DE3910969C2 - Teilbelag-Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelag-Scheibenbremse, insbe­ sondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Aus der DE 28 04 808 B2 ist eine gattungsgemäße Teilbe­ lag-Scheibenbremse bekannt. Die Teilbelag-Scheibenbremse weist ein Gehäuse auf, das mittels Bolzenführung auf Bolzen axial verschiebbar an einem Bremsträger angeordnet ist. Der Bremsträger weist zwei parallele und im Abstand voneinander angeordnete Arme auf. Die Arme bilden mit einander zugekehr­ ten Flächen einen nach außen offenen Schacht zur Aufnahme der Bremsbacken, und weisen nach außen offene Nuten auf, in denen die Bremsbacken geführt sind. Die Kontur beider Bremsbacken liegt außerhalb eines Schwenkbereiches des Gehäuses, so daß das Gehäuse um einen der Bolzen schwenkbar ist. Die Teilbe­ lag-Scheibenbremse erwärmt sich im Kolbenbereich, was nach­ teilig zur Dampfblasenbildung in dem Druckzylinder führen kann.

Aus der DE 82 36 515 U1 ist eine Scheibenbremse bekannt, bei der das Sattelgehäuse mit Kühlrippen versehen ist, um einen Wärmestau in der Radschüssel zu vermeiden. Obwohl zusätzliche Durchbrüche in der Sattelbrücke vorgesehen sind, werden die Bremsbacken doch im wesentlichen vollständig vom Sattelgehäu­ se überdeckt und daher die Kühlluftzirkulation im Bereich der Bremsbacken und der Bremsscheibe behindert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Belüftung zur Küh­ lung der Teilbelag-Scheibenbremse in ihrem Kolbenbereich zu verbessern und Material an dem Gehäuse der Teilbelag-Schei­ benbremse einzusparen.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst. Erfindungsgemäß verjüngt sich die Gehäusebrücke mit ei­ nem trapezförmigen Abschnitt in einer zur Horizontalebene der Bremse parallel versetzten Ebene von dem äußeren Gehäuse­ schenkel ausgehend in Richtung auf den inneren Gehäuseschen­ kel zu und sind eine oder mehrere Rippen auf dem trapezförmi­ gen Abschnitt aufgesetzt. Die Rippen erstrecken sich vorteil­ haft im wesentlichen parallel zu den Trapezschenkeln und über die gesamte Höhe des Trapezes. Durch die Verjüngung des Sat­ tels entsteht zwischen den Bremsträgerarmen und dem Sattel eine Lücke, durch die ein Luftstrom an der Trägerplatte der inneren Bremsbacke vorbeiströmen kann und in den Kolbenbe­ reich des Gehäuses gelangt. Gleichzeitig wird eine Konzentra­ tion des Materials mit Hilfe der aufgesetzten Rippen durchge­ führt, so daß eine höhere Steifigkeit im Bereich von Gehäuse­ brücke und innerem Gehäuseschenkel bei gleichzeitiger Volu­ menverringerung des Gehäuses erzielt wird.

Diese Raumaufteilung bringt zusätzliche Festigkeit in dem bauraumbegrenzten Bereich zwischen Bremsscheibe und Felge. Durch eine Verjüngung der Brückenform hin zum inneren Gehäu­ seschenkel, das heißt zum Zylinderteil bzw. durch eine Aus­ richtung der aufgesetzten Rippen auf den Zylinderbereich zu, wird im Bereich der Anbindung zwischen Brücke und Zylinder­ teil ein Gewichtsvorteil erzielt. Durch die Anordnung der Rippen kann der Raum der Felge im Bereich des inneren Felgen­ horns optimal in Hinsicht auf Festigkeit und Bauhöhe genutzt werden. Material ist nur dort eingesetzt, wo es hinsichtlich Funktion und Festigkeit benötigt wird.

Die größte Breite der Brücke erstreckt sich in Umfangsrich­ tung im Bereich der äußeren Bremsbacke. Hier ist das Gehäuse sogar, um in dem Bereich ohne Rippen ebenfalls eine hohe Steifigkeit zu erzielen, breiter ausgeführt als bei der aus der DE 28 04 808 B2 bekannten Bremse. Dieser Umstand wiederum erfordert eine andere Abstützung des Gehäuses auf der äußeren Bremsbacke. Statt auf den seitlichen Vorsprüngen der Brems­ backe, die in Umfangsrichtung abstehen, ist bei der erfin­ dungsgemäßen Anordnung das Gehäuse mittig auf der äußeren Bremsbacke abgestützt, vorzugsweise auf einem domartig ge­ formten mittleren Vorsprung der Bremsbacke, der radial nach oben ragt. Diese mittlere Abstützung bringt aber ein Korro­ sionsproblem mit sich.

