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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Festsattelbremse für Fahrzeugräder, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Eine derartige Festsattelbremse ist aus der
DE 101 59 504 A1 bekannt. Die
DE 101 59 504 A1 offenbart eine Festsattelbremse mit einer Belaghaltefeder auf, die an einer Außenseite des Bremsbelages bzw. einer Belagrückenplatte befestigt ist und die in der jeweiligen Ausnehmung des Bremsbelages bzw. der der Belagrückenplatte eine Lagerungsaufnahme für einen sattelseitigen Führungsbolzen umfasst.
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Aus der
DE 602 08 085 T2 ist ebenfalls ein Bremssattel der eingangs genannten Gattung bekannt. Der vorbekannten Scheibenbremssattel weist Reaktionsschultern auf, die mit einem Beilageblech zusammen wirken. Das Beilageblech ist so ausgebildet, dass die Reaktionsschultern nicht mit den seitlichen Kanten der Bremsklötze in Kontakt treten können, sodass diese nicht beschädigt werden.
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Eine Festsattelbremse dieser Art ist aus der
DE 44 16 815 C2 bekannt und umfasst einen an einer Tragstruktur befestigbaren Bremssattel, der einen Schacht aufweist, in dem zwei Bremsbacken angeordnet sind, die zwischen sich eine um eine Drehachse relativ zur Tragstruktur drehbare Bremsscheibe aufnehmen und die jeweils durch wenigstens einen Bremskolben betätigbar sind. Dabei sind die beiden Bremsbacken über einen gemeinsamen Haltebolzen und jeweils über zwei in Umfangsrichtung zu jeder Seite der Bremsbacke angeordnete Führungsbolzen im Schacht gehaltert. Im Bereich der Führungsbolzen sind die Bremsbacken jeweils mit einer Stufe versehen, in denen der jeweilige Führungsbolzen in radialer Richtung und in Umfangsrichtung jeweils nur einen Linienkontakt zur jeweiligen Bremsbacke aufweisen soll. Durch diese Bauweise können im Bremssattel entstehende Torsionsschwingungen abgebaut werden. Gleichzeitig wird eine definierte Schwingungsdämpfung erzielt, die mit einer entsprechenden Geräuschabsenkung einhergeht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass zumindest in Umfangsrichtung ein gewisses Spiel zwischen den Führungsbolzen und der jeweiligen Bremsbacke auftreten kann. Bei einer Montage der Festsattelbremse, bei welcher die auf die Bremsbacken einwirkende Gewichtskraft gegen eine Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe zwischen den Bremsbacken orientiert ist, kann es bei der Betätigung der Festsattelbremse zu einer unangenehmen Geräuschentwicklung kommen. Bei nicht betätigter Bremse liegen die Bremsbacken jeweils an dem in Schwerkraftrichtung benachbarten Führungsbolzen an. Beim Bremsen schlagen die Bremsbacken jeweils gegen den in der Hauptdrehrichtung liegenden Führungsbolzen an, was mit einer entsprechenden Geräuschentwicklung verbunden ist. Beim Lösen der Bremse fallen die Bremsbacken wieder gegen den jeweiligen, in Schwerkraftrichtung angrenzenden Führungsbolzen zurück, was mit einer weiteren Geräuschentwicklung verbunden ist.
