DE4307019A1 - Zuspannvorrichtung für eine Scheibenbremse - Google Patents
Zuspannvorrichtung für eine ScheibenbremseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zuspannvorrichtung für eine
Scheibenbremse, insbesondere für eine Gleitsattelscheibenbrem
se, mit einer parallel zur Bremsscheibenebene angeordneten
Zuspannwelle, die sich auf der bremsscheibenzugewandten Seite
über eine einen Kreisbogen beschreibende und in einer ent
sprechenden Lagerschale gelagerte erste Kontur an einem gegen
die Bremsscheibe beweglichen Druckstück und an der brems
scheibenabgewandten Seite über eine zu der ersten Kontur
exzentrische zweite Kontur an einem Element abstützt, zu dem
das Druckstück relativbeweglich ist.
Eine Zuspannvorrichtung der vorstehend beschriebenen
Art ist aus der DE 40 32 885 A1 bekannt. Die erste Kontur und
die Lagerschale greifen dabei derart ineinander, daß die
Zuspannwelle gleichzeitig auch als Lagerung für das Druckstück
dienen kann, weshalb eine Lagerung bzw. Führung des
Druckstücks entbehrlich ist. Die zweite Kontur ist bei der
bekannten Zuspannvorrichtung in Form eines Kreisbogens aus
geführt. Da die beiden Kreisbögen, nämlich derjenige der
ersten Kontur und derjenige der zweiten Kontur exzentrisch
zueinander liegen, führt das Druckstück bei Verdrehen der
Zuspannwelle eine Pendelbewegung in einer senkrecht zur Brems
scheibenebene liegenden Ebene aus.
Wegen der daraus resultierenden Schrägstellung des
Druckstücks kommt es beim Bremsen zu einer entsprechenden
Schrägstellung der Bremsbacken, wodurch zum einen der Brems
vorgang selbst leidet, zum anderen aber auch eine ungleich
mäßige Abnutzung der Bremsbeläge erfolgt.
Bei den aus den Druckschriften DE 26 14 321 C2, EP
0 291 071 B1 und DE 34 11 745 A1 bekannten Zuspannvorrichtungen
sind die Zuspannwelle auf der einen Seite und das Druckstück
auf der anderen Seite jeweils durch geeignete Maßnahmen
entkoppelt, so daß es zu keiner Pendelbewegung des Druck
stückes kommt. Die Entkopplung erfolgt dabei durch eine Kugel,
durch eine querverschiebliche Platte bzw. durch einen Stößel
zwischen der Zuspannwelle und dem Druckstück. Die Entkopplung
führt aber dazu, daß Zuspannwelle und Druckstück einander
nicht halten bzw. führen können, weshalb bei den genannten
Zuspannvorrichtungen nach dem Stand der Technik flexible
Halterungen für die Zuspannwelle erforderlich sind, vgl. bei
spielsweise Feder 86 in der DE 26 14 321 C2. Durch die Ent
kopplung ist die Lage der Zuspannwelle instabil, wodurch die
Zuspannung ungleichmäßig wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zu
spannvorrichtung der eingangs genannten Art insofern zu ver
bessern, als Druckstück und Zuspannwelle einander halten
bzw. führen, aber dennoch keine Beeinträchtigung der Brems
wirkung und keine ungleichmäßige Abnutzung der Bremsbeläge
durch eine Pendelbewegung auftreten.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch
gelöst, daß die zweite Kontur aus mindestens zwei Kreisbögen
zusammengesetzt ist, deren Mittelpunkte und Radien so gewählt
sind, daß der Betrag einer bei Verdrehen der Zuspannwelle
auftretenden Bewegung des Druckstücks relativ zur Zuspannwelle
und in Richtung parallel zur Bremsscheibenebene minimiert ist.
Dabei liegt der Erfindung die verblüffend einfache Er
kenntnis zugrunde, daß durch geeignete Wahl der zweiten Kontur
die Relativbewegung so klein gehalten bzw. eliminiert werden
kann, daß ein Ineinandergreifen von Zuspannwelle und Druck
stück zur Lagerung bzw. Führung des Druckstücks durch die
Zuspannwelle oder umgekehrt zu keinen Nachteilen beim Bremsen
bzw. bei der Abnutzung der Bremsbeläge führt.
Verglichen mit den bekannten Zuspannvorrichtungen ist
die erfindungsgemäße Zuspannvorrichtung kompakter und kommt
mit weniger Einzelteilen aus.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform tan
gieren einander benachbarte Kreisbögen der zweiten Kontur
einander an der gemeinsamen Grenze. Durch diesen "sanften"
Übergang von einem Kreisbogen zum anderen wird verhindert, daß
bei der Zuspannung "Stufen" oder andere Unstetigkeiten auf
treten.
