DE2723922C2 - Sattel einer Schwimmsattel-Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sattel einer Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einem an einem Fahrzeug zu befestigenden Bremsträger sowie einer Betätigungseinrichtung zum Anpressen einer ersten Bremsbacke an eine Seite der Bremsscheibe zur Erzeugung einer Bremswirkung derart, daß die entstehenden Reaktionskräfte den Sattel veranlassen, sich längs einer Gleitführung gegenüber dem Bremsträger zu verschieben und t>o an die andere Seite der Bremsscheibe eine gegenüber der ersten Bremsbacke angeordnete zweite Brcmsbak· ke anzupressen, wobei der Bremsträger Flächen aufweist, mit denen die Bremsbacken derart gleitend zusammenarbeiten, daß die von den Bremsbacken aufgc- b. nommenen Bremskräfte unmittelbar auf den Bremsträger übertragen werden und der Sattel eine nachgiebige Einrichtung in Gestalt einer gelenkigen Schwenkverbindung zwischen dem Sattel und der Betätigungseinrichtung aufweist, welche die Gleitverbindung von einer durch die Reaktionskräfte verursachten Verformung des Sattels teilweise zu isolieren vermag. Ein derartiger Sattel ist bekannt (DE-OS 15 80 688). Der Sattel ist dabei ringförmig ausgebildet und besteht aus mindestens zwei Teilen, die miteinander über zwei Schwenkachsen verbunden sind. Ein Teil ist durch den Bremsträger über eine Gleitführung geführt Bei einem ίο Bremsvorgang auftretende Tangentialkräfte werden über die im wesentlichen senkrecht dazu und parallel zu der Bremsscheibe verlaufenden Schwenkachsen isoliert, so daß hierdurch keine iniemittierende Änderung des Gleitwiderstandes infolge einer Verformung der Bremse eintritt. Die Verformung des Bremsträgers oder des Bremssatiels oder beider Teile unter der Wirkung der Tangentialkräfte wirksam zu verhindern, bedarf es jedoch infolge seiner ringförmigen Gestalt eines Aufbaus des Bremssatiels aus mindestens drei Teilen, die über drei Schwenkachsen miteinander verbunden sind. Dies hat einen erhöhten Fertigungsaufwand wie auch besondere Anforderungen hinsichtlich der Wartung zum Zwecke eines zuverlässigen Einsatzes der Bremse nachteilig zur Folge. Darüber hinaus hat die genannte Richtung der Schwenkachsen zur Folge, daß die Verformungen der Kräfte, die aufgrund des Anpreßtlruckes in den mit den Brembacken in Verbindung stehenden, einander gegenüberliegenden Teilen des Sattels auftreten und die senkrecht zu den Schwenkachsen wirken, von diesen nicht isoliert werden können. Diese Verformung kann deshalb zu einer intermittierenden Veränderung des Gleitwiderstandes während des Bremsvorganges führen. Es kann sich dabei insbesondere bei einer nicht ringförmigen, sondern offenen Ausführung des Bremssatteis dieser unter der Wirkung der Anpreßkraft verbiegen. Eine Verformung der letzteren Art kann ein erhebliches Ausmaß annehmen, wenn der über den Rand der Bremsscheibe hinwegragende Teil des Bremssattels eine große Länge hat, damit sich dicke Bremsbacken und/oder eine dicke Bremsscheibe unterbringen lassen. Es kann dabei ferner nachteilig auftreten, daß die Gleiteigenschaflen von nominell gleichartigen Bremsen infolge von bei der Herstellung möglicherweise auftretenden Ungenauigkeiten voneinander abweichen. Ein Unterschied des Gleitwiderstandes bei zwei beliebigen an einem Fahrzeug angebrachten Bremsen führt aber dazu, daß entsprechend unterschiedliche Anteile der aufgebrachten Bremskraft verbraucht werden, um den Glcitwiderstand zu überwinden, und dies kann zu Unterschieden bezüglich der erziehen Bremswirkung führen.