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Aus der
DE 102 38 735 A1 ist eine Schwimmsattelbremse bekannt, die einen an einer Tragstruktur befestigbaren Bremshalter aufweist, an dem ein Schwimmsattel bezüglich einer Drehachse einer relativ zur Tragstruktur drehbaren Bremsscheibe axial schwimmend gelagert ist. Am Schwimmsattel sind zwei Bremsbacken gehaltert, die zwischen sich die Bremsscheibe aufnehmen. Im Unterschied zu einer Festsattelbremse reicht bei einer Schwimmsattelbremse ein einziges Stellglied aus, beide Bremsbacken zu betätigen. Bei der Schwimmsattelbremse sind die Bremsbacken in Umfangsrichtung an ihren Seiten in am Bremshalter ausgebildete Halterungen eingehängt. Für eine Verliersicherung der Bremsbacken ist für beide Bremsbacken ein gemeinsames blattfederartiges Federelement vorgesehen, das über einen Haltestift am Schwimmsattel abgestützt ist. Das bekannte Federelement besitzt einen ersten Federarm, der sich an den Bremsbacken abstützt und diese gegen den Bremshalter anliegend vorspannt. Zweite Federarme des Federelements erstrecken sich axial zwischen den Bremsbacken und liegen an diesen unter axialer Vorspannung so an, dass sie die Bremsbacken von der Bremsscheibe axial wegdrücken. Ferner ist am Federelement ein dritter Federarm ausgebildet, der sich an den Bremsbacken so abstützt, dass diese in einer Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe gegen den Bremshalter anliegend vorgespannt sind. Hierdurch soll innerhalb der Schwimmsattelbremse eine geräuschfreie Anordnung der Bremsbacken erreicht werden.
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Aus der
DE 1 166 017 B ist es für eine Sattelbremse bekannt, die beiden Bremsbacken mit Hilfe eines gemeinsamen Federelements in Umfangsrichtung gegen ein fahrzeugfestes Gehäuseteil der Sattelbremse anliegend vorzuspannen. Dadurch kann ein Spiel und somit eine Geräuschentwicklung in der Sattelbremse vermieden werden. Das hierbei verwendete Federelement ist aus Draht hergestellt und steht an seinen Enden jeweils mit einer der Bremsbacken in Eingriff. Das Federelement besitzt zwei gegensinnige Schraubenabschnitte sowie einen dazwischen angeordneten Bügelabschnitt, über den sich das Federelement am Gehäuseteil in Umfangsrichtung abstützt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Festsattelbremse der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine reduzierte Geräuschentwicklung auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, beide Bremsbacken jeweils mit einer eigenen Vorspannfeder in der Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe gegen einen bremssattelfesten Anschlag vorzuspannen, wobei die jeweilige Vorspannfeder einenends an der jeweiligen Bremsbacke und anderenends am Haltebolzen angreifen. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Bauweise erzielen. Durch diese Bauweise sind die Bremsbacken bei einer Bremsbetätigung bereits in Umfangsrichtung fixiert und können beim Lösen der Bremse aufgrund der Federspannung auch nicht schwerkraftbedingt von ihrem Anschlag abfallen. In der Folge kann eine Geräuschentwicklung bei einer Bremsbetätigung signifikant reduziert werden. Die erfindungsgemäße Lösung arbeitet besonders effektiv, da jede Bremsbacke mit einer eigenen Vorspannfeder gegen den Anschlag vorgespannt ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können die Vorspannfedern als Zugfedern ausgebildet sein. Hierdurch können sich Vorteile bei der Montage der Festsattelbremse ergeben.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Vorspannfeder aus einem Draht bestehen, der eine Montageöse aufweist, über die eine Zugkraft in die Vorspannfeder einleitbar ist. Durch diese Bauweise der Vorspannfeder lässt sich die Montage der Festsattelbremse erheblich vereinfachen. Zum Montieren der Vorspannfeder wird diese an einem von der Montageöse entfernten Ende, z. B. an der Bremsbacke, fixiert und kann dann mittels eines entsprechenden Werkzeugs über die Montageöse soweit gespannt werden, bis sie an ihrem anderen Ende, z. B. am Haltebolzen, fixierbar ist. Besonders preiswert lässt sich eine derartige Montageöse beispielsweise durch eine einfache Schlinge des Drahts bilden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte, teilweise geschnittene Seitenansicht einer Festsattelbremse.
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Entsprechend 1 umfasst eine erfindungsgemäße Festsattelbremse 1 einen Bremssattel 2, der im montierten Zustand an einer hier nicht gezeigten Tragstruktur befestigt ist. Vorzugsweise dient die Festsattelbremse 1 zum Bremsen eines hier nicht gezeigten Fahrzeugrads. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Anwendungsformen denkbar. Bei einer Anwendung im Fahrzeug ist die oben genannte Tragstruktur ein fahrzeugfestes Bauteil.
