DE19533430A1 - Bremsträger für hydraulische Trommelbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremsträger für hydrau­ lische Trommelbremsen, insbesondere Fahrzeug-Trommelbremsen der Simplex-Bauart, entsprechend dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Derartige Bremsträger, auch Bremsschilder oder Ankerplatten genannt, werden in der Simplex-Bauart mit zwei an einem festen Stütz- oder Widerlager abgestützten Bremsbacken vornehmlich an Hinterachs-Trommelbremsen von Personenkraftwagen und Nutz­ fahrzeugen verwendet. Sie sind hierbei an die Fahrzeugachse angeflanscht und tragen den Radbremszylinder und die Widerlager­ anordnung. Der Bremsträger hat daher das Bremsmoment verformungs­ frei aufzunehmen, das infolge der von dem Radbremszylinder auf die Bremsbacken ausgeübten Spannkraft und die dadurch auf die sich mit dem gebremsten Fahrzeugrad drehende Bremstrommel aus­ geübten Umfangsreibungskräfte an den Bremsbacken erzeugt wird. Dementsprechend muß der Bremsträger von ausreichender Festig­ keit sein.

Bekannte Bremsträger (z. B. DE-AS 12 84 315, DE-AS 15 05 617) sind einteilig ausgeführt und aus Tiefziehblech mit versteifen­ den Rippen und Sicken geformt. Üblicherweise wird hierfür wegen der Festigkeitsanforderungen durchgehend eine Ausgangsdicke von <2,5 mm eingesetzt, so daß das Gewicht dieser dickwandigen Bremsträger und auch die durch die einteilige Bauweise begünstig­ te unerwünschte Schwingungsneigung verhältnismäßig hoch sind. Die gleichbleibende Dicke liegt gewichtserhöhend auch in solchen Bereichen des Bremsträgers vor, wo sie bezüglich der dort ört­ lich vorliegenden Festigkeitsanforderungen als überdimensioniert anzusehen ist. Die Tiefziehfertigung derartiger Bremsträger ist aufwendig in mehreren Ziehfolgen durchzuführen.

Bei einer bekannten Radzylinderbefestigung (DE-OS 42 04 028) besteht das Gehäuse des Radbremszylinders in an sich vorteil­ hafter Weise aus einem Strangprofilabschnitt, an dem sich zur Vermeidung eines spangebend zu formenden Anschlußdoms kreisrun­ den Querschnitts ein im Querschnitt rechteckiger Anschlußdom für die hydraulische Druckleitung befindet, dem eine entspre­ chend rechteckige Aufnahmeöffnung in dem dickwandigen Bremsträ­ ger zugeordnet ist. Zur Abdichtung gegenüber Spritzwasser, Schmutz u. dgl. ist hierbei zwischen dem rechteckigen Anschluß­ dom und der rechteckigen Aufnahmeöffnung eine zusätzliche eben­ falls rechteckige Dichtung einzusetzen. Die Befestigung des Radbremszylinders am Bremsträger erfolgt dabei über eine Schrau­ be.

Die Widerlager für die Bremsbacken werden nach dem Stand der Technik (DE-AS 12 84 315) von einem separaten dicken Abstütz­ blech gebildet, das zusammen mit dem Halteblech für die Brems­ backenstege durch Niete am Blechmaterial des Bremsträgers zu befestigen ist. Beim Herstellen der Nietverbindung sind hohe Anpreßkräfte erforderlich, weil die entsprechend großdimensio­ nierten Niete beim Bremsen auf Abscheren beansprucht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsträger ent­ sprechend der eingangs angegebenen Gattung bereitzustellen, der trotz Erfüllung aller Festigkeitsanforderungen von vergleichs­ weise geringem Gewicht ist und dabei im Bereich der Aufnahme- Öffnung für den Anschlußdom des Radbremszylinders und auch im Bereich des Widerlagers ohne das Erfordernis zusätzlicher Ab­ dicht- bzw. Befestigungselemente ausgebildet ist.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor und sind nachfolgend eben­ falls näher erläutert.

