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Die Erfindung betrifft einen Bremsträger für eine Fahrzeugscheibenbremse und ein Verfahren zur Herstellung dieses Bremsträgers. Bei dem Fahrzeug kann es sich z. B. um ein Straßenfahrzeug handeln, wie einen Pkw, einen Lkw oder einen Bus.
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Bremsträger sind im Zusammenhang mit Fahrzeugscheibenbremsen bekannt, z.B. aus
EP 3 498 395 A1 . Nach dem Stand der Technik werden diese Bauteile durch Metallguss hergestellt. Dies ist zwar bewährt und etabliert, aber das Metallgießen erfordert viel Energie und erhöht damit die Herstellungskosten sowie den Kohlendioxid-Fußabdruck des Bremsträgers. Außerdem führt die Herstellung des Bremsträgers als Metallgussteil in der Regel zu einem hohen Gewicht.
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Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die gewünschte Bremsleistung nicht immer erreicht werden kann, z. B. im Zusammenhang mit den so genannten NVH-Eigenschaften (Noise, Vibration and Harshness) des Fahrzeugs. Diese NVH-Eigenschaften werden in erheblichem Maße durch den Bremsträger beeinflusst, der eine Hauptkomponente einer Fahrzeugscheibenbremse darstellt.
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Die Druckschrift
DE 17 50 907 A offenbart eine Teilbelagscheibenbremse mit einer Struktur zur Reduzierung von Belastungen eines Bremsrahmens.
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Die Druckschrift
DE 18 02 765 C offenbart eine Teilbelagscheibenbremse, die eine Belastung vom Bremsbelägen beim Bremsen nur auf Zug ermöglicht.
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Die Druckschrift
DE 10 2013 111 258 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsträgers für eine Scheibenbremse, das folgende Verfahrensschritten aufweist:
- a) Bereitstellen eines Blechhalbzeugs,
- b) Herstellen von einem Zuschnitt oder von zwei Zuschnitten durch einen Trennprozess,
- c) Herstellen von einem einzigen Grundkörper oder von zwei Grundkörpern durch zumindest einen Umformprozess,
- d) Fügen des einen einzigen Grundkörper oder der zwei Grundkörpern (2) zu einem Bremsträger durch einen Fügeprozess.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 006 110 A1 lehrt einen Bremsträger für eine Scheibenbremse, der aus wenigstens drei Einzelteilen zusammengefügt ist.
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Die Druckschrift
EP 3 659 900 A1 offenbart ein Strukturelement eines Kraftfahrzeugs, wobei das Strukturelement einen Hohlraum aufweist und im Hohlraum ein längliches Dämmelement angeordnet ist
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Die Druckschrift
DE 30 36 985 A1 offenbart einen Bremsträger für eine Scheibenbremse mit einer durch ein gesondertes Element gebildeten Abstützfläche zur verschiebbaren Lagerung eines Bremsenbauteils.
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Die vorliegende Anmeldung richtet sich daher auf die Aufgabe, wie ein Bremsträger so verbessert werden kann, dass zumindest einige dieser bestehenden Nachteile zumindest etwas begrenzt werden können.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in dieser Beschreibung, in den Figuren und in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Dementsprechend wird ein Bremsträger für eine Fahrzeugscheibenbremse offenbart. Die Fahrzeugscheibenbremse umfasst eine Bremsscheibe, die dazu eingerichtet ist, sich um eine Rotationsachse zu drehen, und ein Paar Bremsklötze, die von dem Bremsträger zu tragen sind (oder getragen werden), wobei ein erster Bremsklotz dazu eingerichtet ist, eine erste Seitenfläche der Bremsscheibe zu berühren, und ein zweiter Bremsklotz dazu eingerichtet ist, eine gegenüberliegende zweite Seitenfläche der Bremsscheibe zu berühren.
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Der Bremsträger umfasst:
- - einen ersten Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, bei der ersten Seitenfläche der Bremsscheibe angeordnet zu sein, und der dazu eingerichtet ist, den ersten Bremsklotz zu stützen (z.B. indem er einen Führungsschlitz umfasst, der den ersten Bremsklotz aufnimmt);
- - einen zweiten Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, bei der zweiten Seitenfläche der Bremsscheibe angeordnet zu sein, und der dazu eingerichtet ist, den zweiten Bremsklotz zu stützen (z. B. indem er einen Führungsschlitz umfasst, der den zweiten Bremsklotz aufnimmt);
- - mindestens einen Verbindungsabschnitt, der den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt verbindet und dazu eingerichtet ist, sich von der ersten Seitenfläche zur zweiten Seitenfläche der Bremsscheibe zu erstrecken,
wobei mindestens einer von dem ersten Abschnitt, dem zweiten Abschnitt und dem Verbindungsabschnitt ein Teil umfasst, das mindestens eines der folgenden ist: - a) ein Teil mit einem hohlen Querschnitt;
- b) ein Teil aus Blech oder plattenförmigem Kunststoff.
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Der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt können sich entlang einer Rückseite (d.h. einer von der Bremsscheibe abgewandten Seite) des jeweils getragenen ersten oder zweiten Bremsklotzes erstrecken. Dies kann einer Erstreckung entlang (und/oder gegenüber) einer jeweils benachbarten Seitenfläche der Bremsscheibe entsprechen und/oder kann einer Erstreckung entlang oder in Umfangsrichtung entsprechen.
