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Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit einer Bolzenführung für Fahrzeuge, wobei die Scheibenbremse insbesondere im Nutzfahrzeugbereich auch als Gleitsattelscheibenbremse, Schwimmsattelscheibenbremse oder Schiebesattelscheibenbremse bekannt ist. Die Scheibenbremse besteht im Wesentlichen aus einer Bremsscheibe, einem die Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel und einen mit Bremsbelägen aufweisenden Bremsenträger, wobei der Bremssattel, bezogen auf die Bremsscheibe, axial auf Führungsbolzen des Bremsenträgers gleitet. Wenn nicht anders beschrieben, bezieht sich der Begriff „axial“ immer in Richtung der Bremsscheibe. Zur Aufnahme der Führungsbolzen weist der Bremssattel axial Öffnungen mit Führungselementen in Form von Buchsen auf, in denen die Führungsbolzen verschiebbar gelagert sind.
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In den Führungsbolzen sind axial je ein Schraubenelement angeordnet, welche den Bremssattel mit den Bremsenträger fixiert und ein Lösen des Bremssattels von dem Bremsenträger verhindert.
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Gewöhnlich ist zusätzlich ein Dämpfungsmittel, beispielsweise ein Elastomer in Form einer Buchse, zwischen dem Führungsbolzen und dem Führungselement angeordnet. Solche Dämpfungsmittel unterbinden ungewollte Klappergeräusche, welche durch Vibrationen ausgelöst werden können.
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Die
DE 102 45 027 A1 beschreibt beispielsweise eine Bolzenführung mit einem integrierten Dämpfungselement. Dabei ist das Führungselement als Hülse ausgebildet, wobei das Dämpfungsmittel untrennbar mit der Führungshülse verbunden ist. Die Führungshülse ist in der Öffnung des Bremssattels fest verpresst.
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Eine weitere Bolzenführung zeigt die
DE 10 2007 053 902 A1 . Der als Führungsholm ausgebildete Führungsbolzen ist in einer Lagerbuchse gelagert. Eine den Lagerbolzen teilweise ummantelnde Dämpfungsbuchse verhindert ein Anschlagen des Führungsbolzen an der Lagerbuchse. Die Lagerbuchse ist in der Öffnung des Bremssattels aufwendig eingepresst, um die Position der Lagerbuchse im Bremssattel zu gewährleisten.
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Lagerbuchsen, die im Bremssattel eingepresst sind, weisen Nachteile in der Herstellung und in der Montage einer Scheibenbremse auf. So ist es unabdingbar, dass die Lagerbuchsen mittels eines zusätzlichen Werkzeuges in die Öffnungen des Bremssattel eingepresst werden. Darüber hinaus ist es notwendig, die Öffnungen des Bremssattels während eines Beschichtungsvorgangs aufwendig zu verschließen, damit die Lagerbuchse nicht mit beschichtet werden.
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Ausgehend von dem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung eine geräuschreduzierende oder geräuschhemmende Bolzenführung eines Bremssattels einer Scheibenbremse bereit zu stellen, die einfach in der Handhabung ist und Montagekosten reduziert.
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Gelöst wir die Aufgabe durch ein Dämpfungselement, das in einer Bolzenführung zwischen einem Bolzen und einer Buchse angeordnet ist, wobei die Bolzenführung ein Teil eines Bremssattels einer Scheibenbremse ist. Das Dämpfungselement ist zumindest teilweise in dem Bolzen integriert und damit rutschsicher angeordnet. Die ungewollte Geräuschbildung wird dauerhaft unterbunden oder zumindest teilweise reduziert. Das Dämpfungselement bleibt ohne weiterer Bauteiländerungen der Buchse in Position. Auch eine Aufdickung des Bolzen zur Positionierung des Dämpfungselement wird nicht benötigt, wodurch Kosten gespart werden. Des Weiteren wird insbesondere die kostspielige und als gängige Lösung bekannte ovalförmige Ausgestaltung der Buchse vermieden.