Es ist weiter eine selbsttätig und stufenlos wirkende Nachstellvorrichtung für den Kolben einer hydraulisch zu betätigenden Scheibenbremse bekannt (DE-AS 14 50 082), durch welche die durch Taumelbewegungen der Bremsscheibe bedingten, über das Lüftspiel hinausgehenden Rückstellbewegungen des Betätigungskolbens elastisch aufgenommen werden, und der Betätigungskolbcn sowie die durch letzteren betätigte Bremsbacke immer wieder auf das vorbestimmte Maß des Lüftspiels zurückgestellt wird. Der Sattel ist dabei einstückig ausgebildet, so daß durch die genannten aus seiner Verformung resultierenden Nachteile auftreten können, wenn der Kolben während des Bremsvorganges direkt auf eine Bremsbacke wirkt und über eine Rcaktionskrafl. die gegenüberliegende Bremsbacke mittels des Sattels an die Bremsscheibe zieht.

Ms ist weiter eine Scheibenbremse bekannt, bei der

ier Sattel unstarr ausgebildet ist (CH-PS 3 97 445). Eine gelenkige Schwenkverbindung ist dabei zwischen einem Hauptteil des Sattels und dem Teil, welches die während des Bremsens durch Reaktionskräfte angepreßte Bremsbacke trägt, angeordnet. Dadurch, daß dieser Backen während des Bremsens schwenkbar sein soll, ist es nicht möglich, die von diesem Bremsbacken aufgenommenen Bremskräfte unmittelbar auf den Bremsträger zu übertragen und den Sattel hiervon zu entlasten. Da die Schwenkverbindung an dem der Gleitverbindung gegenüberliegenden Ende des Sattels angeordnet ist, vermag sie es nicht, diese von der Wirkung der Verformung des Sattels zu isolieren.

Es ist weiter eine Scheibenbremse bekannt (DE-OS 22 51 111), bei der jede der einander gegenüberliegenden Bremsbacken durch einen eigenen Hydraulikkolben betätigbar ist. Dadurch, daß der Sattel mit dem zugehörigen Kolben starr verbunden ist, sind während des Bremsvorgangs auftretende Verformungen nicht von ihrer Wirkung auf den Kolben isoliert. Der Einsatz zweier Kolben hat darüber hinaus einen großen Herstellungsaufwand zur Folge, kann zu Problemen hinsichtlich der Zuverlässigkeit führen und erhöht die Anforderungen hinsichtlich der Wartung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sattel der genannten Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau aufweist, zu einer wartungsfreundlichen Bremse führt und der die Wirkung seiner durch Reaktionskräfte verursachten Verformung auf die Gleitführung zu isolieren vermag.

Diese Aufgabe löst ein Sattel mit den Merkmalen des Hauptanspruches.

Die Schwenkverbindung ist vorzugsweise zwischen einem über den Rand der Bremsscheibe hinwegragenden Teil des Sattels und einem mit dem Bremsträger verschiebbar angeordneten Teil des Sattels angeordnet Dadurch daß die Schwenkachse der Schwenkverbindung so angeordnet ist, daß sie die Wirkungslinie der Betätigungseinrichtung schneidet oder mit geringem Abstand kreuzt, ist gewährleistet, daß das Drehmoment, das bei einer Verbiegung des Sattels entsteht und bestrebt ist, die Gleitverbindung zwischen einem Teil des Sattels und dem Bremsträger zu verklemmen, im wesentlichen den Wert Null annimmt. Eine gewisse Abweichung davon ist zulässig, wenn sie nicht so groß ist, daß die Gleitverbindung in einem bemerkbaren Ausmaß verklemmt wird.

Dadurch, daß die Schwenkachse im wesentlichen im rechten Winkel zu demjenigen Radius der Bremsscheibe verläuft, welcher die Wirkungslinie der Betätigungseinrichtung schneidet, ist sichergestellt, daß etwaige in Umfangsrichtung auf den Sattel wirkende Bremskräfte von diesem auf den Bremsträger übertragen werden können.

