-
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Schwimmsattel-Scheibenbremse
eines Kraftfahrzeugs mit einem fahrzeugfest angeordneten Bremshalter
und einem Schwimmsattel, der axial verschiebbar am Bremshalter gelagert
ist. Dabei ist der Schwimmsattel häufig mittels zumindest einer
Bolzenführung
verschiebbar am Bremshalter gelagert. Im Bremshalter sind gleichzeitig
zugehörige
Bremsbeläge
verschiebbar geführt.
-
So ist aus der
DE 100 33 834 A1 eine derartige
Schwimmsattel-Scheibenbremse mit Bremshalter und Schwimmsattel bekannt,
bei der der Schwimmsattel mittels Bolzenführungen axial verschiebbar
am Bremshalter gelagert ist. Am Bremshalter sind außerdem die
zugehörigen
Bremsbeläge axial
verschiebbar geführt
sowie in Umfangsrichtung abgestützt.
Zumindest ein Bremsbelag ist dabei mit seitlichen Ansätzen derart
formschlüssig
im Bremshalter angeordnet, dass er radial innerhalb des Bremshalters
fixiert ist. Der Schwimmsattel wiederum ist über einen Bolzen mit diesem
radial am Bremshalter fixierten Bremsbelag verbunden, wodurch auch
der Schwimmsattel über
den Bremsbelag radial am Bremshalter verriegelt ist. Damit wird
zunächst
ein radiales Ausheben sowohl des Bremsbelags als auch des Schwimmsattels
gegenüber
dem Bremshalter unterbunden. Allerdings führen die zu berücksichtigenden
Fertigungstoleranzen aller Einzelbauteile der Schwimmsattel-Scheibenbremse
zu einem unerwünscht
großen
Radialspiel zwischen Bremshalter, Bremsbelag und Schwimmsattels,
so dass Klappergeräusche
auftreten können.
Ferner resultieren für
eine derartige Anordnung ungünstige Konstellationen
der Fertigungstoleranzen in einem erheblich erschwer ten Zusammenbau
der Schwimmsattel-Scheibenbremse sowie einer verschlechterten Schwimmsattelführung.
-
Ausgehend davon ist es die Aufgabe
der Erfindung, eine Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einem fahrzeugfesten
Bremshalter und einem verschiebbaren Schwimmsattel anzugeben, die
für unterschiedliche
Sattelausführungen
eine funktionssichere sowie komfortable, verschiebbare Lagerung des
Schwimmsattels am Bremshalter gewährleistet.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch
eine Schwimmsattel-Scheibenbremse
für Kraftfahrzeuge mit
einem Bremshalter und einem Schwimmsattel nach Patentanspruch 1.
Danach umfasst die Schwimmsattel-Scheibenbremse einen fahrzeugfest angeordneten
Bremshalter, an dem ein Schwimmsattel axial verschiebbar gelagert
ist, und beiderseits einer zugehörigen
Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge, die im Bremshalter axial
verschiebbar geführt sind.
Zumindest einer der Bremsbeläge
ist radial am Bremshalter verriegelt, wobei der Schwimmsattel am verriegelten
Bremsbelag radial abgestützt
ist. Die radiale Verriegelung des Bremsbelags erfolgt vorzugsweise über seitliche
Führungsansätze am Bremsbelag,
die im wesentlichen formschlüssig
in eine zugehörige
Führungsausnehmung
im Bremshalter eingreifen. Eine solche Führungsausnehmung bildet beispielsweise
einen radialen Hinterschnitt oder eine vergleichbare Art einer radialen
Verriegelung für
den Bremsbelag. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen ist der Schwimmsattel
in seiner radialen Position einstellbar am radial verriegelten Bremsbelag
lösbar befestigt.
Dies ermöglicht,
die genaue, an den jeweiligen Anwendungsfall angepasste Einstellung
des radialen Spieles zwischen Bremshalter und Schwimmsattel unabhängig von
auftretenden Fertigungstoleranzen der Einzelbauteile. Dadurch wird
einerseits eine leichtgängige
Verschiebbarkeit des Schwimmsattels gegenüber dem Bremshalter gewährleistet, und
andererseits wird ein unerwünschtes
Klappern sowie radiales Ausheben des Schwimmsattels oder der Bremsbeläge aus dem
Bremshalter verhindert.
