DE102017204696A1

DE102017204696A1 - Einstückige Rückstellfeder für Kraftfahrzeugscheibenbremsbeläge

Info

Publication number: DE102017204696A1
Application number: DE102017204696.1A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Salzmann; Valentin Hummel; Christian Lankes; Christoph Keil; Alfred Riehs
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine einstückige Rückstellfeder 1 umfassend einen Jochabschnitt Z, welcher zwei Federschenkel S1,S2 elastisch miteinander verbindet, und wobei die Rückstellfeder 1 zwischen Reibbeläge 2,3 einspannbar ist, die zueinander parallel, axial relativverschiebbar sowie drehfest, in einem Bremshalter 4 einer Kraftfahrzeugscheibenbremse gelagert sind.
Zum Erhalt einer servicefreundlichen und flexiblen Rückstellfeder 1 bei verdichteter und leistungsfähiger Bauweise wird erfindungsgemäß anhand von einem vorteilhaften Blechumformteil vorgeschlagen, dass der Jochabschnitt Z axial, parallel zum Bremhalterarm 5, gerichtet ist, und wobei die Rückstellfeder 1 über eine Aussparung S verfügt, dass der Bremshalterarm 5 über einen Anschlag, Vorsprung, Vertiefung beziehungsweise Nocken N verfügt, und wobei der Anschlag, Vorsprung, Vertiefung beziehungsweise Nocken N derart formschlüssig in die Aussparung A eingreift, dass eine axial unverschiebliche Fixierung zwischen Jochabschnitt Z und Bremshalterarm 5 vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine einstückige Rückstellfeder 1 umfassend einen Jochabschnitt Z, welcher zwei Federschenkel S1,S2 elastisch miteinander verbindet, und wobei die Rückstellfeder 1 zwischen Reibbeläge 2,3 einspannbar ist, die zueinander parallel, axial relativverschiebbar sowie drehfest, in einem Bremshalter 4 einer Kraftfahrzeugscheibenbremse gelagert sind.
In diesem Zusammenhang sind im Stand der Technik einstückig gebogene Drahtbügelfedern bekannt geworden, die ausgehend von einem elastischen Federzentrum über radial und tangential zangenartig geneigt abgebogene Federschenkel verfügen, deren freie Endstücke meist von radial außen in radial gerichtet Aufnahmebohrungen vom Sacklochtyp einzuschieben sind, welche in einer Reibbelagträgerplatte (Rückenplatte) angeordnet sind.
Ein Nachteil der bekannten Lösungen besteht im notwendigen Sonderaufwand, weil das Abbohren der dünnen Aufnahmesacklöcher in die Rückenplatte unvorteilhaft angesehen wird, die hochbeanspruchte Rückenplatte dadurch mechanisch geschwächt ist, und das Einfädeln zwecks Paarung zwischen Endstück und Sackloch einen Bremsenservice erschwert.
Schließlich erwartet der Markt bei einfacher Großserienvariation einen kostengünstigen Aufbau sowie ein besonders erweitertes Maß an Flexibilität, und wobei der Einbauraum der Rückstellfeder die Leistungsfähigkeit der Bremse nicht beeinträchtigen darf.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine servicefreundliche und in der Applikation flexible Alternativlösung für eine Rückstellfeder vorzulegen, welche die Nachteile vom Stand der Technik vermeidet, und in diesem Zusammenhang eine weiterhin verdichtete und leistungsfähige Bauweise ermöglicht.
Die Aufgabenkombination wird mit den Merkmalen der Erfindung auf Grundlage von zwei zueinander nebengeordneten, selbständigen Lösungen in Stahlblech- bzw. Stahldrahtausführung, bei unterschiedlichem konstruktivem Aufbau, gelöst und nachstehend anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert.
In der Zeichnung zeigt:

1-9 die Stahlblechlösung nach der Erfindung in verschiedenen Ansichten, inetwa maßstabsgerecht, teilweise schematisch, und
10-18 die Stahldrahtlösung nach der Erfindung in verschiedenen Ansichten, inetwa maßstabsgerecht, teilweise schematisch.

