DE10246043B4

DE10246043B4 - Vorrichtung zur Reduzierung von Schwingungen einer Kraftfahrzeugscheibenbremse

Info

Publication number: DE10246043B4
Application number: DE2002146043
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Aab (FH); Tobias Alex; Karl Dipl.-Ing. Häsler (Univ.); Erwin Nonnenmacher
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: DE10246043A1

Abstract

Vorrichtung zur Reduzierung von Schwingungen einer Kraftfahrzeugscheibenbremse mit:
– einem Bremssattel (10), der eine Bremsscheibe (3) axial und radial zumindest teilweise umschließt,
– einem Schacht (11) im Bremssattel (10), in dem ein Bremsbelag (15)
– relativ zur Oberfläche der Bremsscheibe (3) verschiebbar gelagert ist und
– von einem im Bremssattel (10) gelagerten Bremskolben (16) gegen die Reibfläche der Bremsscheibe (3) pressbar ist,
– einem Dämpfungselement (20), das
– aus mehr als einem Dämpfungsblech (21) besteht und
– über mehrere Verbindungselemente (31, 32) am Bremssattel (10) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass benachbarte Dämpfungsbleche (21) des Dämpfungselements (20) abwechselnd mit einem ersten Verbindungselement (31) oder mit einem zweiten Verbindungselement (32) in direktem, kraftschlüssigem Kontakt stehen, derart, dass die einen, ersten Dämpfungsbleche (21) über das erste Verbindungselement (31) mit der einen Wange (12) des Bremssattels (10) kraftschlüssig verbunden sind und die anderen, zweiten...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung von Schwingungen einer Kraftfahrzeugscheibenbremse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE 199 25 004 A1 ist eine solche Vorrichtung am Bremssattel einer Scheibenbremsanlage bekannt. Darin sind Dämpfungspakete aus Metall- und Gummischichten mit den die Wangen der Festsattelbremse verbindenden Stegen verschraubt, um durch Eigenfrequenzüberlagerungen Schwingungen der Bremsscheibe zu dämpfen bzw. zu verhindern.

Aus der EP 0 455 299 A1 ist ein Schwingungsdämpfer für Schwimmsattelbremsen bekannt, der aus mehreren Lagen bestehend über mehrere Schrauben am Bremssattel befestigt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die Schwingungen an einer Kraftfahrzeugscheibenbremse wirksam reduziert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Grundlegender Gedanke der Erfindung ist, das Dämpfungselement über mehr als ein Verbindungselement am Bremssattel zu befestigen. Dabei sind die Dämpfungsbleche und die Verbindungselemente so beschaffen, dass benachbarte Dämpfungsbleche abwechselnd entweder mit einem ersten Verbindungselement oder einem weiteren Verbindungselement in direktem, kraftschlüssigem Kontakt stehen. Durch diesen direkten, kraftschlüssigen Kontakt wird gewährleistet, dass die Schwingungen des Bremssattels auf die Dämpfungsbleche übertragen werden. Über die alternierenden Anbindungen der Dämpfungsbleche an die verschiedenen Verbindungselemente liegt damit die relativ zwischen den Orten, an denen die Verbindungselemente mit dem Bremssattel verbunden sind, herrschende Schwingung auch zwischen den benachbarten Dämpfungsblechen vor.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Oberflächen, mit denen sich die Dämpfungsflächen gegenüberliegen, mit elastomerem Material beschichtet. Dieses Material ist hochtemperaturbeständig, so dass es trotz der am Bremssattel auftretenden Temperaturen seine schwingungsdämpfende Eigenschaft nicht verliert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Dämpfungsbleche miteinander verklebt. Dabei kann der Kleber sowohl die mit elastomerem Material beschichteten, als auch unbeschichtete Dämpfungsbleche zusammenhalten. Dabei wird im zweiten Fall ein Kleber verwendet, der im betriebfertigen Zustand nicht vollständig aushärtet, sondern seinerseits schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweist. In den Kleber können Quarzkristalle eingebracht sein, die vorpolarisiert sein können und die durch Veränderung ihrer Polarität, beispielsweise durch Einfluss eines elektrischen Spannungsfeldes, die schwingungsdämpfende Eigenschaft des Klebers beeinflussen können.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Dämpfungsbleche in Längsrichtung gegeneinander versetzt und aufeinanderliegend anzuordnen. Dadurch kann die alternierende Anbindung an die Verbindungselemente einfach realisiert werden, da jeweils nur die Längsenden der Dämpfungsbleche an einer Seite überstehen, die mit einem Verbindungselement z.B. über eine Schraub- oder Klemmverbindung verbunden werden.

