DE4329904A1

DE4329904A1 - Floating-caliper disc brake with a spring arrangement

Info

Publication number: DE4329904A1
Application number: DE19934329904
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl Ing Krismeyer; Helmut Dipl Ing Rueckert
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1993-09-04
Filing date: 1993-09-04
Publication date: 1995-03-09

Abstract

In a floating-caliper disc brake, a floating caliper (1) is mounted in axially displaceable fashion on a fixedly mounted brake anchor plate and held relative to the brake anchor plate by means of a spring arrangement. According to the invention, the spring arrangement comprises two wire springs (8, 9, 20, 21, 24, 25) which are each secured rotatably on an axially outer limb (5) of the floating caliper (1), and which each have a first spring arm (12) intended to rest on the floating caliper (1) and a second spring arm (16) intended to rest on an arm (2, 3) of the brake anchor plate. The spring arrangement according to the invention is of simple construction, economical to manufacture and insensitive to corrosion and manufacturing tolerances. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einer Federanordnung, die den Schwimmsattel mit einem Bremsträger verspannt, gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.The invention relates to a floating caliper disc brake with a spring arrangement that the floating saddle with a Brake carrier clamped, according to the preamble of the patent saying 1.

Eine gattungsgemäße Federanordnung ist beispielsweise aus der DE 40 24 484 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Federan ordnung ist der Schwimmsattel auf der axial äußeren Stirn seite mit zwei Bohrungen versehen, in die die beiden Enden einer einstückigen Drahtfeder eingreifen. Zwei in Umfangs richtung weisende seitliche Schlaufen der Drahtfeder grei fen unter zwei Trägerarme eines Bremsträgers und liegen an diesen radial federnd und axial verschiebbar an. Bei der bekannten Federanordnung treten Korrosionsprobleme mit den Einhängebohrungen für die Drahtfeder auf. Weiterhin ist die bekannt Federanordnung in ihrer Wirksamkeit stark abhängig von den Fertigungstoleranzen der Scheibenbremse.A generic spring arrangement is, for example, from DE 40 24 484 A1 known. In this well-known Federan Order is the floating saddle on the axially outer forehead side with two holes in which the two ends engage with a one-piece wire spring. Two in scope directional side loops of the wire spring grei fen under two carrier arms of a brake carrier and are in contact this radially resilient and axially displaceable. In the known spring arrangement occur corrosion problems with the Hook holes for the wire spring. Furthermore, the known spring arrangement strongly dependent on its effectiveness the manufacturing tolerances of the disc brake.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Schwimm sattel-Scheibenbremse hinsichtlich der Federanordnung zu verbessern, so daß bei einer kostengünstig zu fertigenden Federanordnung Fertigungstoleranzen und Korrosionsprobleme beherrscht werden.The object of the invention is a generic swimming caliper disc brake with regard to the spring arrangement improve so that at an inexpensive to manufacture Manufacturing tolerances and corrosion problems be mastered.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Im Prinzip besteht die erfin dungsgemäße Lösung darin, statt einer einteiligen Feder zwei Drahtfedern vorzusehen, die jeweils am Schwimmsattel drehbar gelagert sind. Dabei entfällt eine enge Einhänge bohrung und die damit verbundene Korrosionsproblematik. Ein erster Federarm jeder Feder liegt einfach am Schwimmsattel an und ein zweiter Federarm drückt von unten gegen einen Trägerarm des Bremsträgers. Bei dieser Anordnung wird unter Belastung die gesamte Länge der Drahtfeder mit beiden Fe derarmen gleichmäßig verbogen, woraus sich eine flachere Kennlinie für die Federkraft als Funktion der Auslenkung ergibt. Daraus folgt ein größerer Bereich für akzeptable Federwege und somit ein größerer Bereich für akzeptable Fertigungstoleranzen.The solution to the problem arises from the characteristic Part of claim 1. In principle, the inventions exist inventive solution in it, instead of a one-piece spring to provide two wire springs, each on the floating saddle are rotatably mounted. There is no need for tight attachments drilling and the associated corrosion problems. A the first spring arm of each spring simply lies on the floating saddle and a second spring arm presses against you from below Carrier arm of the brake carrier. With this arrangement, under Load the entire length of the wire spring with both feet derarme bent evenly, resulting in a flatter Characteristic curve for the spring force as a function of the deflection results. This results in a wider range for acceptable Travel and therefore a wider range for acceptable Manufacturing tolerances.

