DE4301621A1

DE4301621A1 - Floating caliper disc brake

Info

Publication number: DE4301621A1
Application number: DE4301621A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Rueckert; Hilmar Dipl Ing Teitge; Michael Dipl Ing Weidenweber
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2013-01-23
Also published as: EP0623196A1; DE4301621C2; JPH07506415A; WO1993015331A1; US5538103A; EP0623196B1; DE59303761D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse, bei der die Bremsbacken in Bremslöserichtung mittels Spreizfedern vorgespannt sind, um das Einstellen eines Bremslüftspiels zwischen den Bremsbacken und der Bremsscheibe nach der Brems betätigung zu unterstützen, gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Scheibenbremse ist beispielsweise aus der DE-OS 29 31 071 bekannt. Bei der bekannten Scheibenbremse ist eine S-förmig gebogene Drahtfeder im Zentrum der Bremse ange ordnet. Die Enden der Drahtfeder liegen an den Rückenplatten der Bremsbacken an und spannen dadurch die Bremsbacken in Bremslöserichtung vor. Ein Ende der Drahtfeder ist an einer kolbenseitigen Bremsbacke befestigt. Die Drahtfeder ist also "schwimmend" angeordnet und nicht an einer ortsfesten Be festigungsstelle befestigt.

Bei zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge verschiebt sich der Schwinmsattel zusammen mit der äußeren, der Betätigungsvor richtung gegenüberliegend angeordneten Bremsbacke. Die an der Betätigungsvorrichtung anliegende, kolbenseitige Bremsbacke hingegen verschiebt sich relativ zum Schwimmrahmen und zur Spreizfeder um einen Betrag, der der Summe der beiden abge nutzten Reibbelagstärken entspricht. Aufgrund der hinsicht lich der Verschiebewege der Bremsbacken unsymmetrischen An ordnung von Schwimmsattel-Scheibenbremsen gewährleistet eine "schwimmende" Spreizfeder nicht in jedem Fall, daß nach dem Bremsen das Bremslüftspiel auf beide Bremsbacken gleichmäßig verteilt ist.

Weiterhin sind Einrichtungen zur elektrischen Anzeige des Be lagverschleißes der Bremsbeläge bekannt. Diese bestehen bei spielsweise aus einem elektrischen Kontakt, der am Bremsbelag angebracht ist und bei fortgeschrittenem Belagverschleiß ge schlossen oder unterbrochen wird. Eine derartige Einrichtung eignet sich aber nur zur Warnung vor verschlissenen Bremsbe lägen, nicht jedoch zur kontinuierlichen Anzeige der Belag stärke. Andere Einrichtungen, die für eine kontinuierliche Anzeige geeignet sind, nutzen beispielsweise die Verschiebung des Bremssattels gegenüber dem am Achsschenkel des Fahrzeugs fest verankerten Bremsträger, die bei zunehmendem Belagver schleiß immer größer wird. Für diesen Zweck wird gewöhnlich ein veränderlicher elektrischer Widerstand mit einem ver schiebbaren Schleifkontakt verwendet. Nachteilig an der letz teren Einrichtung ist der relativ komplizierte Aufbau, der nicht unerhebliche Fertigungskosten verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwimmsattel-Scheiben bremse hinsichtlich der gleichmäßigen Verteilung des Brems lüftspiels auf die Bremsbacken zu verbessern. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine kostengünstige elektrische Belag verschleißanzeige anzugeben.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Im Prinzip besteht die erfin dungsgemäße Lösung darin, eine Spreizfeder an einem orts festen Punkt der Scheibenbremse auf einem Trägerarm des Bremsträgers zu befestigen. Von der symmetrisch über dem äußeren Rand der Bremsscheibe angeordneten Befestigungsstelle erstrecken sich jeweils zwei Federarme in die Bremse hinein, wo sie an den Rückenplatten der Bremsbacken anliegen und diese in Bremslöserichtung vorspannen. Aufgrund ihrer ortsfesten Fixierung wird die Spreizfeder als Ganzes nicht verschoben, wenn mit zunehmendem Reibbelagverschleiß der Schwimmsattel und relativ zu diesem die kolbenseitige Bremsbacke in entgegengesetzte axiale Richtungen verschoben werden. Lediglich die Federarme der Spreizfeder werden symmetrisch zueinenander axial ausgelenkt. Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Bremslüftspiels auf beide Bremsbacken.

