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Die Erfindung bezieht sich auf eine Faustsattelbremse, insbesondere auf eine Faustsattelbremse zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug. Die Faustsattelbremse weist einen Halter zur Befestigung der Faustsattelbremse an einer Haltevorrichtung, wie z.B. einem Bremshalter eines PKW, ein Gehäuse und mindestens eine an dem Halter angeordneten Führungsvorrichtung zur axialen Führung des Gehäuses relativ zum Halter, ein Betätigungselement zur Betätigung der Faustsattelbremse sowie mindestens eine Dämpfungshülse auf, die zwischen der Führungsvorrichtung und dem Gehäuse angeordnet ist.
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Faustsattelbremsen und Festsattelbremsen gehören zu der Gruppe der Scheibenbremsen und weisen eine Bremsscheibe, einen Bremsbelag und mindestens einen Bremszylinder auf. Über den Bremszylinder ist der Bremsbelag gegen die rotierende Bremsscheibe drückbar, so dass durch Reibung ein Bremsmoment erzeugt wird, das die Rotation der Bremsscheibe abbremst.
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Faustsattelbremsen haben gegenüber Festsattelbremsen allerdings eine Vielzahl von Vorteilen. Sie haben eine kleinere Baugröße und sind wegen ihrer kompakten Bauform leichter als Festsattelbremsen. Die Gehäuseführungen bei Faustsattelbremsen sind wartungsfrei und somit unempfindlich gegen Schmutz und Korrosion.
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Festsattelbremsen und Faustsattelbremsen unterscheiden sich durch ihren Aufbau und ein unterschiedliches Wirkprinzip. Festsattelbremsen weisen einen Festsattel auf, der an eine entsprechende Aufnahme eines Fahrzeugs montierbar ist. In dem Festsattel sind mindestens zwei Bremszylinder angeordnet, mit denen die Bremsbeläge von zwei entgegengesetzten Seiten einer Bremsscheibe direkt gegen diese drückbar sind.
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Faustsattelbremsen weisen einen Halter auf, in dem ein Gehäuse linear verschiebbar geführt ist. Der Halter ist an eine entsprechende Aufnahme eines Fahrzeugs montierbar. In Ruhelage befindet sich die Faustsattelbremse in einer ersten Position, in der der Bremsbelag mit der Bremsscheibe nicht im Eingriff sind. Der Bremszylinder ist in der ersten Position nicht betätigt. Beim Bremsvorgang drückt der Kolben des Bremszylinders, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, einen inneren Bremsbelag nach Überwindung des Lüftspiels gegen die Bremsscheibe. Durch die Reaktionskraft wird ein Gehäuse darauf in entgegengesetzte Richtung relativ zum Halter verschoben. Nach Überwindung eines weiteren Lüftspiels wird dann der äußere Bremsbelag gegen die Bremsscheibe gepresst. In dieser zweiten Position sind beide Bremsbeläge mit der Bremsscheibe im Eingriff.
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In einer Nut im Bremszylinder ist sowohl bei Festsattelbremsen als auch bei Faustsattelbremsen ein Dichtring aus Gummi angeordnet, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und den Kolben gegen eine Innenwand des Bremszylinders abdichtet. Der Innendurchmesser des Dichtrings ist kleiner als der Außendurchmesser des Kolbens, so dass der Dichtring den Kolben mit Vorspannung umfasst. Bei der Bremsbewegung des Kolbens wird der Dichtring durch seine Haftreibung und die Kolbenbewegung elastisch verformt. Im Idealfall geht der Dichtring nach dem Betätigen des Bremszylinders wieder in seine Ausgangsform zurück, so dass sich die Bremsbeläge wieder von der Bremsscheibe lösen und ein Lüftspiel zur Bremsscheibe aufweisen.
