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Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Teilscheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Bremsbelagträger für eine solche Schwimmsattel-Teilscheibenbremse.
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Aus der
DE 29 26 407 A1 ist eine Teilscheibenbremse für leichte Motorräder oder Mopeds bekannt, die einen sogenannten Schwimmsattel aufweist. Auf einem Bremsträger, der beispielsweise an einer Vordergabel des Motorrades befestigt ist, ist ein Bremssattel mittels eines Führungsbolzens verschieblich angebracht. Der Führungsbolzen ist in einem Lagerbereich des Bremsträgers positioniert. Der Bremssattel besteht aus zwei Teilen, wobei das erste Teil über den Lagerbereich hinwegragt, und das zweite Teil mittels einer auf einem Ende des Führungsbolzens aufsitzenden Mutter befestigt ist. Jedes der beiden Teile des Bremssattels ist im Bereich, welcher in Anlage mit einer Bremsscheibe kommt, mit einer aufgesinterten Bremsbacke versehen. Nachteilig dabei ist, dass der Führungsbolzen bzw. die Öffnungen im Bremssattel, durch welche sich der Führungsbolzen erstreckt, einen nichtkreisförmigen Querschnitt aufweisen müssen, damit sich der Bremssattel nicht gegen den Führungsbolzen verdrehen kann. Eine solche Teilscheibenbremse ist für Personenkraftwagen ungeeignet, da die beim Bremsen entstehenden Kräfte die Führungsverbindung zwischen den beiden Teilen des Bremssattels belasten, da diese Kräfte im Personenkraftwagen für eine auf die Führung aufgesetzte Verbindung zu hoch sind.
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Die
US 20160102722 A1 zeigt eine Schwimmsattel-Teilscheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, mit einem am Fahrzeug fest verankerten Träger oder Rahmen, in Bezug auf welchen ein Sattel mittels zweier Führungen axial verschiebbar montiert ist, und einer Bremsscheibe, die sich in einer Ebene quer zu einer Drehachse der Scheibe mit axialer Orientierung erstreckt. Der Sattel umfasst ein hinteres Gehäuse mit einem Kolben sowie einen inneren und einen äußeren Bremsbelagträger. Der Kolben ist axial zur Bremsscheibe verschiebbar, um den inneren Bremsbelagträger in Richtung der Bremsscheibe zu versetzen, wodurch in Gegenbewegung des Sattels der äußere Bremsbelagträger von außen an die Bremsscheibe herangeführt wird. Der äußere Bremsbelagträger weist zwei klauenartige, in Querrichtung beabstandete Seitenteile auf, die zwischen sich eine zentrale Ausnehmung begrenzen. Diese Ausnehmung ist erforderlich, um - beispielsweise für einen Reparaturfall - von der Außenseite des Sattels auf den Kolben im Inneren des Gehäuses zugreifen zu können. Die klauenartige Konstruktion solcher Bremsbelagträger bedingt beim Bremsen allerdings einen ungleichmäßigen Anpressdruck des Bremsbelags an die Bremsscheibe.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwimmsattel-Teilscheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für Personenkraftwagen, und einen äußeren Bremsbelagträger dafür anzugeben, mit welchen ein an der Bremsscheibe anliegender Anpressdruck beidseitig gleichmäßig ausbildbar ist.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe wird durch eine Schwimmsattel-Teilscheibenbremse gelöst, die einen Schwimmsattelkörper mit einem inneren und einem äußeren Bremsbelagträger umfasst, wobei der innere Bremsbelagträger durch einen Kolben axial gegen eine um eine Drehachse rotierbare Bremsscheibe eines Fahrzeugs verschiebbar ist, um einen ersten Bremsbelag an eine Innenseite der Bremsscheibe zu pressen, wodurch der übrige Bremssattelkörper zusammen mit dem äußeren Bremsbelagträger mittels zweier Führungen, die parallel zur Drehachse der Bremsscheibe auf je einer Seite des Schwimmsattelkörpers angeordnet sind, und die sich an einem ortsfesten Rahmen abstützen, in Gegenbewegung zum Kolben axial gegen die Bremsscheibe verschiebbar ist, um einen zweiten Bremsbelag an eine Außenseite der Bremsscheibe zu pressen, indem der Schwimmsattelkörper erfindungsgemäß aus einem Sattelrumpf und dem äußeren Bremsbelagträger lösbar zusammensetzbar ist, wobei der äußere Bremsbelagträger als ein vollflächiges Bauteil ausgebildet ist.
