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Die vorliegende Erfindung betrifft Reibelemente für
Scheibenbremsen, besonders vorgesehen zum Ausrüsten eines
Fahrzeugs, und insbesondere eine Baugruppe, die aus einem mit
einer Feder versehenen Reibelement besteht.
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Die Erfindung betrifft insbesondere eine Baugruppe aus einem
mit einer Anti-Lärm-Feder versehenen Reibelement für eine
Scheibenbremse, wobei das Reibelement eine
Belag-Trägerplatte aufweist, die dafür vorgesehen ist, durch Einhängen
und Verschieben mittels in den Seitenrändern der Belag-
Trägerplatte gebildeter Einschnitte mit Führungsflächen, die
an einem Momentenabstützorgan einer Scheibenbremse gebildet
sind, zusammenzuwirken, wobei die Scheibenbremse
Betätigungsmittel aufweist, die das Reibelement gegen eine sich
drehende Scheibe beaufschlagen knnen, wobei die Belag-
Trägerplatte an einem Außenumfangsrand auf der Höhe von
wenigstens einem der Einschnitte wenigstens eine
Montageöffnung für die Anti-Lärm-Feder aufweist, die mit der Belag-
Trägerplatte und dein Momentenabstützorgan in radialer
Richtung zusammenwirkt.
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Solche Baugruppen sind beispielsweise aus den Dokumenten
EP-A-0 080 949 und EP-A-0 112 749 bekannt.
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Eine Anti-Lärm-Feder beaufschlagt die Belag-Trägerplatte in
(bezüglich der Achse der Scheibenbremse) im wesentlichen
radialer Richtung relativ zu dem Momentenabstützorgan, um
Vibrationen des Reibelementes zu verhindern, die ein
klapperndes Geräusch erzeugen und ein Stauchen der
Verankerungs- und Verschiebeflächen hervorrufen können.
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Es kann jedoch nach einer Bremsbetätigung vorkommen, daß das
Reibelement in der unmittelbaren Nähe der Bremsscheibe
verbleibt. Dann wird ein sehr dünner Streifen der Scheibe
periodisch das Reibelement berühren, wodurch
Reibungsgeräusche sowie ein vorzeitiger und ungleichmäßiger Verschleiß
des Reibelementes hervorgerufen werden sowie ein Moment, das
Restinoment genannt wird und in unerwünschter Weise die
Drehung des der Bremsscheibe zugeordneten Rades bremst.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, diesen Nachteil zu beseitigen.
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Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß ein elastisches
Organ mit der Belag-Trägerplatte und dem
Momentenabstützorgan zusammenwirkt, um die Belag-Trägerplatte in axialer
Richtung von der sich drehenden Scheibe weg zu
beaufschlagen, wobei dieses elastische Organ einen Montageteil
aufweist, der in einer Montageöffnung der Belag-Trägerplatte
angeordnet ist, sowie einen mit der Belag-Trägerplatte
zusammenwirkenden Halteabschnitt und einen mit dem
Momentenabstützorgan zusammenwirkenden aktiven Teil, und mit
einem im wesentlichen trapezförmigen Bereich versehen ist,
der wenigstens eine Öffnung aufweist, deren nichtparallele
Seiten auf der einen und der anderen Seite der
Belag-Trägerplatte angeordnet sind und mit dem Momentenabstützorgan
zusammenwirken, und von dem eine Basis in die Montageöffnung
der Belag-Trägerplatte eindringt.
