DE3838438A1 - Gleitfuehrung, insbesondere fuer hydraulische scheibenbremsen und verfahren zu ihrer beschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitführung, insbesondere für hydraulische Scheibenbremsen gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1, und ein Verfahren zur Beschichtung von Gleitführungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 11.

Ein derartiges Führungssystem zeigt beispielsweise die Of­ fenlegungsschrift 22 11 453. Bei dieser Schwimmsattelteil­ belagscheibenbremse sind im Bremssattel beiderseits der Bremsscheibe, die Bremsscheibe umgreifend, Bremsklötze an­ geordnet, die durch eine axiale Gleitbewegung des Kolbens im Bremssattel an die Bremsscheibe angepreßt werden, wobei sich der Bremssattel relativ zum Bremsträger über eine Bol­ zenführung gleitend verschiebt.

Bei einer derartigen Konstruktion, bei der die beim Betäti­ gen des Kolbens auftretenden Kräfte im wesentlichen von ei­ nem Tragbolzen aufgenommen werden, können bei Langzeitbe­ trieb Verschleißerscheinungen der Führungsflächen im Be­ reich der Bolzenführungen und Erhitzungserscheinungen am Kolben zu einem Funktionsausfall der Bremsanlage führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekann­ te Gleitführung dahingehend zu verbessern, daß auch bei längeren Bremsbetätigungsphasen eine Beschädigung der Füh­ rungsflächen und eine Kolbenüberhitzung verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentan­ spruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst. Ein Verfahren zur Gleitflächenbeschichtung enthält der Patentanspruch 11.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine eng tolerierte und gleitoptimierte Kolben und/oder Bolzenführung geschaf­ fen, die im gesamten Betriebstemperaturbereich uneinge­ schränkt erhalten bleibt.

Um ihre Funktion, nämlich die Führung des Sattels und die Übertragung der hydraulischen Drücke im Bremssattel auf den Kolben zu erfüllen, weist die Gleitführung entsprechend den konstruktiven Sattelverhältnissen einen sehr niedrigen Reibwert auf. Darüber hinaus wird mit der erfindungsgemäßen Kolben- und Bolzenbeschichtung die Bildung von Passungsrost verhindert, so daß die Führungen von Kolben und Bolzen bei sehr langen Beanspruchungszeiten in jedem Falle funktions­ fähig bleiben. Als weitere Vorteile der Keramikbeschichtung des Kolbens ist die ausgezeichnete Wärmeisolierung und Ver­ schleißfestigkeit infolge der großen Oberflächenhärte zu erwähnen. Ebenso bemerkenswert ist die gänzliche Eliminie­ rung von Schmiermitteln bei gleichzeitiger Paarung eines keramikbeschichteten Bolzens mit einer keramikbeschichteten Führung bzw. Buchse.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden be­ schrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Bremssattels einer Teilbe­ lagscheibenbremse,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung in der Befestigungs- und Führungsebene des Bolzens zwischen Bremssattel und Bremsträger mit eingegossener Keramikbuchse,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung in der Befestigungs- und keramisch beschichteten Führungsebene des Bolzens zwischen Bremssattel und Bremsträger.

