DE2255678C3

DE2255678C3 - Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung

Info

Publication number: DE2255678C3
Application number: DE2255678A
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7000 Stuttgart Hoffmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1972-11-14
Filing date: 1972-11-14
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE2255678B2; FR2206457A1; FR2206457B1; DE2255678A1; GB1408681A; US3920104A

Description

zur axialen Mittelebene der Bremse verlaufen,

dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nase (14) gebildete Stützfläche (13), die parallel zur axialen Mittelebene (15) verläuft, einen Abstand von dieser aufweist, der eine Funktion von der Dicke des Bremsbelags (8) und vom Reibungskoeffizienten (//_r) darstellt (F ϊ g. 1).

4. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbackennach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß 40 halte- und -abstützeinrichtung für die aus Bremsbeder Abstand der axialen Mittelebene (15) von der lag und Bremsbelagträger bestehenden Bremsbak-

ken einer Teilbelagscheibenbremse, vorzugsweise mit einem Schwimmsattel, bei der die Bremsbelagträger an der Einlauf- und/oder der Auslaofseite der Bremsscheibe durch einander spiegelbildlich gegenüberliegende Vorsprünge, die in dazu passende Ausnehmungen des Bremsträgers eingreifen, gehalten und abgestützt, sowie gegenüber dem festen Bremsträger axial verschieblich geführt sind.

Vorzugsweise Schwimmsattelbremsen solcher Bauart, wie beispielsweise die in der DT-Gbm 1 937 586, neigen zu einem hohen Schrägverschleiß der Bremsbeläge. In dieser Gebrauchsmusterschrift ist zwar erwähnt, daß durch eine Gabel eine Abstützung des

Bremsscheibenperipherie hinweisenden Winkel- 55 Bremsbelags gewährleistet sei. Diese kann aber als scheitel angeordnet sind, der die Bremsbacke (9) Außenabstützung nicht Schrägverschleiß vermeiden, bei Betätigung der Bremse in Richtung auf die und außerdem bietet diese Ausführung nur eine AbPeripherie der Bremsscheibe (5) zu drückt Stützung auf einer Seite der Bremsscheibe. Deshalt (Fig. 3). gilt für die durch die genannte Gebrauchsmuster

6. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung 6° schrift bekanntgewordene Teilbelaescheibenbremst nach Anspruch 1, deren an Vorsprüngen befind- besonders, daß durch die bei der Übertragung de liehe Abstützfläche senkrecht oder schräg zur Reaktionskräfte von der Kolbenseite auf die Nicht axialen Mittelebenc verlaufen, dadurch gekenn- Kolbenseite der Schwimmsattelbremse auftretende zeichnet, daß am Bremsträger (3) wenigstens eine Reibungsverluste und infolge von Verbindungen de Nase (24) angeordnet ist, die in einen an sie an- 65 Schwisntnsattels oder des Bremsgehäuserahmens au gepaßten Einschnitt (25) eingreift, und die Stütz- der vom Kolben abliegenden Seite der Schwimm flächen (26) der Nase (24) sowie des ?-ugehörigen sattelbremse geringere Kräfte aufgebracht werden al Einschnitts (25) jeweils schräg zueinander mit auf der Kolbenseite. Das hat zur Folge, daß der ai

Stützfläche (13) gleich dem Quotienten aus dem mittleren Abstand des Bremsbelagträgers (7) von der zugehörigen Bremsfläche der Bremsscheibe (5) und dem Reibungskoeffizienten (/< _r) ist.

5. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung nach Anspruch 1, deren an Vorsprüneen befindliche Abstützflächen schräg zur axialen Mittelebene der Bremse verlauten, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremsträger (3) wenigstens eine So Nase (19) angeordnet ist, die in einen an sie angepaßten Einschnitt (21) eingreift, und die Stützflächen (20) der Nase (19) wie des zugehörigen F^!->«!chnitts (21) schräg zueinander mit einem zur

Ier Kolbenseite, also zur Fahrzeugmitte hin liegende Sremsbelag stärker abgerieben wird als der gegenüberliegende äußere Bremsbelag.