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Optional kann der erste und/oder der zweite Abschnitt mindestens einen radial erstreckenden Abschnitt aufweisen. Dieser sich radial erstreckende Abschnitt kann sich z. B. radial weiter nach außen erstrecken als ein Außenumfang der Bremsscheibe. Er kann in einen Verbindungabschnitt der hier offenbarten Art übergehen oder mit diesem verbunden sein.
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Begriffe wie „axial“, „radial“ und „umlaufend“ können sich auf die Rotationsachse beziehen. Eine axiale Achse, Erstreckung oder Richtung kann sich entlang der Rotationsachse erstrecken; eine radiale Achse, Erstreckung oder Richtung kann sich in einem Winkel und insbesondere orthogonal zur Rotationsachse erstrecken, und eine Umfangserstreckung oder -richtung kann sich um die Rotationsachse herum erstrecken.
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Der mindestens eine Verbindungsabschnitt kann die Bremsscheibe überspannen, z. B. von einer Seitenfläche der Bremsscheibe zur anderen. Auf diese Weise können der erste und der zweite Abschnitt miteinander verbunden werden, wobei diese auf verschiedenen Seiten der Bremsscheibe verbleiben können. Der mindestens eine Verbindungsabschnitt kann sich in axialer Richtung erstrecken. Er kann in einem radialen Abstand zum Umfang der Bremsscheibe bereitgestellt sein.
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Es kann zwei Verbindungsabschnitte geben, die die (z. B. in Umfangsrichtung) äußeren Endabschnitte des ersten und zweiten Abschnitts verbinden. Diese Endabschnitte können einander axial gegenüberliegen.
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Der Verbindungsabschnitt (insbesondere zwei Verbindungsabschnitte) sowie der erste und der zweite Abschnitt können eine rahmenartige Struktur bilden, z. B. mit einer geschlossenen Grundfläche oder einem geschlossenen Umriss, insbesondere mit einer im Wesentlichen rechteckigen Grundfläche. Im Allgemeinen kann der Bremsträger ein äußeres Umfangssegment der Bremsscheibe aufnehmen und/oder dieses äußere Umfangssegment an drei Seiten (z. B. an beiden Seitenflächen sowie an einer äußeren Umfangsfläche der Bremsscheibe) umgeben.
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Die Bremsklötze können vom Bremsträger so getragen werden, dass sie permanent von ihm gestützt und/oder berührt werden. Die Führung und/oder Abstützung der Bremsklötze durch den Bremsträger kann nach bekannten Konfigurationen gestaltet werden. Der Bremsträger kann z. B. axial verlaufende Führungsschlitze zur Aufnahme von Führungsvorsprüngen der Bremsklötze, z. B. sogenannten Führungsohren, aufweisen. Die Bremsklötze können entlang der Führungsschlitze axial zu einer jeweils gegenüberliegenden Seitenfläche der Bremsscheibe hin und von dieser weg verschiebbar sein.
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Das Teil, das gemäß der obigen Option a) oder b) konfiguriert ist, kann hier allgemein als ein Teil bezeichnet werden. Dieses Teil kann ein Segment des Bremsträgers bilden. Es kann beispielsweise ein vollständiges Segment oder einen Abschnitt des Bremsträgers bilden, in dem kein anderes Teil vorhanden ist. Dieses Segment oder dieser Abschnitt kann einem Abschnitt entlang einer Längsachse eines Teils des Bremsträgers entsprechen. Das Teil kann mit benachbarten Segmenten oder Abschnitten verbunden werden, die optional auch aus Teilen gebildet sind, die gemäß der obigen Option a) und/oder b) konfiguriert sind.
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In einem Beispiel umfasst der Bremsträger mehrere entsprechende Teile, die miteinander verbunden sind, z. B. durch Schweißen, Kleben, Löten oder Nieten oder durch andere mechanische Befestigungselemente. Die Teile können eine Abfolge von Teilen bilden, z. B. entlang mindestens einer Längsachse eines Abschnitts des Bremsträgers.
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In einem Beispiel ist der Bremsträger vollständig aus Teilen aufgebaut, die jeweils gemäß den obigen Optionen a) und/oder b) konfiguriert sind. Wie weiter unten ausgeführt, kann der Bremsträger im Allgemeinen frei von Gussteilen, insbesondere von metallischen Gussteilen, sein.
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Das Teil kann im Allgemeinen einen metallischen Werkstoff wie Stahl, Eisen oder Aluminium umfassen oder daraus hergestellt sein. Zusätzlich oder alternativ kann es ein Kunststoffmaterial umfassen.
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Das Teil kann länglich (aber z. B. gebogen oder abgewinkelt) und/oder gerade sein. Das Teil kann eine homogene Struktur und/oder eine homogene Materialzusammensetzung aufweisen. So kann es sich beispielsweise um ein einteiliges Teil und/oder ein integrales Teil handeln, das z. B. durch Strangpressen, Gießen oder Biegen hergestellt wird. Alternativ kann das Teil auch eine mehrteilige Baugruppe aus separaten Teilstücken sein (insbesondere integralen Teilstücke und/oder Teilen, die jeweils eine homogene Struktur und/oder eine homogene Materialzusammensetzung aufweisen). Diese Teilstücke werden z. B. nach einem der hier beschriebenen Beispiele verbunden, insbesondere um ein vollständiges Segment oder einen Abschnitt des Bremssattels zu bilden, wie oben beschrieben. Zusätzlich oder alternativ können die Teilstücke zumindest teilweise ineinander gesteckt werden und/oder einander überlappen, so dass eine doppelwandige Struktur entsteht.
