DE3804877A1 - Teilbelag-scheibenbremse mit druckgesteuerter gegenkompensation - Google Patents

Teilbelag-scheibenbremse mit druckgesteuerter gegenkompensation

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Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelag-Scheibenbremse der aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs entnehmbaren Gat­ tung.
Bei derartigen Teilbelag-Scheibenbremsen tritt insbe­ sondere bei schweren Ausführungen und bei starker Belastung das Problem auf, daß die Beläge der Bremsklötze schräg ab­ geschliffen werden, so daß sie schon nach relativ kurzer Zeit unbrauchbar geworden sind und ausgewechselt werden müssen. Das diesem Nachteil zugrunde liegende Problem ist in den deutschen Offenlegungsschriften DE-OS 34 12 062 und DE-OS 33 47 387 hinreichend gewürdigt worden (siehe insbe­ sondere DE-OS 34 12 062, Seite 6, letzter Absatz bis Seite 9, Absatz 1).
Während nun die in den vorgenannten Literaturstellen ange­ gebenen Lösungen im wesentlichen in einer mechanischen Ver­ stärkung der Bremsenteile beruhten, die für die schräge Ab­ nutzung der Beläge verantwortlich waren, hat sich die vor­ liegende Erfindung zur Aufgabe gestellt, eine regelbare Ge­ genkompensation zu schaffen. Dabei sollen zusätzlich für die Führung des Bremssattels auf dem Träger ohnedies benö­ tigte Bauteile gleichzeitig noch zur Herbeiführung der Kom­ pensationskräfte ausgenutzt werden.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine Merkmalskombination gelöst, wie sie aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptan­ spruchs hervorgeht. Die Erfindung besteht also im Prinzip darin, die zur Führung des Bremssattels benötigten und in dem Träger verankerten Bolzen gleichzeitig als Kolben für einen druckgesteuerten Antrieb anzuwenden, welcher der die Schrägstellung der Bremsbeläge bewirkenden Kraft entgegen­ wirkt.
Um der aufgrund der Bremsbetätigung entstehenden Schräg­ stellung des Sattels in verbesserter Weise entgegenzuwirken empfiehlt sich eine Merkmalskombination nach Anspruch 2, bei der beide Sattelbolzen als hydraulischer Antrieb ausge­ nutzt werden, und zwar zum Drehen des Sattels in entgegen­ gesetzter Richtung.
Um den zum Aufbringen der Bremskraft notwendigen Druck gleichzeitig für die Kompensation der Sattelschiefstellung mit auszunutzen, ist eine Merkmalskombination nach Anspruch 3 zweckmäßig.
Ein günstiger Aufbau für die Druckzylinder ergibt sich nach einer Ausgestaltung nach Anspruch 4 und 5, wobei die in das Gehäuse eingearbeiteten Druckzylinder schon beim Gießen des Sattels berücksichtigt werden können. Da die beiden aus den Bolzen herausgearbeiteten Kolben gegenüber den Druckzylin­ dern ein gewisses Spiel haben müssen und um zu verhindern, daß die relativ weichen Dichtungen bei der Bewegung des Kolbens in die durch das Spiel gebildeten ringförmigen Öff­ nungen gelangen können, empfiehlt sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 6, bei der die Kolben mit das Spiel ausglei­ chenden Kunststoffringen versehen sind, hinter denen dann die Druckdichtungen auf dem Bolzen angeordnet werden kön­ nen.
Eine besonders einfache Ausgestaltung für die Druckzufuhr zu den Druckzylindern ergibt sich durch die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 7, wodurch es genügt, durch den Sat­ tel eine einzige Bohrung zu führen, welche die Druckzy­ linder mit dem Bremszylinder verbindet.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeich­ nung erläutert, die eine Teilbelag-Scheibenbremse in teil­ weise aufgebrochener Draufsicht zeigt. In der gegenüber dem Betrachter linken Seite der Zeichnung ist in Draufsicht ein Teil des Bremssattels 15 zu erkennen, der mit zwei Armen die Bremsbeläge 11 und 13 sowie die zwischen ihnen liegende Bremsscheibe 21 von rechts kommend übergreift. An den der Bremsscheibe 21 abgewandten Seiten der Bremsbeläge 11 und 2 sind die Rückenplatten 12 und 14 der Beläge zu erkennen. Die Bremsscheibe 21 bewegt sich bei Vorwärtsfahrt in der durch den Pfeil FB angegebenen Richtung und übt beim Brem­ sen eine dementsprechende Umfangskraft auf die Beläge 11 und 13 aus.
