DE3013862C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelagscheibenbremse mit einem zentralen, kreisförmigen Bremsbackenbeaufschlagungsglied und einer Bremsbacke sowie einer zwischen Bremsbacken­ beaufschlagungsglied und Bremsbacke angeordneten Druckplatte, deren dem Bremsbackenbeaufschlagungsglied zugewandte Auflagefläche ebenso wie die druckplattenseitige Berührungs­ stirnfläche des Bremsbackenbeaufschlagungsgliedes sphärisch ausgebildet ist.

Eine derartige Teilbelagscheibenbremse ist aus der US-PS 31 12 014 bekannt. Bei dieser Teilbelagscheibenbremse besitzt das Bremsbackenbeaufschlagungsglied eine etwa paraboloidförmige Aushöhlung an seiner der Bremsscheibe zugewandten Seite. In diese Aushöhlung greift ein ebenfalls etwa paraboloidförmiger Vorsprung der Druckplatte ein, wobei sich Druckplatte und Aushöhlung nur im Bereich der Paraboloidspitzen berühren. Die Druckplatte ist mittels einer Feder gegen das Bremsbackenbeaufschlagungsglied vorgespannt und wird durch diese Vorspannung in ihrer Lage gehalten. Die Feder sitzt dabei auf einem axial den Vorsprung der Druckplatte durchgreifenden und axial in das Bremsbackenbeaufschlagungsglied eingeschraubten Bolzen.

Die Übertragung der Bremskräfte vom Bremsbackenbeaufschlagungsglied auf die Druckplatte erfolgt dabei lediglich über die geringe gemeinsame Berührungsfläche im Bereich der Paraboloidspitzen, wobei diese Fläche noch im Bereich der Achse aufgrund der Bohrungen für den Bolzen vermindert ist. Die dadurch auftretenden sehr hohen Flächenpressungen können zu erhöhtem Verschleiß in diesem Bereich führen und die Verschwenkbarkeit der Druckplatte beeinträchtigen.

Aus dem DE-GM 18 55 586 ist eine Teilbelagscheibenbremse bekannt, bei der das Bremsbackenbeaufschlagungsglied von einem Kolben gebildet ist, der becherförmig ausgebildet und auf seiner hohlen, der Bremsscheibe zugewandten Seite einen mittleren achsparallel gerichteten zylindrischen Zapfen aufweist, welcher kopfseitig mit einer kugelförmigen Fläche endet. Die Druckplatte weist an ihrer dem Kolben zugewandten Seite eine Aussparung mit einer an die kugelförmige Fläche des Zapfens angepaßten kugelförmigen Fläche auf. Durch eine Klemmfeder wird die Druckplatte am Kolben gehalten, wobei die beiden kugelförmigen Flächen einander im wesentlichen vollständig berühren. Die Klemmfeder ist dabei U-förmig ausgebildet und liegt mit ihren Schenkeln in zwei Nuten, die seitlich an einem Abschnitt der Druckplatte angeordnet sind, welcher den zylindrischen Zapfen übergreift, wobei die Schenkel der Feder gleichzeitig in eine Umfangsnut am Zapfen eingreifen. Diese Federbefestigung läßt ein wirksames Schwenken der Druckplatte nur im Rahmen der zwischen Federschenkeln und Umfangsnut vorgesehenen Toleranz zu.

