DE102021212333A1

DE102021212333A1 - Bremssattelführung

Info

Publication number: DE102021212333A1
Application number: DE102021212333.3A
Authority: DE
Inventors: Lukas Madzgalla
Original assignee: ZF Active Safety GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2021-11-02
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2023-05-04
Also published as: US20230136921A1; CN116066492A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremssattelführung 1 für eine Schwimmsattelscheibenbremse, umfassend- wenigstens einen an einem Bremssattel angebrachten Führungsbolzen 20 mit einem Kopf 21 und einem Schaft 22,- einen Bremsträger 3 mit wenigstens einer Führungsbohrung 10, welche einen Eintrittsbereich 11 und eine sich in den Bremsträger 3 hinein erstreckende Bohrungstiefe 12 aufweist, und- eine in den Eintrittsbereich 11 der Führungsbohrung 10 eingesetzte Führungseinrichtung 30 mit einer in einer Elastomerhülse 40 angeordneten Gleithülse 50, wobei der Führungsbolzen 20 mit seinem Schaft 22 in der Gleithülse 50 in der Weise längsverschiebbar gelagert ist, dass sich der Kopf 21 außerhalb des Bremsträgers 3 befindet und der Bereich 23 des Schafts 22, welcher sich auf der zur Bohrungstiefe 12 ausgerichteten Führungseinrichtungsseite 36 befindet, in die Führungsbohrung 10 hineinragt,wobei die Stirnseite 51 der Gleithülse 50, welche zur Außenseite 4 des Bremsträgers 3 hin ausgerichtet ist, einen ersten Bund 53, welcher radial nach außen verläuft, aufweist,wobei die Elastomerhülse 40 die Gleithülse 50 überdeckt und an den ersten Bund 53 anschließt und durch diesen Bund 53 in ihrer Längenausdehnung begrenzt wird und/oder wobei die Stirnseite 51 der Gleithülse 50, welche zur Außenseite 4 des Bremsträgers 3 hin ausgerichtet ist, einen ersten Bund 53, welcher radial nach außen verläuft, aufweist und wobei die Stirnseite 52 der Gleithülse 50, welche zur Bohrungstiefe 12 der Führungsbohrung 10 hin ausgerichtet ist, einen zweiten Bund 54, welcher radial nach außen verläuft, aufweist, wobei die Elastomerhülse 40 zwischen dem ersten und dem zweiten Bund 53, 54 angeordnet ist und durch die Bünde 53, 54 in ihrer Längsausdehnung begrenzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremssattelführung für eine Schwimmsattelscheibenbremse. Schwimmsattelscheibenbremsen werden verbreitet in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Schwimmsattelscheibenbremsen weisen einen quer zur Bremsscheibe verschiebbaren Bremssattel auf, welcher üblicherweise über Führungsbolzen und Führungselementen, wie z.B. Führungsbuchsen axialverschiebbar gelagert ist. Diese Führungssysteme müssen neben einer präzisen und steifen Führungsfunktion in der Lage sein durch einen Bremsvorgang entstehenden Tangentialkräften, d.h. - bezogen auf einen solchen Führungsbolzen - Radialkräften standzuhalten bzw. sie zu übertragen. Außerdem sollen in der Bremse entstehende Schwingungen über das Führungssystem nicht übertragen, sondern gedämpft werden. Ferner ist eine Leichtgängigkeit der Führung wünschenswert.
Schwimmsattelscheibenbremsen mit entsprechenden Führungssystemen sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt.
Die DE 20 2006 006 142 U1 offenbart einen Faltenbalg für den Führungsbolzen einer Schwimmsattel-Teilbelag-Scheibenbremse, welcher dämpfend und abdichtend den Führungsbolzen in der Wandung der Führungsbohrung führt.
Die WO 2016/037894 A1 offenbart einen Schutzbalg mit einem elastisch deformierbaren Führungsabschnitt, welcher einen Teil des Schaftabschnitts eines Führungsbolzens verlagerbar aufnimmt. Die Vorrichtung dient ebenfalls der verschiebbaren Lagerung eines Bremssattels.
Die EP 2 126 395 B1 offenbart eine Gleitbuchse mit einer Innenschale und einer mantelseitig daran anliegenden aus einem elastischen Material bestehenden Schicht, die von einer Außenschale überdeckt ist. Diese Außenschale ist in eine entsprechende Aufnahmebohrung im Bremssattel eingepresst.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erfüllen die genannten Anforderungen nur bedingt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine montagefreundliche Bremssattelführung für eine Schwimmsattelscheibenbremse bereitzustellen, welche zum einen leichtgängig ist, zum anderen in der Lage ist hohe Tangentialkräfte bei gleichzeitig guter Dämpfungseigenschaft bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremssattelführung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 angegeben.