Besonders bevorzugt ist es, daß die zweite Kontur eine
Zykloide ist. Eine Zykloide kann aufgefaßt werden als eine aus
unendlich vielen Kreisbögen zusammengesetzte Kurve. Hat die
zweite Kontur die Form einer Zykloide, so tritt bei Verdrehen
der Zuspannwelle keinerlei Bewegung des Druckstücks relativ
zur Zuspannwelle und in Richtung parallel zur Bremsschei
benachse auf.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann
die zweite Kontur aus zwei Kreisbögen gebildet sein, von denen
einer dem Leerhub und einer dem Krafthub zugeordnet ist. Mit
anderen Worten liegt bei dieser Ausgestaltung die gemeinsame
Grenze genau an dem Übergang zwischen dem Leerhub und dem
Krafthub.
Dabei wird es bevorzugt, daß der dem Leerhub zuge
ordnete Kreisbogen der zweiten Kontur einen kleineren Radius
als der dem Krafthub zugeordnete Kreisbogen hat. Da die Flä
chenpressung zwischen der zweiten Kontur und demjenigen Ele
ment, zu dem das Druckstück relativbeweglich ist, im Leerhub
noch relativ gering ist, wirkt es sich nicht nachteilig aus,
wenn sich das Druckstück in diesem Bereich geringfügig in
Richtung parallel zur Bremsscheibenachse bewegt. Die Flächen
pressung ist in diesem Bereich auch relativ gering, so daß
der kleinere Radius auch insofern nicht nachteilig ist. Mit
einsetzendem Krafthub stützt sich die Zuspannwelle dann aber
mit einem Kreisbogen mit größerem Radius ab, was im Hinblick
auf die erhöhte Flächenpressung auch erforderlich ist. Gleich
zeitig ist die Bewegung des Druckstücks relativ zur Zuspann
welle und in Richtung parallel zur Bremsscheibenebene bei
größerem Radius geringer.
Zur Verminderung der Reibung kann erfindungsgemäß eine
Drehlagerung zwischen der ersten Kontur und der Lagerschale
vorgesehen sein.
Zur Stabilisierung der Gesamtanordnung kann es ferner
erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die zweite Kontur axial
länger als die erste Kontur ist.
Ferner kann erfindungsgemäß das Druckstück im
Bremssattel in seitlichen kalottenförmigen Führungen mit
geringem Lagerspiel allseitig geführt sein. Dadurch ist eine
radiale und seitliche Führung des Druckstückes gewährleistet.
Schließlich kann erfindungsgemäß eine Vorspannung in
Richtung eines Lösens der Bremse vorgesehen sein, wobei die
Vorspannung bevorzugt mindestens eine das Druckstück in
Richtung weg von der Bremsscheibe vorspannende Druckfeder
aufweist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 1 einen Schnitt senkrecht zur Bremsscheibenachse
einer Scheibenbremse mit einer Zuspannvorrichtung
nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Scheibenbremse nach Fig.
1, wiederum senkrecht zur Bremsscheibenachse, je
doch auch senkrecht zu dem Schnitt nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Zuspannwelle in der
Scheibenbremse nach den Fig. 1 und 2,
Fig. 4 eine Seitenansicht der genannten Zuspannwelle und
Fig. 5 die Einzelheit Z aus Fig. 4 in vergrößertem Maß
stab.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Scheibenbremse
handelt es sich um eine Gleitsattelscheibenbremse. Sie weist
einen Bremssattel 1 auf, der in üblicher Weise mit seinen
beiden Schenkeln eine Bremsscheibe 2 übergreift. Beidseits der
Bremsscheibe sind Bremsbeläge 3, 4 an Belagträgern 5 in einem
nicht dargestellten Bremsenträger bzw. im Bremssattel 1 ge
führt und abgestützt. Der Bremssattel 1 ist in nicht näher
dargestellter Weise mit Hilfe von Führungsmitteln quer zur
Bremsscheibe verschieblich gelagert. Der Bremssattel 1 weist
einseitig eine Zuspannvorrichtung 6 zur Betätigung der Bremse
auf.