Aus den Ansprüchen 2 bis 8 ergeben sich bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die hinsichtlich ihrer einfachen, kostengünstigen und funktionellen Ausgestaltung besonders vorteilhaft sind.

Mit den Ansprüchen 9 und 10 sollen auch entsprechend ausgestaltete Spreizfedern zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse unter Schutz gestellt werden.

Eine weitere Lösung der gestellten Aufgaben ergibt sich aus den Ansprüchen 11 bis 13. Die Anordnung eines Dehnungsmeßstreifens erlaubt eine kontinuierliche Anzeige des Belagverschleißes mit einem denkbar geringen Fertigungsaufwand. Bei zunehmendem Belagverschleiß verschieben sich die Bremsbeläge gegenüber dem Bremsträger, an dem die Spreizfeder angeklemmt ist. Dabei werden die Federarme ausgelenkt und auch der mittlere Bereich des Befestigungsabschnitts geringfügig verbogen. Diese Verbiegung bewirkt eine Widerstandsänderung in dem aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen, die über eine kalibrierte elektrische Anzeige kontinuierlich angezeigt wird. Dadurch kann der Fahrer des Fahrzeugs stets die verbleibende Restbe lagstärke ablesen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Schwimmsattel-Scheibenbrem se mit einer erfindungsgemäßen Federanordnung in ei ner ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht gemäß Linie A-A von Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Schwimmsattel-Scheibenbrem se mit einer erfindungsgemäßen Federanordnung in ei ner zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht gemäß Linie A-A von Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Anzeigevorrichtung für den Be lagverschleiß;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht gemäß Linie A-A von Fig. 5.

Die in den Figuren dargestellte Schwimmsattel-Scheibenbremse weist einen ortsfesten Bremsträger 1 auf, der mit zwei Trä gerarmen 2, 3 über den äußeren Rand 4 einer Bremsscheibe 5 ragt. Beiderseits der Bremsscheibe 5 sind zwei Bremsbacken 6, 7 angeordnet, die jeweils eine Rückenplatte 8 und einen auf der Rückenplatte 8 befestigten Reibbelag 9 aufweisen. Die Rückenplatten 8 weisen hammerkopfförmige Vorsprünge 10, 11, 12, 13 auf, die in Umfangsrichtung abstehen und zur Ab stützung der Bremsbacken 6, 7 an den Trägerarmen 2, 3 axial verschiebbar geführt sind. Die beim Bremsen an den Brems backen 6, 7 auftretenden Reibkräfte werden über die Vorsprünge 10, 11, 12, 13 auf die Trägerarme 2, 3 übertragen. Ein Schwimm sattel 14 ist mittels zweier Bolzenführungen 15, 16 am Brems träger 1 axial verschiebbar geführt. Der Schwimmsattel 14 um greift die Bremsbacken 6, 7 und den äußeren Rand 4 der Brems scheibe 5 und ist mit einer Betätigungsvorrichtung 17 verse hen, die einen in den Fig. 2, 4 und 6 durch Strichelung ange deuteten Bremskolben 18 aufweist. Bei Betätigung der Betäti gungsvorrichtung 17 wird die kolbenseitige Bremsbacke 6 mit tels des Bremskolbens 18 direkt und die gegenüberliegende, äußere Bremsbacke 7 aufgrund einer Verschiebung des Schwimm sattels 14 indirekt an die Bremsscheibe 5 angedrückt.

Nach der Bremsbetätigung muß zwischen den Reibflächen der Bremsbacken 6, 7 und der Bremsscheibe 5 ein Lüftspiel einge stellt werden, um ein unbeabsichtigtes Reiben der Reibbeläge 9 an der Bremsscheibe 5 zu vermeiden. Da die kolbenseitige Bremsbacke 6 zusammen mit dem Kolben 18, die gegenüberliegen de Bremsbacke 7 aber zusammen mit dem gesamten Schwimmsattel 14 bewegt werden muß, können durchaus verschieden starke Rückstellkräfte zur Einstellung des Lüftspiels an der Brems backe 6 und der Bremsbacke 7 erforderlich sein.