Deshalb ist die Gehäusebrücke mit ihrer radialen Abstütz­ fläche in axialer Richtung kleiner als die Stirnfläche der Trägerplatte ausgeführt, so daß nur ein Teil der Auflage­ fläche bearbeitet und der Rest als Rohteilstufe im Bremsge­ häuse ausgebildet ist. Mit dieser minimierten Fläche wird vermieden, daß sich nach längerem Betrieb Korrosion an der Kontaktfläche gebildet hat und beim Bremsbackenwechsel eine Bremsbacke mit anderer Toleranzlage zu Einbauproblemen führt. Zudem bleiben kleinere Flächen mit entsprechend höherer Flächenpressung eher sauber. Außerdem kann eine Überdeckung von neuer Bremsbacke und Korrosionsprodukten nicht auftreten.

Die Rippe oder die Rippen enden axial zwischen einer Reib­ flächenebenen der äußeren Bremsbacke und einer Mittelebenen der inneren Bremsbackenträgerplatte, so daß die Bauhöhe des Felgenhorns vorteilhaft von Beginn an ausgenutzt werden.

Vorteilhaft wird das Belagverschleißbild optimiert, da die innere Bremsbacke als rein gezogene Bremsbacke ausgeführt ist und dazu der Bremsträger in diesem Bereich freigegossen ist. Deshalb weist die Bremsbacke mit der nach außen weisenden Fläche eines seitlichen L-förmigen Endes zu einer äußeren Nutfläche einen wesentlichen größeren Abstand als mit der An­ lagefläche des gegenüberliegenden seitlichen L-förmigen Endes zu der innenliegenden Nutfläche auf. Die äußere Bremsbacke ist weiterhin als Pull-Push-Backe ausgeführt und ersetzt da­ mit den Bremsträgerunterzug bzw. macht eine Verstärkung der Halterarme nicht erforderlich.

Die kreis- und segmentförmig angeordneten Noppen zentrieren vorteilhaft mit Hilfe der bearbeiteten Faustöffnung an dem äußeren Gehäuseschenkel das Gehäuse an der Trägerplatte.

Die äußere Bremsbacke weist an ihren beiden seitlichen Enden ein L-förmiges Profil mit einem radial nach innen gerichteten Schenkel auf. Somit kann die Gehäusebrücke im Bereich der äußeren Bremsbacken bis in die Nähe der Bremsträgerarme ra­ gen. Vorteilhaft wird mit der breiten Brücke eine hohe Stei­ figkeit erzielt.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Teilbelag-Scheibenbremse in geschnittener Sei­ tenansicht,

Fig. 2 dieselbe Scheibenbremse in Draufsicht,

Fig. 3 die Teilbelag-Scheibenbremse in teilweise geschnit­ tener Frontansicht,

Fig. 4 eine erste Abstützung des Gehäuses an der Bremsbacke,

Fig. 5 eine zweite Abstützung des Gehäuses an der Brems­ backe in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 6 dieselbe Abstützung in geschnittener Frontansicht,

