DE2838921A1 - Schwimmsattel-scheibenbremse - Google Patents

Schwimmsattel-scheibenbremse

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DE2838921A1 DE19782838921 DE2838921A DE2838921A1 DE 2838921 A1 DE2838921 A1 DE 2838921A1 DE 19782838921 DE19782838921 DE 19782838921 DE 2838921 A DE2838921 A DE 2838921A DE 2838921 A1 DE2838921 A1 DE 2838921A1
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Description

ALFRED TEVES GMBH f, ZL/Wh/Ka
Frankfurt am Main 28. August 1978
P 4672
G. Gehlen - 2 H. Wortmann - 1
Schwimmsattel-Scheibenbremse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwimmsattel-Scheibenbremse, mit einem auf einer Seite der Bremsscheibe angeordneten, zwei Arme aufweisenden Bremsträger, mit einer an den Armen geführten und gehaltenen Bremsbacke, einen am Bremsträger gehaltenen und geführten Bremssattel, der in reibschlüssige Verbindung mit der Bremsbacke gelangt.
Bei einer bekannten Scheibenbremse (DT-OS 2 636 443) wird eine Bremsbacke zwischen zwei Abstützflächen des Bremsträgers durch zwei am Bremssattel befestigte Stifte geführt und gehalten, während die andere Bremsbacke mit dem Bremssattel fest verbunden ist. Der Bremssattel besitzt zwei Führungsbolzen, die derart durch zwei mit Übermaß ausgebildete Passungen des Bremsträgers geführt sind, daß sie nur zur Bremsenmitte hin einen formschlüssigen Kontakt mit dem Bremsträger haben. Bei Betätigung der Bremse wird die an der mit dem Bremssattel formschlüssig verbundene Bremsbacke auftretende Bremskraft über den Bremssattel und den in Scheibeneinlaufrichtung liegenden Führungsbolzen an den in Scheibeneinlaufrichtung liegenden Arm des Bremsträgers übertragen, die an der anderen Bremsbacke auftretende Bremskraft wird über die Abstützfläche des Bremsträgers direkt auf den zur Scheibenauslaufseite liegenden Arm des Bremsträgers übertragen.
Mit dieser Anordnung ist zwar die Aufteilung der gesamten auftretenden Reibkraft auf beide Arme des Bremsträgers in jedem Belastungsfall gewährleistet, jedoch überträgt
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eine Bremsbacke ihre auf sie wirkende Reibkraft immer nur auf einen Arm des Bremsträgers. Es ergibt sich somit, daß eine Bremsbacke gedrückt und die andere Bremsbacke gezogen wird. Damit treten an den Bremsbacken Kräfteverhältnisse auf, die das Bremsenrubbeln sowie das Bremsenquietschen begünstigen. Außerdem müssen der Bremssattel sowie die Führungsbolzen sehr materialaufwendig ausgeführt sein, da sie die gesamte Reibkraft einer Bremsbacke aufnehmen und weiterleiten müssen.
Eine andere Scheibenbremse (DT-AS 2 o3i 249) zeigt zwei Z-förmige, auf den Bremsträger aufgesetzte Teile, die den Bremssattel führen und ihn im Belastungsfall abstützen. Die innere, kolbenseitige Bremsbacke ist zwischen den Armen des Bremsträgers angeordnet, die äußere Bremsbacke umgreift die Arme des Bremsträgers, so daß sie sich mit ihren Enden an äußeren, einander abgekehrten Stützflächen der Bremsträgerarme abstützen kann.
Die Bremsbacken stehen so im Belastungsfall immer nur mit einem Arm des Bremsträgers kraftschlüssig in Verbindung und erst nach einer, durch die bestehenden Spiele festgelegten Deformation des scheibenexnlaufseitxgen Arms des Bremsträgers, wird der Bremssattel zwischen seinen Führungen eingeklemmt und stellt eine kraftübertragende Verbindung zwischen den Armen des Bremsträgers her.
