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Teilbelag-Scheibenbremse des Schwimmsatteltyps
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für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Teilbelag-Scheibenbremse
des Schwimmsatteltyps für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Art.
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Teilbelag-Scheibenbremsen dieses Typs sind beispielsweise aus der
DE-OS 31 12 053 bekannt.
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Wegen der axialen Verschiebbarkeit der Bremsbacken liegt zwischen
den Bremsbacken einerseits und den Stützarmen, d. h. deren Führungs- und Stützflächen
andererseits notwendigerweise stets ein gewisses Spiel vor.
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Um störende Klappergeräusche der Beläge während der Fahrt zu vermeiden,
ist es daher allgemein üblich, sogenannte Belag-Haltefedern vorzusehen, welche entweder
zwischen Bremsbacken und Stützarmen oder zwischen Bremsbacken, Stützarmen und Faustsattel
wirksam sind.
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Bei einer bekannten Scheibenbremse des Schwimmsatteltyps (DE-OS 29
19 538), bei der die beiden steifen Stützarme des Bremsträgers in seitliche Nuten
der Bremsbelag-Trägerplatten greifen,ist auf der Einlaufseite der Bremse eine aus
Federstahldraht gebogene Federklammer angeordnet, die eine sehr komplizierte und
in mehreren Ebenen liegende Form besitzt. Diese Feder erstreckt sich im eingebauten
Zustand im wesentlichen oberhalb
des auf der Einlaufseite liegenden Stützarmes, wobei der Federstahldraht
axial in Längsrichtung des steifen Armes zwischen den Gleit- und Führungsflächen
dieses Armes und in die Bremsbacken-Trägerplatten eingearbeiteten Rastnuten liegt.
Etwa in der Mitte der Federklammer ist eine etwa quer zur Längserstreckung der Klammer
verlaufende hakenförmige Öse abgewinkelt, welche mit Vorspannung unter den Schwimmsattel
greift, wodurch zwischen den beiden Bremsbacken und dem Stützarm eine die Bremsbacken
gegen die Gleit- und Führungsflächen des Stützarms drückende Kraft wirksam wird.
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Gleichzeitig werden die beiden Bremsbacken in Umfangsrichtung der
Bremsscheibe von dem die Federklammer tragenden Stützarm der Einlaufseite weggedrückt
und gegen die Stützfläche des auf der Auslaufseite liegenden Stützarmes gedrückt.
Das Spiel zwischen den Bremsbacken und der Stützfläche des Stützarmes der Auslaufseite
ist dadurch praktisch beseitiqt, so daß das beim Betätigen der Bremse häufig auftretende
störende Klack-Geräusch nicht mehr auftritt; wenn allerdings bei Rückwärtsfahrt
gebremst wird, ist ein um so lauteres störendes Klack-Geräusch zu hören, weil das
Spiel auf der Einlaufseite entsprechend vergrößert wird.
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Die Federklammer ist bei dieser bekannten Scheibenbremse an ihrem
dem Bremsträger zugekehrten Ende mit einem abgewinkelten größeren Haken versehen,
welcher für die Montage und Demontage der Federklammer dient.
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Bei normalen Beanspruchungen erfüllt diese bekannte Federklammer zwar
voll und ganz ihren Zweck, doch kann bei extremen Beanspruchungen nicht völlig ausgeschlossen
werden, daß sie vom Stützarm abspringt, z. B.
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wenn bei entsprechend schlechten Wegestrecken Eisbrocken, Steine oder
auch Gestrüpp auf sie einwirken.
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Durch Vorbenutzung ist auch bereits eine Scheibenbremse eben dieses
Schwimmsatteltyps bekannt, bei welcher sowohl auf der Einlaufseite als auch auf
der Auslaufseite jeweils eine Federklammer aus Federstahloraht der vorbeschriebenen
Art angeordnet ist, wobei für die Einlauf- und die Auslaufseite unterschiedliche
Federklammern verwendet werden müssen.
