DE3431773C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanisch betätigte Gleitsattelscheibenbremse, bestehend aus einem ortsfest angeordneten Bremsenträger, einem in dem Bremsenträger parallel zur Drehachse des abzubremsenden Rades verschieb­ bar gelagerten Bremssattel mit zwei Schenkeln, die eine mit dem Rad drehfest verbundene Bremsscheibe übergreifen, einem in dem ersten Bremssattelschenkel parallel zur Dreh­ achse des Rades verschiebbar gelagerten Kolben, der mit einer Druckplatte verbunden ist, einem an der Druckplatte angeordneten ersten Bremsbelagträger, der einen an der einen Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Brems­ belag trägt, einer mechanisch betätigbaren Spreizeinrich­ tung, die sich an dem Kolben und an dem ersten Bremssattel­ schenkel abstützt, einem an dem zweiten Bremssattelschenkel angeordneten zweiten Bremsbelagträger, der einen an der an­ deren Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbe­ lag trägt, und am Bremsenträger angeordneten Führungen zum Führen und Abstützen der beiden Bremsbelagträger.

Wenn bei einer solchen an sich bekannten Gleitsattel­ scheibenbremse die Spreizeinrichtung betätigt wird, dann wird zunächst der Kolben im ersten Bremssattelschenkel ver­ schoben, bis der an dem mit dem Kolben verbundenen ersten Bremsbelagträger angeordnete Bremsbelag an der Bremsscheibe zur Anlage gelangt. Infolge der von der Spreizeinrichtung ausgeübten Reaktionskraft wird sodann der gesamte Bremssat­ tel gegenüber dem Bremsenträger in der entgegengesetzten Richtung verschoben, bis der an dem mit dem zweiten Brems­ sattelschenkel verbundenen zweiten Bremsbelagträger angeord­ nete Bremsbelag an der anderen Seite der Scheibenbremse zur Anlage gelangt. Wegen der elastischen Verformbarkeit des Bremssattels entsteht dabei eine leichte Schrägstellung des zweiten Bremssattelschenkels, was eine ungleichmäßige Abnützung des zweiten Bremsbelages bezogen auf dessen ge­ samte Fläche zur Folge hat. Wie leicht einzusehen ist, wird wegen der Verformung bzw. Schrägstellung des zweiten Brems­ sattelschenkels der der Drehachse näherliegende Bereich des zweiten Bremsbelages geringer abgenützt als der entfernt­ liegende Bereich.

Beim ersten Bremsbelagträger hingegen ist die Verschleiß- Situation anders als beim zweiten Bremsbelagträger. Hier tritt aufgrund der Wirkverhältnisse, die durch das Moment aus der Bremskraft an der Fläche des ersten Bremsbelags und dem Abstand zur Auflage an der Druckplatte gebildet werden, an der Einlauf­ seite der Bremsscheibe eine einseitige Belagabnützung auf.

Das DE-GM 18 55 586 offenbart eine hydraulisch betätigte Scheibenbremse, bei der der direkt betätigte Bremsbelag Pendel­ bewegungen ausführen kann. Dieser Bremsbelag ist mittels eines Kugelgelenks mit dem Bremskolben schwenkbar verbunden. Dieses Kugelgelenk dient allein dazu, daß der Bremsbelag bei ungleich­ mäßigem Verschleiß gleichmäßig gegen die Bremsscheibe gedrückt wird und außermittige Belastungen des Bremskolbens vermieden werden. Über dieses Kugelgelenk wird aber kein Gegendrehmoment eingeleitet, daß den Bremsbelag scheibenauslaufseitig stärker andrückt, um einen gleichmäßigen Belagverschleiß zwischen der Scheibeneinlaufseite und der Scheibenauslaufseite zu gewährlei­ sten.