Nachstehend wird zunächst die Stahldrahtlösung nach 10 - 18 erläutert. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Jochabschnitt Z eine Federklammer F integriert, deren Klemmwirkung orthogonal zur axial gerichteten Rückstellfederwirkung W der Federschenkel S1,S2 vorgesehen ist, und wobei die Federklammer F eine axial unverschiebliche Fixierung vom Jochabschnitt Z am axial gerichteten Bremshalterarm 5 ermöglicht. Demzufolge werden die beiden Federschenkel S1,S2 vom Jochabschnitt Z getragen, und die Rückstellfeder 1 ist nach Art einer Klammer mit Ihrem Jochabschnitt Z am Bremshalterarm 5 anklemmbar gestaltet. Ein besonderer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die Federklammer F raumsparend außerhalb vom Bremssattelgehäuse 6 arrangiert ist, sowie deren kostensparende Flexibilität, weil die Rückstellfeder 1 ohne konstruktive Änderung von den freigegebenen Bremsenkomponenten bei Bedarf einfach am Bremshalterarm 5 angeklemmt oder bei Bedarf einfach weggelassen werden kann.
Eine parallelverschobene sowie synchrone Rückstellung der Reibbeläge 2, 3 ist bei reduziertem Aufwand dargestellt, indem die Rückstellfeder 1 je Radbremssystem paarweise vorgesehen ist, indem jede Radbremse über eine einlaufseitig platzierte Rückstellfeder und über eine auslaufseitig platzierte Rückstellfeder verfügt, und wobei die Rückstellfedern jeweils konstruktiv identisch aufgebaut sind. Dabei versteht es sich, dass die Federklammer F im Zentrum von der Rückstellfeder platziert ist.
Es hat sich als besonders werkstoffsparend erwiesen, wenn der Jochabschnitt Z mehrere Mäanderabschnitte Mi aufweist, die um mehr als 150° abgekröpft gebogen vorliegen, um die verschiedenen Abschnitte und Bereiche mit, am bzw. über den Jochabschnitt miteinander zu verbinden.
Die Federklammer 1 sitzt von radial außen besonders bauraumsparend auf einem Bremshalterarm 5 auf, indem die Federklammer F in axialer Projektion U-förmig gebogen mit Verbindungssteg und mit Schenkeln vorliegt, wobei der Verbindungssteg aus mehreren Bügelabschnitten zusammengesetzt ist, und die Bügelabschnitte den Bremshalterarm 5 radial außen übergreifen, und wobei die Mäanderabschnitte Mi als Teilbestandteile der Schenkel vorliegen. Demzufolge ist die Rückstellfeder 1 im Wesentlichen tangential zum Brückenabschnitt vom Bremssattelgehäuse 6 versetzt arrangiert.
In weiterhin vorteilhafter Merkmalskombination ist definiert, dass die Rückstellfeder 1 aus Stahldrahtwerkstoff gebogen ausgebildet ist, und wobei die Federklammer F auf einer Oberseite vom Bremshalterarm 5 aufsitzt, und wobei zumindest ein Schenkel an einem Anschlag, Vorsprung beziehungsweise Nocken oder Vertiefung N vom Bremshalterarm 5 elastisch vorgespannt angreift, oder denselben hintergreift, und der Anschlag, Vorsprung beziehungsweise Nocken oder Vertiefung N orthogonal zur Oberseite versetzt am Bremshalterarm 5 platziert ist.
Es liegt eine besonders servicefreundliche Konfiguration vor, indem die Federklammer F der Rückstellfeder 1 durch eine translatorisch ausgeführte Relativbewegung von radial oben nach radial unten gerichtet auf die Oberseite vom Bremshalterarm 5 aufgeklipst ist, oder dass die Rückstellfeder 1 mit relativer Drehbewegung in Richtung Bremshalterzentrum, um eine axial gerichtete Schwenkachse herum, am Bremshalterarm 5 fixiert ist, sowie mit Demontage, welche durch jeweils entgegengesetzt gerichtete Relativbewegung der Rückstellfeder 1 gekennzeichnet ist.
