DE19803123A1 - Federelement für eine Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Federelement zum radialen Andrücken des schwimmend gelagerten Sattels und der Bremsbelagträger an den Bremsträger in einer Scheibenbremse in einer zur Bremsscheibe parallelen Ebene, wobei das Federelement in montiertem Zustand mit zwei sich von einem Mittelteil in entgegengesetzte Richtungen erstreckenden Arm am Bremsträger unter Vorspannung kraftschlüssig abgestützt ist und im Bereich des Mittelteils mit einer Halterung formschlüssig in Ausnehmungen des Sattels eingreift.

Bei Scheibenbremsen ist der Sattel im allgemeinen schwimmend gelagert, d. h. er ist in einer Richtung senkrecht zur Bremsscheibe in dem mit der Radaufhängung fest verbundenen Bremsträger verschieblich geführt und bei einer Reihe von Ausführungsformen außerdem noch parallel zur Bremsscheibe elastisch gelagert, damit sich die Vorspannkraft auf beiden Seiten der Bremsscheibe beim Bremsen möglichst gleichmäßig einstellen kann und damit sich die Bremsbelagträger auch radial in gewissen Grenzen frei einstellen können, wenn die Bremse nicht aktiviert ist.

Um gleichwohl den Sattel zusammen mit dem Bremsbelagträger relativ zum Bremsträger definiert positionieren zu können, werden Federelemente der eingangs genannten Art verwendet, die die erforderliche Beweglichkeit des Sattels und der Bremsbelagträger relativ zum Bremsträger bzw. zur Bremsscheibe nicht behindern, gleichwohl aber mit unerwünschten Geräuschen verbundene Relativbewegungen zwischen diesen Teilen unterdrücken sollen.

Aus der DE 39 26 587 C2 ist eine derartige federnde Führung für den Bremssattel einer Scheibenbremse bekannt geworden, bei der das Federelement durch Ausstanzen und nichtspangebende Formschritte, wie beispielsweise Abbiegen, Abkanten oder dergleichen, hergestellt ist. Diese Herstellungsweise ist einerseits sehr vorteilhaft, weil das Federelement aus einem einzigen Blechabschnitt besteht und deswegen zu seiner Herstellung keinerlei Fügeschritte wie Nieten, Schweißen, Kleben oder dergleichen erforderlich macht. Es kann daher sehr preisgünstig hergestellt werden.

Auf der anderen Seite weisen derartige Federelemente zwangsläufig aber eine Reihe von Nachteilen auf, die insbesondere dann nicht in Kauf genommen werden können, wenn es sich um größere Baueinheiten, also Scheibenbremsen für mittlere und große Lastkraftwagen handelt. Es leuchtet ein, daß mit der Größe der Scheibenbremse auch die Masse des schwimmend gelagerten Sattels anwächst und daß zu dessen Anpressung unter den dynamischen Belastungen eines Kraftfahrzeugbetriebes entsprechend höhere Anpreßkräfte erforderlich sind. Zu diesem Zweck kann man in gewissen Grenzen auf dickere Federbleche zurückgreifen, wobei sich jedoch schon bald fertigungstechnische Schwierigkeiten auftun, weil sich Federbleche größerer Dicke nur noch bedingt in dem erforderlichen Maße umformen lassen. Hinzu kommt, daß auch die Gefahr der Kerbwirkung der Stanzschnitte bei dickeren Federblechen größer wird, was schon bei der Produktion zu größeren Ausschußraten führt und selbstverständlich die Betriebssicherheit einschränkt, weil unter dynamischer Belastung von den Stanzkanten ausgehende Anrisse sich schnell so weit verlängern können, daß das Federelement ausfällt.

Ein weiterer Nachteil der einteiligen Federelemente besteht darin, daß die Halterung zwangsläufig aus dem gleichen Material besteht, wie das Mittelteil und die Arme des Federelements. Sollen mit dem Federelement größere Vorspannkräfte realisiert werden, wird die Halterung dadurch zunehmend überdimensioniert. Die einteilige Herstellung ergibt außerdem einen vergleichsweise hohen Stanzabfall an hochwertigem Federmaterial

Es besteht somit die Aufgabe, ein Federelement der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die vorgenannten Nachteile überwunden werden können und daß es unter Beibehaltung einfacher, üblicher Fertigungsschritte und weitgehender Beibehaltung der Form für eine Vielzahl unterschiedlicher Vorspannkräfte optimal gewichts- und platzsparend ausgebildet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Federelement mit Mittelteil und Armen einteilig aus einem Federblech hergestellt ist und daß die Halterung aus nicht federndem Material besteht und mit dem Mittelteil verbunden ist.

