DE102012024945A1

DE102012024945A1 - Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug und Bremsbelaganordnung mit rückstellender Federanordnung hierfür

Info

Publication number: DE102012024945A1
Application number: DE201210024945
Authority: DE
Inventors: Marco Becker; Christian Schroeter
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-06-26

Abstract

Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Führung (18), in der wenigstens eine Bremsbelaganordnung bremswirksam verlagerbar geführt ist, wobei die Bremsbelaganordnung einen Bremsbelagträger (26) aufweist, an dem ein Fahrzeugbremsbelag (32) angebracht ist, der mit einer Bremsscheibe zum Erzielen einer Bremswirkung durch Aufbringen einer Betätigungskraft am Bremsbelagträger (26) in Wechselwirkung bringbar ist, wobei der Bremsbelagträger (26) wenigstens eine Haltezunge (28) aufweist und die Führung (18) wenigstens einen Aufnahmebereich (20) aufweist, in dem die Haltezunge (28) aufnehmbar ist, wobei sich die wenigstens eine Haltezunge (28) bei einer bremswirksamen Verlagerung an einer Federanordnung (10) abstützt. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Federanordnung (10) einen bogenförmig ausgebildeten Federstützabschnitt (12) aufweist, über den sie im Aufnahmebereich (20) unter Vorspannung eingespannt ist, und weiterhin wenigstens einen in radialer Richtung von dem bogenförmigen Federstützabschnitt (12) verlaufenden Anlageabschnitt (14) aufweist, der unter elastischer Deformation in Folge einer bremswirksamen Auslenkung des Bremsbelagträgers (26) eine Rückstellkraft auf die wenigstens eine Haltezunge ausübt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Führung, in der wenigstens eine Bremsbelaganordnung bremswirksam verlagerbar geführt ist, wobei die Bremsbelaganordnung einen Bremsbelagträger aufweist, an dem ein Bremsbelag angebracht ist, der mit einer Bremsscheibe zum Erzielen einer Bremswirkung durch Aufbringen einer Betätigungskraft am Bremsbelagträger in Wechselwirkung bringbar ist, wobei der Bremsbelagträger wenigstens eine Haltezunge aufweist und die Führung wenigstens einen Aufnahmebereich aufweist, in dem die Haltezunge aufnehmbar ist, wobei sich die wenigstens eine Haltezunge bei einer bremswirksamen Verlagerung an einer Federanordnung abstützt.
Derartige Scheibenbremsen sind aus dem Stand der Technikbekannt. Dabei dienen die Federanordnungen primär dazu, infolge einer Bremsbetätigung eine Rückstellkraft auf den Bremsbelagträger auszuüben, um nach einer Rücknahme der Betätigungskraft den Bremsbelag von der Bremsscheibe abzuheben und ein andauerndes Anliegen des Bremsbelagträgers an einer Bremsscheibe zu vermeiden. Dies verhindert Restschleifmomente, die den Kraftstoffverbrauch erhöhen und zu einer ungewollten Abnutzung des Bremsbelags beitragen.
Das Dokument WO 2011/076424 A1 offenbart eine derartige rückstellende Federanordnung, die an der Haltezunge eines Bremsbelagträgers angebracht ist. Dabei ist die Federanordnung im Wesentlichen Sigma-förmig (Σ) ausgebildet und umgreift die Haltezunge an deren Ober- und Unterseite mittels Anlageabschnitten. Diese Anlageabschnitte treten jedoch erst infolge eines zunehmenden Bremsbelagverschleißes in Kontakt mit der Haltezunge, um die Federanordnung und Bremsbelag belagverschleiß-kompensierend zu verlagern. Die eigentliche Rückstellkraft wird durch weitere Abschnitte der Federanordnung aufgebracht oder durch zusätzlich daran angeordnete Federelemente. Entsprechend baut diese Federanordnung relativ groß und erfordert vielfältige Biege- und Formoperationen in der Herstellung.
Ähnliches gilt auch für die in dem Dokument DE 106 50 592 A1 gezeigte Anordnung, bei der eine Federanordnung an einer Haltezunge angebracht ist und dabei an vier Flächen der Haltezunge zum Anliegen kommt. Erneut ist die Federanordnung relativ groß und aufwändig geformt.