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Der Bremssattel 2 weist einen Schacht 3 auf, in dem zwei Bremsbacken 4 angeordnet sind. Von den beiden Bremsbacken 4 ist in der gewählten Schnittansicht jedoch nur eine sichtbar. Im montierten Zustand der Festsattelbremse 1 nehmen die beiden Bremsbacken 4 in bekannter Weise eine hier durch unterbrochene Linien angedeutete Bremsscheibe 5 zwischen sich auf. Die Bremsscheibe 5 ist dabei um eine Drehachse 6 relativ zur Tragstruktur drehbar. In üblicher Weise weist jede Bremsbacke 4 eine Tragplatte 7 und einen darauf angeordneten Bremsbelag oder Reibbelag 8 auf, der im Betrieb mit der Bremsscheibe 5 zusammenwirkt. Im Unterschied zu einer Schwimmsattelbremse ist den Bremsbacken 4 der Festsattelbremse 1 jeweils zumindest ein Stellglied 9 zugeordnet, mit dessen Hilfe die jeweilige Bremsbacke 4 betätigbar, also axial gegen die Bremsscheibe 5 andrückbar ist. Das der hier gezeigten Bremsbacke 4 zugeordnete Stellglied 9 ist durch eine unterbrochene Linie symbolisiert. Es ist klar, dass zumindest einer der Bremsbacken 4 auch zwei derartige Stellglieder 9 zugeordnet sein können. Das jeweilige Stellglied 9 kann hydraulisch, elektrisch oder elektromechanisch betätigbar sein.
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Die beiden Bremsbacken 4 sind einerseits über einen gemeinsamen Haltebolzen 10, der am Bremssattel 2 befestigt ist, im Schacht 3 gehaltert. Andererseits ist jede Bremsbacke 4 über zwei eigene Führungsbolzen 11 im Schacht 3 gehaltert. Dabei sind die beiden Führungsbolzen 11 der jeweiligen Bremsbacke 4 in der Umfangsrichtung zu jeder Seite der Bremsbacke 4 angeordnet. Die Führungsbolzen 11 und der Haltebolzen 10 erstrecken sich parallel zur Drehachse 6, also axial und ermöglichen dadurch eine Axialverstellung der Bremsbacken 4.
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Erfindungsgemäß ist nun die Festsattelbremse 1 für beide Bremsbacken 4 jeweils mit einer eigenen Vorspannfeder 12 ausgestattet. Aufgrund der gewählten Schnittansicht ist in 1 nur eine dieser Vorspannfedern 12 dargestellt. Die jeweilige Vorspannfeder 12 ist so angeordnet, dass sie die jeweilige Bremsbacke 4 in einer durch einen Pfeil angedeuteten Hauptdrehrichtung 13 der Bremsscheibe 5 gegen einen Anschlag in Umfangsrichtung anliegend vorspannt. Die Hauptdrehrichtung 13 entspricht bei einer Anwendung in einem Fahrzeug derjenigen Drehrichtung, die das jeweilige Fahrzeugrad bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs besitzt. Die Wirkrichtung der Vorspannfeder 12, also die Federkraftrichtung, ist in 1 durch einen Pfeil symbolisiert und mit 14 bezeichnet. Besagter Anschlag ist hier durch den in der Hauptdrehrichtung 13 zur Bremsbacke 4 benachbart angeordneten Führungsbolzen 11 gebildet. In 1 handelt es sich hierbei um den oberen Führungsbolzen 11.
