DE2757392A1

DE2757392A1 - Teilbelagscheibenbremse

Info

Publication number: DE2757392A1
Application number: DE19772757392
Authority: DE
Inventors: Hans-Henning Dipl Ing Luepertz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1977-12-22
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1979-07-05
Also published as: JPS5495869A; GB2010995A; US4211310A; IT1101309B; ES240267Y; FR2412752B1; IT7830865A0; GB2010995B; FR2412752A1; ES240267U; SE7812942L

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelagscheibenbremse mit einem die Bremsscheibe umgreifenden, auf einer Seite der Bremsscheibe an eine die eine Bremsbacke unmittelbar beaufschlagende Betätigungsvorrichtung angeschlossenen, auf der anderen Seite der Bremsscheibe die andere Bremsbacke beaufschlagenden Bügel, der an den beiden Umfangsstirnflachen in einem bremsträgerfesten Zangenkörper axial verschiebbar gelagert ist.

Bei derartigen Schwimmsattel- bzw. Schwimmrahmen-Teilbelagscheibenbremsen wird die auf der Seite der Betätigungsvorrichtung vorhandene Bremsbacke im allgemeinen unmittelbar am Bremsträger in Umfangsrichtung abgestützt, während die von der entgegengesetzten Bremsbacke aufgenommenen Bremsmomente über den schwimmend gelagerten Bügel und die Führungsflächen auf den Zangenkörper und damit auf den Bremsträger übertragen werden. An die Führungsflächen zwischen Bügel und Zangenkörper wird daher nicht nur die Forderung nach einer möglichst widerstandsfreien Verschiebbarkeit des Bügels gestellt, sondern es kommt auch auf eine ausreichende Robustheit für die übertragung der Bremsmomente an. Der Bremsträger kann, muß aber nicht die Bremsscheibe umgreifen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Teilbelagscheibenbremse der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der bei kleinen Verschiebekräften tangentiale und radiale Spielfreiheit gewährleistet sind, ohne daß es der Verwendung separater Federelemente bedarf.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß zwi*- schen den Stirnflächen des Bügels und den Führungsflächen des Zangenkörpers Wälzkörper mit im wesentlichen parallel zur Scheibe und senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden Stirnflächen verlaufender Achse angeordnet sind, die den Bügel wenigstens in Umfangsrichtung und vorzugsweise auch radial festlegen. Aufgrund der Rollreibung sind die

909827/0127

für die Verschiebung des Bügels erforderlichen Kräfte gering. Gleichwohl sind tangentiale und radiale Spielfreiheit gewährleistet und separate Federelemente sind nicht erforderlich, weil der Zangenkörper durch die eingebrachten Wälzkörper elastisch aufgeweitet werden kann. Der hierdurch von dem Zangenkörper auf den Bügel ausgeübte elastische Klemmeffekt kann sich deswegen nicht nachteilig auf die leichte Verschiebbarkeit des Bügels auswirken, weil zwischen Bügel und Zangenkörper ausschließlich rollende Reibung vorliegt. Es ist wesentlich für die Erfindung, daß die beiden Arme des Zangenkörpers so weit elastisch nachgiebig ausgebildet werden, daß unter Beibehaltung des Bremsmomenten-Aufnahmevermögens das elastische Einklemmen der Wälzkörper zwischen Bügel und Zangenkörper gewährleistet ist. Auf diese Weise werden separate Federelemente zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Teilen vermieden, ohne daß die Gefahr einer Lockerung und eines damit verbundenen Klappergeräusches gegeben ist.

Die erfindungsgemäß verwendete Wälzbewegung ist auch in keiner Weise anfällig gegen Verschmutzung, weil etwaige Schmutzteilchen beim Verschieben des Bügels durch vorzugsweise hydraulischen Druck ohne weiteres zermalmt werden. Die Führung braucht aus diesem Grunde nicht einmal nach außen abgedichtet zu sein. Es ist eine günstige Fertigung durch Räumen möglich.

