DE3230583C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelagscheibenbremse mit wenigstens einer kraftbetätigten Bremsbacke, welche sich zumindest auf der bei Vorwärtsfahrt vorliegenden Scheiben­ auslaufseite in Umfangsrichtung an einem Bremsbackenträger über einen Bremskraft-Umlenkhebel mit im wesentlichen radialer Schwenkachse abstützt, dessen einer Hebelarm auf der Scheibenauslaufseite derart an der Trägerplatte der Bremsbacke anliegt, daß er in Umfangsrichtung an der Brems­ backe wirkende Bremskräfte aufnimmt, jedoch ein axiales Gleiten zwischen Trägerplatte und Hebelarm möglich ist, dessen Schwenkachse am Bremsbackenträger in Umfangsrichtung abgestützt ist und dessen zweiter Hebelarm sich zum Rücken der Trägerplatte der Bremsbacke erstreckt und diese axial mit einer von der Bremskraft und dem Verhältnis der Hebelarmlängen abhängigen Zusatzkraft beaufschlagt, wobei der Bremskraft- Umlenkhebel in axialer Richtung gegen Federkraft abhebbar von hinten an der Trägerplatte anliegt, wobei die Schwenkachse in Axialrichtung gleitbar am Bremsbackenträger gelagert ist, wobei die den axialen Gleitbewegungen entgegenwirkenden Reib­ kräfte unter Berücksichtigung der Federkraft so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einer Bremsung sich die Bremsbacke relativ zum ersten Hebelarm nicht aber der Bremskraft-Umlenk­ hebel relativ zum Bremsbackenträger axial verschieben kann, daß jedoch im ungebremsten Zustand der Bremskraft-Umlenkhebel sich unter dem Einfluß der Federkraft relativ zum Bremsbackenträger bis zur Anlage an der Trägerplatte bewegen kann, und wobei im Bereich der Berührungsstelle zwischen dem Vorsprung und der Anlagefläche die Reibung in Axialrichtung bei Andruck in Umfangs­ richtung erhöhende Mittel vorgesehen sind, nach DE-PS 31 14 047.

Es ist bereits bekannt, daß bei Scheibenbremsen und Ring­ scheibenbremsen der Verschleiß des kolbenseitigen Belages im Scheibeneinlauf größer ist als im Scheibenauslauf. Ursache dafür sind sowohl die Reibkräfte an der Belag-Abstützstelle als auch der Versatz der Abstützstelle zur Reibfläche, wodurch ein schräg wirkendes Moment entsteht. Dieser Effekt erweist sich besonders bei Bremssätteln mit breiten Belägen als nach­ teilig.

Um der einseitigen erhöhten Abnutzung des Bremsbelages entgegen­ zuwirken, hat man bereits den Kolben in Umfangsrichtung außer­ mittig zur Auslaufseite hin versetzt. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Bremse asymmetrisch wird und damit auch die Verformung.

Zur Verstärkung der Bremskraft ist bereits eine Teilbelagscheiben­ bremse bekanntgeworden (GB-PS 8 29 866), bei welcher sowohl auf der Scheibeneinlauf- als auch auf der Scheibenauslaufseite Bremskraft-Umlenkhebel vorgesehen sind, die um im wesentlichen radial verlaufende Wellen schwenkbar am Bremsträger gelagert sind. Der eine Hebelarm jedes dieser Bremskraft-Umlenkhebel liegt auf der Scheibeneinlauf- bzw. auf der Scheibenauslaufseite derart an der Trägerplatte der Bremsbacke an, daß er in Umfangs­ richtung an der Bremsbacke wirkende Bremskräfte aufnimmt und auf den anderen Hebelarm überträgt, der am Rücken der Trägerplatte anliegt. Bei einer Bremsung beaufschlagt die in Umfangsrichtung von der Bremsscheibe mitgenommene Bremsbacke jeweils einen der beiden ersten Hebelarme der Bremskraft-Umlenkhebel. Hierdurch entsteht in axialer Richtung eine Zusatzbremskraft, wodurch die ursprünglich von außen angelegte primäre Bremskraft verstärkt wird.

Der Nachteil der bekannten Teilbelagscheibenbremse besteht je­ doch darin, daß mit zunehmender Abnutzung der Bremsbeläge die Bremskraft-Umlenkhebel immer weiter geschwenkt werden müssen, damit die zweiten Hebelarme noch in Anlage an der Trägerplatte bleiben können. Hierdurch entfernt sich der erste Hebelarm immer weiter von seiner Anschlagfläche an der Trägerplatte der Brems­ backe.

