DE102022116789A1

DE102022116789A1 - Scheibenbremse und Bremsbelaganordnung sowie Belagfeder und Niederhalterelement hierfür

Info

Publication number: DE102022116789A1
Application number: DE102022116789.5A
Authority: DE
Inventors: Niklas Hult
Original assignee: Haldex Brake Products AB
Current assignee: Haldex Brake Products AB
Priority date: 2022-07-05
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2024-01-11
Also published as: WO2024008509A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft u.a. eine Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) für eine Scheibenbremse mit einer Belagfeder (7), die derart ausgebildet ist, dass sowohl ein Verspannen der Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) in einem Belagschacht (4) als auch ein Rückstelleffekt nach Bremsbetätigung zur Verfügung gestellt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, eine in dieser zum Einsatz kommende Bremsbelaganordnung und eine mit der Bremsbelaganordnung zusammenwirkende Belagfeder sowie ein Niederhalterelement für diese Belagfeder.
Bei Gleitsattelbremsen bilden der Gleitsattel und der diesen verschieblich tragende Bremsträger gemeinsam sogenannte Belagschächte aus, in die die Bremsbeläge von oben her durch eine Öffnung im Bremssattel lose einsetzbar sind. Dabei stützen sich die Rückplatten bzw. Bremsbelaghalterplatten der Bremsbeläge mit ihren Seiten an in der Regel senkrechten Führungsflächen, den sogenannten Hörnern, des Bremsträgers mit ausreichend großen Toleranzen und an dazu quer verlaufenden, unteren Führungsflächen in Axialrichtung verschieblich gleitend ab. Die Bremsbelaghalterplatten sind in der Regel über Blattfedern gegenüber einem an dem Bremssattel befestigbaren Niederhalterelement in der Form eines Haltebügels frei lagernd, d.h. ohne eine feste oder starre Verbindung, abgestützt, das die Öffnung im Bremssattel, durch die die Bremsbelaganordnungen von oben her einfügbar sind, überbrückt, wodurch diese gegenüber den unteren Führungsflächen zum Zweck einer einwandfreien Führung und ggfs. Rüttelsicherung verspannt werden.
Bei einer Bremsbetätigung wird bewirkt, dass der zuspannseitige Bremsbelag gegen die Bremsscheibe gedrückt wird, während als Reaktion darauf der gegenüberliegende, reaktionsseitige Bremsbelag durch die gegengerichtete Gleitbewegung des Bremssattels ebenfalls an der Bremsscheibe zur Anlage kommt. Nach Ende des Bremsvorgangs müssen die Zuspanneinrichtung und die Bremsbeläge mit ihren Bremsbelaghalterplatten wieder in ihre jeweiligen Ausgangslagen zurückgebracht werden. Während für die Zuspanneinrichtung hierfür in der Regel ein separater Rückstellmechanismus vorgesehen ist, bspw. eine zwischen der Zuspanneinrichtung und dem Bremssattel wirkende oder eine in diese bereits funktional integrierte Rückstellfeder, sind im Stand der Technik für die Bremsbeläge darüber hinaus eigenständige Vorrichtungen vorgesehen worden, die zwischen der seitlichen Wand der Bremsschächte und den Bremsbelaghalterplatten wirken können. Diese bestehen aus teilweise unter Vorspannung stehenden, unterschiedlich ausgebildeten Federelementen, die sich bei Bremshub infolge der Relativbewegung zwischen der Bremsbelaghalterplatte und der Schachtwand elastisch verformen und so eine Rückstellkraft ausbilden können, die bei Beendigung des Bremsvorgangs, wenn keine Bremskraft mehr wirkt, zum Tragen kommt und so die Bremsbelaghalterplatte unterstützt, sich zurückzubewegen.
Beispielhaft seien hier die Federmechanismen zwischen der Bremsbelaghalterplatte und den lateralen Führungsflächen des Belagschachts genannt, wie diese aus der EP 1 625 312 B1 , der DE 196 23 867 C2 oder der EP 2 644 926 B1 bekannt sind. Ein Federelement, das den Bremsbelag zu beiden Seiten teilweise umgreift und an einem Sicherungselement des Bremssattels, das gleichzeitig der Führung der Bremsbelaghalterplatte dient, befestigt ist, ist beispielsweise aus der EP 2 831 457 B1 bekannt.
Allen genannten Vorrichtungen zur Rückstellung, die teilweise auch als Rüttelschutz dienen können, ist gemeinsam, dass diese sich nur sehr aufwändig installieren lassen; insbesondere ist es nicht möglich, mit derartigen Federmechanismen versehene Bremsbelaghalterplatten auf einfache Art und Weise von oben widerstandslos und ohne Hindernisse in die Belagschächte einzusetzen. Darüber hinaus sind teilweise konstruktive Änderungen an den Seitenwänden des Belagschachts und/oder der Bremsbelaghalterplatte notwendig, um die Funktionalität dieser Federelemente überhaupt erst zu ermöglichen, wie beispielsweise Hinterschnitte erzeugende Ausnehmungen, die den Herstellungsaufwand noch zusätzlich erhöhen.