-
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Schwimmsattel-Scheibenbremse sieht
vor, dass zumindest ein Verriegelungsbolzen vorgesehen ist, der am
verriegelten Bremsbelag lösbar
befestigt ist und sich mit Spiel in eine geeignet bemessene Öffnung des
Schwimmsattels erstreckt. Das Spiel innerhalb der Öffnung ist
derart bemessen, dass es die Summe aller Fertigungstoleranzen der
Einzelbauteile übersteigt.
Eine solche Öffnung
ist z. B. als U-förmige Öffnung,
Schlitz, geeignet bemessene Bohrung, Langloch oder ähnliches
ausgeführt
und kann unmittelbar am Schwimmsattel bzw. einem Schwimmsattelabschnitt
vorgesehen sein. Analog ist es denkbar, die Öffnung an einem Verriegelungselement
und damit einem Zwischenelement auszubilden, das seinerseits mit
dem Schwimmsattel verbunden ist. Ein solches Verriegelungselement
ist beispielsweise als Scheibe mit entsprechender Öffnung gestaltet,
die mit dem Schwimmsattel verbunden ist, etwa über eine Pressverbindung. Hier
sind auch andere geeignete Befestigungsvarianten möglich. Die Öffnung bildet
somit bei den genannten Ausführungen
eine spielbehaftete Aufnahme für
den zugehörigen
Verriegelungsbolzen, so dass sich ein radialer Einstellbereich beim
Zusammenbau der Schwimmsattel-Scheibenbremse
bzw. bei der Montage des Schwimmsattels ergibt. Dabei wird durch
radiale Verschiebung des Schwimmsattels gegenüber dem verriegelten Bremsbelag
das gewünschte
radiale Spiel gezielt eingestellt. Durch abschließende Befestigung
des Verriegelungsbolzens am verriegelten Bremsbelag wird das radiale
Spiel zwischen Bremshalter, Bremsbelag und Schwimmsattel somit festgelegt.
Die eigentliche Befestigung des Schwimmsattels am verriegelten Bremsbelag
erfolgt über einen
Verriegelungsbolzen, der vorzugsweise als Schraube oder sonstiger
geeigneter Befestigungsbolzen ausgebildet sein kann und innerhalb
einer zugehörigen
Bohrung oder Ausnehmung im Bremsbelag befestigt ist. Der Schwimmsattel
wird dabei zwischen dem verriegelten Bremsbelag und dem Verriegelungsbolzen
eingeklemmt und mittels dieser Klemmwirkung in seiner radialen Position
am Bremsbelag bzw. Bremshalter fixiert.
-
Eine erste Ausgestaltungsform der Schwimmsattel-Scheibenbremse sieht
vor, dass der Verriegelungsbolzen unmittelbar am verriegelten Bremsbelag,
vorzugsweise an einem Belagträger dieses
Bremsbelags, lösbar
befestigt ist. Dazu ist am Bremsbelag bzw. Belagträger insbesondere
eine Befestigungsbohrung ausgebildet, in der der Verriegelungsbolzen
lösbar
befestigt werden kann. Gemäß einer
weiteren Alternative ist der Verriegelungsbolzen an einem Halteelement
befestigt, das mit dem verriegelten Bremsbelag verbunden ist. Ein
solches Halteelement ist beispielsweise als einfache Blechlasche
ausgeführt,
die am Bremsbelag befestigt ist. Dies erfordert zwar ein zusätzliches
Bauteil; jedoch wird der Fertigungsaufwand am Bremsbelag insgesamt
reduziert, da keine Befestigungsbohrung am Bremsbelag angeformt
werden muss.
-
Eine sinnvolle Variante der Schwimmsattel-Scheibenbremse,
die auch kostengünstig
umsetzbar ist, erreicht man dadurch, dass der Schwimmsattel insbesondere
mittels des Verriegelungsbolzens mit dem radial verriegelten Bremsbelag
verschraubt ist. Für
einen solchen Fall wird der Verriegelungsbolzen von einer Schraube
gebildet, die in einem Gewinde am Bremsbelag bzw. an einem mit dem
Bremsbelag verbundenen Bauteil verschraubt werden kann. Hierbei
können
vorteilhaft kostengünstige
Einzelbauteile Verwendung finden.
-
Weitere sinnvolle Detailmerkmale
der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen
in den Figuren zu entnehmen und werden im folgenden näher erläutert.
