DE10242102A1

DE10242102A1 - Führungsbolzen einer Schwimmsattel-Scheibenbremse

Info

Publication number: DE10242102A1
Application number: DE2002142102
Authority: DE
Inventors: Rudolf Thiel; Ralf Sundheim; Martin Dr. Nader
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Führungsbolzen (1, 11) einer Schwimmsattel-Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge. Bei derartigen Schwimmsattel-Scheibenbremsen wird der Schwimmsattel häufig mittels zumindest einer Bolzenführung verschiebbar an einem fahrzeugfesten Bauteil (21), beispielsweise einem Bremshalter, geführt. Ein derartiger Führungsbolzen (1, 11) umfasst einen Führungsabschnitt (2, 12) zur verschiebbaren Aufnahme in einer zugehörigen Führungsausnehmung, ein Außengewinde (4, 14) zur Verschraubung in einer zugehörigen Gewindebohrung (22) eines Bremsenbauteils (21) und eine Werkzeugaufnahme (5, 15) zum formschlüssigen Ansetzen eines Verschraubungswerkzeugs. DOLLAR A Erfindungsgemäß ergibt sich für den Führungsbolzen (1, 11) eine Steigerung der Festigkeit, dadurch, dass das Außengewinde (4, 14) und der Führungsabschnitt (2, 12) den gleichen Außendurchmesser (D¶1¶, D¶2¶) aufweisen. Damit wird die Kerbwirkung am Führungsbolzen (1, 11) gemindert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Führungsbolzen einer Schwimmsattel-Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge. Bei derartigen Schwimmsattel-Scheibenbremsen wird der Schwimmsattel häufig mittels zumindest einer Bolzenführung verschiebbar an einem fahrzeugfesten Bauteil, beispielsweise einem Bremshalter, geführt.

In der EP 0 341 610 B1 werden verschiedenen Varianten einer solchen Schwimmsattel-Scheibenbremse mit Bolzenführungen beschrieben. In einer ersten Ausführungsform umfasst die dort gezeigte Bolzenführung einen Führungsbolzen mit einem Führungsabschnitt und einem Befestigungsabschnitt, der ein Außengewinde aufweist. Über das Außengewinde am Befestigungsabschnitt kann der Führungsbolzen an einem fahrzeugfesten Bremshalter verschraubt werden, wobei am Führungsbolzen eine Werkzeugaufnahme zum Ansetzen eines Verschraubungswerkzeugs vorgesehen ist. Der Führungsabschnitt erstreckt sich im fertig montierten Zustand in eine zugehörige Führungsöffnung im Schwimmsattel, so dass der Schwimmsattel mittels der Bolzenführungen verschiebbar zum fahrzeugfesten Bremshalter gelagert wird. Dabei befindet sich am Übergang zwischen dem Führungsabschnitt und dem Außengewinde ein Durchmesserabsatz, der als Anschlag bei der Verschraubung des Führungsbolzens dient. Damit werden am Führungsabschnitt anliegende Belastungen, die während des Bremsenbetriebs auftreten, über den Anschlag in den Bremshalter eingeleitet. Dies erfordert insbesondere bei hohen Belastungen eine unerwünscht große Dimensionierung der Führungsbolzen.

Anderenfalls besteht für den Führungsbolzen Bruchgefahr. Darüber hinaus ist dem genannten Dokument noch eine weitere Ausführung einer Bolzenführung zu entnehmen, bei der der Führungsbolzen mit einem ersten Abschnitt im Bremshalter eingepresst ist und mit einem zweiten Führungsabschnitt verschiebbar in einer Führungsbohrung aufgenommen ist. Diese Anordnung erfordert jedoch eine sehr hohe Maßgenauigkeit der Einzelteile bzw. sehr schmale Auslegung der Toleranzfelder, so dass diese Variante sehr kostenintensiv ist.

Aus der WO 98/27354 A1 ist ferner eine Bolzenführung einer Schwimmsattel-Scheibenbremse bekannt, bei der die Führungsbolzen aus Gründen der Gewichtseinsparung innen zumindest abschnittsweise hohl ausgebildet sind. Allerdings zeigt sich hier für die Führungsbolzen die gleiche Festigkeitsproblematik wie oben, da zwischen dem Führungsabschnitt und dem Befestigungsabschnitt entsprechend ein Durchmesserabsatz vorgesehen ist.