In einem ersten, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung sind zur Einstellung des Lüft spiels zwei Spreizfedern 19, 20 vorgesehen, die mittels Kerb nägeln 21 an den Trägerarmen 2, 3 befestigt sind. Die Kerbnä gel 21 sind jeweils in einem über dem äußeren Rand 4 der Bremsscheibe 5 angeordneten Abschnitt der Trägerarme 2, 3 und bezüglich der Dicke der Bremsscheibe 5 mittig angeordnet. Die Spreizfedern 19, 20 sind einstückig aus Federdraht geformt und besitzen jeweils zwei Federarme 22, 23, 24, 25, die von einem schlaufenförmig um den Kerbnagel 21 gewickelten Befestigungs abschnitt 26, 27 ausgehen. Die Federarme 22, 23 bzw. 24, 25 sind zueinander V-förmig angeordnet und liegen mit ihren freien Enden an den hammerkopfförmigen Vorsprüngen 10, 12 bzw. 11, 13 der Rückenplatten 8 an. Die Spreizfedern 19, 20 sind vorge spannt, so daß ihre Federarme 22, 23, 24, 25 Federkräfte in Bremslöserichtung auf die Vorsprünge 10, 11, 12, 13 der Rücken platten 8 ausüben. Nach der Betätigung der Bremse werden also die Bremsbacken 6, 7 durch die Spreizfedern 19, 20 in axialer Richtung von der Bremsscheibe 5 weggeschoben, wobei zwischen den Reibflächen der Bremsbacken 6, 7 und der Bremsscheibe 5 ein Lüftspiel eingestellt wird. Wenn die zur Verschiebung der kolbenseitigen Bremsbacke 6 erforderliche Kraft von der zur Verschiebung der gegenüberliegenden Bremsbacke 7 erforder lichen Kraft abweichen sollte, ist es zweckmäßig, die Feder arme 22, 24 mit einer von den Federarmen 23, 25 abweichenden Steifigkeit auszugestalten. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Federarme 22, 24 in ihrer Formgebung oder Dicke von den Federarmen 23, 25 abweichen. In vorteilhafter Weise liegen die Federarme 22, 23, 24, 25 mit ihren freien Enden an Abschnitten der hammerkopfförmigen Vorsprünge 10, 11, 12, 13 an, die sich in radialer Richtung außerhalb des Randes 4 der Bremsscheibe 5 befinden. Diese Anordnung gewährleistet, daß die Federarme 22, 23, 24, 25 selbst bei vollständig abgenutzten Reibbelägen 9 nicht mit der Bremsscheibe 5 in Berührung kom men können. Um die Gefahr vollständig auszuschließen, daß die Federarme 22, 23, 24, 25 im Fahrbetrieb verrutschen und dann eventuell doch an der Bremsscheibe 5 schleifen könnten, ist es zweckmäßig, in den zur Anlage der Federarme 22, 23, 24, 25 bestimmten Bereichen der Vorsprünge 10, 11, 12, 13 Vertiefungen, Öffnungen, Bohrungen, Nuten oder dergl. vorzusehen, in die die freien Enden der Federarme 22, 23, 24, 25 eingreifen.