Diese Herstellungsweise hat den Vorteil, daß ein und dieselbe Halterung mit unterschiedlichen Federblechen verbunden werden kann, so daß sie in gleicher Ausführungsform für eine ganze Baureihe von Scheibenbremsen verwendbar ist, bei der aus den eingangs genannten Gründen unterschiedliche große Vorspannkräfte realisiert werden können. So kann man beispielsweise die Dicke des Federblechs in weiten Grenzen variieren und damit auch einen großen Bereich an Vorspannkräften abdecken, ohne daß die Halterung verändert werden müßte. Die getrennte Herstellung von Federblech und Halterung ergibt selbstverständlich auch eine erhebliche Einsparung an hochwertigem Federmaterial. Zum einen wird die Halterung selbst nicht mehr aus Federmaterial hergestellt, zum anderen können die aus Mittelteil und Armen bestehenden Federbleche sehr platzsparend unmittelbar nebeneinander in dem Material angeordnet werden, aus dem sie ausgestanzt werden.

Auf der Basis des Erfindungsgedankens ist es ferner möglich, ein Federelement aus zwei oder mehr Lagen einteiliger Federbleche herzustellen, deren Mittelteile nach Art eines Blattfederpaketes mit der Halterung verbunden sind. Die innerhalb einer Baureihe erforderliche Anpassung der Vorspannkraft wird in diesem Fall also nicht durch eine Veränderung der Dicke des Ausgangsmaterials sondern durch die Verdopplung bzw. Vervielfachung des Ausgangsmaterials erreicht, das für die niedrigste Vorspannkraft ausreichend ist. Wie bei Blattfederpaketen üblich, müssen dabei die einzelnen Federbleche nicht zwangsläufig die gleiche Form haben. Über eine stufenweise Verkürzung der Arme kann vielmehr auch eine progressiv wirkende Feder realisiert werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß hergestellten Federelements besteht darin, daß sich dabei sehr leicht Dämpfungselemente einbringen lassen. Darunter werden in diesem Zusammenhang nicht nur Elemente verstanden, die sich dämpfend auf die Federschwingung auswirken, sondern auch solche, die geräuschdämpfend wirken, indem sie die Übertragung von Schwingungen zwischen den Bauteilen minimieren oder gar unterdrücken.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 4 bis 9 beschrieben. Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Federelementes in der Ansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Federelement gemäß Figur

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Verbindung zwischen Federelement und Halterung,

Fig. 4 eine Verbindung gemäß Fig. 3 jedoch mit einem zweilagigen Federelement.

Das Federelement gemäß Fig. 1 besteht aus einem Federblech 1 mit Armen 3 und einem hinter der Halterung 4 liegendem Mittelteil 2. Halterung 4 und Mittelteil 2 des Federblechs 1 sind über eine Niet 6 miteinander verbunden. Die Form des Federelements entspricht im wesentlichen der Form eines einteiligen Federelements, wie es aus der DE 39 25 587 C2 bekannt ist.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie die Halterung 4 mit dem Mittelteil 2 des Federelements über den Niet verbunden ist, wobei zwischen Halterung 4 und Mittelteil 2 noch ein Dämpfungselement 5 angeordnet ist. In diesem Fall wird das nietartige Befestigungselement 6 in montiertem Zustand auf Zugspannung beansprucht.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist das nietartige Befestigungselement 6 dadurch spannungsentlastet, daß das Mittelteil 2 des Federbleches 1 auf der anderen Seite der Halterung 4 liegt. Bei dieser Ausführungsform kann das nietartige Befestigungselement aus Kunststoff bestehen und einstückig mit dem Dämpfungselement 5 ausgeführt sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die gleiche zugentlastete Bauweise für ein aus zwei Lagen 1a, 1b bestehendes Federblech gewählt, dessen Mittelteile 2a und 2b mit der Halterung verbunden sind.

Der Erfindungsgedanke ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise nach dem Baukastenprinzip auch drei oder mehr Lagen an Federblech verwendet werden, um die erforderliche Anpreßkraft zu erzeugen. Auf diese Weise kann die Federrate optimal an die jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.

