DE29804394U1

DE29804394U1 - Scheibenbremse für Fahrzeuge, insbesondere Fahrräder

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Publication number: DE29804394U1
Application number: DE29804394U
Authority: DE
Original assignee: Gustav Magenwirth GmbH and Co KG
Current assignee: Gustav Magenwirth GmbH and Co KG
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2008-03-14

Description

Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für Fahrzeuge, insbesondere Fahrräder, umfassend eine fest mit einer Nabe verbindbare Bremsscheibe, einen die Bremsscheibe auf einander gegenüberliegenden Seiten übergreifenden Bremssattel, mindestens einen ersten, auf der einen Seite der Bremsscheibe angeordneten und beim Betätigen der Bremsscheibe gegenüber dem Bremssattel in Richtung der Bremsscheibe bewegbaren Bremsbelag und mindestens einen zweiten, auf der anderen Seite der Bremsscheibe am Bremssattel in Richtung der Bremsscheibe unverschieblich angeordneten Bremsbelag.

Eine derartige Scheibenbremse ist beispielsweise aus der DE 42 22 044 Al bekannt. Der Bremssattel ist bei dieser Scheibenbremse in einem Führungszylinder verschieblich gelagert. Die Lage des Bremssattels läßt sich dadurch so einstellen, daß die Bremsbeläge bei unbetätigter Bremse nicht an der Bremsscheibe schleifen, doch ist der Aufbau wegen der genau zu bearbeitenden Führungsflächen kompliziert und dementsprechend teuer und außerdem wegen der konstruktionsbedingten außermittigen Lagerung störanfällig im Hinblick auf Abnutzung und Verschmutzung.

Eine weitere Lösung einer Scheibenbremse ist aus der US. 5,632,362 bekannt. Bei dieser ist der Bremssattel in bekannter Weise auf Bolzen verschieblich gelagert. Die Bremsbeläge werden zwar mittels einer Feder auseinandergehalten, die Lage des Bremssattels ist jedoch bei nicht betätigter Bremse nicht definiert, sondern dem Zufall überlassen, was zur Folge hat, daß der eine oder andere Bremsbelag an der

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Scheibe streifen kann. Dies wird von Fahrradfahrern wegen der vergleichsweise geringen menschlichen Leistung und wegen des Schleifgeräusches nicht akzeptiert.

Darüber hinaus ist aus der DE 591 787 eine Bremse für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welcher ein feststehender und ein bewegbarer Bremsring vorgesehen sind, die auf eine Bremsscheibe wirken, welche ihrerseits Bremsbeläge trägt. Die Bremsflächen sind dabei aufeinander zu bewegbar, wobei die Bremsscheibe auf der Triebwelle ihre axiale Position ändert. Darüber hinaus ist die Bremsscheibe flexibel ausgebildet, wobei die Flexibilität der Bremsscheibe dazu dient, zunächst die Bremsbeläge teilweise an den Bremsflächen anzulegen und erst bei zunehmender Bewegung der Bremsflächen relativ zueinander eine volle Anlage der Bremsbeläge an den Bremsflächen zu erreichen.

Eine weitere Bremse entsprechend der vorstehend beschriebenen Art der Bremse ist aus der US 2,608,275 bekannt und arbeitet ebenfalls nach dem Prinzip, daß die Bremsscheibe axial verschieblich auf der diese tragenden Welle sitzt. Diese Bremse ist für Getriebe von Kraftfahrzeugen vorgesehen.

Ausgehend von der DE 42 22 044 Al liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse zu schaffen, die einfach im Aufbau und nicht störanfällig ist und bei der im nicht betätigten Zustand die Bremsbeläge die Bremsscheibe nicht berühren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

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Durch die Tatsache, daß sowohl die Bremsscheibe als auch der Bremssattel fest mit den sie tragenden Fahrzeugteilen verbunden und keinerlei Elemente erforderlich sind, die eine Verschiebung gestatten, ist ein besonders einfacher Aufbau möglich, bei dem Störungen durch Umwelteinflüsse ausgeschlossen sind. Außerdem ist die geometrische Zuordnung der Teile zueinander eindeutig, so daß die Bremsbeläge stets einen Abstand zur Bremsscheibe haben und nicht schleifen. Die Nutzung der elastischen Verformbarkeit der Bremsscheibe zur Überbrückung des Spaltes zum zweiten Bremsbelag ist der wesentliche Gedanke der Erfindung. Die aus der geringen Verformung resultierende Biegebeanspruchung in den Stegen der Bremsscheibe liegt weit unterhalb des zulässigen Wertes, was auch allen Fahr- und Prüfstandversuchen bestätigt wurde.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 14.

Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels dient zusammen mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung.

Es zeigen Figur 1

eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Scheibenbremse,

Figur 2

eine Ansicht in Richtung des Pfeils X in Fig. 1

und Figur 3

einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 1.

Am Rahmenteil (1) eines nicht näher dargestellten Fahrzeuges, z. B. an der Federgabel eines Fahrrads, ist in bekannter Weise die Nabe (2) eines Laufrades drehbar und axial unverschieblich auf einer rahmenfesten Achse gelagert. Eine Bremsscheibe (3) ist fest mit der Nabe (2) verbunden. Sie besteht aus einem inneren Ring (5), der beispielsweise mittels Schrauben (4) an der Nabe (2) angeschraubt ist, einem äusseren Ring (6) und mehreren Stegen (7), die die beiden Ringe verbinden. Der äussere Ring (5) kann massiv ausgebildet sein, er kann jedoch auch Bohrungen.wie in Figur 1 dargestellt oder sonstige Durchbrüche aufweisen. Diese dienen in erster Linie der Gewichtsreduzierung.

Mit dem Rahmenteil (1) ist der Bremssatte! (8) fest verbunden. Dieser besteht aus einem die Bremsscheibe (3) umgreifenden Gehäuse (10) mit einem zur Radmitte hin offenen Schlitz (11), durch den hindurch sich der äussere Ring (6) bewegt, wenn sich die Bremsscheibe (3) um die Radmitte dreht. Das Gehäuse (10) ist so gestaltet, daß es an die am Rahmenteil (1) vorhandenen Flansche (9) angeschraubt werden kann.

Das Gehäuse (10) weist in seinem dem Laufrad abgewandten Teil eine zur Bremsscheibe (3) hin offene zylindrische Bohrung (12) auf, in der ein Kolben (13) verschieblich gelagert ist. Der freie Raum zwischen Kolben und Gehäuse ist mittels der Dichtung (15) nach außen abgedichtet und bildet den Druckraum (14). Zur Verhinderung von Schmutzzutritt ist außerdem ein Abstreifer (16) vorgesehen. Der Druckraum (14) ist über eine Leitung (17) mit einem nicht dargestellten Druckerzeuger, z.B. einem handbetätigen Hauptbremszylinder verbunden.

Der Kolben (13) liegt mit seiner äusseren Stirnfläche an der Trägerplatte (19a) eines ersten Bremsklotzes (18a) an. Mit der Trägerplatte fest verbunden ist der Bremsbelag (20a). Die Trägerplatte (19a) ist im wesentlichen rund und wird ringsum vom Gehäuse (10) gehalten, wodurch die beim Bremsen entstehenden Kräfte aufgenommen werden.

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An einer Stelle ihres Umfangs weist sie einen radialen Fortsatz (36a) auf, der sich durch eine entsprechende Öffnung des Gehäuses (10) hindurch nach aussen erstreckt, so daß der Bremsklotz (18a) sich nicht verdrehen kann. Selbstverständlich sind auch andere geometrische Formen möglich, die ein Drehen verhindern.

Die Trägerplatte (19a) besteht vorzugsweise aus Stahl. Ein im Kolbenboden; befestigter Dauermagnet (29) zieht diese damit den Bremsklotz (18a) an und gibt ihm eine definierte Lage. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann im Kolbenboden außerdem ein Ring (30) aus isolierendem Material eingelegt sein, der gegenüber der Kolbenstirnfläche übersteht, um die Wärmeübertragung vom Bremsklotz (18a) zum Kolben (13) zu verringern.

Druckraumseitig weist der Kolben eine Bohrung (21) auf, in die eine nach außen abgedichtete und von außen über ein Gewinde (23) beispielsweise mittels eines Innensechskantes (26) einstellbare Einstellschraube (22) ragt. Zwischen dem endseitigen Bund der Anschlagschraube und einem in der Bohrung (21) des Kolbens (13) befestigten Ring (25) befindet sich eine Druckfeder (26), die den Kolben gegen die Anschlagschraube (22) drückt, wenn die Bremse nicht betätigt wird.

