DE19626296B4 - Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse - Google Patents

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Abstract

Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse (1)
– mit einem in den Achsschenkel eines Kraftfahrzeuges integrierten Bremsträger (2),
– mit einem eine Bremsscheibe (3) und Bremsbacken (4, 5) umgreifenden Schwimmsattel (6), der über Bolzenführungen (9, 10) axial verschiebbar am Bremsträger (2) gelagert ist, welche jeweils einen vom Bremsträger (2) aus axial nach innen ragenden Führungsabschnitt (11, 24) zur Führung des Schwimmsattels (6) und jeweils einen axial nach außen ragenden Fortsatz (13, 23) zur Abstützung des inneren Bremsbackens (4) aufweisen, wobei wenigstens ein Fortsatz (13, 23) zur Abstützung der inneren Bremsbacke (4) lösbar mit dem Bremsträger (2) verbunden ist,
– mit zumindest einer Bolzenführung (10), die als am Bremsträger (2) befestigtes Festlager zur Übertragung von Umfangskräften ausgeführt ist und aus einer vom Bremsträger (2) aus axial nach innen ragenden Traghülse (11) und einem innerhalb der Traghülse (11) befindlichen Gewindebolzen (12, 30) mit axial außerhalb des Bremsträgers (2) sich erstreckenden Fortsatz (13, 23) besteht,...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einem starren, in den Achsschenkel eines Fahrzeuges integrierten Bremsträger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine gattungsgemäße Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse ist beispielsweise in der DE 42 36 075 A1 beschrieben. Bei der bekannten Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse sind an einem in den Achsschenkel eines Kraftfahrzeuges integrierten Bremsträger zwei Bolzenführungen befestigt. Die Bolzenführungen besitzen axial nach innen sich erstreckende Führungsabschnitte, an denen der Schwimmsattel axial verschiebbar gelagert ist, und axial nach außen gerichtete Endabschnitte, an denen die der hydraulischen Betätigungsvorrichtung im Schwimmsattel zugewandte innere Bremsbacke axial beweglich abgestützt ist. Dabei ist eine der Bolzenführungen zweiteilig ausgeführt, mit einer Hülse, an der der Schwimmsattel gelagert ist, und einem durch die Hülse verlaufenden durchgehenden Bolzen mit Endabschnitt, mit dem die Hülse am Bremsträger verschraubt ist und der mit dem Endabschnitt den Bremsträger axial durchstößt. Diese Bolzenführung ist zur Aufnahme der Umfangskräfte bei Bremseneingriff vorgesehen, wobei insbesondere der über den Schwimmsattel und eine zwischengelagerte elastische Hülle mit eingesetzten Kunststoffringen in den Führungsabschnitt der Bolzenführung eingebrachte Kraftanteil in Umfangrichtung zu einer unerwünschten Schiefstellung des Schwimmsattels führt. Daraus resultiert im weiteren eine ungleichmäßige Abnutzung der Reibbeläge auf den Bremsbacken. Die zweite Bolzenführung, die aus einem einteiligen Führungsbolzen mit Endabschnitt und einer zugehörigen elastischen Gleithülle besteht, ist mit dem Füh rungsbolzen in den Bremsträger eingeschraubt. Der nach außen weisende Endabschnitt der zweiten Bolzenführung, der von seitlichen Ohren der Rückenplatte der inneren Bremsbacke umrandet wird, dient weniger zur Abstützung der inneren Bremsbacke in Umfangsrichtung als vielmehr zur Fixierung der Bremsbacke bzw. des gesamten Schwimmsattels in radialer Richtung. Die unzureichende Krafteinleitung der Bremsumfangskräfte über den Schwimmsattel und die aus Hülse und Bolzen bestehende erste Bolzenführung in den Bremsträger kann bei unzulässiger Schiefstellung des Schwimmsattels zu Funktionsproblemen der Bolzenführungen führen und damit die Funktionalität einer derartigen Bremsenausführung gefährden.
