DE2521871C2 - Bolzenführung - Google Patents

Description

Eolzenführung, insbesondere für Teilbelagscheibenbremsen, bei der der Bolzen durch eine Führungsbohrung eines elastischen Führungselements geführt ist, das fest in einer Bohrung eines Führungsteils angeordnet ist und das bei Verschiebung des Bolzens gegenüber dem Führungsteil eine Rückstell- und Nachstellwirkung ausübt

Aus der DE-OS 19 30 685 ist eine Scheibenbremse mit einem die Bremsscheibe umgreifenden Zangengehäuse

is bekannt Das Zangengehäuse ist über Führungsbolzen, die am Zangengehäuse axial zur Scheibenachse befestigt sind, an einem Bremsträger verschiebbar geführt Und zwar ragen die Führungsbolzen durch Bohrungen im Führungsträger hindurch, in denen ringförmige Bolzenführungen fest angeordnet sind, die die Führungsbolzen umschließen. Die Bolzenführungen, die jeweils am Ein- und Ausgang der Bohrungen im Bremsträger angeordnet sind, bestehen aus einem in eine Ringnut in der Bohrung fest eingesetzten Metallring, an dessen Innenwand ein Ring aus elastischem Material befestigt ist. Dieser Ring aus elastischem Material sitzt derart mit Vorspannung auf den Führungsbolzen, daß beim Verschieben des Bolzens in der Bohrung des Bremsträgers durch die Haftreibung zwischen Bolzen und Ring erst eine elastische Verformung des Ringes erfolgt, bevor die Haftreibung überwunden wird und der Bolzen sich auch im Ring verschiebt. Das bedeutet, daß bei einer Verschiebung des Bolzens um ein Maß, bei dem die Haftreibung des Ringes noch nicht überwunden wird, die elastische Verformung des Ringes bei Entlastung des Bolzens von der Verschiebekraft wieder zurückgeht, und den Bolzen um das Maß der Verschiebung wieder mit zurücknimmt.

Bei einer Verschiebung des Bolzens, bei der die

■to Haftreibung überwunden wird, wird ebenfalls der Ring elastisch verformt, so daß bei einer derartigen Verschiebung der Bolzen nach Entlastung ebenfalls wieder zurückgeschoben wird, aber nur um das Maß, um das der radial innere Teil des Ringes von seiner Normalform in axialer Richtung elastisch verformt wurde.

Von Nachteil ist bei diesen Bolzenführungen, daß eine Rück- bzw. Nachstellung des Bolzens in der Bolzenführung abhängig ist von der Reibung zwischen dem Bolzen und dem elastischen Ring. Da aber diese Reibung insbesondere bei Verwendung einer solchen Bolzenführung bei Scheibenbremsen durch die Verschmutzung des Bolzens nicht konstant gehalten werden kann, ist auch keine Nachstellung bzw. Rückstellung um ein festdefiniertes Maß möglich, sondern richtet sich ganz danach, wie Feuchtigkeit, öl oder Staub, die auf den Bolzen gelangen können, den Reibwert momentan bestimmen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Bolzenführung nach dem Oberbegriff zu schaffen, die eine Verschiebung und Rückstellung, des Bolzens mit konstanten Kräften über die gesamte Verschiebelänge unabhängig von äußeren Einflüssen gewährleistet, billig und einfach herstellbar, sowie leicht montierbar ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Führungselement in der Verschieberichtung des Bolzens durch Formschluß mit dem Bolzen verbunden ist und daß nach Überschreitung einer begrenzten

elastischen Verformung des Führungselements durch den verschobenen Bolzen das Führungselement eine bleibende Formänderung aufweist

Dabei ist es von Vorteil, wenn der Bolzen an seinem in die Führungsbohrung hineinbewegbaren Bereich einen oder mehrere Vorsprünge aufweist und wenn die Ausdehnung des Bolzens in radialer Richtung im Bereich des Vorsprungs größer ist als der Durchmesser der Führungsbohrung.