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1 zeigt einen möglichen Montagezustand der Festsattelbremse 1, bei dem die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Festsattelbremse 1 besonders deutlich in Erscheinung tritt. Die Festsattelbremse 1 ist am jeweiligen Fahrzeugrad so montiert, dass die an den Bremsbacken 4 angreifende Schwerkraft der Hauptdrehrichtung 13 entgegengerichtet ist. Die Schwerkraftrichtung ist in 1 durch einen Pfeil angedeutet und mit 15 bezeichnet. Die jeweilige Vorspannfeder 12 hält nun die jeweilige Bremsbacke 4 entgegen der Schwerkraftrichtung 15 gegen den Anschlag, also gegen den in der Hauptdrehrichtung 13 angrenzenden Führungsbolzen 11 unter Vorspannung angedrückt. Sofern sich die Bremsscheibe 5 in der Hauptdrehrichtung 13 dreht, führt eine Betätigung der Festsattelbremse 1 zur Einleitung von Kräften in die Bremsbacken 4, wobei diese Kräfte in der Hauptdrehrichtung 13 orientiert sind. Da die jeweilige Bremsbacke 4 in der Hauptdrehrichtung 13 aufgrund der Vorspannfeder 12 bereits am Anschlag (oberer Führungsbolzen 11) anliegt, kommt es in der Umfangsrichtung zu keiner Relativbewegung zwischen der jeweiligen Bremsbacke 4 und dem Bremssattel 2. In der Folge entfällt auch ein schlagendes Geräusch. Beim Lösen der Festsattelbremse 1 greift wieder die Gewichtskraft 15 an den Bremsbacken 4 an, die jedoch kleiner ist als die Federkraft 14 der Vorspannfeder 12, so dass die jeweilige Bremsbacke 4 an ihrem Anschlag (oberer Führungsbolzen 11) anliegend verbleibt. Auch hier kommt es zu keiner Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen Bremssattel 2 und der jeweiligen Bremsbacke 4. Somit entfällt auch ein Geräusch, das beim schwerkraftbedingten Fallen der jeweiligen Bremsbacke 4 gegen den in Schwerkraftrichtung 15 benachbarten Führungsbolzen 11 (unterer Führungsbolzen 11) entstehen kann.
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Vorzugsweise ist die jeweilige Vorspannfeder 12 als Zugfeder ausgestaltet. Hierdurch lässt sich die jeweilige Vorspannfeder 12 besonders einfach montieren, was die Herstellung der Festsattelbremse 1 vereinfacht.
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Im gezeigten Beispiel ist die jeweilige Vorspannfeder 12 so angebracht, dass sie einenends am Haltebolzen 10 und anderenends an der zugehörigen Bremsbacke 4 bzw. an deren Tragplatte 7 angreift. Hierdurch lässt sich eine besonders raumsparende Bauweise erzielen. Die beiden Vorspannfedern 12 können dadurch axial zwischen den beiden Bremsbacken 4 bzw. zwischen deren Tragplatten 7 untergebracht werden.
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Entsprechend der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform besteht die Vorspannfeder 12 vorzugsweise aus einem Draht 16, insbesondere aus Federstahl. Der Draht 16 besitzt einen Schraubenabschnitt 17, in dem er schraubenförmig gewickelt ist. Dieser Schraubenabschnitt 17 erzeugt unter Zug die gewünschte Federkraft 14.
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Der Draht 16 ist außerdem mit einem Bremsbackenhaken 18 ausgestattet, mit dem die jeweilige Vorspannfeder 12 an der zugehörigen Bremsbacke 4 befestigt ist. Hierzu ist die jeweilige Bremsbacke 4 bzw. deren Tragplatte 7 mit einer geeigneten Hakenkontur 19 versehen, die hier durch eine Durchgangsöffnung gebildet ist. Der Bremsbackenhaken 18 ist dabei an einem Ende des Drahts 16 ausgebildet. Des Weiteren umfasst der Draht 16 einen Haltebolzenhaken 20, mit dem die jeweilige Vorspannfeder 12 am Haltebolzen 10 eingehakt ist. Der Haltebolzenhaken 20 ist dabei am anderen Ende des Drahts 16 ausgebildet.