-
Es zeigt:
-
l eine
Ansicht einer Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einem Schwimmsattel,
der mittels eines Bremsbelags radial am Bremshalter verriegelt ist;
-
2 zwei
Ansichten der Schwimmsattel-Scheibenbremse aus 1 in Schnittdarstellung, entsprechend
der Schnittlinie A–A;
-
3 eine
geschnittene Teilansicht einer weiteren Variante der Schwimmsattel-Scheibenbremse
mit einer alternativen Gestaltung der Anordnung zur radialen Schwimmsattelverriegelung.
-
Die in den 1–3 gezeigten Ausführungen einer
Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 für ein Kraftfahrzeug umfasst
einen fahrzeugfest angeordneten Bremshalter 2, der entweder
direkt in ein fahrzeugfestes Bauteil, beispielsweise einen Achsschenkel,
integriert ist oder aber an einem solchen Bauteil montiert ist.
Dabei sind den 1-2 Bauformen des Bremshalters 2 zu
entnehmen, die sich fahrzeugfest montieren lassen. Der Bremshalter 2 übergreift
mit zwei axial sich erstreckenden Halterarmen 3, 4 den Rand
einer zugehörigen
Bremsscheibe, die aus Gründen
der Übersichtlichkeit
in allen Figuren jeweils nicht gezeigt ist. In den Halterarmen 3, 4 sind
beiderseits der Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge 6, 7,
bezogen auf die Bremsscheibenachse, axial verschiebbar geführt sowie
in Umfangsrichtung abgestützt,
wobei die Bremsbeläge 6, 7 jeweils
radial in den Halterarmen 3, 4 anliegen. Die Bremsbeläge 6, 7 zusammen
mit der Bremsscheibe übergreift
ein Bremssattel 5, der axial verschiebbar am Bremshalter 2 gelagert
ist. Dazu sind vorzugsweise zwei Bolzenführungen 8 vorgesehen,
die zwischen Schwimmsattel 5 und Bremshalter 2 wirksam
sind und die verschiebbare Lagerung des Schwimmsattels 5 ermöglichen.
Der Schwimmsattel 5 besitzt zwei zu beiden Seiten der Bremsscheibe
verlaufende Sattelschenkel 9, 10, die durch einen
die Bremsscheibe übergreifenden
Brückenabschnitt 11 miteinander
verbunden sind. Dabei sind in den fahrzeugbezogen axial innenliegenden
Sattelschenkel 10 zur Bremsbetätigung zwei Betätigungsvorrichtungen 12 integriert, um
den axial innenliegenden Bremsbelag 7 mit einer entsprechenden
Bremsenzuspannkraft beaufschlagen zu können. Während einer Bremsbetätigung wird dann
durch axiale Verschiebung des Schwimmsattels 5 infolge
der Reaktionskraft auch der axial außenliegende Bremsbelag 6 gegen
die Bremsscheibe gedrückt.
Selbstverständlich
ist es ebenso denkbar, nur eine einzige Betätigungsvorrichtung 12 bzw. mehr
als zwei Betätigungsvorrichtungen 12 zum
Aufbringen der Bremsenzuspannkraft im Schwimmsattel 5 unterzubringen.
-
Am Bremshalter 2 bzw. seinen
Halterarmen 3, 4 sind die Bremsbeläge 6, 7 axial
verschiebbar geführt
und zur Übertragung
von Bremsumfangskräften abgestützt. Dabei
sind die axial sich erstreckenden Halterarme 3, 4 mittels
eines Steges 13 miteinander verbunden, so dass sich für den Bremshalter 2 eine rahmenförmige Bauform
ergibt. Dies bewirkt eine erhebliche Versteifung des Bremshalters 2,
wie sie insbesondere bei sehr leistungsstarken Schwimmsattel-Scheibenbremsen
und damit großen
Bremsumfangskräften
erwünscht
ist. Durch den Steg 13 wird somit die Verformung des Bremshalters 2 bzw.