Es ist demgegenüber eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheibenbremse und eine Bremsbelaganordnung hierfür bereitzustellen, die sich insbesondere durch eine einfacher geformte und damit kostengünstig herstellbare Federanordnung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei der vorgesehen ist, dass die Federanordnung einen bogenförmig ausgebildeten Federstützabschnitt aufweist, über den sie im Aufnahmebereich unter Vorspannung eingespannt ist, und weiterhin wenigstens einen in radialer Richtung von dem bogenförmigen Federstützabschnitt verlaufenden Anlageabschnitt aufweist, der unter elastischer Deformation in Folge einer bremswirksamen Auslenkung des Bremsbelagträgers eine Rückstellkraft auf die wenigstens eine Haltezunge ausübt.
Die Erfindung sieht demnach vor, dass die in der Scheibenbremse vorgesehene Federanordnung bereits mit lediglich zwei Funktionsabschnitten – nämlich bogenförmigem Federstützabschnitt und Anlageabschnitt – die gewünschte Rückstellfunktion erfüllt. Dies reduziert entsprechend den Herstellungsaufwand. In diesem Zusammenhang sind unter dem Begriff bogenförmig nicht nur sich unter konstanter Krümmung erstreckende Körper zu verstehen, sondern auch mehrfach geschwungene, nicht stetig gekrümmte Körper, die jedoch infolge einer Druckbelastung auf ihre äußeren Endbereiche zumindest abschnittsweise radial zur Belastungsachse durchgebogen werden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federanordnung derart ausgebildet ist, dass die bei einem bremswirksamen Verlagern des Bremsbelagträgers auf die Anlageabschnitte aufgebrachte Deformationskraft durch das Einspannen des Federstützabschnitts erzeugte, die Federanordnung festlegende Reibkräfte nach Aufbringen eines vorbestimmten Deformationskraftbetrages überschreitet, woraufhin sich die Federanordnung zur Belagverschleiß-Kompensation innerhalb der Führung verlagert.
Eine belagverschleiß-kompensierende Verlagerung der Federanordnung ist deshalb vorteilhaft, da dadurch ein konstantes Ansprechverhalten der Scheibenbremse, selbst bei fortschreitendem Bremsbelagverschleiß, erreicht werden kann. So wird bei zunehmender Betriebsdauer der Bremsbelag am Bremsbelagträger durch Verschleiß abgetragen, was in einer unbetätigten Stellung des Bremsbelagträgers eine größere Distanz von bremswirksamer Fläche des Bremsbelagträgers zu einer zugeordneten Bremsscheibe bewirkt. Diese Distanz wird auch als Lüftspiel bezeichnet. Mit Zunahme des Lüftspiels nimmt der zurückzulegende Weg des Bremsbelagträgers zu, der notwendig ist, um eine Bremswirkung zu erreichen. Dies würde ein verzögertes Ansprechverhalten der Scheibenbremse verursachen. Weiterhin würde eine an dem Bremsbelagträger angreifende rückstellende Federanordnung auch um einen entsprechend größeren Weg deformiert, was gleichbedeutend mit einer Zunahme der auf die Federanordnung aufgebrachten Deformationskraft ist. Hierbei ist mit Deformationskraft diejenige Kraft gemeint, die der Bremsbelagträger bei einer bremswirksamen Verlagerung auf die Federanordnung aufbringt.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es vorteilhaft und auch schon verbreitet, die Federanordnung für ein belagverschleiß-kompensierendes Nachrücken innerhalb der Führung auszubilden, und zwar derart, dass das Lüftspiel vorbestimmte Maximalwerte nicht überschreitet. Dabei ist das Erreichen eines vorbestimmten Deformationskraftbetrages eine geeignete Auslösebedingung für das Nachrücken der Federanordnung, da große Deformationskraftbeträge in der oben beschriebenen Weise häufig mit zunehmendem Lüftspiel und somit zunehmendem Verschleiß korrelieren.