Bei der gängigen Bauform einer Schwimmsattel-Scheibenbremse als Faustsattel-Scheibenbremse wird empfohlen, die Dreh achsen der Mittelteile gemäß Anspruch 2 im wesentlichen pa rallel zur Bremsscheibenachse anzuordnen. Weiterhin ist es zweckmäßig und am einfachsten für die Ausführung, wenn ge mäß Anspruch 3 die beiden Drahtfedern symmetrisch angeord net sind.With the common design of a floating caliper disc brake as a floating caliper disc brake it is recommended to turn axes of the middle parts according to claim 2 essentially pa to be arranged parallel to the brake disc axis. Furthermore it is expedient and easiest for execution when ge according to claim 3, the two wire springs arranged symmetrically are not.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 4 wird jede Drahtfeder mit ihrem Mittelteil um eine Schrau be, ein Niet oder einen Kerbnagel geschlungen, um so die drehbare Befestigung am Schwimmsattel zu realisieren. Dabei wird vorzugsweise ein Niet oder Kerbnagel in einer Bohrung des Schwimmsattels verankert. Für eine Schraube wäre ein zusätzliches Gewinde erforderlich.In a first preferred embodiment according to claim 4 each wire spring with its middle part around a screw be, a rivet or a notched nail, so the to realize rotatable attachment to the floating saddle. Here is preferably a rivet or notch nail in a hole of the floating saddle. For a screw would be one additional thread required.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 5 besitzt die Drahtfeder einen schraubenförmigen Befesti gungsabschnitt, der in einer Bohrung des äußeren Schenkels am Schwimmsattel drehbar gelagert ist. Dabei wird die Drahtfeder gegen Herausrutschen in axialer Richtung dadurch gesichert, daß die beiden Federarme aus axial entgegenge setzten Enden der Bohrung herausragen. Diese Befestigungs art hat den Vorteil, daß weitere Befestigungsmittel wie Schrauben, Nieten oder Kerbnägel überflüssig sind.In a second preferred embodiment according to claim 5, the wire spring has a helical fastener tion section in a bore of the outer leg is rotatably mounted on the floating saddle. The Wire spring against slipping out in the axial direction ensured that the two spring arms from axially opposite protrude ends of the hole. This attachment art has the advantage that other fasteners such Screws, rivets or notched nails are unnecessary.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung wird gemäß An spruch 6 noch verbessert, indem die Federarme an ihren En den schlaufenförmig umgebogen sind. Dabei liegt stets ein glatter und runder Abschnitt der Federarme an den zugehöri gen Anlageflächen der Scheibenbremse an. Insbesondere der am Trägerarm des Bremsträgers anliegende zweite Federarm kann so bei einer axialen Verschiebung des Schwimmsattels wegen zunehmendem Bremsbelagverschleiß relativ leicht an der Anlagefläche des Trägerarms entlang gleiten.The function of the arrangement according to the invention is according to An saying 6 improved by the spring arms on their En which are bent in a loop. It is always an issue smooth and round section of the spring arms on the associated parts against the contact surfaces of the disc brake. Especially the second spring arm resting on the carrier arm of the brake carrier can with an axial displacement of the floating saddle due to increasing brake pad wear relatively easy slide along the contact surface of the support arm.

Zur Sicherung der ersten Federarme gegen Abgleiten vom Schwimmsattel ist gemäß Anspruch 7 vorgesehen, daß der Schwimmsattel Nuten aufweist, in die die Enden der ersten Federarme eingreifen. Diese Nuten werden auf einfache Weise beim Gießen des Schwimmsattels ohne zusätzlichen Ferti gungsaufwand eingeformt.To secure the first spring arms against sliding off Floating saddle is provided according to claim 7 that the Floating saddle has grooves in which the ends of the first Intervene spring arms. These grooves are made in a simple way when casting the floating saddle without additional ferti molded in effort.

Ausführungsbeipiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are described below the drawings explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die äußere Axialseite einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse, wobei der Ein fachheit halber nur der Schwimmsattel und die En den der Trägerarme des Bremsträgers dargestellt sind, Fig. 1 is a plan view of the outer axial side of a disc brake according to the invention, wherein said one only of the floating caliper and the En which the carrier arms of the brake carrier are shown for simplicity,

Fig. 2 eine Darstellung wie Fig. 1 eines weiteren Aus führungsbeispiels, Fig. 2 is a representation as in FIG. 1 guidance embodiment of another Off

Fig. 3 ein Detail A aus Fig. 2, Fig. 3 shows a detail A of Fig. 2,

Fig. 4 ein Detail wie Fig. 3 einer weiteren Ausgestal tungsvariante, Fig. 4 shows a detail as Fig. 3 of a further variant Ausgestal tung,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung wie Fig. 1, Fig. 5 shows a further embodiment of the invention in a representation like Fig. 1,

Fig. 6 eine Feder der Anordnung von Fig. 5 in einer An sicht gemäß Pfeil B. Fig. 6 is a spring the arrangement of FIG. 5 in a view according to arrow B.

In den Figuren ist der Übersichtlichkeit halber nur die axial äußere Seite eines Schwimmsattels 1 und die Enden von zwei Trägerarmen 2, 3 eines nicht näher dargestellten Bremsträgers zu sehen. Der Bremsträger ist mit dem Achs schenkel einer nicht gezeigten Radaufhängung eines Kraft fahrzeugs fest verschraubt. Eine teilweise durch Striche lung angedeutete Bremsscheibe 4 ist mit ihrer Scheibenebene ungefähr in der Ebene der Zeichnung angeordnet, wobei die Bremsscheibenachse senkrecht auf der Ebene der Zeichnung steht. Der Schwimmsattel 1 übergreift den äußeren Rand der Bremsscheibe 4 und besitzt einen axial äußeren Schenkel 5, der sich mit zwei Fingern 6, 7 im wesentlichen in radialer Richtung erstreckt. Der Schwimmsattel 1 ist auf nicht näher gezeigte Weise an dem starren Bremsträger axial verschieb bar gelagert.In the figures, for the sake of clarity, only the axially outer side of a floating caliper 1 and the ends of two carrier arms 2 , 3 of a brake carrier, not shown, can be seen. The brake carrier is bolted to the axle stub of a wheel suspension, not shown, of a motor vehicle. A brake disc 4 , indicated partly by lines, is arranged with its disc plane approximately in the plane of the drawing, the brake disc axis being perpendicular to the plane of the drawing. The floating caliper 1 overlaps the outer edge of the brake disc 4 and has an axially outer leg 5 which extends with two fingers 6 , 7 essentially in the radial direction. The floating caliper 1 is mounted in a manner not shown on the rigid brake carrier axially displaceable bar.

