DE3812037A1

DE3812037A1 - Mechanisch betaetigte gleitsattel-scheibenbremse

Info

Publication number: DE3812037A1
Application number: DE3812037A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Antony; Wilhelm Ing Grad Schneider; Hellmut Dipl Ing Jaeger
Original assignee: Deutsche Perrot Bremse GmbH
Current assignee: Deutsche Perrot Bremse GmbH
Priority date: 1988-04-11
Filing date: 1988-04-11
Publication date: 1989-10-26
Also published as: GB2217409B; GB8906761D0; FR2629887A1; GB2217409A; IT8920005A0; IT1229095B

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanisch betätigte Gleit sattel-Scheibenbremse, bestehend aus einem ortsfest angeordne ten Bremsenträger, einem in dem Bremsenträger parallel zur Dreh achse des abzubremsenden Rades verschiebbar gelagerten Brems sattel mit zwei Schenkeln, die eine mit dem Rad drehfest ver bundene Bremsscheibe übergreifen, einem in dem ersten Brems sattelschenkel parallel zur Drehachse des Rades verschiebbar gelagerten Kolben, der mit einer Druckplatte verbunden ist, einer an der Druckplatte angeordneten ersten Bremsbacke, die einen an der einen Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbelag trägt, einer mechanisch betätigbaren Spreizeinrich tung, die sich an dem Kolben und an dem ersten Bremssattelschen kel abstützt, einer an dem zweiten Bremssattelschenkel angeord neten zweiten Bremsbacke, die einen an der anderen Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbelag trägt, und am Bremsenträger angeordneten Führungen zum Führen und Abstützen der beiden Bremsbacken.

Bei einer in der DE-OS 34 31 773 beschriebenen Gleitsattel- Scheibenbremse dieser Gattung ist die Druckplatte mit dem Kol ben über eine Einpaßzentrierung verbunden. Diese Einpaßzentrie rung besteht aus einem an der Stirnfläche des Kolbens konzen trisch angeordneten zylindrischen Vorsprung von geringer Höhe, der in eine entsprechende flache zylindrische Aussparung der Druckplatte eingreift. Der Zweck dieser Einpaßzentrierung be steht darin, Pendelbewegungen der Druckplatte zu ermöglichen, um eine vollflächige Anlage des zugehörigen Bremsbelages an der Bremsscheibe zu gewährleisten. Damit soll einer einseitigen Abnützung des Bremsbelages entgegengewirkt werden. Es hat sich jedoch im Laufe der durchgeführten Versuche herausgestellt, daß unter Einwirkung von Korrosion, Verschmutzung, belastungs- und verschleißbedingten Verformungen Gleitwiderstände an der Bremsbackenabstützung auftreten, die einem gleichmäßigen Be lagverschleiß entgegenwirken bzw. diesen verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge mäße Gleitsattel-Scheibenbremse dahingehend zu verbessern, daß unter den geschilderten Einflüssen ein gleichmäßiger Belagver schleiß unter Zuhilfenahme der Formschlüssigkeit des Kolbens in der Kolbenbohrung erzwungen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Druckplatte mit dem Kolben starr verbunden ist.

Durch die starre Verbindung des Kolbens mit der Druckplatte wird eine einstückige Baueinheit erzielt, deren Drehpunkt beim Bremsvorgang gegenüber der bekannten zweiteiligen Ausführungs form zur seitlichen Bremsbackenabstützung und zur Brems fläche hin verlagert wird. Genauer gesagt der Drehpunkt wird einerseits vom Kolben zur Außenkante der mit dem Kolben eine Einheit bildenden Druckplatte hin verlagert und zum anderen um die Dicke der Druckplatte näher zur Reibfläche hin verlagert. Die vorhandene Formschlüssigkeit von Kolben und Druckplatte in der Kolbenbohrung reduziert die den Schrägverschleiß begün stigenden Drehmomente, wobei im Bereich normaler Reibwerte die Kantenpressung am führenden Kolben keine zusätzliche Steigerung erfährt. Die Formschlüssigkeit ihrerseits führt aber zu dem wesentlichen Vorteil, daß nicht beeinflußbare Reibwertschwan kungen und Reibwiderstandserhöhungen durch die Flächen pressungsreserven sich nicht nachteilig auswirken können, so daß der Parallelverschleiß über die gesamte Belagdicke garan tiert wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine herkömmliche Gleitsattel-Scheibenbremse, und

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 1, die jedoch eine Gleitsattel-Scheibenbremse gemäß der Erfindung veranschaulicht.

Die in der Zeichnung dargestellte mechanisch betätigte Gleitsattel-Scheibenbremse besteht aus einem gegenüber der (nicht gezeigten) Bremsscheibe ortsfest angeordneten Bremsen träger 1 und aus einem in dem Bremsenträger parallel zur Dreh achse der Bremsscheibe verschiebbar gelagerten Bremssattel 2.