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Bei dieser bekannten Scheibenbremse wird zum einen das Klappern der
Bremsbacken verhindert und zum anderen werden die Bremsbacken von beiden Seiten
her, d. h. von der Einlaufseite wie von der Auslaufseite, tangential zur Mitte gedrückt,
wodurch die Bremsbacken zwischen den beiden Stützarmen zentriert werden und sich
das Gesamtspiel zwischen den Bremsbacken und
den Stützflächen der
beiden Stützarme zumindest annähernd gleichmäßig auf beide Seiten aufteilt. Sowohl
bei Vorwärtsfahrt als auch bei Rückwärtsfahrt werden die Bremsbacken dadurch beim
Bremsen gegen die Federkraft der Federklammer auf die Stützfläche des abstützenden
steifen Armes zubewegt, wodurch sie sich nicht mehr klackend am steifen Arm anlegen.
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Bei der Montage derartiger bekannter Scheibenbremsen werden zunächst
die Bremsbacken axial auf die Stützarme des Bremsträgers aufgeschoben und danach
werden Schwimmsattel und Federklammern montiert.
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Bei einer anderen bekannten Teilbelag-Scheibenbremse des Schwimmsatteltyps
dieser Art (DE-OS 31 12 053) sind bei einer Version mit ebenfalls schwalbenschwanzförmiger
Lagerung der Bremsbacken auf den Stützarmen auf der Ein- wie auf der Auslaufseite
der Bremse jeweils aus Federstahl gefertigte C-förmige Flachfedern angeordnet. Diese
bestehen jeweils aus einem sich über die ganze Armlänge erstreckenden flachen Basisteil,
der auf den Stützarmen zwischen den Führungs- und Stützflächen der Bremsbacken-Trägerplatten
und der Stützarme liegt, einem mittig am Basisteil angeordneten, aus der Ebene des
Basisteils herausgewinkelten und zum Faustsattel weisenden Hebelarm, der in der
Bremsscheibenebene mit Vorspannung unter den Schwimmsattel greift, sowie mindestens
einer zumindest annähernd rechtwinklig aus der Ebene des Basisteils abgewinkelten
Stütznase, die sich mit ihrem freien Ende an der Stützfläche des Stützarmes abstützt.
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Durch diese Belag-Haltefederanordnung, die sich in der Praxis bewährt
hat, werden die beiden Bremsbacken ebenfalls von der Einlaufseite wie von der Auslaufseite
her tangential zur Mitte gedrückt und zwischen den beiden Stützarmen so zentriert,
daß sich das Gesamtspiel zwischen den Bremsbacken und den Stützflächen der beiden
Stützarme etwa gleichmäßig auf beide Seiten aufteilt, so daß sowohl bei Vorwärtsfahrt
als auch bei Rückwärtsfahrt störende Klappergeräusche unterbunden werden.
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Auch bei dieser bekannten Teilbelag-Scheibenbremse werden bei der
Montage zunächst die Bremsbacken axial auf die Stützarme aufgeschoben und danach
Belag-Haltefedern
und Faustsattel montiert.
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Die Belag-Haltefedern dieser bekannten Teilbelag-Scheibenbremsen sind
alles in allem vergleichsweise kompliziert geformt und nicht immer ganz einfach
einzubauen. Auch müssen diese bekannten Belag-Haltefedern für vergleichsweise große
Federwege bemessen werden, weil sie die Toleranzen der drei beteiligten Bauelemente,
nämlich die des Stützarmes, des Faustsattels und der beiden Bremsbelag-Trägerplatten
aufnehmen müssen, was mitunter nur sehr schwer erreichbar ist.
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Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den konstruktiven
und fertigungstechnischen Aufwand für eine Teilbelag-Scheibenbremse der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten Art zu verringern und insbesondere die Voraussetzungen
für eine automatische Montage zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.
