DE102009006259A1 - Bremssattel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremssattel (32) für eine Scheibenbremse, insbesondere eines Kraftwagens. Der wenigstens eine Bremsbelag (24, 26) dieses Bremssattels (32) wird mittels eines Bremskolbens (42) zwischen einer Neutralstellung und einer Bremsstellung in einer Betätigungsrichtung bewegt. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Bewegungsrichtung (44) des Bremskolbens (42) im Wesentlichen quer zur Betätigungsrichtung des Bremsbelags (24, 26) orientiert ist. Hierdurch wird Bauraum in axialer Richtung bezüglich der Bremsscheibe (34) der Scheibenbremse eingespart, das Gewicht des Gehäuses des Bremssattels (32) reduziert und der Abstand zwischen Bremskolben (42) und Bremsbelag (24, 26) vergrößert. Durch den vergrößerten Abstand wird der Wärmeeintrag in den Bremskolben (42) in den Betriebszustand der Bremse reduziert, was die Gefahr von Gasblasenbildung und Bremsversagen verringert.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Bremssattel für eine Scheibenbremse insbesondere eines Kraftwagens mit wenigstens einem Bremsbelag, welcher zwischen einer Neutralstellung und einer Bremsstellung in einer Betätigungsrichtung bewegbar ist und der wenigstens einen Bremskolben zum Bewegen des wenigstens einen Bremsbelags zwischen der Neutralstellung und der Bremsstellung aufweist.
• Derartige Bremssättel für Scheibenbremsen sind dem Stand der Technik als allgemein bekannt zu entnehmen. Üblicher Weise wirkt dabei der Bremskolben in einer Richtung, welche im Wesentlichen axial bezüglich der Bremsscheibe der Scheibenbremse orientiert ist. Solche Bremssättel weisen daher einen hohen Bauraumbedarf in axialer Richtung auf. Bei üblichen Festsätteln liegt der größte Bauraumbedarf dabei in Richtung einer Felge des Kraftwagens, bei Faustsätteln besteht zusätzlicher Bauraumbedarf in Richtung des Achsschenkels beziehungsweise des Radträgers. Da sich der Bremskolben bei üblichen Bremssätteln in unmittelbarer Nähe der Bremsbeläge befindet, wird im Betrieb der Bremse relativ viel thermische Energie in den Bremskolben eingetragen. Dadurch kommt es nachteiliger Weise bei starker Belastung der Bremse zur Bildung von Dampfblasen im Bremskolben, welche die wirkenden Bremskräfte reduzieren können oder sogar zu einem Totalausfall der Bremse führen können.
• Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Bremssattel der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass in axialer Richtung einer zugeordneten Bremsscheibe Bauraum eingespart werden kann und die Gefahr der Dampfblasenbildung im Bremskolben reduziert wird.
• Diese Aufgabe wird durch einen Bremssattel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Ein solcher Bremssattel für eine Scheibenbremse insbesondere eines Kraftwagens umfasst wenigstens einen Bremsbelag, welcher zwischen einer Neutralstellung und einer Bremsstellung in einer Betätigungsrichtung bewegbar ist. Zum Bewegen des wenigstens einen Bremsbelages zwischen der Neutralstellung und der Bremsstellung besitzt der Bremssattel einen Bremskolben. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass eine Bewegungsrichtung des Bremskolbens im Wesentlichen quer zur Betätigungsrichtung des Bremsbelages orientiert ist. Die Hauptausdehnungsrichtung eines solcher Art angeordneten Bremskolbens ist somit nicht mehr axial zur Bremsscheibe, sondern im Wesentlichen tangential bezüglich dieser. Der Bauraumbedarf in Richtung der Felge bei Festsätteln und zusätzlich in Richtung des Achsschenkels und Radträgers bei Faustsätteln ist somit vorteilhaft verringert. Weiterhin wird durch eine derartige Anordnung des Bremskolbens dessen Abstand zu den Bremsbelägen verringert, was auch den Wärmeeintrag im Betrieb der Bremse in den Bremskolben reduziert. Vorteilhafter Weise wird so die Bildung von Gasblasen unwahrscheinlicher. Die Betriebssicherheit der Bremse ist somit vorteilhaft erhöht.