Die erfindungsgemäße Bremssattelführung für eine Schwimmsattelscheibenbremse umfasst wenigstens einen an einen Bremssattel angebrachten Führungsbolzen mit einem Kopf und einem Schaft, einen Bremsträger mit wenigstens einer Führungsbohrung, welche einen Eintrittsbereich und eine sich in den Bremsträger hinein erstreckende Bohrungstiefe aufweist, und eine in den Eintrittsbereich der Führungsbohrung eingesetzte Führungseinrichtung mit einer in einer Elastomerhülse angeordneten Gleithülse. Eine solche Elastomerhülse kann eine Hülse aus jedem möglichen Elastomer sein, wie z.B. Naturkautschuk, Synthesekautschuk, Vulkanisate, Gummi.
Der Führungsbolzen ist mit seinem Schaft in der Gleithülse in der Weise längsverschiebbar gelagert, dass sich der Kopf außerhalb des Bremsträgers befindet und der Bereich des Schafts, welcher sich auf der zur Bohrungstiefe ausgerichteten Führungseinrichtungsseite befindet, in die Führungsbohrung hineinragt.
Die Stirnseite der Gleithülse, welche zur Außenseite des Bremsträgers hin ausgerichtet ist, weist einen ersten Bund, welcher radial nach außen verläuft, auf, wobei die Elastomerhülse die Gleithülse überdeckt und an den ersten Bund anschließt und durch diesen Bund in ihrer Längenausdehnung begrenzt wird.
Bevorzugt weist die Gleithülse zusätzlich zu dem ersten Bund an der Stirnseite der Gleithülse, welche zur Bohrungstiefe der Führungsbohrung hin ausgerichtet ist, einen zweiten Bund, welcher radial nach außen verläuft, auf. In diesem Fall ist die Elastomerhülse zwischen dem ersten und dem zweiten Bund angeordnet ist und wird durch die Bünde in ihrer Längsausdehnung begrenzt.
Der Eintrittsbereich der Führungsbohrung weist vorzugsweise eine bestimmte Bohrungstiefe auf und eignet sich dazu zylindrische Bauteile, insbesondere hülsenförmige Bauteile, aufzunehmen. In einer günstigen Ausgestaltung ist der Durchmesser des Eintrittsbereichs größer als der Teil der Führungsbohrung, welcher sich weiter in den Bremsträger hinein erstreckt. Die sich in den Bremsträger hinein erstreckende Bohrungstiefe ist vorzugsweise als Sacklochbohrung ausgeführt.
Die Elastomerhülse und die Gleithülse sind ineinander gesteckt angeordnet. Dabei ist die Gleithülse innenliegend und die Elastomerhülse in aufgesteckter, aufgepresster, aufgeklebter, aufvulkanisierter, o.ä. Art und Weise auf dem Außendurchmesser der Gleithülse angeordnet.
Der Führungsbolzen und die Führungseinrichtung sind relativ zueinander längs- bzw. axial verschiebbar. Der Kopf des Führungsbolzens dient vorzugsweise zur Befestigung an dem Bremssattel. Der Schaft des Führungsbolzens verläuft durch die Führungseinrichtung hindurch, wobei die Gleithülse eine Gleitlagerung für den Führungsbolzen bzw. für den Schaft bildet. Der weitere Teils des Schafts bzw. das Schaftende ragt in die sich in den Bremsträger hinein erstreckende Bohrung.
Die an den Stirnseiten der Gleithülse befindlichen radial nach außen verlaufenden Bünde definieren zusammen mit dem Hülsenkörper, d.h. mit einer zylindrischen Außenfläche der Hülse einen Aufnahmebereich oder -raum für die Elastomerhülse. In axialer Richtung der Elastomerhülse oder der Gleithülse begrenzen die Bünde die Längenausdehnung der Elastomerhülse. Die Begrenzung wird auf jeden Fall dann Wirksam, wenn eine aufgrund eines Bremsvorgangs entstehende Kraft, insbesondere eine radiale Kraft, auf die Führungseinrichtung einwirkt. Die Begrenzung kommt vorzugsweise aber auch schon ohne äußere Krafteinwirkung zum Tragen. Die Begrenzung ist auch dann schon in gewissem Maß gegeben, wenn die Gleithülse nur mit dem ersten Bund, welcher auf der zur Außenseite des Bremsträgers hin ausgerichtet ist, versehen ist, da dieser Bund die Längenausdehnung der Elastomerhülse aus der Führungsbohrung bzw. aus dem Bremsträger heraus begrenzt oder zumindest einschränkt. Noch günstiger ist eine beidseitige Begrenzung der Elastomerhülse.