Der Bremssattel 2 hat zwei die Bremsscheibe übergreifende Schen kel 2′ und 2′′. Im ersten Schenkel 2′ des Bremssattels 2 ist ein Kolben 5 parallel zur Drehachse der Bremsscheibe verschiebbar gelagert. Zur Verschiebung des Kolbens 5 dient eine mechanisch betätigbare Spreizeinrichtung, die sich an dem Kolben 5 und an dem ersten Bremssattelschenkel 2′ abstützt. Da die Ausbildung dieser Spreizeinrichtung nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört, braucht sie an dieser Stelle nicht näher er läutert zu werden. Es wird aber darauf hingewiesen, daß eine solche Spreizeinrichtung in der DE-OS 31 42 799 in allen Einzel heiten erläutert ist.

Auf beiden Seiten der Bremsscheibe sind eine erste und eine zweite Bremsbacke 3, 4 angeordnet, die jeweils einen an der zugekehrten Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbelag 3′ bzw. 4′ tragen. Die erste Bremsbacke 3 liegt an dem zweiten Schenkel 2′′ des Bremssattels 2 an, und die zweite Bremsbacke 4 liegt an einer Druckplatte 6 an. Beide Bremsbacken 3 und 4 sind seitlich an Führungen 8 des Bremsenträgers 1 ge führt. Diese Führungen nehmen die beim Betätigen der Bremse auftretenden Kräfte auf, die parallel zu den Bremsbelägen 3′, 4′ wirksam sind. Die Druckplatte 6 ist mit dem Kolben 5 durch eine Einpaßzentrierung 10 verbunden. Diese Einpaßzentrierung 10 besteht aus einem an der Stirnfläche des Kolbens 5 konzentrisch angeordneten zylindrischen Vorsprung von geringer Höhe, der in eine entsprechende flache zylindrische Aussparung der Druck platte 6 eingreift.

Wenn die im ersten Schenkel 2′ des Bremssattels 2 angeordnete mechanische Spreizeinrichtung betätigt wird, dann wird der Kol ben 5 zur Bremsscheibe hin, d. h. gemäß Fig. 1 nach oben bewegt, bis der an der zugeordneten zweiten Bremsbacke 4 angeordnete Bremsbelag 4′ an der Bremsscheibe zur Anlage gelangt. Die dadurch entstehende Reaktionskraft hat zur Folge, daß der gesamte Brems sattel 2 zusammen mit der Spreizeinrichtung gegenüber dem Bremsen träger 1 gemäß Fig. 1 nach unten verlagert wird, bis der an der ersten Bremsbacke 3 angeordnete Bremsbelag 3′ ebenfalls an der Bremsscheibe zur Anlage gelangt.

Bei der zweiten Bremsbacke 4 tritt aufgrund der Wirkver hältnisse, die durch das Moment aus der Bremskraft F _B an der Bremsfläche und dem Abstand L′ _B zur Auflage der Druckplatte 6 am Kolben 5 gebildet werden, an der Einlaufseite der Bremsscheibe eine einseitige Belagabnützung auf. Die verhältnismäßig kurze Axiallänge der Einpaßzentrierung 10 der Druckplatte 6 im Kolben 5 ermöglicht aber eine geringe Pendelbewegung der Druckplatte 6, die einer einseitigen Abnützung des Bremsbelags 4′ entgegen wirken soll. Bei Versuchen hat sich jedoch herausgestellt, daß unter Einwirkung von Korrosion/Verschmutzung, belastungs- und verschleißbe dingten Verformungen an der Bremsbackenabstützung A eine Schwergängigkeit auftritt und der außermittige Kraftangriff nicht mehr ausreicht, einen absolut gleichmäßigen Belag verschleiß sicherzustellen.

In Fig. 1 sind die bei Bremsbetätigung auftretenden Kräfte veranschaulicht, die eine Verschwenkung der aus Bremsbelag 4′, Bremsbacke 4 und Druckplatte 6 bestehenden Baugruppe um den Punkt P′ bewirken. Es handelt sich dabei um die auf den Bremsbe lag 4′ einwirkende Bremskraft F _B und die entsprechende Abstütz kraft F _A sowie um die Reibkraft F _R die beide auf die Brems backe 4 einwirken. Die Reibkraft F _R ist dabei das Produkt aus der Abstützkraft F _A mit dem Reibungsfaktor µ gegenüber dem Brem senträger 1. Die Kraft F _Q mit dem Hebelarm l _q steht stellvertre tend für die Flächenlast, die den einwirkenden Kräften und Mo menten entgegenwirkt.