Zu der Gleitverbindung zwischen dem Sattel und dem Bremsträger gehören zwei Bolzen, die lösbar an einem der beiden genannten Teile befestigt und in dazu passenden öffnungen des betreffenden anderen Teils gleitend geführt sind. Die Gleitflächen der Bolzen und der zugehörigen öffnungen können gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit durch flexible Manschetten abgedichtet sein, die die Bolzen selbst dann in Eingriff mit den öffnungen halten, wenn zu Wartungszwekken der Sattel vom Bremsträger getrennt wird. Zwischen den Bolzen und den Wänden der zugehörigen öffnungen sind Lager angeordnet, die elastisch oder unelastisch sein können.

Die Bremse ist vorzugsweise so ausgebildet, daß es möglich ist, die Bremsbacken zum Zweck des Ausbaus dadurch zugänglich zu machen, daß man den über die Bremsscheibe und die Bremsbacken hinwsgragenden Teil des Sattels um die erwähnte Gelenkachse schwenkt Um ein solches Schwenken während des Gebrauchs der Bremse zu verhindern, ist ein lösbares Halteteil vorhanden, das die Schwenkbewegung auf einen Bereich begrenzt, der ein Durchbiegen des Sattels unter der Wirkung der beim Anpressen der Bremsbacken auftretenden Reaktionskräfte ermöglicht, bei dem jedoch der Sattel die Bremsbacken nicht freigeben kann. Zu dem Halteteil gehört eine Vorspanneinrichtung, durch weiche der schwenkbare Teil des Sattels elastisch in seiner Lage gehalten wird, um das Entstehen von Geräuschen zu verhindern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise weggebrochen gezeigte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse;

F i g. 2 die teilweise als Schnitt gezeicfisetc Unterseite der Bremse nach F i g. 1;

F i g. 3 den Schnitt A-A in F i g. 2; und
F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 3.

Zu der dargestellten Scheibenbremse gehört ein auf einem Bremsträger 12 gieitend geführter Sattel 10. Der Bremsträger 12 weist einen Abschnitt 14 auf, der an einem ortsfesten Teil 16 eines Fahrzeugs befestigt ist, ferner zwei Arme 18 und 20 die über den Rand der Bremsscheibe 22 hinwegragen, welche drehfest mit einer abzubremsenden Welle 24 verbunden ist, sowie einen die beiden Arme miteinander verbindenden Brükkenabschnitt 26.

Der Sattel 10 ist mit einer eine öffnung aufweisenden Brücke 28 versehen, an der ein vorderer Schenkel 30 ausgebildet ist, und der Sattel ist mit einer Betätigungseinrichtung 32 verbunden, die eine öffnung 33 zum Aufnehmen der nicht dargestellten Betätigungselemsnte aufweist, welche unmittelbar auf eine ihnen benachbarte Bremsbacke 34 wirken. Wird die Bremsbacke 34 an die bremsscheibe 22 angepreßt, gleitet der Sattel 10 nach hinten, so daß sein vorderer Schenkel 30 eine indirekt betätigbare Bremsbacke 36 an die andere Seite der Bremsscheibe anpreßt Zwar gehört zu der dargestellten Bremse eine nicht dargestellte Feder zum Betatigen der Bremse, und die Bremse wird durch hydraulisches Zurückziehen gelöst, doch ist die Erfindung ebenso gut bei Bremsen anwendbar, die durch hydraulisches Vorschieben eines Kolbens betätigt werden.

Die Bremsbacken 34 und 36 werden durch den Bremsträger 12 unterstützt, und ihre seitlichen Ränder stehen in Gleitberührung mit zugehörigen Führungsfläch?n o3 und 40 der beiden Arme 18 und 20 des Bremsträgers, so daß in der Umfangsrichtung wirkende Bremskräfte, die auf die beiden Bremsbacken wirken, wenn diese mit der umlaufenden Bremsscheibe 22 verspannt werden, unmittelbar auf den Bremsträger übertragen werden, ohne daß sie den Sattel 10 und die Gleitverbindung zwischen dem Sattel und dem Bremsträger beanspruchen.