Der Vorteil der axialen Begrenzung der Elastomerhülse liegt darin, dass beim Einwirken einer äußeren Kraft, welche bei einem Bremsvorgang als Tangentialkraft entsteht, das Material der Elastomerhülse axial nicht wegfließen kann. Ist eine solche axiale Begrenzung nicht gegeben, gibt das Elastomer axial nach und es ergibt sich ein hoher radialer Bewegungsgrad des Führungsbolzens in der Führungseinrichtung. Ein großer radialer Bewegungsgrad ist nachteilig, da Führungsteile, insbesondere metallische Führungsteile, bei einer großen radialen Auslenkung miteinander in Kontakt kommen können. Dies führt zu Geräuschentwicklungen - in erster Linie durch die dann mögliche Übertragung von Schwingungen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich bei in der Bremse auftretenden Tangentialkräften, welche in Bezug auf den Führungsbolzen als Radialkräfte angesehen werden können, eine geringere radiale Auslenkung. Im Vergleich zum Stand der Technik ist der Gradient von der Radialkraft F_R als Funktion der radialen Auslenkung s_R bei der erfindungsgemäßen Lösung größer. Ohne axiale Begrenzung können dämpfende elastomere Elemente axial weggequetscht werden. D.h. das Material weicht bei auftretenden Radialkräften axial aus. Bei der Erfindung wird dieses axiale Ausweichen verhindert. Durch einen großen Gradienten hinsichtlich der Radialkraft in Abhängigkeit von der Auslenkung kann die Führungseinrichtung so ausgelegt werden, dass bei geringer Radialauslenkung die Elastomerhülse wenig vorgespannt ist. Dies wirkt sich günstig auf die geforderte Leichtgängigkeit der Bremssattelführung und die Dämpfungseigenschaft aus. Die Reibungskraft bzw. die Gleitreibungskraft die zwischen dem Führungsbolzen bzw. dem Schaft und der Gleithülse wirkt, ist dann vergleichsweise klein. Bei ansteigender Radialauslenkung entwickelt die zwischen die Gleithülsenbünde eingefasste bzw. begrenzte Elastomerhülse dann aber eine schnell wachsende Gegenkraft. Die Elastomerhülse wird folglich radial nicht so stark komprimiert und ein unerwünschter Kontakt zwischen Führungsteilen der Bremssattelführung wird vermieden.
Bevorzugt umfasst die Führungseinrichtung auch eine Dichtungsanordnung mit einem Führungsbolzenanschluss und/oder einem Bremssattelanschluss, einem Bremsträgeranschluss und einem Schutzbalg. Die Dichtungsanordnung ist mit der Elastomerhülse einstückig verbunden und besteht gleich wie die Elastomerhülse aus einem elastomeren Material. Bei dieser bevorzugten Ausführung steht in einem Übergangsbereich zwischen der Elastomerhülse und dem Bremsträgeranschluss und/oder dem Schutzbalg die Elastomerhülse in ihrer Breite aus dem Eintrittsbereich der Führungsbohrung und/oder aus dem Bremsträger heraus. Durch die einstückige Ausführung ist eine schnelle Montage möglich und eine sichere Abdichtung der Lagerstellen gegeben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Eintrittsbereich eine zylindrische Innenfläche mit einem Innendurchmesser D1 auf, welche eine Aufnahme für die zylindrische Außenfläche der Elastomerhülse bildet. Vorzugsweise steht die zylindrische Innenfläche des Eintrittsbereichs mit der zylindrischen Außenfläche der Elastomerhülse in Kontakt. Die Gleithülse weist eine mit dem Schaft in Gleitkontakt stehende innenliegende Gleitseite und eine außenliegende Aufnahmeseite mit einer zumindest teilweisen zylindrischen Außenfläche mit einem Außendurchmesser D2 auf, welche eine Aufnahme für die zylindrische Innenfläche der Elastomerhülse bildet. Vorzugsweise steht die zumindest teilweise zylindrische Außenfläche der Gleithülse mit der zylindrischen Innenfläche der Elastomerhülse in Kontakt. Der radiale Abstand zwischen D1 und D2 definiert die Dicke t des zwischen der zylindrischen Innenfläche und der zylindrischen Außenfläche befindlichen Teils der Elastomerhülse im eingebauten Zustand. D.h. die Dicke t ist gleich der Differenz aus dem Quotienten aus D1 geteilt durch 2 und dem Quotienten aus D2 geteilt durch 2. Der Übergangsbereich bzw. der Teil der Führungseinrichtung in dem Übergangsbereich verläuft gegenüber der Elastomerhülse abgewinkelt, vorzugsweise L-förmig. D.h. im Längsquerschnitt der Elastomerhülse bildet ihr Hülsenkörper mit der Dicke t und dem abgewinkelten Teil eine L-Form.
Das Maß der Bundhöhe HB1 des ersten Gleithülsenbundes in radialer Richtung, ausgehend von der zylindrischen Außenfläche, ist mindestens gleich dem Maß der Dicke t. Vorzugsweise ist das Maß der Bundhöhe HB1 größer und noch bevorzugter mindestens doppelt so groß wie das Maß der Dicke t. Vorzugsweise ist das Maß der Bundhöhe HB1 mindestens groß genug, so dass dieser Bund den abgewinkelten Übergangsbereich, sofern dieser gegeben ist, axial abstützt. Bevorzugt ist das Maß der Bundhöhe HB2 des zweiten Gleithülsenbundes, wenn ein solcher vorhanden ist, in radialer Richtung, ausgehend von der zylindrischen Außenfläche, mindestens halb so groß wie das Maß der Dicke t, vorzugsweise mindestens 0,7 mal so groß.
Durch die vorstehend genannten Dimensionierungen der Gleithülsenbünde im Verhältnis zu der Elastomerhülsendicke ist gewährleistet, dass die Elastomerhülse axial sicher gehalten/begrenzt wird und ein axiales Wegquetschen bei einer auf die Führungseinrichtung einwirkenden Radialkraft verhindert wird.