Um derartige Probleme zu lösen, sind aus der WO 2020/208194 A1 der Anmelderin beispielsweise separate Vorrichtungen bekannt, die so ausgestaltet sind, dass diese im Rahmen der Unterstützung einer Rückstellbewegung auf den unteren Bereich und auf den oberen Bereich der Bremsbelaganordnung getrennt einwirken, wobei der für den unteren Bereich vorgesehene Mechanismus an der Bremsbelaghalterplatte fixiert wird, während der für den oberen Bereich vorgesehene Mechanismus mit dem Niederhalterelement kooperiert. Dennoch sind zwei unterschiedliche Federelemente notwendig, was die Herstellungskosten erhöht.
Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsbelaganordnung für Scheibenbremsen sowie eine Scheibenbremse jeweils mit einer in dieser Hinsicht besseren Funktionalität bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zur Rückstellung eines Bremsbelags zur Verfügung zu stellen, die einfach zu montieren und funktionssicher ist.
Gelöst wird diese Aufgabe jeweils mit einer Scheibenbremse mit den Merkmalen nach Anspruch 1, mit einer Belagfeder mit den Merkmalen nach Anspruch 13, mit einer Bremsbelaganordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 18 und mit einem Niederhalterelement mit den Merkmalen nach Anspruch 19.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Scheibenbremse mit einem eine Bremsscheibe umgreifenden Bremssattel, der auf einem Bremsträger verschieblich gelagert ist, der einen Belagschacht zur Aufnahme und Führung einer reaktionsseitigen Bremsbelaganordnung und einer zuspannseitigen Bremsbelaganordnung in einer Axialrichtung in Bezug auf die Bremsscheibe aufweist, wobei jede Bremsbelaganordnung aus einer Bremsbelaghalterplatte und einem darauf angeordneten Bremsbelag zur Anlage an der Bremsscheibe besteht,
mit einem an dem Bremssattel befestigten Niederhalterelement, das eine Öffnung des Belagschachts quer zur Drehrichtung der Bremsscheibe übergreift, und
mit einer jeder Bremsbelaganordnung zugeordneten Belagfeder, die mit ihrem oberen Ende an dem Niederhalterelement frei anliegt und so ausgebildet ist, dass die Bremsbelaganordnung in dem Belagschacht verspannt wird, wenn die Belagfeder durch das Niederhalterelement nach deren Montage mit Kraft beaufschlagt wird,
wobei die Belagfeder relativ zu der Bremsbelaghalterplatte in Axialrichtung fixiert und so ausgestaltet ist, dass infolge einer Anlage an dem Niederhalterelement in der Belagfeder zumindest abschnittsweise eine elastische Drehverformung induziert wird, die eine zwischen dem Niederhalterelement und der Bremsbelaghalterplatte wirkende Hebelwirkung hervorruft, die in der Lage ist, bei Bremsfreigabe eine Rückstellung der Bremsbelaganordnung zu unterstützen.
Vorzugsweise ist die Belagfeder als ein einstückiger Federdraht ausgestaltet und entsprechend geformt, wobei dieser sich nahezu über die gesamte Breite der Bremsbelaganordnung bzw. der Bremsbelaghalterplatte erstreckt.
Die Belagfeder kann einen oberen Querbereich mit einem mittleren Widerlagerabschnitt, der an dem Niederhalterelement zur Anlage kommt, und zu beiden Seiten davon einen frei über der Bremsbelaghalterplatte verlaufenden Verbindungsabschnitt aufweisen. D.h. der Verbindungsabschnitt steht in keinerlei Kontakt mit der Oberfläche der Bremsbelaghalterplatte, sondern überspannt diese mit einem gewissen Abstand.
Des Weiteren kann sich jeder Verbindungsabschnitt in einen Schenkel erstrecken, der mit seinem freien Ende in einer in der Bremsbelaghalterplatte vorgesehenen Ausnehmung aufgenommen wird.
Gemäß der Erfindung sind die Ausnehmungen dabei so ausgestaltet, dass sie eine Bewegung der freien Enden in Axialrichtung, von der Bremsbelaghalterplatte weg, grundsätzlich verhindern bzw. diese blockieren. Axialrichtung bezieht sich hierbei allgemein auf die Zuspannrichtung bzw. Bewegungsrichtung der Bremsbelaganordnungen.
In einer Ausführungsform sind diese Ausnehmungen als gestufte Bohrungen bzw. Sacklöcher in der Bremsbelaghalterplatte ausgebildet, wobei der Durchmesser des Federdrahts im Bereich der freien Enden auf der einen Seite und der Durchmesser des gestuften Sacklochs im Bereich seines Grunds auf der anderen Seite jeweils mit solchen Toleranzen versehen sind, dass eine geringfügige Presspassung ausbildbar ist, die die Belagfeder verliersicher in der Bremsbelaghalterplatte hält, so dass die gesamte Bremsbelaganordnung vorzugsweise als ein montierter Bausatz handhabbar ist, aber dennoch ein vorzugsweise manuelles Lösen der Belagfeder, sprich Herausziehen, gestattet.
In einer anderen Ausführungsform können diese Ausnehmungen dabei in Axialrichtung, also quer zur Bremsbelaghalterplatte, mittels einer Klammer oder dergleichen unter Aufnahme der freien Enden der Schenkel geschlossen sein, die vorzugsweise mit der Rückseite der Bremsbelaghalterplatte vernietet werden.