Die Gleitverbindung zwischen dem Sattel 1(1 und dem Bremsträger 12 sind durch zwei Bolzenbaugruppen 42 und 44 gebildet Zu jeder dieser Baugruppen gehört ein Bolzen 46 mit einem Kopf 48, der mit dem zugehörigen Arm 18 bzw. 20 des Bremsträgers 12 durch eine Mutter 50 verspannt ist, welche auf einen aus einer öffnung des betreffenden Bremslrägerarms herausragenden Ab-

schnitt des Bolzens 46 aufgeschraubt ist. Zu beiden Seiten der Einrichtung 22 zum Betätigen des Sattels sind Buchsenabschnitte 52 und 54 angeordnet, in die jeweils ein Rohr 56 bzw. 58 eingebaut ist, das eine Schulter 60 aufweist, welche durch einen Sprengring 62 in Anlage an einem Ende des Buchsenabschnitts gehalten wird. In jedem der Rohre 56 und 58 ist eine Lagerbuchsenbaugruppe 64 angeordnet, die sich an einer Schulter 66 auf der Innenseite des Rohrs abstützt und in welcher der Schaft des Bolzens 46 gleitend geführt ist. Die Lagerbuchse 64 ist elastisch, so d&ß in einem gewissen Ausmaß Fluchtungsfehler des Bolzens ausgeglichen werden können. Am Bolzenkopf 48 einerseits und an dem zugehörigen Rohr 56 bzw. 58 andererseits ist eine flexible Dichtungsmanschette 68 befestigt, um die Gleitflächen gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen und den Bolzen 46 selbst dann in dem zugehörigen Rohr 56 bzw. 58 in seiner Lage zu halten, wenn zu Wartungszwecken der Sattel 10 und der Bremsträger 12 voneinander getrennt werden. Das andere Ende jedes der Rohre 56 und 58 ist durch eine Abdeckplatte 70 abgeschlossen, die durch einen Sprengring 72 in ihrer Lage gehalten wird.

Wird die Bremse betätigt, so daß die Bremsbacken 34 und 36 mit der Bremsscheibe 22 verspannt werden, sind der Spannkraft entsprechende Reaktionskräfte bestrebt, den vorderen Schenkel 30 des Sattels und die Betätigungseinrichtung 32 auseinanderzuspreizen, so daß sich der Briickenabschnitt 28 nach innen bzw. unten durchbiegt Je größer die Dicke der Bremsscheibe und der Bremsbacken und daher die Länge des Brückenabschnitts 28 ist, desto stärker verformt sich der Sattel in dieser Weise. Wäre der Brückenabschnitt 28 mit der Betätigungseinrichtung 32 starr verbunden, würde ein Auswärtsspreizen der Betätigungseinrichtung bewirken, daß der Brückenabschnitt ein Drehmoment auf die Betätigungseinrichtung ausübt und sie gegenüber der Achse der Bremsscheibe nach unten schwenkt. Bei einer solchen Abwärtsschwenkbewegung wurden die Achsen der Buchsenabschnitte 52,54 und der Rohre 56,58 außer Fluchtung mit den Achsen der zugehörigen Bolzen 46 kommen, so daß sich die Gleitverbindung verklemmt, und daß im äußersten Fall die Bolzen 46 durchgebogen werden oder sogar brechen. Um dieses Problem zu vermeiden, ist der Sattel 10 zweiteilig ausgebildet, wobei der Briickenabschnitt 28 und der vordere Schenkel 30 den einen Teil bilden, während die Betätigungseinrichtung 32 den anderen Teil bildet und wobei die beider Teile um die Gelenkachse 74 nach F i g. 2 gegeneinander schwenkbar sind. !">ie Gelenkverbindung ist durch zwei Kopfschrauben 76 hergestellt, die durch gleichachsige öffnungen des Brückenabschnitts 28 und der Betätigungseinrichtung 32 ragen und in letztere eingeschraubt sind. Gemäß F i g. 4 sind Dichtungsringe 78 vorhanden, um das Eindringen von atmosphärischer Feuchtigkeit und Schmutz in die öffnung 33 zu verhindern.