Die innenliegende Gleitseite kann einen aus der Gleithülse hervorstehenden Steg oder mehrere aus der Gleithülse hervorstehende Stege aufweisen, welche(r) in Gleitkontakt mit dem Schaft steht/stehen. Die Gleitstege sind dabei vorzugsweise als radial umlaufende Stege ausgebildet. Die somit lediglich partiell an der Schaftoberfläche anliegende Gleithülse sorgt für dauerhaft gute Gleiteigenschaften, verhindert ein Festfressen und ermöglicht eine gute Schmierstoffversorgung/-verteilung.) Die Gleitstege können durch Umformen erzeugt sein.
Vorzugsweise weist die Gleithülse einen in axialer Richtung der Hülse orientierten Schlitz, der bevorzugt als durchgehender Schlitz ausgebildet ist. Dieser Schlitz ist vorteilhaft um Fertigungstoleranzen auszugleichen. Ferner ermöglicht der Schlitz die Führungseinrichtung so zu gestalten, dass sie, bzw. die Gleithülse mit einer Vorspannung auf dem Schaft des Führungsbolzens sitzt bzw. läuft. Der Innendurchmesser der Gleithülse ist im nicht montierten Zustand demnach kleiner als der Außendurchmesser des Führungsbolzenschafts. Durch das Einführen des Schafts in die Gleithülse wird diese dann etwas auseinandergedrückt. Somit wird das Führungssystem vorgespannt. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich die Führungseinrichtung mit der außenliegenden Elastomerhülse im noch nicht vorgespannten Zustand leicht in den Eintrittsbereich der Führungsbohrung einzusetzen. Nach erfolgtem Einsetzen der Führungseinrichtung in den Eintrittsbereich, kann der Führungsbolzen mit seinem Schaft durch die Gleithülse hindurch eingeschoben werden. Das Führungssystem wird dabei insgesamt spielfrei vorgespannt. Auch die Elastomerhülse wird dadurch in dem Eintrittsbereich gegen die Bohrungswandung gepresst. Ein axiales Wegquetschen der Elastomerhülse wird durch die Gleithülsenbünde oder je nach Ausführung durch den ersten Gleithülsenbund verhindert.
In geeigneter Ausführung sind sowohl der Schaft als auch die Gleithülse aus Metall gefertigt oder Schaft und Gleithülse umfassen Metall, so dass eine Metall- Metall-Gleitpaarung gegeben ist.
Vorzugsweise ist eine solche Metallgleithülse aus einem blechförmigen Material gefertigt. Vorzugsweise weist der erste Bund und/oder der zweite Bund eine Materialdicke von mindestens 0,3 mm, vorzugsweise mindestens 0,5 mm, noch bevorzugter mindestens 1 mm auf.
Die Führungseinrichtung kann in bevorzugter Ausgestaltung die Lagerstelle, welche durch die Gleithülse gebildet ist, und ebenso oder alternativ die sich in den Bremsträger hinein erstreckende Bohrungstiefe kapseln. Bevorzugt ist die Lagerstelle, welche durch die Gleithülse gebildet wird und/oder die sich in den Bremsträger hinein erstreckende Bohrungstiefe geschmiert. In bevorzugter Weise handelt es sich dabei um eine Lebensdauerschmierung. Die bereits oben beschriebenen Gleitstege unterstützen die Schmierstoffverteilung in der Führungseinrichtung.
Der Bereich des Schafts, welcher sich auf der zur Bohrungstiefe ausgerichteten Führungseinrichtungsseite befindet und in die Führungsbohrung hineinragt, kann wenigstens ein Führungsmittel umfassen, mit welchem der Führungsbolzen längsverschiebbar in dem Bereich der sich in den Bremsträger hinein erstreckenden Bohrungstiefe gelagert ist. Somit ergeben sich zwei Lagerstellen für den Führungsbolzen. An diesen beiden Lagerstellen erfolgt die Übertragung der entstehenden Kräfte im Bremsbetrieb, insbesondere werden nur über diese Lager die Radialkräfte übertragen. Aufgrund des vergleichsweise großen Gradienten der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung hinsichtlich der Radialkraft in Abhängigkeit von der Auslenkung, kann die Führungseinrichtung, bzw. die zugehörigen Hülsen in axialer Richtung vergleichsweise kurz ausgeführt werden. Dies ermöglicht eine leichtere Montage der Führungsbauteile.
Bevorzugt ist der Schaft wenigstens 2 mal so lang ist wie die Länge der Gleithülse, bevorzugt 3 mal so lang und noch bevorzugter 4 mal so lang. Auch bei solchen Ausgestaltungen ist die mit zunehmender radialer Auslenkung stark ansteigende Steifigkeit des Führungssystems, bzw. die stark ansteigende radiale Gegenkraft, welche sich, wie schon erläutert durch die Begrenzung der axialen Ausdehnung der Elastomerhülse ergibt, von Vorteil. Durch diese Steifigkeit ist das Führungssystem auch in der Lage mögliche Biegelasten (aufgrund größerer Bremsenbauteile, z.B. des Bremssattels), die auf die Führungseinrichtung wirken, so zu übertragen, dass kein unerwünschter Kontakt zwischen Führungselementen entsteht.