Der Nachteil liegt in der Abhängigkeit der Kraftaufteilung von den Herstelltoleranzen der Führungen des Bremssattels und in der Vielzahl der benötigten Einzelteile. Zudem tritt die Kraftaufteilung erst nach der Deformation eines Bremsträgerarms und Überwindung von Bremse zu Bremse unterschiedlichen Spielen ein. Schon kleinste Maßtoleranzen haben auf die Kraftaufteilung eine große Wirkung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine Schwimmsattel-Scheibenbremse zu schaffen, bei der die Reibkraft schon an
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einer Bremsbacke, unabhängig von der Belastung der Bremse und von Herstelltoleranzen, in einem vorherbestimmbaren Verhältnis auf die Arme des Bremsträgers übertragen wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Bremssattel spielfrei in der Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe an einem Arm des Bremsträgers formschlüssig anliegt und sich die mit dem Bremssattel in reibschlüssiger Verbindung stehende Bremsbacke in Hauptdrehrichtung am anderen Arm des Bremsträgers abstützt. So ermöglicht die Kraftaufteilung auf beide Arme des Bremsträgers eine optimale Werkstoffausnutzung und unterbindet durch dieses gleichmäßige Kräfteverhältnis an den Bremsbacken das Bremsenrubbeln. Die Kraftaufteilung ist nun weitgehend von Maßtoleranzen unabhängig und läßt sich sogar durch Wahl des Reibungskoeffizienten in jedem gewünschten Verhältnis vorherbestimmen. Die Toleranzen des Reibungskoeffizienten werden die Kraftaufteilung zwar auch beeinflussen, jedoch ist der Einfluß nicht so schwerwiegend wie der von Maßtoleranzen.
Dadurch, daß die mit dem Bremssattel in reibschlüssiger Verbindung stehende Bremsbacke auf der dem Bremsträger abgewandten Scheibenseite liegt, wird die Kraftaufteilung auf beide Bremsträgerarme vorteilhaft ausgenutzt. Die die Bremsscheibe übergreifenden Arme des Bremsträgers können nun materialsparender und somit leichter ausgeführt werden, da nicht mehr so hohe Kräfte auf einen Arm einwirken und die auf sie wirkenden Biegemomente erheblich geringer sind.
Dadurch, daß der Bremssattel sich an dem in Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe gesehen hinteren Arm des Bremsträgers abstützt und die Bremsbacke mit dem in Hauptdrehrichtung gesehen vorderen Arm des Bremsträgers in Eingriff tritt, wird ein Schrägverschleiß der Beläge sowie ein Führungsklemmen des Bremssattels vermieden.
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Durch die Anordnung eines Reibbelages zwischen Bremsbacke und Bremssattel wird ein sicherer Reibschluß zwischen diesen Teilen erreicht.
Indem die aus Bremsbelag und Rückenplatte zusammengesetzte Bremsbacke einer erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse so ausgeführt ist, daß die Rückenplatte auf der dem Bremssattel zugewendeten Seite einen Reibbelag trägt, werden keine zusätzlichen Herstellungsschritte an der Scheibenbremse notwendig. Der Reibbelag kann gleichzeitig beim Befestigen des Bremsbelages auf der Rückenplatte angebracht werden.
Wenn bei der Wahl des Reibbelages gewährleistet ist, daß der Reibungskoeffizient u zwischen Bremssattel und Bremsbacke kleiner ist als der Reibungskoeffizient /CC-o zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe, dann ist eine Aufteilung der Bremskräfte auf beide Arme des Bremsträgers jederzeit sichergestellt.
Wird der Reibungskoeffizient /LL zwischen Bremssattel und Bremsbacke so ausgelegt, daß er'um den Faktor o,5 geringer ist als der Reibungskoeffizient jx. n zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe, so wird die an einer Bremsbacke auftretende Bremskraft unabhängig vom Belastungsfall auf beide Arme des Bremsträgers im Verhältnis 1:1 aufgeteilt.
Mit der Ausführung, daß der Bremssattel in Hauptdrehrichtung mit je einer Fläche zu beiden Seiten der Bremsscheibe formschlüssig an einem Arm des Bremsträgers anliegt, wird ein Schrägstellen des Bremssattels vermieden und somit dem Schrägverschleiß der Bremsbeläge entgegengewirkt.
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Wird die Abstützung des Bremssattels so ausgeführt, daß der Bremssattel in Hauptdrehrichtung nur über der Bremsscheibe formschlüssig an einem Arm des Bremsträgers anliegt, so wird das maximal auftretende Biegemoment gesenkt und der Arm des Bremsträgers kann materialsparender und billiger ausgelegt werden.
