DE3538320A1

DE3538320A1 - Bremsbacke mit rueckstellfeder

Info

Publication number: DE3538320A1
Application number: DE19853538320
Authority: DE
Inventors: Heinz-Willi 6600 Saarbrücken Baum; Rainer-Lorenz 5400 Koblenz Düing; Hans-Georg 5400 Koblenz Madzgalla
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1984-10-29
Filing date: 1985-10-28
Publication date: 1986-04-30

Description

Bremsbacke mit Rückstellfeder
Die Erfindung betrifft eine Bremsbacke für Scheibenbremsen mit mindestens einer Rückstellfeder, die - aus plastisch verformbarem, eine Restelelastizität aufweisenden Material besteht, - mit einem an ihr ausgebildeten Befestigungsbereich an der Bremsbacke befestigt ist, - sich von dort aus nach hinten, von der Bremsfläche der Bremsbacke weg, erstreckt und - eine Wicklung sowie einen zum Abstützen an einem ortsfesten Bremsenteil ausgebildeten Abstützbereich aufweist.
Bei einer bekannten Bremsbacke dieser Gattung (US-A-4 364 455), die eine Stützplatte mit von Reibbelag freien seitlichen Rändern aufweist, ist an diesen beiden Rändern je eine Rückstellfeder aus Runddraht befestigt. Jede der Rückstellfedern hat einen geraden Befestigungsbereich, der sich durch ein Loch im zugehörigen Rand der Stützplatte hindurcherstreckt und an deren Vorderseite einen Kopf aufweist, über den die Rückstellfeder eine nach hinten gerichtete Rückstellkraft auf die Bremsbacke ausübt.
Hinter dem geraden Befestigungsbereich, an der Rückseite der Stützplatte, bildet die Rückstellfeder eine Wicklung in Form einer zylindrischen Wendel. Auf diese folgt ein im wesentlichen gerader Schenkel, der sich in Umfangsrichtung der zugehörigen Bremsbacke erstreckt und sich an einem ortsfesten Bremsträger abstützt. Wenn die Bremsbacke im wesentlichen neu ist, ihr Reibbelag also mindestens annähernd die ursprüngliche Dicke aufweist, erstreckt sich der Schenkel jeder der beiden Rückstellfedern derart schräg zum Bremsträger, daß er diesen nur mit einem kleinen Abstützbereich berührt, der in großem Abstand von der Wicklung in der Nähe des leicht abgebogenen Endes des Schenkels liegt. Bei fortschreitendem Verschleiß des Reibbelages legt sich der Schenkel allmählich mit einem großen Teil seiner Länge an den Bremsträger an, so daß der Abstand des Abstützbereiches von der Wicklung immer kleiner wird. Dies hat zur Folge, daß die Federkennlinie beider Rückstellfedern steiler wird, die Rückstellfedern also bei fortgeschrittenem Belagverschleiß größere Rückstellkräfte auf die Bremsbacke ausüben als bei unabgenutztem Reibbelag. Unabhängig vom Verschleiß zustand des Reibbelags treten bei der bekannten Gestaltung der Rückstellfedern Schwierigkeiten dadurch auf, daß ihr an der Bremsbacke befestigter Befestigungsbereich einen, bezogen auf die Wicklung, axialen Abstand von dem am Bremsträger abgestützten Schenkel aufweist mit der Folge, daß die Rückstellfedern Momente ausüben, die bestrebt sind, die Bremsbacke um eine in bezug zu deren Bremsfläche tangentiale Achse kippen zu lassen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbacke der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß störende Momente sowie Veränderungen der Rückstellkräfte vermieden oder zumindest auf eine nicht störende Größe beschränkt werden.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstützbereich von der Wicklung selbst gebildet ist.