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Durch die vollflächige Form des an die Bremsscheibe heranzuführenden äußeren Bremsbelagträgers kann - im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten, zwei Klauen aufweisenden Bremsbelagträgern mit mittiger Ausnehmung - ein gleichmäßiger Anpressdruck an die Bremsscheibe auch für die außenseitigen Bremsbeläge von Schwimmsattel-Teilscheibenbremsen realisiert werden. Und indem der äußere Bremsbelagträger vom Bremssattelkörper lösbar ist, ist dennoch gewährleistet, dass die Kolbenseite der Schwimmsattel-Teilscheibenbremse zugänglich ist.
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Um die beim Bremsen am äußeren Bremsbelagträger auftretenden Kräfte sicher aufzunehmen, ist der äußere Bremsbelagträger in vorteilhafter Ausgestaltung kraft- und/oder formschlüssig mit dem Bremssattelrumpf verbindbar. Dies ist beispielsweise durch Schraubverbindungen möglich.
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Die eingangs beschriebene Aufgabe wird zudem durch einen äußeren Bremsbelagträger für eine Schwimmsattel-Teilscheibenbremse, mit den Merkmalen, wie sie im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen Ausführungen der Schwimmsattel-Teilscheibenbremse beschrieben wurde, gelöst.
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Insbesondere dadurch, dass der äußere Bremsbelagträger erfindungsgemäß als vollflächiges Bauteil ausgebildet ist, ermöglicht er es, in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Teilscheibenbremse einen gleichmäßigen Anpressdruck des Bremsbelages an die Bremsscheibe zu erzeugen, wobei gleichzeitig die Zugänglichkeit des Kolbens im Bremssattelkörper bzw. im Bremssattelrumpf erhalten bleibt, indem dieser Bremsbelagträger von dem Bremssattelrumpf gelöst werden kann, also als ein von der Schwimmsattel-Teilscheibenbremse separierbares Bauteil vorliegt. Durch diese eigenständige Ausbildung des Bremsbelagträgers wird ein komfortabler Zugang zu dem in einer Schwimmsattel-Teilscheibenbremse verbauten Kolben ermöglicht. Da der äußere Bremsbelagträger auf Grund der vollflächigen Gestaltung den Bremsbelag über dessen gesamte Fläche bei dessen Beanspruchung abstützen kann, wird für den auf der Bremsbelagträger aufsitzenden Bremsbelag ein gleichmäßiger Anpressdruck erzeugt, welcher eine gleichmäßigere Abnutzung des Bremsbelages zur Folge hat.
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Besonders einfach und zeitsparend lässt sich der äußere Bremsbelagträger montieren bzw. demontieren, wenn der Bremsbelagträger über eine Schraubverbindung mit dem Sattelrumpf verbindbar ist. Dazu weist der äußere Bremsbelagträger, vorzugsweise in seinem oberen Bereich, Ausnehmungen auf, durch welche Schrauben zu führen sind. Zur Sicherstellung der Einhaltung bestimmter Drehmomente können zur Herstellung der kraft- und formschlüssigen Verbindung auch Spezialschrauben verwendet werden.
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In vorteilhafter Ausführung ist der Bremsbelag direkt auf dem äußeren Bremsbelagträger angeordnet und unlösbar mit diesem verbunden. Dies kann beispielsweise herstellungstechnisch einfach und kostengünstig durch Verkleben erreicht werden. Mit einer unlösbaren Verbindung des Bremsbelagträgers mit dem Bremsbelag ist eine Verschiebung, wie sie bei einem lose in einem Bremsbelagträger eingelegten Bremsbelages unvermeidlich ist, und damit eine ungleichmäßige Abnutzung, zuverlässig unterbunden. Auch auf Geräuschdämpfungselemente zwischen Bremsbelagträger und lose eingelegtem Bremsbelag kann verzichtet werden. Zudem besteht - bei gleichbleibenden Bauraumbedarf oder sogar geringerer Aufbauhöhe - die Möglichkeit zur Verstärkung des abnehmbaren Bremsbelagträgers um die Dicke der ansonsten für einen einzusetzenden Bremsbelag erforderlichen Trägerplatte, gegenüber einer Lösung mit einzulegendem Bremsbelag.