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Beispielsweise kann im Falle der obigen Option b) jedes Teilstück einen Abschnitt aus Plattenmaterial umfassen, der als ein Teil angeordnet und/oder zu einem Teil geformt ist, das ein vollständiges Segment des Bremsträgers bildet.
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Die hohle Querschnittsform gemäß Option a) kann sich auf einen hohlen Zustand des Teils beziehen, wenn es im Bremsträger bereitgestellt ist, d. h. das Teil kann dauerhaft hohl sein. Alternativ kann das Teil nur zunächst hohl sein (z. B. indem es als ein entsprechendes hohles Teil hergestellt wird), und der hohle Querschnitt kann gemäß einem der hier erörterten Beispiele gefüllt werden, wenn das Teil in den Bremsträger integriert wird.
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Wenn das Bauteil einen hohlen Querschnitt hat, kann dies zu einer Gewichtsreduzierung beitragen. Außerdem stellt der hohle Querschnitt ein Volumen bereit, in dem ein schwingungsdämpfendes Material gemäß einem der nachstehenden Beispiele aufgenommen werden kann. Dies kann dazu beitragen, Vibrationen und damit verbundene Geräuschemissionen beim Bremsen zu verringern.
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Ein entsprechender hohler Querschnitt ist bei der Ausführung des Teils bzw. des gesamten Bremsträgers als Gussteil nur schwer zu realisieren. Daher ist es bevorzugt, dass insbesondere im Fall der obigen Option a) das Teil nicht durch Metallguss, sondern z. B. durch Strangpressen oder durch Biegen eines Blechmaterials gemäß Option b) hergestellt wird, so dass es einen entsprechenden Hohlraum aufweist.
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Im Falle der obigen Option b) kann das Blech (d. h. das Metallblech und/oder der plattenförmige Kunststoff) zunächst eben sein. Für die Herstellung des Teils kann diese ebene Form jedoch dauerhaft verändert werden, z. B. durch Biegen oder durch andere Umformmaßnahmen. So können beispielsweise mehrere Knicke und/oder Biegungen vorgesehen werden, um das Plattenmaterial zu einem Teil mit einem hohlen Querschnitt zu formen. Gegenüberliegende Ränder des Plattenmaterials können miteinander verbunden werden, z. B. durch Schweißen, um den hohlen Querschnitt dauerhaft zu schließen.
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Die Herstellung des Teils aus Plattenmaterial gemäß der obigen Option b) ermöglicht eine kostengünstige und energieeffiziente Produktion des Teils. Sie ermöglicht auch die Herstellung von doppelwandigen und/oder hohlen Konfigurationen des Teils, mit denen jegliche der oben genannten Vorteile ebenfalls erreicht werden können.
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Generell zeichnet sich der offenbarte Bremsträger durch ein geringeres Gewicht z.B. im Vergleich zu einem Gussteil aus. Dennoch kann eine ähnliche oder sogar höhere Steifigkeit erreicht werden, da das Trägheitsmoment des hohlen Querschnitts und/oder des aus Plattenmaterial geformten Teils hoch ist.
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Darüber hinaus können, insbesondere bei Verwendung mehrerer Teile, Abschnitte des Bremsträgers gebildet werden, die gleichmäßigere mechanische Eigenschaften aufweisen, als dies bei gegossenen Bremsträgern häufig der Fall ist. So können die Schwingungseigenschaften (z. B. in Form von Eigenfrequenzen) zwischen einer solchen Vielzahl von Teilen besser abgestimmt werden als zwischen verschiedenen Segmenten eines Gussteils. Ein Grund dafür ist, dass die hierin offenbarten Teile z. B. mit größerer Präzision hergestellt werden können als Metallgussteile, insbesondere durch die Vermeidung von Gussfehlern, wie z. B. Lunkern.
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In einer Ausführungsform, die auf der obigen Option a) basiert, ist der hohle Querschnitt zumindest teilweise mit einem schwingungsdämpfenden Material gefüllt. Insbesondere kann die Fläche des Querschnitts vollständig ausgefüllt sein. Dies kann nur entlang eines Abschnitts des Teils oder alternativ entlang der gesamten Länge des Teils und sogar weiter in ein optionales angrenzendes Teil hinein erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsform, die auf der obigen Option b) beruht, ist das Blech oder der plattenförmige Kunststoff so angeordnet und/oder geformt, dass es mindestens einen Abschnitt umfasst, in den ein schwingungsdämpfendes Material eingefüllt ist. Zum Beispiel kann ein entsprechendes Plattenmaterial zu zwei Teilstücken mit hohlem Querschnitt gebogen werden, die teilweise ineinander gesteckt werden, um eine doppelwandige Struktur zu bilden. Ein Zwischenraum zwischen den Doppelwänden kann ein schwingungsdämpfendes Material aufnehmen. Alternativ können Vertiefungen, Kerben oder Aussparungen aus einem und/oder in ein Plattenmaterial (ein-)geformt werden, um ein schwingungsdämpfendes Material aufzunehmen und/oder zumindest teilweise zu umgeben.