Darüber hinaus wird das Verschwenken der Druckplatte durch die aufgrund der vollflächigen Berührung der Kugelflächen auftretende hohe Reibung erschwert. Die vollflächige Berüh­ rung der Kugelflächen gestattet auch eine relativ ungehinder­ te Wärmeübertragung von der Druckplatte auf das Bremsbacken­ beaufschlagungsglied.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Teilbelagscheibenbremse der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß bei gleichförmiger Verteilung der vom Brems­ backenbeaufschlagungsglied eingeleiteten Kraft auf die Brems­ backe ein sicherer, wartungsarmer Betrieb auch noch nach langer Einsatzzeit gewährleistet ist und bei dem gleichzei­ tig die Wärmeübertragung von der Bremsbacke auf das Bremsbac­ kenbeaufschlagungsglied verringert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Ausbildung der einander berührenden sphärischen Flächen von Bremsbackenbeaufschlagungsglied und Druckplatte an einem im wesentlichen kreisförmigen Ringkragen in der Nähe des Randbereichs der druckplattenseitigen Berührungsflä­ che des Bremsbackenbeaufschlagungsglieds wird gegenüber dem Stand der Technik eine verschleißsichere Kraftübertragung ge­ währleistet und gleichzeitig die Reibung für eine Verschwenk­ bewegung zwischen Druckplatte und Bremsbackenbeaufschlagungs­ glied herabgesetzt. Auch die Wärmeleitung zwischen Druckplat­ te und Bremsbackenbeaufschlagungsglied wird dabei reduziert. Die Befestigung der Druckplatte am Bremsbackenbeaufschla­ gungsglied mittels der erfindungsgemäßen Haltefeder und dem zugehörigen Bolzen ermöglicht auf besonders einfache und vor­ teilhafte Weise eine wirksame Punktlagerung der Druckplatte am Bremsbackenbeaufschlagungsglied, so daß die Druckplatte um zwei Achsen frei schwenken kann. Die Druckplatte und das Bremsbackenbeaufschlagungsglied sollen dabei durch eine Hal­ tefeder zusammengespannt sein, um im Bereich des sphärischen Drucklagers eine kontinuierliche Anlage zu erzielen. Ist der Bolzen an seinem Einsteckende keilförmig ausgebildet, so er­ folgt beim Einstecken des Bolzens in den Bügel eine Spannung der bügelartigen Haltefeder.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Haltefeder und des sie festle­ genden Haltebolzens wird die Einstellbarkeit in den beiden Ebenen ohne hohen Aufwand erzielt. Ferner dient die erfin­ dungsgemäße Ausbildung der Feder und der Druckplatte als Verdrehsicherung zwischen dem Bremsbackenbeaufschlagungs­ glied und der Druckplatte. Die Haltefeder verbindet außer­ dem die Druckplatte und das Bremsbackenbeaufschlagungsglied miteinander und verhindert so ein Klappern beider Teile.

Die Ausbildung nach Anspruch 2 ermöglicht eine Verlagerung des Kraftangriffspunktes radial einwärts, so daß auch bei einer in Umfangsrichtung wesentlich länger als in Radialrich­ tung ausgebildeten Bremsbacke eine nahezu gleichmäßige Druck­ verteilung erzielt wird.

Die Ausbildung nach Anspruch 4 ist vorteilhaft, da Bremsbac­ ken verwendet werden können, wie sie bei Bremsen mit zwei in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Hydraulikkolben üblich sind, obwohl lediglich ein zentrales Bremsbackenbeauf­ schlagungsglied bei der erfindungsgemäßen Bremse vorgesehen ist. Die besonders ausgebildete Druckplatte nach Anspruch 4 gestattet nämlich eine gleichmäßige Verteilung der zentral aufgebrachten Bremskraft auf die gesamte Fläche der längli­ chen Bremsbacke bzw. der Rückenplatte derselben.

Durch die Ausbildung der Rückenplatten-Auflageflächen an axial vorspringenden kreisförmigen Ringkragen nach Anspruch 5 hat zum Vorteil, daß auch hier die Wärmeübertragung zwi­ schen Bremsbackenrückenplatte und Druckplatte vermindert ist.

Das Vorsehen einer Unterbrechung auf der radialen Außenseite des Ringkragens der Rückenplatten-Auflageflächen nach An­ spruch 6 bewirkt auch hier ein radiales Einwärtswandern des Druckpunktes zwischen Druckplatte und Bremsbacke, so daß bei­ spielsweise in Verbindung mit der Ausbildung nach Anspruch 2 eine abgestufte Einwärtsverlagerung des Druckpunktes und damit eine wirksamere Bremskraftverteilung über die Fläche des Bremsbelages erzielt wird.

Die Halterung der Bremsbackenrückenplatte an der Druckplatte kann nach Anspruch 7 in besonders vorteilhafter Weise durch die in entsprechenden Bohrungen der Rückenplatte eingreifen­ den Haltezapfen erfolgen.

Besonders vorteilhafte Ausbildungen der sphärischen Flächen sind durch die Ansprüche 8 bis 10 angegeben.

Ist gemäß der Ausbildung nach Anspruch 11 eine Haltefeder zwischen Rückenplatte und Druckplatte vorgesehen, so ist die Bewegungsfreiheit zwischen Druckplatte und Bremsbackenrücken­ platte nahezu aufgehoben. Darüber hinaus soll die Haltefeder beim Lösen der Betätigungseinheit den Bremsbelag durch die übergreifenden Federlaschen von der Scheibe freistellen. Durch die über die Rückenplatte greifenden Federlaschen wird bei einer Faustsattelscheibenbremse eine Stützkraft Belag­ rückenplatte/Belagrückenplattenhalterung ausgeübt.

