scheibenbremsrotor zuläßt, wobei die Öffnung eine erste und eine zweite Drehmomentenreaktionsfläche und eine radiale Innenseite mit einer radialen Abstützfläche aufweist, wobei die Drehmomentenreaktions- und die Abstützflächen im wesentlichen symmetrisch zu einer Symmetrieachse sind, die sich von einem Punkt im wesentlichen in der Mitte zwischen den Drehmomentenreaktionsflächen radial nach außen erstreckt, wobei die Bremse eine symmetrisch angeordnete, radiale Bremsgestaltung aufweist, die sich radial von der radialen Innenseite der Öffnung und axial durch nur einen Teil der Tiefe der Öffnung erstreckt, wobei die Gestaltung so angeordnet ist, daß sich im Bereich dieser Gestaltung die radiale Innenseite an der Rotorseite der Öffnung radial weiter nach innen erstreckt als an der rotorfernen Seite.
Bremse nach Anspruch 8, bei der die Gestaltung aus einem oder mehreren Vorsprüngen besteht.
Bremse nach Anspruch 8, bei der die Gestaltung aus einer oder mehreren Aussparungen besteht.
Bremse nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der sich die Gestaltung über 10 % bis 90 %, vorzugsweise 25 % bis 75 %, der axialen Tiefe erstreckt.
Bremse nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der die Öffnung in einem Bremsenträger vorgesehen ist.
Bremse nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der die Öffnung in einem Bremssattel vorgesehen ist.
Scheibenbremsenbaugruppe, die eine Bremsbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und ferner eine Bremse nach einem der Ansprüche 9 bis 13 aufweist.
Scheibenbremsenbaugruppe nach Anspruch 14, bei der die Bremse eine erste und eine zweite Öffnung aufweist, die an entgegengesetzten Seiten eines Scheibenbremsrotors angeordnet sind, und ferner eine erste und eine zweite Bremsbacke aufweist, die in die erste und zweite Öffnung passen.