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Die Erfindung wird besser verstanden und ihre weiteren
Ziele, Merkmale und Vorteile ergeben sich deutlicher durch
die nachfolgende Beschreibung einer beispielhaft und nicht
einschränkend gegebenen Ausführungsforin, die sich auf die
beigefügte Zeichnung bezieht. In dieser zeigen:
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- Fig. 1 eine Seitenansicht der inneren Seite einer
Scheibenbremse, die mit erfindungsgemäßen Baugruppen aus
Reibelementen versehen ist;
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- Fig. 2 eine Draufsicht auf die Scheibenbremse von
Fig. 1 in der Ruhestellung;
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- Fig. 3 eine Draufsicht auf die Scheibenbremse von
Fig. 1 bei einer Bremsbetätigung;
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- Fig. 4 eine Ansicht entsprechend derjenigen von
Fig. 2, wobei die Scheibenbremse mit gemäß einer Variante
der Erfindung ausgebildeten Baugruppen von Reibelementen
versehen ist;
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- Fig. 5 eine Seitenansicht eines Reibelementes für die
Scheibenbremse von Fig. 1;
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- Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Feder, die
für das in den Figuren 1, 2, 3 und 5 dargestellte
Reibelement verwendet wird;
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- Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Feder, die
für das in Fig. 4 dargestellte Reibelement verwendet wird;
und
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- Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Variante
der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Feder.
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In den Figuren 1 bis 4 ist eine Scheibenbremse dargestellt,
auf die sich die erfindungsgemäßen Baugruppen aus
Reibelementen beziehen.
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Diese Bremse weist einen Bremssattel 10 auf, der über zwei
axiale Stäbe 12 und 14 verschiebbar an einem schematisch mit
dein Bezugszeichen 16 dargestellten festen Träger angebracht
ist, der dafür vorgesehen ist, an einem (nicht
dargestellten) feststehenden Teil des Fahrzeugs befestigt zu werden.
Der Bremssattel 10 umgreift eine sich drehende Scheibe 18,
die dafür vorgesehen ist, einem Fahrzeugrad zugeordnet zu
werden. Der Bremssattel 10 weist in seinem die Scheibe 18
umgreifenden Bereich eine Öffnung 20 auf, die durch sich
axial erstreckende Seitenränder begrenzt ist und die Aufgabe
eines Momentenabstützorgans für die beiden Reibelemente 22
und 24 hat.
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Das innere Reibelement 22 wird direkt von dem Kolben 26
einer dem Bremssattel 10 zugeordneten
Bremsbetätigungsvorrichtung 28 betätigt, während das äußere Reibelement 24 dem
Reaktionsabschnitt 30 des Bremssattels 10 zugeordnet ist, so
daß es bei der Betätigung der Bremsbetätigungsvorrichtung 28
als Reaktion gegen die Scheibe 18 gedrückt wird.
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Die Reibelemente 22 und 24 sind eingehängt und verschiebbar
an den in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Rändern
32 und 34 der Öffnung 20 aufgenommen. Der Rand 32 weist eine
Aufnahme 35 für einen axialen Stift 36 auf, der durch einen
Haltestift 37 verriegelt ist. Dieser Stift 36 ermöglicht das
radiale Herausziehen der Reibelemente 22 und 24, wenn dieser
Stift axial aus der Bremse herausgezogen ist.
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Wie insbesondere in Fig. 5 dargestellt ist, weist jedes der
Reibelemente 22 und 24 eine Belag-Trägerplatte 38 auf, an
der ein Reibbelag 40 befestigt ist, beispielsweise durch
Kleben. Außer V-förmigen Einschnitten 42 und 44, die an den
in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten radialen
Rändem der Platte 38 gebildet sind, weist diese zwei
Montageöffnungen 46 auf, die dafür vorgesehen sind, eine Anti-Lärm-
Feder 48 aufzunehmen, wie sie in den Figuren 1 bis 4
dargestellt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die
Montageöffnungen 46 ausgehend von dein Außenumfangsrand 50
der Belag-Trägerplatte 38 eingeschnitten. Diese Öffnungen
weisen einen erweiterten ersten Montageabschnitt 52 auf,
dessen breitester Bereich auf der Höhe des Umfangsrandes
50 angeordnet ist und dessen Bereich mit der geringsten
Breite in einen Abstützabschnitt 54 mündet, der die Form
eines Kreisabschnitts hat.
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Es ist zu sehen, daß die Reibelemente bezüglich der radialen
Symmetrieebene der Bremse im wesentlichen symmetrisch sind.