Dies bedeutet, dass die freien Enden der Schenkel in ihrer Längserstreckung gesehen nicht fixiert sind, sondern nur ihre Beweglichkeit quer dazu mittels der Sacklöcher oder der Klammern blockiert wird. Zu Montagezwecken, wenn das Niederhalterelement entfernt ist, lässt sich so die Belagfeder auf einfache Art und Weise und ohne großen Kraftaufwand von oben per Hand in die Ausnehmungen einfügen bzw. einstecken und auch wieder entnehmen.
Die Ausnehmungen in der Bremsbelaghalterplatte lassen sich auf einfache Weise fräsen oder idealerweise bereits beim Gießen berücksichtigen, da keine Hinterschnitte existieren. Die Klammern werden vorzugsweise mit der Bremsbelaghalterplatte vernietet.
Des Weiteren kann jeder Verbindungsabschnitt zumindest abschnittsweise relativ zu dem mittigen Widerlagerabschnitt und zu den Schenkeln der Belagfeder in Axialrichtung gesehen versetzt angeordnet sein.
Der mittlere Widerlagerabschnitt kann einen U-förmigen Abschnitt aufweisen, der gegenüber dem Niederhalterelement frei liegt, d.h. nicht an diesem zur Anlage kommt, und links und rechts von den Schenkeln des U-förmigen Abschnitts einen Querabschnitt aufweisen, der sich in den Verbindungsabschnitt erstreckt und gemäß der Erfindung jeweils an einer Neigungsfläche des Niederhalterelements zur Anlage kommt, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
Wenn der mittlere Widerlagerabschnitt, insbesondere hier die Querabschnitte zu beiden Seiten des U-förmigen Abschnitts, an dem den Belagschacht überspannenden Haltebügel bzw. dem Niederhalterelement im montierten Zustand der Bremsbelaganordnungen zur Anlage kommen, wird die Belagfeder in diesem Bereich komprimiert.
Dies hat einerseits den Effekt, dass die Belagfeder über ihre seitlichen Schenkel an deren freien Enden einen gewissen Druck auf den Grund der Ausnehmungen in der Bremsbelaghalterplatte ausübt, so dass hierdurch insgesamt die Bremsbelaganordnung im Belagschacht verspannt wird, um eine rüttelfreie Lagerung im unbetätigten Zustand der Scheibenbremse und eine einwandfreie Führung während der Bremsbetätigung zu realisieren.
Andererseits besteht gemäß der Erfindung ein weiterer, wesentlicher Effekt infolge des Verspannens der Belagfeder darin, da diese hinsichtlich ihrer Form so ausgestaltet und konzipiert ist, dass sich ausschließlich als Resultat des Verspannens nach einer erfolgten Bremsbetätigung ein zusätzlicher Rückstelleffekt einstellt.
In beiden Ausführungsformen in Bezug auf die Ausnehmungen führt die Tatsache, dass die freien Enden der Schenkel durch die, die Ausnehmungen in der Bremsbelaghalterplatte in Axialrichtung abschließenden Klammern bzw. die Sacklöcher in dieser Richtung nicht auswandern können auf der einen Seite, und durch die spezielle Form der Drahtfeder und den Versatz zwischen den Schenkeln und dem mittleren Widerlagerabschnitt auf der anderen Seite dazu, dass vor allem in den Verbindungsabschnitten Drehmomente induziert bzw. eine elastische Drehverformung in der Drahtfeder erzeugt wird, die quasi intrinsisch vorliegt, da die Belagfeder im montierten Zustand ja sowohl an ihren freien Enden als auch an ihrem mittleren Widerlagerabschnitt fixiert bleibt. Die so resultierenden Torsions- bzw. Drehkräfte verursachen dann eine Hebelwirkung in den Schenkeln, die in der Folge dazu führt, dass die freien Enden in den Ausnehmungen der Bremsbelaghalterplatte auf die daran fixierten Klammern oder auf die Innenwandung der Sacklöcher eine Kraft ausüben.
Das Niederhalterelement gemäß der Erfindung weist zumindest eine Neigungsfläche auf, an der sich einer der Querabschnitte der Belagfeder abstützt, wobei die Neigung dabei so ausgerichtet ist, dass bei Bremsbetätigung und damit axialer Verschiebung der Bremsbelaganordnung die Belagfeder weiter nach unten komprimiert wird.
Infolgedessen verstärken sich die induzierten Torsionskräfte im angrenzenden Verbindungsabschnitt und damit die Hebelwirkung. Wird keine Bremskraft mehr ausgeübt und der Zuspannmechanismus beginnt sich mittels einer Rückstelleinrichtung in seine Ausgangslage zurückzubewegen, kommen diese Dreh- bzw. Torsionskräfte schlagartig zum Wirken. Da die freien Enden nach wie vor nicht in Axialrichtung auswandern können, kommen dann dort die Hebelkräfte zum Tragen, die als Rückstellkräfte über die Klammern bzw. die Innenwandung der Sacklöcher auf die Bremsbelaghalterplatte wirken und so einer Rückstellbewegung der gesamten Bremsbelaganordnung unterstützend beitreten.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Niederhalterelement zwei Neigungsflächen auf, die einander entgegen und zur Mitte der Öffnung des Belagschachts auf die Bremsscheibe zu gerichtet sind, wobei eine Neigungsfläche der zuspannseitigen Bremsbelaganordnung und eine Neigungsfläche der reaktionsseitigen Bremsbelaganordnung zugeordnet ist derart, dass zumindest ein Querabschnitt der zuspannseitigen Belagfeder an der zuspannseitigen Neigungsfläche und zumindest ein Querabschnitt der reaktionsseitigen Belagfeder an der reaktionsseitigen Neigungsfläche zur Anlage kommt.