  • Weiterhin ist in der DE 33 46 629 C2 eine Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse mit Bolzenführung offenbart, die einen Bremsträger aufweist sowie einen dazu axial verschiebbaren, eine Bremsscheibe und Bremsbacken übergreifenden Sattel. Die bekannte Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse besitzt eine Bolzenführung, die zur Aufnahme der gesamten Bremsumfangskräfte ausgelegt ist und aus einer Gleithülse und einem darin verlaufenden Gewindebolzen besteht. Die Gleithülse ist mit dem Gewindebolzen fest am Bremsträger verschraubt und innerhalb einer axialen Bohrung innerhalb des Schwimmsattels angeordnet. Dabei ist zwischen den metallischen Flächen der Gleithülse und der Innenfläche der Bohrung im Sattel eine nichtmetallische Zwischenschicht vorgesehen, die über gute Gleiteigenschaften verfügt und den Einsatz einer zusätzlichen elastischen Gleithülle überflüssig macht. Im Betrieb einer derartigen Bremse erweist es sich als nachteilig, dass die gesamten Umfangskräfte bei Bremseneingriff einzig und allein über die Gleithülse mit zugehörigem Bolzen in den Bremsträger übertragen werden. Durch die starke Belastung der Bolzenführung kommt es zu erheblichen Schiefstellungen des Schwimmsattels und einem daraus resultierenden Schrägverschleiß an den Bremsbacken.
    •
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse mit Bolzenführung anzugeben, bei der der Bremsträger in einen Achsschenkel eines Kraftfahrzeuges integriert ist und bei der die Bolzenführung, die zur Aufnahme von Bremsumfangskräften geeignet ist, hinsichtlich der Funktion und des einfachen Aufbaus verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erfüllt. Dabei wird die zur Übertragung der Bremsumfangskräfte ausgelegte Bolzenführung als Festlager ausgeführt und besitzt sowohl einen Führungsabschnitt zur Aufnahme des axial beweglichen Schwimmsattels als auch einen Fortsatz, an dem sich die innere Bremsbacke in Umfangsrichtung abzustützen vermag. Dadurch werden die Bremsumfangskräfte anteilig einerseits über den Fortsatz und andererseits über den Schwimmsattel und den Führungsabschnitt der Bolzenführung in den integrierten Bremsträger übertragen, womit eine Schiefstellung des Schwimmsattels bei Bremseneingriff vermieden wird. Die zur Übertragung der Umfangskräfte vorgesehene Bolzenführung ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einer Traghülse, die vom Bremsträger ausgehend axial nach innen weist und in einer Bohrung des Schwimmsattels angeordnet ist, sowie einem Gewindebolzen mit Fortsatz, der sich im Einbauzustand axial innerhalb des Bremsträgers erstreckt. Dabei ist die Traghülse unlösbar mit dem Bremsträger verbunden (z.B. geschweißt, gelötet, geklebt, gepresst). Insbesondere ist die Traghülse auf einfache Weise in den Bremsträger eingepresst und ein kurzer Gewindebolzen mit Fortsatz ist in ein auf der Innenseite der Traghülse ausgebildetes Gewinde eingeschraubt.
  • Zur Vereinfachung der Bolzenführung und Verbesserung der Aufnahme von Bremsumfangskräften durch die Bolzenführung wird auf eine zusätzliche elastische Gleithülle zwischen Bohrungsinnenfläche im Schwimmsattel und Außenfläche der Traghülse verzichtet und statt dessen eine Gleitlackbeschichtung vorgesehen.
  • Zum vereinfachten Belagwechsel, insbesondere der inneren Bremsbacke, die mit sich in Umfangsrichtung erstreckenden Abschnitten der Rückenplatte die Fortsätze der Bolzenführungen umgreift, sind die Fortsätze lösbar am Bremsträger verschraubt. In einer Variante dazu weist die Rückenplatte der inneren Bremsbacke zumindest einen in Umfangsrichtung seitlichen, hakenförmigen Abschnitt auf, der radial nach innen geöffnet ist und um einen zugehörigen Fortsatz einer Bolzenführung verläuft, wodurch bei Belagwechsel dieser Fortsatz nicht entfernt werden muss.
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der Zeichnung in vier Figuren dargestellt und im folgenden erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse mit einem in den Achsschenkel integrierten Bremsträger und einer in den Bremsträger eingepressten Traghülse,
  • 2 eine teilgeschnittene Seitenansicht der Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse aus 1,
  • 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführung der Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse aus 1 und
  • 4 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse mit integriertem Bremsträger und an diesem mit einem Gewindebolzen verspannten Traghülse.