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Die Anti-Lärm-Feder 48, die an sich beispielsweise aus den
genannten Dokumenten bekannt ist, ist aus einem elastischen
Draht gebildet, der einen im wesentlichen rechteckigen
Abschnitt 56 aufweist, dessen längere Seiten einen Abstand
voneinander aufweisen, der geringfügig größer als die Dicke
der Belag-Trägerplatte 38 ist, und dessen kurze Seiten einen
Abstand voneinander aufweisen, der geringfügig größer als
der Abstand zwischen dem Boden eines Einschnittes 42 oder 44
und dem Boden der Montageöffnung 46 ist. Eine der kurzen
Seiten ist in einer Montageöffnung 46 aufgenommen, und die
andere kurze Seite 84 liegt an dem Bremssattel 10 an. Eine
der langen Seiten ist durch ein Federstück 58 verlängert,
das an seinem Ende abgebogen ist, um eine Klemme 60 zu
bilden, die den Außenumfangsrand 50 der Belag-Trägerplatte 38
berührt.
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Das Reibelement ist auch mit einer Feder 62 versehen, die mit
der Belag-Trägerplatte 38 und dem Bremssattel 10
zusammenwirkt.
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Im Detail besteht die ausführlich in Fig. 6 dargestellte
Feder 62 aus einem durchgehenden Stück eines elastischen
Metalldrahtes, und sie weist einen Montageteil 64, einen
Halteteil 66 und einen aktiven Teil 68 auf. In der in Fig. 6
dargestellten Ruhestellung hat die Feder 62 eine im
wesentlichen ebene Gestalt.
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Der Halteteil 66 weist einen im wesentlichen rechteckigen
Abschnitt auf, dessen längere Seiten 70 einen Abstand
voneinander aufweisen, der geringfügig größer als die Dicke der
Belag-Trägerplatte 38 ist.
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Eine der kurzen Seiten, die Seite 72, besteht aus den beiden
Enden des die Feder bildenden Metalldrahtes, die sich
überdecken und die jeweils als ein Bein 74 enden, das senkrecht
zur Ebene der Feder in der Ruhestellung ist, wobei die
beiden Beine 74 auf diese Weise eine Klemme bilden, die den
Außenumfangsrand 50 der Belag-Trägerplatte 38 berührt. Die
andere kurze Seite 76 des Rechtecks ist durch die beiden
sich überdeckenden Abschnitte des Metalldrahts gebildet, die
jeweils von einer der langen Seiten 70 ausgehen, und sie
bildet den Montageteil 64 der Feder, der in der
Montageöffnung 46 der Belag-Trägerplatte 38 angeordnet ist.
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Der aktive Teil 68 weist einen im wesentlichen
trapezförmigen Abschnitt auf. Die nichtparallelen Seiten 78 des
Trapezes erstrecken sich jeweils ausgehend von einem der die
kurze Seite 76 des Halteteils 66 bildenden Abschnitte des
Metalldrahtes, die auch den Montageteil 64 bilden und die
auch eine der Basen des den aktiven Teil 68 bildenden
Trapezes darstellen. Die nichtparallelen Seiten 78 sind auf
der anderen Seite durch die andere Basis 80 des Trapezes
miteinander verbunden, die in dem dargestellten Beispiel die
große Basis des Trapezes bildet.
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Die Höhe des Trapezes, also der Abstand zwischen den Basen
76 und 80, ist, wenn das Reibelement in dem Bremssattel 10
angeordnet ist, größer als der Abstand zwischen dem Boden
der Montageöffnung 46 und der Kante 82, die in dem
Bremssattel 10 die Aufnahine 35 des Stiftes 36 begrenzt.
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Aus den vorhergehenden Erläuterungen ergibt sich, daß dann,
wenn das mit der Feder 62 versehene Reibelement 22 in den
Bremssattel 10 eingesetzt ist, wie dies in den Figuren 1 und
2 dargestellt ist, der Montageteil 64 der Feder 62 in der
Montageöffnung 46 angeordnet ist und auf den
Abstützabschnitt 54 eine im wesentlichen radial zum Außenraum des
Bremssattels 10 gerichtete Kraft ausübt und daß die kurze
Seite 72 des Halteteils auf den Außenumfangsrand 50 der
Belag-Trägerplatte 38 eine im wesentlichen radial zur Achse
der Scheibenbremse gerichtete Kraft ausübt, wobei der aktive
Teil 68 an dem Bremssattel 10 anliegt und sich genauer
gesagt die nichtparallelen Seiten 78 an der Kante 82 des
Bremssattels 10 abstützen und auf diese eine zur Scheibe
senkrecht zu deren Hauptrichtung gerichtete Kraft ausüben.