Die in 1-9 gezeigte, und nachstehend beschriebene, Lösung des Problems definiert anhand von einer Stahlblechfeder, dass der Jochabschnitt Z axial gerichtet ist, und die Rückstellfeder 1 über eine Aussparung A und/oder eine Einschnürung E verfügt, dass der Bremshalterarm 5 über einen Anschlag, Vorsprung beziehungsweise Nocken oder Vertiefung N verfügt, und wobei der Anschlag, Vorsprung, Vertiefung beziehungsweise Nocken N derart formschlüssig in die Aussparung A eingreift, dass eine axial unverschiebliche Fixierung zwischen Jochabschnitt Z und Bremshalterarm 5 vorliegt.
Eine besonders bauraumsparende Ausgestaltung sieht vor, dass die Rückstellfeder 1 aus einem dünnen Stahlblechwerkstoff ausgestanzt und umgeformt ausgebildet ist, und wobei die Rückstellfeder 1 in einem Zwischenraum zwischen Reibbelag 2,3 , Bremhalterarm 5, Bremssattelgehäuse 6 in der Aussparung platziert ist. Demzufolge wird ein ohnehin vorhandener Zwischenraum im Führungsprofil vom Bremshalter 4 ausgenutzt, welcher bei den konventionellen Radbremsen mit hammerkopfförmig gestalteten Reibbelägen ungenutzt ist.
Die Funktion ist bei reduziertem Aufwand weiter vervollkommnet, indem die Rückstellfeder 1 je Radbremssystem paarweise vorgesehen ist, indem jede Radbremse über eine einlaufseitig platzierte Rückstellfeder und über eine auslaufseitig platzierte Rückstellfeder verfügt, und wobei die Rückstellfedern jeweils identisch aufgebaut sind.
Eine besonders stabile Lagerung der Rückstellfeder 1 am Bremshalterarm 5 wird erhalten, indem die Aussparung A an einer gesonderten Lasche L1 im Zentrum von der Rückstellfeder 1 vorgesehen ist, und wobei die Lasche L1 parallel zum axial gerichteten Bremshalterarm 5 abgekröpft vorliegt.
Zur sicheren und gleichzeitig servicefreundlichen Kupplung trägt es bei, wenn an jedem freien Ende von jedem Federschenkel S1,S2 eine Aufnahme K1,K2 vorgesehen ist, und wobei die Aufnahme K1,K2 die Rückenplatte formschlüssig aufnimmt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aufnahme K1,K2 die Rückenplatte auf drei Seiten umgreift, und wobei die Aufnahme K1,K2 U-förmig gebogen vorgesehen ist.
Die Lagerung vom Reibbelag 2,3 im Bremshalter 4 ist funktional verbessert, indem ein Aufnahmeabschnitt K1b,K2b der Aufnahme K1,K2 eine Abstützfläche der Rückenplatte derart untergreift, dass eine Abstützkraft von der Rückenplatte mittelbar über den Aufnahmeabschnitt K1b,K2b am Bremshalterarm 5 entkoppelt abgestützt ist, und wobei die Aufnahme K1,K2 im Übrigen derart offen ist, dass Bremsumfangskraft von der Rückenplatte über die Anlagefläche unmittelbar direkt am Bremshalterarm 5 eingeleitet ist.
Bei Bedarf ist es wechselweise möglich, die Rückstellfeder 1 wie insbesondere deren Federschenkel S1,S2 entweder mit Aussparungen A zu versehen, um das Gewicht zu reduzieren, bzw. deren Wiegewiderstandsmoment zu modellieren. Das Biegewiderstandsmoment, Steifigkeit also die Federeigenschaft, kann insbesondere im Bereich von einer Biegeachse B alternativ oder ergänzend durch eingeformte Profilierung P beziehungsweise Einschnürung E gezielt modelliert sein. Sämtliche Maßnahmen dürfen vorteilhafterweise mit einer definierten, umformbedingten Kaltverfestigung verbunden sein, welche auf einen Umformgrad beim Anbringen der jeweiligen Einschnürung E bzw. Profilierung P und/oder den Biegeprozess zurückzuführen sind. Beispielhaft sei erwähnt, dass insbesondere die Aufnahme K1,K2 mit einer versteifenden Profilierung P versehen sein darf.
Entsprechend zugehörige Montage- und Demontageprozesse zwecks vereinfachtem Service sind ebenfalls ein Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
Die Einzelheiten der Erfindung gehen in diesem Zusammenhang aus der beigefügten Zeichnung hervor.