Die Wicklung wälzt sich bei fortschreitendem Belagverschleiß am ortsfesten Bremdhteil ab und verändert dabei ihre Lage und ihren Durchmesser nicht oder nur geringfügig. Deshalb ist es vorteilhaft, daß die bzw. jede Rückstellfeder sich erfindungsgemäß unmittelbar mit ihrer Wicklung an dem ortsfesten Bremsenteil abstützt.
Der Abstützbereich ist vorzugsweise von der mindestens annähernd zylindrischen Außenseite der Wicklung gebildet.
Es ist aber auch möglich, daß die Wicklung sich an ihrer Innenseite an einem ortsfesten Bremsenteil abstützt, beispielsweise an einem Stift, der sich durch die Wicklung hindurcherstreckt oder zumindest in diese hineinragt.
Wenn ein Paar Rückstellfedern vorgesehen ist, die an je einem seitlichen Rand der Bremsbacke befestigt sind, dann sind die Rückstellfedern erfindungsgemäß vorzugsweise -im Gegensatz zu der beschriebenen bekannten Anordnung -ausgehend von ihrem an der Bremsbacke befestigten Befestigungsbereich voneinander weg gewickelt, so daß ihre Wicklungen über den zugehörigen seitlichen Rand der Bremsbacke seitlich nach außen ragen. Diese Gestaltung und Anordnung der Rückstellfedern eignet sich besonders für deren Abstützung an einem Bremsträger in enger Nachbarschaft eines Belagschachtes, in dem die Bremsbacke geführt ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Befestigungsbereich und der Abstützbereich der bzw. jeder Rückstellfeder eine gemeinsame, zur Achse der Wicklung normale Symmetrieebene haben.
Die Symmetrie läßt sich beispielsweise bei einer aus Runddraht bestehenden Rückstellfeder dadurch verwirklichen, daß die Wicklung in zwei wendelförmige Wicklungsabschnitte unterteilt ist, die miteinander durch einen gemeinsamen, an der Bremsbacke befestigten, beispielsweise haarnadelförmigen Befestigungsbereich verbunden sind.
Auf besonders einfache Weise ergibt sich die erstrebenswerte Symmetrie der gesamten Rückstellfeder jedoch gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die Wicklung eine archimedische Spirale ist. In diesem Fall besteht die Rückstellfeder vorzugsweise aus Blech, und es ist ferner zweckmäßig, daß die Breite der Rückstellfeder sich auf ihrer die Wicklung bildenden Länge zu deren innerem Ende hin stetig verringert. Durch die Verringerung der Federbreite wird der Einfluß des bei zunehmendem Belagverschleiß geringfügig abnehmendem Wicklungsdurchmessers kompensiert und dadurch die Federkraft im wesentlichen konstant gehalten.
Wenn die Bremsbacke in bekannter Weise eine Stützplatte mit von Bremsbelag freien seitlichen Rändern aufweist, dann ist der an der Bremsbacke befestigte Befestigungsbereich der bzw. jeder Rückstellfeder vorzugsweise hakenförmig gebogen und greift über den zugehörigen seitlichen Rand der Stützplatte hinweg in eine an deren Vorderseite ausgebildete Vertiefung ein, und die Rückstellfeder weist zwischen diesem Befestigungsbereich und der Wicklung ein Paar Arme auf, die an der Rückseite der Stützplatte abgestützt sind.
Die zuletzt beschriebene Ausführungsform der Erfindung kann für eine Bremsbacke mit einer bekannten schwingungsdämpfenden Schicht an der Rückseite der Stützplatte dadurch weitergebildet sein, daß die schwingungsdämpfende Schicht sich über die Bereiche der seitlichen Ränder, an denen die Rückstellfeder befestigt ist, bis zu der zugehörigen Vertiefung an der Vorderseite der Stützplatte erstreckt, und der hakenförmige Befestigungsbereich sowie die beiden Arme jeder Rückstellfeder ausschließlich über die schwingungsdämpfende Schicht an der Stützplatte abgestützt sind. Damit wird erreicht, daß die genannte Schicht auch Schwingungen der Rückstellfedern dämpft.