Fig. 7 eine weitere Teilbelag-Scheibenbremse in Draufsicht und

Fig. 8 ein Sattelgehäuse einer Teilbelag-Scheibenbremse zwischen einer Bremsscheibe und einer Felge.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Teilbelag-Scheibenbremse 1 mit einem Bremsträger 2 und einem Sattelgehäuse 3. Das Sattelgehäuse 3 weist einen Gehäusebrückenabschnitt 4, einen äußeren Gehäuse­ schenkel 5 und einen inneren Gehäuseschenkel 6 auf. In dem inneren Gehäuseschenkel 6 ist eine Betätigungseinheit 7, 8 aus einem Zylinder 7 und einem Kolben 8 untergebracht, die beim Bremsen eine innere Bremsbacke 9 direkt und eine äußere Bremsbacke 10 indirekt über eine Reaktionskraft gegen eine Bremsscheibe 11 bewegt. Das Gehäuse 3 ist axial beweglich auf Führungsbolzen 12 angeordnet, die in dem Bremsträger 2 verschraubt sind. Die gestrichelt-punktierte Linie zeigt eine Kontur 13 einer Felge an. In der Gehäusebrücke 4 ist eine Öffnung 14 vorgesehen. In einer Mittelebenen 15 der Brems­ scheibe 11 enden Rippen 16, 17. Die Rippen 16, 17 erstrecken sich in einem Bereich von der Mittelebenen 15 der Bremsschei­ be 11 bis zu einer Zylinderbodenfläche 18 des inneren Gehäu­ seschenkels 6 und erreichen eine höchste Erhebung 19 in einer Ebenen 20, die senkrecht auf der Bremsscheibenachse steht und innerhalb von Bremsträgerschenkeln 21, 22 liegt. Eine zylin­ derförmige Dämpfungshülse 23′ ist in einer Bohrung des Sattelgehäuses 3 angeordnet und ummantelt den Führungsbolzen 12, so daß der Sattel 3 gleitend und dämpfend auf dem Bolzen 12 geführt ist. Die innere Bremsbacke 9 weist eine Träger­ platte 23 und einen Reibbelag 24 und die äußere Bremsbacke 10 eine Trägerplatte 25 und einen Reibbelag 26 auf. Beide Trä­ gerplatten 23, 25 weisen an ihren seitlichen Enden 27, 28, 29 und 30 ein L-förmiges Profil auf. Die äußere Bremsbacke 10 verhakt mit einem Schenkel 31 des L und einer Abstützfläche 32 an einer Nutfläche 33 einer Nut 35, in der die Bremsbacken 9, 10 geführt sind. Die äußere Bremsbacke 10 stützt sich mit einer äußeren Schenkelfläche 38 an einer Nutfläche 39 des Bremsträgerarmes 36 ab. Für das gegenüberliegende Ende 30 der äußeren Bremsbacke 10 gilt entsprechendes. Die Abstützflächen 32, 32′ sind parallel zueinander und sind als sich gegenüber­ liegende Anlageflächen ausgebildet. Auch die nach außen ge­ richteten Flächen 38, 38′ sind parallel zueinander. Die Ab­ stände zwischen den Flächen 32, 33 und 38, 39 der beiden Enden 29, 30 in den Nuten 34, 35 der Bremsträgerarme 36, 37 sind so gewählt, daß ein Pull-Push-Prinzip entsteht, das heißt, daß bei Bremsbetätigung der äußere Bremsbacken 10 einen der Bremsträgerarme 36, 37 zunächst durch Zug und dann bei höheren Bremsanlegekräften den zweiten Bremsträgerarm 36, 37 durch Drücken belastet. Die Nutfläche 39 ist bearbeitet. Im Bereich der inneren Bremsbacke 9 ist die Nut freigegossen, so daß ein Abstand 40 zwischen dem L-förmigen Schenkel 28 und einer Nut­ fläche 41 verbleibt. Der innere Bremsbacken 9 wird somit nur an einem Bremsträgerarm 36, 37 gezogen. Da der Bremsträger symmetrisch zu einer Symmetrieachse 42 ausgeführt ist, gilt das Ziehen des inneren Belages und das Pull-Push-Prinzip des äußeren Belages für beide Drehrichtungen 43, 44 der Brems­ scheibe 11. Gegossene Vertiefungen 45 und 46 sind Anschlag und Spannpunkte für die Bearbeitung. Ein Noppen 47 an der Trägerplatte 25 dient dazu, das Sattelgehäuse 3 an der in den Nuten 34, 35 geführten äußeren Bremsbacke 10 abzustützen. Der Noppen 47 ist ein kreisförmiges Segment, das sich in axialer Richtung in eine abgerundete Faustöffnung 48 erstreckt, den äußeren Schenkel 6 und damit das Sattelgehäuse 3 zentriert.

Der Brückenabschnitt 4 weist einen trapezförmigen Abschnitt 49 mit einer längeren Parallelen 50, einer kurzen Parallelen 51 und zwei Trapezschenkel 52 und 53 auf. Die längere Paral­ lele 50 liegt axial zwischen einer äußeren Gehäuseschenkel­ fläche 54 und der Mittelebenen 15 der Bremsscheibe 11. Die Rippen 16 und 17 beginnen axial zwischen einer Reibflächen­ ebene 55 der äußeren Bremsbacke 10 und einer Mittelebene 56 der inneren Bremsträgerplatte 23. Der Brückenabschnitt 4 er­ streckt sich mit seinem Trapez 49 im wesentlichen in einer Horizontalebene 58 der Bremse 1 und verbreitert sich in einer radialen Ebene.