Das die Belagrückenplattenhalterung darstellende Halteglied ist dabei nach Anspruch 12 vorteilhafterweise aus zwei Halte­ zapfen gebildet, die in Bohrungen der Druckplatte eingepreßt sind und in Bohrungen in der Rückenplatte der Bremsplatte ragen. Infolgedessen braucht die Federlasche, die sich auf der Rückenplatte abstützt, in Radialrichtung gesehen nur auf einer Seite vorhanden zu sein, so daß die Bremsbacke bei hochgeschwenkter Sattelbrücke leicht zugänglich ist und leicht nach unten aus der hochgeschwenkten Sattelbrücke her­ ausgenommen werden kann.

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

Fig. 1 einen radialen Axialschnitt einer erfindungs­ gemäßen Teilbelagscheibenbremse mit einer ersten Ausführungsform einer Haltefeder,

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

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Rückansicht der erfindungs­ gemäßen Druckplatte,

Fig. 5 eine Radialansicht der erfindungsgemäßen Druckplatte,

Fig. 6 eine Draufsicht einer zwischen Trägerplatte und

Fig. 7 eine Seitenansicht der Haltefeder nach Fig. 6.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Faustsattelbremse mit einem die nicht dargestellte Bremsscheibe umgreifenden Sattel 36, einer äußeren mittelbar betätigten Bremsbacke 27 und einer inneren unmittelbar betätigten Bremsbacke 12, welche aus einer Träger- oder Rückenplatte 13 und dem Bremsbelag 37 besteht.

Zwischen die Rückenplatte 13 und eine sie beaufschlagende Druck­ platte 11 ist eine klammerartige Haltefeder 46 gelegt, welche im einzelnen weiter unten beschrieben wird.

Über eine sphärische Ringfläche (Auflagefläche 16) ist die Druckplatte 11 an einer entsprechend sphärisch ausgebildeten Stirnfläche (Berührungsfläche 15) eines Bremsbackenbeaufschlagungsgliedes 14 angelegt, welches als Topf­ kolben ausgebildet ist, der in einer Zylinderbohrung 38 des einen Sattelschenkels 39 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Topf­ kolben 14 ist von einer Nachstellspindel 40 beaufschlagt, die von einem Betätigungsbolzen 41 mit einer axialen Kraft beauf­ schlagt werden kann. Die Axialkraft wird durch eine von einem Betätigungshebel 42 verdrehbare Betätigungsmutter 43 erzeugt, die über ein Kugelumlaufgewinde 44 mit dem als Spindel ausgebildeten Betätigungsbolzen 41 verbunden ist. Beim Schwenken des Betätigungshebels 42 um die Achse 26 wird der Topfkolben 14 in Richtung der nicht dar­ gestellten Bremsscheibe vorgeschoben.

Nach den Fig. 1 bis 5 ist die Druckplatte 11 in Umfangsrichtung länglich ausgebildet. An der dem Topfkolben 14 zugewandten Seite weist sie eine an einem Ringkragen 17 vorgesehene Auflagefläche 16 auf, die lediglich in Fig. 1 sphärisch eingezeichnet ist. Der Ringkragen 17 und die Anlagefläche 16 sind im radial äußeren Be­ reich bei 18 unterbrochen, um den Kraftangriffspunkt des Topf­ kolbens 14 nach innen zu verlegen.

Auf der entgegengesetzten Seite sind an der Druckplatte 11 zu beiden Seiten symmetrisch zur mittleren Radialebene 19 weitere Ringkragen 22, 23 mit Anlageflächen 20, 21 vorge­ sehen, die mit der Rückenplatte 13 in Eingriff stehen. Auch die Anlageflächen 20, 21 weisen im radial äußeren Be­ reich bei 18 die gleiche Unterbrechung auf wie die Anlage­ fläche 16.

In der Mitte der Ringkragen 22, 23 sind Haltezapfen 24, 25 vorgesehen, die in entsprechende Bohrungen 50 der Rückenplatte 13 eingreifen (Fig. 1).