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Bekannte Faustsattelbremsen haben den Nachteil, dass insbesondere durch Verschleiß und Verschmutzung die Leichtläufigkeit des Bremszylinders beeinträchtigt wird und die Verformenergie des Dichtrings nicht mehr ausreicht, um eine vollständige Rückstellung des Gehäuses in die erste Position zu gewährleisten. Das Lüftspiel wird somit kleiner, und bei fortschreitendem Verschleiß und Verschmutzung bleiben die Bremsbeläge und die Bremsscheibe auch ohne Betätigung des Bremszylinders ganz oder teilweise im Eingriff, so dass die Bremse schleift. Dies führt zu einer übermäßigen Erwärmung und Abnutzung der Bremsbeläge sowie einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs, da das Fahrzeug durch das Schleifen der Bremse kontinuierlich abgebremst wird und dies durch eine verstärkte Betätigung des Motors kompensiert werden muss.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Faustsattelbremse, insbesondere eine Faustsattelbremse für ein Kraftfahrzeug, bereitzustellen, die die obigen Nachteile zumindest teilweise nicht aufweist. Demnach ist es insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Faustsattelbremse bereitzustellen, die nach einem Bremsvorgang eine verbesserte Rückstellung des Bremssattelgehäuses gewährleistet, so dass sich die äußeren Bremsbeläge von der Bremsscheibe lösen und ein erforderliches Lüftspiel zur Bremsscheibe aufweisen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Faustsattelbremse gemäß Patentanspruch 1 sowie eine Dämpfungshülse nach Anspruch 10 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 9 stellen bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Faustsattelbremse dar.
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Demnach wird die Erfindung durch eine Faustsattelbremse mit einem Halter zur Befestigung der Faustsattelbremse an einer Haltevorrichtung, einem Gehäuse, mindestens einer an dem Halter angeordneten Führungsvorrichtung zur axialen Führung des Gehäuses relativ zum Halter, mindestens einem Betätigungselement zur Betätigung der Faustsattelbremse sowie mindestens einer Dämpfungshülse mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, die zwischen der Führungsvorrichtung und dem Gehäuse angeordnet ist, gelöst. Mindestens eine erste Dämpfungshülse ist in Richtung ihrer Längsachse elastisch verformbar ausgebildet, so dass ein durch das Betätigungselement bewirktes, axiales Verschieben des Gehäuses relativ zum Halter von einer ersten Position in eine zweite Position eine Federkraft in der ersten Dämpfungshülse erzeugt, die nach Betätigung des Betätigungselements ein Zurückverfahren des Gehäuses in die erste Position unterstützt.
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Ein Halter einer Faustsattelbremse ist eine Vorrichtung zur Befestigung der Faustsattelbremse an einer Haltevorrichtung, z.B. an einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus hat der Halter die Funktion, ein oder mehrere Betätigungselemente, wie z.B. Bremszylinder, zu halten sowie ein Gehäuse der Faustsattelbremse axial zu führen. Eine Führungseinrichtung i.S.d. Erfindung dient einer axialen Führung des Gehäuses zum Halter. Hierfür sind bei Faustsattelbremsen im Wesentlichen zwei unterschiedliche Ausführungsformen bekannt, nämlich eine Zahnführung und eine Bolzenführung. Des Weiteren gibt es spezielle Bauformen, wie z.B. eine kombinierte Bolzen-Zahnführung oder eine Bolzenführung mit aufklappbarem Faustsattel. Bei der Zahnführung weist der Halter schienenförmig ausgebildete Zähne mit jeweils zwei Längsseiten auf, die von backenförmigen Wänden des Gehäuses beidseitig umgeben sind und somit das Gehäuse axial führen. Vorzugsweise weist der Halter mindestens zwei Zähne auf, um ein seitliches Abrutschen des Gehäuses von dem Zahn zu verhindern. Das Gehäuse wird über eine Führungsfeder an die Zähne des Halters gedrückt, um Klappergeräusche zu vermeiden. Bei der Bolzenführung weist der Halter hervorstehende Bolzen auf, die z.B. ein Gewinde aufweisen mit dem sie mit dem Halter verschraubt sind. Das Gehäuse weist Führungsbohrungen auf, die jeweils einen Bolzen umgeben. Somit ist das Gehäuse auf dem Bolzen axial geführt. Vorzugsweise weist der Halter mindestens zwei Bolzen auf, um ein Verkannten des Gehäuses zu verhindern.
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Zur Verbesserung der axialen Führung weisen Bolzen von Bolzenführungen jeweils eine Dämpfungshülse auf, die zwischen Bolzen und Führungsbohrung angeordnet ist. Herkömmliche Dämpfungshülsen dienen lediglich dem Herabsetzen der Reibung zwischen Bolzen und Führungsbohrung und weisen daher eine abriebarme Oberfläche, z.B. aus Teflon, mit einem geringen Reibungskoeffizienten auf. Derartige Dämpfungshülsen sind in ihrer Längsrichtung daher auch relativ steif und elastisch nicht verformbar. Eine erfindungsgemäße Dämpfungshülse hat neben dem herabsetzen der Reibung zwischen Bolzen und Führungsbohrung noch die Funktion, eine Rückstellkraft zu erzeugen und ist daher in ihrer Längsrichtung elastisch verformbar ausgebildet, so dass sich z.B. eine in Längsrichtung gestauchte Dämpfungshülse ohne äußeren Krafteinfluss wieder elastisch in ihre ursprüngliche Form zurückbildet ohne dass eine plastische Verformung der Dämpfungshülse bleibt.
