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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremssattel für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.
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Der Bremssattel ist der Teil einer Scheibenbremsanlage, der die Bremsbeläge lagert und bei Bedarf mittels eines Aktors auf die Bremsscheibe drückt. Bei hydraulisch betätigten Bremssätteln werden die Bremsbeläge durch einen oder mehrere bewegliche Kolben, bei mechanisch betätigten Bremssätteln hingegen durch entsprechende Hebel oder einen Spindeltrieb auf die Bremsscheibe gedrückt
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Die
DE 10 2012 020 293 A1 zeigt ein Verfahren zum Abstimmen der Eigenfrequenzen an Bauteilen von Bremssystemen, wobei die Eigenfrequenzen durch Einstellung der Masse eines oder mehrerer Bauteile derart ausgelegt werden, dass Schwingungsüberlagerungen beziehungsweise Resonanzschwingungen im Betrieb weitestgehend vermieden sind. Zur Einhaltung enger Frequenzbereiche der Bauteile wird vorgeschlagen, dass in zumindest ein Bauteil, beispielsweise dem Bremssattel, an nicht strukturschwächender Stelle zumindest eine Bohrung eingebracht wird, dass die Eigenfrequenz des Bauteils dann individuell vermessen wird und dass bei einer Abweichung die gewünschte Eigenfrequenz durch Vergrößern/Vertiefen der Bohrung oder durch Einfügen eines mehr oder minder massebehafteten Stopfens eingestellt wird. Der Stopfen dient dazu die Masse des Bremssattels wieder zu erhöhen, wenn diese durch die Bohrung zu gering geworden ist.
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Die gattungsbildende
DE 10 2014 001 061 A1 beschreibt eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine Bremsbelaganordnung mit einem Reibbelag und einer Belagrückenplatte, wobei der Reibbelag mit einer Bremsscheibe zum Erzielen einer Bremswirkung in Wechselwirkung bringbar ist, und eine an einem Bremssattel oder an einem Bremsträger angeordnete Schwingungsdämpfungseinrichtung mit zumindest einer Zusatzmasse. Die Zusatzmasse ist als separates Bauteil ausgebildet und die Schwingungsdämpfungseinrichtung umfasst ferner einen an dem Bremssattel oder an dem Bremsträger befestigten Aufnahmebolzen, über den die Zusatzmasse an dem Bremssattel oder an dem Bremsträger fixierbar ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Bremssattel für ein Fahrzeug mit einem besser integrierten und effizienteren Schwingungstilger bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein Bremssattel für ein Fahrzeug, wobei der Bremssattel geeignet ist mindestens einen Bremsbelag zu lagern, der durch einen Aktor gegen eine Bremsscheibe gedrückt werden kann, hat mindestens einen Schwingungstilger an sich angeordnet, der mit dem Bremssattel als Mehrmassenschwinger zusammenwirkt und wobei der Bremssattel mindestens eine Vertiefung zur Aufnahme des Schwingungstilgers aufweist und wobei die mindestens eine Vertiefung durch einen Deckel verschlossen ist, der im verschlossenen Zustand eine Druckkraft auf den Schwingungstilger ausübt.
