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Innen umgreifende Scheibenbremse, insbesondere für Kraft-
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fahrzeuge Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine innen umgreifende
Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Bremsscheibe, die an
ihrem Außenrand von einem Bremsscheibenträger getragen ist, einem fahrzeugfesten
Bremsträger, der einen auf einer Seite der Bremsscheibe angeordneten Befestigungsabschnitt
aufweist, der Bremsträgerarme bildet, die axial verlaufende Abschnitte aufweisen,
die sich über den inneren Rand der Bremsscheibe hinweg auf die andere Seite der
Bremsscheibe erstrecken, einem Bremsgehäuse, das mittels einer Bolzenführung am
Bremsträger axial verschiebbar gelagert und mittels einer Betätigungseinrichtung
betätigbar ist, das den Innenrand der Bremsscheibe umgreift und das zwei radial
verlaufende Schenkel und einen diesen verbindenden Brückenabschnitt aufweist, einem
ersten Bremsbelag, der auf einer Seite der Bremsscheibe angeordnet und von der Betätigungseinrichtung
unmittelbar beaufschlagbar ist und einem zweiten Bremsbelag, der auf der anderen
Seite der Bremsscheibe angeordnet und vom betreffenden Schenkel des Gehäuses beaufschlagbar
ist.
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Üblicherweise werden bei Kraftfahrzeugen Scheibenbremsen verwendet,
bei denen die Bremsscheibe an ihrem Innenrand getragen ist und der Außenrand der
Bremsscheibe vom Bremsgehäuse faustartig umgriffen wird. Bei derartigen außenumgreifenden
Scheibenbremsen ist der Reibradius der Bremsscheibe dadurch begrenzt, daß der Brückenabschnitt
des Gehäuses zwischen dem
äußeren Rand der Bremsscheibe und der
Radfelge angeordnet ist.
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Ein weiterer Nachteil bei außen umgreifenden Scheibenbremsen besteht
darin, daß vielfach Wärmeprobleme auftreten.
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Aus der DE-OS 17 55 391 ist bereits eine innen umgreifende Scheibenbremse
bekannt, bei der diese Probleme teilweise behoben sind. Bei dieser Scheibenbremse
ist ein Bremsträger mit zwei sich radial auswärts erstreckenden Armen vorgesehen,
an deren radial äußeren Enden achsparallel sich erstreckende Abschnitte vorgesehen
sind, die sich unter dem Innenrand der Bremsscheibe hindurch auf die gegenüberliegende
Seite der Bremsscheibe erstrecken. Zwei Bremsbeläge weisen radial nach innen gerichtete
Ansätze auf, die zur Abstützung der Bremsbeläge im Bremsträger dienen. Sowohl die
radial nach innen gerichteten Ansätze der Bremsbeläge, wie auch die achsparallel
verlaufenden Abschnitte des Bremsträgers weisen halbzylindrische Aussparungen auf,
in die in axialer Richtung sich erstreckende Halte- bzw. Führungsbolzen eingesetzt
sind. Das Bremsgehäuse weist paarweise seitliche Ansätze auf, die gleichfalls mit
halbzylindrischen Aussparungen versehen sind und an den Halte- bzw. Führungszapfen
geführt werden. Bei dieser Anordnung treten in nachteiliger Weise beim Bremsen große
Momente auf, die auf die radial relativ weit innenliegenden Führungen wirken, so
daß es zu einer frühzeitigen Beschädigung der Führungsflächen kommen kann, welche
die Funktion der Bremse stark beeinträchtigt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine innen umgreifende
Scheibenbremse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Belastung der
Führungen geringer ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Bresmträgerarmen
zu beiden Seiten der Bremsscheibe im wesentlichen
radial verlaufende
Führungsabschnitte vorgesehen sind, die sich bis etwa zum Außenrand der Bremsscheibe
erstrecken.
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Damit wird eine innen umgreifende Scheibenbremse geschaffen, bei der
die Bremsbacken im wesentlichen in dem Bereich abgestützt sind, in dem die beim
Bremsen in Umfangsrichtung wirkenden Kräfte auftreten, so daß die auf die Führungen
wirkenden Momente relativ gering sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß zumindest die Führungsabschnitte für einen der Bremsbeläge zwei einander zugekehrte
Anlageflächen aufweisen, an denen der Bremsbelag in Umfangsrichtung abstützbar ist.