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Im Verlauf einer Bremsbetätigung wird unter Druck stehendes
Hydraulikfluid zu der Bremsbetätigungsvorrichtung 28
geleitet, wodurch der Kolben 26 zum inneren Reibelement 22
vorwärtsbewegt wird, bis dieses eine Seite der Scheibe 18
berührt.
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Zu diesem Zeitpunkt wird der Bremssattel 10 durch eine
Reaktion auf den Stäben 12 und 14 zurückgeschoben, und er drückt
das äußere Reibelement 24 gegen die andere Seite der Scheibe
18, um die Drehgeschwindigkeit abzubremsen.
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Die mit der Baugruppe aus dem Reibelement gemäß der
Erfindung versehene Scheibenbremse befindet sich dann in dem in
Fig. 3 dargestellten Zustand, in dem das äußere Reibeleinent
22 aus seiner in Fig. 2 dargestellten Ruhestellung in seine
Arbeitsstellung verstellt wurde, in der es die Scheibe 18
berührt.
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Der Montageteil 64 und der Halteteil 66 der Feder 62 haben
sich zusammen mit dem Reibelement 22 verstellt, wobei der
Halteteil 66 zwischen seinen Seiten 70 die
Belag-Trägerplatte 38 einspannt.
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Dagegen verformt sich der aktive Teil 68 der Feder 62,
dessen den Montageteil 64 bildende Basis 76 an dein Reibelement
22 befestigt ist und dessen nichtparallele Seiten 78 sich an
der Kante 82 des Bremssattels 10 abstützen, um die in Fig. 3
dargestellte Gestalt anzunehmen. Die Rauhigkeit der Kante
82, kombiniert mit der von den Seiten 78 auf diese Kante
ausgeübten Kraft, bewirkt nämlich, daß die Seiten 78, im
Gegensatz zu dein Teil 84 der Anti-Lärm-Feder 48, der sich an
dem Bremssattel 10 abstützt und auf diesem gleiten kann,
nicht auf der Kante 82 gleiten. Es ergibt sich, daß der
aktive Teil 68 einer Spannung mit im wesentlichen axialer
Richtung ausgesetzt ist.
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Wenn die Bremsbetätigung unterbrochen wird, wird der
Hydraulikdruck in der Bremsbetätigungsvorrichtung 28 vermindert.
Der Kolben 26 kehrt entweder spontan oder mittels einer
gleitenden, an sich bekannten Kolbendichtung in die
Bremsbetätigungsvorrichtung 28 zurück.
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Gleichzeitig sucht die Feder 62 und insbesondere ihr aktiver
Teil 68, wieder seine Ruhestellung einzunehmen. Da die
Seiten 78 des aktiven Teils 68 aus den gleichen Gründen, wie
sie oben erläutert wurden, nicht auf der Kante 82 gleiten,
entspannt sich die axiale Spannung des aktiven Teils 68, die
im wesentlichen aus einem Moment besteht, dessen eine
Komponente sich auf die Seite 76 im Sinne eines Entfernens von
der Scheibe 18 ausübt und von dem sich die andere Komponente
auf die Kante 82 in Richtung zur Scheibe 18 hin auswirkt,
indem die Seite 76 von der Bremsscheibe 18 entfernt wird und
somit indem auch der Montageteil 64 und der Halteteil 66 und
folglich das Reibelement 22 von der Bremsscheibe entfernt
werden.
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Es ist somit zu sehen, daß aufgrund der Wirkung der Feder 62
und ihres aktiven Teils 68 das Reibelement in Berührung mit
dein Kolben 26 gehalten wird und somit von der Scheibe
entfernt ist, wenn die Bremswirkung nachläßt. Auf diese Weise
sind Reibungsgeräusche außerhalb von Breinsperioden sowie ein
ungleichmäßiger Verschleiß des Reibelementes sowie ein
Restmoment verhindert, das der freien Drehung des der Scheibe
zugeordneten Rades entgegenwirkt. Der aktive Teil 68 hat die
Funktion einer Feder zum Zurückstellen des Reibelementes in
die Ruhestellung.