  • In 1 ist eine Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 dargestellt mit einem Bremsträger 2, der in einen nicht gezeigten Achsschenkel eines Kraftfahrzeuges integriert ist. Weiterhin besitzt die Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 einen die Bremsscheibe 3 und zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnete Bremsbacken 4, 5 umgreifenden Schwimmsattel 6, der axial verschieblich zum Bremsträger 2 gelagert ist. Der Schwimmsattel 6 enthält auf der axial inneren Seite eine hydraulisch zu betätigende Kolben-Zylindereinheit 7, durch die bei Druckbeaufschlagung die innere Bremsbacke 4 direkt und die äußere Bremsbacke 5 indirekt über den äußeren Schwimmsattelschenkel 8 infolge Axialverschiebung des gesamten Schwimmsattels 6 an die Bremsscheibe 3 andrückbar ist. Die axial verschiebliche Lagerung des Schwimmsattels 6 am integrierten Bremsträger 2 erfolgt über zwei Bolzenführungen 9, 10, die fest mit dem Bremsträger 2 verbunden sind. Dabei ist die Bolzenführung 10 als Festlager ausgebildet und ermöglicht damit die Übertragung von Umfangskräften bei Bremseneingriff.
  • Die Tragbolzenführung 10 besteht aus einer axial nach innen verlaufenden, in den Bremsträger 2 eingepressten Traghülse 11, an der der Schwimmsattel 6 axial verschiebbar geführt ist, und einem in die Traghülse eingeschraubten Gewindebolzen 12 mit einem axial nach außen weisenden Fortsatz 13. Der Fortsatz 13 des Gewindebolzens 12 durchstößt ein Loch 14 in der Rückenplatte 15 der inneren Bremsbacke 4, wobei der Fortsatz 13 zur axial beweglichen Abstützung der inneren Bremsbacke 4 dient und damit die Übertragung der Bremsum fangskräfte von der inneren Bremsbacke 4 in den Bremsträger 2 ermöglicht. Der Anteil der Bremsumfangskräfte, der von der äußeren Bremsbacke 5 in den Schwimmsattel 6 übertragen wird, wird von diesem ausgehend über die eingepresste Traghülse 11 in den integrierten Bremsträger 2 eingeleitet. Daraus ergibt sich ein Kraftfluss der Bremsumfangskräfte, ausgehend von den Bremsbacken 4, 5 in den Bremsträger 2, der ungefähr zu gleichen Anteilen einerseits über den Fortsatz 13 des Gewindebolzens 12 und andererseits über die eingepresste Traghülse 11 in den Bremsträger 2 erfolgt. Diese Aufteilung des Kraftflusses der Bremsumfangskräfte verhindert in erheblichem Maße im Unterschied zu bekannten integrierten Schwimmsattelanordnungen die Schiefstellung des Schwimmsattels 6 bei Bremseneingriff. Zur Verbesserung der Übertragung von Bremsumfangskräften über die Traghülse 11 wird bei der Tragbolzenführung 10 auf eine elastische Gleithülle zwischen Traghülse 11 und Bohrung 16 im Schwimmsattel 6 verzichtet. Vielmehr ist die Traghülse 11 auf ihrer Mantelfläche mit einer Gleitlackbeschichtung 17 versehen, die auf der Traghülse 11 fest haftet und in der Bohrung 16 im Schwimmsattel 6 gut gleitet. Weiterhin ist die Tragbolzenführung 10 auf beiden Seiten mit elastischen Schutzmanschetten 18, 19 ausgerüstet, die das Eindringen von Schmutz in die Tragbolzenführung 10 verhindern sollen.
  • Der kurze Gewindebolzen 12 mit Fortsatz 13 ist an dem in den Bremsträger 2 eingepressten Ende der Traghülse 11 eingeschraubt und an seinem Kopf mit einem Innensechskant 20 versehen. Der Innensechskant 20 ist durch die mit einem lösbaren Stopfen 21 verschlossene Traghülse 11 zugänglich. Damit ist der Gewindebolzen 12 zum Belagwechsel insbesondere der inneren Bremsbacke 4 axial entfernbar. Analog zu einer eingepressten Traghülse 11 sind auch andere unlösbare Befesti gungsmöglichkeiten der Traghülse 11 im Bremsträger 2 denkbar (z.B. Schweißen, Löten, Kleben).
