DE4010461A1 - Teilbelag-scheibenbremse mit flexibler belaghalterung - Google Patents

Description

Das Ausheben von Belägen, wenn ein Belag einer Teilbe­ lag-Scheibenbremse sich in radialer Richtung unter der Wir­ kung der Bremskraft verschiebt, ist an sich bekannt. Eine derartige Verschiebung ist normalerweise nicht vorgesehen oder wird, wenn u. U. störenden Bremsgeräuschen entgegenge­ wirkt werden soll (siehe beispielsweise GB-PS 11 76 922), nur in begrenztem Umfang zugelassen, um definierte Einbau­ verhältnisse zu gewährleisten.

Andererseits besteht ein Problem bei Scheibenbremsen darin, daß durch die fixe Lage der Bremsbacken gegenüber der Brems­ scheibe Rillen sowohl auf der Scheibe als auch auf den Bremsbelägen auftreten, bedingt durch gewisse Inhomogenitä­ ten der Werkstoffe. Diese Rillen können zunehmend mit der Fahrzeit unterschiedliche Bremskräfte der Räder einer Achse hervorrufen, die ein Sicherheitsproblem darstellen. Die Ril­ len machen sich in Geräuschen sowie in erhöhtem Verschleiß bemerkbar und lassen mit dem Belagwechsel oft auch einen Austausch der Bremsscheibe als notwendig erscheinen, obwohl die Bremsscheibe ohne die Rillen von ihren Abmessungen her noch verwendbar wäre.

Aufgabe der Erfindung es ist daher, bei einer Teilbe­ lag-Scheibenbremse der sich aus dem Oberbegriff des Hauptan­ spruchs ergebenden Gattung der Rillenbildung durch geeignete Mittel entgegenzuwirken und diese auf ein vernachlässigbares Maß zu reduzieren.

Die Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Scheibenbremse durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptan­ spruchs ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, die Halterung des Belages mit einer gewissen Bewegungsmöglichkeit zu versehen, so daß der Belag seine radiale Lage gegen die Wirkung von geeigneten Gegenkräften mehr oder weniger verändern kann. Durch eine solche während des Bremsvorgangs auftretende radiale Bewe­ gung des Bremsklotzes wird erreicht, daß sich bleibende Ril­ len bzw. zwischen den Rillen liegende Erhöhungen gar nicht erst herausbilden können, da sie bereits im Ansatz abge­ schliffen werden. Die Erfindung besteht im Prinzip weiterhin darin, die Aushebebewegung durch eine Schwenkbewegung des Bremsklotzes um den auslaufseitigen Anlagepunkt am Träger bzw. am Sattel zu unterstützen und somit eine dem Bremsdruck proportional wirkende Schwenkbewegung zu erreichen, wobei das Führungsspiel der Belagabstützung unverändert bleibt.

Zur Positionierung des Bremsklotzes in radialer Richtung sind Anlageflächen vorgesehen, deren Merkmale Anspruch 2 be­ handelt. Die im Träger angeordnete Halteabsätze stützen ent­ sprechende Halterungsflächen der Beläge ab, von denen der einlaufseitige während eines Bremsvorgangs entsprechend stark, während der auslaufseitige durch das Abrollen der An­ lagefläche minimal abhebt und auf diese Weise dafür sorgt, daß der Schwenkbewegung kein hemmender Widerstand entgegen­ gebracht wird.

Um eine Schwenkbewegung sicher zu erreichen, empfiehlt es sich bei der Dimensionierung der zu verwendenden Materialien von der aus Anspruch 3 ersichtlichen Kombination Gebrauch zu machen. Praktische Ausführungsbeispiele haben erwiesen, daß es sich in Weiterbildung der Erfindung empfiehlt, als Hebel­ strecke a einen Wert zu verwenden, der größer oder gleich einem Viertel des Radius R ist.