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Das schwingungsdämpfende Material kann im Allgemeinen ein nichtmetallisches Material sein. Es kann sich um ein loses Material handeln, z. B. um ein Schüttgut oder um ein partikelförmiges Material. Es kann einen Schaumstoff, ein poröses Material und/oder ein Material umfassen, das elastischer und/oder weicher ist als ein Material des Teils (oder als jegliches anderes Material des Bremsträgers). Andere Beispiele für schwingungsdämpfende Materialien sind Materialien, die ein Elastomer, ein Phenolmaterial, einen faserverstärkten Kunststoff (z. B. Glasfaser, Kohlefaser oder Aramidfaser), einen Polyurethanschaum oder einen harten Polyvinylchloridschaum umfassen oder daraus bestehen. Das schwingungsdämpfende Material kann eine beliebige Kombination aus den hier genannten Materialbeispielen umfassen.
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In einer weiteren Ausführungsform, die auf der obigen Option b) basiert, sind das Blech oder der plattenförmige Kunststoff so angeordnet und/oder geformt, dass sie mindestens einen doppelwandigen Abschnitt des Teils definieren. Dadurch kann eine Aussparung zur Aufnahme eines schwingungsdämpfenden Materials bereitgestellt werden.
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Generell ist anzumerken, dass auch dann, wenn sich kein schwingungsdämpfendes Material in den hier besprochenen hohlen Teilen oder Ausnehmungen befindet, dies dennoch zu einem verbesserten Schwingungsverhalten führen kann. So kann beispielsweise die von dem Teil eingeschlossene und/oder darin aufgenommene Luft dennoch zur Dämpfung von Vibrationen beitragen.
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In einem weiteren Beispiel, das auf der obigen Option a) basiert, ist das Teil ein extrudiertes Profil. Dies stellt eine kostengünstige und dennoch präzise Herstellungsmethode für das Teil dar. Bei dem Teil kann es sich im Allgemeinen um ein längliches Element oder ein längliches Profil handeln (das nicht notwendigerweise durch Extrusion, sondern alternativ z. B. durch Falten eines Plattenmaterials hergestellt wird).
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In einem Aspekt umfasst der zweite Abschnitt einen Brückenabschnitt, der sich entlang einer Rückseite des zweiten Bremsklotzes erstreckt, wobei das Teil von dem Brückenabschnitt umfasst ist. Das Teil kann beispielsweise den gesamten oder zumindest einen Anteil des Brückenabschnitts, z. B. mindestens ein Drittel davon, bilden. Es hat sich herausgestellt, dass das Anordnen des Teils in zumindest einem Abschnitt des Brückenabschnitts (oder anders ausgedrückt, so dass zumindest einen Abschnitt von diesem bildet) ein besonders großes Potenzial für Gewichtseinsparungen und Vibrationsreduzierung im Vergleich zu bekannten Gusskonstruktionen bietet.
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Gemäß einem Beispiel gibt es zwei Verbindungsabschnitte, die entlang eines Umfangs der Bremsscheibe beabstandet sind, wobei beide Verbindungsabschnitte jeweils ein entsprechendes Teil umfassen. Diese Teile sind z.B. identisch zueinander konfiguriert. Die beiden Verbindungsabschnitte können äußere Randabschnitte des ersten und zweiten Abschnitts miteinander verbinden. Sie können beispielsweise jeweils ein Paar äußerer Endabschnitte des ersten und des zweiten Abschnitts verbinden, wobei die äußeren Endabschnitte axial gegenüberliegend zueinander angeordnet sind. Die Verbindungsabschnitte können die äußersten Abschnitte des Bremsträgers in Umfangsrichtung umfassen und/oder diese bilden.
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Durch die Bereitstellung identischer Teile in den Verbindungsabschnitten (z. B. in Bezug auf Form und Abmessung) kann der Bremsträger mit einer erhöhten strukturellen Symmetrie versehen werden. Dies kann z.B. für die Anzahl und den Umfang der Eigenfrequenzen von Vorteil sein.
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Ein weiteres Beispiel sieht vor, dass in mindestens zwei von erstem Abschnitt, zweitem Abschnitt und Verbindungsabschnitt jeweils ein Teil vorgesehen ist, wobei diese Teile identisch zueinander geformt und/oder dimensioniert sind. Auch hierdurch wird die Struktur des Bremsträgers symmetrischer und/oder homogener, wodurch sich sein Schwingungsverhalten verbessert. Dies kann auch die Komplexität des Bremsträgers verringern und damit die Produktionskosten senken.
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In einem Beispiel besteht der gesamte Bremsträger aus einer Vielzahl von Teilen, die jeweils gemäß einem der hier offenbarten Beispiele konfiguriert sind. Die Teile werden miteinander verbunden, um den Bremsträger zu bilden. In einem Beispiel ist jedes Teil länglich und/oder bildet einen vollständigen Abschnitt eines Segments des Bremsträgers (z. B. von seinem jeweiligen ersten Abschnitt und/ zweiten Abschnitt und/oder Verbindungsabschnitt). Auch dieser Abschnitt oder dieses Segment kann von einem Abschnitt oder einem Segment der Längsachse des Bremsträgers umfasst sein oder diesem entsprechen. Jedes Teil kann zwei gegenüberliegende Endabschnitte haben, die z. B. voneinander weg weisen. An jedem Endabschnitt kann ein Teil mit einem entsprechend benachbarten Teil verbunden werden. Anders ausgedrückt, kann der Bremsträger als eine Folge, Sequenz oder Kette von Teilen konfiguriert sein, die miteinander verbunden sind, wobei jedes Teil gemäß einem der hier offenbarten Beispiele konfiguriert ist.