Außerdem tritt eine ungleiche Belagabrutzung am jeweiligen Bremsbelag auf. Diese erklärt sich vorwieeend dadurch, daß infolge der Verkantung des Rahmens auch der Bremsbelag schief gestellt und dadurch an einer Seite mehr als an der anderen abgerieben

wird.
Bremsen beVannter Bauart wollen dem Schrägver-

schleiß durch eine Ausfräsung an der Ringfläche der Kolbendruckseite begegnen. Durch diese Maßnahme entstehen aber Klemmkräfte zwischen Kolben und Zylinderwand, und zwar sind diese Kräfte um so höher, je größer der exzentrische Versatz der Ringfläche zur'Mitte der Kolbenachse ist. Durch die unsymmetriscbe Ausfräsung der Kolbenringfläche ist zudem zwischen Bremse links und Bremse rechts zu unterscheiden. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Ausfräsung beim Rückwärtsbremsen auf der falschen Seite liegt und daher den Schrägverschleiß verstärkt fördert, sowie das Bremsenquietschen begünstigt.

Es war also zu überlegen, wie vermieden werden konnte, daß Kräfte auf den Bremsbelag an verschiedenen Stellen verschieden stark einwirken. Es mußte ein Weg gefunden werden, der die einseitige Flächenpressung auf den Bremsbelag verhindert. Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Flächenpressung zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag über der gesamten Belagsfläche konstant zu halten, um einen Belag-Schrägverschleiß vollständig zu vermeiden, ohne dabei Klemmkräfte zwischen Kolben und Zylinderwand in Kauf nehmen zu müssen. Nur in diesem Fall verschwindet sowohl der Schrägverschleiß als auch die ungleiche Belagabnutzung innen und außen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß am Bremsträger zwischen dessen Ausnehmungen wenigstens eine mit einer Stützfläche versehene Nase angeordnet ist, die mit einer Gegenstützfläche eines, dazu passenden Einschnitts im Bremsbelaeträgers zusammenwirkt. Dabei werden die Stützflii lien an der Nase vorteilhaft mit Abstand von der Mi elebene des Bremsbelags angeordnet. Zwar sollen unter den Schutz des Patentes auch solche Bremsen fallen, deren Stützfläche in der Mitte oder fast in der Mitte'liegt. Bei einer solchen Ausführung wird jedoch noch ein Restmoment auftreten, das man nur unter besonderen Umständen in Kauf nehmen, sonst aber vermeiden sollte.

Die erfindungsgemäße Bremsbackenhalte- und abstützeinrichtung kann nur so ausgebildet sein daß die Vorsprünge an der Bremsbacke und die zugehörigen Ausnehmungen am Bremsträger angeordnet sind. Diese Vorsprünge und Ausnehmungen, die miteinander die Schienenführung bilden, können aber auch umgekehrt angeordnet sein, so daß die Vorsprünge im Bremsträger und die Ausnehmungen in den Bremsbacken angeordnet sind. Weiterhin kann die Nase am Steg des Bremsträgers, der die beiden Bremsträgerarme miteinander verbindet, und der zugehörige Einschnitt in der Bremsbacke angeordnet sein Die Bremse kann aber auch umgekehrt ausgebildet sein, so daß die Nase an der Bremsbacke und der zugehörige Einschnitt am Steg des Bremstragers angeordnet ist. ^6s

Bei Teilbelagscheibenbremsen, bei denen die an Vorsprüngen der Bremsbacken befindlichen Abstützflächen senkrecht zur axialen Mittelebene der Bremse verlaufen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die von der Nase gebildete Stützfläche, die parallel zur axialen Mittelebene verläuft, einen Abstand von dieser aufweisen, der eine Funktion von der Dicki des Bremsbelags und vom Reibungskoeffizienten darstellt. Dabei werden die Kräfte, die sonst die Bremsbacke schräg zu stellen versuchen, gegeneinander aufgehoben, wenn der Abstand der axialen Mittelebene von der Stützfläche gleich ist dem Quotienten aus dem mittleren Abstand des Bremsbelagträgers von der zugehörigen Bremsfläche der Bremsscheibe und dem Reibungskoeffizienten. '

Bei einer anderen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Teilbelagscheibenbremse, bei der die an Vorsprüngen befindlichen Abstützflächen senkrecht oder schräg zur axialen Mittelebene der Bremse verlaufen, kann vorteilhaft am Bremsträger wenigstens eine Nase angeordnet sein, die in einen an sie angepaßten Einschnitt eingreift, und die Stützflächen der Nase wie des zugehörigen Einschnitts können schräg zueinander mit einem zur Bremsscheibenperipherie hinweisenden Winkelscheitel angeordnet sein, der die Bremsbacke bei Betätigung der Bremse in Richtung auf die Peripherie der Bremsscheibe zu drückt.