Anstelle von scheibenartigen Dämpfungselementen kann man auch vorsehen, die Federbleche zumindest in den Bereichen, in denen sie an anderen Bauteilen zur Anlage kommen, mit einer Beschichtung, z. B. aus Tauchgummi zu versehen. Auf diese Weise läßt sich eine wirksame Geräuschdämpfung aufbauen. Andererseits können selbstverständlich auch flächige Abschnitte von Dichtungsmaterial zwischen den einander anliegenden Bauteilen eingeklemmt werden. Schließlich ist es möglich, derartige Dämpfungselemente gezielt nur in den Bereichen anzubringen, in denen Schwingungsbäuche am Federelement erwartet werden.

Außer dem genannten nietartigen Verfestigungsmittel können selbstverständlich auch Schrauben verwendet werden. Da die Halterung nicht aus Federmaterial besteht, kann sie leicht auch durch Krimpen mit oder ohne Zusatzmaterial mit dem bzw. den Federblech(en) verbunden werden. Bei einer zugentlastenden Befestigung kann man - wie bereits gesagt - auch nicht metallische Verbindungselemente verwenden, die dann vorteilhafterweise aus Kunststoff bestehen und einstückig mit einem Dämpfungselement ausgebildet sind, das als flanschartige Erweiterung zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen zu liegen kommt.

Mit dem erfindungsgemäßen zwei- oder mehrteiligen Aufbau des Federelements können sämtliche Nachteile der einteiligen Herstellungsweise überwunden werden, wobei der zusätzliche Aufwand für den Verbindungsschritt im allgemeinen bereits durch die Ersparnis beim Federmaterial ausgeglichen wird. Darüber hinaus bestehen die Vorteile der optimalen Anpassung an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Vorspannkräfte, ohne daß die Halterung verändert werden müßte. Zusammen mit der leicht realisierbaren Dämpfung wird damit ein Federelement vorgeschlagen, das auf den genannten Anwendungsbereich optimal abstimmbar ist.

Claims (9)

1. Federelement zum radialen Andrücken des schwimmend gelagerten Sattels und der Bremsbelagträger an dem Bremsträger einer Scheibenbremse in einer zur Bremsscheibe parallelen Ebene, wobei das Federelement in montiertem Zustand mit zwei sich von einem Mittelteil in entgegengesetzte Richtungen erstreckenden Armen am Bremsträger unter Vorspannung kraftschlüssig abgestützt ist und im Bereich des Mittelteils mit einer Halterung formschlüssig in Ausnehmungen des Sattels eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement mit Mittelteil (2) und Armen (3) einteilig aus einem Federblech (1) hergestellt ist und daß die Halterung aus nicht federndem Material besteht und mit dem Mittelteil (2) des Federelements verbunden ist.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei oder mehr Lagen einteiliger Federbleche (1a, 1b) hergestellt ist, deren Mittelteile (2a, 2b) nach Art eines Blattfederpaketes mit der Halterung (4) verbunden sind.

3. Federelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Federblech (1) und der Halterung (4) ein Dämpfungselement (5) angeordnet ist.

4. Federelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung eines Dämpfungselementes zumindest der an der Halterung (4) flächig anliegende Bereich des Federblechs (1) mit Dämpfungsmaterial beschichtet ist.

5. Federelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flächig aneinanderliegenden Bereiche der Lagen der Federbleche (1a, 1b) ganz oder teilweise mit Dämpfungsmaterial beschichtet sind.

6. Federelement nach Anspruch 4 oder 5, jedoch mit der Maßgabe, daß statt einer Beschichtung mit Dämpfungsmaterial Abschnitte aus flächigem Dämpfungsmaterial angeordnet und gegebenenfalls an der Halterung (4) und/oder an den Federblechen (1, 1a, 1b) befestigt sind.

7. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Federbleche (1, 1a, 1b) mit der Halterung (4) wenigstens ein sich durch Bohrungen dieser Teile erstreckende nietartiges Befestigungselement (6) verwendet wird und daß zwischen den Federblechen (1, 1a, 1b) und der Halterung (4) ein scheibenförmiges Dämpfungselement (5) angeordnet ist, das eine Bohrung für das nietartige Befestigungselement (6) aufweist und durch das das Federelement und die Halterung (4) beabstandet zueinander gehalten werden.

8. Federelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement einstückig mit dem nietartigen Befestigungselement (6) ausgebildet ist.

9. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es drehfest mit der Halterung (4) verbunden ist.