Um ein Klappern des Schwimmsattels 1 gegenüber dem Brems träger zu verhindern, ist eine Federanordnung vorgesehen, die in einem ersten Ausführungsbeispiel zwei Drahtfedern 8, 9 aufweist. Beide Federn 8, 9 sind bezüglich einer die Bremsscheibenachse beinhaltenden Mittelebene der Bremse symmetrisch angeordnet und gleich ausgeführt, so daß die nachfolgende Beschreibung der einen Drahtfeder 8 auch für die andere Drahtfeder 9 gilt. Die Finger 6, 7 des Schwimm sattels 1 sind mit jeweils einem Kerbnagel 10 versehen, der in einer Bohrung eingesteckt und befestigt ist. Die Achsen der Kerbnägel 10 sind parallel zur Bremsscheibenachse ange ordnet und ein äußerer Abschnitt von jedem Kerbnagel 10 ragt axial aus dem Schwimmsattel 1 hervor. Um diesen her vorragenden Abschnitt ist jeweils ein Mittelteil 11 einer Drahtfeder 8 oder 9 gewickelt. Von dem Mittelteil 11 ausge hend erstreckt sich jeweils ein erster Federarm 12 in Rich tung Bremsenmitte und liegt dort mit seinem schlaufenförmig umgebogenen Ende 13 an einer Schmalseite 14 bzw. 15 eines Fingers 6 bzw. 7 federnd an. Ein zweiter Federarm 16 be sitzt ebenfalls ein schlaufenförmiges Ende 17, welches an einer Abstützfläche 18 bzw. 19 auf der Unterseite eines Trägerarms 2 bzw. 3 federn anliegt. Die ganze Drahtfeder 8, 9 ist mit samt ihren Federarmen 12 und 16 um die Achse des Kerbnagels 10 drehbar. Bei Auslenkung eines der beiden Fe derarme 12, 16 wird die erzeugte Federspannung über die ge samte Länge der Drahtfeder 8, 9 von dem einen Ende 13 bis zu dem anderen Ende 17 verteilt. Durch diesen relativ lan gen Federweg ergibt sich eine flache Kennlinie der Feder kraft als Funktion der Auslenkung.In order to prevent rattling of the floating caliper 1 with respect to the brake carrier, a spring arrangement is provided which has two wire springs 8 , 9 in a first exemplary embodiment. Both springs 8 , 9 are arranged symmetrically with respect to a central plane of the brake containing the brake disc axis and are of identical design, so that the following description of one wire spring 8 also applies to the other wire spring 9 . The fingers 6 , 7 of the floating saddle 1 are each provided with a notch nail 10 which is inserted and fastened in a bore. The axes of the notch pins 10 are arranged parallel to the brake disc axis and an outer portion of each notch nail 10 protrudes axially from the floating caliper 1 . A central part 11 of a wire spring 8 or 9 is wound around this protruding section. Starting from the central part 11 , each extends a first spring arm 12 in the direction of the brake center and rests there with its loop-shaped bent end 13 on a narrow side 14 or 15 of a finger 6 or 7 . A second spring arm 16 also sits a loop-shaped end 17 , which rests against a support surface 18 or 19 on the underside of a support arm 2 or 3 springs. The entire wire spring 8 , 9 together with its spring arms 12 and 16 can be rotated about the axis of the notched nail 10 . Upon deflection of one of the two Fe derarme 12 , 16 , the spring tension generated is distributed over the entire length of the wire spring 8 , 9 from one end 13 to the other end 17 . This relatively long spring travel results in a flat characteristic of the spring force as a function of the deflection.

