DE3729154C2 - Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse zum Einbau in ein Fahrzeug.

Fig. 1 veranschaulicht eine bekannte Scheibenbremse des Einzelzylinder-Schwimmsatteltyps, umfassend einen an einem nicht dargestellten Fahrzeugaufbau befestigten Bremsträger 1, einen Bremssattel 2 und zwei Bremsklötze 3a und 3b. Letztere sind dabei jeweils in Ausnehmungen 4 und 5 in einem inneren bzw. einem äußeren Tragteil 1a bzw. 1b des Bremsträgers 1 angeordnet. Äußere und innere Tragteile 1a bzw. 1b umfassen dabei eine nicht dargestellte Bremsscheibe. Der Bremsklotz 3a weist an seiner in Drehrichtung der Bremsscheibe vorderen Stirnseite eine Nase 6a auf. Wenn sich die Bremsscheibe in Pfeilrichtung dreht (Vorwärtsdrehung), greift die Nase 6a in eine zugeordnete, im Bremsträger 1 ausgebildete Ausnehmung 5 ein, so daß die gesamte tangentiale Bremskraft auf die Ausnehmung 5 an der in Drehrichtung der Bremsscheibe vorderen Seite ausgeübt oder übertragen wird. Für eine Rückwärtsdrehung der Bremsscheibe sind eine Nase 6b und eine zugeordnete Ausnehmung 4 vorgesehen.

Bei der Vorwärtsdrehung der Bremsscheibe werden somit bei Ausübung einer Bremskraft die Bremsklötze 3a, 3b nach vorn gedrückt und dabei in tangentialer Richtung der Bremsscheibe in einen gewellten Zustand verformt. Dieser Zustand führt zu einem örtlichen oder einseitigen Verschleiß der Bremsbeläge jedes Bremsklotzes 3a, 3b und zudem zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung.

Aus der GB 20 13 801 A ist eine Scheibenbremse bekannt, bei der die Bremsklötze im Bereich der oberen seitlichen Eckpunkte angeformte Vorsprünge aufweisen. Bei Belastung während des Bremsvorgangs stützt sich der vordere Vorsprung mit Druck gegen eine Anlagefläche eines Bremsbelaghalters und der hintere Bremsbelag durch Zug an einem Vorsprung des Bremsbelaghalters ab. Das Bremsdrehmoment wird damit im wesentlichen entlang einer durch den Drehpunkt des Bremsbelags und die oberen Eckpunkte verlaufenden Linie abgestützt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Scheibenbremse, bei welcher eine Verformung (ein Verziehen) der Bremsklötze unter der Drehung der Bremsscheibe bei Bremsbetätigung vermindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schaffung einer Scheibenbremse zum Einbau in ein Fahrzeug und zum Zusammenwirken mit einer drehbaren Bremsscheibe, mit einem am Fahrzeug anzubauenden und die Bremsscheibe übergreifenden Bremsträger zur Halterung von Bremsklötzen auf beiden Seiten der Bremsscheibe, einer Betätigungseinrichtung zum Verschieben der Bremsklötze relativ zueinander in Axialrichtung der Bremsscheibe bei einem Bremsvorgang, wobei jeder Bremsklotz an in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Endabschnitten einer in Radialrichtung inneren Kante einander zugewandte erste Anlageabschnitte aufweist, die je nach Drehrichtung mit am Bremsträger vorgesehenen ersten Halteabschnitten in Eingriff gelangen können, um das auf den jeweiligen Bremsklotz beim Bremsvorgang einwirkende Bremsdrehmoment am Bremsträger abstützen zu können, wobei jeder Bremsklotz an in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Eckabschnitten einer in Radialrichtung äußeren Kante zweite Anlageabschnitte aufweist, die je nach Drehrichtung mit am Bremsträger vorgesehenen zweiten Halteabschnitten zusammenwirken, um das beim Bremsvorgang auftretende Bremsdrehmoment am Bremsträger abstützen und eine radial auswärts gerichtete Bewegung des Bremsklotzes verhindern zu können, und wobei das beim Bremsvorgang auftretende Bremsdrehmoment je nach Drehrichtung jeweils von den diagonal bzw. diametral gegenüberliegenden ersten und zweiten Anlageabschnitten der Bremsklötze und deren zugeordneten Halteabschnitten am Bremsträger abgestützt wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine zur Hälfte im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer bekannten Bremsklotzhalterung,

Fig. 2 eine Seitenansicht, von einer Bremsscheibe her gesehen, zur Darstellung der Innenseite einer Bremsklotzhalterung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht, von der Außenseite her gesehen, zur Darstellung einer Außenseite der Bremsklotzhalterung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung von auf den Bremsklotz gemäß den Fig. 2 und 3 einwirkenden Gegenwirk- und Rotationskräften,

Fig. 5 eine Darstellung der Wirkungsweise von ersten Ankerabschnitten,

Fig. 6A eine Seitenansicht einer Scheibenbremse gemäß der Erfindung,

Fig. 6B eine Aufsicht auf die Scheibenbremse gemäß Fig. 6A und

Fig. 6C eine Seitenansicht der Scheibenbremse gemäß Fig. 6A, aus einer anderen Richtung gesehen.

Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

Fig. 2 veranschaulicht eine Bremsklotzhalterung bei einer Scheibenbremse gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt die Bremsklotz-Halterung von der Seite der Bremsscheibe her auf die Innenseite gesehen. Fig. 3 veranschaulicht die Halterung von der Außenseite her.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist ein Bremsträger mit einem Tragelement 9 mit einem inneren und einem äußeren Brückenteil 10 bzw. 11 umgekehrt U-förmig ausgebildet, so daß er eine nicht dargestellte Bremsscheibe umgreift. Der Bremsträger ist an einem feststehenden Abschnitt eines nicht dargestellten (Kraft-)Fahrzeugs über in beiden Enden des inneren Brückenteils 10 ausgebildete Schraubenbohrungen 11a angebracht. Ein Kolben 13 zum Beaufschlagen eines innenseitigen Bremsklotzes ist in einem Bremssattel 12 geführt, der zwei Klauen 12a zum Andrücken oder Mitnehmen eines außenseitigen Bremsklotzes 14 aufweist. Der Bremsklotz 14 weist einen an einer Grundplatte 15 befestigten Bremsbelag 16 auf. Die Grundplatte 15 liegt im wesentlichen in Form eines symmetrischen Kreissektors vor. An den gegenüberliegenden Endabschnitten der Unterkante des Bremsklotzes 14 sind zwei Anlagestufen 17 und 18 in einander zugewandter Lage ausgebildet. An den gegenüberliegenden Endabschnitten der Oberkante der Grundplatte 15 sind zwei Schultern 19 und 20 ausgebildet, die jeweils etwa einen rechten Winkel bilden.

In innerem und äußerem Brückenteil 10 bzw. 11 sind Ausnehmungen 21 bzw. 22 zur Halterung oder Aufnahme der Bremsklötze 14 ausgebildet, die jeweils an die Außenkontur der Bremsklötze 14 angepaßt sind. Innerer und äußerer Brückenteil 10 bzw. 11 liegen jeweils an den Anlagestufen bzw. -abschnitte 17 und 18 an, um damit eine Rechts- und Linksverschiebung der Grundplatte, d. h. des betreffenden Bremsklotzes, zu begrenzen. Die von den Bremsklötzen 14 übertragenen Bremskräfte wirken somit auf erste Haltestufen bzw. -abschnitte 23 und 24 des inneren und des äußeren Brückenteils ein. An den beiden oberen Eckabschnitten der Ausnehmung 21 im inneren Brückenteil 10 und der Ausnehmung 22 im äußeren Brückenteil 11 sind weiterhin zweite Haltestufen bzw. -abschnitte 25 und 26 zur Begrenzung der Links- und Rechtsbewegungen sowie der Aufwärts-/Abwärtsbewegungen bzw. der lotrechten Bewegungen der Grundplatte 15 und somit der Bremsklötze 14 ausgebildet, während die zweiten Halteabschnitte 25, 26 mit den Schultern 19, 20 des Bremsklotzes 14 in Berührung stehen und die von diesem übertragenen Bremskräfte aufnehmen. Die zweiten Halteabschnitte 25, 26 liegen im wesentlichen auf einer ersten Linie, die senkrecht zu einer zweiten Linie, die ein Druckzentrum 0 des Kolbens 13 mit einem Drehzentrum der Bremsscheibe verbindet, und durch das Druckzentrum des Kolbens 13 verläuft. Bei 27 sind Bremsklotz-Leitplatten angedeutet, die jeweils höchst korrosionsbeständig und an einer Anlagefläche zwischen den Bremsklötzen 14 sowie den inneren und äußeren Brückenteilen 10 bzw. 11 angeordnet sind.