Vorteilhafterweise ist dabei das Führungselement in einer in der Bohrung des Führungsteüs ausgebildeten Ringnut angeordnet und der Vorsprung am Bolzen als radial umlaufender Ring ausgebildet

Bei einer günstigen Ausbildung der Bolzenführung weist das Führungselement bei verschobenem Bolzen eine durch Spannung erfolgte bleibende Formänderung auf, wobei die Verspanung des Führungselementes durch die dem Führungselement zugewandte radial äußere Kante des Vorsprungs, die als Scherkante ausgebildet ist erfolgen kann. Günstig ist ti dabei, wenn das Führungselement an der zylindrischen Mantelfläche seiner Führungsbohrung mit einem Profil ausgebildet ist, wobei die Profiltiefe größer ist als die radiale Ausdehnung des Vorsprunges. Dabei kann das Profil ein Gewindeprofil oder durch axiale Nuten gebildet sein.

Bei einem derartigen Führungselement wird beim Verschieben des Bolzens das Führungselement im Bereich des Profils durch den Vorsprung des Bolzens axial druckbeaufschlagt Durch die Elastizität des Werkstoffes wird das Führungselement dabei verformt. 1st die Verschiebung des Bolzens nur in dem Bereich, in dem sich das Führungselement verformt, so entspannt sich das Führungselement nach Entlastung des Bolzens von seiner Verschiebekraft wieder und schiebt den Bolzen in seine Ausgangslage zurück.

Bei Verschiebung des Bolzens über den elastischen Bereich des Führungselements hinaus wird der innere Bereich des Führungselements an dem der Vorsprung des Bolzens anliegt, von der Scherkante des Vorsprungs um die die elastische Verformung des Führungselements überschreitende Länge abgeschert, so daß bei Entlastung des Bolzens von seiner Verschiebekraft der Bolzen nur um das der elastischen Verformung entsprechende Maß zurückgestellt wird.

Da der abzuscherende Querschnitt und die elastische Verformung sowohl beim Gewindeprofil als auch beim Axialnutenprofil um die ganze Verschiebelänge immer konstant bleibt, bleiben auch unabhängig von äußeren Einflüssen die Verschiebekraft, die Rückstellkraft und der Rückstellweg konstant

Die Profilierung der zylindrischen Mantelfläche der Führungsbohrung hat weiterhin den Vorteil, daß das abgescherte Material in den Profillücken gut abgeführt werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das Führungselement bei verschobenem Bolzen eine durch plastische Verformung erfolgte bleibende Formänderung auf. Dabei kann das Führungselement durch Fließpressen in einen in die Bohrung des Führungsteiles einmündenden Raum verdrängbar sein. Bei einem derartigen Führungselement erfolgt zuerst auch eine elastische Verformung, innerhalb deren Bereich bei Entlastung des Kolbens von der Verschiebekraft eine Zurückstellung erfolgt Bei Überschreitung dieses elastischen Bereichs durch einen größeren Verschiebehub wird das Material des Führungselements plastisch verformt und in einen in die Bohrung des Führungsteils einmündenden Raum verdrängt Nach der Entlastung des Bolzens entspann! sich das Material des Führungselements um das Maß, um das es zuerst elastisch gestaucht war, wieder und stellt den Bolzen um diese Entspannungslänge zurück.

Da der Verformungswiderstand und die Elastizität des Werkstoffes des Führungselements konstant sind, bleiben auch bei diesem Ausführungsbeispiel Rückstellweg, Rückstellkraft und Verschiebekraft unabhängig von äußeren Einflüssen konstant

Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Bolzenführung mit einem plastisch formänderbaren Führungselement besteht darin, daß das Führungselement ein axial elastisch und plastisch verformbarer Faltenbalg ist, der den Bolzen umschließt und sich am Führungsteil abstützt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. I ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Bolzenführung im Schnitt,

F i g. 2 ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßen Bolzenführung im Schnitt

Fig.3 ein Führungselement nach Fig.2 in der Vorderansicht,

Fig.4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bolzenführung im Schnitt,

Fig.5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bolzenführung im Schnitt,

F i g. 6 eine Teilbelagscheibenbremse in der Seitenansicht.