Andererseits kann aber auch bei einer Teilbelagscheibenbremse, deren an Vorsprüngen befindliche Abstützflächen senkrecht oder schräg zur axialen Mittelebene der Bremse verlaufen, vorteilhaft am Bremsträger wenigstens eine Nase angeordnet sein, die in einen an sie angepaßten Einschnitt eingreift, und die Stützflächen der Nase sowie des zugehörigen Einschnitts können schräg zueinander mit einem zur Bremsscheibenmitte hinweisenden Winkelscheitel angeordnet sein, der die Bremsbacke bei Betätigung der Bremse in Richtung auf die Mitte der Bremsscheibe zu drückt. Wie die Stützflächen im Hinblick auf die jeweils vorkommenden Belastungsfälle angeordnet und geneigt werden sollen, kann unter Zuhilfenahme der bekannten Culmannschcn Geraden ermittelt werden. Diese Culmannsche Gerade stellt die Verbindung zwischen den auf beiden Seiten der Abstützung der Bremsbacke ermittelbaren Kraftschnittpunkten dar. Wird eine Bremse so nach den Prinzipien der Erfindung ausgebildet, kann der Schrägverschleiß dadurch vermieden werden, daß die Momente aus den am Belag angreifenden Kräften gleich Null sind. Dann kann auch der Kolben mit seiner vollen ringförmigen Druckfläche auf die eben ausgebildete gegenüberliegende Belagfläche einwirken.

Damit beim Fahren des Fahrzeugs das Klappern verhindert wird, ist am Bremsträger wenigstens eine Feder vorgesehen, die vorzugsweise als Blattfeder ausgebildet sein kann, die die Bremsbacke von vornherein in dip Richtung drückt, die infolge der Neigung der Stützflächen bei Betätigung der Bremse die Bremsbacken zur Peripherie der Bremsscheibe hin und im anderen Falle zur Mitte der Bremsscheibe hin drückt.

Damit die Bremsbacken leicht ausgewechselt wer den können, können sie so ausgebildet sein, daß si; lediglich mit dem Bremsbelagträger axial verschieb lieh an den von den Vorsprüngen und den zugehöri gen Ausnehmungen gebildeten Bremsträgerschicnet geführt sind, die in einem der Dicke des Bremsbelag trägers entsprechenden Abstand vor dem Steg de Bremsträgers enden, der seine die Peripherie de

Bremsscheibe übergreifenden Bremsträgerarme miteinander verbindet. Bei einer derartigen Ausbildung der Bremse braucht überhaupt kein Teil weggenommen zu werden, um die Bremsbacken nach ihrer Abnutzung auszuwechseln. Die Bremsbacken brauchen dann lediglich bis zum Steg des Bremsträgeis untei entsprechender Verschiebung des Schwimmsattels von der Bremsscheibe weg verschoben zu werden und können dann in radialer Richtung zur Bremsscheibe hin herausgezogen werden. Es genügt sogar, wenn nur eine Bremsträgerschiene mit dem Abstand vom Steg des Bremsträgers endet und die Bremsbacke nach ihrem Verschieben von der Bremsscheibe weg bis zum Steg des Bremsträgers in radialer Richtung so herausgenommen wird, daß sie zunächst aul der freien Seite um die andere Seite herum verschwenkt und dann weiterhin radial herausgenommen wird.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung

ken. Aus diesen Überlegungen lassen sich die folgenden Gleichungen aufstellen:

A = Βμ_τ

A =

1+μ_Β·μ_τ

Aa-Bb=O

a =

BJO
A

a =

= Trägor

OaCKCn UIlU dill muilüliagv· *.·*» -.

der Bremse geneigt sind und die Stützfläche einer Nase eine Neigung hat, die den Bremsbelag bei Betätigung der Bremse zur Peripherie der Bremsscheibe hin drückt,

F i g. 4 einen Schnitt durch eine Schwimmsattelbremse, deren Abstützungen senkrecht zur axialen Mittelebene der Bremse verlaufen und die mit zwei Nasen versehen ist, deren Stützflächen so geneigt

Daraus ergibt sich also, daß der Abstand α gleich ist dem Quotienten aus einem mittleren Abstand b des Bremsbelagträgers von der Bremsscheibenober-

durch eine mit aer ernnaungsgcmaucii ^.·ι·ιιν..^..₆ fläche und dem Reibungskoeffizienten des Bremsversehene Teilbelagscheibenbremse mit Schwimm- «5 belagträgers am Bremsträger. Aus dem mittleren Absattel. ^stan<* b des Bremsbelagträgers von der Brems-

F i g. 2 eine Draufsicht auf diese Bremse, ebenfalls scheibenoberfläche und dem Reibungskoeffizienten μ_Γ in schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt, läßt sich also bei dieser Ausführung der Abstand a