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Das Gehäuse einer Faustsattelbremse hat die Aufgabe, einen Bremsbelag von einer Seite an eine Bremsscheibe zu führen, wenn die Faustsattelbremse betätigt wird. Ein dem gehäuseseitigen Bremsbelag gegenüber angeordneter Bremsbelag ist an dem Betätigungselement, z.B. dem Bremszylinder, angeordnet, so dass beim Betätigen der Faustsattelbremse die Bremsbeläge beidseitig zur Bremsscheibe bewegt und gegen diese gedrückt werden.
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Vorzugsweise ist die Dämpfungshülse derart ausgebildet, dass ein durch das Betätigungselement bewirktes, axiales Verschieben des Gehäuses relativ zum Halter von einer ersten Position in eine zweite Position eine Federkraft in der ersten Dämpfungshülse erzeugt, die nach Betätigung des Betätigungselements ein Zurückverfahren des Gehäuses in die erste Position bewirkt.
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Durch die Verwendung von Dämpfungshülsen, die in Richtung ihrer Längsachse elastisch verformbar sind, ist durch Betätigung der Faustsattelbremse eine Rückstellkraft erzeugbar, die einer durch das Betätigungselement sowie eine Spreizfeder erzeugbaren Rückstellkraft der Faustsattelbremse gleichgerichtet ist. Die von der Dämpfungshülse erzeugte Rückstellkraft ergänzt somit die von dem Betätigungselement sowie der Spreizfeder erzeugte Rückstellkraft, so dass die Rückstellung der Bremsbeläge in die erste Position verbessert wird. Das Betätigungselement ist vorzugsweise als Bremszylinder ausgebildet.
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Vorzugsweise weist die erste Dämpfungshülse in dem ersten Abschnitt und/oder dem zweiten Abschnitt eine Geometrie auf, die eine elastische Verformung begünstigt. Hierfür weist die Dämpfungshülse z.B. zumindest teilweise einen wellen- und/oder zickzackförmigen Längsschnitt auf mindestens einer inneren und/oder äußeren Oberfläche auf. Vorzugsweise kann die innere und/oder äußere Oberfläche der Dämpfungshülse Ausbuchtungen und/oder Erhebungen aufweisen, die z.B. im Wesentlichen kurvig oder eckig, insbesondere mit halbkreisförmigem, rechteckigem, trapezförmigem oder dreieckigem Querschnitt, ausgebildet sind. Eine Geometrie, die eine elastische Verformung der Dämpfungshülse begünstigt hat den Vorteil, dass eine elastische Rückformung der Dämpfungshülse in die erste Position und somit die Rückstellung der Faustsattelbremse in die erste Position hierdurch begünstigt wird.
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Besonders bevorzugt weist die erste Dämpfungshülse in dem ersten Abschnitt und / oder dem zweiten Abschnitt ein Material auf, das sich bei einem relativen Verschieben des Gehäuses zum Halter von der ersten Position in die zweite Position elastisch verformt. Hierfür ist eine Material, das Gummi aufweist, besonders bevorzugt. Ein elastisch verformbares Material hat den Vorteil, dass es eine elastische Rückformung der Dämpfungshülse in die erste Position und somit die Rückstellung der Faustsattelbremse in die erste Position hierdurch begünstigt wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Führungsvorrichtung einen im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Führungsbolzen auf, wobei die erste Dämpfungshülse den Führungsbolzen umfassend auf diesem angeordnet ist, und wobei die Dämpfungshülse mit dem ersten Abschnitt axial gehalten innerhalb einer Führungsbohrung des Gehäuses angeordnet ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass Verluste durch Reibung zwischen Führungsbolzen, Führungsbohrung und Dämpfungshülse sowie der Verschleiß reduziert werden. Besonders bevorzugt weist Dämpfungshülse eine innere Ausnehmung mit einem inneren Durchmesser auf, der einem Durchmesser des Führungsbolzen entspricht, so dass die Dämpfungshülse spielfrei am Führungsbolzen anordenbar ist und im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Führungsbolzen an diesem anliegt. Weiter bevorzugt weist die Dämpfungshülse einen äußeren Durchmesser auf, der einem inneren Durchmesser der Führungsbohrung des Gehäuses entspricht, so dass die Dämpfungshülse im Wesentlichen spielfrei in der Führungsbohrung des Gehäuses anordenbar ist und im Wesentlichen über den gesamten Umfang der Dämpfungshülse an der Führungsbohrung anliegt.