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bewegungsrichtung des Bremskolbens im Wesentlichen senkrecht zur Betätigungsrichtung des Bremsbelags orientiert. Dadurch wird die größte Einsparung von Bauraum in axialer Richtung bezüglich der Bremsscheibe erzielt.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Getriebevorrichtung zum Übertragen einer Bremskraft von dem Bremskolben auf die Bremsbeläge vorgesehen. Eine derartige Getriebevorrichtung kann rein mechanisch ausgebildet sein, was ihre Anfälligkeit gegenüber thermischer Belastung reduziert. Die sich im unmittelbaren Nahbereich der Bremsbeläge befindlichen Teile des Bremssattels werden also im Betrieb der Bremse durch die unweigerlich anfallenden Wärmeeinträge nicht nachteilig beeinträchtigt, was die Betriebssicherheit und Haltbarkeit des Bremssattels erhöht.
• Die Getriebevorrichtung ist dabei bevorzugter Weise dazu ausgebildet, eine antriebsseitig wirkende Kraft in eine im Wesentlichen senkrecht zu dieser stehenden abtriebseitigen Kraft umzusetzen. Die Betätigungsrichtung der Bremsbeläge kann somit unverändert bleiben, so dass sich konstruktive Änderungen des Bremssattels lediglich auf die Anordnung des Bremskolbens und das Hinzufügen der zusätzlichen Getriebevorrichtung beschränken. Damit ist eine kostengünstige Anpassung bestehender Bremssysteme möglich.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst diese Getriebevorrichtung eine bremskolbenseitige Zahnstange und ein mit dieser in Wirkverbindung stehendes, bremsbelagseitiges Exzenterelement. Dies ist eine besonders einfache Ausführung eines mechanischen Getriebes, welches geeignet ist, Kräfte unter Wirkrichtungsänderung von in etwa 90° zu übertragen. Insbesondere benötigt eine derartige Getriebeanordnung kaum Bauraum in axialer Richtung bezüglich der Bremsscheibe, so dass die Vorteile der Erfindung besonders effizient umgesetzt werden.
• Die Rotationsachse des Exzenterelements verläuft dabei im Wesentlichen tangential bezüglich der Bremsscheibe.
• Der Bremskolben selbst ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch antreibbar. Dies ermöglicht die Integration eines erfindungsgemäßen Bremssattels in alle Arten gängiger Bremssysteme, so dass keine weiteren Änderungen an Kraftfahrzeugen, in welche ein solcher Bremssattel einzubauen ist, notwendig sind.
• Der Bremssattel kann dabei als konventioneller Festsattel oder Faustsattel ausgebildet sein.
• Die Erfindung betrifft weiterhin einen Kraftwagen mit wenigstens einer Scheibenbremse mit einem Bremssattel der beschriebenen Art.
• Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsform anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
• 1 eine Schnittdarstellung durch einen Faustsattel nach dem Stand der Technik,
• 2 eine Draufsicht auf eine Scheibenbremse mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssattels.
• Ein im Ganzen mit 10 bezeichneter, dem Stand der Technik entsprechender Faustsattel umfasst ein gegenüber einem in der 1 nicht dargestellten Träger schwimmend gelagertes Gehäuse 12. In dem Gehäuse 12 ist ein Bremskolben 14 angeordnet, welcher gegenüber dem Gehäuse durch eine Dichtung 16 abgedichtet ist. Hydraulikdruck zum Bewegen des Bremskolbens 14 in Richtung des Pfeiles 18 kann durch eine Hydraulikleitung 20 zugeführt werden. Bei Druckbeaufschlagung des Bremskolbens 14 übt dieser eine ebenfalls in Richtung eines Pfeiles 18 wirkende Kraft auf den von einer Grundplatte 22 gehaltenen ersten Bremsbelag 24 aus. Aufgrund der schwimmenden Lagerung des Gehäuses 12 wird der erste Bremsbelag 24 und der diesen gegenüberliegende zweite Bremsbelag 26, welcher ebenfalls von einer Halter 28 gehalten ist gegen eine hier nicht gezeigte, im Spalt 30 angeordnete Bremsscheibe der Scheibenbremse angedrückt, wodurch die Scheibenbremse ihre Bremswirkung entfaltet. Während