Die Zuspannvorrichtung besteht im wesentlichen aus
einem Bremshebel 7, der mit einer parallel zur Brems
scheibenebene angeordneten Zuspannwelle 8 verbunden ist, und
einem im Bremssattel 1 verschieblichen Druckstück 9, in das
mittig in der Ebene der Bremsenachse A der Zuspannvorrichtung
6 eine Druckspindel 10 eingeschraubt ist. Zur Bremsscheibe 2
weisend ist die Druckspindel 10 mit einem sich am Belagträger
5 abstützenden Druckteil 11 gekoppelt. Das Druckteil 11 er
streckt sich annähernd über die Belagbreite. Das Druckstück 9
ist in seitlichen kalottenförmigen Führungen 25 allseitig mit
geringem Lagerspiel im Bremssattel 1 geführt.
Am Bremssattel 1 ist ein Deckel 12 festgelegt. Damit
ist eine Verbindung zu einem nicht dargestellten Bremszylinder
hergestellt. Der Bremshebel 7 stellt die Verbindung zwischen
dem Bremszylinder bzw. einem ebenfalls nicht dargestellten
Bremsgestänge und der Zuspannwelle 8 her. Am Deckel 12 oder
diesem vorgelagert ist im Bremssattel 1 in einer Ebene pa
rallel zur Bremsscheibe 2 eine Stützplatte 14 angebracht. Sie
weist eine Stützfläche 15 auf, an der sich die Zuspannwelle 8
abstützt. Die Stützplatte 14 kann geteilt oder einstückig
sein. Ihre Länge hängt von der nachfolgend erläuterten Aus
führung der Zuspannwelle 8 ab. Nach den Fig. 2 und 3 ist im
mittleren Bereich der Zuspannwelle 8 ein freier Durchgang 16
zur axialen Durchführung der Druckspindel 10 ausgebildet.
Selbstverständlich kann die Zuspannwelle 8 auch ohne
freien Durchgang 16, also in einer durchgängigen Kontur
ausgeführt sein, sofern die Zuspannung beispielsweise über
zwei Druckspindeln 10 erfolgt, die jeweils am äußeren Ende des
Druckstücks 9 eingeschraubt sind.
Die besonders kompakte Bauweise der Zuspannvorrichtung
ermöglicht die Schaffung eines Freiraumes 26 auf der brems
scheibenabgewandten Seite der Zuspannwelle 8 und damit im
kräftefreien Bereich der Bremse. Der Freiraum kann zur Auf
nahme einer Nachstellvorrichtung dienen, wie sie beispiels
weise in einer mit gleichem Zeitrang hinterlegten Patentan
meldung beschrieben ist. Die Nachstellvorrichtung kann daher
als vorgefertigte Baueinheit eingebaut werden. Sie ist
geringer Beanspruchung ausgesetzt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Kontur der Zuspannwelle 8.
Fig. 5 zeigt eine Vergrößerung der Einzelheit Z.
Die Zuspannwelle 8 weist bremsscheibenzugewandt einen
etwa halbzylindrischen Ansatz 17 mit Radius R auf. Der Mit
telpunkt P des Zylinders liegt auf der Bremsenachse A. Die
Mantelfläche des Ansatzes 17 erstreckt sich parallel zu der
entsprechend der Verdrehung wandernden Drehachse (Strecke P1,
P2 siehe unten) der Zuspannwelle 8. Der Ansatz 17 ist über
eine zwischengelagerte Drehlagerung 18 (Wälz- und/oder
Gleitlager) in entsprechenden innenzylindrischen Flächen 19
des Druckstücks 9 gelagert. Dadurch wird zwischen diesen
beiden Teilen eine relativ großflächige Anlagekontur zur
allseitigen Abstützung und gleichmäßigen Druckübertragung
geschaffen. Selbstverständlich können der Ansatz und die
innenzylindrische Fläche auch an den Teilen 8, 9 umgekehrt
ausgebildet sein, jedoch wird die beschriebene Ausführung
bevorzugt.
Die Mantelfläche einer sich parallel zu dem Ansatz 17
erstreckenden und an der Stützfläche 15 anliegenden Druck
leiste 20 wird von einer Kurve 21 gebildet, die sich durch das
Aneinanderfügen mehrerer Kurvenabschnitte (hier 2) ergibt. Der
erste Abschnitt I ist Teil eines Kreisbogen mit dem Radius R1
um den Punkt P1, wobei dieser Punkt nicht mit dem Punkt P
zusammenfällt. Der sich an den ersten Abschnitt I an
schließende zweite Abschnitt 11 ist Teil eines Kreisbogens mit
dem Radius R2 um P2. P2 fällt weder mit P noch mit P1
zusammen. Der Radius R1 ist kleiner als der Radius R2. Die
Radien R1 und R2 und die jeweilige Lage der Punkte P2 und P1
sind so gewählt, daß die beiden Kreisbögen einander in einer
Grenzlinie B tangieren.