Wenn die Wicklung eine archimedische Spirale ist, dann läßt sich ein besonders genau reproduzierbares Abrollverhalten gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreichen, daß ein Stützblech am Endbereich der Rückstellfeder anliegend an der Bremsbacke befestigt ist und sich über die Wicklung hinaus nach hinten erstreckt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt: Fig.l eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Bremsbacke mit einem Paar Rückstellfedern; Fig.2 den Schnitt II-II in Fig.l; Fig.3 den Schnitt III-III in Fig.l; Fig.4 den Ausschnitt IV aus Fig.2 mit einer Rückstellfeder, stark vergrößert; Fig.5 eine der Fig.4 entsprechende Ansicht der Rückstellfeder alleine; Fig.6 die Ansicht der Rückstellfeder in Richtung des Pfeils VI in Fig.5; Fig.7 die Ansicht der Rückstellfeder in Richtung des Pfeils VII in Fig.5; Fig.8 die Abwicklung der Rückstellfeder in gegenüber Fig.5 bis 7 verkleinertem Maßstab; Fig.9 eine den Fig.4 und 5 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Rückstellfeder; Fig.10 eine Variante von Fig.9.
In FIg.l bis 4 ist eine Bremsbacke 10 dargestellt, die eine Stützplatte 12 aus Stahl und einen Reibbelag 14 mit einer dem Betrachter der Fig.l zugewandten Bremsfläche 16 aufweist. Zwei zueinander parallele seitliche Ränder 18 der Stützplatte 12 sind vom Reibbelag 14 freigelassen; sie weisen je eine rechteckige, seitliche Aussparung 20 auf, neben der, parallel zum zugehörigen seitlichen Rand 18, eine ebenfalls rechteckige Vertiefung 22 an der Vorderseite der Stützplatte 12 ausgebildet ist. Die Rückseite der Stützplatte 12 ist mit einer schwingungsdämpfenden Schicht 24 bedeckt, die beispielsweise aus einem aufgeklebten und/oder mit einer plastischen Masse bedeckten dünnen Blech besteht und, wie besonders aus Fig.4 ersichtlich, in die beiden seitlichen Aussparungen 20 hinein abgekantet ist und bis in die benachbarte Vertiefung 22 reicht.
In einem mittleren, oberen, ebenfalls vom Reibbelag 14 freigelassenen Bereich der Stützplatte 12 ist mit einem Hohlniet 26 eine Niederhaltefeder 28 derart befestigt, daß sie begrenzt um die zur Bremsfläche 16 normale Achse des Hohlniets 26 schwenkbar ist.
An der Stützplatte 12 ist im Bereich ihrer beiden seitlichen Aussparungen 20 je eine Rückstellfeder 30 befestigt.
Jede der beiden Rückstellfedern 30 ist ein Stanzteil aus Stahlblech, das in ebenem Zustand die in Fig.8 abgebildete, einem Schwert ähnliche Form aufweist. Das Ende des Stanzteils, das dem Griff eines Schwerts entspricht, bildet bei der fertigen Rückstellfeder 30 einen hakenförmig gebogenen Befestigungsbereich 32. An den Befestigungsbereich 32 schließen sich in dem Abschnitt des Stanzteils, der dem Heft eines Schwerts entspricht, zwei Arme 34 an, die bei der fertigen Rückstellfeder im rechten Winkel abgekantet sind, so daß die Rückstellfeder 30 in diesem Bereich einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Der gesamte Rest des Stanzteils, welcher der Klinge eines Schwerts entspricht, hat eine von den Armen 34 ausgehend stetig abnehmende Breite und bildet bei der fertigen Rückstellfeder 30 eine Wicklung 36 in Form einer archimedischen Spirale mit einem aus fertigungstechnischen Gründen geraden inneren Endabschnitt 38. Die gesamte Rückstellfeder 30 ist symmetrisch in bezug auf eine Symmetrieebene 40, die sich im rechten Winkel zur Achse 42 der Wicklung 36 erstreckt.