Um die Größe der Aushebung abhängig von der Bremskraft zu halten, d. h. ein schlagartiges Ausheben zu vermeiden mit den damit vielfach sich ergebenden Anschlaggeräuschen an einem zweckmäßigerweise vorgesehenen Anschlag, empfiehlt sich in Verbesserung der Erfindung die Nutzung der Merkmalskombina­ tion nach Anspruch 6. Hierdurch werden auch gleichzeitig An­ schlaggeräusche vermieden, wie sie bei dem nach Anspruch 5 vorgesehenen Anschlag bei Nutzung der Erfindung leicht auf­ treten können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Bremsklotz 1 mit einem Belag 23. Dieser Bremsklotz 1 ist in zwei Armen 2, 4 gelagert, die zum Träger gehören können, aber auch mit dem Sattel fest verbun­ den sein können. Die hier beschriebene Konstruktion kann so­ wohl für den inneren Belag, als auch für den äußeren Belag einer Scheibenbremse verwendet werden. Durch einen gestri­ chelt dargestellten Pfeil ist die Bewegungsrichtung der Bremsscheibe angedeutet, die kraftmäßig in dem Mittelpunkt M des Bremsbelages angreift, wobei die Bremsscheibe in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Der auslaufseitige Arm 4 besitzt eine in der Figur senkrecht nach unten verlaufende Anlagefläche 3, die mit einer ent­ sprechenden Abstützfläche 7 des Bremsklotzes korrespondiert und über eine Phase oder Abrundung in einen in waagrechter Richtung verlaufenden Halteabsatz 13 übergeht. Um bei einem Wechsel der Drehrichtung der Bremsscheibe die vergleichbaren Verhältnisse zu erreichen, sind eine Leitfläche 9 und ein Halteabsatz 11 symmetrisch zu der Abstützfläche 7 und dem Halteabsatz 13 aufgebaut. Die Anlagefläche 3 und eine ihr entsprechende Führungsfläche 5 an den seitlichen Rändern des Bremsklotzes 1 sind mittels eines Radius R abgerundet, wobei der Radius sich über die halbe Länge des Bremsklotzes 1 er­ streckt, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. Dementspre­ chend liegt in unbetätigter, bremswirkunsgfreier Lage der Belag mit seinen Halterungsflächen 15, 17 auf den Halteabsät­ zen 11 und 13 auf, wobei die Abstützfläche 7 in Höhe des Ra­ dius-Mittelpunktes MZ linienförmig an der Anlagefläche 3 an­ liegt. Für den Fall, daß eine Bremskraft auf den Bremsklotz 1 zu wirken beginnt, schwenkt dieser um den Auflagepunkt A mit seiner Leitfläche 9 im Uhrzeigersinn nach oben, da die Bremskraft physikalisch gesehen, im Punkt M′ um eine Hebel­ strecke a′ gegen den Radius-Mittelpunkt MZ versetzt an dem Belag angreift und so die Drehbewegung verursacht (durch die geometrischen Verhältnisse ist der Angriffspunkt des Drehmo­ mentes M′ um einen kleinen Betrag von dem Mittelpunkt des Belages M versetzt, entsprechend ist statt a der Hebelarm a′ wirksam). Die Drehbewegung setzt sich aufgrund der sich ver­ stärkenden Bremskraft fort, bis die obere Kante an einem fahrzeugfesten Anschlag 19 zur Anlage kommt. Der Auflage­ punkt A ändert sich dabei durch Abrollen auf der Anlageflä­ che 3. Die Schwenkbewegung sollte dabei so gewählt werden, daß sie größer ist als die üblicherweise zu erwartenden Rie­ fen und Rillen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist noch eine Dämpfungs­ feder 25 vorgesehen, die den Bremsklotz 1 gegen die Halteab­ sätze 11 und 13 im wesentlichen mittig andrückt. Diese Feder setzt mit ihrer Kraft F dem Bremsbelag mit wachsender Aushe­ bung eine vergrößerte Kraft entgegen und dient einerseits zur Geräuschdämpfung, um das Anschlaggeräusch zu vermindern. Andererseits wird durch die Feder 25 aber auch die Dauer des Aushebvorgangs verlängert und damit für ein gleichmäßigeres Abschleifen der Bremsscheibe durch den Bremsbelag gesorgt. Durch ein geeignetes Anpassen der Federkonstante an die Bremskräfte läßt sich erreichen, daß während des Bremsvor­ gangs der Bremsbelag sich überwiegend in Zwischenstellungen befindet und somit durch die ständige Bewegung des Belages eine besonders gleichmäßige Verteilung der Abschleifvorgänge erreicht wird.