Die Wälzkörper können Zylinder sein, deren Zylinderfläche ganz und deren Stirnflächen teilweise an entsprechenden Gegenflächen des Zangenkörpers anliegen.

Vorteilhaft sind auch tonnenförmige Wälzkörper, welche an einer entsprechend gekrümmten Führungsfläche des Zangenkörpers anliegen.

909827/0127

Besonders zweckmäßig sind jedoch Wälzkörper in Form eines Zylinders mit Fasen an beiden Kanten, welche an entsprechenden Schrägbereichen der Führungsflächen des Zangenkörpers anliegen. Die Gleitreibung der Kegelfläche ist wesentlich geringer als die der Stirnseite eines rein zylindrischen Wälzkörpers.

Die Erfindung kann zur Verwirklichung eines vorbestimmten SoIllüftspiels dadurch herangezogen werden, daß der Drehbereich der Wälzkörper entsprechend dem Sollüftspiel begrenzt ist, derart, daß bei Überschreiten des Sollüftspiels infolge Belagverschleisses Gleitreibung auftritt und die Rückstellung der Bremsbacken nur innerhalb des Sollüftspiels erfolgt. Zu diesem Zweck können am Umfang der Wälzkörper den Drehbereich begrenzende Vorsprünge angeordnet sein.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Wälzkörper im Axialschnitt auf einer Seite in zwei aufeinander zulaufende ebene Flächen übergehen, welche einen Winkel miteinander einschließen, der dem das Sollüftspiel bestimmenden Drehbereich entspricht. Die ebenen Flächen legen sich in den beiden Grenzpositionen der Drehung an die Stirnfläche bzw. Führungsfläche an und erzwingen dadurch den übergang von dor Rollreibung zur Gleitreibung. Die Gleitreibung verhindert ein Abstellen der Bremsbacken über das Sollüftspiel hinaus, während die Gleitreibung beim Erreichen eines bestimmten Belagverschleißes zur Nachstellung des Bügels ohne weiteres überwunden werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Wälzkörper in dem gekrümmten Bereich die Form einer Ellipse haben, deren längere Achse parallel zur Verschieberichtung des Bügels verläuft. · Aufgrund dieser Ausbildung werden die beiden Zangenarme des Zangenkörpers während einer Bremsung elastisch weiter auseinandergedrückt, so daß ein Rückstellmoment entsteht, welches

909827/0127

ohne zusätzliche Rückstellfedern od. dgl. die Zurückstellung des Bügels nach einer Bremsung gewährleistet. Die Ellipsenform darf von einer Kreisform nicht zu stark abweichen, um eine zu starke Spreizung der Zangenarme zu vermeiden. Besonders wichtig ist, daß bei Verwendung der Ellipsenform die einen Winkel miteinander einschließenden ebenen Flächen vorgesehen sind, weil hierdurch der Aufspreizeffekt begrenzt wird.

Aufgrund der elliptischen Ausbildung der Wälzkörper mit den einen Winkel einschließenden ebenen Flächen wird eine ideale Kombination insofern erzielt, als im normalen Arbeitsbereich der Bremse lediglich Rollreibung zwischen Bügel und Zangenkörper vorliegt. Die Rückstellung erfolgt ohne das Erfordernis zusätzlicher Federelemente. Des weiteren wird das richtige Lüftspiel selbsttätig gewährleistet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine axiale Ansicht einer Teilbelagscheibenbremse gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Radialansicht einer ersten Ausführungsform eines bei der Bremse nach den Fig. 1 und 2 verwendbaren Wälzkörpers ,

Fig. 4 eine Radialansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wälzkörpers,

Fig. 5 eine weitere Radialansicht eines für die Zwecke der Erfindung geeigneten Wälzkörpers,

909827/0127

Fig. 6 einen Axialschnitt eines ein νorbestimmtes Sollüftspiel gewährleistenden Wälzkörpers für die Teilbelagscheibenbremse gemäß der Erfindung und

Fig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt entsprechend Fig. 2 mit einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Wälzkörpers.