Die beiden Rückstellfedern 30 sind an je einem der seitlichen Ränder 18 derart klammerartig befestigt, daß die beiden Arme 34 sich auf der Rückseite der Stützplatte 12 an der schwingungsdämpfenden Schicht 24 abstützen, wobei sie etwas in diese Schicht eindringen, während der hakenförmige Befestigungsbereich 32 sich, ebenfalls an der schwingungsdämpfenden Schicht 24 anliegend, durch die seitliche Aussparung 20 hindurch bis zur Vorderseite der Stützplatte 12 erstreckt und dort in die benachbarte Vertiefung-22 eingreift. Die Rückstellfedern 30 sind hinreichend elastisch, um die vorstehend beschriebene Befestigung durch Aufschnappen ohne nennenswerte plastische Verformung des Befestigungsbereichs 32 zu ermöglichen.
Die im wesentlichen zylindrische Außenseite der Wicklung 36 bildet einen Abstützbereich 44, mit dem sich die betreffende Rückstellfeder 30 an einem ortsfesten Bremsenteil 46, insbesondere einem Bremsträger, abstützt. Von dem Abstützbereich 44 ist bei jedem Abnutzungszustand des Reibbelags 14 nur ein kleiner, annähernd linienförmiger, zur Achse 42 paralleler Bereich wirksam, dessen Abstand 48 vom seitlichen Rand 18 der Bremsbacke 10 nahezu konstant ist.
Wenn die Bremsbacke 10, beispielsweise von einem hydraulischen Kolben oder einem Schwimmsattel, gegen die zugehörige, nicht dargestellte Bremsscheibe gedrückt wird, verformen sich die Rückstellfedern 30 normalerweise rein elastisch, so daß sie die Bremsbacke nach der Betätigung zumindest annähernd in ihre ursprüngliche Stellung zurückziehen. Wenn jedoch der Verschleiß des Reibbelags 14 weiter fortgeschritten ist und dementsprechend zur Betätigung der Bremse ein größeres Lüftspiel überwunden werden muß, werden die Rückstellfedern 30 auch plastisch verformt; infolgedessen wird die Bremsbacke 10 nach der Betätigung von den Rückstellfedern 30 nur um eine deren Restelastizität entsprechende Strecke zurückgezogen werden. Auf diese Weise wird ein unabhängig vom Abnutzungszustand des Reibbelages 14 im wesentlichen gleichbleibendes Lüftspiel aufrechterhalten.
Der Abstand 48 bestimmt den Hebelarm der von der Bremsbacke 10 bei jeder Betätigung der Bremse auf jede der Rückstellfedern 30 ausgeübten Kraft. In dem Maß, in dem sich die Wicklung 36 jeder Rückstellfeder 30 bei zunehmender Abnutzung des Reibbelags 14 abrollt, vermindert sich der Wicklungsdurchmesser geringfügig. Die damit verbundene Tendenz der Wicklung 36, dem Abrollen einen zunehmenden Widerstand entgegenzusetzen, wird dadurch kompensiert, daß die Blechbreite der Wicklung 36 zu ihrem Endabschnitt 38 hin stetig abnimmt.
Die Ausführungsform gemäß Fig.9 unterscheidet sich von der in Fig.1 bis 7 dargestellten im wesentlichen dadurch, daß der Befestigungsbereich 32 der dargestellten Rückstellfeder 30 vollständig gerade ist und zusammen mit einem Stützblech 50 an der Stützplatte 12 der Bremsbacke 10 durch Punktschweißen oder Verstemmen innerhalb der zugehörigen seitlichen Aussparung 20 befestigt ist. Das Stützblech 50 erstreckt sich im rechten Winkel zur Ebene der Stützplatte 12 nach hinten und stützt den Teil der Wicklung 36 ab, der bei zunehmendem Verschleiß des Reibbelags 14 abgewickelt wird. Dadurch wird ein besonders genau festgelegtes und somit reproduzierbares Abwickelverhalten der Rückstellfeder 30 erreicht.