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Insbesondere sind diese Anlageflächen im Bereich des Außenrandes der
Bremsscheiben angeordnet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sehen
vor, daß zumindest der Führungsabschnitt für einen der Bremsbeläge, der - in Hauptdrehrichtung
gesehen - eingangsseitig angeordnet ist, eine zweite Anlagefläche aufweist, die
der ersten Anlagefläche zugewandt ist und daß der Bremsbelag eine im wesentlichen
radial verlaufende Fläche aufweist, die an der zweiten Anlagefläche abstützbar ist.
Bei dieser Anordnung, die auch für beide Bremsbeläge anwendbar ist, kann bei entsprechender
Geometrie der Bremsbeläge der eingangsseitige Führungsabschnitt auf Zug belastet
werden.
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Wird die von der ersten und zweiten Anlagefläche begrenzte Führung
und ein die im wesentlichen radiale Fläche bildender Ansatz des Bremsbelages bzw.
beider Bremsbeläge so bemessen, daß zumindest bei höheren Bremsanlegekräften die
an dem Bremsbelag auftretende Umfangskraft durch bewußte Ausnutzung der Elastizität
der Bremsträgerarme auf beide Bremsträgerarme übertragen wird, so können die Bremsträgerarme
entsprechend
schwächer dimensioniert werden, was zu Gewichtsvorteilen
führt.
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Zweckmäßigerweise sind die ersten und zweiten Anlageflächen so angeordnet,
daß eine radial nach außen offene Nut begrenzt wird, so daß die Bremsbacken leicht
in diese Nut eingesetzt bzw. wieder herausgenommen werden können. Erfindungsgemäß
weisen dabei beide Bremsträgerarme radial nach außen offene Nuten auf und die Bremsbeläge
sind entsprechend an beiden Enden mit radial nach innen gerichteten Ansätzen versehen.
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Durch die Anordnung der Abstützflächen radial außerhalb der Wirkungslinie
der Bremskraft in Umfangs richtung wird gewährleistet, daß auf die Bremsbeläge ein
nach innen wirksames Moment ausgebübt wird. Die auf Zug belasteten eingangsseitigen
Flächen sind entsprechend innerhalb der Wirkungslinie gelegen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen, daß an den Bremsträgerarmen Auflagefläche für die Bremsbeläge ausgebildet
sind, die sich im wesentlichen in tangentialer Richtung erstrecken.
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Aus Platzgründen erweist es sich als vorteilhaft, daß der Befestigungsabschnitt
des Bremsträgers im wesentlichen in derselben Ebene angeordnet ist, wie die auf
derselben Seite der Bremsscheibe vorgesehenen, radial verlaufenden Führungsabschnitte.
Es kann jedoch aus Belastungsgründen auch geraten sein, den Befestigungsabschnitt
in der Ebene der Bremsscheibe anzuordnen.
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Zur Führung des Bremsgehäuses ist gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung zumindest an einem der außenliegenden, radial verlaufenden Führungabschnitten,
insbesondere jedoch an beiden Führungsabschnitt,en, ein sich axial erstreckender
Führungsbolzen
vorgesehen. Die Führungsbolzen sind in Umfangsrichtung
gesehen vorteilhafterweise im Bereich der Anlageflächen für den Bremsbelag und radial
im Bereich der Bremsscheibe, insbesondere unterhalb der Führungsflächen für den
Bremsbelag, angeordnet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer Scheibenbremse von der Außenseite
her, Fig. 2 einen Schnitt durch die Scheibenbremse gemäß Fig. 1 entlang der Linie
A-A, Fig. 3 einen Schnitt durch die Scheibenbremse gemäß Fig. 1 entlang der Linie
B-B, Fig. 4 einen Schnitt durch die Scheibenbremse gemäß Fig. 1 entlang der Linie
C-C und Fig. 5 eine andere Ausgestaltung eines Bremsträgers im Schnitt.
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Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 bis 4 die Anordnung einer innen
umgreifenden Scheibenbremse 2 in einem Fahrzeugrad 4.