Erfindungsgemäß wird ein gleichmäßiges Zurückziehen der Bremsbeläge beim Lösen der Bremse über die gesamte Belaglebensdauer bei reduziertem Aufwand erzielt. Die Rückstellkrafteinleitung erfolgt erfindungsgemäß nahe dem mittleren Reibdurchmesser sowie im Bereich der Reibbelagführungsorgane, so dass die Einleitung von unerwünschten Reibbelagkippmomenten und infolgedessen Klemmen der Beläge durch die erfindungsgemäße Rückstellfeder vermieden ist. Das Belaglüftspiel wird selbst bei verschmutztem oder verschlissenem Reibbelagführungssystem zuverlässig dargestellt. Die erfindungsgemäße Problemlösung ist einfach durch Gestaltung in Stahldraht oder Stahlblech sowohl für fahrzeugfeste Festsattelbremsen mit Bolzenführungssystem oder für die relativverschiebbaren Faustsattelbremsen mit Führungsleisten in einem Bremshalter 4 wie auch für die hammerkopfförmigen Reibbelagformen implementierbar.
Bezugszeichenliste

1: Rückstellfeder
2: Reibbelag
3: Reibbelag
4: Bremshalter
5: Bremshalterarm
6: Bremssattel
A: Aussparung
ax: Axialrichtung
Bi: Biegeachse mit i=1,2,3,4,5,6
E: Einschnürung
F: Federklammer
Ki: Aufnahme mit i= 1,2
Kin: Aufnahmeabschnitt mit i=1,2,3 und n=a,b,c
Li: Lasche mit i =1,2,...
Mi: Mäanderabschnitt mit i=1,2,3 ...
N: Anschlag, Nocken, Vorsprung,
P: Profilierung
r: Radialrichtung
Si: Federschenkel mit i=1,2
t: Tangentialrichtung
W: (Rückstellfeder)Wirkung
Z: Jochabschnitt

Claims

Einstückige Rückstellfeder (1) umfassend einen Jochabschnitt (Z), welcher zwei Federschenkel (S1,S2) elastisch miteinander verbindet, und wobei die Rückstellfeder (1) zwischen Reibbeläge (2,3) einspannbar ist, die zueinander parallel, axial relativverschiebbar sowie drehfest, in einem Bremshalter (4) einer Kraftfahrzeugscheibenbremse gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Jochabschnitt (Z) eine Federklammer (F) integriert, deren Klemmwirkung orthogonal zur axial gerichteten Rückstellfederwirkung (W) der Federschenkel (S1,S2) vorgesehen ist, und wobei die Federklammer (F) eine axial unverschiebliche Fixierung vom Jochabschnitt (Z) am axial gerichteten Bremshalterarm (5) ermöglicht.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (1) je Radbremssystem paarweise vorgesehen ist, indem jede Radbremse über eine einlaufseitig platzierte Rückstellfeder (1) und über eine auslaufseitig platzierte Rückstellfeder verfügt, und wobei die Rückstellfedern jeweils identisch aufgebaut sind.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federklammer (F) im Zentrum von der Rückstellfeder platziert ist.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Jochabschnitt (Z) mehrere Mäanderabschnitte (Mi) umfasst, die um mehr als 150° abgekröpft gebogen vorliegen.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federklammer (F) in axialer Projektion U-förmig gebogen mit Verbindungssteg und mit Schenkeln vorliegt, wobei der Verbindungssteg aus mehreren Bügelabschnitten zusammengesetzt ist, und die Bügelabschnitte den Bremshalterarm (5) radial außen übergreifen, und wobei die Mäanderabschnitte (Mi) als Teilbestandteile der Schenkel vorliegen.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (1) aus Stahldraht gebogen ausgebildet ist, die Rückstellfeder (1) von radial oben auf einer Oberseite vom Bremshalterarm (5) aufsitzt, und wobei zumindest ein Schenkel an einem Anschlag, Vorsprung beziehungsweise Nocken oder Vertiefung (N) vom Bremshalterarm (5) elastisch vorgespannt angreift, oder denselben hintergreift, und der Anschlag, Vorsprung beziehungsweise Nocken oder Vertiefung (N) orthogonal zur Oberseite versetzt am Bremshalterarm (5) platziert ist.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federklammer (F) der Rückstellfeder (1) durch eine translatorisch ausgeführte Relativbewegung von radial oben nach radial unten gerichtet auf die Oberseite vom Bremshalterarm (5) aufgeklipst ist, oder dass die Rückstellfeder (1) mit relativer Drehbewegung in Richtung Bremshalterzentrum, um eine axial gerichtete Schwenkachse herum, am Bremshalterarm (5) fixiert ist, sowie mit Demontage, welche durch jeweils entgegengesetzt gerichtete Relativbewegung der Rückstellfeder (1) gekennzeichnet ist.