Nachdem die Summe aller Momente Null sein muß, ergibt sich folgende Gleichung:

F _A × L _A′ - F _R × l′ - F _B × L _B′ + F _Q (l _q - l′) = 0 (I)
oder:
F _A × L _A′ - F _A × µ × l′ - F _B × L _B′ + F _Q (l _q - l′) = 0

Bei der in Fig. 2 der Zeichnung gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der die Druckplatte und der Kolben zu einem einteiligen Bauteil 6 zusammengefaßt ist, verdreht sich die aus Bremsbelag 4′ und Bremsbacke 4 bestehende Baugruppe unter dem Einfluß der Bremskräfte um den Punkt P. Da auch in diesem Fall die Summe aller Momente gleich Null sein muß, ergibt sich folgende Gleichung:

F _A × L _A - F _R × l - F _B × L _B + F _Q (l _q - l) = 0 (II)
oder:
F _A × L _A - F _A × µ × l - F _B × L _B + F _Q (l _q - l) = 0

Da bei der bekannten Ausführungsform nach Fig. 1 der Dreh punkt P′ sehr nahe an der Kolbenachse liegt, errechnet sich ein großer Hebelarm l _q. Das bedeutet, daß die Steigung der Flächen last flach und das rückstellende Moment entsprechend niedrig ist. Dadurch, daß bei gleichen Werten für F _A, F _B und F _Q nach der erfindungsgemaßen Ausführungsform der Drehpunkt P zur Brems fläche und zur Bremsbackenabstützung A verlagert wurde, haben sich auch alle einwirkenden Hebelarme verringert.

Ein kleiner Hebelarm l läßt auf einen steilen Anstieg der Flächenlast schließen, dabei wird das Rückstellmoment hoch, und demzufolge ist eine sehr gleichmäßige Abnützung über die gesamte Breite des Bremsbelages erzielbar.

Dadurch, daß der Drehpunkt P bei der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform näher zur Bremsfläche und zur Bremsbackenabstützung hin verlagert wird und sich damit alle Hebelarme verringern, haben Schwergängigkeiten an der Brems backenabstützung einen geringen Einfluß auf den gleichmäßigen Belagverschleiß.

Damit tritt aufgrund der Wirkverhältnisse, die durch das Moment der Bremskraft F _B an der Bremsfläche und der Abstützkraft F _A sowie deren Reibkraft F _R gebildet werden, an der Scheibenein laufseite eine einseitige Belagabnützung auf. Das hat zur Folge, daß durch den extrem außermittigen Kraftangriff im Drehpunkt P ein sehr viel höheres Gegenmoment erzeugt wird, welches dem einseitigen Belagverschleiß entgegenwirkt.

Abweichend von der gezeigten Ausführungsform, bei der die Druckplatte und der Kolben zu einem einteiligen Bauteil 6 zu sammengefaßt sind, könnten diese beiden Teile auch mittels eines Fügeverfahrens starr verbunden sein. Das kann beispielsweise durch Verschweißen oder Verschrauben erfolgen.

Bezugszeichenliste:

1 Bremsenträger
2 Bremssattel
2′ erster Schenkel von 2
2′′ zweiter Schenkel von 2
3 erste Bremsbacke
3′ Bremsbelag von 3
4 zweite Bremsbacke
4′ Bremsbelag von 4
5 Kolben
6 Druckplatte
8 Führungen an 1
10 Einpaßzentrierung

Claims

1. Mechanisch betätigte Gleitsattel-Scheibenbremse, be stehend aus einem ortsfest angeordneten Bremsenträger, einem in dem Bremsenträger parallel zur Drehachse des abzubremsenden Rades verschiebbar gelagerten Bremssattel mit zwei Schenkeln, die eine mit dem Rad drehfest verbundene Bremsscheibe übergreifen, einem in dem ersten Bremssattelschenkel parallel zur Drehachse des Rades verschiebbar gelagerten Kolben, der mit einer Druck platte verbunden ist, einer an der Druckplatte angeordneten ersten Bremsbacke, die einen an der einen Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbelag trägt, einer mechanisch be tätigbaren Spreizeinrichtung, die sich an dem Kolben und an dem ersten Bremssattelschenkel abstützt, einer an dem zweiten Bremssattelschenkel angeordneten zweiten Bremsbacke, die einen an der Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbelag trägt, und am Bremsenträger angordneten Führungen zum Führen und Abstützen der beiden Bremsbacken, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (6) mit dem Kolben (5) starr verbunden ist.

2. Mechanisch betätigte Gleitsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (6) mit dem Kolben (5) mittels eines Fügeverfahrens starr verbun den ist.

3. Mechanisch betätigte Gleitsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (6) und der Kolben (5) zu einem einteiligen Bauteil zusammenge faßt sind.