Das Ziel der Hauptanmeldung besteht darin, eine Teilbelag­ scheibenbremse zu schaffen, bei der die Relativlage des Bremskraft-Umlenkhebels relativ zur Bremsbacke auch bei zunehmender Abnutzung der Bremsbeläge praktisch unverändert bleibt, so daß die mittels des Bremskraft-Umlenkhebels als Hilfszusatzkraft bzw. Bremsverstärkung von der Abnutzung der Bremsbeläge unbeeinträchtigt bleibt. Außerdem soll nach der Hauptanmeldung die Teilbelagscheibenbremse einfach im Aufbau und wirtschaftlich in der Herstellung sein.

Aufgrund der Ausbildung nach dem Hauptpatent bildet der Brems­ kraft-Umlenkhebel praktisch einen Bestandteil der Bremsbacke, welcher sich ebenso wie die Bremsbacke selbst mit zunehmender Abnutzung des Bremsbelages der Bremsscheibe immer mehr nähert. Entsprechend verlagert sich die Schwenkachse des Bremskraft- Umlenkhebels mit zunehmender Bremsbelagabnutzung stetig in Richtung der Bremsscheibe. Die Wirkungsweise der Bremsverstärker­ anordnung ist damit praktisch unabhängig von der Abnutzung des Bremsbelages.

Um ein axiales Gleiten des Bremskraft-Umlenkhebels relativ zum Bremsbackenträger bei einer Bremsung sicher auszuschließen, wird in der Hauptanmeldung bereits vorgeschlagen, im Bereich der Berührungsstelle zwischen dem Vorsprung und der Anlagefläche die Reibung in Axialrichtung bei Andruck in Umfangsrichtung er­ höhende Mittel vorzusehen. Diese Mittel können z. B. aus einer sich im wesentlichen radial erstreckenden Kerbe im Bereich der Berührungsstelle des Vorsprungs bestehen.

Es hat sich nun herausgestellt, daß die am Bremskraft-Umlenk­ hebel aufgrund der Kerbe vorhandenen Zähne sich beim Bremsen in die Anlagefläche des Bremsbackenträgers eingraben, so daß bei zunehmender Belagabnutzung der Zahn bzw. die Zähne immer wieder in die eingegrabene Kerbe zurückrutschen, was zu nicht ausreichend definierten Hebelübertragungsverhältnissen führen kann. Außerdem wird durch das Eingraben der Zähne in den Brems­ backenträger der Abstand des Bremskraft-Umlenkhebels von der Anlagefläche des Bremsbackenträgers immer geringer, so daß er schließlich beim Bremsen an den Bremsbackenträger anschlägt und ein Verstärkungseffekt überhaupt unterbunden wird.

Demgemäß liegt der vorliegenden Zusatzanmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Zurückrutschen des Bremskraft-Umlenkhebels in eine eingegrabene Kerbe sicher zu vermeiden und zu verhindern, daß der Bremskraft-Umlenkhebel sich durch das Eingraben einer Kerbe immer mehr dem Bremsbackenträger nähert.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Mittel aus einer die Anlagefläche bildenden Axialverzahnung bestehen, deren Länge der zur Verfügung stehenden Stärke des zugeordneten Bremsbelages entspricht. Insbesondere soll die Axialverzahnung an einem in dem Bremsbackenträger vorgesehenen Einsatz angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Ausbildung so, daß die Axialverzahnung bzw. der Einsatz, an dem sie angeordnet ist, gehärtet, die Gegen­ fläche am Bremskraft-Umlenkhebel jedoch ungehärtet ist. Der Bremskraft- Umlenkhebel soll zum Abrollen beim Bremsen im Bereich der Schwenk­ achse abgerundet sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Axialverzahnung eine Säge­ zahnform hat, wobei die senkrechten Flanken der Sägezähne der Bremsscheibe zugekehrt sind. Vorzugsweise ist die Axialverzahnung durch ein Feilenprofil gebildet.