  • Die zweite Bolzenführung 9 besteht aus einem durchgehenden Bolzen 22 mit Fortsatz 23, wobei der Bolzen in den Bremsträger 2 eingeschraubt ist. Am vom Bremsträger 2 ausgehenden axial sich nach innen erstreckenden Führungsabschnitt 24 ist über eine elastische Gleithülle 25 der Schwimmsattel 6 axial verschiebbar geführt. Am axial nach außen verlaufenden Fortsatz 23, der in einem in tangentialer Richtung orientierten Langloch 26 der Belagrückenplatte 15 der inneren Bremsbacke 4 angeordnet ist, ist die innere Bremsbacke 4 axial verschiebbar geführt. Dabei dient die Bolzenführung 9 nicht zur Aufnahme von Bremsumfangskräften, die komplett von der Tragbolzenführung 10 aufgenommen werden, sondern vielmehr zur radialen Fixierung sowohl der inneren Bremsbacke 4 als auch des kompletten Schwimmsattels 6. Zur Belagentnahme der inneren Bremsbacke 4 ist der Bolzen 22 aus dem Bremsträger 2 herauszuschrauben.
  • 2 zeigt eine zur Hälfte geschnittene Seitenansicht der Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 aus 1. Hierbei wird verdeutlicht, dass der Fortsatz 23 der Bolzenführung 9 mit tangentialem Spiel im Langloch 26 der Belagrückenplatte 15 der inneren Bremsbacke 4 angeordnet ist und nicht zur Aufnahme von Bremsumfangskräften geeignet ist. Die Bremsumfangskräfte an der inneren Bremsbacke 4 werden sämtlich vom Fortsatz 13 der Tragbolzenführung 10 aufgenommen und in den integrierten Bremsträger 2 eingeleitet. Die an der äußeren Bremsbacke 5 anliegenden Bremsumfangskräfte werden durch den Schwimmsattel 6 und die Tragbolzenführung 10 in den integrierten Bremsträger 2 übertragen. Dabei wird die äußere Bremsbacke 5 über eine Belaghaltefeder 27 axial am äußeren Schwimmsattelschenkel 8 gehalten und stützt sich mit ihrer Rückenplatte in Umfangsrichtung am äußeren Schwimmsattelschenkel 8 ab. Die geschlossene Ausbildung der Löcher 14, 26 in der Belagrückenplatte der inneren Bremsbacke 4 erfordert bei Belagwechsel der inneren Bremsbacke 4 das Entfernen bzw. Herausdrehen beider Fortsätze 13, 23.
  • 3 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1, wobei das Loch 14 in der Rückenplatte 15 der inneren Bremsbacke 4, das zum Durchgang des Fortsatzes 13 bestimmt ist, radial nach innen geöffnet ist. Damit wird der Fortsatz 13 der Tragbolzenführung 10 von einem hakenförmigen Abschnitt 29 der Belagrückenplatte 15 der inneren Bremsbacke 4 umgriffen. Für eine solche Bauform ist es zum Belagwechsel der inneren Bremsbacke lediglich erforderlich, den zur radialen Fixierung gedachten Bolzen 22 zu entfernen und die innere Bremsbacke bei um die Tragbolzenführung weggeschwenktem Schwimmsattel 6 radial zu entnehmen. Das heißt, dass der Fortsatz 13 nicht notwendigerweise lösbar in den Bremsträger 2 eingeschraubt sein muss, sondern vielmehr auch unlösbar mit diesem verbunden sein kann (z.B. geschweißt, geklebt, gelötet, gepresst).