Vor der Erläuterung der Arbeits- oder Wirkungsweise der Scheibenbremse ist auf die folgenden Definitionen hinzuweisen (Fig. 5). Bei jedem Bremsklotz 14 ist ein Anlageabschnitt zwischen dem rechten Anlageabschnitt 17 des Bremsklotzes 14 und dem ersten Halteabschnitt 23 des inneren oder des äußeren Brückenteils 10 bzw. 11 als erster Ankerteil a bezeichnet. Ein Anlageabschnitt zwischen dem linken Anlageabschnitt 18 und dem ersten linken Halteabschnitt 24 ist als linker erster Ankerteil b bezeichnet. Ein Anlageabschnitt zwischen der linken Schulter 19 des Bremsklotzes 14 und dem zweiten linken Halteabschnitt 25 des inneren Brückenteils 10 oder des äußeren Brückenteils 11 ist als linker zweiter Ankerteil c bezeichnet, während ein Anlageabschnitt zwischen der rechten Schulter 20 und dem rechten zweiten Halteabschnitt 26 als rechter zweiter Ankerteil d bezeichnet ist.

Wenn bei der Drehung der Bremsscheibe in Richtung des Pfeils A eine Bremskraft ausgeübt wird, werden die durch die Bremsklötze 14 übertragenen Bremsdrehmomente von den rechten ersten Ankerteilen a sowie den linken zweiten Ankerteilen c der Brückenteile 10 bzw. 11 des Tragelements 9 aufgenommen. Die in Tangentialrichtung der Bremsklötze 14 einwirkenden Kräfte werden somit zu Zieh- oder Zugkräften, wodurch ein Verformen (Verziehen) der Bremsklötze 16 verhindert wird. Da hierbei die linken und rechten zweiten Ankerteile c bzw. d auf der ersten Linie liegen, die senkrecht zur zweiten, das Druckzentrum 0 des Kolbens mit dem Drehzentrum der Bremsscheibe verbindenden Linie und durch das Druckzentrum des Kolbens 13 verläuft, wirken die Kräfte in einer Richtung ein, in welcher die Dreh- oder Rotationskräfte F' der Bremsklötze 14 (Fig. 4) durch die an den linken und rechten zweiten Ankerteilen c bzw. d erzeugten Reaktions- oder Gegenwirkkräfte Fc bzw. Fd unterdrückt werden, so daß die Drehung der Bremsklötze 14 verhindert wird.

Wenn dagegen die Bremse bei einer Drehung der Bremsscheibe in Richtung des Pfeils B betätigt wird, können die von den Bremsklötzen 14 ausgeübten Bremsdrehmomente durch die linken ersten Ankerteile b und die rechten zweiten Ankerteile d aufgenommen oder aufgefangen werden. Wie oben beschrieben, werden dabei die in Tangentialrichtung der Bremsklötze 14 wirkenden Kräfte zu Zugkräften, wodurch die Drehung der Bremsklötze 14 unterdrückt wird.

Wie vorstehend beschrieben, werden somit die auf die Bremsklötze 14 ausgeübten oder einwirkenden tangentialen Kräfte zu Zugkräften, wodurch eine wellenartige Verformung der Bremsklötze 14 und eine Geräuschentwicklung verhindert werden. Die durch die Bremsklötze übertragenen Bremsdrehmomente werden nämlich von den diametral gegenüberliegenden Endabschnitten aufgenommen. Es ist somit möglich, die Bremsdrehmomente auf die gewünschten Abschnitte des Tragelements zu verteilen und mithin eine Verformung (Verziehen) des Tragelements zu vermeiden. Als Ergebnis wird ein Verschleiß der Bremsbeläge vermindert. Eine Geräuschentwicklung wird auch nach langer Betriebsdauer vermieden, während sich auch der nötige Betätigungshub am Bremspedal nicht vergrößert. Die Steifigkeit des Tragelements ist aus den folgenden Gründen vergrößert:

• 1. Da die ersten Ankerabschnitte des inneren Brückenteils zwischen den Anbaustellen des Tragelements am Fahrzeug (d. h. zwischen den Schraubenbohrungen 11a) liegen, besitzt das Tragelement eine außerordentlich große Steifigkeit gegenüber tangentialen Kräften.
• 2. Da die auf den äußeren Brückenteil einwirkenden tangentialen Kräfte stets an Vorder- und Rückseite in Drehrichtung der Bremsscheibe abgestützt werden, tritt nur eine geringe Verformung auf.
• 3. Da sich die Brückenteile des Tragelements an Vorder- und Rückseite in Drehrichtung der Bremsscheibe in dicht nebeneinander liegender Lage verformen können, können die Belastungen aufgrund der Anordnung der zweiten Ankerteile an den Enden der Bremsklötze verteilt werden.
• 4. Da die Brückenteile Druckkräften unterworfen sind, können die Eigenschaften eines gegen Druckkräfte beständigen Werkstoffs, wie Gußeisen bzw. Grauguß, genutzt werden.