Fig. 4 zeigt den Noppen 47 der äußeren Bremsbacke 25, der aus der Trägerplatte 25 herausgestanzt oder geschert ist und sich mit seiner Fläche 59 gegen die Faustfläche 59′ des äußeren Gehäuseschenkels 5 abstüzt.

Fig. 5 und 6 zeigen eine Bremsbacke 60, die sich an einem Brückenabschnitt 61 eines Sattelgehäuses 62 abstützt. Dazu weist die Bremsbacke 60 einen halbmondförmigen Vorsprung 63 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung 64 des Brückenab­ schnittes 61 formschlüssig eingreift. Dabei stützen sich die Stirnfläche 65 der Bremsbacke 60 und die Fläche 66 des Sat­ telgehäuses 62 aneinander ab, so daß der gesamte Sattel in Dreipunktauflage, einmal diese Bremsbackenabstützung und zweimal an der Bolzenführung, abstützt. Die Gehäusefläche 66 ist dabei in axialer Richtung kürzer als die axiale Länge der Stirnfläche 65 der Bremsbacke 60 bemessen. Dazu weist der Brückenabschnitt 61 eine gegossene Vertiefung 67 auf, an des­ sen Übergang 68 zum äußeren Schenkel 69 ein Vorsprung 70 mit der Auflagefläche 66 endet.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Teilbelag-Scheibenbremse 81 mit ei­ nem Bremsträger 82 und einem Sattelgehäuse 83. An dem Sat­ telgehäuse 83 sind Rippen 84 mit dazwischenliegenden Vertie­ fungen 85 aufgesetzt. Die Rippen 84 enden an dem Sattelgehäu­ se 83 in Höhe der Mittelebenen 15 der Bremsscheibe 11 und reichen teilweise bis zu einer Bodenfläche 86. Um die Teilbe­ lag-Scheibenbremse 81 mit einem Automaten bzw. einem Roboter ergreifen zu können, sind an dem Sattelgehäuse 83 im Bereich des äußeren Gehäuseschenkels 87 zwei bearbeitete Ausnehmungen 88, 89 und an zwei hervorstehenden Armen 90, 91 bearbeitete Ausnehmungen 92, 92′ angeordnet, in die ein Roboter mit seinen Fingern eingreifen und somit zentrieren kann. Die Ausnehmun­ gen 92, 92′ an den Armen 90, 91 dienen auch als Bearbeitungs­ auflage. Ein trapezförmiger Abschnitt 100 beginnt mit einer längeren Parallelen 93 in Höhe einer Reibfläche 94 einer äußeren Bremsbacke 95 und endet mit einer kürzeren Parallelen an der Bodenfläche 86. Zwischen dem inneren Bremsbacken 96 und einer Nutfläche 97 eines Bremsträgerarmes 98 ist ein Ab­ stand 99 vorgesehen, so daß der innere Bremsbacken nur gezo­ gen wird. Der trapezförmige Abschnitt 100 weist Trapezschen­ kel 101 und 102 auf, die sich in Richtung auf die Bodenfläche 86 zu verjüngen, so daß im Bereich der inneren Bremsbacke 96 zwischen dem Bremsträgerarm 98 und dem Gehäuse 83 ein drei­ eckförmiger Freiraum 103 mit einem mittleren Abstand 104 ent­ steht, damit durch den Fahrtwind ein Luftstrom an die hintere Fläche 105 der Trägerplatte 106 des inneren Bremsbacken 96 gelangt, so daß auch ein Kolbenbereich in dem inneren Schen­ kel 107 des Sattelgehäuses 83 gekühlt wird. Die Rippen 84 er­ strecken sich in Längsrichtung im wesentlichen parallel zu den Trapezschenkeln 101, 102 und im wesentlichen über die ge­ samte Höhe des Trapez 100. Wegen eines in radialer Richtung begrenzt zur Verfügung stehenden Einbauraumes reicht der Sat­ tel in Höhe der äußeren Bremsbacke 95 bis an die Bremsträger­ arme 98, 98′ und ist dort mit einem rechteckförmigen Abschnitt 112 besonders breit ausgeführt, so daß die Steifigkeit in diesem Bereich gewährleistet ist. Der trazepförmige Abschnitt 100 weist in Übergangsbereichen 113, 114 abgerundete Konturen 115, 116 auf, um vorteilhaft Spannungsspitzen zu vermeiden.