Durch die erfindungsgemäß eingesetzte Sandwichbauweise ergibt sich die Möglichkeit nur die Bereiche erforderlicher höherer Festigkeit durch das aufgedoppelte Blechmaterial des Grundele­ ments und des Versteifungselements zu bilden, während in den Bereichen, in denen eine geringere Festigkeit ausreicht, nur das vergleichsweise dünnere Blechmaterial des Grundelements zum Einsatz gelangt. Auf diese Weise wird nicht nur das Gewicht des Bremsträgers erheblich verringert und das eingesetzte Blechma­ terial hinsichtlich der erforderlichen Festigkeitseigenschaften effektiver ausgenutzt, es ergibt sich auch eine wirtschaftliche Fertigung, weil wegen der verwendeten vergleichsweise dünneren Blechmaterialien mehrstufige Tiefziehverfahren nicht erforder­ lich sind. Durch die Verwendung des sandwichartig aufgedoppel­ ten Materials im Bereich der Widerlageranordnung einerseits und die Verwendung des nur einschichtigen vergleichsweise dünnen Blechmaterials des Grundelements im Bereich des Radbremszylin­ ders andererseits werden die Voraussetzungen für eine vorteil­ hafte Ausbildung dieser Bereiche im Sinne der vorstehenden Auf­ gabenstellung geschaffen. Es hat sich gezeigt, daß für das Grund­ element bei Verwendung von Stahlblech eine Materialdicke <1,5 mm vollständig ausreichend ist. Auch die Verwendung von Aluminiumblechen für das Grundelement ist möglich.

Die erfindungsgemäße zweiteilige Ausbildung des Bremsträgers weist eine geringere Schwingungsneigung als die bisherigen dick­ wandigen einteiligen Bremsträger auf. Wahlweise können gemäß Anspruch 2 auch geeignete Ein- bzw. Zwischenlagen zwischen Grundelement und Versteifungselement, beispielsweise Kleber­ schichten oder Dämpfungsmembranen, vorgesehen sein, mit welchen die Schwingungseigenschaften im Sinne einer Herabsetzung oder Frequenzmodulation von Schwingungsgeräuschen positiv beeinflußt werden können.

Für die unlösbare gegenseitige Befestigung von Grundelement und Versteifungselement stehen verschiedene Verbindungsmöglichkei­ ten zur Verfügung. Vorzugsweise erfolgt die feste und unlös­ bare Verbindung jedoch entsprechend Anspruch 3 mit Hilfe von Rundpunkten, die nach dem bekannten mechanischen Stauch- und Fließverfahren (z. B. EP 0 215 449 B1) hergestellt sind. Dieses Verfahren ermöglicht auch im vorliegenden Anmeldungsfall die zuverlässige Verbindung zweier unterschiedlicher Blechmateria­ lien, wie Aluminiumblech und Stahlblech. Vorteilhaft erweist sich auch für den vorliegenden Anwendungsfall die richtungsun­ abhängige Belastbarkeit der Verbindungsstellen sowohl bei Scher­ zug- als auch bei Kopfzugbelastungen. Hervorzuheben ist noch die besondere Korrosionsbeständigkeit der Verbindungsstellen bei galvanisierten Blechen, da eine vorhandene Schutzschicht bei Herstellung der verbindenden Rundpunkte mitfließt.