Bei der vorangehenden Beschreibung ist eine Bremssattelführung beschrieben, bei welcher die Führungsbohrung in den Bremsträger eingebracht ist und der Führungsbolzen an dem verschiebbaren Bremssattel angebracht ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist alternativ aber auch für eine Bremssattelführung geeignet, bei der die Führungsbohrung im beweglichen Bremssattel eingebracht ist und bei welcher der Führungsbolzen am Bremsträger befestigt ist. Sämtliche oben beschriebenen Ausgestaltungsmöglichkeiten gelten somit auch für diese alternative Bremssattelführung. Die obige Beschreibung ist somit auch dafür anwendbar, nur dass beim Lesen, was die angegebenen Bauteile und Konstruktionselemente und deren jeweilige Anordnung und Zuordnung in der Bremssattelführung angeht, der Bremssattel an die Stelle des Bremsträgers und der Bremsträger an die Stelle des Bremssattels gesetzt werden muss. Auf eine erneute Beschreibung sämtlicher Ausgestaltungsmöglichkeiten kann somit verzichtet werden.
Es versteht sich auch von selbst, dass die erfindungsgemäße Bremssattelführung auch zwei oder mehrere der beschriebenen Führungsbauteile (Führungsbolzen, Führungsbohrung, etc.), die jeweils wie oben beschrieben zusammenwirken, aufweisen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren näher erläutert. Es handelt sich dabei um die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels. Der Übersichtlichkeit wegen sind nicht zwangsläufig alle dargestellten Elemente in einer Figur mit einem Bezugszeichen versehen. Entsprechende Elemente oder Bereiche sind dann aber mindestens in einer anderen Figur gekennzeichnet und die Bedeutung ist dort zu entnehmen.

1 zeigt die Bremssattelführung in einer Schnittdarstellung
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 dargestellten Bremssattelführung
3 zeigt den Bereich der Führungseinrichtung in perspektivischer Schnittdarstellung
4 zeigt die Führungseinrichtung ohne Führungsbolzen
5 zeigt die Führungseinrichtung für sich
6 zeigt die Gleithülse für sich
7 zeigt Diagramme mit Weg (S_R) - Kraft (F_R) - Verläufen

Wie in den 1 bis 4 zu sehen ist, ist bei dem Ausführungsbeispiel der Bremssattel 2 gegenüber dem Bremsträger 3 mit Hilfe von zwei Führungsbolzen 20 (aufgrund der Schnittdarstellung ist nur ein Führungsbolzen sichtbar dargestellt), welche jeweils in einer Führungseinrichtung 30 geführt sind, axialverschiebbar gelagert. Die Führungseinrichtungen 30 sind jeweils in den Eintrittsbereich 11 einer Führungsbohrung 10 eingesetzt. Die Führungsbohrung 10 erstreckt sich von der Außenseite 4 des Bremsträgers 3 mit einer Bohrungstiefe 12 in diesen als Sacklochbohrung hinein. Der Eintrittsbereich 11 weist einen im Vergleich zum Bohrungsdurchmesser der restlichen Führungsbohrung 10 größeren Durchmesser D1 auf, welcher als Sitz für die Führungseinrichtung 30 dient. Die Führungseinrichtung 30 weist eine Gleithülse 50 eine Elastomerhülse 40 und eine Dichtungsanordnung 31 auf. Die Elastomerhülse 40 und die Dichtungsanordnung 31 bestehen aus einem elastomeren Material und sind einstückig miteinander über einen Übergangsbereich 35 verbunden. Im Längsquerschnitt der der Führungseinrichtung 30 betrachtet (siehe bspw. 2) verläuft der Übergangsbereich 35 als Verlängerung der Elastomerhülse 40 um 90° abgewinkelt (L-förmig) zur Längserstreckung der Elastomerhülse radial nach außen. Während die Elastomerhülse 40 innerhalb des Eintrittsbereichs 11 liegt, steht der Übergangsbereich 35 aus dem Eintrittsbereich 11 heraus und geht in nachfolgend beschriebenen Teile der Dichtungsanordnung 31 über. Wie in den 3 bis 5 zu sehen ist, umfasst die Dichtungsanordnung 31 einen Führungsbolzenanschluss 32, mit welchem sie am Führungsbolzenkopf 21 abdichtend fixiert ist, und einen Bremsträgeranschluss 33, mit welchem sie am Bremsträger 3 abdichtend fixiert ist. Der Führungsbolzenanschluss 32 und der Bremsträgeranschluss 33 sind über einen Schutzbalg 34 miteinander verbunden.