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung einen Führungsbolzen einer Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge anzugeben, der bei geringem Materialeinsatz eine möglichst hohe Festigkeit aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Führungsbolzen einer Schwimmsattel-Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge nach Patentanspruch 1. Danach umfasst der Führungsbolzen einen Führungsabschnitt zur verschiebbaren Aufnahme in einer zugehörigen Führungsausnehmung der Scheibenbremse, ein Außengewinde zur Verschraubung des Führungsbolzens in einer zugehörigen Gewindebohrung eines Bremsenbauteils und eine Werkzeugaufnahme zum formschlüssigen Ansetzen eines Verschraubungswerkzeugs. Eine Reduzierung der Kerbwirkung und damit Erhöhung der Festigkeit des Führungsbolzens ergibt sich dadurch, dass das Außengewinde und der Führungsabschnitt den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Der Führungsabschnitt und das Außengewinde gehen damit vorteilhaft kontinuierlich ineinander über. Gegenüber bisher bekannten Führungsbolzen wird somit unter Steigerung der Festigkeit eine Reduzierung des Bolzendurchmessers ermöglicht.

Eine vorteilhafte Variante des Führungsbolzens erreicht man dadurch, dass der Führungsbolzen am Ende des Außengewindes einen Zapfen aufweist, zur Anlage an einem entsprechend gestalteten Abschnitt der zugehörigen Gewindebohrung. Dabei ist der Zapfen insbesondere kegelförmig ausgebildet. Der fertig montierte Führungsbolzen liegt damit über den kegelförmigen Zapfen im wesentlichen formschlüssig an einem zugehörigen Abschnitt der Gewindebohrung an. An den Führungsbolzen entstehende Belastungen können damit besonders materialschonend auf das fahrzeugfeste Bauteil, an dem auch der Führungsbolzen verschraubt ist übertragen werden.

Gemäß einer hoch belastbaren Ausführung des Führungsbolzens ist dieser massiv ausgebildet, d. h. er ist aus Vollmaterial gefertigt. Dabei wird der Führungsbolzen vorzugsweise durch Umformbearbeitung aus einem zylindrischen Rohteil hergestellt.

Eine alternative Ausführungsform des Führungsbolzens sieht zur Gewichtseinsparung vor, dass der Führungsbolzen zumindest abschnittsweise innen hohl ausgeführt ist. Der Führungsbolzen ist damit zumindest abschnittsweise hülsenförmig ausgebildet. Daraus ergibt sich ein reduzierter Materialbedarf und eine geringeres Gewicht. Es ist auch möglich, den Führungsbolzen durchgehend hohl, d. h. hülsenförmig, zu gestalten. In einem solchen Fall kann der Führungsbolzen fertigungsfreundlich durch Umformbearbeitung aus einem rohrförmigen Rohteil hergestellt werden. Insbesondere bei solchen durchgehend hohlen Führungsbolzen ist es sinnvoll, im Innern des hohlen Führungsbolzens ein Dichtkörper anzuordnen. Ein derartiger Dichtkörper ist vorzugsweise aufgrund elastischer Werkstoffeigenschaften in den hohlen Führungsbolzen eingepresst und verhindert damit vorteilhaft das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in die Bolzenführung.

Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen in den Figuren zu entnehmen, die im folgenden näher erläutert werden.
Es zeigt:
l eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Führungsbolzens aus Vollmaterial im montierten Zustand;
2 eine teilweise geschnittene Ansicht des Führungsbolzens aus 1;
3 eine Schnittansicht eines holen Führungsbolzens;
4 eine Schnittansicht eines hohlen Führungsbolzens mit einem Dichtkörper.
Die in den 1–4 gezeigten Ausführungsbeispiele eines Führungsbolzens 1, 11 sind üblicherweise ein Bestandteil einer Bolzenführung, wie sie bei Schwimmsattel-Scheibenbremsen für Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommt. Eine derartige Schwimmsattel-Scheibenbremse umfasst eine fahrzeugfestes Bauteil, häufig einen fahrzeugfesten Bremshalter, an dem ein Schwimmsattel verschiebbar gelagert ist. Zur verschiebbaren Anordnung des Schwimmsattels ist zumindest eine zwischen dem fahrzeugfesten Bauteil, z. B. dem Bremshalter, und dem Schwimmsattel wirksame Bolzenführung vorgesehen. Gängige Bauformen von Schwimmsattel- Scheibenbremsen weisen insbesondere zwei Bolzenführungen auf. Die innerhalb derartiger Bolzenführungen verwendeten Führungsbolzen 1, 11, wie sie auch den Figuren zu entnehmen sind, weisen im wesentlichen einen Führungsabschnitt 2, 12 und einen Befestigungsabschnitt 3, 13 auf. Dabei ist der Führungsbolzen 1, 11 im montierten Zustand über den Befestigungsabschnitt 3, 13 vorzugsweise mit einem fahrzeugfesten Bremsenbauteil, beispielsweise dem Bremshalter, verbunden während er mit dem Führungsabschnitt 2, 12 in einer zugehörigen Öffnung des Schwimmsattels verschiebbar gelagert ist. Selbstverständlich ist es analog denkbar, den Befestigungsabschnitt 3, 13 mit dem Schwimmsattel zu verbinden und den Führungsabschnitt in einer Öffnung des fahrzeugfesten Bremsenbauteils verschiebbar zu lagern.
Die 1–2 zeigen eine erste Ausführung des Führungsbolzens 1, wobei der Führungsbolzen 1 massiv, d. h. aus Vollmaterial ausgebildet ist. Eine solche Variante des Führungsbolzens 1 lässt sich vorteilhaft einfach durch Umformbearbeitung aus einem zylindrischen Rohteil fertigen. Gemäß 1 ist der Führungsbolzen 1 über ein am Befestigungsabschnitt 3 ausgebildetes Außengewinde 4 in einer Gewindebohrung 22 eines Bremsenbauteils 21 durch Verschraubung lösbar befestigt. Bei dem Bremsbauteil 21 handelt es sich vorzugsweise um ein fahrzeugfestes Bauteil, insbesondere einen Bremshalter; es sich jedoch auch um den Schwimmsattel handeln. Dabei besitzt der Führungsbolzen 1 zur leichten Verschraubung eine Werkzeugaufnahme 5 zum formschlüssigen Ansetzen eines Verschraubungswerkzeuges, die bevorzugt an dem dem Außengewinde 4 gegenüberliegenden Ende des Führungsbolzens 1 ausgebildet ist. Eine derartige Werkzeugaufnahme 5 kann vor allem ein Innensechskant-, ein Außensechskant-, ein Kreuzschlitz- oder ein Torx-Profil bzw. ein sonstiges geeignetes Formschluss-Profil aufweisen.
Zur besonders hohen Belastbarkeit ist der Führungsbolzen 1 an seiner Mantelfläche im wesentlichen absatzfrei gestaltet, so dass sich für den Durchmesser D₁ des Außengewindes 4 und den Durchmesser D₂ des Führungsabschnitts der gleiche Wert ergibt, d. h. D₁=D₂. Dies bewirkt eine Reduzierung der Kerbwirkung am Führungsbolzen 1. Darüber hinaus weist der Führungsbolzen 1 in axialer Verlängerung des Außengewindes 4 einen Zapfen 6 auf, der im montierten Zustand des Führungsbolzens 1 an einem zugehörigen Abschnitt 23 der Gewindebohrung 22 anliegt und sich dort bezogen auf die Bohrungsachse radial abstützt. Dazu ist der Zapfen 6 zumindest abschnittsweise vorteilhaft kegelförmig gestaltet; so dass er sich bei der Verschraubung des Führungsbolzens 1 problemlos an den entsprechend geformten kegelförmigen Lochabschnitt 23 der Gewindebohrung 22 anlegt. Damit können Belastungen F₁ am Führungsabschnitt 2, die während des Bremsenbetriebs senkrecht zur Achse des Führungsbolzens 1 auftreten können, sehr materialschonend über den Zapfen 6 am zugehörigen Lochabschnitt 23 abgestützt (F₂) werden. Die erfindungsgemäße Gestaltung des Führungsbolzens 1 mit Zapfen 6 gestattet ferner bei geeigneter Dimensionierung eine besonders günstige Auslegung des Hebelverhältnisses L₁/L₂ zwischen Angriffspunkt der Belastung F₁ am Führungsabschnitt 2 und Angriffpunkt der Abstützkraft F₂ am Zapfen 6. Dabei wird grundsätzlich ein möglichst kleines Hebelverhältnis L₁/L₂ angestrebt.