Eine zweite Ausführungsform modifizierter Drahtfedern 20, 21 ist in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Die modifizier ten Drahtfedern 20, 21 besitzen ebenfalls einen ersten Fe derarm 12 und einen zweiten Federarm 16, die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen unverändert aus gestaltet sind. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind jedoch die Mittelteile 22 der Drahtfedern 20, 21 um weniger als eine volle Umdrehung um die Kerbnägel 10 herum geschlungen. Dies hat den Vorteil, daß die axial aus den Fingern 6, 7 des Schwimmsattels 1 herausragenden Abschnitte der Kerbnägel 10 in ihrer Länge halbiert werden können. Im Ausschnitt von Fig. 3 erkennt man, daß das Mittelteil 22 etwa über ein Viertel des Umfangs um den Kerbnagel 10 ge schlungen ist. Um die Befestigung der Drahtfeder 20, 21 am Schwimmsattel 1 zu verbessern, insbesondere für den Fall, daß der Schwimmsattel 1 zuerst mit den Drahtfedern 20, 21 versehen und erst anschließend am Bremsträger montiert wird, ist in einer weiteren Abwandlung ein Mittelteil 23 vorgesehen, das sich gemäß der Darstellung von Fig. 4 etwa um drei Viertel des Umfangs des Kerbnagels 10 herum schlingt.A second embodiment of modified wire springs 20 , 21 is shown in FIGS. 2 to 4. The modified th wire springs 20 , 21 also have a first Fe derarm 12 and a second spring arm 16 , which are designed essentially unchanged from the first embodiment. In contrast to the first exemplary embodiment, however, the middle parts 22 of the wire springs 20 , 21 are looped around the notch pins 10 by less than a full turn. This has the advantage that the sections of the notch pins 10 projecting axially from the fingers 6 , 7 of the floating saddle 1 can be halved in length. In the detail from Fig. 3 it can be seen that the central part 22 is looped ge over about a quarter of the circumference around the notch nail 10 . In order to improve the attachment of the wire spring 20 , 21 to the floating caliper 1 , in particular in the event that the floating caliper 1 is first provided with the wire springs 20 , 21 and is only then mounted on the brake carrier, a central part 23 is provided in a further modification itself wraps about three quarter of the periphery of the notch 10 around the nail according to the illustration of FIG. 4.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feder anordnung ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Auch hier sind zwei Drahtfedern 24, 25 vorgesehen, die sich von den weiter oben beschriebenen Drahtfedern 8, 9 bzw. 20, 21 wie derum im wesentlichen durch ein modifiziertes Mittelteil 26 unterscheiden. Das Mittelteil 26 besteht aus mehreren schraubenförmig angeordneten Drahtwindungen und ist in ei ner axial durchgehenden Bohrung 27 bzw. 28 eines Fingers 6 bzw. 7 des Schwimmsattels 1 drehbar gelagert, wobei ein erster Federarm 12 aus dem axial äußeren Ende und ein zwei ter Federarm 16 aus dem axial inneren Ende der Bohrung 27 bzw. 28 herausragt. Durch die Anordnung der beiden Feder arme 12, 16 auf verschiedenen Axialseiten der Bohrung 27, 28 wird ein axiales Herausrutschen des Mittelteils 26 aus der Bohrung 27 bzw. 28 verhindert. Die Drahtfeder 24, 25 kann also ohne weitere Befestigungsmittel, wie beispiels weise Schrauben, Nieten oder Kerbnägel 10 am Schwimmsattel 1 befestigt und drehbar gelagert werden. Another embodiment of a spring arrangement according to the invention is shown in FIGS. 5 and 6. Here, too, two wire springs 24 , 25 are provided which differ from the wire springs 8 , 9 and 20 , 21 described above, in turn, essentially by a modified middle part 26 . The middle part 26 consists of a plurality of helically arranged wire turns and is rotatably mounted in egg ner axially through bore 27 or 28 of a finger 6 or 7 of the floating saddle 1 , a first spring arm 12 from the axially outer end and a second spring arm 16 from protrudes from the axially inner end of the bore 27 or 28 . The arrangement of the two spring arms 12 , 16 on different axial sides of the bore 27 , 28 prevents the central part 26 from slipping axially out of the bore 27 or 28 . The wire spring 24, 25 may thus without further fastening means, such as example as fixed screws, rivets or grooved drive studs 10 on the floating caliper 1 and rotatably supported.

Bei allen Ausführungsbeispielen sind zusätzlich die schlau fenförmigen Enden 13 der ersten Federarme 12 gegen Abrut schen vom Schwimmsattel 1 gesichert, indem die Schmalseiten 14 bzw. 15 der Finger 6 bzw. 7 jeweils mit einer Nut 29 bzw. 30 versehen sind, in die die schlaufenförmigen Enden 13 der Drahtfedern 8, 9, 20, 21, 24, 25 eingreifen.In all embodiments, the cunning fen-shaped ends 13 of the first spring arms 12 are secured against slipping off the floating caliper 1 by the narrow sides 14 and 15 of the fingers 6 and 7 each being provided with a groove 29 and 30 into which the loop-shaped Engage ends 13 of wire springs 8 , 9 , 20 , 21 , 24 , 25 .