Zur Fixierung des Dämpfungselements sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, die Dämpfungsbleche im sich berührenden Bereich miteinander z.B. durch eine Schraub- oder Klemmverbindung zu verbinden. Dabei wirkt die Verbindung hauptsächlich in Richtung der benachbarten Dämpfungsbleche und ist radial mit einem geringen Spiel versehen, so dass sich die Dämpfungsbleche innerhalb dieses Spiels parallel gegeneinander verschieben kön nen. Über dieses Spiel wird gewährleistet, dass die Relativschwingungen zwischen den Dämpfungsblechen stattfinden können.

Eine Schwingungsbedämpfung am Bremssattel lässt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere gut bewirken, wenn ein Dämpfungselement den Bremssattelschacht diagonal überspannt und in den Eckbereichen des Bremssattels befestigt wird. In den Eckbereichen grenzen die Bremssattelwangen und die sie miteinander verbindenden Querstege aneinander. Diese Eckbereiche stellen Zonen an dem Bremssattel dar, die beim Bremsen durch kurzzeitigen, geringfügigen Verzug des Bremssattels mit Frequenzen schwingen, die als Bremsenquietschen wahrgenommen werden können. Da die sich diagonal gegenüberliegenden Eckbereiche gegenphasig zueinander schwingen, werden bei Verbindung dieser Eckbereich über ein erfindungsgemäßes Dämpfungselement geringe Zug- und Druckkräfte zwischen benachbarten Dämpfungsblechen erzeugt. Durch die zuvor beschriebenen Materialien werden diese Kräfte und Bewegungen in den Schichten zwischen den Dämpfungsblechen reduziert, wodurch das Bremsenquietschen vermieden oder zumindest reduziert wird.