Die Gelenkachse 74 verläuft parallel zur Ebene der Bremsscheibe 22, d. h. im rechten Winkel zur Wirkungslinie 78 der Betätigungseinrichtung 32. Jede größere Abweichung von dieser relativen Lage führt zu einer selbsttätigen Servowirkung. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verläuft die Gelenkachse 74 außerdem im rechten Winkel zu demjenigen Radius der Bremsscheibe 22, welcher die Wirkungslinie 78 der Betätigungseinrichtung schneidet Zwar ist diese letztere Anordnung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bedeutungslos, bei dem der Sattel keine von den Bremsbacken herrührenden Bremskräfte zu übertragen braucht, doch ist sie bei einer Bremse erforderlich, bei welcher die äußere Bremsbacke durch den Sattel unterstützt wird, denn in diesem Fall muß die Gelenkverbindung die Bremskräfte von dem Brückenabschnitt des Sattels aus auf die Betätigungseinrichtung und von dort aus über die Gleitverbindung auf den Bremsträger übertragen. Ferner schneidet gemäß der Zeichnung die Gelenkachse 74 die Wirkungslinie 73 der Betätigungseinrichtung, um die Entstehung eines Drehmoments zu vermeiden, das bestrebt ist, die Betätigungseinrichtung 32 gemäß Fig. 1 nach unten zu schwenken, wenn der vordere Sattelschenkel 30 und die Betätigungseinrichtung aufgespreizt werden. Gewisse Abweichungen der Geicnkachsc 74 gegenüber der Wirkungslinie 78 sind zulässig, und zwar insbesondere im Hinblick auf die Elastizität der Lagerbuchsen 64.

Wenn der Brückenabschnitt 28 des Sattels 10 seine Betriebsstellung nach Fig. 1 einnimmt, können die Bremsbacken 34 und 36 dem Bremsträger 32 nicht radial nach außen entnommen werden. Sollen die Bremsbacken ausgebaut werden, um erneuert zu werden, kann man den Brückenabschnitt des Sattels so weit um die Gelenkachse 74 schwenken, daß die Bremsbacken zugänglich sind und herausgezogen werden können, nachdem nicht dargestellte Federn ausgebaut worden sind, die ein Klappern der Bremsbacken verhindern. Um ein solches Abschwenken beim normalen Gebrauch der Bremse zn verhindern, wird die Bewegung des Brückenabschnitts 28 durch eine Halteeinrichtung 80 begrenzt,

jo zu der Gemäß F i g. 2 und 4 eine Platte 82 gehört, die mit dem Brückenabschnitt 28 durch Schrauben 84 lösbar verbunden ist und einen Schlitz 86 aufweist, durch den ein in die Betätigungseinrichtung 32 eingeschraubter Bolzen 38 ragt Ein Kopf 90 am freien Ende des Bolzens 88 bildet einen Anschlag für die Platte 82, die gegen diesen Anschlag durch eine Schraubenfeder 92 vorgespannt ist, weiche eine Durchbiegung des Brückenabschnitts 28 nach innen zuläßt, wenn der Sattel beim Anpressen der Bremsbacken durchgebogen wird. Wäre die Platte 82 dort angeordnet, wo eine Auswärtsbewegung des Brückenabschnitts 28 auftreten könnte, müßte die Schraubenfeder auf der Außenseite und der Anschlag auf der Gegenseite angeordnet sein.

In jedem Fall könnte man auf jeder Seite der Platte 82 eine Schraubenfeder oder eine andere elastische Einrichtunganordnen.

Um die Halteeinrichtung 80 zu lösen, damit die Bremsbacken zugänglich gemacht werden können, ist es erforderlich, die Schrauben 84 auszubauen und die Platte 82 in Richtung auf die Bremsscheibe 22 zu veryhieben, bis sie außer Eingriff mit dem Bolzen 88 kommt.