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Durch die separate Ausbildung des äußeren Bremsbelagträgers kann dieser dann im Servicefall bei abgenutztem Bremsbelag komplett ausgetauscht werden. Der Bremsbelagträger kann wieder aufgearbeitet werden und erneut zum Einsatz kommen. Da der äußere Bremsbelagträger durch die Radfelge des Fahrzeuges sichtbar ist, bleibt durch den regelmäßigen Austausch im Rahmen des Wechsels der Bremsbeläge der äußere Bremsbelagträger optisch neuwertig und wertet somit das Fahrzeug auf. Auch wird eine Individualisierung des Fahrzeuges, beispielsweise durch Farbe und Form der Bremsbelagträger ermöglicht.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Bremsbelagträger und/oder der direkt darauf angeordnete Bremsbelag seitliche Führungsnasen aufweist, die in zugeordnete Ausnehmungen des orts- bzw. fahrzeugfesten Rahmens einsetzbar sind, und den äußeren Bremsbelagträger am Rahmen abstützen. Diese Führungsnasen, welche bei lose eingelegten Bremsbelägen selbige im Wesentlichen gegen die beim Bremsen auftretenden Tangentialkräfte abstützen, wirken in Einteiligkeit mit dem Bremsbelagträger auch zur Abstützung gegen die beim Bremsen im Bremsbelagträger auftretenden Torsionskräfte. Bei der beschriebenen unlösbaren Verbindung von Träger und Belag wird die beim Bremsen am Bremsbelag bzw. am Bremsbelagträger auftreffende Belastung über die seitlichen Führungsnasen oder Vorsprünge zur Abstützung des Bremsbelags gleichmäßiger verteilt, als bei lose eingelegten Bremsbelägen. Dies trägt ebenfalls zu einem gleichmäßigen Anpressdruck des Belags an der Bremsscheibe bei. Zudem ist mit am Bremsbelagträger angeordneten Führungsnasen vorteilhaft auch bei schon abgenutzteren Bremsbelägen noch eine Abstützung gegen den Rahmen gegeben.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist der Bremsbelag über seine flächige Erstreckung hinweg eine inhomogene oder variierende Belagdicke auf. Durch unterschiedliche Bremsbelagdicken entstehen unterschiedliche Steifigkeiten, welche zur Verbesserung der Pressungseigenschaften des Bremsbelages an der Bremsscheibe beitragen. Bereits mittels nur zweier Bereichen mit unterschiedlicher Belagdicke kann bereits eine zuverlässige Steifigkeit und damit eine Verbesserung der Pressung erreicht werden.
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In einer anderen Ausführung weist der Bremsbelag über seine flächige Erstreckung hinweg mindestens zwei Materialien mit unterschiedlicher Steifigkeit auf. Dadurch lässt sich gezielt eine Variation der Steifigkeit des Bremsbelages einstellen.
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Vorteilhafterweise ist der Bremsbelag weiter in einzelne Belagsegmente unterteilt. Solche Belagsegmente können komplexere Geometrien in Form von Freiformflächen aufweisen oder auch regelmäßig, beispielsweise wabenförmig ausgebildet sein. Dadurch kann der Bremsbelag beliebig an die aktuelle Ausgestaltung der Schwimmsattel-Teilscheibenbremse angepasst werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Teilbelagscheibenbremse,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Teilbelagscheibenbremse,
- 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Teilbelagscheibenbremse,
- 4 ein Beispiel für eine Pressungsverteilung,
- 5 ein Ausführungsbeispiel für eine segmentierten Bremsbelag.
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In 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Teilscheibenbremse 1 dargestellt, welche aus einem Schwimmsattelkörper besteht, welcher einen Kolben 5 umfasst. Der beweglich gelagerte Kolben 5 trägt einen ersten Bremsbelag 11.1 (vgl. 3). Der Schwimmsattelkörper ist aus einem Sattelrumpf 3 und einem äußeren Bremsbelagträger 7 zusammengesetzt. Der äußere Bremsbelagträger 7 ist dabei in dieser Ausführungsart über drei Schrauben 9 die durch Ausnehmungen 10 im oberen Bereich des Bremsbelagträgers führen, mit dem Sattelrumpf 3 lösbar verbunden. Selbstverständlich sind auch Ausführungen mit einer anderen Anzahl von Verbindungselementen denkbar. An der dem Kolben 5 zugewandten Seite des Bremsbelagträgers 7 ist ein zweiter Bremsbelag 11.3 aufgetragen. Dieser Bremsbelag 11.3 ist dabei direkt gegenüberliegend zum ersten Bremsbelag 11.1 des Kolbens 5 auf der äußere Bremsbelagträger 7 aufgeklebt. Die Vollflächigkeit des Bremsbelagträgers 7, auf der der zweite Bremsbelag 11. 3 aufgetragen ist, kompensiert eine ungleichmäßige Abnutzung des Bremsbelages 11, wie sie bei einer Anpressung eines klauenförmigen Bremsbelagträgers unvermeidlich ist. Über seitliche Führungen 17, zu beiden Seiten des Schwimmsattelkörpers ist dieser verschiebbar gelagert. Die Führungen 17 sind an einem fest mit dem Fahrzeug verbundenen Rahmen 15, bspw. mittels einer Schraubenführung, gelagert.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Teilscheibenbremse 1, bei welcher der äußere Bremsbelagträger 7 seitliche Führungsnasen 21 ausbildet, die in einer Führung oder Ausnehmung 13 am Achsschenkel des Rahmens 15 gelagert sind.
