DE3400544C2 - Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, be­ stehend aus einem Bremsträger und einem eine Bremsscheibe au­ ßen zangenartig umgreifenden Bremssattel, nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Eine Scheibenbremse dieser Art ist aus der DE-OS 24 27 111 bekannt. Dort ist der Bremssattel, der mit seinen beiden Schenkeln die Bremsscheibe übergreift, mit Hilfe eines lap­ penartigen Ansatzes von einem Bolzen schwenkbar an dem fest­ stehenden Bremsträger gelagert. Die Bremsklötze werden durch zwei Bolzen in ihrer Lage gehalten, an denen sie verschieb­ bar verankert sind. Beide Bolzen sind fest mit dem Bremsträ­ ger verbunden. Das eigentliche Joch wird dort von seitlichen, dort als Dachabschnitte bezeichneten Verbindungsstücken ge­ bildet.

Diese in vielerlei Hinsicht vorteilhafte Ausführung weist gleichwohl einige Nachteile auf, durch die der Leistungsfä­ higkeit der Bremse gewisse Grenzen gesetzt werden. So hat man insbesondere festgestellt, daß der Bremssattel in der ersten Phase des Bremsvorgangs, in der er sich ungehindert auf die Bremsscheibe zubewegen sollte, zum Verkanten neigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse zu verwirklichen, deren bauliche und funktionale Merkmale die Forderung nach voller Axialbeweglichkeit erfüllen und gleich­ zeitig die genannten, beim Stand der Technik auftretenden Nachteile ausschließen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch diese Ausgestaltung wird eine stabilere Ausführung des Bremssattels erzielt, verbunden mit der gleichzeitigen Mög­ lichkeit, die Bremsbacken im Bremssattel jeweils bei beiden möglichen Bremsrichtungen zu halten und die Bremskraft abzu­ fangen. Bei der vorliegenden Erfindung dienen die als Schrau­ ben ausgebildeten Stifte zum einen zur Verstärkung des Joches des Bremssattels, zum anderen aber auch gleichzeitig zur Auf­ nahme der von den Bremskörpern verursachten Bremskräfte, und zwar in beiden Richtungen. Diese Doppelfunktion macht die vorliegende Scheibenbremse zu einer außerordentlich wirksamen Bremse, die dazu auch relativ einfach hergestellt werden kann.

Weitere Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der erfin­ dungsgemäßen Scheibenbremse hervor, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Selbstverständlich können an der nachstehend beschriebenen Scheibenbremse im Rahmen des durch die Patentansprüche definier­ ten Schutzumfangs Änderungen und Varianten im Hinblick auf bestimm­ te einsatzbedingte Erfordernisse vorgesehen werden.

Es zeigt

Fig. 1 die Darstellung einer Scheiben­ bremse im Aufriß und teilweise im Schnitt,

Fig. 2 die Darstellung der Scheibenbremse aus Fig. 1 in der Draufsicht und teilweise im Schnitt,

Fig. 3 die Darstellung der Scheibenbremse aus Fig. 1 in der Seitenansicht und

Fig. 4 die Schnittdarstellung eines Einzelteiles der Schei­ benbremse aus Fig. 1 innerhalb IV-IV.

In den Figuren ist eine Scheibenbremse insgesamt mit 1 bezeichnet, wobei diese Scheibenbremse insbesondere als Radbremse für Kraftfahrzeuge oder Krafträder vorgesehen ist.

Die Scheibenbremse 1 besteht aus einem vorzugsweise aus Leicht­ metallguß gefertigten Bremsträger 2, der vorzugsweise in einem Stück mit einem nicht gezeichneten Teil des Rahmens eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeugs oder Kraftrades hergestellt ist.

Die Scheibenbremse 1 besteht darüber hinaus aus einem vorzugs­ weise aus Leichtmetallguß ausgeführten Bremssattel 3, der einen die ringförmige Bremsfläche 4 darstellenden Teil am Umfang einer Bremsscheibe 5 zangenartig von außen umfaßt, wobei die Bremsscheibe 5 auf herkömmliche Weise mit ihrem nicht gezeichneten tragenden Teil fest mit einem Rad des ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeugs oder Kraftrades verbunden ist.

Zwischen dem Bremsträger 2 und dem Bremssattel 3 sind parallel zur mit X-X bezeichneten Achse der Bremsscheibe 5 Führungselemente vor­ gesehen, die insgesamt mit 6 bezeichnet sind und die die Axialbeweg­ lichkeit des Bremssattels 3 gegenüber dem Bremsträger 2 in Richtung der Achse X-X gewährleisten.