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Dementsprechend ist in einer Ausführungsform eine Vielzahl von entsprechenden Teilen vorgesehen, wobei mindestens zwei benachbarte Teile miteinander verbunden sind. Wie oben erwähnt, können zumindest einige Teile und kann vorzugsweise jedes Teil (z. B. an jedem seiner gegenüberliegenden Endabschnitte) zwei benachbarte Teile haben, mit denen es jeweils verbunden werden kann. Zu diesem Zweck kann jede hierin offenbarte Verbindungstechnik verwendet werden, z. B. Schweißen, Kleben, Löten oder mechanisches Verbinden, z. B. mittels Nieten.
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Gemäß einem allgemeinen, jedoch optionalen Aspekt wird das Teil durch andere Verfahren als Metallguss hergestellt, insbesondere wobei der Bremsträger frei von jeglichen gegossenen Metallteilen (oder -segmenten) ist, d.h. keine gegossenen Metallteile (oder -segmente) enthält. Mit anderen Worten: Der Bremsträger kann völlig unabhängig von einem Metallgießen hergestellt werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsträgers für eine Fahrzeugscheibenbremse. Die Fahrzeugscheibenbremse umfasst eine Bremsscheibe, die dazu eingerichtet ist, sich um eine Rotationsachse zu drehen, und ein Paar Bremsklötze, die von dem Bremsträger getragen werden, wobei ein erster Bremsklotz dazu eingerichtet ist, eine erste Seitenfläche der Bremsscheibe zu berühren, und ein zweiter Bremsklotz dazu eingerichtet ist, eine gegenüberliegende zweite Seitenfläche der Bremsscheibe zu berühren; wobei der Bremsträger umfasst:
- - einen ersten Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, bei der ersten Seitenfläche der Bremsscheibe angeordnet zu sein und der dazu eingerichtet ist, den ersten Bremsklotz zu stützen;
- - einen zweiten Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, bei der zweiten Seitenfläche der Bremsscheibe angeordnet zu sein und der dazu eingerichtet ist, den zweiten Bremsklotz zu stützen;
- - mindestens einen Verbindungsabschnitt, der den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt verbindet und dazu eingerichtet ist, sich von der ersten Seitenfläche zur zweiten Seitenfläche der Bremsscheibe zu erstrecken,
wobei das Verfahren umfasst: Herstellen von mindestens einem von dem ersten Abschnitt, dem zweiten Abschnitt und dem Verbindungsabschnitt aus einem Teil (z. B. durch Integrieren, Bereitstellen oder Einsetzen des Teils), das mindestens eines der folgenden ist: - a) ein Teil mit einem hohlen Querschnitt;
- b) ein Teil aus Blech oder plattenförmigem Kunststoff.
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Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: Herstellung des Teils gemäß Option a) durch Extrusion; und/oder Herstellung des Teils gemäß Option b) durch Biegen.
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Das Verfahren kann im Allgemeinen dazu eingerichtet sein, ein Bremsträger gemäß einem der hier offengelegten Beispiele herzustellen. Insbesondere kann das Verfahren alle weiteren Maßnahmen oder Merkmale umfassen, um einen Bremsträger gemäß jeglicher der hier offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen. Alle im Zusammenhang mit dem Bremsträger diskutierten Entwicklungen und Varianten können auch für entsprechende Merkmale des Verfahrens gelten.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren erläutert. Figurenübergreifend können gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugscheibenbremse mit einem Bremsträger, der gemäß einem Beispiel aus dem Stand der Technik konfiguriert ist;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht des Bremsträgers der Fahrzeugscheibenbremse von 1;
- 3A bis 3C sind Querschnittsansichten durch Bereiche eines Bremsträgers gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
- 4A bis 4C sind Querschnittsansichten durch Bereiche eines Bremsträgers gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei der Querschnitt einen hohlen doppelwandigen Bereich aufweist, der mit schwingungsdämpfendem Material gefüllt ist; und
- 5A bis 5C sind Querschnittsansichten durch Bereiche eines Bremsträgers gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei der Querschnitt ein hohles Zentrum aufweist, der mit schwingungsdämpfendem Material gefüllt ist.
- Die 6 & 7zeigen alternative Querschnittsformen gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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1 zeigt eine Bremssattelbaugruppe 10 einer Fahrzeugscheibenbremse 11, wobei die Bremssattelbaugruppe 10 nach allgemein bekannten Schwimmsattelprinzipien aufgebaut ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Schwimmsattel beschränkt ist, sondern auch bei Festsatteln verwendet werden kann. Die Bremssattelbaugruppe 10 umfasst ein Bremssattelgehäuse 12, das von einem ortsfesten Bremsträger 14 gleitend getragen wird.