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In einer weiteren Ausgestaltung erstreckt sich das Dämpfungselement relativ zur Bolzenführung in seiner Längsrichtung axial entlang des Bolzen der Bolzenführung des Bremssattels. Je mehr Umfangsfläche des Bolzen mit dem Dämpfungselement überdeckt ist, desto weniger radiales Spiel weist der Bolzen in Richtung der Buchse der Bolzenführung beziehungsweise in Richtung einer Bohrung des Bremssattels auf, in der die Bolzenführung angeordnet ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Dämpfungselement in einer Ausnehmung angeordnet, wobei sich die Ausnehmung entlang der Umfangsfläche des Bolzen erstreckt. Die Ausnehmung ist eine umlaufende Nut, die in der Umfangsfläche des Bolzen mittels Kaltfließverfahren oder einer Oberflächenbehandlung des Bolzen mittels einem Trennverfahren, wie zum Beispiel Schleifen, eingebracht ist. Die Ausnehmung entspricht der Form des Dämpfungselements. Ein Verschieben oder ein Verrutschen des Dämpfungselements wird damit entgegengewirkt. Zudem ist die mit dem Dämpfungselement korrespondierende Ausnehmung montagefreundlich, da das Dämpfungselement in der Ausnehmung passgenau einliegt und nur eine einzige Positionierung des Dämpfungselements in der Ausnehmung des Bolzen der Bolzenführung möglich ist. Damit ist eine gezielte richtungsabhängige Dämpfungsfunktion möglich.
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Es hat sich in einer weiteren Ausgestaltung gezeigt, dass der Bolzen entlang seiner Umfangsfläche zwei, drei, vier oder mehr als vier Ausnehmungen aufweisen kann, in denen je ein mit den Ausnehmungen korrespondierendes Dämpfungselement integriert ist. Die Anzahl der Dämpfungselemente ist abhängig von der axialen Erstreckungsrichtung der Dämpfungselemente und / oder von der Länge des Bolzen in seiner axialen Erstreckungsrichtung. Die axiale Erstreckungsrichtung der Dämpfungselemente und des Bolzen bezieht sich auf die Erstreckungsrichtung der Bolzenführung in Richtung eines zuspannseitigen Bremsbelags.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Dämpfungselement ein Elastomer. Elastomere bieten den Vorteil der Elastizität. Sie sind formbar und damit leicht montierbar, da das Dämpfungselement leicht in Position gebracht werden kann. Des Weiteren kann das aus Elastomer bestehende Dämpfungselement nicht brechen.
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In eine weiteren Ausgestaltung ist das aus einem Kunststoff aufweisende Dämpfungselement aus einem Elastomerhergestellt. Es hat sich herausgestellt, dass sich als Herstellungsverfahren des Dämpfungselements das Spritzgussverfahren besonders gut eignet.
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Es hat sich in einer weiteren Ausbildung gezeigt, dass das Dämpfungselement aus Kunststoff, auch Plastik genannt, hergestellt ist. Ein aus Kunststoff hergestelltes Dämpfungselement ist abriebfest und weist gute Gleiteigenschaften auf- Das Dämpfungselement wird zur Platzierung an dem Bolzen über den Bolzen geschoben und in die vorgesehene Ausnehmung platziert
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Ausnehmungen und die in den Ausnehmungen platzierten Dämpfungselemente relativ zur Bolzenführung in einem Abstand zwischen 3mm und 10mm angeordnet. Die Abstände können variieren und richten sich nach der axialen Erstreckungslänge des Bolzen. Gleichmäßig beabstandete Dämpfungselemente entlang des Bolzen erhöhen die Geräuschreduzierung, da ein Kippen des Bolzen zu einem der Bremsscheibe zugewandten Ende oder einem der Bremsscheibe angewandten Ende unterbunden wird.
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Die Scheibenbremse weist eine Spielbolzenseite und eine Passbolzenseite auf, wobei in einer weiteren Ausgestaltung Dämpfungselement in der Bolzenführung auf der Spielbolzenseite des Bremssattels angeordnet ist. Der Spielbolzen ist an der Scheibenbremsenauslaufseite angeordnet und muss weniger Kräfte aufnehmen als der Passbolzen, der auf der Scheibenbremseneinlaufseite angeordnet ist. Aufgrund der geringeren Kräfteaufnahme kann der Spielbolzen kürzer ausgestaltet sein als der Passbolzen. Der Spielbolzen weist gegenüber dem Passbolzen ein Spiel auf, das das im Fahrbetrieb Geräusche, sogenannte Klappergeräusche, verursacht. Das Dämpfungselement verringert oder verhindert die Klappergeräusche.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das Dämpfungselement eine Querschnittsform umfassend Rechteck, Quadrat, Dreieck, konkav oder konvex auf. Das Dämpfungselement ist damit nicht auf eine bestimmte Form der Ausnehmung ausgelegt, sondern kann variabel angepasst werden. Als vorteilig hat sich die Rechteckform erwiesen, da hier die besten Geräuschreduzierung erzielt wird und die Querschnittsform aus Kostensicht am günstigsten ist.