Nach den Fig. 1 und 2 umgreift ein mittels Bohrungen 24 auf einer Seite der Bremsseite 11 am nichtdargestellten Bremszeiger befestigter Zangenkörper 16 die Bremsscheibe auf ihrem Außenumfang. Die beiden Arme des Zangenkörpers 16 weisen innen Führungsflächen 15 auf, welche in einem Abstand von Stirnflächen 13 eines zwischen den Zangenarmen angeordneten axial verschiebbar gelagerten Bügels 14 liegen. Zwischen den Stirnflächen 13 und den Führungsflächen 15 sind erfindungsgemäß jeweils zwei Wälzkörper 17 in der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise angeordnet. Die Dimensionierung ist dabei derart, daß die Wälzkörper 17 die beiden Arme des Zangenkörpers 16 etwas elastisch auseinanderspreizen, so daß sie mit einer Kraft von 200-400 kp gegen die Stirnflächen 13 gepreßt werden.

Der Bügel 14 trägt auf einer Seite die vorzugsweise hydraulische Betätigungsvorrichtung 12, welche die eine nicht dargestellte Bremsbacke unmittelbar beaufschlagt. Auf der entgegengesetzten Seite der Bremsscheibe 11 beaufschlagt der Bügel 14 die andere, ebenfalls nicht gezeigte Bremsbacke.

Die Achsen 18 der Wälzkörper 17 verlaufen parallel zur Ebene der Bremsscheibe 11 und stehen senkrecht auf der Verbindungslinie zwischen den Stirnflächen 13.

Der in Fig. 4 im einzelnen dargestellte Wälzkörper 17 des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 weist an beiden

909827/0127

Kanten Fasen 19 auf, welche mit entsprechend geneigten Schrägbereichen 20 der Führungsflächen 15 derart zusammenarbeiten, daß nicht nur eine Halterung des Bügels 14 in IMfangsrichtung gegeben ist, sondern auch eine radiale Abstützung des Bügels 14 vorliegt.

Die Bewegung der Wälzkörper 17 in ihren Laufbahnen kann durch einen die Wälzkörper 17 auf Distanz haltenden, nicht dargestellten Käfig begrenzt werden. Es ist auch möglich, gemäß Fig. 2 an den Führungsflächen Anschlagstifte 23 vorzusehen, um die Wälzkörper 17 auf Distanz zu halten und am Herauslaufen aus den ihnen zugeordneten Laufbahnen zu hindern.

Nach Fig. 2 können an den Wälzkörpern 17 radiale Vorsprünge 21 angeordnet sein, welche die freie Drehbarkeit der Wälzkörper zwischen den Flächen 13, 15 derart begrenzen, daß sich der Bügel 14 nur im Bereich des Sollüftspiels der von ihm unmittelbar beaufschlagten Bremsbacke unter Rollreibung bewegen kann. Auf diese Weise wird die betreffende Bremsbacke nur bis zum Sollüftspiel von der Bremsscheibe 11 abgestellt. Beim überschreiten des Sollüftspiels infolge Belagverschleisses kann der Bügel jedoch unter Gleitreibung der Bremsscheibe 11 erneut.soweit genähert werden, daß das Sollüftspiel wieder hergestellt ist. Die Anordnung der Vorsprünge 21 stellt also ein einfaches Mittel zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Sollüftspiels dar.

Die Arbeitsweise der anhand der Fig. 1, 2 und 4 beschriebenen Ausführungsform ist wie folgt:

Zum Einsetzen der Wälzkörper 17 zwischen die Flächen 13, 15 müssen die Arme des Zangenkörpers 16 etwas elastisch aufgespreizt werden. Die eingesetzten Wälzkörper 17 werden daher federnd gegen die Stirnflächen 13 des Bügels 14 angedrückt.

909827/0127

Beim Ausüben eines Bremsdruckes an der Betätigungsvorrichtung 12 wird der Bügel ¹ k relativ zum Zangenkörper 16 so lange axial verschoben, bis der unmittelbar vom Bügel 14 beaufschlagte Bremsbelag an der Bremsscheibe 11 zur Anlage kommt. Diese Bewegung erfolgt ohne großen Widerstand, da die Wälzkörper 17 zwanglos auf den Flächen 13, 15 abrollen. Die Vorsprünge 21 kommen in den Grenzpositionen des Drehbereichs der Wälzkörper 17 in Anlage an die Stirnfläche 13 bzw. die Führungsfläche 15.