Bei den in den Fig. 1, 2, 4 und 5 dargestellten Bolzenführungen ist ein Bolzen 1 in einer Bohrung 2 eines Führungsteils 3 angeordnet. Eine in der Bohrung 2 ausgebildete Ringnut 4 nimmt ein Führungselement 5 auf, durch dessen axiale Führungsbohrung 7 der Bolzen 1 hindurchragt. An dem Bereich, mit dem sich der Bolzen I bei der vornehmlichen Bewegungsrichtung 8 in die Führungsbohrung 7 des Führungselements 5 hineinbewegt, ist der Bolzen 1 mit einem als radial umlaufenden Ring ausgebildeten Vorsprung 6 versehen. Ein mit einer zentrischen Durchgangsbohrung 9 versehener Deckel 10, durch den der Bolzen 1 hindurch geführt ist, schließt die als Einbauraum des Führungselements 5 dienende Ringnut 4 nach außen ab.

In F i g. 1 ist das Führungselement 5 eine in die Ringnut 4 eingesetzte Hülse, deren Führungsbohrung 7 mit einem Gewindeprofil 11 ausgebildet ist, wobei die Profiltiefe 12 größer ist als die radiale Ausdehnung 13 des Vorsprungs 6. In Bewegungsrichtung 8 des Bolzens 1 gesehen, stützt sich dieses Führungselement 5 an der ringförmigen Bodenwand 14 der Ringnut 4 ab.

Bewegt sich nun der Bolzen 1 in die Führungsbohrung 7 hinein, so wird das Führungselement 5 im Bereich des Gewindeprofils 11 axial von dem Vorsprung 6 beaufschlagt, so daß aufgrund seiner Elastizität das Führungselement 5, das aus einem Thermoplast wie Teflon bestehen kann, insbesondere im Bereich seines Gewindes elastisch verformt wird. Ist der Verschiebeweg des Bolzens 1 nur so groß, daß die Verformung des Gewindeprofils 11 im elastischen Bereich des Werkstoffes des Führungselements 5 erfolgt, so wird der Bolzen 1 bei Entlastung von seiner Verschiebekraft durch das sich entspannende und zurückverformende Gewindeprofil U wieder in die Ausgangslage zurück verschoben. Ist aber der Verschiebeweg des Bolzens 1 so groß, daß der Bereich der elastischen Verformung überschritten wird, so schert der Vorsprung 6 mit seiner radial äußeren Kante 15 das Gewindeprofil 12 in der Länge ab,

um die der gesamte Verschiebeweg des Bolzens 1 größer ist als der Verschiebeweg in dem sich das Gewindeprofil 11 elastisch verformt. Nach Entlastung des Bolzens 1 von seiner Verschiebekraft wird der Bolzen 1 wieder um die Länge des Verschiebeweges zurückverschoben, um den sich das Gewindeprofil 11 elastisch verformt hat. Da die Profiltiefe 12 größer ist als die radiale Ausdehnung 12 des Vorsprungs 6, kann das abgescherte Profilmaterial in den Bereich des Gewindegrunds 16 verdrängt werden, so daß kein Stau von abgeschertem Profilmaterial entsteht.

Bei der in F i g. 2 und 3 dargestellten Bolzenführung besteht ähnlich wie in F i g. 1 das Führungselement 5 aus einer in die Ringnut 4 eingesetzten Hülse, deren Führungsbohrung 7 ein Profil aufweist, und zwar ist dieses Profil durch axiale Nuten 17 gebildet, deren Tiefe 12 größer ist als die radiale Ausdehnung 13 des Vorsprungs 6. Außerdem ist die radial äußere Kante 15 des Vorsprungs 6 als Scherkante 18 ausgebildet. Die Funktion dieser Bolzenführung ist etwa gleich der Funktion der Bolzenführung nach Fig. 1, und zwar verformt sich bei Verschiebung des Bolzens 1 das Führungselement 5 insbesondere im Bereich des Profils zuerst elastisch und wird bei Überschreitung des elastischen Bereichs durch die Scherkante 18 um die Länge abgeschert, um die der Gesamtverschiebeweg des Bolzens 1 größer ist als der Verschiebeweg in dem sich das Profil elastisch verformt. Um diesen Verschiebeweg im Elastizitätsbereich wird wie bei F i g. 1 der Bolzen 1 nach seiner Entlastung auch wieder zurückgestellt. Das abgescherte Material wird in die Nuten des Profils verdrängt, so daß kein Materialstau entsteht.