Vorzugsweise ist dabei die reaktionsseitige Neigungsfläche steiler als die zuspannseitige Neigungsfläche, wobei die zuspannseitige Neigungsfläche eine solche Neigung aufweist, dass eine Nachstellung der zuspannseitigen Bremsbelaganordnung in Bezug auf den Belagverschleiß stets sichergestellt werden kann.
Die beiden Neigungsflächen, deren jeweilige Neigungsrichtungen sozusagen entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind, können in einem mittigen Längsbereich des Niederhalterelements vorgesehen sein. Vorzugsweise sind diese beiden Neigungsflächen jeweils an einer Wandung bzw. einem Falz zu beiden Seiten einer ebenen Längsfläche des Niederhalterelements angeordnet, was insbesondere für die Ausführungsform der Belagfeder mit einem U-förmigen Abschnitt gedacht ist, der selbst dann nicht mit der Längsfläche in Kontakt steht, sondern nur die Querabschnitte mit den Neigungsflächen. Der freiliegende U-förmige Abschnitt erstreckt sich in die gleiche Richtung wie die im Vergleich zu den an dem Niederhalterelement anliegenden Querabschnitten und zu den Schenkeln versetzten Verbindungsabschnitte und erhöht dadurch die Stabilität der Belagfeder im montierten Zustand, da hierdurch der obere Querbereich bei einer Relativbewegung der Belagfeder gegenüber dem Niederhalterelement nicht ausweichen oder wegkippen kann. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich eine für den Rückstelleffekt notwendige Drehverformung in den Verbindungsabschnitten auf alle Fälle in einem ausreichenden Maße einstellen kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft in weiteren Aspekten eine Belagfeder als solche mit den vorhergehend geschilderten unterschiedlichen Ausgestaltungen sowie ein Niederhalterelement als solches mit den entsprechenden Neigungsflächen.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Bremsbelaganordnung bestehend aus einer Bremsbelaghalterplatte und einem darauf angeordneten Bremsbelag für eine Scheibenbremse aufweisend eine Belagfeder nach einem der vorhergehend geschilderten Ausführungsformen.
Die Belagfeder gemäß der Erfindung hat den Vorteil, dass sie unter Verwendung von Federdraht auf einfache Art und Weise und daher kostengünstig hergestellt werden kann. Da die Belagfeder nicht an den Hörnern und/oder den Grundflächen des Belagschachts und an der Außenseite der Bremsbelaghalterplatte anliegt und unmittelbar zwischen diesen wirkt, sind keine kostenintensiven Gestaltungen dieser Flächen im Belagschacht notwendig. Die Ausnehmungen in der Bremsbelaghalterplatte lassen sich ebenso auf einfache Art und Weise herstellen. Das Niederhalterelement mit den jeweiligen Neigungsflächen lässt sich kostengünstig als Blechteil herstellen. Infolge der Verwendung einer einfach ausgestalteten Belagfeder, eines einfach ausgestalteten Niederhaltelements und einer einfach ausgestalteten Bremsbelaghalterplatte, sowohl in konstruktiver Hinsicht als auch in Bezug auf deren Zusammenwirken in funktionaler Hinsicht, wird eine einfache Montage und Demontage der Bremsbelaganordnung gemäß der Erfindung ermöglicht, wobei diese für die Zuspannseite und Reaktionsseite baugleich ausgebildet ist. Die Bremsbelaganordnung bestehend aus Bremsbelag mit Bremsbelaghalterplatte und daran befestigter oder aufgenommener Belagfeder lässt sich daher unabhängig davon als Bausatz, sogar zu Nachrüstzwecken, anbieten und manuell handhaben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der anhand der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Bremsbelaganordnung mit einer Belagfeder gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform;
2a, b und c schematisch verschiedene Ansichten einer Belagfeder gemäß der Erfindung;
3 eine Teilschnittansicht durch einen Bremssattel einer Scheibenbremse ohne Bremsscheibe mit erfindungsgemäßen Bremsbelaganordnungen;
4a von oben eine perspektivische Ansicht eines Niederhalterelements gemäß der Erfindung;
4b von unten eine perspektivische Ansicht des Niederhalterelements gemäß der Erfindung;
5a schematisch die relative Anordnung der beiden Bremsbelaganordnungen an dem Niederhalterelement;
5b eine vergrößerte Ansicht der relativen Anordnung der beiden Bremsbelaganordnungen an dem Niederhalterelement;
6 eine perspektivische Ansicht analog 1 zur Veranschaulichung der auftretenden Kräfte;
7 eine perspektivische Ansicht einer Bremsbelaganordnung mit einer Belagfeder gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform; und
8 eine Schnittdarstellung durch die Bremsbelaghalterplatte dieser Ausführungsform.