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Indem der Schwingungstilger durch seine Anordnung in einer Vertiefung des Bremssattels in die Kontur des Bremssattels weitgehend integriert ist, steht dieser nicht im Konflikt mit umliegenden Baugruppen, beispielsweise der Radaufhängung. Durch die mindestens eine Vertiefung in dem Bremssattel ist ein Verbau des Schwingungstilgers optional möglich. Insbesondere kann ein Satz verschiedener Schwingungstilger vorgehalten werden, der je nach Schwingungsverhalten des Bremssattels individuell zum Einsatz kommt. Als Ort für die Einbringung der mindestens einen Vertiefung kommen selbstverständlich diejenigen Bereiche des Bremssattels in Frage, die einer geringen mechanischen Belastung ausgesetzt sind und bei typischen, kritischen Schwingungsanregungen des Bremssattels (beispielsweise Torsion oder Biegung) hohe Schwingungsamplituden ausbilden. Bremssattel und Schwingungstilger bilden miteinander einen Mehrmassenschwinger auf, so dass der Schwingungstilger gezielt in bestimmten Frequenzbereichen kritische Schwingungen des Bremssattels reduzieren und folglich die daraus resultierenden Geräuschemissionen vermeiden kann. Der Schwingungstilger ist vorzugsweise quader- oder tonnenförmig ausgebildet und in einer ebensolchen Vertiefung gelagert. Die Variation von Masse und Anbindungssteifigkeit des Schwingungstilgers erlaubt dessen Abstimmung auf den konkreten Anwendungsfall, so zum Beispiel auf eine zu vermeidende Quietsch-/Geräuschfrequenz des Bremssattels. Als Aktoren eignen sich beispielsweise hydraulisch oder elektromechanisch verstellbare Kolben. Die mindestens eine Vertiefung ist durch einen Deckel verschlossen. Das Verschließen der Vertiefung mit einem, vorzugsweise abgedichteten, Deckel reduziert den Schmutzeintrag, schützt den Schwingungstilger vor Verlust und erzeugt eine gefälligere Optik. Der Deckel übt im verschlossenen Zustand eine Druckkraft auf den Schwingungstilger aus. Durch diese Druckkraft lässt sich die schwingungsreduzierende Wirkung noch gezielter auf den konkreten Anwendungsfall abstimmen.
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In einer bevorzugten Ausführung ragt der Schwingungstilger nicht aus der Vertiefung heraus. Wird der Schwingungstilger vollständig in der Vertiefung versenkt, so stört er optisch und bauraumtechnisch am wenigsten.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die mindestens eine Vertiefung durch ein weiteres Bremssattelbauteil verschlossen, wobei das weitere Bremssattelbauteil besonders bevorzugt als ein Deckel oder eine Hälfte eines geteilten Bremssattels ausgebildet ist. Das Verschließen der Vertiefung mit einem, vorzugsweise abgedichteten, weiteren Bremssattelbauteil reduziert den Schmutzeintrag, schützt den Schwingungstilger vor Verlust und erzeugt eine gefälligere Optik. In einer besonders bevorzugten Ausführung übt das weitere Bremssattelbauteil im verschlossenen Zustand eine Druckkraft auf den Schwingungstilger aus. Durch diese Druckkraft lässt sich die schwingungsreduzierende Wirkung noch gezielter auf den konkreten Anwendungsfall abstimmen. Es sind Bremssättel bekannt, die aus zwei (oder mehr) Hälften zusammengesetzt sind. In diesem Fall bietet es sich beispielsweise an, in einer Hälfte des Bremssattels die Vertiefung vorzusehen und diese durch das bestimmungsgemäße Anbringen der zweiten an der ersten Hälfte zu verschließen. Wird ein einteiliger Bremssattel genutzt, so eignet sich ein Deckel allein schon aufgrund des einfacheren Aufbaus.
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In einer bevorzugten Ausführung besteht der mindestens eine Schwingungstilger aus einem steifen Kern mit elastischer Ummantelung. Der steife Kern weist eine relativ hohe Masse auf, während die elastische Ummantelung als Feder zwischen der Masse des Kerns und der Masse des Bremssattels arbeitet. Als Material für den Kern kommt ein Metall oder ein dichter Kunststoff in Frage, während sich für die elastische Ummantelung ein Gummi anbietet.
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In einer bevorzugten Ausführung weist die elastische Ummantelung eine nichtlineare Steifigkeit auf. Durch die nichtlineare Steifigkeit sorgt zunehmender Druck auf die elastische Ummantelung, beispielsweise durch den Deckel, für eine deutliche Veränderung des Schwingungsverhaltens, indem die Federeigenschaften der Ummantelung beeinflusst werden. Eine Feinabstimmung der Schwingungstilgerfrequenz kann unter anderem über von außen aufgebrachte Spannkräfte, die insbesondere auf den Deckel wirken, vorgenommen werden.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die mindestens eine Vertiefung in einem Bereich des Bremssattels mit hoher Schwingungsamplitude angeordnet. Hohe Schwingungsamplituden treten insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen 1 und 3 kHz auf.