  • 4 zeigt schließlich eine weitere Variante einer Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 mit Tragbolzenführung 10, die aus einer Traghülse 11 und einem durch die Traghülse 11 durchgehenden und mit dem Bremsträger 2 verschraubten Gewindebolzen 30 mit Fortsatz 13 besteht. Die Traghülse 11 wird dabei vom Sechskantkopf 31 des durchgehenden Gewindebolzens 30 gegenüber dem Bremsträger 2 verspannt. Die Traghülse 11 ist auf ihrer Mantelfläche mit einer Gleitlackbeschichtung 17 versehen, wodurch der Schwimmsattel 6 in Form eines Festlagers axial verschiebbar an der Traghülse 11 geführt wird und eine Übertragung von Bremsumfangskräften vom Schwimmsattel über die Traghülse in den Bremsträger 2 ermöglicht wird. Die Abstützung der inneren Bremsbacke 4 in Umfangsrichtung am Fortsatz 13 des durchgehenden Gewindebolzens 30 erfolgt in analoger Weise zu den bereits beschriebenen Tragbolzenführungen 10.
  • Die Ausbildung einer Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse 1 mit einer Tragbolzenführung 10, die zur Aufnahme der gesamten Bremsumfangskräfte dient, und einer Bolzenführung 9, die zur radialen Fixierung der inneren Bremsbacke 4 und des Schwimmsattels 6 vorgesehen ist, ermöglicht dementsprechend eine optimierte Auslegung und Gestaltung des in den Achsschenkel integrierten Bremsträgers 2, d.h., dass der zur Aufnahme der Bolzenführung 9 vorgesehene Abschnitt des Bremsträgers 2 aufgrund der deutlich geringeren Belastung erheblich materialreduziert ausgeführt werden kann, da die hohen Bremsumfangskräfte in einem anderen Bereich des Bremsträgers 2 in den Achsschenkel eingeleitet werden. Weiterhin ist man bei der räumlichen Anordnung der Bolzenführung 9, die lediglich zur radialen Fixierung dient, recht frei, was einen großen Spielraum bei der kostengünstigen und gewichtsoptimierten Auslegung der Bremsträger- 2 bzw. Achsschenkelanordnung zulässt.

Claims (3)

  1. Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse (1) – mit einem in den Achsschenkel eines Kraftfahrzeuges integrierten Bremsträger (2), – mit einem eine Bremsscheibe (3) und Bremsbacken (4, 5) umgreifenden Schwimmsattel (6), der über Bolzenführungen (9, 10) axial verschiebbar am Bremsträger (2) gelagert ist, welche jeweils einen vom Bremsträger (2) aus axial nach innen ragenden Führungsabschnitt (11, 24) zur Führung des Schwimmsattels (6) und jeweils einen axial nach außen ragenden Fortsatz (13, 23) zur Abstützung des inneren Bremsbackens (4) aufweisen, wobei wenigstens ein Fortsatz (13, 23) zur Abstützung der inneren Bremsbacke (4) lösbar mit dem Bremsträger (2) verbunden ist, – mit zumindest einer Bolzenführung (10), die als am Bremsträger (2) befestigtes Festlager zur Übertragung von Umfangskräften ausgeführt ist und aus einer vom Bremsträger (2) aus axial nach innen ragenden Traghülse (11) und einem innerhalb der Traghülse (11) befindlichen Gewindebolzen (12, 30) mit axial außerhalb des Bremsträgers (2) sich erstreckenden Fortsatz (13, 23) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Traghülse (11) in einer Bohrung des Bremsträgers (2) unlösbar befestigt ist (z.B. geschweißt, gelötet, geklebt, gepreßt) und dass der Gewindebolzen (12, 30) in ein auf der Innenseite der Traghülse (11) ausgebildetes Gewinde eingeschraubt ist.
  2. Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mantelfläche der Traghülse (11) und der zugehörigen Innenfläche der Bohrung (16) im Schwimmsattel (6) eine Gleitlackschicht (17) vorgesehen ist, die auf einer der beiden Flächen fest haftet und auf der anderen Fläche gut gleitet.
  3. Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Bremsbacke (4) eine Rückenplatte (15) mit in Umfangsrichtung seitlichen Abschnitten aufweist, die mit Löchern (14, 26) zum Durchgang der Fortsätze (13, 23) der Bolzenführungen (9, 10) versehen sind, wobei zumindest ein Loch (14) im seitlichen Abschnitt der Rückenplatte (15) radial nach innen geöffnet ist.
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