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Erfindungsgemäß werden die Federelemente also nicht mehr nur zur Unterdrükkung
von Klappergeräuschen, sondern gleichzeitig auch zur alleinigen Halterung der Bremsbacken
an den Stützarmen herangezogen, wozu im wesentlichen einerseits die Stützflächen
der Stützarme und der Bremsbacken-Trägerplatten auf der Einlauf- und auf der Auslaufseite
parallel zueinander ausgerichtet sind und andererseits jeweils zwischen den Stützarmen
einerseits und den Bremsbacken-Trägerplatten sowie dem Faustsattel andererseits
in ihrer äußeren Gestaltung im wesentlichen zylindrische Federelemente angeordnet
sind.
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Die Bremsbacken können somit bei ihrem Einbau in die Bremse nicht
nur axial, sondern insbesondere auch radial von oben - bei noch nicht montiertem
Faustsattel - oder von unten in die Bremse eingebracht und dort positioniert werden,
was montagetechnisch, insbesondere im Hinblick auf automatisierte Montagen, von
wesentlichem Vorteil ist. Durch anschließendes - ebenfalls automatisierbares - einfaches
axiales Einschieben der zylindrischen Federelemente in die durch die Axialnuten
gebildeten Axialdurchlässe werden danach einerseits die Bremsbacken ohne Einsatz
sonstiger zusätzlicher Befestigungsmittel gehalten und gegen Herausfallen gesichert.
und andererseits gleichzeitig Dämpfungsmittel gegen Klappergeräusche wirksam, wobei
der Einbau der recht einfach
geformten Federelemente vergleichsweise leicht geht.
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Teilbelag-Scheibenbremsen, bei denen die Stützflächen der Stützarme
und der Bremsbacken-Trägerplatten auf der Einlauf- und auf der Auslaufseite parallel
zueinander ausgerichtet sind, sind an sich bekannt. Bei einer bekannten Teilbelag-Scheibenbremse
dieser Art (DE-OS 19 52 568) handelt es sich um eine sogenannte Festsattelbremse
bei der die Bremsbacken jeweils durch einen eigenen Bremszylinder zur Anlage an
die Bremsscheibe gebracht werden. Bei dieser bekannten Bremse werden die Bremsbacken
jedoch in üblicher Weise durch im Bremsträger gelagerte Haltestifte gegen radiales
Herausgleiten gesichert, wobei auf der Auslaufseite der Bremse zwischen dem Bremsträger
und dem Bremsbelag jeweils ein elastisch federndes Element in Form einer Blattfeder
oder eines Kunststoffteils angeordnet ist. Dieses Federelement dient ausschließlich
zur Unterdrückung von Klappergeräuschen.
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Anhand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele
wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Teilbelag-Scheibenbremse in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 2 eine Detailansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 eines zweiten Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Teilbelag-Scheibenbremse, Fig. 3 ein weiteres Detail dieses
zweiten Ausführungsbeispieles entlang der Schnittführung III in Fig. 1, Fig. 4 ein
erfindungsgemäß verwendetes Federelement in Form eines geschlitzten hohlzylindrischen
Spannstiftes mit kreisförmigem Querschnitt, Fig. 5 einen in Details abgewandelten
entsprechenden hohlzylindrischen Spannstift und Fig. 6 ein erfindungsgemäß verwendetes
Federelement in Form einer auf Block gewickelten Spiralfeder.
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In Fig 1 ist lediglich die rechte Hälfte einer Teilbelag-Scheibenbremse
des Schwimmsatteltyps dargestellt. Die linke Hälfte ist symmetrisch zu ergänzen.
Diese Scheibenbremse besteht in üblicher Weise aus einem ortsfest,
zum Beispiel an einem Radträger befestigbaren Bremsträger 1 mit
zwei im Abstand zueinander über die Bremsscheibe 4 greifenden massiven Stützarmen
11, die im Ausführungsbeispiel über eine Brücke 12 miteinander verbunden sind, um
so die Gesamtsteifigkeit zu erhöhen. Zwischen den beiden Stützarmen 11 des Bremsträgers
sind zwei an Reibflächen der Bremsscheibe anlegbare Bremsbacken angeordnet, deren
Bremsbacken-Trägerplatten mit 31 und 32 beziffert sind. Diese stützen sich radial
und in Scheibenumfangsrichtung - Eremsmomente übertragend - an den Stützarmen ab.