Dadurch, daß der Bremssattel an einem Vorsprung an einem Arm des Bremsträgers abgestützt ist, wird das auftretende Biegemoment vom Belagverschleiß unabhängig.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung wird der mit dem Bremssattel in formschlüssiger Verbindung stehende Arm des Bremsträgers so ausgebildet, daß er sich nur bis zur vom Bremsträger aus gesehenen Bremsscheibenaußenkante erstreckt. Die auf der dem Bremsträger abgewandten Scheibenseite liegende Bremsbacke wird am Bremssattel derart aufgehängt, daß sie in Umfangsrichtung der Bremsscheibe verschiebbar ist. Durch diese Bauweise kann zusätzlich Material eingespart werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen, in Höhe der Arme des Bremsträgers waagerecht aufgeschnittenen Schwimmsattel-Scheibenbremse,
Figur 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-H in Figur 1,
Figur 3 eine in Umlaufrichtung der Bremsscheibe gesehene, in der Bremsenmitte aufgeschnittene Schwimmsattel-Scheibenbremse,
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Figur 4 eine Aufsicht gemäß Figur 1 auf eine
abgeänderte, erfindungsgemäße Schwimmsattel-Scheibenbremse *
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse besteht aus einem am Fahrzeugteil festlegbaren Bremsträger 1, aus beiderseits der Bremsscheibe 1o angeordneten Bremsbacken 8, 9, aus einem die Bremsscheibe u-förmig übergreifenden, die Bremsbacken 8, 9 umgreifenden Bremssattel 11, der am Bremsträger 1 mittels zwei Führungsbolzen axial verschiebbar befestigt ist und einem zwischen Bremsträger und Bremssattel 11 angeordneten Betätigungszylinder 14, der auf die Bremsbacke 8 direkt, auf die Bremsbacke 9 über den Bremssattel 11 indirekt einwirkt.
Der Bremsträger T weist zwei in Sekantenrichtung zur Bremsscheibe 1o im Abstand voneinander angeordnete, den Rand der Bremsscheibe übergreifende Arme 2, 3 auf, die den Bremsbacken 8, 9 zur Führung und Halterung dienen. Der auf der Scheibeneinlaufseite liegende Arm 2 des Bremsträgers zeigt zwei parallel zur Scheibenachse liegende Nuten 18, 19, die durch die Wandfläche 22 des Bremsträgerarms 2, durch die Nutenbodenflachen 18', 191 und durch die parallel zur Wandfläche 22 zum Außenrand der Bremsscheibe 1o zeigenden Wandflächen 24, 25 begrenzt sind. Die Wandflächen 24, 25 enden innerhalb des Außenumfangs 3o der Bremsscheibe Io an den Flächen 26, 27. Der auf der Scheibenauslaufseite liegende Arm des Bremsträgers 3 hat eine der Bremsenmitte zugewandte Wandfläche 23, von der sich im rechten Winkel zur Bremsenmitte zeigend zwei Auflageflächen 2o, 21 erstrecken.
Die Bremsbacken 8, 9 sind aus Belag 6, 7 und Rückenplatte 4, 5 zusammengesetzt und tragen auf der dem Bremssattel zugewendeten Seite 31, 32 einen Reibbelag, so daß der Reibungskoeffizient ^ zwischen Reibbelag und Bremssattel
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genau um ο,5 kleiner ist als der Reibungskoeffizient LO _ zwischen Bremsscheibe 1o und den Belägen 6, 7. Die Enden 28, 29 der Rückenplatten 4,5 auf der Scheibeneinlaufseite sind mit zur Scheibenmitte zeigenden Vorsprüngen 28', 29' ausgebildet, die sich mit Spiel X in die Nuten 18, 19 einfügen und auf den Nutenböden 18', 19" aufliegen. Die zur Scheibenauslaufseite liegenden Enden 33, 34 der Rückenplatten 4, 5 liegen auf den Abstützflächen 2o, 21, so daß sie eine zur Scheibenmitte zei-3ο gende Drehung um den Abstützpunkt der VorSprünge 28', 29' auf den Nutenböden auffangen können. Die Enden 33, der Rückenplatten zeigen mit der Wandfläche 23 des Bremsträgerarms ein Spiel y, das größer als das Spiel X ist.