Da zudem in der Bremsklotz-Grundplatte kein Abschnitt einer geringeren Breite vorliegt, ist deren Verformung gering und mit geringer Geräuschentwicklung verbunden.

Da darüber hinaus die auf die Bremsklötze einwirkenden Dreh- oder Rotationskräfte lediglich durch das Tragelement unterdrückt werden können, wirkt auf den Bremssattel keine Verwindungskraft ein, wodurch eine gleichmäßige oder zügige Betätigung des Bremssattels bei Bremsbetätigung gewährleistet wird.

Da weiterhin die ersten Ankerteile a und b zur Innenseite der Bremsklötze hin angeordnet sind, kann die Außenkonfiguration der Bremsklötze mit einer seitlich erweiterten Form ausgebildet werden. Gemäß Fig. 5 können Schwingungen in den Abschnitten e und f, wo Schwingung leicht auftreten kann, ausreichend unterdrückt und damit eine Geräuschentwicklung vermieden werden.

Wie oben beschrieben, werden die von den Bremsklötzen ausgeübten Bremsdrehmomente an gegenüberliegenden Endabschnitten auf einer Diagonalen der Bremsklötze abgestützt. Infolgedessen werden die Bremsklötze insgesamt mit Zugkräften beaufschlagt, wodurch örtlicher (einseitiger) Verschleiß und Geräuschentwicklung vermieden werden.

Claims (6)

1. Scheibenbremse zum Einbau in ein Fahrzeug und zum Zusammenwirken mit einer drehbaren Bremsscheibe, mit
einem am Fahrzeug anzubauenden und die Bremsscheibe übergreifenden Bremsträger (9, 10, 11) zur Halterung von Bremsklötzen (14) auf beiden Seiten der Bremsscheibe,
einer Betätigungseinrichtung (13) zum Verschieben der Bremsklötze relativ zueinander in Axialrichtung der Bremsscheibe bei einem Bremsvorgang,
wobei jeder Bremsklotz (14) an in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Endabschnitten einer in Radialrichtung inneren Kante einander zugewandte erste Anlageabschnitte (17, 18) aufweist, die je nach Drehrichtung mit am Bremsträger (9, 10, 11) vorgesehenen ersten Halteabschnitten (23, 24) in Eingriff gelangen können, um das auf den jeweiligen Bremsklotz (14) beim Bremsvorgang einwirkende Bremsdrehmoment am Bremsträger (9, 10, 11) abstützen zu können,
wobei jeder Bremsklotz (14) an in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Eckabschnitten einer in Radialrichtung äußeren Kante zweite Anlageabschnitte (19, 20) aufweist, die je nach Drehrichtung mit am Bremsträger vorgesehenen zweiten Halteabschnitten (25, 26) zusammenwirken, um das beim Bremsvorgang auftretende Bremsdrehmoment am Bremsträger (9, 10, 11) abstützen und eine radial auswärts gerichtete Bewegung des Bremsklotzes verhindern zu können, und
wobei das beim Bremsvorgang auftretende Bremsdrehmoment je nach Drehrichtung jeweils von den diagonal bzw. diametral gegenüberliegenden ersten und zweiten Anlageabschnitten (17, 19; 18, 20) der Bremsklötze (14) und deren zugeordneten Halteabschnitten (23, 25; 24, 26) am Bremsträger (9, 10, 11) abgestützt wird.

2. Scheibenbremse gemäß Anspruch 1, wobei die Bremsklötze (14) im wesentlichen die Form eines Kreissektors aufweisen.

3. Scheibenbremse gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Bremsklotz (14) eine Tragplatte (15) und einen Bremsbelag (16) umfaßt und die ersten und zweiten Anlageabschnitte (17, 19; 18, 20) an der Tragplatte (15) vorgesehen sind.

4. Scheibenbremse gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die zweiten Anlageabschnitte (19, 20) durch rechtwinklige Schultern der Bremsklötze (14) und die zweiten Halteabschnitte (25, 26) durch entsprechende Stufenabschnitte des Bremsträgers (9, 10, 11) gebildet werden.

5. Scheibenbremse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff bestehende Leitplatten zwischen die ersten und/oder zweiten Anlageabschnitte (17, 19; 18, 20) und die diesen zugeordneten Halteabschnitte (23, 25; 24, 26) eingefügt sind.

6. Scheibenbremse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweiten Anlageabschnitte (19, 20) und die zugeordneten Halteabschnitte (25, 26) auf einer Geraden angeordnet sind, die durch ein Druck-Wirkzentrum der Betätigungseinrichtung (13) und senkrecht zu einer Geraden verläuft, die das Druck- Wirkzentrum der Betätigungseinrichtung (13) und ein Drehzentrum der Bremsscheibe verbindet.