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Es ist vorteilhaft, wenn die erste Dämpfungshülse mit dem zweiten Abschnitt an der Führungsvorrichtung und / oder dem Halter axial gehalten ist. Hierdurch wird ein ungewolltes axiales Verschieben der kompletten Dämpfungshülse relativ zur Führungsvorrichtung bzw. zum Halter verhindert und eine elastische Verformung der Dämpfungshülse beim Bremsvorgang begünstigt.
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Weiter bevorzugt weist die Führungsvorrichtung eine Nut und / oder einen Absatz zum axialen Halten der ersten Dämpfungshülse auf. Weiter bevorzugt weist die Dämpfungshülse einen entsprechenden Absatz bzw. eine entsprechende Nut auf, um einen formschlüssigen, axialen Sitz der Dämpfungshülse an der Führungsvorrichtung zu gewährleisten.
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Vorzugsweise weist die Faustsattelbremse mindestens zwei Bremsbelagrückenplatte zum Halten von Bremsbelägen auf, von denen eine erste Bremsbelagrückenplatte an dem Gehäuse und ein zweiter Bremsbelagrückenplatte an dem Betätigungselement angeordnet ist. An den Bremsbelagrückenplattebelagrückenplatten angeordnete Bremsbeläge bilden somit ein Bremsbelagpaar und sind gegen zwei gegenüberliegende Seiten einer Bremsscheibe drückbar. Vorzugsweise sind die Bremsbeläge eines Bremsbelagpaares auf einer gemeinsamen Achse verschiebbar und somit von zwei Seiten auf die gleiche Stelle der Bremsscheibe drückbar. Hierdurch wird ein gleichmäßigeres Bremsen ermöglicht.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wirkt das Betätigungselement mit einer Rückstellkraft auf das Gehäuse in Richtung zur ersten Position, wenn das Gehäuse in der zweiten Position oder zwischen der zweiten Position und der ersten Position angeordnet ist. Diese Rückstellkraft wirkt in die gleiche Richtung der Rückstellkraft der Dämpfungshülse und verbessert somit die Rückstellung der Faustsattelbremse von der zweiten Position in die erste Position, wenn das Betätigungselement nicht mehr betätigt wird.
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Vorzugsweise ist in der ersten Position zwischen den Bremsbelägen ein Spalt ausgebildet, der eine Dicke einer zwischen den Bremsbelägen angeordneten Bremsscheibe übersteigt. Somit wird gewährleistet, dass zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe ein Lüftspiel vorhanden ist, so dass die Bremsscheibe nicht an den Bremsbelägen schleift. Weiter bevorzugt ist der Spalt derart ausgebildet, dass Dickenvariationen der Bremsscheibe berücksichtigt werden, so dass auch bei rotierender Bremsscheibe dauerhaft ein Spalt zwischen Bremsscheibe und den Bremsbelägen besteht.
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Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Dämpfungshülse gelöst, die in Richtung ihrer Längsachse elastisch verformbar ausgebildet ist, so dass durch ein Verformen der Dämpfungshülse entlang der Längsachse von einer ersten Form in eine zweite Form eine elastische Rückstellung der Dämpfungshülse in die erste Form bewirkt. Die Dämpfungshülse ist vorzugsweise zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Faustsattelbremse geeignet.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Faustsattelbremse in der ersten Position; und
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2 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Faustsattelbremse aus 1 in der zweiten Position.
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Die in 1 schematisch dargestellte Faustsattelbremse 1 weist einen Halter 2, der über einen nicht dargestellten Anschluss an einer Bremshaltevorrichtung, z.B. an einer Radnabe eines Kraftfahrzeugs, anbringbar ist, und ein Gehäuse 3 auf, das über eine Führungsvorrichtung 4 relativ zum Halter 2 entlang einer Längsachse L geführt ist. Der Halter 2 weist Führungsbolzen 7 auf, die jeweils teilweise in eine Führungsbohrung 8 des Gehäuses 3 hineinragen. In alternativen Ausführungsformen können die Führungsbolzen 7 auch durch die Führungsbohrung 8 hindurch erstrecken. Auf den Führungsbolzen 7 ist eine Dämpfungshülse 6 mit einem ersten Bereich 6a und einem zweiten Bereich 6b angeordnet, so dass die Dämpfungshülse innerhalb der Führungsbohrung 8 zwischen dem Gehäuse 3 und dem Führungsbolzen 7 angeordnet ist. Die Dämpfungshülse 6 verbessert das relative Abgleiten von Führungsbolzen 7 und Führungsbohrung 8 durch ein Reduzieren der Reibung.