Die erfindungsgemäße Federanordnung stellt eine besonders einfache und zuverlässige Möglichkeit dar, ein derartiges belagverschleiß-kompensierendes Nachrücken zu ermöglichen. Hierfür kann der Federstützabschnitt derart gestaltet sein, dass er die Federanordnung mit einer vorbestimmten Kraft im Aufnahmebereich einspannt. Diese einspannende Kraft führt zu einer Reibwechselwirkung zwischen Federanordnung und Aufnahmebereich, die die Federanordnung festlegende Reibkräfte erzeugt. Diese Reibkräfte wirken einer auf die Federanordnung aufgebrachten Deformationskraft bei einem Verlagern des Bremsbelagträgers entgegen und legen die Federanordnung im Aufnahmebereich insbesondere gegen eine Verlagerung in Betätigungsrichtung fest. Da die Größe der festlegenden Reibkräfte mit der vorbestimmten, einspannenden Kraft des Federstützabschnittes korreliert, kann die Federanordnung bis zu einem vorbestimmten Deformationskraftbetrag im Aufnahmebereich festgelegt werden. Bei einem Überschreiten dieses vorbestimmten Deformationskraftbetrags werden die Reibkräfte überwunden und es kommt zu einem Losbrechen. In der Folge wird die Federanordnung gemeinsam mit dem Bremsbelagträger bleibend in Betätigungsrichtung verlagert, wodurch sich das Lüftspiel reduziert und ein Bremsbelagverschleiß kompensiert werden kann.
Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der Federstützabschnitt unter elastischer Deformation im Aufnahmebereich eingesetzt ist und unter elastischer Rückfederung die Federanordnung kraftschlusswirksam im Aufnahmebereich vorspannt. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Montagevorgang, der auch ohne zusätzliche Werkzeuge und Befestigungsmittel ausführbar sein kann. Mittels des Grades der notwendigen elastischen Deformation lässt sich auch die einspannende Kraft des Federstützabschnitts, die die o. g. Reibkraft zur Folge hat, definiert und zuverlässig einstellen.
In diesem Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass der bogenförmig ausgebildete Federstützabschnitt mit einer sich senkrecht zur Betätigungsrichtung erstreckenden Spannweite versehen ist, die im undeformierten Zustand der Federanordnung die Höhe des Aufnahmebereichs senkrecht zur Betätigungsrichtung überschreitet. Dies bedeutet, dass die Spannweite ein leicht zu überprüfendes und einzuhaltendes Merkmal ist, mittels dem ein zuverlässiges Einspannen der Federanordnung sichergestellt werden kann. Dabei wird beim Einsetzen der Federanordnung in den Aufnahmebereich der Federstützabschnitt derart elastisch deformiert, dass die Spannweite geringer als die Höhe des Aufnahmebereichs senkrecht zur Betätigungsrichtung ist, woraufhin die Federanordnung in den Aufnahmebereich eingesetzt werden kann. Danach entspannt sich der Federstützabschnitt so weit wie möglich. Demnach ist also eine einachsige Deformation des Federstützabschnitts ausreichend, was die Montage und Gestaltung der Federanordnung vereinfacht.
Bei einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmebereich zwei sich in Betätigungsrichtung erstreckende Führungsflächen aufweist, zwischen denen der Federstützabschnitt eingespannt ist. Dies ermöglicht, dass die Federanordnung bei einem belagverschleiß-kompensierenden Verlagern durch die Führungsflächen in Betätigungsrichtung geführt werden kann. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Federanordnung zumindest abschnittsweise zusätzlich an einer Stirnfläche des Aufnahmebereichs anliegt, die sich zwischen den Führungsflächen erstreckt. Dies kann ein ungewolltes Verkippen der Federanordnung bei der Montage und/oder im Betrieb verhindern. Dabei eignet sich insbesondere eine derartige Stirnfläche, an der sich die Federanordnung gegen ein durch die Bremsbelaganordnung an den Anlageabschnitten aufgebrachtes Moment abstützen kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Stirnfläche weitestgehend parallel zu einer Seitenfläche der Haltezunge verläuft.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Anlageabschnitt einstückig am Federstützabschnitt angeformt ist. Mit einer derartigen Gestaltung werden zusätzlich benötigte Befestigungsmittel innerhalb der Federanordnung vermieden und die Gesamtzahl der Fertigungsschritte reduziert. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Federanordnung vollständig aus einem zunächst ebenen Körper oder Federblech gestanzt bzw. herausgebogen wird.