Aus der DE-OS 27 41 707 ist eine hydraulisch betätigte Scheibenbremse bekannt, bei der sowohl der direkt als auch der indirekt betätigte Bremsbelagträger mit einer konvex gekrümmten Rückenfläche an dem Bremskolben bzw. an dem diesem gegenüber­ liegenden Bremssattelschenkel anliegt und somit Pendelbewegun­ gen ausführen kann. Aber auch hier kann auf die Bremsbelagträ­ ger kein Gegendrehmoment ausgeübt werden, um einen Schrägver­ schleiß der Bremsbeläge zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge­ mäße Gleitsattelscheibenbremse zu schaffen, bei der Mittel vor­ gesehen sind, die eine parallele Lage der Bremsbelagträger zur Bremsscheibe bei gelöster und bei betätigter Bremse gewährlei­ sten.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angege­ ben.

Bei der erfindungsgemäßen Bremse wird die von dem Kolben ausgeübte Kraft über die Druckplatte auf den Bremsbelagträger übertragen, wobei die Druckplatte in radialer Richtung mit dem Kolben formschlüssig und in axialer Richtung durch die Druck­ feder-Schraubbolzen-Kombination federbelastet verbunden ist.

Eine solche Verbindung ermöglicht eine geringe Kippbewe­ gung der Druckplatte über die Außenkante der Stirnfläche des Kolbens bzw. eine geringe Verdrehung der Druckplatte um die Kolbenachse, ohne dabei die gewünschte radiale Formschlüssig­ keit zu verlieren, und sie trägt somit den auftretenden Wirk­ verhältnissen Rechnung.

Diese Wirkverhältnisse ergeben sich aus dem Moment der Bremskraft an der Fläche des betätigungsseitigen Bremsbelages und dem Abstand zur Auflage an der Druckplatte, so daß schei­ beneinlaufseitig ein erhöhter Belagverschleiß eintritt.

Die Druckplatte kann in diesem Fall aufgrund eines einsei­ tigen Belagverschleißes einem Schrägstellen des Bremsbelagträ­ gers folgen, so daß der nunmehr außermittige Kraftangriff der Zuspannkraft ein ausreichendes Gegenmoment bewirkt, das den Bremsbelag scheibenauslaufseitig stärker andrückt, um einen gleichmäßigen Belagverschleiß zwischen der Scheibeneinlaufseite und der Scheibenauslaufseite sicherzustellen. Beim Schrägstel­ len der Druckplatte liegt eine punktförmige Anlage zwischen der Druckplatte und dem Kolben vor. Bei Bremsentlastung ist die Anlage hingegen ganzflächig.

Wenn sich der Bremssattel bei einer Betätigung der Bremse verformt, dann kann der zweite Bremsbelagträger ebenfalls eine Ausweichbewegung ausführen, da er sich gegenüber dem zweiten Bremssattelschenkel um die Scheitellinie des oder der walzen­ förmigen Abstützvorsprünge verdrehen kann. Durch diese Pendel­ bewegung ist gewährleistet, daß auch der an dem zweiten Brems­ belagträger angeordnete Bremsbelag eine parallele Lage zur Bremsscheibe einnimmt und an dieser vollflächig anliegt.

Im Ruhezustand der Bremse sorgt die Druckfeder-Schraub­ bolzen-Kombination dafür, daß die Druckplatte und der mit die­ ser verbundene erste Bremsbelagträger parallel zur Bremsscheibe angeordnet sind.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnun­ gen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Gleitsattelscheibenbremse,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Gleitsattelscheibenbremse, und

Fig. 3 einen Axialschnitt durch die Gleitsattelscheiben­ bremse.

Die in der Zeichnung dargestellte mechanisch betätigte Gleitsattelscheibenbremse besteht aus einem gegenüber der (nicht gezeigten) Bremsscheibe ortsfest angeordneten Brem­ senträger 1 und aus einem in dem Bremsenträger parallel zur Drehachse der Bremsscheibe verschiebbar gelagerten Bremssat­ tel 2. Der Bremssattel 2 hat zwei die Bremsscheibe übergrei­ fende Schenkel 2′ und 2′′. Im ersten Schenkel 2′ des Brems­ sattels 2 ist ein Kolben 14 parallel zur Drehachse der Brems­ scheibe verschiebbar gelagert. Zur Verschiebung des Kolbens 14 dient eine mechanisch betätigbare Spreizeinrichtung, die sich an dem Kolben 14 und an dem ersten Bremssattelschenkel 2′ abstützt. Da die Ausbildung dieser Spreizeinrichtung nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört, braucht sie an dieser Stelle nicht näher erläutert zu wer­ den. Es wird aber darauf hingewiesen, daß eine solche Spreiz­ einrichtung in der DE-OS 31 42 799 in allen Einzelheiten erläutert ist.