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Die den äußeren Bremsbelagträger 7 aufnehmende Führungen 13 des Rahmens 15 sind durch je zwei zueinander beabstandete Vorsprünge 19. In die dadurch geformten Ausnehmungen 13 greifen die seitlichen Führungsnasen 21 des Bremsbelagträgers 7 ein (2a). Durch die Abstützung des Bremsbelagträgers in diesen Ausnehmungen oder Führungen 13 verbessert sich die Pressverteilung des direkt auf dem Bremsbelagträger aufgebrachten Bremsbelages 11.3 an der Bremsscheibe 12. In 2b ist beispielhaft eine Pressverteilung auf dem Bremsbelag bei hohen Bremsdrücken - je höher die Pressung, desto dunkler die Schraffierung - ohne weitere Abstützung des Bremsbelagträgers dargestellt. Eine wesentlich gleichmäßigere Pressverteilung wird erzielt, wenn der den Bremsbelag 11.3 tragende äußere Bremsbelagträger 7 Führungsnasen 21 aufweist, und diese in die Führung 13 eingesetzt sind (2c).
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In 3 ist eine Ausführungsform der Schwimmsattel-Teilscheibenbremse in einem Querschnitt dargestellt. Zwischen den beiden Bremsbelägen 11.1, 11. 3 befindet sich eine rotierbare Bremsscheibe 12, an welche während eines Bremsvorganges die beiden Bremsbeläge 11. 1 und 11. 3 axial zur Rotationsachse der Bremsscheibe an dieselbe angedrückt werden und somit in einen Reibkontakt mit der Bremsscheibe 12 treten. Bremsbelag 11.1 wird von innen mittels des beweglichen Kolbens 5 an die Innenseite der Bremsscheibe 12 geführt, und, in Gegenbewegung des übrigen Schwimmsattelkörpers dazu, wird der Bremsbelag 11.3 von außen mittels des äußeren Bremsbelagträgers 7 an die Außenseite der Bremsscheibe 12 geführt. Der Bremsbelagträger 7 ist dabei mittels Schrauben 9 mit dem Sattelrumpf 3 kraft- und formschlüssig zum Schwimmsattelkörper verbunden.
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3 zeigt weiter einen Bremsbelag 11.3, der unterschiedliche Dicken aufweist. Der Bremsbelag 11.3 weist dabei, dem Bremsbelagträger 7 zugewandt, eine Stufung 23 auf, oberhalb derer der Bremsbelag im Belagbereich 25 dicker ausgebildet ist, als unterhalb der Stufung 23. Das Material des Bremsbelagträgers 7 weist dazu zwischen zwei backenähnlichen, zur Bremsscheibe 12 ausgerichteten Absätzen 31, 33 eine Ausnehmung 27, um die Dickendifferenz 29 des Belags vollständig aufzunehmen, und damit über den gesamten Bremsbelag 11. 3 einen gleichmäßigen Anpressdruck an die Bremsscheibe 12 zu gewährleisten. Die der Bremsscheibe 12 zugewandte Fläche des Bremsbelages 11.3 plan ausgebildet.
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4a zeigt die Pressverteilung A am Belag 11.3 des Bremsbelagträgers 7 und 4b zeigt die Pressverteilung B am Belag 11.1 der Kolbenseite. Die so dokumentierte Pressverteilung wird durch die erfindungsgemäße Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 erreicht, welche einen aufgeklebten Bremsbelag 11 mit unterschiedlicher Belagsdicke und einen Bremsbelagträger 7 aufweist, welche in dem Rahmen 15 geführt ist. In beiden Darstellungen 4a und 4b ist deutlich ersichtlich, dass eine sehr gleichmäßige Pressung über verschiedene Bereiche des Belags 11.3 realisiert wird.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Bremsbelages 35, welcher aus einer Vielzahl von Segmenten 37 besteht. Die Segmente 37 können dabei aus verschiedenen Materialien bestehen, die eine unterschiedliche Steifigkeit aufweisen. Die Steifigkeit des Bremsbelages 35 kann durch eine spezielle Ausgestaltung der Fläche des Bremsbelagträgers 7, auf die der Bremsbelag 35 aufgebracht wird, so beeinflusst werden, dass eine gleichmäßige Flächenpressung im Bremsbetrieb auftritt, wodurch ein gleichmäßiger Bremsbelagverschleiß sichergestellt wird.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass die beispielhaft genannte Ausführungsformen nicht als Begrenzung des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2926407 A1 [0002]
- US 20160102722 A1 [0003]