der Halterarme 3, 4 als Resultat eines anliegenden Bremsmoments
während
einer Bremsbetätigung
reduziert. Von den Bremsbelägen 6, 7 ist
zumindest einer radial gegenüber
dem Bremshalter 2 verriegelt. Dazu ist der Bremsbelag 6 mit
seitlichen Führungsansätzen 14 jeweils
in entsprechend gestalteten Führungsabschnitten 15 der
Halterarme 3, 4 angeordnet. Die Führungsansätze 14 greifen
dabei jeweils in einen zugehörigen
Hinterschnitt ein, der von den Führungsabschnitten
gebildet wird. Selbstverständlich sind
auch andere, beispielsweise formschlüssige Formgebungen denkbar,
die eine radiale Verriegelung des Bremsbelags 6 am Bremshalter 2 zulassen. Nach
den 1-2 ist zumindest der axial außenliegende
Bremsbelag 6 derart verriegelt am Bremshalter 2 geführt. Es
können
jedoch je nach Anwendungsfall auf diese Weise auch beide Bremsbeläge 6, 7 bzw.
nur der axial innenliegende Bremsbelag 7 am Bremshalter 2 radial
verriegelt werden. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften ist jeweils
zwischen Halterarm 3, 4 und Führungsansatz 14 eine
Belagführungsfeder 16 angeordnet.
Die beidseitigen Belagführungsfedern 16 verspannen
einerseits den Bremsbelag 6 gegenüber dem Bremshalter 2 und sorgen
andererseits für
eine leichtgängige
Verschiebbarkeit des Bremsbelags 6.
-
Um die Entstehung unerwünschter
Klappergeräusche
zwischen dem Bremshalter 2, den Bremsbelägen 6, 7 und
dem Schwimmsattel 5 zu verhindern, ist der Schwimmsattel 5 über den
verriegelten Bremsbelag 6 radial gegenüber dem Bremshalter 2 fixiert,
wobei die axiale Verschiebbarkeit des Schwimmsattels 5 unbeeinflusst
erhalten bleibt. Dazu ist der Schwimmsattel 5 an seinem
axial außenliegenden
Sattelschenkel 9 mittels eines Verriegelungselements 20 sowie
eines zugehörigen
Verriegelungsbolzens 21 an den radial verriegelten Bremsbelag 6 gekoppelt.
Das Verriegelungselement 20 ist vorzugsweise als Scheibe
ausgeführt,
die in einer zugehörigen
Ausnehmung 17 im Schwimmsattelschenkel 9 befestigt
ist. Ins besondere liegt das scheibenförmige Verriegelungselement 20 zur
genauen Positionierung an einem Absatz 18 an und ist mittels Presspassung
in der Ausnehmung 17 befestigt. Wie vor allem in 1 erkennbar, liegt das Verriegelungselement 20 über einen
Umfangswinkel von mehr als 180° innerhalb
der Ausnehmung 17 an und ist damit radial fest mit dem
Schwimmsattel verbunden. Es sind jedoch auch andere Wege der Befestigung
des Verriegelungselements 20 am Schwimmsattel 5 möglich. Das
Verriegelungselement 20 weist außerdem einen zylinderförmigen Abschnitt 22 mit
einer Öffnung 23 auf,
in der der Verriegelungsbolzen 21 mit Spiel aufgenommen
ist. Das Spiel ist dabei derart bemessen, das es, bezogen auf die
jeweiligen Einzelbauteile, die Summe aller radialen Fertigungstoleranzen,
die zwischen Bremsbelag 6 und Sattelschenkel 9 wirksam
sind, übersteigt.
Weiterhin ist der Verriegelungsbolzen 21 im radial verriegelten
Bremsbelag 6, vorzugsweise im Belagträger 26 dieses Bremsbelages 6,
mittels einer Gewindebohrung 19 verschraubt. Damit ist
der Verriegelungsbolzen 21 lösbar am verriegelten Bremsbelag 6 befestigt.
Infolge der spielbehafteten Anordnung des Verriegelungsbolzens 21 gegenüber dem
Verriegelungselement 20 ist es während der Montage des Schwimmsattels 5 möglich, das
radiale Spiel zwischen dem verriegelten Bremsbelag 6 und
dem Schwimmsattel 5 gezielt einzustellen. Letztlich wird
dadurch das radiale Spiel zwischen dem Bremshalter 2, den
Bremsbelägen
und dem Schwimmsattel definiert festgelegt. Nach Einstellung des
gewünschten
Radialspiels wird durch Verschraubung des Verriegelungsbolzens 21 das
Radialspiel in seinem gewünschten
Maß fixiert.