des Bremsvorgangs werden die Bremsbeläge 24 und 26 aufgrund der Reibung zwischen ihnen und der Bremsscheibe stark thermisch belastet. Aufgrund der unmittelbaren räumlichen Nähe zwischen Bremsbelag 24 und Bremskolben 14 besteht nun die Gefahr, dass durch den Wärmeeintrag in den Bremskolben 14 Gasblasen in der Hydraulikflüssigkeit gebildet werden. Diese führen zu einem Druckabfall im Hydrauliksystem und damit zu einem Leistungsabfall oder gar Versagen der Scheibenbremse. Weiter nachteilig am gezeigten Stand der Technik ist die große bezüglich der Bremsscheibe axiale Erstreckung des Bremskolbens 14 und damit des gesamten Bremssattels 10. Beim gezeigten Faustsattel 10 bedeutet dies einen großen Bauraumbedarf in Richtung der Felge des der Scheibenbremse zugeordneten Rades.
• Diese Probleme werden durch das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssattels 32 gelöst. Der gezeigte Bremssattel 32 ist ebenfalls als Faustsattel ausgebildet. 2 zeigt im Gegensatz zu 1 eine Draufsicht auf den Bremssattel 32 zusammen mit der Bremsscheibe 34. Die Blickrichtung ist dabei aus Richtung der Felge eines zu befestigenden Rades auf den Bremssattel 32 gerichtet. Die gezeigte Bremsscheibe 34 ist als innenbelüftete Bremsscheibe ausgebildet und umfasst einen Reibring 36, welcher mit den hier nicht sichtbaren Bremsbelägen des Bremssattels 32 in tribologische Wirkverbindung tritt. Zur Kühlung des Reibrings sind Bohrungen 38 sowie Schlitze 40 in diesem vorgesehen. Der Bremskolben 42 des Bremssattels 32 ist gegenüber dem Stand der Technik um 90° gedreht angeordnet, so dass seine Bewegungsrichtung entlang des Pfeiles 44 im Wesentlichen tangential zur Bremsscheibe 34 verläuft. Um die Bremsbeläge dennoch in axialer Richtung bezüglich der Bremsscheibe an den Reibring 36 andrücken zu können ist der Bremskolben 42 mit einer Zahnstange 46 gekoppelt, welche durch eine Bewegung des Kolbens ebenfalls in Richtung des Pfeils 44 verschoben wird. Die Zahnstange 46 überträgt die Betätigungskraft des Bremskolbens 42 auf ein Exzenterelement 48, welches um die Achse 50 drehbar gelagert ist. Durch die Exzentrizität des Exzenterelementes 48 bezüglich der Achse 50 wird die lineare Bewegung von Bremskolben 42 und Zahnstange 46 entlang des Pfeils 44 in eine Kraft umgesetzt, welche axial bezüglich der Bremsscheibe 36 wirkt und so in üblicher Weise die Bremsbeläge des Bremssattels 32 an den Reibring 36 andrückt. Der Bremskolben 42 ist in der gezeigten Anordnung wesentlich weiter von den Bremsbelägen beabstandet als im Stand der Technik üblich. Der Wärmeeintrag in den Bremskolben 42 im Betriebszustand der Bremse ist somit verringert, wodurch sich auch die Gefahr von Gasblasenbildung und Bremsversagen reduziert. Durch die tangentiale Anordnung des Bremskolbens 42 wird weiterhin Bauraum in axialer Richtung bezüglich der Bremsscheibe 34 eingespart, wodurch der Bremssattel 32 kompakter und aufgrund der verringerten Größe des Gehäuses 52 auch leichter ausgeführt werden kann.
• Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf den gezeigten Faustsattel. Erfindungsgemäße Bremssättel können auch als Festsättel ausgebildet sein. Bei einem derartigen Festsattel ist das Gehäuse des Bremssattels karosseriefest ausgebildet, so dass die Bremsbeläge beidseitig der Bremsscheibe jeweils von einem eigenen Bremskolben angetrieben werden müssen. Beide Bremskolben einer solchen Festsattelbremse können ebenfalls tangential bezüglich der Bremsscheibe angeordnet werden und über jeweils zugeordnete Getriebe, insbesondere Zahnstangen und Exzentergetriebe ihre Kraft auf den jeweils zugeordneten Bremsbelag übertragen.
• Durch den verringerten Bauraumbedarf des Bremssattels 32 besteht weiterhin die Möglichkeit, die gesamte Radkinematik zu optimieren und zu verbessern. Dies betrifft mehrere Parameter, wie Lenkachse, Spreizung, Lenkrollradius und Störkrafthebelarm.