In der 1 ist exemplarisch eine Bremsbelaganordnung gemäß der Erfindung gezeigt, die sowohl als zuspannseitige Bremsbelaganordnung 1.1 als auch als reaktionsseitige Bremsbelaganordnung 1.2 in einem Bremssattel 2 einer Scheibenbremse zum Einsatz kommen kann, wie in der 3 dargestellt ist.
Bei dem Bremssattel 2 handelt es sich um einen Gleitsattel, der auf einem Sattel- bzw. Bremsträger 3 gleitend geführt ist. In bekannter Weise weist eine solche Scheibenbremse einen Belagschacht 4 des Bremsträgers 3 auf, in dem die Bremsbelaganordnungen 1.1 und 1.2 gleitend geführt sind derart, dass bei Bremsbetätigung mittels einer im Bremssattel 2 aufgenommenen Zuspannvorrichtung 5 die zuspannseitige Bremsbelaganordnung 1.1 auf eine hier nicht gezeigte Bremsscheibe zugestellt wird und bei Bremseingriff infolge des Kräftegleichgewichts dann über eine auf dem Bremsträger 3 gleitende Verschiebung des Bremssattels 2 auch die reaktionsseitige Bremsbelaganordnung 1.2 in entgegengesetzter Richtung auf die Bremsscheibe zugestellt wird. Die Zustellrichtung der Bremsbelaganordnungen 1.1 und 1.2 definiert auch deren Axialrichtung im Sinne dieser Erfindung.
Der Belagschacht 4 wird von einem am Bremssattel 2 in bekannter Weise befestigbaren Haltebügel bzw. Niederhalterelement 6 überspannt, an dem sich die Bremsbelaganordnungen 1.1 und 1.2 jeweils mittels einer erfindungsgemäßen Belagfeder 7 in bekannter Weise abstützen.
Die Belagfeder 7 ist in der hier gezeigten Ausführungsform für die zuspannseitige Bremsbelaganordnung 1.1 und die reaktionsseitige Bremsbelaganordnung 1.2 baugleich.
Wie in den 1 gezeigt ist, besteht eine Bremsbelaganordnung 1.1 bzw. 1.2 in einer ersten Ausführungsform aus einer Bremsbelaghalterplatte 8, auf der ein Bremsbelag 9 angebracht ist.
Dem Bremsbelag 9 gegenüberliegend weist die Bremsbelaghalterplatte 8 jeweils in der Nähe ihrer seitlichen Ränder eine Ausnehmung 10 auf, die nach hinten hin geöffnet ist.
Wie die 2a bis 2b zeigen, weist die Belagfeder 7, die als einstückiger Federdraht mit einer entsprechenden Drahtstärke geformt bzw. gebogen ist, einen oberen Querbereich 11 auf.
Der obere Querbereich 11 weist einen mittigen Widerlagerabschnitt 12 und zu beiden Seiten davon symmetrisch einen Verbindungsabschnitt 13 auf.
Wie in der 1 zu erkennen ist, verlaufen die beiden Verbindungsabschnitte 13 frei, d.h. mit einem gewissen Abstand, auch im montierten Zustand der Bremsbelaganordnung 1.1 bzw. 1.2, oberhalb der Bremsbelaghalterplatte 8 und dem Bremsbelag 9.
Die beiden Verbindungsabschnitte 13 gehen jeweils in zwei Schenkel 14 über, die im Wesentlichen senkrecht zu dem mittigen Widerlagerabschnitt 12 ausgerichtet sind und in freien Enden 15 enden.
Wie in der 1 zu erkennen ist, sind die Schenkel 14 in den Ausnehmungen 10 mit Spiel aufgenommen bzw. geführt und verlaufen bis ganz nach unten. Die Ausnehmungen 10 weisen am Grund jeweils einen erweiterten Abschnitt 16 auf.
Diese erweiterten Abschnitte 16 dienen der Aufnahme von Hülsen bzw. Klammern 17 oder dergleichen, die in die erweiterten Abschnitte 16 von hinten einfügbar sind und mit der Bremsbelaghalterplatte 8 verliersicher vernietet werden. Dabei bilden diese Klammern 17 einen nach unten abschließenden Aufnahmeraum für die freie Enden 15 aus, die dort am Grund zur Anlage kommen. Alternativ können die freien Enden 15 jedoch auch unmittelbar am Grund der Ausnehmung 10 zur Anlage kommen und durch eine im Wesentlichen U-förmige Klammer 17 an einer Bewegung nach hinten, entgegen der Axialrichtung, quasi aus der Ausnehmung 10 heraus, gehindert werden.
In dieser Ausführungsform liegen die Schenkel 14 mit ihren freien Enden 15 frei in der Ausnehmung 10 und der Klammer 17 ein, d.h. die Belagfeder 7 kann auf einfache Art und Weise von oben her eingeschoben bzw. eingesteckt und auch wieder herausgezogen werden, und lässt sich so einfach manuell handhaben. Eine verliersichere Halterung der Belagfeder 7 erfolgt letztendlich dadurch, dass sich diese an dem Niederhalterelement 6 abstützt, wodurch die freien Enden 15 der Schenkel 14 nach unten Druckkräfte auf den Grund der Ausnehmung 10 oder den Grund der vernieteten Klammer 17 ausüben, wodurch die Bremsbelaganordnung 1.1 bzw. 1.2 insgesamt im Belagschacht 4 verspannt wird.