Auf beiden Seiten der Bremsscheibe sind ein erster und zweiter Bremsbelagträger 4, 3 angeordnet, die jeweils einen an der zugekehrten Seite der Bremsscheibe zur Anlage bring­ baren Bremsbelag 4′ bzw. 3′ tragen. Der zweite Bremsbelag­ träger 3 ist auf seiner vom Bremsbelag 3′ abgekehrten Rück­ seite mit vier walzenförmig gewölbten Leisten 6 versehen, deren Scheitellinie zur Bremsscheibe tangential verläuft und durch das Flächenzentrum des zweiten Bremsbelags 3′ hin­ durchgeht. Die Leisten 6 sind also Bestandteil eines imagi­ nären Zylinders, dessen Achse zur Schwerpunktlinie 5 der Fläche des Bremsbelags 3′ parallel ist. Auf einer zu die­ ser Schwerpunktlinie 5 parallelen Linie, die von der Dreh­ achse der Bremsscheibe einen geringeren Abstand aufweist, hat der zweite Bremsbelagträger 3 zwei Anlagen 7. Wie dies insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, wird der zweite Brems­ belagträger 3 durch zwei Schraubenfedern 8 derart belastet, daß er mit seinen Leisten 6 und seinen Anlagen 7 am zweiten Bremssattelschenkel 2′′ anliegt. Der zweite Bremsbelagträger 3 ist auf beiden Seiten mit einer Nut 10 versehen, in die ein als Führung dienender, zur Drehachse der Bremsscheibe paralleler Vorsprung 11 des Bremsenträgers 1 eingreift.

Der auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe angeordnete erste Bremsbelagträger 4 ist an seinen beiden Enden ebenfalls mit einer Nut 10′ versehen, in die jeweils ein als Führung dienender Vorsprung 11′ des Bremsenträgers 1 eingreift. Der erste Bremsbelagträger 4 ist durch zwei Schraubenfedern 8′ mit einer Druckplatte 12 verspannt, die an seiner vom zugeordneten Bremsbelag 4′ abgekehrten Rück­ seite anliegt. Zwischen der Druckplatte 12 und dem Kolben 14 ist eine Einpaßzentrierung 13 angeordnet. Diese Einpaß­ zentrierung 13 besteht aus einem an der Stirnfläche des Kolbens 14 konzentrisch angeordneten zylindrischen Vor­ sprung von geringer Höhe, der in eine entsprechende fla­ che zylindrische Aussparung der Druckplatte 12 eingreift. Der Kolben 14 ist ferner mit einer konzentrischen Gewinde­ bohrung 19 versehen, die mit einer abgesetzten Bohrung 18 der Druckplatte 12 fluchtet, die zum ersten Bremsbelagträ­ ger 4 hin einen erweiterten Durchmesser aufweist. In die Gewindebohrung 19 des Kolbens 14 ist eine Innensechskant­ schraube 17 eingeschraubt, die in die Bohrung 18 der Druck­ platte 12 hineinragt. Auf den Schaft der Innensechskant­ schraube 17 ist eine Druckfeder 16 aufgeschoben, die sich einenends am Kopf der Druckschraube 17 und andernends an der Schulter der Bohrung 18 an der Druckplatte 12 abstützt. Wie dies aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Druckplatte 12 im mittleren Bereich ihrer am ersten Bremsbelagträger 4 an­ liegenden Fläche 21 mit einer Aussparung 20 versehen.

Zur Einstellung des Luftspiels dient eine an sich be­ kannte Einstelleinrichtung 9, die im Bremsenträger 1 angeord­ net ist und einen mit dem ersten Bremssattelschenkel 2′ ver­ bundenen Rückstellbolzen aufweist.