F i g. 3 einen Teil einer Schwimmsattelbremse im bestimmen, welchen die Stützfläche 13 der Nase 14 Schnitt, bei der die Abstützungen an den Brems- 30 von der axialen Mittelebene 15 der Bremse haben ' und am Bremsträger zur axialen Mittelebene muß. Wird dieser Abstand eingehalten, dann herrscht

*""' "·*- -^:— Gleichgewicht zwischen den auftretenden Momenten,

und der Bremsbelag verschleißt nicht schräg. Die Bremsbacke 9 stützt sich dann bei der angegebenen Drehrichtung der Bremsscheibe 5 an den Auflagepunkten C, D und X ab. Durch die Feder 10 wird das Klappern des Bremsbelags verhindert, auch wenn die Bremse beim Fahren nicht betätigt wird.

Nasen versenen isi, ucrcu jiuuh««iwi o« ₆w—_ö. Bei der in Fig.3 dargestellten Teilbelagscheiben-

sind, daß sie den Bremsbelag bei Betätigung der _4O bremse verlaufen die an den Vorsprüngen 17 befind-Brcmse zur Bremsscheibenmitte hin drücken, liehen Abstützflächen 18 schräg zur Mittelebene 15

F i g. 5 ein Schema zur Erläuterung der bei der in der Bremse. Am Bremsträger 3 ist eine Nase 19 an-F i g. 4 dargestellten Bremse auftretenden Kräfte und geordnet, die in einen an sie angepaßten Einschnitt Momente. 21 eingreift. Die Stützflächen der Nase und des zu-

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten 45 gehörigen Einschnitts verlaufen jeweils schräg zuein-Schwimmsattelbremse liegt der Schwimmsattel 1, der ander mit einem zur Bremsscheibenperipherie hit in einem Zylindergehäuse die beiden Kolben 2 auf- weisenden Winkelscheitel. Durch diese Schräganordnimmt auf dem Bremsträger 3 auf und wird so vom mrag der Stützflächen der Nase wird die Bremsbacke S Bremsträger getragen. Der Bremsträger 3 übergreift bzw. deren Bremsbelagträger 7 bei Betätigung dei mit seinen Bremsträgerarmen 4 die Bremsscheibe 5 50 Bremse in Richtung auf die Peripherie der Brems und ist im übrigen am Fahrzeug mit Hilfe der Schrau- scheibe 5 zu gedrückt.

benlöcher 6 und Schrauben festgehalten. Die aus Wie sich bei einer Kräfteermittlung mit Hilfe de

Bremsbelagträger7 und Bremsbeläge bestehenden Culmannschen Geraden nach der Anordnung ii Bremsbacken 9 weisen auf der Einlauf- und der Aus- F i g. 3 ergeben hat, treten dort folgende Kräfte auf iaufseite Vorspränge 11 auf, die in diesen Vorsprün- 55 40,620,1000 und 1400 kp. gen angepaßte Ausnehmungen 12 des Bremsträgers 3 Bei einer derartigen Anordnung der Nase 19 uw

— - - * -"- "-—- ^J der gewählten Neigung der Stützflächen 18 and Ti

befinden sich die dargestellten, auf den Bremsbela und seine Umgebung wirkenden Kräfte im Gleich 60 gewicht. Ein Kippen des Bremsbelags sowie ei Schrägverschleiß kann nicht mehr eintreten.

Da der Bremsbelag bei Betätigung der Brem? durch die Neigung der Abstützflächen 21 an d<

CKC Tf emgreiu. Nase 19 zur Peripherie der Bremsscheibe 5 hin g<

Bei Betätigung der Bremse wirkt durch die An- 65 drückt wird, wird diese Neigung hn Ruhezustati druckkraft Γ über die Bremsscheibe S die Kraft β durch die Federn 22 unterstützt- Diese Federn h auf den Bremsbelag im mittleren Abstand b ein. Dem wirken, daß die Bremsbeläge auch bei Nichtbeiäl Moment B · b muß ein Moment A ■ α errtgegenwir- gung der Bremse nicht klappern.

eingreifen. Die ineinander passenden Vorsprünge und Ausnehmungen bilden also Schienen, in denen die Bremsbacken 9 axial verschieblich gegenüber dem Bremsträger 3 geführt sind.