Die zylindrische Fläche des Wälzkörpers 17 ist relativ groß, da sie Bremsmomente übertragen muß. Für die radiale Halterung des Bügels 14 genügen dagegen die relativ schmalen Fasen 19 an den Kanten des Wälzkörpers 17.

Nach Fig. 3 kann der Wälzkörper 17 im einfachsten Fall auch ein exakter Kreiszylinder sein. Bei dieser Ausführungsform ist allerdings die stirnseitige Gleitreibung etwas größer als bei Verwendung eines Wälzkörpers nach Fig. l+. Ein weiterer Vorteil der Anordnung einer Fase 19 gemäß Fig. k besteht darin, daß auch in radialer Richtung Spielfreiheit der •führung gewährleistet ist. Dieser Vorteil wird auch bei Verwendung eines tonnenförmigen Wälzkörpers 17 nach Fig. 5 erzielt.

Statt der Vorsprünge 21 nach Fig. 2 können die Wälzkörper 17 im Axialschnitt auch eine Form gemäß Fig. 6 haben. Die ansonsten rotationssymmetrische Form geht dabei an einer Seite in zwei ebene Flächen 22 über, die unter einem V/inkel Oc aneinander anstoßen. Der so ausgebildete Wälzkörper kann sich nur noch zwischen einer Position, wo die eine Fläche 22 an der Stirnfläche 13 anliegt und einer Position, wo die andere Fläche 2.2. an der Führungs fläche 15 anliegt abrollen. Der Winkel (X kann so gewählt werden, daß er einem vorbestimmten Sollüftspiel

909827/0127

der vom Bügel 14 unmittelbar beaufschlagten Bremsbacke entspricht.

Nach Fig. 7 ist die gekrümmte Form des Wälzkörpers 17 nicht mehr streng rotationssymmetrisch, sondern in dem Schnitt der Fig. 7 elliptisch (elliptischer Zylinder). Auf einer Seite geht die Ellipse jedoch wieder in zwei unter einem Winkel OC zueinander angeordnete ebene Flächen 22 über.

In gestrichelten Linien ist in Fig. 7 der speziell ausgebildete Rotationskörper 17 in einer Mittelposition dargestellt. Diese Position entspricht der geringsten Spreizung der Arme des Zangenkörpers 16. In ausgezogenen Linien ist der Rotationskörper 17 bei Anlage des von dem Bügel 14 beaufschlagten Bremsbelages an der Bremsscheibe 11 wiedergegeben. Hierbei legt sich die linke ebene Fläche 22 an die Führungsfläche 15 an, so daß eine weitergehende Verschiebung des Bügels 14 nur durch Überwindung von Gleitreibung zu erzielen ist. Der Schwenkbereich des Wälzkörpers 17 zwischen der gestrichelt und der ausgezogen dargestellten Position entspricht dem Lüftspiel der von dem Bügel 14 beaufschlagten Bremsbacke.

Aufgrund der elliptischen Ausbildung des Wälzkörpers 17 werden die Arme des Zangenkörpers 16 beim übergang von der in gestrichelten Linien gezeigten Position zu der in ausgezogenen Linien wiedergegebenen Lage des Wälzkörpers 17 etwas auseinandergespreizt, so daß ein Rückstellmoment erzielt wird, welches bestrebt ist, den Wälzkörper 17 wieder in die gestrichelte Position zurückzudrücken. Hierbei wird auch der Bügel 14 in axialer Richtung so weit verschoben, bis das Sollüftspiel wieder hergestellt ist.

Wenn auch die Ellipsenform für die Ausbildung der einen Hälfte des Wälzkörpers 17 bevorzugt ist, so können auch gekrümmte Formen mit einem entsprechenden Spreizeffekt Anwendung finden.