Der Bremssattel 3, der in einer tangential zur Bremsscheibe 5 ver­ laufenden, in Fig. 1 mit t-t bezeichneten Richtung einen Verstellweg einer bestimmten Länge beschreibt, umfaßt zwei Schenkel 7 und 8, die einander im Bereich der Bremsfläche 4 der Bremsscheibe 5 gegen­ überstehen und an denen auf eine nachstehend beschriebene Weise die der Bremsscheibe 5 zugewandten Bremsklötze 9 und 10 angebracht sind, die sich ebenfalls innerhalb eines bestimmten Längenverstellweges in der mit t-t bezeichneten Richtung bewegen.

Im Bereich des Schenkels 7 ist der Bremssattel in herkömmlicher Weise mit einem Öldruckzylinder 11 ausgerüstet, durch den die An­ pressung des Bremsklotzes 9 an die Belagbremsfläche 4 der Brems­ scheibe 5 und - infolge der Übertragung der auf den Bremsklotz 9 ausgeübten Kraft - auch die Anpressung des Bremsklotzes 10 an die gegenüberliegende Belagbremsfläche 4 der Bremsscheibe 5 bewirkt wird.

Im einzelnen bestehen die Bremsklötze 9, 10 aus einer vorzugsweise aus Stahlblech zugeschnittenen Platte 12, 13, auf der ein Belag 14, 15 aus Reibstoff befestigt ist.

Die Belagbremsfläche 4, die Bremsklötze 9, 10 und damit die Schenkel 7, 8 des Bremssattels 3 sind radial zur Bremsscheibe 5 und lotrecht zu den Achsen X-X und t-t angeordnet und beanspruchen hier­ bei einen ganz bestimmten Raumbedarf, der vorzugsweise einem Bruch­ teil des Verstellweges der Bremsklötze 9, 10 in der mit t-t bezeich­ neten Richtung, beispielsweise einem Drittel dieses Weges, ent­ spricht.

Bei der Scheibenbremse 1 sind die mit 6 be­ zeichneten Führungselemente zwischen dem Bremssattel 3 und dem Bremsträger in der mit r-r bezeichneten Richtung innerhalb der Achse X-X der Bremsscheibe 5 und deren Belagbremsfläche 4 angeord­ net und umfassen innerhalb der Achse a-a einen zylindrischen Bolzen 16, der parallel zur Richtung X-X am Bremsträger 2 verankert ist. Der Bremssattel 3 ist um den Bolzen 16 schwenkbar montiert. Zu die­ sem Zweck ist in der Mitte des Bremssattels 3 ein ösenförmiger Fortsatz 17 angebracht, der in Richtung der Achse X-X der Brems­ scheibe 5 vorspringt und mit einem zylindrischen Sitz 18 versehen ist, der seinerseits eine formschlüssige Verbindung mit dem Bolzen 16 eingeht.

Im einzelnen besteht der Bolzen 16 aus einer vorzugsweise aus Stahl gefertigten, maßgenau eingepaßten zylindrischen Hülse 19, deren ei­ nes Ende in eine Senke 20 eingepreßt ist, die im Bremsträger 2 durch einen ringförmigen Zentrierbund 21 gebildet wird. Die Hülse 19 wird in der Senke 20 durch eine Stahlschraube 22 fixiert, die durch die Hülse 19 hindurchführt und selbstschneidend im Brems­ träger 2 befestigt ist.

In Höhe des zylindrischen Sitzes 18, der dem freiliegenden Ende des Bolzens 16 entspricht, ist der ösenförmige Fortsatz 17 mit einem Verschluß versehen, der als Staubkappe dient, während an der gegen­ überliegenden Seite eine Runddichtung 24 angebracht wird, die zwi­ schen dem ösenförmigen Fortsatz 17 und der im Bolzen 16 angebrachten Ringnut 25 eingepaßt ist. Die Runddichtung 24, die ebenfalls als Staubschutz wirkt, ist als Faltenbalg ausgeführt, um die gewünschte Gleitbewegung des ösenförmigen Fortsatzes 17 gegenüber dem Bolzen 16 in dessen Verlaufsrichtung zu ermöglichen, wobei diese Gleitbewegung exakt auf den Bewegungsablauf des Bremssattels 3 in Richtung der Bremsscheibenachse X-X abgestimmt ist.

Vorzugsweise ist der Bolzen 16 maßlich so ausgeführt, daß er vom Durchmesser her eine ausreichende Robustheit gewährleistet, während seine Länge das Zweifache des Durchmessers beträgt, um eine sichere und verkantungsfreie Führung des ösenförmigen Fortsatzes 17 ent­ lang dem Bolzen 16 zu ermöglichen und dadurch die während des Brems­ vorgangs in der mit r-r bezeichneten Richtung auftretenden Reak­ tionskräfte zu neutralisieren.