Die Halterung des Bremsklotzes 1 in den Armen 2 und 3 ist symmetrisch aufgebaut, so daß die hinsichtlich der Vorwärts­ bewegung der Bremsscheibe oben geschilderten Vorgänge ent­ sprechend auch für die Rückwärtsbewegung gelten, wobei der zweite Anschlag 21 zur Begrenzung des dann auf seiner in der Zeichnung rechten Seite auftretenden Aushebbewegung dient.

Wie weiter oben schon erwähnt, wird durch die Erfindung mit­ tels eines definierten Abstandes zwischen dem Flächenmittel­ punkt M und der Abstützung A ein Drehmoment hervorgerufen, das in Abstimmung mit der Reibung von Vorder- und Rückseite des Belages und der Kraft F der Feder 25 eine mit dem Brems­ druck proportionale Schwenkbewegung und ein sanftes Anschla­ gen an den Anschlag 19 bzw. 21 gewährleistet. Statt der sym­ metrisch angeordneten Feder 25, die sowohl für die Vor­ wärts- als auch die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs wirksam ist, können selbstverständlich symmetrisch zwei Federn an den seitlichen Enden des Bremsklotzes 1 etwa neben den An­ schlägen 19 und 21 angeordnet sein. Die Feder 25 dient auch dazu, den Bremsklotz 1 nach dem Ende des Vorgangs in seine Ausgangslage zurückzustellen, wobei die in radialer Richtung noch vorliegende Reibung (etwa der Belagrückenplatte am Kol­ ben) überwunden werden muß.

Die erfindungsgemäße flexible Belaghalterung wirkt nicht nur der Rillenbildung entgegen, sondern verhindert auch den Auf­ bau eines hervorstehenden Randes der Bremsscheibe, der durch das Ansetzen von Rost nicht nur unschön aussieht, sondern auch beim Ausbau der Beläge hinderlich ist. Außerdem wirkt die Bewegung dem Festsetzen der Beläge durch Verschmutzung und bei ungleichmäßiger Abnutzung dem Auftreten unangenehmer Bremsgeräusche entgegen.

Claims (6)

1. Teilbelag-Scheibenbremse mit einer, die auf einen Brems­ klotz (1) ausgeübte Kraft aufnehmenden auslaufseitigen Anlagefläche (3) am Träger oder Sattel sowie einer ein­ laufseitig, der Anlagefläche (3) in Umfangsrichtung ge­ genüberliegenden Führungsfläche (5) am Träger oder Sat­ tel, wobei die Anlage- und die Führungsfläche (3, 5) im wesentlichen radialparallel verlaufen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die der Anlage- bzw. Füh­ rungsfläche (3 bzw. 5) zugeordnete Abstütz- bzw. Leitflä­ che (7 bzw. 9) des Belages kreissektorförmig abgerundet ist, wobei der Mittelpunkt (MZ) des Kreissektors auf der Symmetrieebene des Bremsklotzes (1) liegt und gegenüber dem Mittelpunkt (M) der Belagfläche (23) des Bremsklotzes (1) um eine eine Aushebebewegung der einlaufseitigen Füh­ rungsfläche (9) bewirkende Hebelstrecke (a) radial ver­ setzt angeordnet ist.

2. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führungsfläche (5) und die Anlagefläche (3) zur Halterung des Belages in radia­ ler Richtung mit im wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufenden Halteabsätzen (11, 13) versehen sind, denen am Bremsklotz (1) entsprechende Halterungsflächen (15, 17) zugeordnet sind.

3. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelstrecke (a) zwischen dem reibkraftmäßigen Belagmittelpunkt (M) und dem Sektormittelpunkt (MZ) in radialer Richtung (a R µD/µB)) ist, wobei R der Kreissektorradius ist und µD und µB die Reibkoeffizienten für die Belag­ rückenplatte (1) (ggf. Dämpfungsfolie) und den Reibbelag (33) sind.

4. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß a 0,25 R ist.

5. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einlaufseitig ein Träger- oder sattelfester Anschlag (19) vorgesehen ist, der die Aushubbewegung des Bremsklotzes (1) begrenzt.

6. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brems­ klotz (1) mittig in radialer Richtung gegenüber dem Sat­ tel federnd abgestützt ist, um die Aushubbewegung kon­ trolliert zu bedämpfen.