Die Variante gemäß Fig. 10 unterscheidet sich von dem in Fig.9 dargestellten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß das Stützblech 50 ein nach hinten abgekanteter Abschnitt der Rückstellfeder 30 selbst ist, was eine fertigungstechnische Vereinfachung bedeutet.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Bremsbacke für Scheibenbremsen mit mindestens einer Rückstellfeder (30), die - aus plastisch verformbarem, eine Restelastizität aufweisenden Material besteht, - mit einem an ihr ausgebildeten Befestigungsbereich (32), an der Bremsbacke (10) befestigt istt - sich von dort aus nach hinten, von der Bremsfläche (16) der Bremsbacke (10) weg, erstreckt und - eine Wicklung (36) sowie einen zum Abstützen an einem ortsfesten Bremsenteil (46) ausgebildeten Abstützbereich (44) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abstützbereich (44) von der Wicklung (36) selbst gebildet ist.
2. Bremsbacke nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abstützbereich (44) von der Außenseite der Wicklung (36) gebildet ist.
3. Bremsbacke nach Anspruch 2, mit einem Paar Rückstellfedern (30), die an je einem seitlichen Rand (18) der Bremsbacke (10) befestigt sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rückstellfedern (30), ausgehend von ihrem Befestigungsbereich (32), voneinander weg gewickelt sind, so daß ihre Wicklungen (36) über den zugehörigen seitlichen Rand (18) der Bremsbacke (10) seitlich nach außen ragen.
4. Bremsbacke nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Befestigungsbereich (32) und der Abstützbereich (44) der bzw.

jeder Rückstellfeder (30) eine gemeinsame, zur Achse (42) der Wicklung (36) normale Symmetrieebene (40) haben.
5. Bremsbacke nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wicklung (36) eine archimedische Spirale ist.
6. Bremsbacke nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die bzw. jede Rückstellfeder (30) aus Blech besteht.
7. Bremsbacke nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Breite der bzw. jeder Rückstellfeder (30) sich auf ihrer die Wicklung (36) bildenden Länge zu deren innerem Endabschnitt (38) hin stetig verringert.
8. Bremsbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine Stützplatte (12) mit vom Reibbelag (14) freien seitlichen Rändern (18) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Befestigungsbereich (32) der bzw. jeder Rückstellfeder (30) hakenförmig gebogen ist und über den zugehörigen seitlichen Rand (18) der Stützplatte (12) hinweg in eine an deren Vorderseite ausgebildete Vertiefung (22) eingreift, und daß die Rückstellfeder (30) zwischen diesem Befestigungsbereich (32) und der Wicklung (36) ein Paar Arme (34) aufweist, die an der Rückseite der Stützplatte (12) abgestützt sind.
9. Bremsbacke nach Anspruch 8 mit einer schwingungsdämpfenden Schicht (24) an der Rückseite der Stützplatte (12), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die schwingungsdämpfende Schicht (24) sich über die Bereiche der seitlichen Rander (18), an denen die Rückstellfeder (30) befestigt ist, bis zu der zugehörigen Vertiefung (22) an der Vorderseite der Stützplatte (12) erstreckt und der hakenförmige Befestigungsbereich (32) sowie die beiden Arme (34) jeder Rückstellfeder (30) ausschließlich über die schwingungsdämpfende Schicht (24) an der Stützplatte (12) abgestützt sind.
10. Bremsbacke nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Stützblech (50) am Befestigungsbereich (32) der Rückstellfeder (30) befestigt ist und sich über den Anfang der Wicklung (36) hinaus nach hinten erstreckt.