Gemäß bspw. den 2 und 4 ist die Führungseinrichtung 30 in der Weise in den Eintrittsbereich 11 der Führungsbohrung 10 eingesetzt, dass die zylindrische Innenfläche 13 des Eintrittsbereichs 11 mit dem Innendurchmesser D1 mit der zylindrischen Außenfläche 41 der Elastomerhülse in Kontakt steht. Die Elastomerhülse 40 weist eine zylindrische Innenfläche 42 und eine zylindrische Außenfläche 41 auf und hat eine bestimmte Länge. Die Gleithülse 50 weist eine innenliegende Gleitseite 55 und eine außenliegende Aufnahmeseite 56 mit einer zylindrischen Außenfläche 57 mit einem Außendurchmesser D2 auf, welche eine Aufnahme für die zylindrische Innenfläche 42 der Elastomerhülse bildet. Die zylindrischen Außenfläche 57 der Gleithülse 50 steht mit der zylindrischen Innenfläche 42 der Elastomerhülse in Kontakt. Der radiale Abstand zwischen den Maßbezugslinien der Maße D1 und D2 definiert die Dicke t des zwischen der zylindrischen Innenfläche 13 der Führungsbohrung und der zylindrischen Außenfläche 57 der Gleithülse 50 befindlichen Teils der Elastomerhülse 40 im eingebauten Zustand.
Die Gleithülse 50 weist an ihren Stirnseiten jeweils einen radial nach außen verlaufenden Bund 53, 54 auf. Die Elastomerhülse 40 wird in ihrer möglichen Längenausdehnung durch die beiden Bünde 53, 54 begrenzt, da sie in dem Aufnahmebereich der Gleithülse 50 zwischen diesen Bünden angeordnet ist. Die Bünde sind besonders gut in den 2 und 6 zu sehen.
Der erste Bund 53 ist an der Stirnseite 51, welche zur Außenseite des Bremsträgers hin ausgerichtet ist, angeordnet. Der zweite Bund 54 ist an der Stirnseite 52, welche zur Bohrungstiefe 12 der Führungsbohrung 10 hin ausgerichtet ist, angeordnet.
Das Maß der Bundhöhe HB1 des ersten Gleithülsenbundes 53 in radialer Richtung, ausgehend von der zylindrischen Außenfläche 57, ist in etwa dreimal so groß wie das Maß der Dicke t, so dass dieser Bund 53 den abgewinkelten Übergangsbereich axial abstützt. Das Maß der Bundhöhe HB2 des zweiten Gleithülsenbundes 54 in radialer Richtung, ausgehend von der zylindrischen Außenfläche 57 ist in etwa 0,7 mal so groß wie das Maß der Dicke t, so dass dieser Bund 54 das innenliegende Ende der Elastomerhülse 40 axial abstützt.
Die Führungsbolzen 20 weisen jeweils einen Kopf 21 und einen Schaft 22 auf. Der Kopf 21 ist am beweglichen Bremssattel 2 fixiert. Der Schaft 22 ist in der Gleithülse 50 axialverschiebbar gelagert. Dabei steht der Außendurchmesser des Schafts 22 mit der innenliegenden Gleitseite 55 der Gleithülse 50 in Gleitkontakt. Dabei bilden zwei radial umlaufende Gleitstege 58 die Gleitkontaktstellen. Der Schaft 22 ragt mit seinem Schaftende 23 in die Bohrungstiefe 23 der Führungsbohrung 10 hinein und wird dort mittels eines Führungsmittels 24 ebenfalls axialverschiebbar in der Führungsbohrung 10 geführt.
Die durch die Gleithülsenbünde entstehende axiale Abstützung bzw. Begrenzung einer axialen Längenausdehnung der Elastomerhülse 40 bewirkt, dass bei einer auftretenden Radialkraft, die auf das Führungssystem wirkt und einer sich dadurch ergebenden radialen Auslenkung des Führungsbolzens 20 in der Führungseinrichtung 30, die Reaktionskraft F_R, die die Führungseinrichtung 30 auf den Führungsbolzen 20 ausübt, stark ansteigt und eine zu große radiale Auslenkung und somit eine unerwünschten Kontakt zwischen sonstigen Führungsteilen verhindert. Entscheidend ist hier die Elastomerhülse 40, die in dem Aufnahmebereich der Gleithülse zwischen den Bünden 53, 54 aufgenommen ist und in radialer Richtung zwischen Führungsbohrung 10, 11 und Gleithülse 50 eine steife Führung des Führungsbolzens 20 ermöglicht. Bei geringen einwirkenden Radialkräften wiederum ermöglicht die Elastomerhülse 40 im weitgehend entspannten Zustand eine gute Dämpfungseigenschaft und eine geringe Gleitreibungskraft zwischen Führungsbolzen 20 und Gleithülse 50. Unterstützt wird die gute Gleiteigenschaft durch ein Metall-Metall-Gleitreibungspaar. D.h. sowohl die Gleithülse 50 als auch der Führungsbolzen 20 sind aus Metall gefertigt.
Der Schaft 22 ist in etwa 5 mal so lang wie die Gleithülse 50. D.h. im Vergleich zur gesamten Dimensionierung der Bremssattelführung (1) kann die Länge der Elastomerhülse 40 aufgrund ihrer Steifigkeit bei einwirkenden Radialkräften kurz ausgelegt werden.