Weiterhin besteht eine erfindungsgemäße Ausführung darin, dass der Übergang von Federstützabschnitt zum wenigstens einen Anlageabschnitt gerundet ausgeführt ist. Eine derartige Gestaltung mindert Spannungskonzentrationen und Kerbwirkungen im Übergangsbereich, wodurch die Langlebigkeit der Federanordnung erhöht werden kann.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Variante schließt der wenigstens eine Anlageabschnitt mit einer Fläche des wenigstens einen Federstützabschnitts, die einer Seitenfläche des Bremsbelagträgers zugewandt ist, einen Winkel von 60° bis 90° ein. Ein derartiges Abwinkeln ermöglicht in besonders zuverlässiger Weise das Ausüben einer ausreichenden Rückstellkraft auf die Haltezunge der Bremsbelaganordnung. Allgemein lässt sich über die Wahl eines definierten Winkels auch ein entsprechend definiertes Deformations- und Rückstellverhalten der Anlageabschnitte vorgeben.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federanordnung die Haltezunge seitlich umgreift. Dies ermöglicht im Vergleich zu einem Umgreifen oberhalb und unterhalb der Haltezunge eine noch einfachere Gestaltung der Federanordnung und eine geringere Baugröße.
Eine besonders zuverlässige Wirkungsweise wird durch eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung erreicht, bei der vorgesehen ist, dass die wenigstens eine Haltezunge eine zum wenigstens einen Anlageabschnitt korrespondierende Ausnehmung aufweist, in die der Anlageabschnitt eingreift. Durch einen derartigen Eingriff übt die Haltezunge eine zentrierende Wirkung auf den Anlageabschnitt und damit auf die Federanordnung an sich aus und kann diese in einer konstanten Relativposition zur Haltezunge ausrichten. In diesem Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Ausnehmung eine Tiefe aufweist, die größer oder gleich der Materialdicke des zugeordneten, wenigstens einen Anlageabschnitts ist. Damit wird in besonders zuverlässiger Weise vermieden, dass der Anlageabschnitt während des Betriebs der Scheibenbremse aus der korrespondierenden Ausnehmung herausrutscht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Haltezunge an ihrer dem Federstützabschnitt zugewandten Seitenfläche mit einer Profilierung versehen ist, die zur Form eines gegenüberliegenden Flächenabschnitts des Federstützabschnittes korrespondiert und mit dieser Profilierung mit dem Federstützabschnitt in Anlage steht.
Dies dient vor allem der Kompensation von während eines Verlagerns der Bremsbelaganordnung auf die Federanordnung einwirkenden Momenten oder Querkräften. Die Federanordnung kann dadurch insbesondere gegen ein Verdrehen um eine senkrecht zur Betätigungsrichtung stehende Achse gesichert werden. Es versteht sich dabei, dass ein derartiges Anliegen sowohl großflächige Lösungen einschließt, bei denen Haltezunge und Federstützabschnitt weitestgehend über den gesamten Bereich ihrer gegenüberliegenden Flächen in Anlage stehen, wie auch kleinflächigere Lösungen, bei der ein Anliegen beispielsweise in Form einer sich in Betätigungsrichtung erstreckenden Nut in der Haltezunge und darin eingreifenden Abschnitten der Federanordnung erreicht wird. Allgemein kann auch vorgesehen sein, dass die Profilierung erst bei einem erhöhten Belagverschleißzustand mit dem Federstützabschnitt in eine Anlage gelangt. Es ist beispielsweise denkbar, dass sich der wenigstens eine Anlageabschnitt unter Einwirkung erhöhter Deformationskräfte derart am Federstützabschnitt abstützt, dass dieser in eine Anlage zur Profilierung gedrängt oder gebogen wird. Somit kann bedarfsgerecht eine zusätzliche Verdrehsicherung der Federanordnung erreicht werden.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Federanordnung unabhängig vom Bremsbelagträger im Aufnahmebereich aufgenommen ist. Dies vermeidet die aus dem Stand der Technik bekannten aufwendigen Lösungen bei denen eine aufwendig geformte Federanordnung an mehreren Flächen der Haltezunge anliegt oder durch zusätzliche Befestigungsmittel daran angebracht ist. Ebenso müssen keine speziellen Funktionsflächen für ein Anliegen der Federanordnung am Bremsbelagträger oder ein Eingreifen darin vorgesehen werden.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung sieht vor, dass der Federstützabschnitt relativ zur Haltezunge konvex oder konkav gekrümmt ist. Dies stellt eine einfache Gestaltungsmöglichkeit der Federanordnung dar, mit der sich ein Einspannen im Aufnahmebereich zuverlässig erreichen lässt.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:
1 eine Detailansicht der Federanordnung der Scheibenbremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Teilansicht der Führung der Scheibenbremse mit einer im Aufnahmebereich eingesetzten Federanordnung gemäß 1;
3 eine Teilansicht der Führung gemäß 2 mit einer in Teilansicht gezeigten, in der Führung aufgenommenen Bremsbelaganordnung; und
4 eine Teilansicht auf die bremswirksame Vorderseite der Bremsbelaganordnung aus 2 mit daran anliegender Federanordnung gemäß der ersten Ausführungsform.