Die Scheibenbremse 1 umfaßt außerdem Arretie­ rungen, die insgesamt mit 26 bezeichnet werden und die dazu dienen, den Bremssattel 3 winkelgenau im Bremsträger 2 zu fixieren.

Die Arretierungen 26 bestehen im einzelnen aus zwei im Bremsträger 2 angebrachten Anschlägen 27 und 28, die an den Ausläufern zweier starrer Arme 29 und 30 angebracht sind; letztere erstrecken sich in radialer Richtung in einer parallel zur Bremsscheibe 5 verlaufenden Ebene, und zwar vom Bremsträger 2 bis zu den Enden des Bremssattels 3 und zu beiden Seiten des Bolzens 16.

Die Arme 29 und 30 sind in Form einer Gabel ausgeführt, die den Bremssattel 3 umgreift. Die Anschläge 27 und 28 sind dem Bremssattel 3 zugewandt und bewirken dessen Fixierung im Bereich der nahe den Sattelenden gelegenen Kantenpunkte 31 und 32.

Die Anschläge 27 und 28 weisen jeweils eben ausgebildete Stoßflächen 33 und 34 auf, an denen der Bremssattel 3 zur Anlage kommt und deren Verlaufsebene vorzugsweise durch die Achse a-a des Bolzens 16 schnei­ det.

Der am Rand des Bremsträgers 2 um den Bolzen 16 schwenkbar montierte Bremssattel 3 wird somit in Schwenkrichtung durch das Zusammenwirken des Kantenpunktes 31 mit dem Anschlag 27 und in der entgegengesetz­ ten Richtung durch das Zusammenwirken des Kantenpunktes 32 mit dem Anschlag 28 winkelgenau festgehalten.

In ihrer Gesamtheit sind die an den Ausläufern der starren Arme 29 und 30 angebrachten Anschläge 27 und 28 so angeordnet, daß der Brems­ sattel 3 innerhalb eines bestimmten, begrenzten Winkelbereichs fi­ xiert wird.

Bei der Scheibenbremse 1 sind die Bremsklötze 9 und 10 in der mit t-t bezeichneten Richtung angeordnet und werden am Rand des Bremssattels 3 durch einen parallel zur Achse X-X span­ nungslos im Bremssattel 3 montierten Bolzen 35 abgestützt, wobei die Bremsklötze 9 und 10 über die Langlöcher 36 und 37 gleichfalls spannungslos mit dem Bolzen 35 verbunden sind.

Insgesamt mit 38 bezeichnete Sperrglieder verhindern die Bewegung der Bremsklötze 9 und 10 um den Bolzen 35. Die Sperrglieder 38 be­ stehen im einzelnen aus zwei parallel zur Achse X-X angeordneten zylindrischen Stiften 39 und 40, die zwischen den Belagträgern 7 und 8 so an den Bremssattelenden angebracht sind, daß sie sich unmittelbar außerhalb des äußeren Randes der Belagbremsfläche 4 der Bremsscheibe 5 befinden. Die Stifte 39 und 40 greifen in die haken­ förmig ausgebildeten Ausläufer 41 der Bremsklötze 9 und 10 ein, wo­ bei die Ausläufer 41 symmetrisch zu den Langlöchern 36 und 37 ange­ ordnet sind. Die hakenförmigen Ausläufer 41 umgreifen die Stifte 39, 40 im Bereich der Anlageflächen 41a und 41b, und zwar einerseits in der mit t-t bezeichneten Richtung und andererseits lotrecht zum genannten Stift 39, 40, wobei die Anlageflächen 41a und 41b dem Bol­ zen 35 zugewandt sind.

Die Stifte 39 und 40 bilden dabei vorzugsweise den Schaft je einer Stahlschraube 42 und 43. Die Schrauben 42, 43, die mit einem bestimm­ ten Anzugsdrehmoment rittlings in den Bremssattel 3 zwischen den Schenkeln 7 und 8 eingeschraubt werden, tragen durch ihren Anzugs­ wert zur Versteifung des Bremssattels 3 bei, indem sie auf diesen eine Vorspannung aufbringen, die gegen die beim Bremsvorgang auf­ tretenden Kräfte wirkt. Dies ermöglicht eine entschieden kleinere, leichtere und damit kostengünstigere Bauweise des Bremssattels 3.

Mit 44 wird eine Feder bezeichnet, die gegen den Bremssattel 3 wirkt, wodurch die Bremsklötze 9 und 10 über den Bolzen 35 ständig gegen die Stifte 39 und 40 fixiert werden, so daß sie bei gelöster Bremse nicht flattern oder vibrieren können.