Die Verwendung des dünneren Blechmaterials für das Grundelement ermöglicht entsprechend Anspruch 4 eine verschmutzungsdichte und unlösbare Befestigung des Radbremszylinders an dem Brems­ träger. Die dazu erforderliche Formung an den vier Seiten der Aufnahmeöffnung kann bei dem das Grundelement erzeugenden Stanz- und Ziehvorgang vorgenommen werden. Der Anschlußdom kann an seinen Längsseiten mit durchgehenden Längsrillen versehen sein, die schon bei der Strangpreßprofilherstellung vorgesehen werden können. Die Längsrillen ermöglichen eine unlösbare, form- und kraftschlüssige Verbindung des Radbremszylinders mit dem Brems­ träger durch punkt- oder linienförmiges Verstemmen mit den aus­ gestellten leistenförmigen Vorsprüngen des Grundelements. Hier­ bei kann eine genaue Positionierung des Radbremszylinderge­ häuses für den Verstemmungsvorgang über die Flanschlöcher und/ oder die zentrale Öffnung erfolgen. Die erzielte Verbindung ist schmutzdicht und bedarf keiner zusätzlichen Sicherung durch eine Schraubverbindung und auch keiner zusätzlichen Dichtung. Daß die Verbindung zwischen dem Bremsträger und dem Radbremszylin­ dergehäuse nicht lösbar ist, ist im Hinblick auf einen Austausch oder Ersatz nur noch von untergeordneter Bedeutung, weil nach dem heutigen Stande der Technik Radbremszylinder nur noch sehr selten ausfallen.

Die vergleichsweise geringe Blechdicke des Grundelements erlaubt entsprechend Anspruch 5 die direkte Ausformung des Widerlagers durch Tiefziehausstellen aus dem Grundelement. Zur Verstärkung dieses Bereiches ist vorteilhaft das Versteifungselement die­ ser Kontur formschlüssig nachgebildet, so daß an Versteifungs­ element die eigentlichen Widerlagerstufen gebildet sind. Ent­ sprechend Anspruch 6 können im Bereich der Widerlagerausstellung die Blechmaterialien von Grundelement und Versteifungselement zusammen mit dem Halteblech für die Bremsbacken zu einer drei­ schichtigen Sandwichstruktur formschlüssig verbunden sein, wo­ bei die Verbindung durch alle drei Bleche erfassende Rundpunkte hergestellt ist, die nach dem bereits erwähnten Stauch- und Fließverfahren angebracht sind. Dadurch entfällt die nach dem Stand der Technik erforderliche aufwendige Nietverbindung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnunger näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 die Innenansicht des Bremsträgers noch ohne montierten Radbremszylinder,

Fig. 2 die abgebrochene Schnittansicht des Bremsträ­ gers entsprechend der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die abgebrochene Schnittansicht des Bremsträgers entsprechend der Linie III-III in Fig. 1, mit eingezeichneter Bremsbacke,

Fig. 4 die abgebrochene Schnittansicht des Bremsträgers entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 die abgebrochene Innenansicht des Bremsträgers ähnlich Fig. 1, jedoch mit montiertem Rad­ bremszylinder und

Fig. 6 die abgebrochene Schnittansicht des Bremsträ­ gers entsprechend der abgeknickten Schnittver­ laufslinie VI-VI in Fig. 5.

Der Trägerkörper des Bremsträgers 1 besteht aus dem Grundele­ ment 2 und dem Versteifungselement 3. Das Grundelement 2 ist topfförmig ausgebildet und aus dem gleichen Material wie das Versteifungselement 3, jedoch mit einer gegenüber dem Stand der Technik geringeren Blechdicke hergestellt und mit Ausstel­ lungen 4 und 17 für die Widerlageranordnung 31 bzw. die Be­ festigung des Radbremszylinders 18 versehen. Das Grundelement 2 weist Versteifungssicken 6, eine konzentrische zentrale Öff­ nung 7 zur Achsdurchführung und um die Öffnung 7 angeordnete Flanschlöcher 8 zur Befestigung des Bremsträgers 1 an einem Achsflansch (nicht dargestellt) auf. Die Ausstellung 4 ist in der Nähe des Umfangs des Grundelements 2 angeordnet, ist im Grundriß rechteckig und in Längsrichtung zur Bildung des Wider­ lagers zweifach gestuft, wie insbesondere aus Fig. 3 hervor­ geht. Bezüglich der vertikalen Mittelachse ist die Ausstellung 4 symmetrisch angeordnet und dient der Abstützung der Brems­ backen 29 der Trommelbremse der Simplex-Bauart. Die Tiefe der Ausstellungen 4 und 17 wird durch die konstruktiven Gegebenhei­ ten des Radbremszylinders 18 und der Bremsbacken 29 bestimmt, wobei eine weniger tief ausgeführte zweite Stufe 5 der Ausstel­ lung 4 das Abstützblech nach dem Stande der Technik (DE-AS 12 84 315) ersetzt.