In der Fig. 1 ist ein Teilschnitt durch einen Bremssattel 6 zu sehen, wobei der gegossenen Bremssattel 6 im wesent­ lichen eine zangenförmige Kontur aufweist, so daß der Bremssattel 6 mit einem ersten, radial verlaufenden Schen­ kel 11, über ein Brückenteil 12 und einem Bremszylinderge­ häuse 13 eine in der Zeichnung nicht abgebildete Brems­ scheibe umgreift. Im Bremszylindergehäuse 13 ist der ke­ ramisch beschichtete Kolben 1 radial geführt, sowie mittels einer Profilgummidichtung 14 und einer Schutzkappe 15 in zwei radial innenumlaufende Nuten des Bremszylindergehäuses 13, welche den Schaft des Kolbens 1 radial umschließen, ge­ gen hydraulische Spaltverluste und äußere Schmutzablagerun­ gen abdichtend geschützt. Außer der keramischen Beschich­ tung 3 des Kolbens 1 kann auch eine keramische Beschichtung der Wand im Hohlraum 16 des Bremszylinders erfolgen. Hier­ durch ergeben sich durch kleine Reibungskoeffizienten gute Gleiteigenschaften, sowie eine Eliminierung von Korrosions­ erscheinungen und eine erhebliche Reduzierung der Wärme­ übertragung auf die angrenzenden Flächen.In einem Abstand parallel zur Symmetrieachse des Kolbens 1 steht in räum­ licher Anordnung ein schenkelförmiges Bolzengehäuse 16 als gegossenes Bestandteil des Bremssattels 6 mit einer in der Fig. 1 nicht dargestellten Bohrung zur Aufnahme des Bolzens 2 hervor, so daß der Bolzen 2 durch eine Gummimanschette 17 geschützt im Bremsträger 5 axial gleitend gelagert ist. Die im Schnitt des Bremsträgers 5 dargestellte Befestigungs­ bohrung 18 dient zur Aufnahme einer Halteschraube an der Radaufhängung des Kraftfahrzeuges. Unterhalb des Gehäuses zur Aufnahme des Bolzens 2 im Bremssattel 6 ist im Teil­ schnitt eine Dämpfungshülse 19 zu erkennen, die durch je­ weils einen Bund an beiden Seiten der zugeordneten Stirn­ fläche einer Gehäusebohrung im Bremssattel 6 gehalten ist und zur Aufnahme eines darin axial verschiebbaren Führungs­ bolzens dient.

In der Fig. 2 ist teilweise das schenkelartig ausgebildete Bolzengehäuse 16 des Bremssattels 6 und die Bohrung 4 im Bremsträger 5 im Achs-Längsschnitt zur Gleitebene darge­ stellt, wobei der in das Bolzengehäuse 16 des Bremssattels 6 eingefügte Bolzen 2 mit seinem keramisch beschichteten Schaftabschnitt 10 axial gleitend in der aus Keramik gefer­ tigten und eingegossenen Buchse 9 des Bremsträgers 5 ge­ führt ist, so daß durch den Einsatz keramischer Werkstoffe in der verschleißgefährdeten Führung des Bolzens 2 optimale Gleit- und Korrosionsschutzmaßnahmen gewährleistet sind. Zur Gewichtserleichterung ist der Bolzen 2 im Bremsträger 5 als Hülse ausgeführt. Um im Zwischenraum des Bremssattels 6 zum Bremsträger 5 Verschmutzungen auszuschließen, umfaßt eine in Axialrichtung umlaufende Nut 20 in der Brems­ sattel- und Bremsträgerstirnfläche die Gummimanschette 17, so daß im Zwischenraum der freiliegende Schaft des Bolzens 2 geschützt ist.

Fig. 3 zeigt im Meridianschnitt den teilweise abgebildeten Schenkel des Bremssattel 6 und Bremsträgers 5 mit der La­ gerung des keramikbeschichteten Bolzens 2 in der zylinder­ förmigen Bohrung 4 des Bremsträgerarmes, wobei analog zur Fig. 2 am Bolzen 2 zwischen Bremssattel 6 und Bremsträger 5 die offenen Enden einer Gummimanschette 17 in zwei axial umlaufenden Nuten 20 des Bremssattels 6 und -trägers 5 be­ festigt sind, wodurch das Eindringen von Schmutz und Feuch­ tigkeit in den Zwischenraum unterbleibt. Zur Gewichtsre­ duzierung ist der Bolzen 2 im Bremsträger 5 hülsenförmig gestaltet. Anstelle der im Bremsträger 5 eingegossenen Buchse 9 offenbart die Abbildung eine keramische Beschich­ tung 3 in der Bohrung 4 des Bremsträgers 5.