Wenn die im ersten Bremssattelschenkel 2′ angeordnete mechanische Spreizeinrichtung betätigt wird, dann wird der Kolben 14 zur Bremsscheibe hin, d. h. gemäß Fig. 3 nach links bewegt, bis der an dem zugeordneten ersten Bremsbe­ lagträger 4 angeordnete Bremsbelag 4′ an der Bremsscheibe zur Anlage gelangt. Die dadurch entstehende Reaktionskraft hat zur Folge, daß der gesamte Bremssattel 2 zusammen mit der Spreizeinrichtung gegenüber dem Bremsenträger 1 gemäß Fig. 3 nach rechts verlagert wird, bis der am zweiten Brems­ belagträger 3 angeordnete Bremsbelag 3′ ebenfalls an der Bremsscheibe zur Anlage gelangt.

Bei dem zweiten Bremsbelagträger 3 entsteht aufgrund der elastischen Verformbarkeit des Bremssattels 2 bei Be­ tätigung der Bremse eine leichte Schrägstellung des Schen­ kels 2′, was auf die gesamte Fläche des zugeordneten Brems­ belages 3′ bezogen eine ungleichmäßige Abnützung zur Folge hat. Die Abnützung des Bremsbelages 3′ ist in dem durch den Pfeil A in Fig. 3 gekennzeichneten oberen Bereich am größ­ ten. Diese nachteilhafte Erscheinung wird aber durch die Anordnung der walzenförmig gewölbten Leisten 6 unterbun­ den, mittels derer der Belagträger 3 die Möglichkeit hat, in eine exakt flächige Anlage zur Bremsscheibe einzupendeln. Durch diese Pendelbewegung ist eine gleichmäßige Abnützung des Bremsbelags 3′ gewährleistet. Abweichend von dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel könnten die walzenförmig ge­ wölbten Leisten 6 selbstverständlich auch an dem zugeord­ neten zweiten Bremssattelschenkel 2′ angeordnet sein. In beiden Fällen könnte anstelle mehrerer Leisten 6 auch eine durchgehende Leiste vorgesehen sein.

Nach Beendigung des Bremsvorgangs wird der zweite Bremsbelagträger 3 mittels der beiden Druckfedern 8 mit seinen beiden Anlagen 7 an der ebenen Fläche des zweiten Bremssattelschenkels 2′′ zur Anlage gebracht. Da der zwei­ te Bremssattelschenkel 2′′ nach Beendigung des Bremsvorgangs unter seiner Eigenelastizität in die Ausgangslage zurück­ kehrt, ist jetzt wieder eine parallele Lage des zweiten Bremsbelagträgers 3 zur Bremsscheibe hergestellt.

Beim ersten Bremsbelagträger 4 ist die Verschleiß- Situation eine andere als beim zweiten Bremsbelagträger 3. Hier tritt aufgrund der Wirkverhältnisse, die durch das Moment aus der Bremskraft an der Bremsfläche und dem Ab­ stand zur Auflage an der Druckplatte 12 gebildet werden, an der Einlaufseite der Bremsscheibe eine einseitige Be­ lagabnützung auf. Die verhältnismäßig kurze Axiallänge der Einpaßzentrierung 13 der Druckplatte 12 im Kolben 14 in Verbindung mit der Druckfeder-Schraubbolzen-Kombination 15 ermöglicht aber eine geringfügige Pendelbewegung der Druckplatte 12. Diese Pendelbewegung der Druckplatte 12 dient dazu, ein äquivalentes Gegenmoment zu erzeugen und einer einseitigen Abnützung des Bremsbelags 4′ entgegen­ zuwirken. Dadurch ist bei Bremsbetätigung eine Ausweichbe­ wegung möglich, so daß der erste Bremsbelagträger 4 eine parallele Lage zur Bremsscheibe einnimmt, wodurch eine an­ nähernd gleichmäßige Abnützung des Bremsbelags 4′ gewähr­ leistet ist. Nach Beendigung des Bremsvorgangs sorgt die Druckfeder 16 für die Wiederherstellung der parallelen Aus­ gangslage des ersten Bremsbelagträgers 4 in Bezug auf die Bremsscheibe, und die Druckfedern 8′ sorgen in Verbindung mit der Einrichtung 9 für die Einstellung des erforderli­ chen Luftspiels.