In 1 ist eine Federanordnung für eine erfindungsgemäße Scheibenbremse gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Die Federanordnung weist einen bogenförmig ausgebildeten Abschnitt auf, den Federstützabschnitt 12. Von diesem Federstützabschnitt 12 sind zwei kleinere Abschnitte, die Anlageabschnitte 14, abgewinkelt. Die Anlageabschnitte 14 erstrecken sich im Wesentlichen in radialer Richtung vom bogenförmigen Federstützabschnitt 12, also derart dass sie mit einer bogenförmigen Fläche des Federstützabschnitts 12 einen Winkel β einschließen, der größer als 0° ist. Im gezeigten Fall beträgt der Winkel β etwa 90°. Dabei ist der Übergang von den Anlageabschnitten 14 zum Federstützabschnitt 12 mit einem Radius R versehen und gerundet ausgeführt. Der Federstützabschnitt 12 ist in 1 im undeformierten Zustand gezeigt und weist dabei eine Spannweite X₀ auf.
In 2 ist die Situation zur Führung einer Bremsbelaganordnung in Teilansicht gezeigt und allgemein mit 18 bezeichnet. Man erkennt eine gestufte Ausnehmung, die den Aufnahmebereich 20 bildet. Dieser weist zwei sich in der gezeigten Ansicht im Wesentlichen in der horizontalen Ebene erstreckende Führungsfläche 22 auf und eine sich in der gezeigten Ansicht im Wesentlichen in der vertikalen Ebene erstreckende Stirnfläche 24. Die horizontalen Führungsflächen 22 sind um eine Strecke H beabstandet, welche die Höhe des Aufnahmebereichs 20 darstellt. Der Doppelpfeil V deutet die Verlagerungsrichtungen an, in denen sich die in dieser Figur nicht dargestellte Bremsbelaganordnung relativ zur Führung während des Betriebs der Scheibenbremse verlagern kann. Dabei markiert das in der Blattebene linke Ende des Pfeils V die bremswirksame Verlagerungsrichtung bzw. die Betätigungsrichtung der Bremsbelaganordnung zum Erzielen einer Bremswirkung.
Die Federanordnung 10, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben, ist im Aufnahmebereich 20 der Führung 18 aufgenommen. Dabei weist der Federstützabschnitt 12 eine Spannweite X₁ auf, die der Höhe H des Aufnahmebereichs 20 entspricht. Die Spannweite X₁ liegt hierbei unterhalb der ursprünglichen Spannweite X₀, die im entspannten Zustand der Federanordnung 10 vorliegt. Diese Reduzierung der Spannweite erfolgt durch eine elastische Deformation (”Zusammendrücken”) der Federanordnung 10 bzw. des Federstützabschnitts 12 beim Einsetzen der Federanordnung 10 in den Aufnahmebereich 20. Entsprechend stellt sich eine Vorspannung des Federstützabschnittes 12 gegen die Führungsflächen 22 ein. Weiterhin liegt die Federanordnung mit den in der gezeigten Ansicht oberen und unteren Endabschnitten des Federstützabschnitts 12 an der Stirnfläche 24 an.