In Fig.4 besteht das ebenfalls in die Ringnut 4 eingesetzte hülsenförmige Führungselement 5 aus einem Werkstoff, der sich nach Überwindung des Elastizitätsbereichs plastisch verformt. Bei einer Verschiebung des Bolzens 1 um einen Weg, bei dem die Verformung des Werkstoffes des Führungselements 5 durch den Vorsprung 6 innerhalb des elastischen Bereichs des plastischen Werkstoffs erfolgt, entspannt sich das Führungselement nach Entlastung des Bolzens 1 von seiner Verschiebekraft wieder und schiebt den Bolzen 1 um seinen Verschiebeweg wieder zurück. Bei einer Verschiebung des Bolzens um einen Weg, bei dem der Elastizitätsbereich des Werkstoffes des Führungselements 5 überschritten wird, wird durch das Eintauchen des stufenartig ausgebildeten Vorsprungs 6 des Bolzens 1 in den Werkstoff des Führungselements 5 dieser durch Fließpressen in einen am Boden 14 in die Ringnut 4 einmündenden Raum 19 verdrängt Dieser Raum 19 ist dadurch gebildet, daß zwischen dem Bolzen ! und der zylindrischen Wand der Bohrung 2 ein ringförmiger Spalt ist, dessen Querschnitt etwa der Stirnfläche 20 des stufenartigen Vorsprungs 6 entspricht Nach Entlastung des Bolzens 1 von der Verschiebekraft wird der Bolzen 1 durch Entspannung des Werkstoffes des Führungselements 5 um die Länge, um die dieser Werkstoff elastisch gestaucht war, zurückgestellt

Das Führungselement 5 der Bolzenführung in F i g. 5 ist ein axial elastisch _xund plastisch verformbarer Faltenbalg, der den Bolzen 1 umschließt Mit dem einen Ende stützt sich der Faltenbalg an der Bodenwand 14 der Ringnut 4 ab, während das andere Ende an dem Vorsprung 6 des Bolzens 1 anliegt. Bei Verschiebung des Bolzens 1 in das Führungselement 5 um einen Weg, bei dem der Faltenbalg nur elastisch zusammengedrückt wird, entspannt sich dieser nach Entlastung des Bolzens 1 von der Verschiebekraft wieder auf seine vorherige Länge und stellt den Bolzen 1 um den gesamten Verschiebeweg wieder zurück. Bei einer Verschiebung um einen Weg, bei dem der elastische Bereich der Verformung, die insbesondere in den Bereichen des inneren und äußeren Durchmessers des Faltenbalges erfolgt, überschritten wird, erfolgt bei Entlastung des Bolzens 1 durch Entspannung eine Rückstellung um die Länge des Weges, die zur elastischen Verformung des Faitenbaigs benötigt wurde.

In Fig.6 ist als Anwendungsbeispiel eine Schwimmsattelscheibenbremse dargestellt, bei der erfindungsgemäße Bolzenführungen vorteilhaft eingebaut sind. Und zwar ist der Bremsanteil 21, der eine Betätigungsvorrichtung 22 zum Andrücken der Bremsbacken 23 und 24 an die Bremsscheibe 25 aufweist, in Scheibenumfangsrichtung gesehen auf beiden Seiten mit einem Paar Armen 26 u. 27 versehen, die derart die Bremsscheibe 25 umgreifen, daß jeweils ein Arm eines Armpaares 26 u. 27 auf jeder Seite der Bremsscheibe 25 ist. In einem Bremsträger 29 sind Bolzen 1 befestigt, die jeweils mit ihren beiden Enden in die Arme des Armpaares 26, 27 hineinragen. Diese Enden der Arme sind als Augen 28 ausgebildet, in die erfindungsgemäße Bolzenführungen eingebaut sind.