Anstelle der Kopfschrauben 76 können bei der Gelenkverbindung Ansätze vorhanden sein, die mit dem Brückenabschnitt 28 des Sattels zusammenhängen und

von öffnungen der Betätigungseinrichtung 32 aufgenommen werden können. Diese Ansätze würden teilweise abgerundete Rächen aufweisen, und die Öffnungen der Betätigungseinrichtung müßten eine entsprechende Form mit einem zusätzlichen Spielraum haben, damit sich der Briickenabschnitt innerhalb eines bestimmten kleinen Bereichs schwenken läßt

Gemäß der Zeichnung ist die äußere Bremsbacke 36 mit dem vorderen Schenkel 30 der Betätigungseinrichtung starr verbunden, doch da diese äußere Bremsbacke

b5 durch die Führungsflächen 38 und 40 in ihrer Lage gehalten wird, kann man die starre Verbindung auch durch eine Verbindung ersetzen, die während des Bremsvorgangs Veränderungen der relativen Lage der Bremsbak-

Z.I L·^} Όί,ί.

ke und des Sattels zuläßt. Diese Verbindung könnte in Form eines gekrümmten Siützstcgs an dem vorderen Schenkel 30 vorhanden sein, der von einer entsprechend geformten Aussparung der äußeren Bremsbacke 36 aufnehmbar ist. Alternativ könnte als Verbindung ein L.agerzapfen vorhanden sein, der durch einen Bolzen gebildet wird, durch welchen eine Gelenkachse bestimmt wird, dip sich parallel zur Gelenkachse 76 des Sattels erstreckt.

Zwar wurde die erfindungsgemäße Bremse in Zuordnung zu einer Welle 24 beschrieben, bei der es sich z. B. um die Kardanwelle eines Fahrzeugs oder eine andere Antriebswelle handeln kann, doch ist die Erfindung ebenso gut in anderen Fällen anwendbar, z. B. bei Fahrzeugrädern, und die Bremse braucht nicht unbedingt in der aus der Zeichnung ersichtlichen Rückenlage angeordnet zu werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sattel einer Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einem an einem Fahrzeug zu befestigenden Bremsträger sowie einer Betätigungseinrichtung zum Anpressen einer ersten Bremsbacke an eine Seite der Bremsscheibe zur Erzeugung einer Bremswirkung derart, daß die entstehenden Reaktionskräfte den Sattel veranlassen, sich längs einer Gieitführung gegenüber dem Bremsträger zu verschieben und an die andere Seite der Bremsscheibe eine gegenüber der ersten Bremsbacke angeordnete zweite Bremsbacke anzupressen, wobei der Bremsträger Flächen aufweist, mit denen die Bremsbacken derart gleitend zusammenarbeiten, daß die von den Bremsbacken aufgenommenen Bremskräfte unmittelbar auf den Bremsträger übertragen werden und der Sattel ei·*: nachgiebige Einrichtung in Gestalt einer ge!en!ägen Schwenkverbindung zwischen dem Sattel und der Betätigungseinrichtung aufweist, welche die Gleitverbindung von einer durch die Reaktionskräfte verursachten Verformung des Sattels teilweise zu isolieren vermag, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (74) der Schwenkverbindung (76) eine die Wirkungslinie (78) der Betätigungseinrichtung (32) schneidende oder mit geringer Abweichung kreuzende Normale ist und außerdem im wesentlichen im rechten Winkel zu demjenigen Radius der Bremsscheibe (22) verläuft, welcher die Wirkungslinie (78) der Betätigungseinrichtung (32) schneiden

2. Sattel nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbinduug Kopfschrauben (76) umfaßt, die sich von dem Sattel (10) aus in die Betätigungseinrichtung (32) hinein erstrecken.

3. Sattel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung Ansätze aufweist, die an dem Sattel (10) ausgebildet sind und unter Einhaltung eines begrenzten Schwenkspielraums in Eingriff mit öffnungen der Betätigungseinrichtung (32) stehen.

4. Sattel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Gleitverbindung zwischen dem Sattel (10) und dem Bremsträger (12) mindestens zwei Bolzen (46) gehören, die in eines dieser Bauteile fest eingebaut und in dem betreffenden anderen Bauteil gleitend geführt sind.