Erfindungsgemäß ist also der mit dem Bremsbackenträger in Kontakt kommende Vorsprung des Bremskraft-Umlenkhebels zunächst glatt, also ohne Kerben und Zähne ausgebildet. Die Zähne der Axialver­ zahnung weisen einen möglichst engen Abstand bzw. eine sehr feine Teilung auf. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Zähne der Verzahnung einen Abstand von 2 bis 7 und insbesondere etwa 4 mm aufweisen. Die Abrundung der Berührungsfläche des Bremskraft- Umlenkhebels soll so sein, daß der Umlenkhebel zumindest nach einer gewissen Gebrauchsdauer jeweils mit mehreren Zähnen der Verzahnung in Berührung steht.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Verzahnung und insbesondere der feinen Zahnteilung wird erreicht, daß der Bremskraft- Umlenkhebel nach einer entsprechenden Bremsbelagabnutzung immer jeweils um einen Zahn weiter zur Bremsscheibe hin ein­ rastet, also sich entsprechend der Belagabnutzung mit der Bremsbacke zur Bremsscheibe hin bewegt. Da sich stets mehrere Zähne am Bremskraft-Umlenkhebel abstützen, erfolgt kein so starkes Eingraben wie beim Vorhandensein nur eines Zahnes, so daß auch eine zu große Annäherung des Bremskraft- Umlenkhebels an den Bremsbackenträger wirksam vermieden ist.

Die Berührungsfläche des Bremskraft-Umlenkhebels ist zunächst bei der Herstelung glatt ausgebildet. Da sie jedoch bevor­ zugt weich ist, drücken sich die Zähne der Axialverzahnung etwas in das Material des Bremskraft-Umlenkhebels ein, jedoch nicht zu tief, weil stets mehrere Zähne wirksam sind.

Aufgrund des besonders bevorzugten Sägezahn-Profils wird bei der Bremsung eine optimale Abstützung des Bremskraft-Umlenk­ hebels am Bremsbackenträger erreicht, während andererseits beim Nachziehen des Umlenkhebels nach einer Bremsung das Weiterspringen des Bremskraft-Umlenkhebels um einen Zahn weiter durch die schrägen Sägezahnflanken erleichtert wird.

Das erfindungsgemäß bevorzugt verwendete Feilenprofil weist demnach bevorzugt einen rechtwinklig geschlagenen Hieb auf.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin, daß der während des Nachstellvorganges infolge Belag­ verschleiß zum Eingriff mit dem Bremskraft-Umlenkhebel kommende Zahn durch die negativen Eindrückungen am Bremskraft-Umlenk­ hebel von groben Verschmutzungen gereinigt wird. Hierdurch werden korrosive Ablagerungen sowie Schwerstoffe wirksam be­ seitigt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweie anhand der Zeich­ nung beschrieben, deren einzige Figur einen schematischen Tangentialschnitt durch die wesentlichen Teile einer erfindungs­ gemäßen Teilbelagscheibenbremse analog Fig. 1 der Hauptanmeldung zeigt.

Nach der Zeichnung dreht sich die Bremsscheibe 29 einer Teilbe­ lagscheibenbremse bei Vorwärtsfahrt in Richtung des Pfeiles F. Von entgegengesetzten Seiten können Bremsbacken 16 gegen die Bremsscheibe 29 angedrückt werden. Dies kann nach den bekannten Prinzipien der Fest- oder Schwimmsattelbremse geschehen.

Da die Wirkungsweise der Bremsverstärkung an den beiden Brems­ backen 16 gleich ist, ist die obere Bremsbacke 16 in der Zeichnung nur gestrichelt angedeutet, während die untere Bremsbacke in ausgezogenen Linien dargestellt ist und im folgenden bezüglich der Art und Ausbildung der Bremskraftver­ stärkung im einzelnen beschrieben wird. Anordnung und Wirkungs­ weise der Bremskraftvertärkung auf der Seite der nur gestrichelt angedeuteten Bremsbacke 16 sind gleich.

Wird nach der Zeichnung die Bremsbacke 16 durch Anlegen der Bremskraft P an der Rückenplatte 12 mit ihrem Belag 17 gegen die Bremsscheibe 29 gepreßt, so versucht die Bremsscheibe 29 aufgrund der zwischen dem Belag 17 und der Bremsscheibe 29 wirksamen Reibung die Bremsbacke 16 in Richtung des Pfeiles U mitzunehmen.

Um diese Mitnahme zu verhindern, stützt sich die Trägerplatte 12 erfindungsgemäß in Richtung des Pfeiles U an einem Bremskraft- Umlenkhebel 11 ab, dessen einer Hebelarm 18 sich im wesentlichen axial zu der umfangsseitigen Stirnfläche 12′ der Trägerplatte 12 erstreckt. Dort bildet der erste Hebelarm 18 eine Umfangsanschlag­ fläche 22, an der die Stirnfläche 12′ der Trägerplatte 12 anliegt.