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Die Bremssattelanordnung 10 ist im Allgemeinen dazu konfiguriert, Bremsklötze 26 (von denen einer in 1 teilweise sichtbar ist) gegen eine Bremsscheibe 16 zu drücken. Die Bremsklötze 26 sind im Bremsträger 14 aufgenommen und geführt. Nur ein Teil eines Außenumfangsrandes der Bremsscheibe 16 ist in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet, wobei die Bremsscheibe 16 allgemein gemäß bekannten Beispielen ausgebildet ist. Ferner ist in 1 eine Rotationsachse R, um die eine Bremsscheibe 16 rotiert, schematisch durch eine gestrichelte Linie angedeutet.
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Das Bremssattelgehäuse 12 umfasst einen Aufnahmeabschnitt 15. In 1 ist nur eine Außenwand des Aufnahmeabschnitts 15 sichtbar und der Aufnahmeabschnitt 15 ist als (nicht sichtbarer) offener zylindrischer Hohlraum ausgebildet. In dem Aufnahmeabschnitt 15 ist ein nicht abgebildeter Bremskolben aufgenommen.
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Das Bremssattelgehäuse 12 umfasst eine Kolbenseite 18, die sich an einer ersten Seitenfläche der Bremsscheibe 16 und konkret an der gleichen Seitenfläche wie der Aufnahmeabschnitt 15 angeordnet ist. Ferner umfasst das Bremssattelgehäuse 12 eine Fingerseite 20, die sich im Vergleich zur Kolbenseite 18 auf der entsprechenden gegenüberliegenden Seitenfläche der Bremsscheibe 16 befindet. Die Fingerseite 20 umfasst (lediglich als ein Beispiel) zwei Fingerabschnitte 21 gemäß bekannten Konfigurationen.
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Die Fingerseite 20 und die Kolbenseite 18 sind durch einen axialen Abschnitt 22 miteinander verbunden. Der axiale Abschnitt 22 überlappt mit der äußeren Umfangsfläche der Bremsscheibe 16 oder, anders ausgedrückt, er überspannt die Bremsscheibe 16 axial und/oder erstreckt sich von einer der Seitenflächen der Bremsscheibe 16 zur anderen.
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In allgemein bekannter Weise sind der im Aufnahmeabschnitt 15 aufgenommene Bremskolben und die in 2 von dem Betrachter abgewandten Innenseiten der Fingerabschnitte 21 so ausgebildet, an den Bremsklötzen 26 anzuliegen und diese gegen die Bremsscheibe 16 zu drücken.
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Der Bremsträger 14 wird im Folgenden auch unter Bezugnahme auf 2 erläutert. Der Bremsträger 14 umfasst einen ersten Abschnitt 38 (an einer Kolbenseite des Bremssattelgehäuses 12), einem zweiten Abschnitt 40 (an einer Fingerseite des Bremssattelgehäuses 12) und zwei Verbindungsabschnitten 42. Wie auch die axialen Abschnitte 22 des Bremssattelgehäuses 12 überlappt jeder Verbindungsabschnitt 42 mit der äußeren Umfangsfläche der Bremsscheibe 16 oder anders ausgedrückt, er überspannt die Bremsscheibe 16 axial und/oder erstreckt sich von einer der Seitenflächen der Bremsscheibe 16 zur anderen.
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Jeder Verbindungsabschnitt 42 verbindet zwei Umfangsendabschnitte des ersten und zweiten Abschnitts 38, 40 miteinander. Diese Endabschnitte liegen einander axial gegenüber.
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Der erste Abschnitt 38 ist in nur teilweise sichtbar. Er hat jedoch eine ähnliche Konfiguration wie der zweite Teil 40 und seine unten beschriebenen Längsachsen L2-L4.
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Im Bremsträger 14 sind Führungsnuten (oder Schlitze) 24 zur gleitenden Aufnahme der beiden Bremsklötze 26 vorgesehen, wobei eine der Führungsnuten 24 in 1 teilweise sichtbar ist. Die Bremsklötze 26 befinden sich auf entgegengesetzten Seitenflächen der Bremsscheibe 16. Die Bremsklötze 26 sind allgemein zueinander identisch, sind jedoch unterschiedlich ausgerichtet, um den verschiedenen Seitenflächen der Bremsscheibe 16 zugewandt zu sein.
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1 veranschaulicht auch, dass das bewegbare Bremssattelgehäuse 12 mittels Führungsstiften 28 an sowohl einer Führungsseite [engl. leading edge] als auch einer Folgeseite [engl. trailing edge] der Bremssattelanordnung 10 durch den Bremsträger 14 verschiebbar gestützt und relativ zu ihm geführt wird.
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In 2 ist zu erkennen, dass jeder Bremsklotz 26 gemäß bekannten Beispielen einen Reibbelag 32, eine Rückenplatte 34 und eine Dämpfungsblech 36 [engl.: shim] umfasst. Die Bremsscheibe 16 ist in 2 durch zwei parallele gebogene Linien angedeutet (siehe Strichpunktlinie zwischen den Bremsklötzen 26).
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In 2 sind die Längsachsen L1-L6 der länglichen Abschnitte dargestellt, die von dem ersten Abschnitt 38, dem zweiten Abschnitt 40 und den beiden Verbindungsabschnitten 42 umfasst sind. Die Verbindungsabschnitte 42 umfassen jeweils aus einen länglichen Abschnitt und damit einer parallel zur Rotationsachse verlaufende Längsachse L1, L2 (siehe ).