Das Verfahren zur Beschichtung von Gleitführungen sieht vor, daß auf den im wesentlichen translatorisch gleitend zueinander bewegten Flächen des Bolzens 2 und des Kolbens 1, sowie in der dem Bremsträger 5 zugeordneten Bohrung 4 durch Plasmaspritzen das Keramikmaterial abhängig von nach­ folgenden Bearbeitungsvorgängen in definierten Schicht­ dicken aufgetragen wird.

Bezugszeichenliste:

 1 Kolben
 2 Bolzen
 3 Beschichtung
 4 Bohrung
 5 Bremsträger
 6 Bremssattel
 7 Hohlraum
 8 Bund
 9 Buchse
10 Schaftabschnitt
11 Schenkel
12 Brückenteil
13 Bremszylindergehäuse
14 Profilgummidichtring
15 Schutzkappe
16 Bolzengehäuse
17 Gummimanschette
18 Befestigungsbohrung
19 Dämpfungshülse
20 Nut
21 Gewindeanschluß

Claims (11)

1. Gleitführung, insbesondere für hydraulische Teil­ belag-Scheibenbremsen, mit an einem Bremsträger einen dazu angeordneten, eine Bremsscheibe und Bremsbackenum­ greifenden Bremssattel, wobei der Bremssattel zumin­ destens einen Kolben und/oder einen Bolzen aufweist, die in zugeordneten Bohrungen geführt sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der translatorisch glei­ tend bewegte Kolben (1) und/oder Bolzen (2) in den Gleitflächen nichtmetallische, anorganische Werkstoffe aufweisen.

2. Gleitführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest der Bolzen (2), der die Hauptkräfte beim Bremsen aufnimmt, mit einer Beschich­ tung (3) versehen ist.

3. Gleitführung nach Anpruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest die Bohrung (4) im Bremsträger (5), deren zugeordneter Bolzen (2) im we­ sentlichen die Hauptkräfte beim Bremsen aufnimmt, mit einer Beschichtung (3) versehen ist.

4. Gleitführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) im Bremssattel (6) eine Beschichtung (3) im wesentlichen bestehend aus einem keramischen oder emailartigen Werk­ stoff aufweist, wobei die keramische Schichtdicke auf den Gleitflächen des Kolbens (1) nur einen Bruchteil der Schichtdicke im Hohlraum (7) und am ringförmigen Bund (8) des Kolbens (1) beträgt.

5. Gleitführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Be­ schichtung (3) vom Bolzen (2) und Bohrung (4) um einen keramischen oder emailartigen Werkstoff handelt.

6. Gleitführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gleitfläche des Bolzens (2) im Bremsträger (5) aus einer, keramische Werkstoffe auf­ weisenden Buchse (9), gebildet ist.

7. Gleitführung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im wesentlichen keramische Grundsubstanzen enthaltende Buchse (9) im Bremsträger (5) zumindestens kraftschlüssig gehalten ist, vorzugs­ weise im Bremsträger (5) eingegossen ist.

8. Gleitführung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentliche keramische Grundsubstanzen enthal­ tende Buchse (9) mit dem keramikbeschichteten Bolzen (2) zusammenwirkt.

9. Gleitführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Schaftab­ schnitt (10) des Bolzens (2) über eine definierte Länge mit Keramik teilbeschichtet ist.

10. Gleitführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft­ abschnitt (10) des Bolzens (2) im Bremsträger (5) die Geometrie eines Hohlzylinders aufweist.

11. Verfahren zur Beschichtung von Gleitführungen, insbeson­ dere für hydraulische Teilbelag-Scheibenbremsen mit an einem Bremsträger (5) einen dazu angeordneten, eine Bremsscheibe und Bremsbacken umgreifenden Bremssattel (6), wobei der Bremssattel (6) zumindest einen Kolben (1) und/oder einen Bolzen (2) aufweist, die in zugeord­ neten Bohrungen (4) des Bremssattels (6) und des Brems­ trägers (5) geführt sind, insbesondere nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch Plasmaspritzen eine keramische Substanz in definierter Schichtdicke auf Flächen, insbesondere auf gleitend bewegte Flächenteile aufgebracht wird.