In einem zweiten, in den Fig. 3 und 4 dargestellten Aus führungsbeispiel der Erfindung sind ebenfalls zwei Spreizfe dern 28, 29 vorgesehen, die jedoch ohne besondere Befesti gungsmittel an den Trägerarmen 2, 3 festgeklemmt werden können. Die Spreizfedern 28, 29 sind ebenfalls aus je einem Stück Federdraht gebogen. Jede Spreizfeder 28, 29 weist zwei im wesentlichen gleiche Drahtschenkel 30, 31 bzw. 32, 33 auf, die jeweils mittels eines Verbindungsabschnitts 34, 35 verbun den und hakenförmig umgebogen sind. Die Drahtschenkel 30, 31, 32, 33 umgreifen den Umfang der Trägerarme 2, 3 in einem über dem äußeren Rand 4 der Bremsscheibe 5 angeordneten Be reich. Dadurch sind die Spreizfedern 28, 29 an den Trägerarmen 2, 3 unverlierbar festgeklemmt. Die Drahtschenkel 30, 31 bzw. 32, 33 und der Verbindungsabschnitt 34 bzw. 35 ragen in einem zum Durchgang der Bremsscheibe 5 bestimmten freien Bereich des Trägerarms 2 bzw. 3 hinein. Dabei ist der Verbindungsab schnitt 34 bzw. 35 in seiner Länge auf die axiale Breite des freien Bereichs abgestimmt, so daß die Spreizfedern 28, 29 ge gen Verrutschen in axialer Richtung gesichert sind. Die Drahtschenkel 30, 31, 32, 33 gehen zu den freien Drahtenden hin in Federarme 36, 37, 38, 39 über, die an den Vorsprüngen 10, 11, 12, 13 der Rückenplatten 8 anliegen. Bezüglich der Form, Wirkungsweise und der sonstigen Ausgestaltung der Federarme 36, 37, 38, 39 gilt sinngemäß dasselbe wie für die Federarme 22, 23, 24, 25.

In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem wiederum zwei Spreizfedern 40, 41 an den Trägerarmen 2, 3 festgeklemmt sind, Die Spreiz federn 40, 41 sind aus Federblech gestanzt und gebogen. Von einem Befestigungsabschnitt 42, 43 der den Trägerarm 2, 3 um schlingt, gehen je zwei Federarme 44, 45, 46, 47 aus, die zu einander V-förmig abstehen. Die Enden der Federarme 44, 45, 46, 47 sind jeweils etwas abgebogen und liegen federnd schräg auf den Vorsprüngen 10, 11, 12, 13 der Bremsbacken 6, 7 auf, so daß sowohl eine radial nach innen gerichtete als auch eine axial nach außen gerichtete Kraftkomponente auftritt. An sonsten entspricht die Wirkungsweise und Befestigung der Spreizfedern 40, 41 dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel.

Der Befestigungsabschnitt 43 der Spreizfeder 41 ist mit einem aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen 48 versehen, der mittels elektrischer Zuleitungen 49 mit einer elektrischen Anzeige für den Belagverschleiß verbunden ist. Selbstverständlich kann auch die Spreizfeder 40 mit einem weiteren Dehnungsmeß streifen versehen werden. Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Verwendung mehrerer Dehnungsmeßstreifen, die an verschie denen Stellen der Spreizfedern 40, 41, beispielsweise auch an den Federarmen 44, 45, 46, 47 befestigt sein können.

Claims

1. Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einem ortsfesten Brems träger (1), der zwei über den äußeren Rand (4) einer Bremsscheibe (5) ragende Trägerarme (2, 3) aufweist, mit beiderseits der Bremsscheibe (5) angeordneten, je einen Reibbelag (9) und eine Rückenplatte (8) aufweisenden Bremsbacken (6, 7), die an den Trägerarmen (2, 3) ver schiebbar abgestützt sind, mit einem am Bremsträger (1) axial verschiebbar geführten Schwimmsattel (14), der die Bremsbacken (6, 7) umgreift und einen zum Andruck der Bremsbacken (6, 7) an die Bremsscheibe (5) bestimmte Betä tigungsvorrichtung (17) aufweist, mit einer auf die Bremsbacken (6, 7) axial in Bremslöserichtung einwirkenden Federanordnung, die nach dem Bremsen das Einstellen eines Lüftspiels zwischen Bremsbacken (6, 7) und Bremsscheibe (5) unterstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung zumindest eine Spreizfeder (19, 20; 28, 29; 40, 41) aufweist, die an einem Trägerarm (2, 3) des Bremsträgers (1) in axialer Richtung insgesamt unverschiebbar befestigt ist, daß die Befestigung an ei nem über dem äußeren Rand (4) der Bremsscheibe (5) be findlichen Abschnitt des Trägerarms (2, 3) erfolgt, und daß die Spreizfeder (19, 20; 28, 29; 40, 41) zumindest zwei Federarme (22, 23; 24, 25; 36, 37; 38, 39; 44, 46; 45, 47) aufweist, die an den Rückplatten (8) der Bremsbacken (6, 7) in axialer Richtung federnd anliegen.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spreizfeder (19, 20, 28, 29; 40, 41) zwei im wesentlichen gleiche Federarme (22, 23; 24, 25; 36, 37; 38, 39; 44, 46; 45, 47) aufweist, die im wesentlichen symmetrisch zur Bremsscheibenebene angeord net sind.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spreizfeder (19, 20, 28, 29) einstückig aus Federdraht geformt ist.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spreizfedern (19, 20) einen schlaufenförmig gebogenen Befestigungsabschnitt (26, 27) aufweist, von dem zwei zueinander V-förmig angeordnete Federarme (22, 23; 24, 25) ausgehen, und daß der Befesti gungsabschnitt (26, 27) einen an einem Trägerarm (2, 3) an geordneten Kerbnagel (21) oder eine Schraube umschlingt.

5. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spreizfeder (28, 29) zwei durch einen Verbindungsabschnitt (34, 35) verbundene Drahtschen kel (30, 31, 32, 33) aufweist, die einen Trägerarm (2, 3) um greifend am Bremsträger (1) festgeklemmt und mit dem Trä gerarm (2, 3) durch Formschluß axial unverschiebbar ver bunden sind, und daß die zwei Drahtschenkel (30, 31, 32, 33) zu den freien Drahtenden hin in zwei Federarme (36, 37; 38, 39) übergehen.

6. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spreizfe dern (19, 20 bzw. 28, 29) vorgesehen sind, von denen je ei ne an einem Trägerarm (2, 3) angeordnet ist.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß beide Spreizfedern (19, 20 bzw. 28, 29) gleich ausgeführt sind.

8. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit an den Rückenplatten (8) der Bremsbacken (6, 7) ange ordneten, in Umfangsrichtung weisenden, insbesondere ham merkopfförmigen Vorsprüngen (10, 11, 12, 13), die an den Trägerarmen (2, 3) axial verschiebbar anliegen und die zur Übertragung der beim Bremsen an den Bremsbacken (6, 7) auftretenden Reibkräfte auf den Bremsträger (1) dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (22, 23, 24, 25, 36, 37, 38, 39) der Spreizfedern (19, 20, 28, 29) an den der Bremsscheibe (5) zugewandten Axialseiten der Vorsprünge (10, 11, 12, 13) axial federnd anliegen.

9. Spreizfeder für eine Scheibenbremse nach einem der An sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizfeder (19, 20) einstückig aus Federdraht gebogen ist und einen schlaufenförmig gebogenen Befestigungsab schnitt (26, 27) aufweist, von dem zwei im wesentlichen gleiche zueinander V-förmig angeordnete Federarme (22, 23; 24, 25) ausgehen.

10. Spreizfeder für eine Scheibenbremse nach einem der An sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Stück Federdraht gebogene Spreizfeder (28, 29) zwei im wesentlichen gleiche Drahtschenkel (30, 31; 32, 33) aufweist, die durch einen Verbindungsab schnitt (34, 35) verbunden und jeweils hakenförmig umgebo gen sind, um einen Trägerarm (2, 3) der Scheibenbremse zu umgreifen, und daß die zwei Drahtschenkel (30, 31; 32, 33) zu den freien Drahtenden hin in zwei gegeneinander fe dernd auslenkbare Federarme (36, 37; 38, 39) übergehen.

11. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spreizfeder (40, 41) aus einem Stück Federblech gestanzt und gebogen ist und einen Befestigungsabschnitt (42, 43) aufweist, der einen Träger arm (2, 3) umschlingt und von dem ausgehend zwei Federarme (44, 46; 45, 47) V-förmig zueinander abstehen.

12. Scheibenbremse nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß auf der Oberfläche der Spreizfeder (40, 41), an einer Stelle, die sich bei Auslenkung eines Federarms (44, 46; 45, 47) verformt, ein elektrischer Deh nungsmeßstreifen (48) befestigt ist, der mit einer elek trischen Anzeigevorrichtung verbunden ist.

13. Scheibenbremse nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen (48) auf den Befestigungsabschnitt (42, 43) aufgeklebt ist.