In 3 ist die in 2 bisher nicht dargestellte Bremsbelaganordnung in Teilansicht ergänzt und allgemein mit 40 bezeichnet. Die Bremsbelaganordnung 40 umfasst einen Bremsbelagträger 26 mit einem daran angebrachten Bremsbelag auf der der Blattebene abgewandeten Vorderseite des Bremsbelagträgers 26. Der Bremsbelagträger 26 liegt an einer Bremsbelagführungsfläche 36 der Führung 18 an und ist entsprechend bei einer bremswirksamen Verlagerung in Richtung des Pfeils B von der Führung 18 geführt. Der Bremsbelagträger 26 ragt weiterhin mit einer Haltezunge 28 in den Aufnahmebereich 20 hinein. Hierbei liegt die Haltezunge 28 mit einer Seitenfläche 30 dem Federstützabschnitt 12 gegenüber, welcher relativ zur Haltezunge 28 konvex gebogen ist. Die Seitenfläche 30 der Haltezunge 28 ist mit einer zu dieser konvexen Durchbiegung korrespondierenden Profilierung versehen, mit der sie mit dem Federstützabschnitt 12 in Anlage steht. Weiterhin liegt die Haltezunge 28 mit ihrer der Bildebene abgewandten Vorderfläche an den Anlageabschnitten der Federanordnung 10 an.
In der in 3 gezeigten Stellung befindet sich der Bremsbelagträger 26 in der Ausgangsstellung vor bzw. nach einer bremswirksamen Verlagerung. Zum Erreichen einer bremswirksamen Verlagerung wird eine Betätigungskraft F_B auf den Bremsbelagträger 26 ausgeübt, die in Richtung des Pfeils F_B wirkt. Mittel zum Aufbringen einer derartigen Betätigungskraft sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden hier nicht weiter dargestellt. Die Bremsbelaganordnung verlagert sich in der Folge in die bremswirksame Betätigungsrichtung gemäß Pfeil B und stützt sich dabei an den Anlageabschnitten 14 ab, wodurch eine Deformationskraft auf die Federanordnung 10 in Richtung des Pfeils B einwirkt. Das Einspannen der Federanordnung 10 unter elastischer Deformation des Federstützabschnitts 12 erzeugt Reibkräfte in den Kontaktebenen zwischen den Führungsflächen 22 und den daran anliegenden Abschnitten des Federstützabschnittes 12. Diese wirken der Deformationskraft entgegen, wie beispielhaft für die untere Kontaktebene von Federstützabschnitt 12 und Führungsfläche 22 mit dem Pfeil F_R angedeutet. Die Summe der der Deformationskraft entgegenstehenden Reibkräfte wird zu Beschreibungszwecken im Folgenden vereinfacht mit „Reibkraft F_R” bezeichnet. Durch die Reibkraft F_R wird die Federanordnung 10 entsprechend gegen eine Verlagerung in die bremswirksame Betätigungsrichtung B im Aufnahmebereich 20 festgelegt. Dies gilt natürlich nur, solange die Deformationskraft geringer ist als die Reibkraft F_R, also bei einer gewöhnlichen Bremsbetätigung ohne ein belagverschleiß-kompensierendes Nachrücken der Federanordnung 10.
Durch das Abstützen der Bremsbelaganordnung an den Anlageabschnitten 14 während einer bremswirksamen Verlagerung werden diese unter Einwirken der Deformationskraft elastisch deformiert. Dabei geht die elastische Deformation primär mit einer Vergrößerung des im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Winkels 13 einher. Nach Rücknahme der Betätigungskraft F_B üben die Anlageabschnitte 14 eine Rückstellkraft aufgrund ihrer elastischen Rückfederung auf die Haltezunge 28 aus, bis der Winkel β wieder den Ausgangsbetrag von etwa 90° aufweist. Dadurch bewegen die Anlageabschnitte 14 den Bremsbelagträger 26 in seine nicht-verlagerte Ausgangsstellung zurück.
In 4 ist eine weitere Teilansicht des Bremsbelagträgers 26 aus einer zur Blickachse der 3 entgegengesetzten Richtung gezeigt, wobei die Führung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Die gezeigte Vorderfläche der Bremsbelagträgers 26 ist die bremswirksame Fläche der Bremsbelaganordnung 40 und weist einen Bremsbelag 32 mit einer Schichtdicke D auf. Dieser Bremsbelag 32 kommt bei einem bremswirksamen Auslenken an einer nicht dargestellten Bremsscheibe zum Anliegen. Weiterhin ist die Haltezunge 28 mit Ausnehmungen 34 versehen, die zur Form der Anlageabschnitte 14 korrespondieren und mit diesen in Eingriff stehen. Die Tiefe der Ausnehmungen überschreitet dabei die Materialdicke der Anlageabschnitte 14. Ebenso erkennt man die Profilierung der Seitenfläche 30 der Haltezunge 28.