Zum Zweck der Befüllung des gesamten Bremssystems ist die Anschlagschraube mit einer Entlüftungsbohrung (27) versehen, die mit einer Dichtschraube (28) verschlossen ist.

Der auf der Innenseite der Bremsscheibe (3) zwischen dieser und dem Laufrad angeordnete Arm (31) des Bremssattels (8) ist mit einer Öffnung (32) versehen, die als Gewindebohrung ausgebildet ist. In ihr befindet sich eine Gewindescheibe (33) mit mindestens einem in ihr befestigten Dauermagneten (34), der den zweiten Bremsklotz (18b), bestehend aus der Trägerplatte (19b) mit Fortsatz (36b) und dem Bremsbelag (20b) hält und gegen die Gewindescheibe (33) zieht.

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Dieser zweite Bremsklotz ist in Form und Aufbau mit dem ersten identisch. Mittels eines Innensechskants (35) kann die Gewindescheibe verdreht und der Abstand des Bremsbelages (20b) zur Bremsscheibe (3) eingestellt werden.

Der Dauermagnet (34) ist vorzugsweise aussermittig angeordnet. Dadurch entsteht ein Reibmoment zwischen dem wegen des Fortsatzes (36b) unverdrehbar gehaltenen Bremsklotzes (18b) und der Gewindescheibe (33), so daß die letztere sich nicht selbsttätig verstellen kann. In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß zwischen der Trägerplatte (19b) und dem Dauermagneten (34) ein Luftspalt vorhanden ist und daß die Trägerplatte nur auf dem äusseren Rand der Gewindescheibe (33) aufliegt, wodurch das Reibmoment den größtmöglichen Wert erreicht.

Die Gewindebohrung (32) im Arm (31) ist so bemessen, daß bei abgebautem Bremssattel, wenn also die Bremsscheibe (8) sich nicht am Schlitz (11) befindet, beide Bremsklötze (18a) und (18b) durch diese Bohrung eingeführt werden können.

Die Spalte zwischen der Bremsscheibe (3), dem Gehäuse (10) des Bremssattels (8) sind stets kleiner als die Dicke der Trägerplatten (19a) und (19b), so daß auch bei abgenützten Bremsbelägen (20a) und (20b) die Trägerplatten sich nicht verklemmen oder gar nach aussen gezogen werden können.

Die Wirkungsweise der Scheibenbremse ist folgende: Nach dem Anschrauben des Bremssattels (8) an das Rahmenteil (1) werden mittels der Anschlagschraube (22) und der Gewindescheibe (33) die Bremsklötze (18a) und (18b) so eingestellt, daß; die Beläge (20a) und (20b) möglichst nahe der Bremsscheibe (3) sind, diese jedoch nicht berühren. Da alle Teile eine eindeutig fixierte Lage haben, wird die Bremsscheibe sich stets frei zwischen den Belägen hindurch bewegen.

Wird nun beim Betätigen des Hauptbremszylinders Flüssigkeit über die Leitung (17) in den Druckraum (14) gefördert, so bewegt sich der Kolben (13) gegen die Wirkung der Druckfeder (26) in Richtung der Bremsscheibe (3) und drückt den ersten Bremsbelag (20a) gegen den äusseren Ring (6). Sodann wird der äussere Ring (6) unter elastischer Verformung der Stege (7) gegen den zweiten Bremsbelag (20b) gedrückt. Die Scheibe ist jetzt zwischen die Bremsbeläge eingespannt, die Bremskraft wird entsprechend dem Flüssigkeitsdruck erzeugt.

Wird der Bremsvorgang durch Wegnahme des Druckes beendet, so zieht die Druckfeder (26)den Kolben (13) samt dem an ihm haftenden Bremsklotz (18a) bis zum Anschlag zurück, die Bremsscheibe (3) nimmt ihre ursprüngliche Form wieder an und berührt die Bremsbeläge (20a)und (20b) nicht mehr.