Diametral um 180° versetzt zur Ausstellung 4 der Widerlageran­ ordnung 31 ist das Grundelement 2 mit der erhabenen und vor­ nehmlich rechteckigen Ausstellung 17 versehen, wie aus den Fig. 1, 5 und 6 hervorgeht. Die Ausstellung 17 weist eine Plan­ fläche 9 auf, in welcher sich eine rechteckige Aufnahmeöffnung 10 befindet, die der Befestigungsort für den rechteckigen An­ schlußdom 12 des Radbremszylinders 18 ist. Die Längsseiten 11 der rechteckigen Aufnahmeöffnung 10 liegen parallel zur hori­ zontalen Achse des Bremsträgers 1 und zu den Längsseiten der gleichfalls rechteckigen Ausstellung 17 für die Widerlageran­ ordnung 31. Die Querseiten 12 der Aufnahmeöffnung 10 sind symmetrisch zur vertikalen Achse des Bremsträgers 1 angeordnet.

Jede Längsseite 11 weist einen zur Außenseite des Grundelements 2 hin um 90° abgekanteten leistenförmigen Vorsprung 13 auf, der sich jeweils über die gesamte Längsseite 11 erstreckt, ab­ gesehen von einer Ausnehmung 14 an der dem Außenumfang des Grundelements 2 zugewandten Längsseite 11 für den Platzbedarf des Entlüfters 26 des hier zu montierenden Radbremszylinders 18. Die Querseiten 12 der rechteckigen Aufnahmeöffnung 10 sind jeweils als flächige zueinander parallele Stege 15 geformt, die kreisbogenförmig aus der die Aufnahmeöffnung 10 umgebenden Planfläche 9 zur Außenseite des Grundelements 2 hin ausgestellt sind und deckungsgleich der Kontur des Radbremszylinders 18 entsprechen.

Das Versteifungselement 3 ist einteilig und formschlüssig zur Innenkontur des Grundelements 2 ausgeführt. Es kann je nach Erfordernis wie das Grundelement 2 zusätzlich mit Versteifungs­ sicken 6 versehen werden. Das separat gefertigte Versteifungs­ element 3 ist in den Bereichen erhöhter Festigkeitsanforderungen angeordnet und umfaßt daher den Flanschbereich um die zentrale Öffnung 7 mit den Flanschlöchern 8 sowie den Bereich der Aus­ stellung 4 für die Widerlageranordnung 31, insbesondere der Stufen 5 für die Abstützung der Bremsbacken 29, aber ausschließ­ lich der dem Außenumfang des Grundelements 2 zugekehrten Sei­ ten. Die Blechdicke des Versteifungselements 3 ist in der Re­ gel größer als die Blechdicke des Grundelements 2. Dieses ist jedoch von der getroffenen Materialauswahl abhängig, je nach­ dem ob ein Stahl- oder Aluminiumblech für das Grundelement 2 gewählt wird.

Das Grundelement 2 ist mit dem Versteifungselement 3 nach dem Stauch- und Fließpreßverfahren mittels einer entsprechenden An­ zahl von Verbindungs- oder Rundpunkten 16 mechanisch unlösbar verbunden. In gleicher vorteilhafter Weise wird das Halteblech 28 zusammen mit dem Versteifungselement 3 und dem Grundelement 2 an der Ausstellung 4 der Widerlageranordnung 31 ohne zu­ sätzliches Befestigungselement befestigt, wodurch die axiale Führung der Bremsbacken 29 erzielt wird und die Seitenflächen der Stufe 5 am Versteifungselement 3 die eigentlichen Widerla­ ger bilden und die hierfür bisher üblichen Abstützbleche er­ setzen.