Der Bremssattel 11 wird mittels eines am Arm 2 des Bremsträgers angeordneten, federnden Elementes 35 an der Wandfläche 23 des Bremsträgerarms 3 über die Flächen 16, in Anlage gehalten. Der sich parallel zur Bremsscheibe erstreckende Schenkel 12 des Bremssattels 11 steht mit der Rückenplatte 4 der Bremsbacke 9 über die Fläche in direkter reibschlüssiger Verbindung, der Schenkel des Bremssattels steht über den Betätigungszylinder mit der Rückenplatte 5 der Bremsbacke 8 durch die Fläche 37 indirekt in reibschlüssiger Verbindung.
Anhand von Figur 1 und 2 soll die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse erläutert werden. Die Bremsscheibe 1o soll sich in der durch Pfeil 15 angegebenen Richtung als Hauptdrehrichtung drehen. Die bei Anlegen der Bremsbacken an die Bremsscheibe auftretenden resultierenden Kräfte stehen im wesentlichen senkrecht auf dem in Figur 2 durch Punkt 38 laufenden Durchmesser der Bremsscheibe 1o. Somit wird die Bremskraft versuchen, die Bremsbacken in Drehrichtung 15 der Bremsscheibe mitzureißen. Der Reibschluß zwischen Bremsbacke 8, 9 und dem Bremssattel 11 wird überwunden und die
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Rückenplatte 4, 5 der Bremsbacken haken sich mit ihren mit Vorsprüngen 28', 29' ausgebildeten Enden 28, 29 in die Nuten 18, 19 des Bremsträgerarms 2 ein und übertragen an den Wandflächen 24, 25 alle über den Reibschluß hinausgehenden Kräfte auf den Bremsträgerarm 2, während die durch Reibschluß übertragene Kraft auf den Bremssattel 11 über die Anlageflächen 16, 17 auf den Arm 3 des Bremsträgers 1 weitergeleitet wird. Die gewünschte Kraftaufteilung ist somit nur von dem Verhältnis der Reibungskoeffizienten y^ und u abhängig und soll durch ein Zahlenbeispiel kurz erläutert werden.
Der Reibungskoeffizient Z6 R zwischen Belag 6, 7 und der Bremsscheibe 1o sei JUL· - o,5, der Reibungskoeffizient jUi, zwischen den Schenkeln 12, 13 des Bremssattels und den Stützplatten 4, 5 der Bremsbacken ist zu LL = o,25 ausgelegt. Geht man von einer axialen, die Bremsbacken 8, 9 an die Bremsscheibe 1o andrückenden Kraft F = 1ooo Kp aus, so wird zwischen Bremsscheibe 1o und jedem Belag 6, 7 eine Bremskraft F = 5oo Kp auftreten, die versucht, die Bremsbacken in ümfangsrichtung mitzureißen. Um jedoch die Bremsbacken gegenüber dem Bremss'attel bewegen zu können, muß erst der Reibschluß von F = F· U, = 1ooo Kp • o,25 = 25o Kp überwunden werden. Damit teilt sich die an der Bremsbacke auftretende Bremskraft in eine den Reibschluß überwindende Kraft auf, die über den Bremssattel an den Arm 3 des Bremsträgers weitergeleitet wird und in
die Restkraft F · = Fn - F = 25o Kp, die über den Vorr DJ-
sprung 28', 29' an den Arm 2 des Bremsträgers übergeben wird. Es ergibt sich also eine vom Belastungsfall unabhängige, gleichmäßige Kraftaufteilung auf die Arme 2, 3 des Bremsträgers.
Figur 4 zeigt eine Aufsicht auf eine abgeänderte, erfindungsgemäße Schwimmsattel-Scheibenbremse. Sie unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten Bremse durch den abgeänderten Arm 3* des Bremsträgers, der nur bis über die
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Bremsscheibe 1o ragt und mit einem zur Bremsenmitte zeigenden Vorsprung 4o mit der Fläche 41 am Bremssattel 11 anliegt. Die Stützplatte 41 der Bremsbacke 9' weist einen zum Schenkel 12 des Bremssattels zeigenden Zapfen 39 auf, der in einer Aussparung 38 des Schenkels 12 des Bremssattels 11 derart zu liegen kommt, daß nur ein Verschieben der Bremsbacke um das Spiel X mit und gegen die ümfangsrichtung der Bremsscheibe 1o möglich ist, ohne daß der Zapfen 39 an die Wandflächen 42 bzw. 43 zu liegen kommt.