Falls die Bremsbeläge abgenützt sind, können sie auf einfache Weise mit einem handelsüblichen Werkzeug durch Nachstellen der Anschlagschraube (22) und der Gewindescheibe (33) wieder in die richtige Position gebracht werden.

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ANSPRÜCHE

1. Scheibenbremse für Fahrzeuge, insbesondere Fahrräder, umfassend

eine fest mit einer Nabe verbindbare Bremsscheibe, einen die Bremsscheibe auf einander gegenüberliegenden Seiten übergreifenden Bremssattel, mindestens einen ersten, auf der einen Seite der Bremsscheibe angeordneten und beim Betätigen der Scheibenbremse gegenüber dem Bremssattel in Richtung der Bremsscheibe bewegbaren Bremsbelag und mindestens einen zweiten, auf der anderen Seite der Bremsscheibe am Bremssattel in Richtung der Bremsscheibe unverschieblich angeordneten Bremsbelag, wobei der Bremssattel bei unbetätigter Scheibenbremse so gegenüber der Bremsscheibe positioniert ist, daß zwischen dem ersten Bremsbelag und der Bremsscheibe sowie zwischen dem zweiten Bremsbelag und der Bremsscheibe ein Spalt besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (8) in definierter geometrischer Zuordnung zur Nabe (2) feststehend angeordnet ist, daß beim Betätigen der Scheibenbremse der erste Bremsbelag (20a) auf die Bremsscheibe (3) derart einwirkt, daß ein von dem ersten Bremsbelag (20a) beaufschlagter äußerer Ring (6) der Bremsscheibe (3) sich unter elastischer Verformung der Bremsscheibe (3) in Richtung des zweiten Bremsbelags (20b) bewegt und sich an dem zweiten Bremsbelag (20b) anlegt.

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2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (8) fest mit einem die Nabe (2) tragenden Rahmenteil (1) verbindbar ist.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (2) drehbar und axial unverschieblich auf einer rahmenfesten Achse an dem Rahmenteil (1) gelagert ist.

4. Scheibenbremse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenbremse einen ersten und einen zweiten Bremsklotz (18a, 18b) aufweist, welche die ersten bzw. zweiten Bremsbeläge (20a, 20b) tragen.

5. Scheibenbremse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bremsbelag (20a) durch einen im Bremssattel (8) angeordneten hydraulisch betätigbaren Kolben (13) in Richtung der Bremsscheibe (3) bewegbar ist.

6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) mittels einer Druckfeder (26) in Richtung einer als Anschlag für den Kolben (13) dienenden und relativ zum Gehäuse (32) verstellbaren Anschlagschraube (22) beaufschlagt ist.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagschraube (22) eine verschließbare Entlüftungsbohrung (27) aufweist.

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8. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem den ersten Bremsbelag (20a) umfassenden ersten Bremsklotz (18a) und dem Kolben (13) ein Ring (25) aus wärmeisolierendem Material angeordnet ist.

9. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bremsklötze (18a, 18b) durch eine in einem Arm (31) des Bremssattels (8) angeordnete Öffnung (32) hindurch montierbar sind.

10. Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (32) in dem Arm (31) des Bremssattels (8) als Gewindebohrung ausgebildet ist, in der eine den zweiten Bremsklotz (18b) tragende einstellbare Gewindescheibe (33) angeordnet ist.

11. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsklötze (18a, 18b) Trägerplatten (19a, 19b) für die Bremsbeläge (20a, 20b) aufweisen und daß die Spalte zwischen der Bremsscheibe (3) und dem Gehäuse (10) des Bremssattels (8) kleiner sind als die Dicke der Trägerplatten (19a, 19b) der Bremsbeläge (20a, 20b).

12. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatten (19a, 19b) der Bremsbeläge (20a, 20b) aus Stahl bestehen und von mindestens je einem in dem sie abstützenden Teil befestigten Dauermagneten (29; 34) gehalten werden.

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13. Scheibenbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der in der Gewindescheibe (33) befestigten Dauermagnete (34) exzentrisch angeordnet ist.

14. Scheibenbremse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trägerplatte (19b) des zweiten Bremsbelags (20b) und dem Dauermagneten (34) ein Luftspalt vorhanden ist und daß die Trägerplatte (19b) auf dem äußeren Rand der Gewindescheibe (33) aufliegt.