Von der Umfangsanschlagfläche 22 zweigt an dem von der Brems­ scheibe 29 abgewandten Ende rechtwinklig eine Axialanschlag­ fläche 21 ab, welche durch eine sich zwischen dem Bremskraft- Umlenkhebel 11 und der Trägerplatte 12 erstreckende Zugfeder 15 gegen die Rückenfläche der Trägerplatte 12 erstreckende Zugfeder 15 gegen die Rückenfläche der Trägerplatte 12 gedrückt wird. Die Feder 15 sorgt auch dafür, daß der sich hinter die Träger­ platte 12 erstreckende zweite Hebelarm 20 des Bremskraft-Umlenk­ hebels 11 mit seinem Endwulst 19 an der Rückenplatte 12 anliegt.

Weiter weist der Bremskraft-Umlenkhebel 11 im Eckbereich einen wulstartigen Vorsprung 24 auf, der nach Art eines Halbzylinders ausgebildet ist und dessen Achse im wesentlichen readial verläuft. Der Scheitel des Wulstes 24 ist bei der Herstellung glatt ausgebildet und liegt in Umfangsrichtung U an einer Axial­ verzahnung 23 an , die an einem Einsatz 9 im Bremsträger 14 aus­ gebildet ist. Die Verzahnung 23 verläuft axial; die Ebene, in der sich die Axialverzahnung 23 befindet liegt im wesentlichen radial. Die Axialverzahnung 23 nimmt also die beim Bremsen in Umfangsrichtung wirksamen Bremskräfte auf.

Durch die Anlage des Vorsprunges 24 an der Axialverzahnung 23 wird eine im wesentlichen radial verlaufende Schwenkachse 13 für den Bremskraft-Umlenkhebel 11 definiert.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Teilbelagscheibenbremse ist wie folgt:

Beim Anlegen einer Bremskraft P an die Trägerplatte 12 wird der Bremsbelag 17 axial gegen die Bremsscheibe 29 gedrückt. Sofern sich die Bremsscheibe in Richtung des Pfeiles F dreht, versucht sie durch Reibwirkung die Bremsbacke 16 in Richtung des Pfeiles U mitzunehmen. Hierdurch wird von der Stirnfläche 12′ der Trägerplatte 12 eine Umfangskraft auf die Umfangs­ anschlagfläche 22 des ersten Hebelarms 18 des Bremskraft- Umlenkhebels 11 ausgeübt. Da der Bremskraft-Umlenkhebel 11 sich an einer von der Umfangsanschlagfläche 22 axial ent­ fernten Stelle mittels des Vorsprunges 24 an der Axialver­ zahnung 23 des Bremsträgers 14 abstützt, wird ein Drehmoment auf den Bremskraft-Umlenkhebel 11 ausgeübt, welches diesen um die im wesentlichen radiale Schwenkachse 13 zu verschwenken sucht. Dieses Drehmoment wird nun über den zweiten Hebelarm 20 in eine axiale Zusatzbremskraft Q umgesetzt, welche in axialer Richtung auf die Rückseite der Trägerplatte 12 wirkt.

Wichtig ist, daß durch das Andrücken des Brems­ kraft-Umlenkhebels 11 an die Axialverzahnung 23 eine solche axiale Reibung zwischen dem Bremskraft-Umlenkhebel 11 und dem Bremsträger 14 erzeugt wird, daß während eines Bremsvorganges diese beiden Teile sich nicht relativ zueinander verschieben können. Hierzu weist die Verzahnung 23 eine möglichst feine Teilung sowie eine Sägezahnform auf, bei der die senkrechten Flanken der Bremsscheibe 29 zugewandt sind, während die schräg abfallenden Flanken sich auf der von der Bremsscheibe 29 abge­ wandten Seite befinden. Hierdurch wird die Reibung zwischen dem Bremsbacken-Umlenkhebel 11 und dem Bremsträger 14 bei einem Bremsvorgang auf das erforderliche Maß erhöht.

Sobald nun die Bremsung beendet ist, bewegt sich die Bremsbacke 16 zur Herstellung des Lüftspiels der Bremse wieder in ihre Ausgangsposition zurück, wobei auch der Bremskraft-Umlenkhebel 11 wieder in die ursprüngliche Lage zurückschwenkt.