Die 4a und 4b zeigen exemplarisch ein Niederhalterelement in der Form eines Haltebügels 6, der den Belagschacht 4 überspannt und an dem Bremssattel 2 in bekannter Weise befestigbar ist (3).
Der Haltebügel 6, der in der Regel aus Metallblech gestanzt und gebogen wird, weist zu beiden Seiten in Längsrichtung einen identisch geformten Falz bzw. Rand 18 auf. Der Rand 18 ist derart geformt, dass er eine zuspannseitige Neigungsfläche 19.1 und eine reaktionsseitige Neigungsfläche 19.2 aufweist.
Die Neigung der zuspannseitigen Neigungsfläche 19.1 ist mit einem flacheren Verlauf ausgebildet als die der reaktionsseitigen Neigungsfläche 19.2.
Wie in der 2b zu erkennen ist, weist der mittige Widerlagerabschnitt 12 einen U-förmigen Abschnitt 20 auf, dessen Schenkel links und rechts jeweils in einen Querabschnitt 21 übergehen.
Die Belagfeder 7 ist dabei so konzipiert, dass sich jeweils nur diese Querabschnitte 21 an der zuspannseitigen Neigungsfläche 19.1 und an der reaktionsseitigen Neigungsfläche 19.2 abstützen, während jeweils der U-förmige Abschnitt 20 gegenüber dem Haltebügel 6 unterhalb davon freiliegt.
Gemäß der Erfindung bewirkt das Design der Belagfeder 7, d.h. der dreidimensionale Verlauf des Federdrahts, auf der einen Seite und die Abstützung von deren Querabschnitten 21 an den jeweiligen Neigungsflächen 19.1. und 19.2 sowie die Abstützung von deren freien Enden 15 in den Ausnehmungen 10 auf der anderen Seite, dass im montierten Zustand, also wenn die Belagfeder 7 an dem Haltebügel 6 abgestützt ist, in die Belagfeder 7 Kräfte und Drehmomente induziert werden, die in der 6 veranschaulicht sind.
Dadurch, dass sich die Belagfeder 7 über ihre Querabschnitte 21 an dem Haltebügel 6 abstützt, werden nach unten wirkende Druckkräfte F_H ausgeübt, die über die freien Enden 15 in den Boden der Ausnehmungen 10 oder der Klammern 17 und dadurch in die Bremsbelaghalterplatte 8 eingeleitet werden, wodurch diese über ihre entsprechenden Gleitflächen des Bremsträgers 3 in dem Belagschacht 4 verspannt wird.
Da die freien Enden 15 gegenüber einer Axialbewegung durch die Klammern 15 oder eine bohrähnliche Ausnehmung (s. 7) gehindert werden, führt eine Kompression der Belagfeder 7 letztendlich dazu, dass in den freiliegenden Verbindungsabschnitten 13, da diese sich an keinem Widerlager abstützen, ein Drehmoment M eingeleitet wird. Dieses Drehmoment M wiederum erzeugt eine elastische Drehverformung, die quasi intrinsisch in dem Federdraht vorliegt, und damit eine Hebelwirkung auf die freien Enden 15 der Schenkel 14, deren resultierende Kraft sich in einer Rückstellkraft F_R äußerst, sobald die Bremsbelaganordnung nicht mehr zugestellt wird. Diese Rückstellkraft F_R wirkt über die Klammern 17 oder die Bohrung auf die Bremsbelaghalterplatte 8 derart, dass die Rückstellung der Bremsbelaganordnung 1.1 bzw. 1.2 unterstützt wird, da sich die Belagfeder 7 nach wie vor in einem ausreichenden Maße an dem Haltebügel 6 abstützt.
Da die zuspannseitige Bremsbelaganordnung 1.1 unter Berücksichtigung der über die Zeit notwendigen Nachstellung des Belagverschleißes grundsätzlich einen weiteren Weg zurücklegen muss als die reaktionsseitige Bremsbelaganordnung 1.2, ist die zuspannseitige Neigungsfläche 19.1 flacher ausgestaltet. Die reaktionsseitige Neigungsfläche 19.2 ist so geneigt, dass die reaktionsseitige Bremsbelaganordnung 1.2 zumindest funktionssicher in ihrer Position im Belagschacht 4 gehalten wird und im Verhältnis zu dem kleineren Zustellweg infolge der Relativbewegung des Bremssattels 2 noch eine ausreichende Unterstützung für eine Rückstellung gewährleistet.
In den 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform für eine Bremsbelaganordnung 22 gemäß der Erfindung gezeigt, die ebenfalls zuspannseitig oder reaktionsseitig eingesetzt werden kann.