Verstärkt wird der Schwingungsdämpfungseffekt durch ein zweites Dämpfungselement, das die zweite Diagonale der Öffnung des Bremssattelschachts analog überspannt und mit dem ersten Dämpfungselement im Kreuzungsbereich kraftschlüssig verbunden wird. So entsteht quasi eine dämpfende Versteifung des Bremssattelschachts.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
1: eine schematisierte Darstellung einer Draufsicht auf den Bremssattel einer Scheibenbremse mit einer neuerungsgemäßen Vorrichtung,
2: eine Draufsicht auf einen Längsschnitt durch ein Dämpfungselement der Vorrichtung gem. Schnitt II-II in 3,
3: eine Seitenansicht durch einen Längsschnitt des Dämpfungselements gem. Schnitt III-III in 2,
4: eine Draufsicht gem. Schnitt IV-IV in 5 auf eine alternative Ausführungsform des Dämpfungselements und
5: eine Ansicht gem. 3 auf die alternative Ausführungsform gem. Schnitt V-V in 4.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Reduzierung von Schwingungen an einer Kraftfahrzeugscheibenbremse 2. Dabei umschließt ein Bremssattel 10 eine Bremsscheibe 3 teilweise axial und radial. Zwei Wangen 12 des Bremssattels 10 werden durch Querstege 13 kraftschlüssig miteinander verbunden und bilden mit diesen einen Bremssattelschacht 11, in dem Bremsbeläge 15 relativ zur Oberfläche der Bremsscheibe 3 verschiebbar gelagert sind. Die auf Bremsbelagträgern 17 befestigten Bremsbeläge 15 sind dabei von in den Bremssattelwangen 12 gelagerten Bremskolben 16 gegen die Oberfläche der Bremsscheibe 3 verschiebbar.
Der Bremssattelschacht 11 wird von zwei Dämpfungselementen 20 überspannt, die an ihren Längsenden 22 jeweils über ein Verbindungselement 31;32 in Form einer Schraube mit den Wangen 12 verbunden sind. Diese Verbindungen sind lösbar gestaltet, um einen Zugang zu den Bremsbelagträgern 17 im Falle eines Austauschs zu ermöglichen. Die Dämpfungselemente 20 überspannen den Bremssattelschacht 11 jeweils diagonal und kreuzen sich mittig, wo sie über eine weitere Schraubverbindung 36 miteinander verbunden sind.
Anhand 2 und 3 wird nun der Aufbau eines Dämpfungselements 20 näher erläutert. In 2 ist dabei eine Draufsicht auf einen Längsschnitt durch ein Dämpfungselement 20, in 3 eine Seitenansicht auf einen Längsschnitt durch dieses Dämpfungselement dargestellt. Auf eine Schraffur der geschnittenen Flächen wurde, wie auch in den wei teren Figuren, aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet. Die Schnittverläufe sind aus den in den Figuren eingezeichneten Schnittlinien zu entnehmen.
Das Dämpfungselement 20 ist aus mehreren Dämpfungsblechen 21 aufgebaut, die übereinanderliegend in ihrer Längsrichtung um ein bestimmtes Maß 25 gegeneinander verschoben und mittels Schrauben 28 miteinander verbunden sind. Dabei sind die Verbindungen über die Schrauben 28 so ausgeführt, dass die Dämpfungsbleche 21 zwar vertikal leicht gegeneinander verspannt sind, sie jedoch parallel zueinander mit Spiel beweglich gehalten sind. Daher weisen die Bohrungen 27 gegenüber dem Außenmaß des Gewindes der Schraube 28 einen größeren Innenmesser auf, wodurch das gewisse Spiel zwischen den Dämpfungsblechen in Längsrichtung gegeben ist.
Die Dämpfungselemente 21 weisen an ihren Stirnseiten 22 jeweils eine längere 23 und eine kürzere Stirnkante 24 auf, die zueinander rechtwinklig verlaufen. Diese Form ergibt sich aus der Befestigung am Bremssattel im Übergangsbereich zwischen den Wangen 12 und den Querverbindungsstegen 13. Prinzipiell ist auch jede andere Formgebung der gesamten Dämpfungsbleche 21 z.B. rechtwinklig viereckig oder trapezförmig oder nur der Stirnseiten 22 realisierbar. Die in 2 dargestellte Form hat jedoch den Vorteil, keine über den Bremssattelschacht 11 hinausragenden Teile der Dämpfungsbleche 21 aufzuweisen, wodurch die Verletzungsgefahr z.B. beim Hantieren an der Scheibenbremsanlage 2 gering ist.
Die übereinanderliegenden Dämpfungsbleche 21 sind in den überlappenden Bereichen miteinander verklebt. Dabei wird ein Kleber verwendet, der nicht gänzlich aushärtet, so dass er die gewünschte gewisse Verschiebung der miteinander verklebten Dämpfungsbleche zulässt. Der Kleber beinhaltet eine elastomere Komponente und besitzt schwingungsdämpfende Eigenschaften.
Alternativ kann zwischen den Dämpfungsblechen 21 im überlappenden Bereich eine schwingungsdämpfende Schicht 29 aus einem gummiartigen hochtemperaturfesten Material vorhanden sein.
Die Dämpfungsbleche 21 sind aus hochtemperaturfestem Material z.B. aus Stahl, Alu oder einem Verbundwerkstoff gefertigt. Dabei können die Dämpfungselemente 20 auch aus Dämpfungsblechen 21 verschiedener Materialien bestehen. So können z.B. Dämpfungsbleche 21 aus Stahlblech und Verbundwerkstoff alternierend übereinander angeordnet sein.
Das Dämpfungselement 20 ist in 3 aus ebenen, planen Dämpfungsblechen 21 aufgebaut. Zur Anpassung an eine eventuell an der oberen Öffnung des Bremssattelschachts 11 vorliegende Krümmung können die Dämpfungsbleche 21 auch konvex bzw. konkav parallel zueinander ausgeführt sein.
Im Bereich ihres jeweils einen Längsendes 22 besitzen die Dämpfungsbleche 21 eine weitere Bohrung 30, über die sie durch lösbare Verbindungen 31;32 z.B. in Form von Schrauben mit den Wangen 12 des Bremssattels 10 in Verbindung stehen. So sind zwei sich nicht direkt berührende Dämpfungsbleche 21 über die in der 3 auf der linken Seite durch eine strichlierte Linie angedeutete Verbindung 31 mit der einen Wange 12 des Bremssattels 10 kraftschlüssig verbunden, während die beiden anderen Dämpfungsbleche 21 über eine ebenfalls nur angedeutete weitere Verbindung 32 auf der rechten Seite in 3 mit der anderen Wange 12 des Bremssattels 10 kraftschlüssig verbunden sind. Dabei weisen die Bohrungen 30 gegenüber den Bohrungen 27 kein bzw. ein nur vernachlässigbares Spiel auf, so dass Schwingungen des Bremssattels 10 annähernd gleichphasig in die Dämpfungsbleche 21 übertragen werden.
In 4 und 5 ist eine alternative Ausführungsform des Dämpfungselements 20 dargestellt. Dabei liegen die Dämpfungsbleche 21 bündig übereinander. Wie auch in der obigen Ausführungsform, sind auch hier die Dämpfungsbleche 21 ebenfalls mit einander verklebt, bzw. ist zwischen den Dämpfungsblechen 21 ein Elastomer 29 verklebt.
Im Bereich ihrer beiden Längsenden 22 besitzen die Dämpfungsbleche 21 je eine Bohrung 30;33, wobei die Bohrungen 30;33 unterschiedliche Innendurchmesser aufweisen. Der Durchmesser der kleinen Bohrung 30 entspricht dabei dem Außendurchmesser des Außengewindes der Schraube 34, die zusammen mit einer Mutter 35 die Dämpfungsbleche 21 und gegebenenfalls die Elastomere 29 miteinander verspannt. Die Dämpfungsbleche 21 sind abwechselnd so übereinander gelegt, dass alternierend ein kleiner 30 und ein größerer Bohrungsdurchmesser 33 übereinander liegen. Über die Verwendung der Schrauben 34 als Verbindungen 31;32 zum Bremssattel wird gewährleistet, dass am jeweiligen Längsende 22 des Dämpfungselements 20 nur nicht direkt benachbarte Dämpfungsbleche 21 starr mit der Gehäusehälfte 12 des Bremssattels 10 verbunden sind.
Es versteht sich, dass die in 4 und 5 dargestellte Form entsprechend den zu 2 und 3 gemachten Aussagen an den Bremssattel 10 angepasst werden kann.