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Vom Fahrzeugrad ist im wesentlichen nur die Radfelge 6 und teilweise
die Radschüssel 8 dargestellt. Das Fahrzeugrad 4 ist über die Radschüssel 8 mittels
Schraubbolzen 10 an einem Radlagergehäuse 12 befestigt. Mittels des Radlagergehäuses
12 ist das Fahrzeugrad 4 über ein (nicht dargestelltes) Lager auf
einer
mit dem Achsschenkel verbundenen (gleichfalls nicht dargestellten) Achsspindel drehbar
gelagert. Das Radlagergehäuse 12 weist dazu einen Flansch 14 auf, in dem Gewindebohrungen
16 vorgesehen sind, in die die Schraubbolzen 10 eingeschraubt werden. Mit den Schraubbolzen
10 wird auch ein Bremsscheibenträger 18 am Flansch 14 befestigt, wobei der Bremsscheibenträger
18 zwischen dem Flansch 14 und der Radschüssel 8 angeordnet ist. Der Bremsscheibenträger
18 weist einen radial innenliegenden, im wesentlichen kreisringförmigen Befestigungsabschnitt
20, in dem Bohrungen 21 zur Durchführung der Schraubbolzen 10 vorgesehen sind, und
einen der Kontur der Radschüssel 8 angepaßten Trägerabschnitt 22 auf. Der Trägerabschnitt
22 bildet einen Endabschnitt, welcher im wesentlichen achsparallel verläuft und
an dem ein Verbindungsring 24 befestigt ist. Mit dem Verbindungsring 24 ist ein
Reibring 26 verbunden, der die eigentliche Bremsscheibe bildet.
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Die innen umgreifende Scheibenbremse 2 weist ein Bremsgehäuse 28 auf,
das im Längsschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei zwei sich radial
nach außen erstreckende Schenkel 30 und 32 vorgesehen sind, die über ein Brückenteil
34 miteinander verbunden sind. Zu beiden Seiten des Reibringes 26 sind Brembeläge
36 und 38 angeordnet, die vom U-förmigen Bremsgehäuse 28 umgriffen werden. Zur Betätigung
der Scheibenbremse 2 weist der innenliegende Schenkel 32 eine Zylinderbohrung 40
auf, in der ein Kolben 42 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 42 beaufschlagt
unmittelbar den innenliegenden Bremsbelag 38, wodurch als Reaktion das Bremsgehäuse
28 entgegensetzt nach innen (in Fig. 3 nach rechts) verschoben wird und dadurch
auch der außenliegende Bremsbelag 36 beaufschlagt wird.
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Das Bremsgehäuse 28 ist axial verschiebbar an einem stationären Bremsträger
44 gelagert. Der Bremsträger 44 weist einen Befestigungsabschnitt 45 auf, der zur
fahrzeugfesten Befestigung des Bremsträgers 44 dient und der dazu mit zwei Bohrungen
47 und 49 versehen ist, durch die (nicht dargestellte) Schrauben geführt werden
können. Ausgehend von diesem Befestigungsabschnitt 45, der radial innerhalb des
inneren Reibringradiusses liegt, erstrecken sich zwei Bremsträgerarme 46 und 48
im wesentlichen parallel zur radialen Symmetrieebene der Bremse radial nach außen
und enden etwa auf dem äußeren Radius des Reibringes 26. Die Bremsträgerarme 46,
48 sind gegabelt ausgeführt und umgreifen mit ihrem gabelförmigen Abschnitt den
Reibring 26. Ein erster Abschnitt 50 des Bremsträgerarmes 46 liegt in derselben
Ebene wie der Befestigungsabschnitt 45.
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Ausgehend von diesem Befestigungsabschnitt 45 erstreckt sich unter
dem Reibring 26 hindurch ein axialer Abschnitt 52, der über seine ganze Breite mit
möglichst geringem Abstand unter dem Reibring 26 hindurch auf die gegenüberliegende
Seite des Reibringes führt und dort in einen weiteren radialen Abschnitt 54 des
Bremsträgerarmes 46 übergeht.
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Der Bremsträgerarm 48 ist wie der Bremsträgerarm 46 aufgebaut.
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An den Abschnitten 54 der Bremsträgerarme 46, 48 sind sich axial erstreckende
Führungsbolzen 56 angebracht, von denen einer in Fig. 4 zu sehen ist. Die Führungsbolzen
56 dienen zur axial verschiebbaren Lagerung des Bremsgehäuses 28, welches dazu entsprechende
Bohrungen 58 aufweist, durch die die Führungsbolzen 56 unter Freilassung eines Ringraumes
hindurchgeführt sind. In diesem Ringraum ist ein hülsenförmiges elastisches Führungs-
bzw. Dämpfungselement 60 angeordnet. Das Führungs- bzw. Dämpfungselement 60 kann
beispielsweise aus Gummi bestehen und weist eine Einlage 62 aus Kunststoff auf,
die
ein leichtes Gleiten der Führungsbolzen 56 gewährleistet.