Ein definiertes Radialspiel wirkt sich positiv auf die Leichtgängigkeit
der verschiebbaren Schwimmsattellagerung am Bremshalter 2 aus,
unabhängig
von etwaigen Fertigungstoleranzen der Bremsenbauteile. Weiterhin
kann auf diesem Weg bei Einstellung eines geringen Radialspiels
oder etwa bei spielfreier Einstellung die nachteilige Klapperneigung
der Schwimmsattel-Scheibenbremse gemindert werden.
-
In den 1-2 ist die Verwendung nur
eines Verriegelungselementes 20 mit zugehörigem Verriegelungsbolzen 21 innerhalb
der Ausnehmung 17 dargestellt. Je nach Anwendungsfall kann
allerdings auch der Einsatz zweier Verriegelungselemente 20 erforderlich
sein, um die gewünschte
Radialspieleinstellung vornehmen zu können. Alternativ ist es ebenso
denkbar, auf ein separates Verriegelungselement 20 zu verzichten
und die Öffnung 23 für den Verriegelungsbolzen 21 direkt
am axial außenliegenden
Schwimmsattelschenkel 9 vorzusehen. Auch auf diese Weise
ist eine Einstellung des Radialspiels möglich. Allerdings wird dadurch
gegebenenfalls der Fertigungsaufwand des Schwimmsattels 5 erhöht. Eine
weitere Verbesserung der Schwimmsattelführung am Bremshalter 2 wird
vorteilhaft dadurch erreicht, dass sich der Schwimmsattel 5 mit
seinem Sattelschenkel 9 an einem ausgestellten Vorsprung 24 des
verriegelten Bremsbelags 6 radial abstützt und tangential an den seitlichen
Führungsansätzen 14 des
Bremsbelags 6 anliegt, bzw. von diesen geführt wird.
-
3 zeigt
eine alternative Ausführung
der Befestigung des als Schraube ausgeführten Verriegelungsbolzens 31 am
im Bremshalter 2 radial verriegelten Bremsbelag 6.
Der Verriegelungsbolzen 31 ist hier über ein separates Halteelement 34,
das seinerseits mit dem Bremsbelag 6 bzw. dessen Belagträger 26 verbunden
ist, am Bremsbelag 6 lösbar
befestigt. Im einzelnen ist der Verriegelungsbolzen 31 über ein Gewindeloch 32 mit
dem Halteelement 34 verschraubt. Das Halteelement 34 ist
vorzugsweise als einfach herstellbares Blechteil ausgeführt, das
beispielsweise durch Vernieten oder eine vergleichbare Befestigungsart
mit dem Bremsbelag 6 starr verbunden ist. Es sind jedoch
auch im Detail anders gestaltete Halteelemente 34 denkbar.
Grundsätzlich
kann durch die Verwendung von Halteelementen 34 auf eine
aufwendige Bearbeitung des Bremsbelages 6 zur Erzeugung
einer Gewindebohrung 19 für den Verriegelungsbolzen 21 verzichtet
werden.
-
Die am Beispiel der 1-2 bereits
beschriebene, allgemeine Möglichkeit
der radialen Spieleinstellung zwischen Bremshalter 2, den Bremsbelägen 6, 7 und
dem Schwimmsattel 5 ergibt für eine Ausführung nach 3 analog. Dabei ist das scheibenförmige Verriegelungselement 30 innerhalb der
Ausnehmung 17 am Absatz 18 befestigt, beispielsweise
mittels Presspassung. Der als Schraube ausgeführte Verriegelungsbolzen 31 ist
mit Spiel in der Öffnung 33 des
scheibenförmigen
Verriegelungselements 30 aufgenommen. Auch hier übersteigt
das Spiel zwischen Verriegelungsbolzen 31 und Öffnung 33 die
Summe der radial wirksamen Fertigungstoleranzen der Einzelbauteile
der Schwimmsattel-Scheibenbremse. Dies ermöglicht die definierte Radialspieleinstellung
zwischen dem Bremshalter 2, den Bremsbelägen 6, 7 und
dem Schwimmsattel 5. Als Sicherung gegen unbeabsichtigtes
Lösen des
Verriegelungsbolzens 31 ist eine Scheibe 35 vorgesehen, die
zwischen Verriegelungsbolzen 31 und Verriegelungselement 30 angeordnet
ist. Wie ferner in Figur angedeutet ist, ist auch die Verwendung
zweier oder mehrerer Verriegelungselemente 30 mit zugehörigen Verriegelungsbolzen 31 zur
erfindungsgemäßen Radialspieleinstellung
möglich.