Zwischen den beiden Stützarmen des Bremsträgers ist des weiteren ein stabiler Faustsattel
2 angeordnet, der über im Bremsträger befestigte, nicht weiter bezifferte Bolzen
axial verschiebbar gelagert ist und die Außenumfangskante der Bremsscheibe 4 sowie
der beiden Bremsbacken 31 bzw. 32 übergreift. Der die Bremsscheibe übergreifende
Schenkel des im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildeten Faustsattels 2 besitzt jeweils
sich in Umfangsrichtung erstreckende Vorsprünge 21 mit den Stützarmen 11 zugekehrten
Stütz- und Führungsflächen 22, die bei nicht betätigter Bremse einen gewissen Abstand
(Spiel SF) zu den Stützflächen 13 der Stützarme 11 aufweisen, wie aus Fig. 2 gut
zu erkennen ist.
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Wie die Figuren 1 und 3 erkennen lassen, sind die Stützflächen 13
der beiden Stützarme 11 einerseits und die ihnen zugekehrten Stützflächen 33 der
Bremsbacken-Trägerplatten 31 bzw. 32 andererseits parallel zueinander ausgerichtet
und zwar sowohl auf der Einlauf- wie auf der Auslaufseite der Bremse. Die beiden
Bremsbacken können somit grundsätzlich bei entferntem Faustsattel 2 sowohl axial
als auch von oben oder von unten in die Scheibenbremse eingebracht und zwischen
den beiden Stützarmen 11 positioniert werden.
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Auf der Einlaufseite wie auf der Auslaufseite der Bremse sind Federelemente
vorgesehen, mit denen die zusammenwirkenden Bauteile, das heißt der Bremsträger
1, der Faustsattel 2 und die beiden Bremsscheiben 31 bzw. 32 federnd miteinander
verspannt werden, um so Klappergeräusche zu verhindern. Diese Federelemente sind
als sich über die ganze Länge der Stützarme 11 erstreckende walzenförmige Federelemente
mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt ausgebildet und jeweils zwischen
den Stütz- und Führungsflächen 13 der Stützarme 11 einerseits und den Stütz- und
Führungsflächen 33 der Trägerplatten 31, 32 sowie den Stütz- und Führungsflächen
22 des Faustsattels 2 andererseits angeordnet. Dabei liegen sie in axialen Ausnehmungen,
welche jeweils
durch eine in der Stützfläche 13 des Stützarms 11
verlaufende erste Axialnut 14 und eine in den Stützflächen 22 bzw. 33 des Faustsattels
2 bzw. der Bremsbacken-Trägerplatten 31, 32 verlaufende zweite Axialnut 23 bzw.
34 gebildet werden. Mit einem ersten Teil ihres Umfangs liegen die Federelemente
somit in der ersten Axialnut 14 und mit einem anderen Teil ihres Umfangs in der
zweiten Axialnut 23 bzw. 34, wie aus den Figuren 1 bis 3 gut zu erkennen ist.
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Als Federelemente sind in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1
bis 3 geschlitzte hohlzylindrische Spannstifte 5 mit sich überlappenden Schlitz
kanten 51, 52 vorgesehen, wobei die Spannstifte in Fig. 1 einen kreisförmigen und
in den Figuren 2 und 3 einen elliptischen Querschnitt besitzen.
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Die Figuren 4 und 5 zeigen in perspektivischer Darstellung zwei geeignete
derartige Spannstifte mit kreisförmigem Querschnitt, wobei der Spannstift gemäß
Fig. 5 an einem Ende mit einem als Verliersicherung wirkenden radialen Flansch 54
und am anderen Ende mit einer vielfach geschlitzten konischen Verjüngung 53 ausgestattet
ist, durch die das Eintreiben der Spannstifte in die axialen Ausnehmungen erleichtert
wird.