Bei diesem Anwendungsfall wird bei einer Betätigung der Bremse durch die Betätigungsvorrichtung 22 die Bremsbacke 24 gegen die Bremsscheibe 25 gedrückt, wodurch gleichzeitig der Bremssattel 21 nach rechts verschoben und damit auch die Bremsbacke 23 gegen die Bremsscheibe 25 gezogen wird. Dieses bedeutet aber auch, daß eine Relativverschiebung der Bolzen 1 in den Bolzenführungen nach rechts erfolgt

1st die Verschiebung nur so groß, daß sich die Führungselemente in den Bolzenführungen elastisch verformen, so wird nach Lösen der Bremse der Bremssattel 21 um das gleiche Maß wieder zurückgestellt um das er beim Bremsvorgang verschoben wurde. Das Maß der Verschiebung im elastischen Bereich der Führungselemente entspricht dem Bremslüftspiel, um das die Bremsbacken 23 u. 24 nach einem Bremsvorgang von der Bremsscheibe 25 zurückgestellt werden. Ist der Verschiebeweg des Bremssattels 21 bei einem Brems-Vorgang z. B. infolge eines Bremsbelagverschleißes größer als die Verformungslänge, innerhalb der sich das Führungselement elastisch verformt so wird der Bremssattel durch die bleibende Verformung des Führungselements um die über dem elastischen Teil des Verschiebewegs liegende Länge verschoben bleiben, d. h. nachgestellt werden, und nur um den elastischen Teil des Verschiebeweges, d.h. das Bremslüftspiel, zurückgestellt werden.

Durch die erfindungsgemäße Bolzenführungen ist somit eine einfache und sichere Rück- u. Nachstellung des Bremssattels geschaffen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Bolzenführung, insbesondere für Teilbelagscheibenbremsen, bei der der Bolzen durch eine Führungsbohrung eines elastischen Führungselements geführt ist, das fest in einer Bohrung eines Führungsteils angeordnet ist und das bei Verschiebung des Bolzens gegenüber dem Führungsteil eine Rückstell- und Nachstellwirkung ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (5) in der Verschieberichtung (8) des Bolzens (1) durch Formschluß mit dem Bolzen (1) verbunden ist, und daß nach Überschreitung einer begrenzten elastischen Verformung des Führungselements (5) durch den verschobenen Bolzen (1) das Führungselement (5) eine bleibende Formänderung aufweist.

2. Bolzenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (1) an seinem in die Führungsbohrung (7) hineinbewegbaren Bereich einen oder mehrere Vorsprünge (6) aufweist und daß die Ausdehnung des Bolzens in radialer Richtung im Bereich des Vorsprungs (6) größer ist als der Durchmesser der Führungsbohrung (7).

3. Bolzenführung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (5) in einer in der Bohrung (2) des Führungsteils (3) ausgebildeten Ringnut (4) angeordnet ist.

4. Bolzenführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (6) als radial umlaufender Ring ausgebildet ist.

5. Bolzenführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei verschobenem Bolzen (1) das Führungselement (5) eine durch Spanung erfolgte bleibende Formänderung aufweist.

6. Bolzenführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Führungselement (5) zugewandte radial äußere Kante (15) des Vorsprungs (6) eine Scherkante (18) ist.

7. Bolzenführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Mantelfläche der Führungsbohrung (7) mit einem Profil (11, 17) ausgebildet ist, wobei die Profiltiefe (12) größer ist als die radiale Ausdehnung (13) des Vorsprungs (6).

8. Bolzenführung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil ein Gewindeprofil (11) ist.

9. Bolzenführung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil durch axiale Nuten (17) gebildet ist.

10. Bolzenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei verschobenem Bolzen (1) das Führungselement (5) eine durch plastische Verformung erfolgte bleibende Formänderung aufweist.

11. Bolzenführutig nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (5) durch Fließpressen in einen in die Bohrung (2) des Führungsteiles (3) einmündenden Raum (19) verdrängbar ist.

12. Bolzenführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (5) ein axial elastisch und plastisch verformbarer Faltenbalg ist, der den Bolzen (1) umschließt und sich am Führungsteil (3) abstützt