Durch die dargestellte Ausführung der Kurve 21 der
Mantelfläche der Druckleiste 20 wird insbesondere folgender
Vorteil erreicht. Bei einer anfänglichen Verdrehung der Zu
spannwelle 8 zur Überbrückung des Leerhubes α innerhalb des
Lüftspiels rollt die Mantelfläche des ersten Kurvenabschnitts
I mit dem kleineren Radius R1 entlang der Stützfläche 15 am
Bremssattel radial einwärts bis zu der Grenzlinie B. Da die
Flächenpressung zwischen der Mantel- und der Stützfläche im
Leerhub noch relativ gering ist, wirkt es sich nicht nach
teilig aus, wenn der Exzenter in diesem Bereich eine ge
ringfügige Aufwärtsbewegung auf einem Kreisbogenabschnitt in
Richtung einer Vertikalen 22 vollzieht. Das Druckstück 9 wird
dabei axial in Richtung Bremsscheibe 2 verschoben.
Bei einer Weiterdrehung der Zuspannwelle in den
Krafthub β rollt die Mantelfläche des sich anschließenden
zweiten Kurvenabschnitts 11 mit dem größeren Radius R2 von der
Grenzlinie B weiter auf der Stützfläche 15 radial abwärts ab.
Dadurch wird zum einen sichergestellt, daß die im Krafthub β
eintretende Erhöhung der Flächenpressung durch den großen
Radius R2 besser aufgenommen wird. Hauptsächlich wird aber das
Ziel erreicht, daß der Exzenter bzw. der Punkt P die Vertikale
22 nicht überschreitet. Damit erfolgt kein nachteiliges
Pendeln. Die Abrollstrecke radial einwärts durch den größeren
Radius R2 bei gleichzeitiger axialer Verschiebung des Druck
stücks 9 ist nämlich größer als die erste Abrollstrecke des
Radius R1.
Wie sich aus den obigen Erläuterungen ergibt, "wandert"
die Drehachse der Zuspannwelle 8, insbesondere im Abschnitt
11, kontinuierlich radial einwärts schneller als die Ex
zentermitte auf dem Kreisbogen in Richtung der Vertikalen 22
nach oben schwenkt. Da hierdurch die Vertikale durch eine
"Neutralisierung" der Pendelbewegung im Krafthub ß nicht über
schritten wird, erfolgt eine annähernd linear verlaufende
Zuspannung entlang der Bremsenachse A in Richtung Bremsscheibe
2, ohne daß es hierbei zu Verspannungen in der Sattelführung
25 kommt.
Aus der Anordnung der Druckleiste 20 gegenüber der
Stützfläche 15 des Bremssattel 1 ergibt sich weiterhin noch
der Vorteil, daß herstellungs- und montagebedingte Toleranzen
gegenüber der Drehlagerung ausgeglichen werden. Selbstver
ständlich ist auch hier die Umkehr: Stützfläche 15/Druckleiste
20 zwischen der Zuspannwelle 8 und der Stützplatte 14 möglich.
Die beschriebene Ausführung wird jedoch bevorzugt.
Mittels mindestens einer Druckfeder 23 wird die Zu
spannung (Druckstück, Lager, Zuspannwelle) in Richtung Stütz
fläche 15 und damit der Bremshebel 7 gegen eine Sattelanlage
24 vorgespannt.
Fig. 2 zeigt, daß die Druckleiste 20 länger als das
Drehlager 18 ausgebildet ist. Dadurch wird einerseits den
Lagerungsbelastungen entsprochen. Andererseits ist dadurch
eine optimale Raumausnutzung innerhalb des Sattels möglich.
Selbstverständlich ist das Zuspannprinzip nach Fig. 3,
insbesondere die Ausführung und Lagerung der Zuspannwelle,
auch auf eine hydraulische Scheibenbremse mit mechanischer
Betätigung als Feststellbremse anwendbar. Da bei diesem An
wendungsfall aufgrund kleinerer Zuspannkräfte geringere Flä
chenpressungen entgegen der Sattelabstützung auftreten, kann
der Verlauf der Kurvenabschnitte I, II auch genau umgekehrt,
also erst der größere und dann anschließend der kleinere Ra
dius, zur Bildung einer gemeinsamen Kurve 21 verlaufen.