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In einer Weiterbildung ist ein Außendurchmesser des Dämpfungselements größer, als ein Außendurchmesser des Bolzen. Der gegenüber dem Bolzen größere Außendurchmesser des Dämpfungselements verhindert ein Anschlagen des Bolzen an der Buchse und verhindert eine ungewollte Geräuschentwicklung. Der Außendurchmesser, und damit der Umfang des Dämpfungselements ist in der Herstellung anpassbar.
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Es hat sich in einer weiteren Ausgestaltung gezeigt, dass der Bolzen einen Außendurchmesser aufweist und der Bolzen in seinem Außendurchmesser kreisförmig ausgebildet ist und dass das Dämpfungselement einen Außendurchmesser aufweist und das Dämpfungselement in seinem Außendurchmesser ovalförmig ausgebildet ist und teilweise an der Buchse anliegt. Das ovalförmige Dämpfungselement ist permanent mit der Buchse zumindest teilweise in Kontakt und ist als Verbindungselement zwischen dem Bolzen und der Buchse ausgebildet. Der Bolzen ist nicht lose in der Bolzenführung angeordnet und weist ein Restspiel auf, mit dem der Bremssattel justiert werden kann. Somit kann abhängig von der Form des Dämpfungselements gezielt in einer relevanten Richtung eine Dämpfung erzeugt werden. Als relevante Richtung ist die Richtung definiert, an der der Bolzen mit der Buchse in Kontakt tritt und ohne das ovalförmige Dämpfungselement eine Geräuschentwicklung im Sinne von Klappergeräuschen verursacht.
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Das Dämpfungselement ist in einer weiteren Ausgestaltung geschlossen oder offen ausgebildet. Als „offen“ ist zu verstehen, dass das Dämpfungselement an einer Stelle durchgängig unterbrochen ist. Offen ausgestaltete Dämpfungselemente sind beispielsweise Dämpfungselemente, welche aus einem bedingt dehnbaren Kunststoff hergestellt sind. Zur Montage auf den Bolzen wird das offen ausgestaltete Dämpfungselement auseinander gedrückt und anschließend über den Bolzen in seine Endposition geschoben. Unter „geschlossen“ ausgestaltete Dämpfungselemente sind Dämpfungselemente zu verstehen, die beispielsweise aus einem elastischen Kunststoff hergestellt sind. Diese geschlossenen Dämpfungselemente sind soweit dehnbar, dass sie zur Montage über den Bolzen in axialer Richtung geschoben und anschließend in ihre Endlage verbracht werden.
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In einer letzten Ausgestaltung ist ein Nutzfahrzeug mit einer Scheibenbremse ausgestattet, wobei die Scheibenbremse einen Bremssattel mit einer Bolzenführung aufweist, die Bolzenführung als Spielbolzen ausgebildet ist und, wobei in der Bolzenführung zwischen dem Bolzen und der Buchse ein Dämpfungselement angeordnet ist.
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Nachfolgend werden ausgewählte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren erläutert.
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Es zeigt:
- 1 eine erfindungsgemäße Scheibenbremse aus der Draufsicht,
- 2 eine seitlich geschnittene Teilansicht der erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit einer Bolzenführung und einem Dämpfungselement
- 3 eine seitlich geschnittene Teilansicht der erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit einer Bolzenführung und vier Dämpfungselementen
- 4 bis 4b Detailansichten des Bolzen und dem Dämpfungselement der Bolzenführung nach 2
- 5 bis 5b Detailansichten des Bolzen und den Dämpfungselementen nach 3.