Den 3-4 ist eine gewichtssparende Variante des Führungsbolzens 11 zu entnehmen. Der Führungsbolzen 11 ist hier durchgehend hohl, d. h. hülsenförmig ausgebildet. Eine demgegenüber reduzierte Gewichteinsparung ergibt sich bei nur abschnittsweise hülsenförmiger Gestaltung des Führungsbolzens 11. Ansonsten ist die Ausführung im wesentlichen analog zum massiven Führungsbolzen 1. Auch der hohle Führungsbolzen 11 weist einen Führungsabschnitt 12 sowie einen Befestigungsabschnitt 13 mit Außengewinde 14 zur Verschraubung auf. An das Außengewinde 14 schließt sich der vorteilhaft kegelförmige Zapfen 16 an, der insbesondere der Abstützung von Belastungen am Führungsabschnitt 12 dient. Zur Erleichterung der lösbaren Verschraubung ist entsprechend eine Werkzeugaufnahme 15 zum formschlüssigen Ansetzen eines passenden Verschraubungswerkzeugs vorgesehen. Hierbei sind das Außengewinde 14 und der Führungsabschnitt 12 im wesentlichen Durchmessergleich, d. h. D₁=D₂, ausgeführt. Ein derartig hohler Führungsbolzen 11 hat sehr gute Festigkeitseigenschaften und lässt sich vorteilhaft einfach aus einem kostengünstigen Rohrabschnitt durch Umformbearbeitung fertigen.
Zur Verbesserung der Funktionssicherheit einer Bolzenführung mit einem hohlen Führungsbolzen 11 ist gemäß Ausführungsbeispiel nach 4 im Innern des Führungsbolzens 11 ein Dichtkörper 20 angeordnet. Der Dichtkörper 20 weist vorzugsweise elastische Werkstoffeigenschaften auf und ist dicht in den hohlen Führungsbolzen 11 eingepresst. Dadurch wird das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den Führungsbolzen 11 bzw. auch die Bolzenführung verhindert. Dies vermindert vor allem die Korrosionsgefahr.
Erfindungsgemäße Führungsbolzen 1, 11 sowohl in massiver als auch in hohler Ausführung sind vorzugsweise aus metallischen Materialien, insbesondere korrosionsbeständigen Werkstoffen, gefertigt. Es sind jedoch auch andere Materialien denkbar, sofern die gewünschten Festigkeitseigenschaften vorliegen. Zum zusätzlichen Korrosionsschutz können die Führungsbolzen 1, 11 ferner mit einer geeigneten Oberflächenbeschichtung versehen werden.

Claims

Führungsbolzen (1, 11) einer Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem Führungsabschnitt (2, 12) zur verschiebbaren Aufnahme in einer zugehörigen Führungsausnehmung, mit einem Außengewinde (4, 14) zur Verschraubung in einer zugehörigen Gewindebohrung (22) eines Bremsenbauteils (21) und mit einer Werkzeugaufnahme (5, 15) zum formschlüssigen Ansetzen eines Verschraubungswerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (4, 14) und der Führungsabschnitt (2, 12) den gleichen Außendurchmesser (D₁, D₂) aufweisen.
Führungsbolzen (1, 11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbolzen (1, 11) am Ende des Außengewindes (4, 14) einen Zapfen (6, 16) aufweist, zur Anlage an einem entsprechend gestalteten Abschnitt (23) der Gewindebohrung (22).
Führungsbolzen (1, 11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (6, 16) kegelförmig ausgebildet ist.
Führungsbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbolzen (1) massiv, d. h. aus Vollmaterial, ausgebildet ist.
Führungsbolzen (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbolzen (11) zumindest abschnittsweise innen hohl ausgeführt ist.
Führungsbolzen (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im hohlen Führungsbolzen (11) ein Dichtkörper (20) angeordnet ist.