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Der zweite Abschnitt 40 hat einen Brückenabschnitt 44, der sich entlang der Rückseite des entsprechend benachbarten Bremsklotzes 26 und entlang einer jeweils benachbarten (oder gegenüberliegenden) Seitenfläche der Bremsscheibe 16 erstreckt. Dieser Brückenabschnitt 44 zeichnet sich durch die Längsachse L3 aus. An jedem äußeren Umfangsende des Brückenabschnitts 44 hat der zweite Abschnitt 40 radiale Abschnitte 46, die den Brückenabschnitt 44 mit einem jeweils benachbarten Verbindungsabschnitt 42 verbinden. Die radialen Abschnitte 46 zeichnen sich durch parallel zueinander verlaufende Längsachsen L4, L5 aus.
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Der nur teilweise sichtbare erste Abschnitt 38 hat eine ähnliche Anordnung der Längsachsen L3-L5 und einen zugehörigen Brückenabschnitt 44 und radiale Abschnitte 46 wie der zweite Teil 40. In 2 ist nur ein radialer Abschnitt 46 und die zugehörige Längsachse L6 des ersten Abschnitts 38 zu sehen.
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In 1 sind die Schnittachsen A bis C durch gestrichelte Linien dargestellt, die durch den Bremsträger 14 verlaufen. Auch wenn nicht vollständig dargestellt, kann ein Bremsträger 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine ähnliche Form und Erstreckung wie der Bremsträger 14 der 1 und 2 haben. Er umfasst beispielsweise eine ähnliche Anordnung und Abfolge von Längsachsen L1-L6 und von erstem Abschnitt 38, zweitem Abschnitt 40 und Verbindungsabschnitt 42.
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Dementsprechend kann jedes Segment des Bremsträgers 14 der 1, das von den Schnittachsen A-C geschnitten wird, ein Teil 48 umfassen, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und wie nachstehend in Bezug auf 3A-C, 4A-C und 5A-C erläutert, gestaltet ist. Dieses Teil 48 ist nicht gegossen und ist hohl.
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Insbesondere kann der Bremsträger 14 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aus Teilen 48 aufgebaut sein, die eine Kette oder Abfolge von Teilen 48 bilden, die entlang der in 2 dargestellten Abfolge von Längsachsen L1-L5 angeordnet sind. Jedes Teil 48 kann einen Abschnitt von mindestens einer der Längsachsen L1-L5 abdecken oder umfassen. Die Teile 48 können sich nur in einem von erstem Abschnitt 38, zweitem Abschnitt 40 oder Verbindungsabschnitt 42 oder in einer Vielzahl dieser Abschnitte erstrecken und somit z. B. eine gewinkelte, gekrümmte oder gebogene Form aufweisen.
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In einem Beispiel kann ein Teil 48 in einem Bremsträger 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung z.B. mindestens ein Segment jeder der Längsachsen L2 und L4 oder jeder der Längsachsen L1 und L5 aus 2 umfassen.
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Zusätzlich oder alternativ kann ein Teil 48 in diesem Bremsträger 14 (oder in einem anderen Bremsträger 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung) mindestens ein Segment jeder der Längsachsen L3 und L4 aus 2 oder jeder der Längsachsen L3 und L5 aus 2 umfassen.
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Zusätzlich oder alternativ kann ein Teil 48 in diesem Bremsträger 14 (oder in einem anderen Bremsträger 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung) zumindest ein Segment sowohl des Verbindungsabschnitts 42 als auch des ersten Abschnitts 38 (oder optional auch des zweiten Abschnitts 40) umfassen, wie in 2 dargestellt. Darüber hinaus kann der erste Abschnitt 38 mehrere Teile umfassen, von denen mindestens eines z. B. ein Segment eines radialen Abschnitts 46 umfasst.
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Eine entsprechende Abfolge von Teilen 48 wird z. B. durch Schweißen zu einem starren Bremssattel 14 verbunden.
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Die 3A-C, 4A-C und 5A-C zeigen beispielhafte Querschnitte eines Teils 48, das sich an den Positionen der Schnittsachsen A-C in 1 befindet.
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Die 3A-C zeigen Beispiele für hohle Querschnitte der Teile 48. Die nicht dargestellten Längsachsen L1, L2 und L3 in verlaufen orthogonal zur Bildebene. Die Teile 48 sind jeweils metallische Strangpressprofile. Es wird darauf hingewiesen, dass an jeder Position der Schnittsachsen A-C in 1 ein Teil 48 mit dem Querschnitt gemäß 3A oder alternativ ein Teil 48 mit dem Querschnitt gemäß 3B oder 3C vorgesehen sein kann. Die Abmessungen der Querschnitte können an jeder Position der Schnittsachsen A-C variieren oder identisch sein. Durch entsprechende einheitliche Querschnitte (vorzugsweise im gesamten Bremsbelagssattel 14, insbesondere; wenn der gesamte Bremsbelagssattel 14 durch (z.B. eine Abfolge von) Teilen 48 gebildet wird) werden einheitlichere mechanische Eigenschaften und insbesondere Schwingungseigenschaften definiert.
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Alternativ und z. B. in Abhängigkeit von der gewünschten Steifigkeit können Teile 48 mit den Querschnitten der 3A-C gemischt werden. Dementsprechend können an mindestens zwei Positionen der Schnittsachsen A-C in 1 voneinander abweichende Querschnitte vorgesehen sein.