Im Vergleich zu der vorhergehend geschilderten Ausführungsform unterscheidet sich diese Bremsbelaganordnung 22 dadurch, dass die Ausnehmung für die Schenkel der Belagfeder 7 als ein gestuftes Loch 23 ausgebildet ist, das im Rahmen des Gießens in die Bremsbelaghalterplatte 24 eingebracht werden kann. Das gestufte Loch 23 verjüngt sich im unteren Abschnitt auf einen Durchmesser, der gegenüber dem Durchmesser des Federdrahts der freien Enden 15 mit solchen Toleranzen versehen wird, dass eine geringfügige Presspassung ausgebildet wird, die die Belagfeder 7 verliersicher an der Bremsbelaghalterplatte 24 zu halten vermag, diese dennoch manuell gelöst werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1625312 B1 [0004]
DE 19623867 C2 [0004]
EP 2644926 B1 [0004]
EP 2831457 B1 [0004]
WO 2020208194 A1 [0006]

Claims

Scheibenbremse mit einem eine Bremsscheibe umgreifenden Bremssattel (2), der auf einem Bremsträger (3) verschieblich gelagert ist, der einen Belagschacht (4) zur Aufnahme und Führung einer reaktionsseitigen Bremsbelaganordnung (1.2) und einer zuspannseitigen Bremsbelaganordnung (1.1) in einer Axialrichtung in Bezug auf die Bremsscheibe aufweist, wobei jede Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) aus einer Bremsbelaghalterplatte (8) und einem darauf angeordneten Bremsbelag (9) zur Anlage an der Bremsscheibe besteht, mit einem an dem Bremssattel (2) befestigten Niederhalterelement (6), das eine Öffnung des Belagschachts (4) quer zur Drehrichtung der Bremsscheibe übergreift, und mit einer jeder Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) zugeordneten Belagfeder (7), die mit ihrem oberen Ende an dem Niederhalterelement (6) frei anliegt und so ausgebildet ist, dass die Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) in dem Belagschacht (4) verspannt wird, wenn die Belagfeder (7) durch das Niederhalterelement (6) nach deren Montage mit Kraft beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Belagfeder (7) relativ zu der Bremsbelaghalterplatte (8) in Axialrichtung fixiert und so ausgestaltet ist, dass infolge einer Anlage an dem Niederhalterelement (6) in der Belagfeder (7) zumindest abschnittsweise eine elastische Drehverformung induziert wird, die eine zwischen dem Niederhalterelement (6) und der Bremsbelaghalterplatte (8) wirkende Hebelwirkung hervorruft, die in der Lage ist, bei Bremsfreigabe eine Rückstellung der Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) zu unterstützen.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, bei der die Belagfeder (7) einen oberen Querbereich (11) mit einem mittleren Widerlagerabschnitt (12), der an dem Niederhalterelement (6) zur Anlage kommt, und zu beiden Seiten davon einen frei über der Bremsbelaghalterplatte (8) verlaufenden Verbindungsabschnitt (13) aufweist.
Scheibenbremse nach Anspruch 2, bei der sich jeder Verbindungsabschnitt (13) in einen Schenkel (14) erstreckt, der mit seinem freien Ende (15) in einer in der Bremsbelaghalterplatte (8;24) vorgesehenen Ausnehmung (10;23) aufgenommen ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 3, bei der die Ausnehmung (10;23) ausgestaltet ist, dass die freien Enden (15) in dieser frei einliegen oder mit einer definierten Passung aufgenommen sind.
Scheibenbremse nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Ausnehmungen (10;23) ausgestaltet sind, dass sie die freien Enden (15) in Bezug auf eine Bewegung in Axialrichtung blockieren.
Scheibenbremse nach Anspruch 5, bei der die Ausnehmungen (10) in Axialrichtung mittels einer Klammer (17) unter Aufnahme der freien Enden (15) der Schenkel (14) geschlossen sind oder dass die Ausnehmungen (23) jeweils als eine Stufenbohrung in der Bremsbelaghalterplatte (8) ausgebildet sind.
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der jeder Verbindungsabschnitt (13) zumindest abschnittsweise relativ zu dem mittigen Widerlagerabschnitt (12) und zu den Schenkeln (14) der Belagfeder (7) in Axialrichtung versetzt angeordnet ist.
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der der mittlere Widerlagerabschnitt (12) einen U-förmigen Abschnitt (20) aufweist, der gegenüber dem Niederhalterelement (6) frei liegt, und links und rechts von den Schenkeln des U-förmigen Abschnitts (20) einen Querabschnitt (21) aufweist, der sich in den Verbindungsabschnitt (13) erstreckt und jeweils an einer Neigungsfläche (19.1;19.2) des Niederhalterelements (6) zur Anlage kommt.
Scheibenbremse nach Anspruch 8, bei der das Niederhalterelement (6) zwei Neigungsflächen (19.1;19.2) aufweist, die einander entgegen und zur Mitte der Öffnung des Belagschachts (4) auf die Bremsscheibe zu gerichtet sind, wobei eine Neigungsfläche (19.1) der zuspannseitigen Bremsbelaganordnung (1.1) und eine Neigungsfläche (19.2) der reaktionsseitigen Bremsbelaganordnung (1.2) zugeordnet ist derart, dass zumindest ein Querabschnitt (21) der zuspannseitigen Belagfeder (7) an der zuspannseitigen Neigungsfläche (19.1) und zumindest ein Querabschnitt (21) der reaktionsseitigen Belagfeder (7) an der reaktionsseitigen Neigungsfläche (19.2) zur Anlage kommt.