909827/0127

Ein Anschlag 25 begrenzt die axiale Verschiebbarkeit des Wälzkörpers 17 relativ zum Bügel 14, was beim Zurückschieben des Gehäuses zum Belagwechsel von Bedeutung ist. Es versteht sich, daß der Kolben der Betätigungsvorrichtung 12 so in dem Bügel 14 anzuordnen ist, daß er seine Druckkraft im Bereich der Bremsscheibe ausüben kann. Auch die Bremsbacken sind so angeordnet, daß sie sich im Bereich der Bremsscheibe erstrecken.

909827/0127

Leerseite

Claims

PATE N TANWALTE

MANITZ. FINSTERWALD & CRÄMKOW

Alfred Teves GmbH München, den 22.12.77

Frankfurt/Main 2 S/Sv-T 2114

Guerickestr. 7 P 4522 - Dr.H.H.Lüpertz-7

Teilbelag scheibenbremse

Patentansprüche :

Teilbelagscheibenbremse mit einem die Bremsscheibe umgreifenden, auf einer Seite der Bremsscheibe an eine die eine Bremsbacke unmittelbar beaufschlagende Betätigungsvorrichtung angeschlossenen, auf der anderen Seite der Bremsscheibe die andere Bremsbacke beaufschlagenden Bügel, der an den beiden ümfangsStirnflächen in einem bremsträgerfesten Zangenkörper axial verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Stirnflächen (13) des Bügels (14) und den Führungsflächen (15) des Zangenkörpers (16) Wälzkörper (17) mit im wesentlichen parallel zur Scheibe (11) und senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden Stirnflächen (13) verlaufender Achse (18) angeordnet sind, die den Bügel (14) wenigstens in ümfangsrichtung und vorzugsweise auch radial festlegen.

909827/0127

Dft. G. MANITZ · DIPL.-INO. M. NNSTERWALD DIPL.-INO. W. GIlAMKOW ZENTIlALKAStIaAYeR₁VOLKSeANICEN

SMONCHINSa. KOkEIIT-KOCH-STKASSI I 7 STUTTGART SO. (SAD CANNSTATTI MÖNCHEN. KONTO-NUMM.ER 79

TEL. 10·«! S3 4» Il · TELEX β-39673 PaTMF SEELBERGSTR. aS/aS.TEL.<O7ll>86726t POSTSCHECK! MÖNCHEN 77063-80»
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (17) Zylinder sind, deren Zylinderfläche ganz und deren Stirnfläche teilweise an entsprechenden Gegenflächen des Zangenkörpers (16) anliegen.
3. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (17) tonnenförmig sind und an einer entsprechend gekrümmten Führungsfläche (15) des Zangenkörpers (16) anliegen.
4. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (17) Zylinder mit Fasen (19) an beiden Kanten sind, welche an entsprechenden Schrägbereichen (20) der Führungsfläche (15) anliegen.
5. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehbereich der Wälzkörper (17) entsprechend dem Sollüftspiel begrenzt ist, derart, daß bei Überschreiten des Sollüftspiels infolge Belagverschleißes Gleitreibung auftritt und die Rückstellung der Bremsbacken nur innerhalb des Sollüftspiels erfolgt.
6. Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Wälzkörper (17) den Drehbereich begrenzende Vorsprünge (21) angeordnet sind.
7. Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (17) im Axialschnitt auf einer Seite in zwei aufeinanderzulaufende ebene Flächen (22) übergehen, welche einen Winkel (00) miteinander einschließen, der dem das Sollüftspiel bestimmenden Drehbereich entspricht.
8. Bremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (17) in dem gekrümmten Bereich

909827/0127

die Form einer Ellipse haben, deren längere Achse parallel zur Verschieberichtung des Bügels (14) verläuft.
9. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Stirnfläche (13) auf jeder Seite der Bremsscheibe (11) ein Wälzkörper (17) angeordnet ist.
10. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufbahn der Wälzkörper durch einen Käfig oder an den Führungsflächen 05) angebrachte Anschläge (23) begrenzt ist.

909827/0127