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1 veranschaulicht eine erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 mit einem eine Bremsscheibe 4 übergreifenden Bremssattel 2, wobei der Bremssattel 2 axial, entlang einer axialen Achse A der Scheibenbremse 1 in Richtung der Bremsscheibe 4 über Bolzenführungen 10, 10a auf einen Bremsträger 3 gelagert ist. Zur Verdeutlichung der Gleitrichtung des Bremssattels 2 ist die axiale Achse A Scheibenbremse 1 eingezeichnet. Der Bremsträger 3 weist parallel zur Bremsscheibe 4 zwei Bremsbeläge 20, 20a auf, die die Bremsscheibe 4 über eine Zuspannvorrichtung 21 während eines Zuspannvorgangs zuspannen. Eine Nachstelleinrichtung 22 dient der Nachstellung des Lüftspiels Lb der Bremsbeläge 20, 20a. Die Bolzenführung 10 ist in ihrer Erstreckungsrichtung an einer Spielbolzenseite S des Bremssattels 2 angeordnet.
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Die Bolzenführung 10a ist in ihrer Erstreckungsrichtung an einer Passbolzenseite P des Bremssattels 2 angeordnet. Die Erstreckungsrichtung der Bolzenführungen 10 und 10a entspricht der Erstreckungsrichtung der axialen Achse A des Bremssattels 2. Gut sichtbar ist, dass die als Spielbolzenführung ausgebildete Bolzenführung 10 in ihrer Erstreckungsrichtung kürzer ausgebildet ist, als die Bolzenführung 10a, welche als Passbolzenführung ausgebildet ist. Die Bolzenführung 10 ist als Loslager ausgebildet und die Bolzenführung 10a ist als Festlager ausgebildet. Gegen Schmutzeinwirkungen weist die Bolzenführung 10 eine Schutzkappe 23 auf und auch die Bolzenführung 10a weist eine Schutzkappe 23a auf, die Bohrungen 5, 5a des Bremssattels 2 abdecken.
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2 veranschaulicht eine seitlich geschnittene Teilansicht der erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 nach 1 mit der Bolzenführung 10 und einem Dämpfungselement 15. Die Bolzenführung 10 ist gebildet aus einem Schraubenelement 12, dass den Bremssattel 2 an dem Bremsträger 3 fixiert. Ein Bolzen 11 umgibt das Schraubenelement 12 bremssattelseitig. Der Bolzen ist in einer Bolzenführung 10 des Bremssattels 2 angeordnet, wobei an dem Bolzen 11 an seinem dem Bremsträger 3 zugewandten axialen Ende ein Faltenbalg 17 angeordnet ist, die den Bolzen 11 mit dem Bremssattel 2 verbindet. Der Faltenbalg 17 ist eine Schutzvorrichtung und dafür bestimmt die Bolzenführung 10 gegen Schmutzeinwirkungen zu schützen. Weiterhin deckt die Schutzkappe 23 die dem Bremsträger 3 gegenüberliegende Seite der Bohrung 5 ab und schützt die Bolzenführung 10 gegen ein Eindringen von Staub- und Schmutzpartikeln. Eine Buchse 13 ummantelt den Bolzen 11, wobei die Buchse dafür ausgelegt ist, dass der Bremssattel 2 axial in Richtung der axialen Achse A der Scheibenbremse 1 auf dem Bolzen 11 gleiten kann. Die Buchse ist in die Bohrung 5 des Bremssattels 2 eingepresst. Zwischen der Buchse 13 und dem Bolzen 11 ist das Dämpfungselement 15 angeordnet. Das Dämpfungselement 15 ist in einer Ausnehmung 16 des Bolzen 11 angeordnet und erstreckt sich in axialer Richtung, parallel zur axialen Achse A der Scheibenbremse 1. Das Dämpfungselement 15 und die Ausnehmung 16 sind weiterhin entlang einer Umfangsfläche 24 des Bolzen 11 ausgebildet. Das Dämpfungselement 15 bildet das Bindungsglied zwischen dem Bolzen 11 und der Buchse 13, wodurch Klappergeräusche minimiert bzw. vermieden werden. Das Dämpfungselement 15 und die Buchse 13 stehen zu jeder Zeit zumindest teilweise in Kontakt, damit eine effektive Geräuschreduzierung gewährleistet ist. Das Dämpfungselement 15 wird zur Montage in die Ausnehmung 16 des Bolzen 11 axial über den Bolzen 11 geschoben bis das Dämpfungselement 15 vollständig in der Ausnehmung 16 angeordnet ist. Danach wird der Bolzen 11 mit dem Dämpfungselement 15 in die Bohrung 5 des Bremssattels 2 verbracht in der die Buchse 13 bereits eingepresst ist.