Beim Bremsvorgang wird der entlang dem Bolzen 16 frei bewegliche Bremssattel 3 an die Bremsscheibe 5 herangeführt. Gleichzeitig wird der hakenförmige Ausläufer 41 eines der Bremsklötze 9,10 gegen den einen oder anderen der Stifte 39, 40 gepreßt, je nachdem, ob die Bremsung bei Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs durch­ geführt wird. Nahezu gleichzeitig wird der Bremssattel 3 nach ge­ gebenenfalls erfolgter selbstständiger Nachstellung des Spiels zwi­ schen Bremssattel 3 und Bremsträger 2 gegen den einen oder anderen der Anschläge 27, 28 gepreßt, je nachdem, ob die Bremsung in der einen oder anderen Fahrtrichtung erfolgt.

Nachdem dieser Zustand herbeigeführt ist, kann der Bremsvorgang wie gewohnt fortgesetzt werden.

Da die Bewegung des Bremssattels 3 nur über einen einzigen Führungs­ bolzen in Richtung der Bremsscheibenachse erfolgt, ist ein sicherer und ruckfreier Bewegungsablauf gewährleistet.

Ein Verdrehen des Bremssattels 3 unter der Einwirkung der tangentia­ len Bremskräfte wird durch die Anschläge 27, 28 am Bremsträger 2 wirk­ sam verhindert.

Desgleichen werden die Bremsklötze 9, 10 durch die hakenförmigen Aus­ läufer 41 sicher im Bremssattel 3 geführt und unterliegen beim ei­ gentlichen Bremsvorgang der erwünschten Zugkraft, die infolge der gegensätzlich wirkenden tangentialen Bremskräfte und der Wirkungs­ weise des jeweils aktiven Bremsklotzausläufers 41 erzeugt wird. Dabei übertragen die Bremsklötze 9, 10 die tangentialen Bremskräfte über ihre hakenförmigen Ausläufer 41 auf den Bremssattel 3, wobei die Ausläufer 41 auf die Schrauben 42, 43 wirken; hierbei kommt es zu einer Anlage zwischen zwei Werkstoffen von hoher spezifischer Festigkeit (Stahl auf Stahl), so daß örtliche Materialverformungen auszuschließen sind.

Die ausgeführte Scheibenbremse 1 zeigt gegenüber den nach dem Stand der Technik gebauten Scheibenbremsen eine insgesamt verbesserte Wirkungsweise, und zwar sowohl in der ersten Phase der Radabbremsung, in der der Bremssattel 3 ruckfrei auf die Bremsscheibe 5 zentriert werden muß, als auch während des eigentli­ chen Bremsvorgangs.

Außerdem können für die hier ausgeführte Scheiben­ bremse Bauteile verwendet werden, die keiner komplizierten mecha­ nischen Bearbeitung bedürfen und die zudem leicht zu montieren sind. Darüber hinaus kann der Bremsträger 2 in einem Stück mit einem Teil des Fahrzeugrahmens hergestellt werden, wodurch die Bauweise wesentlich vereinfacht wird.

Claims (3)

1. Scheibenbremse (1), bestehend aus einem Bremsträger (2) und einem eine Bremsscheibe (5) außen zangenartig umgreifenden Bremssattel (3) mit beidseitig der Bremsscheibe (5) angeordne­ ten Bremsklötzen (9, 10) und einseitig angeordneter Betäti­ gungseinrichtung (11), sowie aus in Richtung der Bremsscheiben­ achse verlaufenden Führungselementen (6), wobei die Führungsele­ mente (6) einen Bolzen (16) enthalten, um den der Bremssattel (3) schwenkbar montiert ist, und im Bremsträger (2) angebrachte Arretierungen (26) den Bremssattel (3) in winkelgenauer Stel­ lung fixieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsklötze (9, 10) am Rand des Bremssattels (3) spannungslos um einen Bolzen (35) montiert und durch zwei parallel zum Bolzen (16) und beid­ seitig von diesem angebrachten Stifte (39, 40) in ihrer Lage im Bremssattel fixiert sind, die in hakenförmig ausgebildete Aus­ läufer (41) der Bremsklötze (9, 10) eingreifen und die jeweils von dem Schaft einer Schraube (42, 43) gebildet sind, die mit einem vorbestimmten Anzugsdrehmoment in den Bremssattel (3) eingeschraubt sind.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungen (26) aus zwei Anschlägen (27, 28) beste­ hen, die im Bremsträger (2) zu beiden Seiten des Bolzens (16) angeordnet und dem Bremssattel (3) zugewandt sind, um diesen zwischen sich in winkelgenauer Stellung zu fixieren.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (27, 28) jeweils eben ausgebildete Stoßflä­ chen (33, 34) aufweisen, an denen der Bremssattel (3) zur Anla­ ge kommt und deren Verlaufsebene durch die Achse des Bolzens (16) schneidet.