Das Anliegen der profilierten Seitenfläche 30 und der Eingriff der Anlageabschnitte 14 in die Ausnehmungen 34 wirken jeweils zentrierend auf die räumliche Lage der Federanordnung 10. Dies ist insbesondere wichtig bei einem belagverschleiß-kompensierenden Nachrücken, bei dem erhöhte Kräfte auf die Federanordnung 10 einwirken. Mithilfe dieser vorstehend genannten Maßnahmen können ein Verkippen der Federanordnung 10 vermieden und eine vorbestimmte Relativausrichtung von Federanordnung zur Haltezunge 28 und zum Aufnahmebereich 20 eingehalten werden.
Mit zunehmender Anzahl an Bremsbetätigungen nimmt die Schichtdicke D des Bremsbelags 32 durch Verschleiß ab, welcher infolge der Wechselwirkung zwischen dem Bremsbelag 32 und einer (nicht gezeigten) Bremsscheibe auftritt. Entsprechend vergrößert sich das Lüftspiel und der Bremsbelagträger 26 muss in zunehmendem Maße in die Betätigungsrichtung verlagert werden, um an der nicht gezeigten Bremsscheibe zum bremswirksamen Anliegen zu kommen. Dies gilt insbesondere deshalb, weil die Anlageabschnitte 14 den Bremsbelagträger 26 bei Rücknahme der Betätigungskraft F_B jeweils in die gleiche Ausgangsstellung zurückstellen. Um diese zunehmende Distanz von Bremsbelag 32 und Bremsscheibe zu überbrücken, müsste die Bremsbelaganordnung 40 also auch die Anlageabschnitte 14 zu einem größeren Grad deformieren, um den Bremsbelag 32 mit der Scheibenbremse in Anlage zu bringen. Dies bedeutet im Vergleich zum verschleißfreien Zustand, dass eine größere Deformationskraft auf die Federanordnung 10 aufgebracht werden müsste, um das Lüftspiel zu überwinden. Insgesamt würden also aufgrund der verschleißbedingt abnehmenden Schichtdicke D des Bremsbelags 32 der Ansprechweg bzw. die Ansprechdauer von Betätigungsbeginn bis zur Bremswirkung der Scheibenbremse zunehmen, ebenso wie eine auf die Federanordnung 10 aufgebrachte Deformationskraft beim Überwinden des Lüftspiels. Um diesen Vorgang auszugleichen, ist die mit der elastischen Deformation des Federstützabschnitts 12 korrelierende Reibkraft F_R derart gewählt, dass bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Deformationskraftbetrages die Reibkraft F_R überschritten wird und nach einem ”Losbrechen” die Federanordnung 10 gemeinsam mit dem Bremsbelagträger 26 verlagert wird. Infolge dieser Verlagerung rückt die Federanordnung 10 in Betätigungsrichtung gesehen näher an die (nicht gezeigte) Bremsscheibe heran und verharrt in dieser Position. Entsprechend wird auch der Bremsbelagträger 26 in eine Position zurückgestellt, die in Betätigungsrichtung gesehen näher an der Bremsscheibe liegt. Somit wird das Lüftspiel reduziert und die beim Überwinden des Lüftspiels aufgebrachte Deformationskraft wie auch die Ansprechdauer der Scheibenbremse verringern sich entsprechend.