Claims

Vorrichtung zur Reduzierung von Schwingungen einer Kraftfahrzeugscheibenbremse mit: – einem Bremssattel (10), der eine Bremsscheibe (3) axial und radial zumindest teilweise umschließt, – einem Schacht (11) im Bremssattel (10), in dem ein Bremsbelag (15) – relativ zur Oberfläche der Bremsscheibe (3) verschiebbar gelagert ist und – von einem im Bremssattel (10) gelagerten Bremskolben (16) gegen die Reibfläche der Bremsscheibe (3) pressbar ist, – einem Dämpfungselement (20), das – aus mehr als einem Dämpfungsblech (21) besteht und – über mehrere Verbindungselemente (31, 32) am Bremssattel (10) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Dämpfungsbleche (21) des Dämpfungselements (20) abwechselnd mit einem ersten Verbindungselement (31) oder mit einem zweiten Verbindungselement (32) in direktem, kraftschlüssigem Kontakt stehen, derart, dass die einen, ersten Dämpfungsbleche (21) über das erste Verbindungselement (31) mit der einen Wange (12) des Bremssattels (10) kraftschlüssig verbunden sind und die anderen, zweiten Dämpfungsbleche (21) über das zweite Verbindungselement (32) mit der anderen Wange (12) des Bremssattels (10) kraftschlüssig verbunden sind, wobei erste und zweite Dämpfungsbleche (21) abwechselnd übereinander liegend angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen, mit denen sich die Dämpfungsbleche (21) gegenüberliegen, mit elastomerem Material (29) beschichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsbleche (21) miteinander verklebt (29) sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsbleche (21) – in Längsrichtung gegeneinander versetzt (25) und – aufeinander liegend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Dämpfungsblech (21) im Bereich eines seiner Längsenden (22) über ein Verbindungselement (31;32) mit dem Bremssattel (10) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsbleche (21) im sich berührenden Bereich mit geringem Spiel parallel gegeneinander verschieblich miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (20) mit dem Bremssattel (10) in den Eckbereichen des Bremssattels kraftschlüssig verbunden ist und den Bremssattelschacht (11) diagonal überspannt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein zweites Dämpfungselement (20) umfasst, das – den Bremssattelschacht (11) ebenfalls diagonal überspannt, – dabei das erste Dämpfungselement (20) kreuzt und – mit dem ersten Dämpfungselement (20) lösbar verbunden ist.