Fig. 8 zeigt die Kontur 110 eines Sattelgehäuses 111 in einer Felge 117. An einer Felgenschüssel 118 ist eine Bremsscheibe 109 befestigt. Die Felge 117 weist an einem nach innen ge­ richteten Bereich ein Felgenhorn 119 auf, das einen radialen Abstand 120 zu einem oberen Rand 121 der Bremsscheibe 109 de­ finiert. Im vorderen Teil der Felge 117 weist die Felgen­ schüssel 118 einen radialen Abstand 122 auf, der kleiner als der Abstand 120 ist und der einen in radialer Richtung be­ grenzt zur Verfügung stehenden Einbauraum definiert. Eine trapezförmige Verjüngung eines Sattelgehäuses 111 beginnt et­ wa in Höhe der Mittelebenen 123 der Bremsscheibe 109. Auf das Sattelgehäuse 111 aufgesetzte Rippen 124 enden an einem Knick 125 des Felgenhorns 119. Die Rippen sind also in einem Be­ reich angeordnet, in dem die Felge eine solche Anordnung zu­ läßt. Das Gehäuse 111 ist im radial eingeengten Raum zwischen Felge 117 und Scheibe 109 mit maximaler Breite ausgebildet.

Claims (5)

1. Teilbelag-Scheibenbremse mit einem Gehäuse, das im we­ sentlichen aus einer Gehäusebrücke, einem äußeren und ei­ nem inneren Gehäuseschenkel besteht und eine Bremsscheibe U-förmig umgreift, mit einem Bremsträger, der zwei pa­ rallele und im Abstand voneinander angeordnete Arme auf­ weist, und mit an den Armen in Bremsanlegerichtung ver­ schiebbar geführten Trägerplatten aufweisenden Brems­ backen, wobei die äußere Bremsbacke in Richtung der Um­ fangskräfte derart formschlüssig mit den Armen verbunden ist, daß zumindest bei höheren Bremsanlegekräften die an der Bremsbacke auftretende Reibungskraft auf beide Arme übertragen wird, wobei die Arme mit einander zugekehrten Flächen einen nach außen offenen Schacht zur Aufnahme und Führung der Bremsbacken bilden, die Arme eine sich in Bremsanlegerichtung erstreckende, nach außen offene Nut aufweisen, das Gehäuse mittels Bolzenführungen auf Bolzen axial verschiebbar angeordnet ist und das Gehäuse über die Trägerplatte abgestützt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Gehäusebrücke (4, 61) mit einem trapezförmigen Abschnitt (49, 100) von dem äußeren Gehäuseschenkel (5, 68, 87) ausgehend in Richtung auf den inneren Gehäuseschenkel (6, 107) zu verjüngt, daß eine oder mehrere Rippen (16, 17, 84, 124) auf dem trapezförmigen Abschnitt (49, 100) aufgesetzt sind, daß die Gehäusebrücke (4, 61) im Bereich der äußeren Bremsbacke (10, 60, 95) bis an die Bremsträgerarme (36, 37, 98, 98′) ragt, und daß die Gehäusebrücke (4, 61) mit einer radialen Abstützfläche (66) mittig auf der äußeren Bemsbacke (10, 60, 95) aufliegt, wobei die Abstützfläche (66) in axialer Richtung kürzer als die Tiefe der oberen Stirnfläche (65) der Trägerplatte (25) ist.

2. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das äußere Ende der Rippe oder Rippen (16, 17, 84, 124) axial zwischen der äußeren Bremsbacke (10, 60, 95) und der inneren Bremsbackenträger­ platte (23) liegt.

3. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seit­ liche Enden (27, 28) der inneren Bremsbacke, (9, 96) die in die Nuten (34, 35) der Bremsträgerarme (36, 37; 98, 98′) ein­ greifen, gegenüber den Bremsträgerarmen (36, 37, 98, 98′) derart dimensioniert sind, daß bei Bremsbetätigung nur Zugbelastung auftritt.

4. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (25) der äußeren Bremsbacke (10) nach außen in eine Faustöffnung (48) hervorspringende Noppen (47) aufweist, die als kreisförmige Segmente ausgebildet sind und das Gehäuse (3) an dessen äußeren Gehäuseschenkel (5) abstützen.

5. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Bremsbacke (10, 95) an seitlichen Enden (29, 30) ein L-förmiges Profil mit einem radial nach innen gerichteten Schenkel (31) aufweist.