Dadurch wird eine sehr genaue lineare Zuspannbewegung des
Druckstücks 9 erzielt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen
sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die
Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Aus
führungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1 Bremssattel
2 Bremsscheibe
3 Bremsbelag
4 Bremsbelag
5 Belagträger
6 Zuspannvorrichtung
7 Bremshebel
8 Zuspannwelle
9 Druckstück
10 Druckspindel
11 Druckteil
12 Deckel
14 Stützplatte
15 Stützfläche
16 Durchgang
17 Ansatz
18 Drehlagerung
19 innenzylindrische Fläche
20 Druckleiste
21 Mantelkurve
22 Vertikale
23 Druckfeder
24 Sattelanlage
25 Führung
26 Freiraum
I Kurvenabschnitt
II Kurvenabschnitt
A Bremsenachse
B Grenzlinie
P Kreismittelpunkt
P1 Kreismittelpunkt
P2 Kreismittelpunkt
R Radius
R1 Radius
R2 Radius
α Leerhub
β Krafthub
2 Bremsscheibe
3 Bremsbelag
4 Bremsbelag
5 Belagträger
6 Zuspannvorrichtung
7 Bremshebel
8 Zuspannwelle
9 Druckstück
10 Druckspindel
11 Druckteil
12 Deckel
14 Stützplatte
15 Stützfläche
16 Durchgang
17 Ansatz
18 Drehlagerung
19 innenzylindrische Fläche
20 Druckleiste
21 Mantelkurve
22 Vertikale
23 Druckfeder
24 Sattelanlage
25 Führung
26 Freiraum
I Kurvenabschnitt
II Kurvenabschnitt
A Bremsenachse
B Grenzlinie
P Kreismittelpunkt
P1 Kreismittelpunkt
P2 Kreismittelpunkt
R Radius
R1 Radius
R2 Radius
α Leerhub
β Krafthub
Claims (10)
1. Zuspannvorrichtung für eine Scheibenbremse, ins
besondere für eine Gleitsattelscheibenbremse, mit einer pa
rallel zur Bremsscheibenebene angeordneten Zuspannwelle (8),
die sich auf der bremsscheibenzugewandten Seite über eine
einen Kreisbogen beschreibende und in einer entsprechenden
Lagerschale (19) gelagerte erste Kontur (17) an einem gegen
die Bremsscheibe (2) beweglichen Druckstück (9) und an der
bremsscheibenabgewandten Seite über eine zu der ersten Kontur
(17) exzentrische zweite Kontur (21) an einem Element (14)
abstützt, zu dem das Druckstück (9) relativbeweglich ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Kontur (21) aus mindestens zwei Kreisbögen (I,
II) zusammengesetzt ist, deren Mittelpunkte (P1, P2) und
Radien (R1, R2) so gewählt sind, daß der Betrag einer bei
Verdrehen der Zuspannwelle (8) auftretenden Bewegung des
Druckstücks (9) relativ zur Zuspannwelle (8) und in Richtung
parallel zur Bremsscheibenebene minimiert ist.
2. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß einander benachbarte Kreisbögen (I, II) der
zweiten Kontur (21) an der gemeinsamen Grenzlinie (B) einander
tangieren.
3. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Kontur (21) eine Zykloide ist.
4. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Kontur (21) aus zwei Kreisbögen
(I, II) gebildet ist, von denen einer dem Leerhub (α) und
einer dem Krafthub (β) zugeordnet ist.
5. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der dem Leerhub (α) zugeordnete Kreisbogen (I)
der zweiten Kontur (21) einen kleineren Radius (R1) als der
dem Krafthub (β) zugeordnete Kreisbogen (II) hat.
6. Zuspannvorrichtung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drehlagerung (18) zwi
schen der ersten Kontur (17) und der Lagerschale (19).
7. Zuspannvorrichtung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontur (21)
axial länger als die erste Kontur (17) ist.
8. Zuspannvorrichtung nach einem der vorangehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (9) im
Bremssattel (1) in seitlichen kalottenförmigen Führungen (25)
allseitig geführt ist.
9. Zuspannvorrichtung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorspannung (23) in
Richtung eines Lösens der Bremse.
10. Zuspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Vorspannung eine das Druckstück (9) in
Richtung weg von der Bremsscheibe (2) vorspannende Druckfeder
(23) aufweist.
Priority Applications (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4307019A DE4307019B4 (de) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Zuspannvorrichtung für eine Scheibenbremse |
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---|---|
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DE4307019B4 DE4307019B4 (de) | 2006-06-14 |
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ID=6482075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4307019A Expired - Lifetime DE4307019B4 (de) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Zuspannvorrichtung für eine Scheibenbremse |
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