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die axialen Bohrungen 27, 28 seitlich nach außen geschlitzt ausgeführt, um eine leichte Montierbarkeit der Mittelteile 26 der Drahtfeder 24, 25 zu gewährleisten. Falls bei der Fertigung des Schwimmsattels 1 auf einen zu sätzlichen spanenden Bearbeitungsgang zur Erzeugung der Schlitze in den Bohrungen 27, 28 verzichtet werden soll, können auch gegossene Aussparungen an den Enden der Finger 6, 7 vorgesehen werden, die bis in den Bereich der später eingebrachten Bohrungen 27, 28 reichen.In a further embodiment of the invention, not shown, the axial bores 27 , 28 are slit laterally outwards in order to ensure that the central parts 26 of the wire spring 24 , 25 can be easily assembled. If, in the manufacture of the floating saddle 1 , an additional machining process for producing the slots in the bores 27 , 28 is to be dispensed with, cast recesses can also be provided at the ends of the fingers 6 , 7, which are introduced into the area of the later Bores 27 , 28 are sufficient.

Schließlich kann der Sitz der Mittelteile 26 in den Bohrun gen 27, 28 noch verbessert werden, indem die axialen Ab stände zwischen dem ersten Federarm 12 und dem zweiten Fe derarm 16 kleiner gewählt werden als die axialen Längen der Bohrungen 27, 28. Die Federarme 12, 16 liegen dann unter Vorspannung an beiden Axialseiten der Finger 6, 7 an, wobei die schraubenförmigen Mittelteile 26 in axialer Richtung gedehnt werden.Finally, the seat of the middle parts 26 in the bores gene 27 , 28 can be further improved by the axial distances between the first spring arm 12 and the second spring arm 16 are chosen to be smaller than the axial lengths of the bores 27 , 28 . The spring arms 12 , 16 are then under prestress on both axial sides of the fingers 6 , 7 , the helical central parts 26 being stretched in the axial direction.

Claims

1. floating caliper disc brake with a floating caliper ( 1 ) which is axially slidably mounted on a fixed brake carrier and braced by means of a spring arrangement compared to the brake carrier, characterized in that the spring arrangement consists of two wire springs ( 8 , 9 , 20 , 21 , 24 , 25 ), which are each rotatably attached to an axially outer leg ( 5 ) of the floating saddle ( 1 ), and that each of the middle parts ( 11 , 22 , 26 ) has a first one, for contacting the floating saddle ( 1 ) certain spring arm ( 12 ) and a two ter, to rest against a support arm ( 2 , 3 ) of the Bremsträ gers certain spring arm ( 16 ).

2. Disc brake according to claim 1, characterized in that the axes of rotation of the central parts ( 11 , 22 , 26 ) are arranged substantially parallel to the brake disc axis.

3. Disc brake according to claim 1 or 2, characterized in that the two wire springs ( 8 , 9 , 20 , 21 , 24 , 25 ) are arranged substantially symmetrically to a central plane containing the brake disc axis.

4. Disc brake according to one of claims 1 to 3, characterized in that a central part ( 11 , 22 ) of the wire spring ( 8 , 9 , 20 , 21 ) for attachment to a screw anchored to the floating caliper ( 1 ) or a rivet or a notch nail ( 10 ) is looped.

5. Disc brake according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wire spring ( 24 , 25 ) has a helical central part ( 26 ) which in a through bore ( 27 , 28 ) of the outer legs ( 5 ) on the floating caliper ( 1 ) is rotatably mounted, and that the first spring arm ( 12 ) for bearing against the floating caliper ( 1 ) from the axially outer end of the bore ( 27 , 28 ) and the second spring arm ( 16 ) for bearing against the support arm ( 2 , 3 ) protrudes from the axially inner end of the bore ( 27 , 28 ).

6. Disc brake according to claim 4 or 5, characterized in that the ends ( 13 , 17 ) of the Fe derarme ( 12 , 16 ) are bent in a loop.

7. Disc brake according to one of claims 4 to 6, characterized in that the ends ( 13 ) of the most spring arms ( 12 ) each engage in grooves ( 29 , 30 ) of the floating caliper ( 1 ).