Die im mittleren Bereich der Anlagefläche der Druck­ platte 12 angeordnete Aussparung 20 hat den Zweck, daß nicht nur im unteren Druckbereich durch die beiden äuße­ ren Anlagen 21 zum ersten Bremsbelagträger 4 eine gleich­ mäßige Anlage des zugeordneten Bremsbelags 4′ an die Brems­ scheibe gewährleistet ist, sondern auch im oberen Druckbe­ reich bei der dabei auftretenden Durchfederung des Bremsbe­ lagträgers 4 aus einer Zweipunktauflage eine Dreipunktauf­ lage erzielt wird und somit ebenfalls eine annähernd gleich­ mäßige Verschleißfläche entsteht.

Claims (4)

1. Mechanisch betätigte Gleitsattelscheibenbremse, beste­ hend aus einem ortsfest angeordneten Bremsenträger, einem in dem Bremsenträger parallel zur Drehachse des abzubremsenden Rades verschiebbar gelagerten Bremssattel mit zwei Schenkeln, die eine mit dem Rad drehfest verbundene Bremsscheibe übergrei­ fen, einem in dem ersten Bremssattelschenkel parallel zur Drehachse des Rades verschiebbar gelagerten Kolben, der mit ei­ ner Druckplatte verbunden ist, einem an der Druckplatte ange­ ordneten ersten Bremsbelagträger, der einen an der einen Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbelag trägt, einer mechanisch betätigbaren Spreizeinrichtung, die sich an dem Kol­ ben und an dem ersten Bremssattelschenkel abstützt, einem an dem zweiten Bremssattelschenkel angeordneten zweiten Bremsbe­ lagträger, der einen an der anderen Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbelag trägt, und am Bremsenträger ange­ ordneten Führungen zum Führen und Abstützen der beiden Bremsbe­ lagträger, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Druckplatte (12) über eine Einpaßzentrierung (13) mit dem Kolben (14) verbunden ist, die Pendelbewegungen der Druckplatte (12) in zwei voneinander unabhängigen Richtun­ gen ermöglicht, wobei diese Einpaßzentrierung aus einem in der Stirnfläche des Kolbens (14) konzentrisch angeordneten zylin­ drischen Vorsprung von geringer Höhe und aus einer entsprechen­ den zylindrischen Aussparung der Druckplatte (12) besteht,
• b) daß die Druckplatte (12) mit dem Kolben (14) über eine Druckfeder-Schraubbolzen-Kombination (15) verspannt ist, umfas­ send eine Innensechskantschraube (17), die in eine abgesetzte Bohrung (18) der Druckplatte (12) eingesetzt und in eine kon­ zentrische Gewindebohrung (19) des Kolbens (14) eingeschraubt ist, und eine Druckfeder (16), die sich am Kopf der Innensechs­ kantschraube (17) und an der Schulter der Bohrung (18) an der Druckplatte (12) abstützt, und
• c) daß sich der zweite Bremsbelagträger (3) über minde­ stens einen walzenförmigen Vorsprung (6) am zweiten Bremssat­ telschenkel (2′′) abstützt, wobei die Scheitellinie des oder der walzenförmigen Vorsprünge (6) zur Bremsscheibe tangential verläuft und durch das Flächenzentrum des zweiten Bremsbelags (3′) hindurchgeht.

2. Gleitsattelscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der oder die walzenförmigen Vorsprünge (6) am zweiten Bremsbelagträger (3) angeordnet sind und daß die ent­ sprechenden Anlageflächen des zweiten Bremssattelschenkels (2′′) eben sind.

3. Gleitsattelscheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (12) im mittleren Be­ reich ihrer Anlagefläche (21) am ersten Bremsbelagträger (4) mit einer Aussparung (20) versehen ist.

4. Gleitsattelscheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Bremsbelagträger (4) über Schrau­ benfedern (8′) mit der Druckplatte (12) verspannt ist.