In der Mitte der Druckplatte 11 ist auf der dem Topfkolben 14 zugewandten Fläche eine Zentralausnehmung 30 vorgesehen, in welche der Bügelteil 28″ einer bügelförmigen Haltefeder 28 eingreift, deren gerade radiale Endstücke 28′ in Radialbohrungen 29 des Topfkolbens 14 untergebracht sind. Nach Fig. 1, 2 greift radial von außen her ein Bolzen 31 in eine entsprechende Bohrung der Druckplatte 11 ein. Der Bolzen 31 durchgreift die Zentralausnehmung 30 sowie den Bügelteil 28″ der Bügelfeder 28. Da die Spitze 45 des Bolzens 31 keilförmig ausgebildet ist, kann der Bolzen 31 beim Einsetzen die Bügelfeder 28 so spannen, daß die sphärischen Flächen 15, 16 federnd aufeinandergedrückt werden.

Nach den Fig. 1 und 6, 7 ist eine zwischen der Druckplatte 11 und der Rückenplatte 13 angeordnete weitere Haltefeder 46 im wesent­ lichen als ebenes Federblech 33 ausgebildet, das zwischen der Druckplatte 11 und der Rückenplatte 13 liegt. An den radial äußeren und inneren Enden weist dieses Federblech in der Mitte zum Topfkolben 14 hin vorspringende laschenartige Federarme 47 auf, welche sich federnd von außen an die Druckplatte 11 an­ legen und sie festklemmen.

In Umfangsrichtung zu beiden Seiten neben dem einen mittleren Federarm 47 erstrecken sich über die radialen Außen­ kanten der Rückenplatte 13 weitere laschenartige Federarme 48, welche klemmend auf den Außenkanten aufliegen.

Nach den Fig. 1, 6 und 7 ist die Haltefeder 46 radial außen relativ breit und von ihrem ebenen Mittelteil bis zum radial inneren Ende so schmal ausgebildet, daß die beiden Haltezapfen 24, 25, welche in Bohrungen der Druckplatte 11 eingepreßt sind und in Bohrungen 50 in der Trägerplatte 13 der Brems­ backe 12 hineinragen, seitlich neben der Haltefeder 46 liegen.

Die Montage des Bremsbackenbeaufschlagungsgliedes 14 mit der durch die Haltevorrichtung 28, 31 daran, befestigten Druckplatte 11 geht so vor sich, daß es in die Zylinderbohrung 38 des Sattels axial eingesetzt wird. Die axiale Breite des Sattels läßt dies noch zu. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Bolzen 31 gemäß Fig. 1 nachträglich durch eine radiale Bohrung 52 im Bremssattel in die Druckplatte 11 eingebracht wird.

Wie in Fig. 5 gestrichelt angedeutet ist, ist die Höhe der Ringkragen 22, 23 etwas größer als die Blechdicke der Halte­ feder 46, so daß die erfindungsgemäß zwischen die Ringkragen passende Haltefeder 46 ausreichend Freiraum hat, auch wenn die Bremsbacken an die Bremsscheibe angelegt sind.

Die Montage der erfindungsgemäßen Teilbelagscheibenbremse kann wie folgt vor sich gehen:

Zunächst wird die Bügelfeder 28 mit ihren geraden Enden 28′ unter Zusammendrücken mit den Radialbohrungen 29 des Topfkolbens 14 in Ausrichtung gebracht. Beim Loslassen der Bügelfeder tre­ ten die geraden Endstücke 28′ in die Radialbohrungen 29 ein. Nun­ mehr wird die Druckplatte 11 von innen her auf die Bügelfeder 28 aufgesetzt, bis sich die sphärischen Flächen 15, 16 berühren. Die Ausnehmung 30 ist so flach ausgebildet, daß die Bügelfeder jetzt die aus Fig. 3 ersichtliche Position einnimmt.

Nunmehr wird der Bolzen 31 in die Druckplatte eingesetzt, wodurch die Druckplatte 11 mit dem Topfkolben 14 verspannt wird. Es ist jedoch noch die Drehbewegung der Druckplatte 11 in zwei Ebenen entlang der sphärischen Flächen 15, 16 möglich.

Anschließend wird die klammerartige Haltefeder 46 auf die der Scheibe zugewandte Stirnseite der Druckplatte 11 aufgesetzt. Nun­ mehr kann die Bremsbacke 12 auf die Haltezapfen 24, 25 der Druckplatte 11 aufgesetzt werden, wobei die Federarme 48 sich federnd auf die radiale Außenkante der Rückenplatte 13 aufschieben. Das ebene Federblech ist so schmal, daß die beiden Zapfen 24, 25 und die Ringkragen 22, 23 sich seitlich an der Feder vorbei erstrecken können.