Wie in 6 zu sehen ist, ist die Gleithülse 50 mit einem durchgehenden Längsschlitz 59 versehen. Der Längsschlitz dient zum einen dazu Fertigungstoleranzen auszugleichen, zum anderen ist die Gleithülse 50 mit ihrem Längsschlitz 59 so ausgelegt, dass beim Einführen des Schafts 22 durch die Gleithülse diese radial gespreizt und somit vorgespannt wird. Ebenfalls wird dadurch die Elastomerhülse (40) radial vorgespannt und im Außendurchmesser vergrößert. D.h. im nicht vorgespannten Zustand lässt sich die Führungseinrichtung leichter in die Führungsbohrung 10, bzw. in den Eintrittsbereich 11 einsetzen. Beim Einführen des Führungsbolzens 20, bzw. des Schafts 22 durch die Gleithülse 50 wird diese vorgespannt und die Elastomerhülse 40 wird mit ihrer Außenfläche 41 an die zylindrische Innenfläche 13 des Eintrittsbereichs 11 gedrückt, so dass die Führungseinrichtung 30 sicher in der Führungsbohrung 10 fixiert ist. Einer sicheren Fixierung kommt auch der höhere Reibkoeffizient, der in dem Sitz zwischen der Außenfläche 41 der Elastomerhülse 40 und der zylindrischen Innenfläche 13 des Eintrittsbereichs 11 wirkt, im Vergleich zum Gleitreibungspaar von Gleithülse 50 und Führungsbolzenschaft 22 zum tragen.
In 7 sind Kraftverläufe der Radialkraft bzw. einer entsprechenden Reaktionskraft F_R als Funktion der radialen Führungsbolzenauslenkung S_R in zwei Diagrammen dargestellt. Die Angaben basieren auf der jeweiligen Verwendung einer Elastomerhülse mit einer SHORE A Härte von 50. Der dargestellte Fall A zeigt den Kraftverlauf bei Verwendung einer Elastomerhülse ohne axiale Begrenzung. Fall B zeigt den Kraftverlauf bei Verwendung er erfindungsgemäßen axial begrenzten Elastomerhülse. Hier sind nicht so sehr die zu erreichenden maximalen absoluten Radialkräfte von Bedeutung. Diese lassen sich durch Wahl des Härtegrades anpassen. Vielmehr ist relevant, dass der Gradient des Kraftverlaufs der Radialkraft F_R als Funktion der radialen Auslenkung s_R bei der erfindungsgemäßen Lösung wesentlich größer ist als bei einer Lösung ohne Axialbegrenzungen der Elastomerhülse. Aufgrund dieses Kraftverlaufs ergeben sich bei einer geringen Bolzenauslenkung s_R niedrige Reibkräfte bzw. gute Gleiteigenschaften. Bei hohen Bolzenauslenkungen s_R wird durch den starken Anstieg der Reaktionskraft die nötige Führungssteifigkeit erzielt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202006006142 U1 [0003]
WO 2016/037894 A1 [0004]
EP 2126395 B1 [0005]

Claims

Bremssattelführung (1) für eine Schwimmsattelscheibenbremse, umfassend - wenigstens einen an einem Bremssattel (2) angebrachten Führungsbolzen (20) mit einem Kopf (21) und einem Schaft (22), - einen Bremsträger (3) mit wenigstens einer Führungsbohrung (10), welche einen Eintrittsbereich (11) und eine sich in den Bremsträger (3) hinein erstreckende Bohrungstiefe (12) aufweist, und - eine in den Eintrittsbereich (11) der Führungsbohrung (10) eingesetzte Führungseinrichtung (30) mit einer in einer Elastomerhülse (40) angeordneten Gleithülse (50), wobei der Führungsbolzen (20) mit seinem Schaft (22) in der Gleithülse (50) in der Weise längsverschiebbar gelagert ist, dass sich der Kopf (21) außerhalb des Bremsträgers (3) befindet und der Bereich (23) des Schafts (22), welcher sich auf der zur Bohrungstiefe (12) ausgerichteten Führungseinrichtungsseite (36) befindet, in die Führungsbohrung (10) hineinragt, wobei die Stirnseite (51) der Gleithülse (50), welche zur Außenseite (4) des Bremsträgers (3) hin ausgerichtet ist, einen ersten Bund (53), welcher radial nach außen verläuft, aufweist, wobei die Elastomerhülse (40) die Gleithülse (50) überdeckt und an den ersten Bund (53) anschließt und durch diesen Bund (53) in ihrer Längenausdehnung begrenzt wird und/oder wobei die Stirnseite (51) der Gleithülse (50), welche zur Außenseite (4) des Bremsträgers (3) hin ausgerichtet ist, einen ersten Bund (53), welcher radial nach außen verläuft, aufweist und wobei die Stirnseite (52) der Gleithülse (50), welche zur Bohrungstiefe (12) der Führungsbohrung (10) hin ausgerichtet ist, einen zweiten Bund (54), welcher radial nach außen verläuft, aufweist, wobei die Elastomerhülse (40) zwischen dem ersten und dem zweiten Bund (53,54) angeordnet ist und durch die Bünde (53,54) in ihrer Längsausdehnung begrenzt wird.