Scheibenbremse nach Anspruch 9, bei der die reaktionsseitige Neigungsfläche (19.2) steiler ausgebildet ist als die zuspannseitige Neigungsfläche (19.1).
Scheibenbremse nach Anspruch 9 oder 10, bei der die zuspannseitige Neigungsfläche (19.1) eine solche Neigung aufweist, dass eine Nachstellung der zuspannseitigen Bremsbelaganordnung (1.1) zu jedem Zeitpunkt sichergestellt ist.
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Belagfeder (7) als ein einstückiger Federdraht ausgebildet ist.
Belagfeder (7) für eine Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) einer Scheibenbremse bestehend aus einer Bremsbelaghalterplatte (8) und einem darauf angeordneten Bremsbelag (9), wobei die Belagfeder (7) ausgebildet ist, die Bremsbelaganordnung (8) in einem Belagschacht (4) eines Bremsträgers (3) für einen Bremssattel (2) der Scheibenbremse zu verspannen, indem sich die Belagfeder (7) an einem Niederhalterelement (6) frei lagernd abstützt, das eine Öffnung des Belagschachts (4) übergreift, wobei die Belagfeder (7) als ein einstückiger Federdraht ausgebildet ist, und wobei die Belagfeder (7) des Weiteren so ausgebildet ist, dass infolge einer Anlage an dem Niederhalterelement (6) in der Belagfeder (7) zumindest abschnittsweise eine elastische Drehverformung induziert wird, die eine zwischen dem Niederhalterelement (6) und der Bremsbelaghalterplatte (8) wirkende Hebelwirkung hervorruft, die in der Lage ist, bei Bremsfreigabe eine Rückstellung der Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) zu unterstützen.
Belagfeder (7) nach Anspruch 13, bei der die Belagfeder (7) einen oberen Querbereich (11) mit einem mittleren Widerlagerabschnitt (12), der ausgestaltet ist, um an dem Niederhalterelement (8) zur Anlage zu kommen, und zu beiden Seiten davon einen frei über der Bremsbelaghalterplatte (8) verlaufenden Verbindungsabschnitt (13) aufweist.
Belagfeder (7) nach Anspruch 14, bei der sich jeder Verbindungsabschnitt (13) in einen Schenkel (14) erstreckt mit einem freien Ende (15), das ausgestaltet ist, in einer in der Bremsbelaghalterplatte (8) vorgesehenen Ausnehmung (10;23) aufgenommen zu werden.
Belagfeder (7) nach Anspruch 14 oder 15, bei der jeder Verbindungsabschnitt (13) zumindest abschnittsweise relativ zu dem mittigen Widerlagerabschnitt (12) und zu den Schenkeln (14) in Axialrichtung versetzt angeordnet ist.
Belagfeder (7) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der der mittlere Widerlagerabschnitt (12) einen U-förmigen Abschnitt (20) aufweist, der ausgestaltet ist, um gegenüber dem Niederhalterelement (6) frei zu liegen, und links und rechts von den Schenkeln des U-förmigen Abschnitts (20) einen Querabschnitt (21) aufweist, der ausgestaltet ist, sich in den Verbindungsabschnitt (13) zu erstrecken und jeweils an einer Neigungsfläche (19.1;19.2) des Niederhalterelements (6) zur Anlage zu kommen.
Bremsbelaganordnung (1.1;1.2;22) bestehend aus einer Bremsbelaghalterplatte (8) und einem darauf angeordneten Bremsbelag (9) für eine Scheibenbremse aufweisend eine Belagfeder (7) nach einem der Ansprüche 13 bis 17.
Niederhalterelement (6) für eine Scheibenbremse, das ausgebildet ist, eine Öffnung eines Belagschachts (4) in der Scheibenbremse zu überspannen und ein Widerlager für eine Belagfeder (7) zum Verspannen von einer zuspannseitigen Bremsbelaganordnung (1.1) und ein Widerlager für eine Belagfeder (7) zum Verspannen von einer reaktionsseitigen Bremsbelaganordnung (1.2) in dem Belagschacht (4) zu bilden, gekennzeichnet durch zwei Neigungsflächen (19.1;19.2), die einander entgegen und zur Mitte der Öffnung des Belagschachts (4) auf eine Bremsscheibe zu gerichtet sind, wobei eine Neigungsfläche (19.1) zur Anlage zumindest eines Abschnitts (21) der zuspannseitigen Belagfeder (7) und die andere Neigungsfläche (19.2) zur Anlage zumindest eines Abschnitts (21) der reaktionsseitigen Belagfeder (7) ausgebildet ist.
Niederhalterelement (6) nach Anspruch 19, bei dem eine der Neigungsflächen (19.2) steiler ausgebildet ist als die andere Neigungsfläche (19.1).
Niederhalterelement (6) nach Anspruch 19 oder 20, bei dem die beiden Neigungsflächen (19.1;19.2) jeweils an einer Wandung (18) zu beiden Seiten einer ebenen Längsfläche des Niederhalterelements (6) angeordnet sind.