Claims (12)

1. Teilbelagscheibenbremse mit einem zentralen, kreisför­ migen Bremsbackenbeaufschlagungsglied und einer Brems­ backe sowie einer zwischen Bremsbackenbeaufschlagungs­ glied und Bremsbacke angeordneten Druckplatte, deren dem Bremsbackenbeaufschlagungsglied zugewandte Auflage­ fläche ebenso wie die druckplattenseitige Berührungs­ stirnfläche des Bremsbackenbeaufschlagungsglieds phärisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet

• a) daß die dem Bremsbackenbeaufschlagungsglied (14) zugewandte Auflagefläche (16) an einem vorspringen­ den, im wesentlichen kreisförmigen Ringkragen ausge­ bildet ist, der in der Nähe des Randbereichs der druckplattenseitigen Berührungsfläche (15) des Brems­ backenbeaufschlagungsglieds (14) auf diesem auf­ liegt,
• b) daß die Druckplatte (11) und das Bremsbackenbeauf­ schlagungsglied (14) durch eine Haltefeder (28) schwenkbar zusammengespannt sind, und
• c) daß die Haltefeder (28) zwei in Radialbohrungen (29) des Bremsbackenbeaufschlagungsgliedes (14) gelagerte gerade Endstücke (28′) und ein sich in eine Zentral­ ausnehmung (30) der Druckplatte (11) erstreckendes Bügelteil (28″) aufweist, in das ein in die Druck­ platte (11) diametral eingesetzter Bolzen (31) ein­ greift, welcher sich vorzugsweise radial erstreckt.

2. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (16) auf der radialen Außenseite eine Unterbrechung (18) aufweist.

3. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung (18) sich symmetrisch zu dem durch den Mittelpunkt der Auflagefläche (16) verlaufen­ den Scheibenradius (19) über einen Winkel von 80° bis 100° und vorzugsweise etwa 90° erstreckt.

4. Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Auflagefläche (16) entgegengesetzten Seite der Druckplatte symmetrisch zum mittleren Schei­ benradius (19) zwei Rückenplatten-Auflageflächen (20, 21) vorgesehen sind.

5. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenplatten-Auflageflächen (20, 21) an axial vorspringenden kreisförmigen Ringkragen (22, 23) ausge­ bildet sind.

6. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenplatten-Auflageflächen (20, 21) bzw. die Ringkragen (22, 23) auf der radialen Außenseite eine Unterbrechung (18) aufweisen.

7. Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in der Mitte der Rückenplatten-Auflageflä­ chen (20, 21) Haltezapfen (24, 25) vorgesehen sind, die in entsprechende Bohrungen der Rückenplatte (13) der Bremsbacke (12) eingreifen.

8. Teilbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der sphärischen Flächen (15, 16) auf der Achse (26) des Bremsbackenbeaufschlagungsglie­ des (14) liegt.

9. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der sphärischen Flächen (15, 16) auf der vom Bremsbackenbeaufschlagungsglied (14) abge­ wandten Seite des Bremsbacke (12) liegt.

10. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der sphärischen Flächen (15, 16) etwa im Bereich der gegenüberliegenden anderen Brems­ backe (27) liegt.

11. Teilbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rückenplatte (13) und Druckplatte (11) eine ein ebenes Mittelteil aufweisende weitere Haltefe­ der (46) vorgesehen ist, welche zwei mittlere, einander gegenüberliegende Federarme (47) aufweist, mit denen sie den Außenrand der Druckplatte (11) umgreift, wäh­ rend auf der entgegengesetzten Seite zwei kleinere, am radial äußeren Rand der Bremsbacke (12) anliegende Fe­ derarme (48) vorgesehen sind, die die Bremsbacke (12) radial nach innen gegen ein Halteglied der Druckplatte (11) andrücken.

12. Teilbelagscheibenbremse nach Anpruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied aus wenigstens zwei Haltezapfen (24, 25) besteht, die in Bohrungen in der Druckplatte (11) eingepreßt sind und in Bohrungen (50) in der Rückenplat­ te (13) der Bremsbacke (12) ragen, wozu der ebene Mit­ telteil der weiteren Haltefeder (46) entsprechend schmal ausgebildet ist.