10

Bremssattel

12

Gehäuse

14

Bremskolben

16

Dichtung

18

Pfeil

20

Hydraulikleitung

22

Grundplatte

24

Bremsbelag

26

Bremsbelag

28

Halter

30

Spalt

32

Bremssattel

34

Bremsscheibe

36

Reibring

38

Bohrung

40

Schlitz

42

Bremskolben

44

Pfeil

46

Zahnstange

48

Exzenterelement

50

Achse

52

Gehäuse

Claims (10)

1. Bremssattel (32) für eine Scheibenbremse, insbesondere eines Kraftwagens, mit wenigstens einem Bremsbelag (24, 26), welcher zwischen einer Neutralstellung und einer Bremsstellung in einer Betätigungsrichtung bewegbar ist, und mit einem Bremskolben (42) zum Bewegen des wenigstens einen Bremsbelags (24, 26) zwischen der Neutralstellung und der Bremsstellung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsrichtung (44) des Bremskolbens (42) im Wesentlichen quer zur Betätigungsrichtung des Bremsbelags (24, 26) orientiert ist.
2. Bremssattel (32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung (44) des Bremskolbens (42) im Wesentlichen senkrecht zur Betätigungsrichtung des Bremsbelags (24, 26) orientiert ist.
3. Bremssattel (32) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Getriebevorrichtung (46, 48) zum Übertragen einer Bremskraft von dem Bremskolben (42) auf die Bremsbeläge (24, 26) vorgesehen ist.
4. Bremssattel (32) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (46, 48) dazu ausgebildet ist, eine antriebsseitig wirkende Kraft in eine im Wesentlichen senkrecht zu dieser stehenden abtriebsseitige Kraft umzusetzen.
5. Bremssattel (32) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (46, 48) eine bremskolbenseitige Zahnstange (46) und ein mit dieser in Wirkverbindung stehendes, bremsbelagseitiges Exzenterelement (48) umfasst.
6. Bremssattel (32) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotationsachse (50) des Exzenterelements (48) im Wesentlichen tangential bezüglich der Bremsscheibe (34) verläuft.
7. Bremssattel (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben (42) hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch antreibbar ist.
8. Bremssattel (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremssattel (32) als Festsattel ausgebildet ist.
9. Bremssattel (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Bremssattel (32) als Faustsattel ausgebildet ist.
10. Kraftwagen mit wenigstens einer Scheibenbremse mit einem Bremssattel (32) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.