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In 3A hat das Teil 48 einen runden, vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt. In 3B hat das Teil 48 einen nahezu quadratischen rechteckigen Querschnitt (oder alternativ einen quadratischen Querschnitt). In 3C hat das Teil 48 einen flachen rechteckigen Querschnitt.
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In den 3A-C sind die Wände der abgebildeten Querschnitte jeweils massiv, während das Innere der Querschnitte leer ist. Die massiven Wände verbessern die Steifigkeit. Der leere Innenraum hat eine schwingungsdämpfende Wirkung.
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Die 4A-C zeigen alternative Konfigurationen von Querschnitten der Teile 48, die an den Positionen der Querschnittsachsen A-C in angeordnet sind. Es gelten ähnliche Erwägungen, wie sie oben in Bezug auf die 3A-C erörtert wurden, und zwar in Bezug darauf, dass die an diesen Stellen vorgesehenen Teile 48 einen einheitlichen Querschnitt haben oder Querschnitte aufweisen, die aus den Beispielen der 4A-C gemischt sind.
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In den 4A-C sind wiederum ein kreisförmiger, ein annähernd quadratischer (oder alternativ quadratischer) und ein flacher rechteckiger Querschnitt dargestellt, ähnlich wie in den . In diesem Fall sind die Querschnitte jedoch doppelwandig, indem zwei Teilstücke 49 ineinander gesteckt werden, so dass sie sich überlappen. Eine Einschubachse (oder Überlappungsachse) verläuft orthogonal zur Bildebene und kann einer der Längsachsen L1-L6 von entsprechen.
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Jedes Teilstück 49 ist aus einem Plattenmaterial hergestellt, das in die abgebildete Querschnittsform gebogen wird. Der Querschnitt wird durch das Verbinden gegenüberliegender Randbereiche des Plattenmaterials geschlossen. Jedes Teilstück 49 wird z. B. dadurch in Position erhalten, dass es mit einem nicht verschobenen benachbarten Teil 48 (z. B. benachbart entlang einer der Längsachsen L1-L6 von 2) verbunden ist. Ein Zwischenraum zwischen den Teilstücken 49 ist hohl und mit einem geräuschdämpfenden Material 50 gefüllt, das z. B. zu einer Materialschicht geformt ist.
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Die 5A-C sind identisch zu den Beispielen der 4 A-C, fügen aber zusätzlich ein schalldämpfendes Material 50 in der Mitte (oder im Kern) der jeweiligen Querschnitte hinzu. Dieses zentrale schalldämpfende Material 50 kann mit dem schalldämpfenden Material 50 zwischen den Wänden der aus den Teilstücken 49 gebildeten doppelwandigen Struktur identisch sein oder sich von diesem unterscheiden. Dadurch wird die schwingungsdämpfende Wirkung noch verstärkt. Eine nicht abgebildete Ausführungsform sieht vor, dass ein schalldämpfendes Material 50 nur im Kern oder in der Mitte des Querschnitts, nicht aber zwischen den Wänden der doppelwandigen Struktur eingebracht wird.
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Es ist zu beachten, dass neben den Teilen 48 mit Hohlquerschnitt gemäß den dargestellten Beispielen in den 3A-C, 4A-C und 5A-C die Teile 48 auch durch mindestens ein z.B. gebogenes Blechmaterial 52 bereitgestellt sein können, ohne einen entsprechenden Hohlquerschnitt zu definieren. Wie in 6 angedeutet, kann das Plattenmaterial 52 z. B. gebogen oder geknickt sein, um eine offene Querschnittsform anzunehmen (z. B. die dargestellte offene Dreiecksform oder alternativ eine C- oder U-Form).
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Alternativ kann ein Teil 48 auch aus mehreren Plattenmaterialien 52 geschichtet werden, siehe 7, in der drei Plattenmaterialien 52 dargestellt sind. Die Platten können z. B. durch nicht abgebildete Schweißpunkte oder nicht abgebildete mechanische Befestigungselemente miteinander verbunden werden. Man beachte, dass das Beispiel von auch eine Reihe von korrespondierend gebogenen Plattenmaterialien umfassen könnte, die eine geschichtete Struktur ähnlich wie in bilden.
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Liste der Bezugszeichen
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- 10
- Bremssattelanordnung
- 11
- Fahrzeugscheibenbremse
- 12
- Bremssattelgehäuse
- 14
- Bremsträger
- 15
- Aufnahmeabschnitt
- 16
- Bremsscheibe
- 18
- Kolbenseite
- 20
- Fingerseite
- 21
- Fingerabschnitt
- 22
- Brückenabschnitt
- 24
- Führungsnut
- 26
- Bremsklotz
- 28
- Führungsstift
- 30
- Kopfteil
- 31
- Befestigungsvorsprung
- 32
- Reibbelag
- 34
- Rückenplatte
- 36
- Dämpfungsblech
- 38
- erster Abschnitt
- 40
- zweiter Abschnitt
- 42
- Verbindungsabschnitt
- 44
- Brückenabschnitt
- 46
- radialer Abschnitt
- 48
- Teil
- 49
- Teilstück
- 50
- vibrationsdämpfendes Material
- 52
- Plattenmaterial
- R
- Rotationsachse
- L1-L6
- Längsachsen
- A-C
- Querschnittsachsen