Einstückige Rückstellfeder (1) umfassend einen Jochabschnitt (Z), welcher zwei Federschenkel (S1,S2) elastisch miteinander verbindet, und wobei die Rückstellfeder zwischen Reibbeläge einspannbar ist, die zueinander parallel, axial relativverschiebbar sowie drehfest, in einem Bremshalter (4) einer Kraftfahrzeugscheibenbremse gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Jochabschnitt (Z) axial gerichtet ist, und die Rückstellfeder (1) über eine Aussparung (A) und /oder Einschnürung E verfügt, dass der Bremshalterarm (5) über einen Anschlag, Vorsprung beziehungsweise Nocken oder Ausnehmung (N) verfügt, und wobei der Anschlag, Vorsprung beziehungsweise Nocken oder Ausnehmung (N) derart formschlüssig in die Aussparung (A) eingreift und/oder an der Einschnürung (E) angreift, dass eine axial unverschiebliche Fixierung zwischen Jochabschnitt (Z) und Bremshalterarm (5) vorliegt.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (1) aus einem Stahlblechwerkstoff ausgestanzt und umgeformt ausgebildet ist, und in einem Zwischenraum zwischen Reibbelag (2,3), Bremhalterarm (5), Bremssattel (6) und Aussparung (A) platziert ist.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (1) je Radbremssystem paarweise vorgesehen ist, indem jede Radbremse über eine einlaufseitig platzierte Rückstellfeder (1) und über eine auslaufseitig platzierte Rückstellfeder verfügt, und wobei die Rückstellfedern jeweils identisch aufgebaut sind.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (A) und/oder Einschnürung € an einer Lasche (L1) im Zentrum von der Rückstellfeder (1) vorgesehen ist, und wobei die Lasche (L1) parallel zum Bremshalterarm (5) abgekröpft ist.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem freien Ende von jedem Federschenkel (S1,S2) eine Aufnahme (K1,K2) vorgesehen ist, wobei die Aufnahme (K1,K2) eine Rückenplatte vom Reibbelag (2,3) formschlüssig aufnimmt.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (K1,K2) die Rückenplatte auf drei Seiten umgreift.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (K1,K2) U-förmig gebogen vorgesehen ist.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmeabschnitt (K1b, K2b) der Aufnahme (K1,K2) eine Abstützfläche der Rückenplatte derart untergreift, dass eine Abstützkraft von der Rückenplatte mittelbar über den Aufnahmeabschnitt (K1b,K2b) am Bremshalterarm (5) entkoppelt abgestützt ist, und wobei die Aufnahme (K1,K2) im Übrigen derart offen ist, dass Bremsumfangskraft von der Rückenplatte über die Anlagefläche unmittelbar direkt am Bremshalterarm (5) eingeleitet ist.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (1) über wenigstens eine Aussparung (A) und/oder Profilierung (P) und/oder Einschnürung € verfügt.
Einstückige Rückstellfeder (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 8-16, gekennzeichnet durch eine Radialmontage wobei zuerst die Rückstellfeder (1) nach radial einwärts in ein Führungsprofil vom Bremhalter (4) derart eingelegt wird, dass der Jochabschnitt (Z) der Rückstellfeder (1) axial ausgerichtet ist, danach die Rückstellfeder (1) am Bremshalterarm (5) fixiert wird, indem deren Aussparung (A) in formschlüssigen Angriff am Vorsprung, Ausnehmung beziehungsweise Nocken (N), vom Bremhalterarm (5) verlagert wird, und dass zum Schluss die Reibbeläge (2,3) von radial aussen nach radial innen zwecks formschlüssiger Aufnahme in die Aufnahmen (K1,K2) von der Rückstellfeder (1) eingelegt werden, sowie mit einer umgekehrt gerichtet ausgeführten Demontage.