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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist der Befestigungsabschnitt
45 auf der der Radschüssel 8 zugewandten Seite angeordnet und am Achsschenkel festgeschraubt,
so daß der zwischen den Abschnitten 50 und 54 der Bremsträgerarme 46, 48 gebildete
freie Raum mit dem Reibring 26 zusammenfällt.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weisen die Bremsträgerarme 46, 48
radial nach außen offene Nuten 64, 66 auf, die sich achsparallel erstrecken und
die dicht oberhalb der Führungsbolzen 56 und in Umfangsrichtung gesehen im Bereich
dieser Bolzen angeordnet sind. Die Nuten 64, 66 bilden in beiden Abschnitten 50,
54 der Bremsträgerarme 46, 48 Führungen für die Bremsbeläge 36, 38. Die Bremsbeläge
weisen dazu auf beiden Seiten Ansätze 68, 70 auf, die sich in Umfangsrichtung und
auch im wesentlichen parallel zur Symmetriemittellinie nach innen hin in die Nuten
64, 66 erstrecken. Die Nuten 64, 66 bilden der Bremsenmitte zugewandte erste Anlageflächen
72, 74 und von der Bremsenmitte abgewandte zweite Anlageflächen 76, 78. Anschließend
an die Anlageflächen 76, 78 erstrecken sich im wesentlichen in tangentialer Richtung
Anlagefläche 77, 79, auf denen die Bremsbeläge 36, 38 aufliegen. Die Bremsbeläge
36, 38 können mit ihren Ansätzen 68, 70 an den Anlageflächen 72, 74 zur Anlage gebracht
werden. Die Berührungsflächen sind dabei möglichst weit außen, d.h. zum Rand des
Reibringes 26 hin angeordnet. Um in diesem Bereich eine definierte Anlage zu bilden,
weisen die Ansätze 68, 70 Absätze 80, 82 auf, so daß in jedem Fall gewährleistet
ist, daß der Kraftangriffspunkt radial außerhalb der Wirkungslinie der beim Bremsen
in Umfangsrichtung auftretenden Kräfte liegt. Die Anlageflächen 76, 78 hingegen,
die mit entsprechenden Flächen 84, 86 an den Ansätzen 68, 70 zusammenwirken, sind
radial innerhalb dieser
Wirkungslinie angeordnet, so daß die dort
auf Zug belasteten Bremsbeläge 36, 38 ein Moment erhalten, welches die Bremsbeläge
36, 38 nach innen in die Führungsnuten drückt. Der Abstand der Anlageflächen 72,
74 sowie der Anlageflächen 76, 78 ist dabei so bemessen, daß zumindest bei größeren
wirksamen Bremskräften diese Kräfte auf beide Bremsträgerarme 46, 48 verteilt werden,
wobei der in Drehrichtung eingangsseitige Bremsträgerarm auf Zug und der in Drehrichtung
ausgangsseitige Bremsträgerarm auf Druck belastet wird.
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In Fig. 5 ist eine andere Ausgestaltung eines Bremsträgers 90 dargestellt.
Der Bremsträger 90 entspricht weitgehend dem Bremsträger 44. Der Befestigungsabschnitt
92 des Bremsträgers 90 liegt jedoch in der Mitte zwischen den beiden sich radial
erstreckenden Abschnitten 94 und 95.
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Bezugszeichenliste: 2 innen umgreifende Scheibenbremse 4 Fahrzeugrad
6 Radfelge 8 Radschüssel 10 Schraubbolzen 12 Radlagergehäuse 14 Flansch 16 Gewindebohrung
1 8 Bremsscheibenträger 20 Befestigungsabschnitt 21 Bohrung 22 Trägerabschnitt 24
Verbindungsring 26 Reibring 28 Bremsbehäuse 30 Schenkel 32 Schenkel 34 Brückenteil
36 Bremsbelag 38 Bremsbelag 40 Zylinderbohrung 42 Kolben 44 Bremsträger 45 Befestigungsabschnitt
46 Bremsträgerarm 47 Bohrung 48 Bremsträgerarm 49 Bohrung 50 Abschnitt 52 Abschnitt
54
Abschnitt 56 Führungsbolzen 58 Bohrung 60 Führungs- bzw. Dämpfungselement 62 Einlage
64 Nut 66 Nut 68 Ansatz 70 Ansatz 72 Anlagefläche 74 Anlagefläche 76 Anlagefläche
77 Anlagefläche 78 Anlagefläche 79 Anlagefläche 80 Absatz 82 Absatz 84 Fläche 86
Fläche 90 Bremsträger 92 Befestigungsabschnitt 94 Abschnitt 95 Abschnitt