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Gemäß der hier gezeigten, besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Draht 16 außerdem eine Montageöse 21 aufweisen, die es ermöglicht, eine Zugkraft in die Vorspannfeder 12 einzuleiten. Die Montageöse 21, die beispielsweise durch eine Einfachschlinge 22 des Drahts 16 gebildet ist, ist zweckmäßig zwischen dem Schraubenabschnitt 17 und einem der Haken 18 bzw. 20 angeordnet. Beispielsweise befindet sich die Montageöse 21 näher am Haltebolzenhaken 20. Dementsprechend ist die Vorspannfeder 12 beim Montieren zunächst mit dem Bremsbackenhaken 18 an der jeweiligen Bremsbacke 4 einhakbar und kann anschließend über die Montageöse 21 mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeugs soweit gespannt werden, bis der Haltebolzenhaken 20 am Haltebolzen 10 einhakbar ist.
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Eine weitere Montageerleichterung ergibt sich dann, wenn die beiden Vorspannfedern 12 der beiden Bremsbacken 4 bezüglich einer in der Zeichnungsebene liegenden Scheibenebene, in welcher die Bremsscheibe 5 liegt, spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.
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Die erfindungsgemäße Festsattelbremse 1 ist außerdem in herkömmlicher Weise mit einer für beide Bremsbacken 4 gemeinsamen blattfederartigen Positionierfeder 23 ausgestattet, die so angeordnet ist, dass sie beide Bremsbacken 4 radial nach innen gegen einen Anschlag anliegend vorspannt, wobei dieser Anschlag am Bremssattel 2 fest angeordnet ist. Diese Positionierfeder 23 ist im Unterschied zur Vorspannfeder 12 als Druckfeder ausgestaltet und stützt sich einerseits am Haltebolzen 10 und andererseits an beiden Bremsbacken 4 bzw. an deren Halteplatten 7 ab. Der Radialanschlag, gegen den die Positionierfeder 23 die Bremsbacken 4 anpresst, ist hier durch die beiden Führungsbolzen 11 gebildet. Die gemeinsame Positionierfeder 23 und die beiden separaten Vorspannfedern 12 bilden dabei voneinander unabhängige Bauteile, die jeweils hinsichtlich der ihnen zugeordneten Funktion optimiert sind.
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Für die Kontaktierung mit den Führungsbolzen 11 ist jede der Bremsbacken 4 an der jeweiligen Tragplatte 7 in der Umfangsrichtung außen jeweils mit einer Stufe 24 ausgestattet. Dabei sind die Stufen 24 und die Führungsbolzen 11 so aufeinander abgestimmt, dass der jeweilige Führungsbolzen 11 in der zugehörigen Stufe 24 in radialer Richtung nur einen Linienkontakt zur jeweiligen Bremsbacke 4 aufweist. Auch ist in Umfangsrichtung jeweils nur ein Linienkontakt ausgebildet, zumindest bei dem in der Hauptdrehrichtung 13 angrenzenden Führungsbolzen 11.
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Des Weiteren sind die Bremsbacken 4 im Schacht 3 so angeordnet, dass sie in Umfangsrichtung beiderseits Spiel aufweisen. Ein direkter Kontakt zwischen den Bremsbacken 4 und dem Bremssattel 2 liegt nicht vor.
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Der Haltebolzen 10 durchdringt die jeweilige Bremsbacke 4 bzw. deren Tragplatte 7 jeweils in einer Halteöffnung 25. Diese Halteöffnungen 25 und der Haltebolzen 10 sind so aufeinander abgestimmt, dass normalerweise zwischen dem Haltebolzen 10 und den Bremsbacken 4 bzw. deren Tragplatten 7 kein direkter Kontakt entsteht. Die Halteöffnungen 25 umschließen den Haltebolzen 10 somit mit Umfangsspiel bzw. mit Spiel in Radialrichtung und mit Spiel in Umfangsrichtung. Dieses Spiel ist so dimensioniert, dass auch durch die Vorspannung 14 der jeweiligen Vorspannfeder 12 und auch durch die Vorspannung der Positionierfeder 23 kein direkter Kontakt zwischen Haltebolzen 10 und den Bremsbacken 4 entsteht.