Zur Erläuterung der Verbindung des Radbremszylinders 18 mit dem Grundelement 2 des Bremsträgers 1 wird nunmehr auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen. In Fig. 5 ist der Radbremszylinder 18 in seiner auf der Innenseite des Grundelements 2 befindlichen Einbaulage dargestellt. Weiterhin ist aus Fig. 5 die Planfläche 9 mit der rechteckigen Aufnahmeöffnung 10 und der Ausnehmung 14 ersichtlich. Der Anschlußdom 20 des Radbremszylinders 18 taucht in die Aufnahmeöffnung 10 und der Entlüfter 26 taucht in die Ausnehmung 14 ein. Die Seitenflächen des Anschlußdoms 20 am Radbremszylinder 18 sind mit einer Längsrille oder Ver­ tiefungen 24 versehen, wobei Längsrillen vorteilhaft bereits im Aluminium-Stangenprofil für das Radbremszylindergehäuse 19 vorgesehen werden können. Das Radbremszylindergehäuse 19 weist als Übergang an den Stirnseiten 21 des rechteckigen Anschluß­ doms 20 für den Sitz elastomerer Schutzkappen 27 zu beiden Sei­ ten hin einen Absatz 22 auf, dessen kreisbogenförmiger Umfang konzentrisch zur Bohrungsachse 30 des Radbremszylindergehäuses 19 angeordnet ist. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, liegt das Rad­ bremszylindergehäuse 19 mit einer Anschlagfläche 23 mit der Planfläche 9 des Grundelements 2 auf Anschlag. Dabei ragt der rechteckige Anschlußdom 20 durch die Aufnahmeöffnung 10 des Grundelements 2, wobei dessen Längsseiten von den ausgestell­ ten Vorsprüngen 13 geführt sind. In dieser Position liegen weiterhin die an die Querseiten 12 anschließenden Absätze 22 mit ihren kreisförmigen Außenumfängen formschlüssig an die ausgestellten Stege 15 des Grundelements 2 an. Durch diese formschlüssige Anlage, die erst durch die Sandwichbauweise und die vergleichsweise geringe Blechdicke des Grundelements 2 ermöglicht wurde, ist die angestrebte verschmutzungssichere Verbindung des Radbremszylinders 18 mit dem Grundelement 2 des Bremsträgers 1 möglich. Eine Positionierung für den Verstem­ mungsvorgangs ist über die Flanschlöcher 8 und/oder die zen­ trale Öffnung 7, falls erforderlich, möglich.

Die unlösbare Verbindung des Grundelements 2 und des Radbrems­ zylinders 18 erfolgt nach dem Fügevorgang durch punkt- oder linienförmige Verstemmungen 25, wobei das Material der Vor­ sprünge 13 form- und kraftschlüssig beidseitig in die Längs­ rillen oder Vertiefungen 24 an den Längsseiten des Anschlußdoms 20 des Radbremszylinders 18 gedrückt wird. Auf diese Weise wird eine wirtschaftliche und verschraubungsfreie sowie dichte Montage des Radbremszylinders 18 an dem Bremsträger 1 möglich.

Es wird ein Bremsträger 1 für hydraulische Trommelbremsen der Simplex-Bauart vorgeschlagen, dessen Trägerkörper aus einem seine Außenform bestimmenden Grundelement 2 und einem innenlie­ genden Versteifungselement 3 aufgebaut ist. Das aus einem ver­ gleichsweise dünnen Blechmaterial bestehende Grundelement 2 in Verbindung mit dem nur die Bereiche erforderlicher höherer Festigkeitsanforderungen abdeckenden Versteifungselement 3 er­ möglicht einen partiell sandwichartig aufgebauten leichten Bremsträger 1. Der Radbremszylinder läßt sich infolge der leichten Verformbarkeit des dünnen Grundelements 2 verschmut­ zungssicher am Grundelement 2 ohne zusätzliche Befestigungsele­ mente und ohne zusätzliche Abdichtungen befestigen. Weiterhin wird durch die Sandwichbauweise eine Tiefziehherstellung der Widerlageranordnung 31 ermöglicht, wobei Widerlagerstufen ohne zusätzliche Elemente entstehen.