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3 veranschaulicht eine seitlich geschnittene Teilansicht der erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 nach 1 und 2, wobei in 3 die Bolzenführung 10 vier Dämpfungselemente 15a, 15b, 15c, 15d aufweist. Jedes Dämpfungselement 15a, 15b, 15c, 15d ist in einer korrespondierenden Ausnehmung 16, 16a, 16b, 16c des Bolzen 11 angeordnet. Die Dämpfungselemente 15a, 15b, 15c, 15d sind axial entlang der Erstreckungsrichtung des Bolzen 11 in einem gleichmäßigen Abstand L angeordnet und weisen einen Außendurchmesser D auf. Der Bolzen 11 weist einen Außendurchmesser DB auf. Für optimale Dämpfungseigenschaften ist der Außendurchmesser D der Dämpfungselemente 15a, 15b, 15c, 15d und des in 2 gezeigten Dämpfungselements 15 größer als der Außendurchmesser DB des Bolzen 11.
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4 und 4a zeigen Detailansichten des Bolzen 11 nach 2 in einer seitlich gedrehten Ansicht und 4b zeigt eine Detailansicht des Dämpfungselements 15 der Bolzenführung 10 nach 2. In 4 ist das teilweise in den Bolzen 11 angeordnete Dämpfungselement 15 gezeigt. Deutlich sichtbar ist, dass das Dämpfungselement 15 an einer Umfangsfläche 24 des Bolzen 11 angeordnet ist. 4a zeigt noch einmal den Querschnitt des Bolzen 11, jedoch ohne dem Schraubenelement 12. Das Dämpfungselement 15 und die Ausnehmung 16 weist einen rechteckförmigen Querschnitt auf. 4b zeigt das Dämpfungselement 15 an sich. In 4b ist erkennbar, dass das Dämpfungselement 15 hülsenförmig oder in anderen Worten zylinderförmig ausgebildet ist und formstabil ist. Weiterhin ist in 4b noch einmal der Außendurchmesser D des Dämpfungselements 15 gezeigt.
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5 und 5a zeigen Detailansichten des Bolzen 11 nach 3 in einer seitlich gedrehten Ansicht und 5b zeigt eine Detailansicht der Dämpfungselemente 15a, 15b, 15c, 15d der Bolzenführung 10 nach 3. In 5 und 5a ist noch einmal der gleichmäßige Abstand L zwischen den Dämpfungselementen 15a, 15b, 15c, 15d gezeigt. In 5b ist das Dämpfungselement 15a im Detail gezeigt. Die in 5 und 5 a Dämpfungselemente 15b -15d sind identisch mit dem Dämpfungselement 15a. Mit der Dämpfungselementanzahl >1 ist eine variable Anpassung der Schmierung des Bolzen 11 in der Bolzenführung 10 möglich, da ein axiales Entlanggleiten des Bolzen 11 in der Bolzenführung 10 nicht ausschließlich über ein einziges Dämpfungselement (15a, 15b, 15c, 15d) erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheibenbremse
- 2
- Bremssattel
- 3
- Bremsträger
- 4
- Bremsscheibe
- 5, 5a
- Bohrungen des Bremssattels 2
- 10, 10a
- Bolzenführung
- 11
- Bolzen
- 12
- Schraubenelement der Bolzenführung 10
- 13
- Buchse
- 15-15d
- Dämpfungselemente
- 16-16d
- Ausnehmungen
- 17
- Faltenbalg
- 20-20a
- Bremsbeläge
- 21
- Zuspannvorrichtung
- 22
- Nachstelleinrichtung
- 23, 23a
- Schutzkappen
- 24
- Umfangsfläche des Bolzen 11
- A
- axiale Achse des Bolzen 11
- D
- Außendurchmesser des Dämpfungselement 15- 15c
- DB
- Außendurchmesser des Bolzen 11
- L
- Abstand zwischen den Dämpfungselementen 15-
- 15c Lb
- Lüftspiel zwischen dem Bremsbelag 20, 20a und der Bremsscheibe 4
- P
- Passbolzenseite des Bremssattels 2
- S
- Spielbolzenseite des Bremssattels 2
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10245027 A1 [0004]
- DE 102007053902 A1 [0005]