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In einer bevorzugten Ausführung entspricht der Bereich hoher Schwingungsamplitude einem Einlaufbereich und/oder einem Auslaufbereich des Bremssattels. Der Einlaufbereich ist derjenige Bereich des Bremssattels, in den sich die Bremsscheibe bei bestimmungsgemäßer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs hineindreht. Der Auslaufbereich ist dementsprechend der Bereich des Bremssattels, aus dem sich die Bremsscheibe anschließend wieder heraus dreht. Der Einlauf- bzw. Auslaufbereich liegt am weitesten entfernt vom Zentrum des Bremssattels und bildet daher bei gegebener Schwingungsanregung in der Regel sehr hohe Schwingungsamplituden aus. Eine Anordnung von Schwingungstilgern in diesen Bereichen hat somit einen besonders positiven Effekt.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die Vertiefung durch eine Öffnung für einen Sensor zur Erfassung der Schwingungen des Schwingungstilgers zugänglich. Vorzugsweise ist in dem Deckel zum Verschließen der Vertiefung eine kleine Öffnung vorgesehen, durch die ein optischer, akustischer oder mechanischer Sensor in die Vertiefung eingeführt werden kann, der dann das Schwingungsverhalten des Schwingungstilgers bei einer Anregung des Bremssattels beobachtet. Dies erleichtert die Abstimmung des Schwingungstilgers in der Erprobung oder der Serienfertigung.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Darin zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf einen Bremssattel mit Bremsscheibe;
- 2 eine Außenansicht des Bremssattels;
- 3 eine Teilschnittdarstellung des Bremssattels aus 2.
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Gemäß der 1 ist ein Bremssattel 1 derart ausgebildet, dass er eine Bremsscheibe 2 abschnittsweise umgreift. In dem Bremssattel 1 sind Bremsbeläge gelagert, die vorliegend allerdings nicht sichtbar sind. Durch das Andrücken der Bremsbeläge auf die Reibflächen der Bremsscheibe 2 kann eine rotierende Bremsscheibe 2 durch Reibung abgebremst werden. Bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs dreht sich die Bremsscheibe 2 im Einlaufbereich 7 in den Bremssattel 1 hinein und im Auslaufbereich 8 wieder aus diesem heraus.
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Wie in 2 gut zu erkennen ist, verschließt ein Deckel 4 eine Vertiefung 5 (in 3 dargestellt) im Auslaufbereich 8 des Bremssattels 1. Der Deckel 4 ist vorliegend mit vier Schrauben 6 am Bremssattel 1 befestigt. Die 3 zeigt eine Teilschnittdarstellung der 2. Zu erkennen ist unter anderem die Vertiefung 5 im Bremssattel 1. In der Vertiefung 5 ist ein Schwingungstilger 3, bestehend aus einem steifen Kern 3a und einer elastischen Ummantelung 3b des Kerns 3a, eingelegt. Der Deckel 4 übt eine Druckkraft auf den Schwingungstilger 3, insbesondere auf dessen Ummantelung 3b, aus, die über die Schrauben 6 in einem gewissen Grad variiert werden kann. Über die elastische Ummantelung 3b stellt der Schwingungstilger 3 den Kontakt zwischen Bremssattel 1 und Kern 3a her, wobei Bremssattel 1 und Kern 3a als zwei Massen wirken, die über die elastische Ummantelung 3b miteinander gekoppelt sind und somit einen Zweimassenschwinger ausbilden, der beispielsweise über die Reibung der Bremsbeläge auf der Bremsscheibe 2 zu Schwingungen angeregt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremssattel
- 2
- Bremsscheibe
- 3
- Schwingungstilger
- 3a
- Kern
- 3b
- Ummantelung
- 4
- Deckel
- 5
- Vertiefung
- 6
- Schraube
- 7
- Einlaufbereich
- 8
- Auslaufbereich