Es ergibt sich also, dass durch Wahl der Eigenschaften und Dimensionen des Federstützabschnitts 12 eine maximale Deformationskraft vorbestimmt werden kann, bis zu der die Federanordnung ortsfest in der Führung 18 verbleibt. Die Anlageabschnitte 14 sind dabei derart gestaltet, dass diese beim Aufbringen der maximalen Deformationskraft um einen vorbestimmten Deformationsweg verformt werden. Dieser vorbestimmte Deformationsweg entspricht dem maximal zulässigen Lüftspiel, welches aufgrund der einsetzenden Überwindung der Reibkraft F_R demnach auf einen vorbestimmten Maximalwert begrenzbar ist. Dabei versteht es sich, dass durch Wahl des Materials, der Abmessungen, des Betrags des Winkels β und dergleichen die Vorspann- und Federkräfte der jeweiligen Abschnitte 12 und 14 der Federanordnung 10 definiert eingestellt werden können. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Federanordnung 10 aus einem Federstahl hergestellt und einstückig ausgebildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/076424 A1 [0003]
DE 10650592 A1 [0004]

Claims

Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Führung (18), in der wenigstens eine Bremsbelaganordnung bremswirksam verlagerbar geführt ist, wobei die Bremsbelaganordnung einen Bremsbelagträger (26) aufweist, an dem ein Bremsbelag (32) angebracht ist, der mit einer Bremsscheibe zum Erzielen einer Bremswirkung durch Aufbringen einer Betätigungskraft am Bremsbelagträger (26) in Wechselwirkung bringbar ist, wobei der Bremsbelagträger (26) wenigstens eine Haltezunge (28) aufweist und die Führung (18) wenigstens einen Aufnahmebereich (20) aufweist, in dem die Haltezunge (28) aufnehmbar ist, wobei sich die wenigstens eine Haltezunge (28) bei einer bremswirksamen Verlagerung an einer Federanordnung (10) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (10) einen bogenförmig ausgebildeten Federstützabschnitt (12) aufweist, über den sie im Aufnahmebereich (20) unter Vorspannung eingespannt ist, und weiterhin wenigstens einen in radialer Richtung von dem bogenförmigen Federstützabschnitt (12) verlaufenden Anlageabschnitt (14) aufweist, der unter elastischer Deformation in Folge einer bremswirksamen Auslenkung des Bremsbelagträgers (26) eine Rückstellkraft auf die wenigstens eine Haltezunge ausübt.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Federanordnung (10) derart ausgebildet ist, dass die bei einem bremswirksamen Verlagern des Bremsbelagträgers (26) auf die Anlageabschnitte (14) aufgebrachte Deformationskraft durch das Einspannen des Federstützabschnitts (12) erzeugte, die Federanordnung (10) festlegende Reibkräfte (F_R) nach Aufbringen eines vorbestimmten Deformationskraftbetrages überschreitet, woraufhin sich die Federanordnung (10) zur Belagverschleiß-Kompensation innerhalb der Führung (18) verlagert.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federstützabschnitt (12) unter elastischer Deformation im Aufnahmebereich (20) eingesetzt ist und unter elastischer Rückfederung die Federanordnung (10) kraftschlusswirksam im Aufnahmebereich (20) vorspannt.
Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmig ausgebildete Federstützabschnitt (12) mit einer sich senkrecht zur Betätigungsrichtung erstreckenden Spannweite versehen ist, die im undeformierten Zustand der Federanordnung (10) die Höhe (H) des Aufnahmebereichs (20) senkrecht zur Betätigungsrichtung überschreitet.
Scheibenbremse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (20) zwei sich in Betätigungsrichtung erstreckende Führungsflächen (22) aufweist, zwischen denen der Federstützabschnitt (12) eingespannt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (10) zumindest abschnittsweise an einer Stirnfläche (24) des Aufnahmebereiches (20) anliegt, die sich zwischen den Führungsflächen (22) erstreckt.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anlageabschnitt (14) einstückig am Federstützabschnitt (12) angeformt ist.
Scheibenbremse nach der Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von Federstützabschnitt (12) zum wenigstens einen Anlageabschnitt (14) gerundet ausgeführt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anlageabschnitt (14) mit einer Fläche des Federstützabschnitts (12), die einer Seitenfläche (30) des Bremsbelagträgers (26) zugewandt ist, einen Winkel von 60° bis 90° einschließt.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung die Haltezunge (28) seitlich umgreift.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Haltezunge (28) eine zum wenigstens einen Anlageabschnitt (14) korrespondierende Ausnehmung (34) aufweist, in die der Anlageabschnitt (14) eingreift.
Scheibenbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (34) eine Tiefe aufweist, die größer oder gleich der Materialdicke des zugeordneten, wenigstens einen Anlageabschnitts (14) ist.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezunge (28) an ihrer dem Federstützabschnitt (12) zugewandten Seitenfläche (30) mit einer Profilierung versehen ist, die zur Form eines gegenüberliegenden Flächenabschnitts des Federstützabschnittes (12) korrespondiert und mit dieser Profilierung mit dem Federstützabschnitt (12) in Anlage steht.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (10) unabhängig vom Bremsbelagträger (26) im Aufnahmebereich (20) aufgenommen ist.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federstützabschnitt (12) relativ zur Haltezunge (28) konvex oder konkav gekrümmt ist.