In Höhe des in der Zeichnung rechten Bremsbelags 13 ist der Bremssattel 15 aufgebrochen und zeigt rechts von den beiden Bruchkanten einen Schnitt durch die Scheibenbremse in Höhe der Führungsbolzen 1 und 3 (vergleichbar etwa mit den Füh­ rungsbolzen 14 und 16 in Fig. 1 der vorgenannten DE-OS 33 47 387). Der geschnitten gezeichnete Sattel 15 ist auf zwei Bolzen 1 und 3 gleitend geführt, wobei die Bolzen mit einem im Schnitt gezeichneten Träger 9 verschraubt sind. Von dem Träger 9 sind nur noch die beiden Augen 37 und 39 zu erkennen, die mit dem Achsschenkelbolzen des Kraftwagens integriert sind. Bei der vorliegenden Ausfüh­ rungsform der Erfindung reduziert sich somit der Brems­ träger zu den beiden Augen 37 und 39.
In dem Gehäuse 15 ist weiterhin ein Bremszylinder 35 zu er­ kennen, in welchem der Bremskolben 41 geführt ist. Über ei­ nen Druckleitungsanschluß 43 kann dem Bremszylinder 35 der für die Betätigung der Bremsbeläge 11 und 13 notwendige Druck zugeführt werden. Der Bremszylinder trägt die zur Ab­ dichtung notwendige Dichtung 45 sowie die übliche Kolben­ schutzkappe 47 und liegt mit seiner äußeren Stirnfläche des Kolbens an der Rückenplatte 14 des Bremsbelages 13 an.
Die Bolzen 1 und 3 ragen durch gestufte Durchgangsbohrungen in den Sattel 15. Dabei geht in der Zeichnung von rechts nach links gesehen hinsichtlich des Bolzens 1 eine engere Bohrung 49 über in eine weitere Bohrung 5 und hinsichtlich des Bolzens 3 eine weitere Bohrung 7 über in eine engere Bohrung 51. Die weitere Bohrung bildet jeweils einen Druck­ zylinder, welcher über Druckverbindungsleitungen 17 und 19 mit dem Bremszylinder 35 verbunden ist. In den Druckzylin­ dern 5 und 7 sind zwei Kolben 25 und 27 geführt, welche durch einen Bolzenkopf 25 bzw. einen kolbenförmigen Ansatz 27 am Bolzen gebildet sind.
Auf den Bolzen 1 und 3 sitzende Nutringe 53, 54, 55 und 56 bilden die Dichtungen zur Abdichtung der Druckzylinder 5 und 7. Zwischen dem Bolzenkopf 25 und der Mantelfläche des Druckzylinders 5 befindet sich eine ringförmige Öffnung zum Herbeiführen des notwendigen Spiels S. Um nun zu verhin­ dern, daß aufgrund der Bewegung des Bolzens 1 in der Druck­ kammer 5 die elastische Dichtung 56 in den durch das Spiel S notwendigen, ringförmigen Zwischenraum gelangen und dort zerstört werden kann, ist zwischen den Nutring 56 und den Bolzenkopf 25 ein Kunststoffring 31 eingefügt. Die Bolzen­ führung in den Bohrungen 49 und 51 ist mittels der Schutz­ kappen 57 und 59 gegen Verschmutzung abgedichtet. Am an­ deren Ende der Bolzen dient als Dichtung jeweils ein Deckel 61 bzw. 63. Der Bereich in den Druckzylindern 5, 7 und dem Bremszylinder 35 kann über das Ablaßventil 65 entlüftet werden.
Die Wirkungsweise der Erfindung ist nun folgende. Wird zur Herbeiführung einer Bremsung der Bremszylinder 35 mit Druck beaufschlagt, so wird der Bremskolben 41 herausgefahren und klemmt in der üblichen Weise die Bremsscheibe 21 zwischen den Bremsbelägen 11 und 13 ein. Aufgrund der von der Brems­ scheibe auf die Bremsbeläge ausgeübten Umfangskräfte und der notwendigen Toleranzen sowie der im Sattel wirksamen unterschiedlichen Hebellängen wird der Bremssattel um einen bestimmten Betrag (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn) ge­ dreht. Hierdurch kann es dazu kommen, daß die Bremsbeläge 11 und 13 keilförmig abgeschliffen werden, wobei die Keil­ spitze beim Bremsbelag 11 in der Zeichnung nach oben und beim Bremsbelag 13 in der Zeichnung nach unten zeigt. (Siehe auch Fig. 6 der DE-OS 33 47 387). Die Schrägstellung des Sattels nimmt mit wachsendem Bremsdruck zu.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung wirkt nun den den Sattel schrägstellenden Kräften entgegen. Dies geschieht dadurch, daß der in dem Bremszylinder 35 herrschende hydraulische Bremsdruck über die Druckverbindungsleitungen 17 und 19 den Druckzylindern 5 und 7 zugeführt wird. Die Druckzylinder sind nun derart aufgebaut, daß der auf den Kolben 25 ausge­ übte Druck zu einer in Richtung des Pfeiles F 1 auf den Sat­ tel 15 wirkenden Kraft führt, die das in der Zeichnung obe­ re Ende des Sattels versucht nach links zu verschieben. Um­ gekehrt bedingt der hydraulische Druck in dem Druckzylinder 7 eine in Richtung des Pfeils F 2 wirksame Kraft, die den Sattel 15 nach rechts zu verschieben versucht. Im Ergebnis bewirken also die beiden Kräfte F 1 und F 2 eine Drehung des Sattels 15 entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei das wirksame Drehmoment mit dem in den Druckzylindern wirksamen Druck wächst und damit dem ausgeübten Bremsdruck proportional ist.