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Die Faustsattelbremse 1 ist über ein Betätigungselement 5, das als Bremszylinder ausgebildet ist, betätigbar. Das Betätigungselement 5 weist einen Bremskolben 5a auf, der im Inneren des Gehäuses 3 geführt ist. Der Bremskolben 5a ist über einen umlaufenden Dichtungsring 5b zum Gehäuse 3 abgedichtet, wobei der Dichtungsring 5b am Gehäuse 3 gegen ein Verschieben in Richtung der Längsachse L gesichert ist. Hierfür weist das Gehäuse 3 eine umlaufende Nut 14 auf, in der der Dichtungsring 5b gehalten ist. Der Bremskolben 5a bildet mit dem Gehäuse 3 eine nach außen abgeschlossene Druckkammer 13. Über einen Kanal 12 ist Bremsflüssigkeit in die Druckkammer 13 zum Betätigen der Faustsattelbremse hineinleitbar und zum Lösen der Faustsattelbremse herausleitbar.
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Eine erste Bremsbelagrückenplatte 9a ist an einer Innenseite des Gehäuses 3 angeordnet und weist einen Bremsbelag auf 10. Eine zweite Bremsbelagrückenplatte 9b mit einem Bremsbelag 10 ist dem ersten Bremsbelag 10 gegenüberliegend an dem Bremskolben 5a angeordnet. Zwischen den Bremsbelägen ist eine Bremsscheibe 11 angeordnet. In der in 1 dargestellten ersten Position der Faustsattelbremse 1 ist zwischen den Bremsbelägen 10 ein Spalt S ausgebildet, der breiter als die Bremsscheibe 11 ist, so dass keine Bremswirkung erzielt wird und die Bremsscheibe 11 nicht an den Bremsbelägen 10 schleift.
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Beim Betätigen des Betätigungselements 5 wird Bremsflüssigkeit über den Kanal 12 in die Druckkammer 13 geleitet. Hierdurch wird der Bremskolben 5a mit der zweiten Bremsbelagrückenplatte 9b und dem Bremsbelag 10 in Richtung Bremsscheibe 11 verschoben.
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Darüber hinaus bewirkt der steigende Druck in der Druckkammer 13, dass das Gehäuse 3 mit der ersten Bremsbelagrückenplatte 9a und dem Bremsbelag 10 in die entgegengesetzte Richtung zur Bremsscheibe 10 verschoben wird.
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2 zeigt den als zweite Position bezeichneten Zustand der Faustsattelbremse 1, in dem beide Bremsbeläge 10 an der Bremsscheibe 11 anliegen und die Bremse eine Bremswirkung entfaltet. Wie aus 2 entnehmbar, ist der Dichtungsring 5b durch das Verschieben des Bremskolbens 5b zum Gehäuse 3 elastisch deformiert und übt auf den Bremskolben 5a eine Rückstellkraft in Richtung der in 1 gezeigten, ersten Position aus. Des Weiteren zeigt 2, dass der zweite Bereich 6b der Dämpfungshülse 6 durch Stauchung elastisch verformt ist. Aus diese Weise übt die Dämpfungshülse 6 auf den Führungsbolzen 7 eine Rückstellkraft aus, die der Rückstellkraft des Dichtungsrings 5b gegengerichtet ist. Somit wird das Zurückstellen der Faustsattelbremse 1 in die erste Position nach dem Betätigen des Betätigungselements 5 erheblich verbessert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Faustsattelbremse
- 2
- Halter
- 3
- Gehäuse
- 4
- Führungsvorrichtung
- 5
- Betätigungselement
- 5a
- Bremskolben
- 5b
- Dichtungsring
- 6
- Dämpfungshülse
- 6a
- erster Abschnitt
- 6b
- zweiter Abschnitt
- 7
- Führungsbolzen
- 8
- Führungsbohrung
- 9a
- erste Bremsbelagrückenplatte
- 9b
- zweite Bremsbelagrückenplatte
- 10
- Bremsbelag
- 11
- Bremsscheibe
- 12
- Kanal
- 13
- Druckkammer
- 14
- Nut
- L
- Längsachse
- S
- Spalt