Die durch den Reibschluß bedingte Wirkungsweise der Scheibenbremse wird durch diese Abänderung nicht beeinflußt. Im Gegensatz zu Figur 1 ist nun der Kraftangriffspunkt auf den Arm 3' des Bremsträgers vom Belagverschleiß unabhängig. Der Kraftangriffspunkt liegt immer über der Scheibe und das Biegemoment ist nur von der resultierenden Bremskraft abhängig.
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Leerseite

Claims (1)

  1. P 4672
    Patentansprüche
    f 1.ι
    1.ιSchwimmsattel-Scheibenbremse, mit einem auf einer Sei- ^^ te der Bremsscheibe angeordneten, zwei Arme aufweisenden Bremsträger, mit einer an den Armen geführten und gehaltenen Bremsbacke, einen am Bremsträger gehaltenen und geführten Bremssattel, der in reibschlüssige Verbindung mit der Bremsbacke gelangt, dadurch •gekennzeichnet, daß der Bremssattel (11) spielfrei in der Hauptdrehrichtung (15) der Bremsscheibe an einem Arm des Bremsträgers (2, 3) formschlüssig anliegt und sich die mit dem Bremssattel in reibschlüssiger Verbindung stehende Bremsbacke (8, 9) in Hauptdrehrichtung am anderen Arm (3, 2) des Bremsträgers abstützt.
    2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die mit dem Bremssattel
    (11) in reibschlüssiger Verbindung stehende Bremsbacke
    (9) auf der dem Bremsträger (1) abgewandten Scheibenseite liegt.
    3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 2q gekennzeichnet, daß der Bremssattel (11) sich an dem in Hauptdrehrichtung (15) der Bremsscheibe
    (10) gesehen hinteren Arm (3) des Bremsträgers (1) abstützt und die Bremsbacke (8, 9) mit dem in Hauptdrehrichtung gesehen vorderen Arm (2) des Bremsträgers (1) in Eingriff tritt.
    4. Scheibenbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bremsbacke (8, 9) und Bremssattel (11) ein Reibbelag (36, 37) angeordnet ist.
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    OBlGiNAL
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    -yr-
    5. Bremsbacke für eine Scheibenbremse nach Anspruch 1, mit einer aus Rückenplatte und Bremsbelag
    zusammengesetzten Bremsbacke, dadurch gekenn ζ eichnet, daß die Rückenplatte (4, 5) auf der dem Bremssattel (11) zugewendeten Seite einen Reibbelag trägt.
    6. Scheibenbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungskoeffizient ( ii) zwischen Bremssattel (11) und Bremsbacke (8, 9) kleiner ist als der Reibungskoeffizient (/£/B) zwischen Bremsbelag (6, 7) und Bremsscheibe (1o) .
    7. Scheibenbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungskoeffizient ( /^ ) zwischen Bremssattel (11) und Bremsbacke (8, 9) um den Faktor o,5 geringer ist als der Reibungskoeffizient ( #/R) zwischen Bremsbelag (6, 7) und Bremsscheibe (1o).
    8. Scheibenbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (11) in Hauptdrehrichtung (15) mit je einer Fläche (16, 17) zu beiden Seiten der Bremsscheibe (1o) formschlüssig an einem Arm des Bremsträgers (3) anliegt.
    9. Scheibenbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (11) in Hauptdrehrichtung (15) nur über der Bremsscheibe (1o) formschlüssig an einem Arm (3) des Bremsträgers (1) anliegt.
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    1ο. Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (11) an einem Vorsprung (4o) an einem Arm (3) des Bremsträgers (1) abgestützt ist.
    11. Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Bremssattel (11) in formschlüssiger Verbindung stehende Arm (3) des Bremsträgers (1) sich bis zur vom Bremsträger (1) aus gesehenen BremsScheibenaußenkante erstreckt.
    12. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der dem Bremsträger (1) abgewandten Scheibenseite liegende Bremsbacke (9) am Bremssattel (11) derart aufgehängt ist, daß sie in ümfangsrichtung der Bremsscheibe (1o) verschiebbar ist.
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