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Anstelle geschlitzter hohlzylindrischer Spannstifte können als Federelemente
auch auf Block gewickelte Spiralfedern 6 Verwendung finden. In Fig. 6 ist ein derartiges
Federelement schematisch dargestellt. Auch ein solches Federelement besitzt eine
walzenförmige Gestalt.
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Unabhängig von ihrer äußeren Gestaltung ist die Funktionsweise der
erfindungsgemäß verwendeten Federelemente im wesentlichen die gleiche. Sie werden
während der Montage in die durch die vorerwähnten Axialnuten 14, 23 und 34 auf der
Einlauf- sowie auf der Auslaufseite gebildeten axialen Ausnehmungen eingeschoben,
wodurch die Bremsbacken 31 und 32 - und in gewisser Weise auch der Faustsattel 2
- zwischen den beiden Stützarmen 11 federnd zentriert werden, das heißt das in Scheibenumfangsrichtung
vorhandene Spiel zwischen den beiden Stützarmen einerseits und den Bremsbacken bzw.
dem Faustsattel andererseits wird auf die Einlaufseite und die Auslaufseite verteilt.
Bei nichtbetätigter Bremse liegen also etwa die in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Verhältnisse
vor, bei denen zwischen der Stützfläche 13 des Stützarms 11 und der Stützfläche
22 des Vorsprungs 21 des Faustsattels 2 ein gewisser Abstand 5F und der Stützfläche
13 des Stützarms 11 und der Stützfläche 33 der Bremsbacken-Trägerplatte
32
ein gewisser Abstand SB herrscht.
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Bei Betätigung der Bremse werden die in Reibverbindung mit der Bremsscheibe
4 gebrachten Bremsbacken über die Federelemente 5 bzw. 6 an den Stützarmen 11 abgestützt,
wobei die Federelemente je nach Umfangskraft (Bremskraft) in Scheibenumfangsrichtung
mehr oder weniger stark zusammengedrückt werden, bis die Bremsbacken-Trägerplatten
letztlich unmittelbar an den Stützarmen 11 zur Anlage kommen, so daß die Umfangskraft
nach dem Überdrücken des Belagspieles 5B unmittelbar von den Stützarmen 11 aufgenommen
wird.
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Bei den geschlitzten Spannstiften 5 werden dabei die Schlitz kanten
51 und 52 weiter übereinandergeschoben. Bei den auf Block gewickelten Spiralfedern
6 dagegen werden die einzelnen Windungen der Spiralfeder unter der Einwirkung der
Umfangskraft schräg zur Federelementenlängsachse gestellt. In beiden Fällen kommen
die Bremsbacken an den Stützarmen 11 ohne lappergerävsche gedämpft zur Anlage, und
zwar sowohl beim Bremsen bei Vorwärtsfahrt als auch beim Bremsen bei Rückwärtsfahrt.
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Die Federelemente 5 und 6 dienen nun nicht nur zur Unterdrückung von
Klappergeräuschen. Sie dienen gleichzeitig auch zur alleinigen Halterung der Bremsbacken
31 und 32. Aus diesem Grunde müssen sie derart bemessen sein, daß sie einer radialen
Belastung aus dem Bremsmoment wiederstehen.
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Irgendwelche zusätzlichen Elemente zur Halterung der Bremsbacken,
wie zum Beispiel Haltestifte o.ä. sind nicht vorgesehen.
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Die Montage der erfindungsgemäßen Scheibenbremse ist besonders einfach
durchzuführen und besonders geeignet für eine automatische Montage, weil einerseits
die Bremsbacken auch von oben bzw. unten in die Bremse eingeführt werden können
und andererseits mit dem Einführen der walzenförmigen Federelemente gleichzeitig
sowohl die sichere Halterung der Bremsbacken in der Scheibenbremse als auch die
notwendigen Maßnahmen zur Unterbindung von Klappergeräuschen bewirkt werden.