In der Mitte zwischen den Ausnehmungen 12 des Bremsträgers 3 ist ehre Nase 14 vorgesehen, die in einen dazu passenden Einschnitt 16 in der Bremsbacke 9 eingreift.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Bremse sind zwei Nasen 24 vorgesehen, die jeweils in einen an sie angepaßten Einschnitt 25 eingreifen. Die Stützflächen 26 dieser Nasen 24 sowie die der zugehörigen Einschnitte 25 sind schräg zueinander mit einem zur Bremsscheibenmitte hinweisenden Winkelscheitel angeordnet. Durch diese Schrägstellung der Stützflächen 26 wird die Bremsbacke 9 bzw. deren Bremsbelagträger 7 bei Betätigung der Bremse in Richtung auf die Mitte der Bremsscheibe 5 zu gedrückt. Auch hier wurden die auftretenden Bremskräfte in Höhe von 80, 380, 1000 und 1070 kp sowie ihre Neigungen mit Hilfe der Culmannschen Geraden ermittelt. Aus dem in F i g. 5 dargestellten Schema ergibt sich dazu die folgende Momentengleichung:

Bb + D'd—Cc — E'-e = 0
Dabei ist

D' = D · Präger-Belag
C = C · /Präger-Belag
E' = E · ^Träger-Belag

und somit

B-b + D-d-μ-Γ — Cc- μ_τ — Ε·β·μ_τ = 0
Mit dieser Anordnung ist der Schrägverschleißausgleich vollständig hergestellt. Es kann nun kein Kippen des Bremsbelags und auch kein Schrägverschleißen des Bremsbelags mehr erfolgen.

Da kein Kippen des Bremsbelags mehr erfolgt wird auch der Schwimmsattel nicht mehr verkantet so daß damit die Anpreßkraft auf beiden Seiten etw£ ausgeglichen ist und somit beide Bremsbeläge gleich mäßig abgenutzt werden. Die auch hier vorgesehener Federn 27 drücken am Absatz 28 angreifend ir

ίο gleicher Weise wie die Schrägneigung der Nasen H bei Betätigung der Bremse den Bremsbelag zui Bremsscheibenmitte hin. Auch hier wird dadurch da; Klappern des Bremsbelags bei Nichtbetätigung dei Bremse im Fahrzustand vermieden. Außerdem kanr für die rechte wie die linke Seite des Fahrzeugs di< gleiche Bremse verwendet werden.

Die Bremsbacken der beschriebenen Ausführungs beispiele sind lediglich mit den Bremsbelagträgern' axial verschieblich an der aus den Vorsprüngen 11 und den zugehörigen Ausnehmungen 12 gebildetei Schiene geführt und durch diese gegen Herausfalle» gehalten. Zum Auswechseln der Bremsbacken ende eine der Schienen 11/12 in einem der Dicke de: Bremsbelagträgers entsprechenden Abstand 30 vo dem Bremsträgersteg 29, der seine die Peripherie de Bremsscheibe 5 übergreifenden Bremsträgerarme <■ miteinander verbindet.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: einem zur Bremsscheibenmitte hinweisenden Winkelscheitel angeordnet sind, der die Bremsbacke (9) bei Betätigung der Bremse in Richtung auf die Mitte der Bremsscheibe (5) zu drückt (F ig. 4). 7. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrioötung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung und Neigung der Stützflächen (20, 26) aus den jeweils vorkommenden Belastungsfällen unter Zuhilfenahme der Culmannschen Geraden ermittelt sind. 8. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremsträger (3) wenigstens eine Feder (10, 22, 27), vorzugsweise eine Blattfeder, angebracht ist 9. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10, 22) die Bremsbacke (9) zur Peripherie der Bremsscheibe (5) hin drückt. 10. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (27) die Bremsbacke (9) zur Mitte der Bremsscheibe (5) hin drückt.

1. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung für die aus Bremsbelag und Bremsbelagträger bestehenden Bremsbacken einer Teilbelagscheibenbremse, vorzugsweise mit einem Schwimmsattel, bei der die Brerasbelagträger an der Ein- ι ο lauf- und/oder der Auslaufseite der Bremsscheibe durch einander spiegelbildlich gegenüberliegende Vorsprünge, die in dazu passende Ausnehmungen des Bremsträgers eingreifen, gehalten und abgestützt, sowie gegenüber Hem festen Bremsträger axial verschieblich geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremsträger (3) zwischen dessen Ausnehmungen (12) wenigsteas eine mit einer Stützfläche (13, 20, 26) versehene Nase (14, 19, 24) angeordnet ist, die mit einer Gegenstützfläche eines dazu passenden Einschnitts (16, 21, 25) im Bremsbelagträger (7) zusammenwirkt.

2. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (13, 20, 26) an der Nase (14 19, 24) mit Abstand von der Mittelebene (15) des Bremsbelags (8) angeordnet ist.

3. Bremsbackenhalte- und -abstützeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, deren an Vor-Sprüngen befindliche Abstützflächen senkrecht