Claims (6)

1. Bremsträger für hydraulische Trommelbremsen, insbeson­ dere Fahrzeug-Trommelbremsen der Simplex-Bauart, mit einem um­ fänglich kreisrunden und aus Blechmaterial tiefziehgeformten Trägerkörper, der eine zentrale Öffnung (7) für die Fahrzeug­ achse, eine Mehrzahl von die zentrale Öffnung (7) umgebenden Flanschlöchern (8) für die Befestigung des Trägerkörpers an ei­ nem Achsflansch od. dgl., eine rechteckige Aufnahmeöffnung (10) für den Anschlußdom (20) eines Radbremszylinders (18) und eine dieser Aufnahmeöffnung (10) diametral gegenüberliegende Wider­ lageranordnung (31) für die Bremsbacken (29) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper aus einem seine Außenform bestimmenden Grundelement (2) und einem demgegenüber kleineren innenliegenden Versteifungselement (3) zweiteilig ausgebildet ist, wobei diese beiden Elemente (2, 3) mit allen Tiefziehver­ formungen jeweils einteilig getrennt hergestellt und zu einer sandwichartigen Struktur unlösbar und im wesentlichen form­ schlüssig miteinander verbunden sind, und daß die sandwichartige Struktur im Bereich der zentralen Öffnung (7), der Flanschlöcher (8) und der Widerlageranordnung (31) vorhanden ist, während im Bereich der Aufnahmeöffnung (10) für den Anschlußdorn (20) des Radbremszylinders (18) nur das Blechmaterial des Grundelements (2) vorhanden ist.

2. Bremsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Grundelement (2) und dem Versteifungselement (3) eine schwingungsdämpfende bzw. -modulierende Ein- bzw. Zwischen­ lage vorgesehen ist.

3. Bremsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Grundelement (2) und das Versteifungselement (3) durch eine Mehrzahl von nach dem Stauch- und Fließverfahren hergestellten Rundpunkten (16) fest und unlösbar miteinander verbunden sind.

4. Bremsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckige Aufnahmeöffnung (10) für den rechteckigen Anschlußdom (20) des Radbremszylinders (18) an ihren gegenüberliegenden Längsseiten (11) mit aus dem Blech­ material des Grundelements (2) zur Außenseite des Grundelements (2) ausgestellten leistenförmigen Vorsprüngen (13) versehen ist, die nach der Montage den zugeordneten Längsseiten des Anschluß­ doms (20) dicht anliegen und punkt- oder linienförmig mit die­ sen Längsseiten des Anschlußdoms (20) verstemmt (25) sind, und daß die Aufnahmeöffnung (10) an ihren gegenüberliegenden Querseiten (12) zur Außenseite des Grundelements (2) entspre­ chend der Gehäusekontur des Radbremszylinders (18) zur dichten formschlüssigen Anlage damit ausgeformt (Stege 15) sind.

5. Bremsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlageranordnung (31) durch eine zur Innenseite des Grundelements (2) erfolgte Tiefziehausstel­ lung (4) des Blechmaterials des Grundelements (2) gebildet ist, wobei die Ausstellung (4) formschlüssig durch das Blechmaterial des Versteifungselements (3) mindestens an beiden Seiten und an der der zentralen Öffnung (7) zugekehrten Seite überlagert ist, so daß an beiden Seiten der Ausstellung (4) des Verstei­ fungselements (3) Widerlagerstufen (5) gebildet sind.

6. Bremsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ausstellung (4) die aufgedoppelten Blechmateria­ lien von Grundelement (2) und Versteifungselement (3) zusammen mit dem Halteblech (28) für die Bremsbacken (29) durch nach dem Stauch- und Fließverfahren hergestellte Rundpunkte (16) zu einer dreischichtigen Sandwichstruktur formschlüssig fest und unlösbar verbunden sind.