Bremssattelführung (1) nach Anspruch 1, wobei die Führungseinrichtung (30) eine Dichtungsanordnung (31) mit einem Führungsbolzenanschluss (32) und/oder einem Bremssattelanschluss (32), einem Bremsträgeranschluss (33) und einem Schutzbalg (34) umfasst, welche mit der Elastomerhülse (40) einstückig verbunden ist und gleich wie die Elastomerhülse (40) aus einem elastomeren Material besteht, wobei in einem Übergangsbereich (35) zwischen der Elastomerhülse (40) und dem Bremsträgeranschluss (33) und/oder dem Schutzbalg (34) die Elastomerhülse (40) in ihrer Breite aus dem Eintrittsbereich (11) der Führungsbohrung (10) und/oder aus dem Bremsträger (3) heraussteht.
Bremssattelführung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Eintrittsbereich (11) eine zylindrische Innenfläche (13) mit einem Innendurchmesser D1 aufweist, welche eine Aufnahme für die zylindrische Außenfläche (41) der Elastomerhülse (40) bildet und insbesondere mit der zylindrischen Außenfläche (41) der Elastomerhülse (40) in Kontakt steht, wobei die Gleithülse (50) eine mit dem Schaft (22) in Gleitkontakt stehende innenliegende Gleitseite (55) und eine außenliegende Aufnahmeseite (56) mit einer zumindest teilweisen zylindrischen Außenfläche (57) mit einem Außendurchmesser D2 aufweist, welche eine Aufnahme für die zylindrische Innenfläche (42) der Elastomerhülse (40) bildet und insbesondere mit der zylindrischen Innenfläche (42) der Elastomerhülse (40) in Kontakt steht, wobei der radiale Abstand zwischen D1 und D2 die Dicke t des zwischen der zylindrischen Innenfläche (42) und der zylindrischen Außenfläche (41) befindlichen Teils der Elastomerhülse (40) im eingebauten Zustand definiert, wobei der Übergangsbereich (35) gegenüber der Elastomerhülse (40) abgewinkelt verläuft, wobei das Maß der Bundhöhe HB1 des ersten Gleithülsenbundes (53) in radialer Richtung, ausgehend von der zylindrischen Außenfläche (57), mindestens gleich dem Maß der Dicke t, insbesondere größer, insbesondere mindestens doppelt so groß ist und/oder wobei das Maß der Bundhöhe HB1 mindestens groß genug ist, so dass dieser Bund (53) den abgewinkelten Übergangsbereich (35) axial abstützt und/oder wobei das Maß der Bundhöhe HB2 des zweiten Gleithülsenbundes (54) in radialer Richtung, ausgehend von der zylindrischen Außenfläche (57), mindestens halb so groß wie das Maß der Dicke t, insbesondere mindestens 0,7 mal so groß ist.
Bremssattelführung (1) nach Anspruch 3, wobei die innenliegende Gleitseite (55) aus der Gleithülse wenigstens einen hervorstehenden Steg (58) aufweist, welcher in Gleitkontakt mit dem Schaft (22) steht, wobei der wenigstens eine Gleitsteg (55) insbesondere als radial umlaufender Steg ausgebildet ist.
Bremssattelführung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gleithülse (50) einen in axialer Richtung der Hülse orientierten Schlitz (59), insbesondere durchgehenden Schlitz aufweist.
Bremssattelführung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sowohl der Schaft (22) als auch die Gleithülse (50) aus Metall sind oder Metall umfassen, so dass eine Metall- Metall-Gleitpaarung gegeben ist.
Bremssattelführung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Führungseinrichtung (30) die Lagerstelle, welche durch die Gleithülse (50) gebildet ist, und/oder die sich in den Bremsträger (3) hinein erstreckende Bohrungstiefe (12) kapselt; und/oder wobei die Lagerstelle, welche durch die Gleithülse (50) gebildet ist, und/oder die sich in den Bremsträger (3) hinein erstreckende Bohrungstiefe (12) geschmiert ist, insbesondere mit einer Lebensdauerschmierung.
Bremssattelführung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Bereich des Schafts (23), welcher sich auf der zur Bohrungstiefe (12) ausgerichteten Führungseinrichtungsseite (36) befindet und in die Führungsbohrung (12) hineinragt, wenigstens ein Führungsmittel (24) umfasst, mit welchem der Führungsbolzen (20) längsverschiebbar in dem Bereich der sich in den Bremsträger (3) hinein erstreckenden Bohrungstiefe (12) gelagert ist.
Bremssattelführung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schaft (22) wenigstens 2 mal so lang ist wie die Länge der Gleithülse (50), insbesondere wenigstens 3 mal so lang und insbesondere wenigstens 4 mal so lang.
Bremssattelführung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, was die in den Ansprüchen angegebenen Bauteile und Konstruktionselemente und deren jeweilige Anordnung und Zuordnung in der Bremssattelführung (1) angeht, der Bremssattel (2) an die Stelle des Bremsträgers (3) und der Bremsträger (3) an die Stelle des Bremssattels (2) tritt.