Nutzt sich nun der Bremsbelag 17 ab, so kehrt die Trägerplatte 12 nach einer Bremsung nicht mehr ganz in die ursprüngliche Ruhelage zurück, sondern bleibt in einem geringeren Abstand von der Bremsscheibe 29 stehen. Da während der vorangehenden Bremsung die Trägerplatte 12 sich von der Axialanschlagfläche 21 des Bremskraft-Umlenkhebels 11 abgehoben hatte, kommt sie also wegen der Abnutzung des Bremsbelages 17 nach der Bremsung nicht ohne weiteres wieder zur Anlage an dieser Axialanschlag­ fläche 21. Da jedoch nach der Bremsung die Reibkraft zwischen dem Vorsprung 24 und der Verzahnung 23 stark abnimmt bzw. ganz verschwindet und außerdem jetzt die schrägen Flanken der Säge­ zähne wirksam sind, kann nunmehr die Feder 15 den Bremskraft- Umlenkhebel 11 nachziehen, wobei etwaige Eindrückungen in den zweiten Bremskraft-Umlenkhebel 11 um einen Zahn weiterspringen, sobald ein entsprechender Abnutzungsgrad des Bremsbelages 17 erreicht ist.

Der Einsatz 9 mit der Axialverzahnung 23 ist gehärtet. Die Verzahnung 23 ist vorzugsweise als Feilenprofil ausgebildet.

Die Länge des Einsatzes 9 bzw. der Verzahnung 23 ist so, daß über den gesamten Abnutzungsbereich des Bremsbelages 17 ein Eingriff des Bremskraft-Umlenkhebels 11 mit irgendeinem Bereich der Axialverzahnung 23 gewährleistet ist.

Claims (6)

1. Teilbelagscheibenbremse mit wenigstens einer kraftbetätigten Bremsbacke, welche sich zumindest auf der bei Vorwärtsfahrt vorliegenden Scheibenauslaufseite in Umfangsrichtung an einem Bremsbackenträger über einen Bremskraft-Umlenkhebel mit im wesentlichen radialer Schwenkachse abstützt, dessen einer Hebelarm auf der Scheibenauslaufseite derart an der Trägerplatte der Bremsbacke anliegt, daß er in Umfangsrich­ tung an der Bremsbacke wirkende Bremskräfte aufnimmt, je­ doch ein axiales Gleiten zwischen Trägerplatte und Hebelarm möglich ist, dessen Schwenkachse am Bremsbackenträger in Umfangsrichtung abgestützt ist und dessen zweiter Hebelarm sich zum Rücken der Trägerplatte der Bremsbacke erstreckt und diese axial mit einer von der Bremskraft und dem Verhält­ nis der Hebelarmlängen abhängigen Zusatzkraft beaufschlagt, wobei der Bremskraft-Umlenkhebel in axialer Richtung gegen Federkraft abhebbar von hinten an der Trägerplatte anliegt, wobei die Schwenkachse in Axialrichtung gleitbar am Brems­ backenträger gelagert ist, wobei die den axialen Gleitbe­ wegungen entgegenwirkenden Reibkräfte unter Berücksichtigung der Federkraft so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einer Bremsung sich die Bremsbacke relativ zum ersten Hebelarm nicht aber der Bremskraft-Umlenkhebel relativ zum Bremsbackenträger axial verschieben kann, daß jedoch im ungebremsten Zustand der Brmskraft-Umlenkhebel sich unter dem Einfluß der Federkraft relativ zum Bremsbacken­ träger bis zur Anlage an der Trägerplatte bewegen kann, und wobei im Bereich der Berührungsstelle zwischen dem Vorsprung und der Anlagefläche die Reibung in Axialrich­ tung bei Andruck in Umfangsrichtung erhöhende Mittel vor­ gesehen sind, nach DE-PS 31 14 047, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer die Anlagefläche bildenden Axialverzahnung (23) bestehen, deren Länge der zur Verfügung stehenden Stärke des zugeord­ neten Bremsbelages (17) entspricht.

2. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Axialverzahnung (23) an einem in dem Bremsbackenträger (14) vorgesehenen Einsatz (9) angeordnet ist.

3. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverzahnung (23) bzw. der Einsatz (9), an dem sie angeordnet ist, gehärtet, die Gegenfläche am Bremskraft-Umlenkhebel (11) jedoch unge­ härtet ist.

4. Teilbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraft-Umlenkhebel zum Abrollen beim Bremsen im Bereich der Axialverzahnung (13) abgerundet ist.

5. Teilbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverzahnung (23) eine Sägezahnform hat, wobei die senkrechten Flanken der Sägezähne der Bremsscheibe zugekehrt sind.

6. Teilbelagscheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverzahnung (23) durch ein Feilenprofil gebildet ist.