Die vorliegende Erfindung zeigt also den Erfolg, daß die die Drehbewegung des Sattels kompensierende Kraft der die Drehbewegung verursachenden Kraft proportional ist. Hier­ durch wird die durch einseitige Bolzenlagerung hervorgeru­ fene Schiefstellung des Gehäuses und die hierdurch bedingte hohe Kantenlast auf dem Haupttragebolzen sowie die damit verbundene ungleichmäßige schiefe Abnutzung der Beläge ver­ hindert. Resultierend hieraus läßt sich die Bolzengröße, d.h. dessen Durchmesser, besonders klein halten. In manchen Fällen mag es genügen, daß die Kompensationskraft nur durch einen einzigen der Kolben, also entweder Bolzen 1 oder Bol­ zen 3 aufgebracht wird, wodurch sich eine weitere verein­ fachte Ausgestaltung der Erfindung ergibt. Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich die zur Füh­ rung des Sattels auf dem Träger notwendigen Bolzenlängen reduzieren lassen.
Ein weiterer Vorteil dieser Bauweise ist darin zu sehen, daß sich beide Beläge am Rahmen des Gehäuses direkt abstützen. Daher ist es nicht erforderlich, daß zwei Haltearme über die Scheibe greifen müssen, um die Umfangs­ kräfte der beiden Beläge aufzunehmen. Dies ist wesentlich billiger von der Bearbeitung her und hält gleichzeitig die Abmessung des Sattels, in Scheibenumfangsrichtung gesehen, klein.

Claims (9)

1. Teilbelag-Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einem am Fahrzeug achsfesten Bremsträger und einem über am Bremsträger verankerten Bolzen geführten Bremssattel, der mit einem in einer Bohrung geführten Kolben die zu beiden Seiten einer Bremsscheibe angeord­ neten Bremsbacken druckbeaufschlagt, wobei die Brems­ backen am Bremssattel abgestützt sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest einer der eine kolbenförmige Gestalt aufweisenden Bolzen (1, 3) in einer als Druckzylinder (5, 7) ausgestalteten Führungsöffnung in dem Bremssattel (9) geführt ist, wobei der Druckzy­ linder (5, 7) und der als Kolben wirksame Bolzen derart ausgestaltet sind, daß durch eine Druckzufuhr in den Druckzylinder (5 bzw. 7) auf den Bolzen (1 bzw. 3) eine Kraft (F 1 bzw. F 2) ausgeübt wird, welche einem die Schrägstellung der Bremsbeläge (11, 13) aufgrund der auf sie beim Bremsvorgang ausgeübten Umfangskraft (F 3) be­ wirkenden Drehmoment entgegenwirkt.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide Führungsöffnungen (5, 7) und die zugehörigen Bolzen (1, 3) als hydraulischer Antrieb derart ausgestaltet sind, daß sie bei Druckzufuhr (F 1, F 2) auf den Bremssattel (9) in entgegengesetzter Richtung einwirken.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die als Druckzylinder (5, 7) ausgestalteten Führungsöffnungen mit dem Bremszy­ linder (35) durch jeweils eine Druckverbindungsleitung (17, 19) verbunden sind.
4. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der auslau­ fenden Seite der Bremsscheibe (21) angeordnete Druckzy­ linder (5) auf der der Scheibe zugewandten Seite durch den in den Sattel eingearbeiteten Boden (23) und auf der der Scheibe (21) abgewandten Seite durch den kolbenför­ migen Bolzenkopf (25) begrenzt ist.
5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der einlau­ fenden Seite der Bremsscheibe (21) angeordnete Druckzy­ linder (5) auf der der Scheibe (21) zugewandten Seite durch einen kolbenförmigen Ansatz (27) am Bolzen (3) und auf der der Scheibe (21) abgewandten Seite durch einen die Öffnung (7) abschließenden Verschluß (29) gebildet ist.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der an den Zylinderwänden dich­ tend geführte Bolzenkopf (25) mit auf den Bolzen (1) aufgesetzten Kunststoffringen (23, 31) versehen ist.
7. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckverbindungsleitung (17, 19) durch eine vom Entlüfterventil (35) ausgehende durchgehende koaxiale Bohrung gebildet ist.
8. Scheibenbremse nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Beläge im Rahmen des Gehäuses geführt sind und ihre Bremskräfte direkt in diesen Rahmen einleiten.
9. Scheibenbremse nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände a bzw. b zwischen Zylindermitte und Bolzenmitten gleich oder unterschiedlich groß sein können.
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