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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist zwischen
den beiden nichtparallelen Seiten 78 ein Winkel gebildet;
genauer gesagt ist der spitze Winkel, der zwischen der der
Scheibe 18 am nächsten liegenden Seite 78 und der Ebene
dieser Scheibe gebildet ist, ein solcher, daß er dem
Reibelement ermöglicht, die Bewegungen auszuführen, die für
Betätigungen der Bremse und Lösen der Bremse beschrieben
wurden und die dem entsprechen, was in der Technik als
Funktionsspiel der Bremse bezeichnet wird.
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Dagegen kann als Folge des Verschleißes des Reibbelags das
Reibelement um einen Wert verstellt werden, der größer als
das Funktionsspiel bei einer Bremsbetätigung ist. In diesem
Fall ermöglicht die Feder 62 eine solche Verstellung. Der
zwischen der der Scheibe 18 am nächsten liegenden Seite 78
und der Ebene der Scheibe gebildete Winkel ist nämlich so,
daß bei einer Verstellung des Reibelementes, die gleich dem
Funktionsspiel der Bremse ist, sich das den aktiven Teil der
Feder 62 bildende Trapez verformt, um im wesentlichen die
Form eines rechteckigen Trapezes anzunehmen, bei dem die der
Scheibe 18 am nächsten liegende Seite 78 senkrecht zur Basis
76 des Trapezes und somit parallel zur Ebene der Scheibe 18
ist und somit die zur Bremsscheibe gerichtete Außenseite der
Belag-Trägerpiatte 38 berührt. Anders ausgedrückt wird der
in der Ruhestellung zwischen der der Scheibe 18 am nächsten
liegenden nichtparallelen Seite 78 und der Ebene der Scheibe
18 gebildete spitze Winkel bei einer Verstellung des
Reibelementes, die dem Funktionsspiel der Scheibenbremse
entspricht, zu Null.
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Auf diese Weise wären bei einer Verstellung des
Reibelementes, die größer als das Funktionsspiel ist, die die Belag-
Trägerplatte 38 berührende Seite 78 sowie die auf der
anderen Seite der Belag-Trägerplatte angeordnete, von der Basis
80 beaufschlagte Seite 78 gezwungen, auf der Kante 82 zu
gleiten.
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Am Ende der Bremsbetätigung würde das Reibelement dann um
einen Wert nach hinten verstellt, der dem Funktionsspiel
entspricht; es würde sich also dann in einer Stellung
befinden, die geringfügig vor derjenigen angeordnet ist, die
es zu Beginn der Bremsbetätigung eingenommen hat.
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Die Baugruppe des Reibelementes gemäß der Erfindung
ermöglicht somit ein optimales Arbeiten der Scheibenbremse über
den gesamten Verschleiß des Reibbelags.
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In den Figuren 4 und 7 ist eine Variante der oben
beschriebenen Baugruppe aus Reibelement und Feder dargestellt.
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Gemäß dieser Variante ist die Feder 62 mit einem Montageteil
64 und mit einem aktiven Teil 68 versehen, die identisch zu
den beschriebenen sind, und der Halteteil 66 ist so
ausgestaltet, daß er auch die Funktion der Anti-Lärm-Feder 48
hat.
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Zu diesem Zweck weist der Halteabschnitt einen im
wesentlichen rechteckigen Abschnitt 86 auf, dessen längere Seiten 88
und 90 einen Abstand voneinander haben, der geringfügig
größer als die Dicke der Belag-Trägerplatte 38 ist.
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Die Seite 90 bildet eine Verlängerung der langen Seite 70
des Halteteils 66. Eine der kurzen Seiten, die kurze Seite
84, übt auf den Bremssattel 10 eine im wesentlichen radiale
Kraft aus, und die andere kurze Seite 92 ist in der anderen
Montageöf fnung 46 der Belag-Trägerplatte angeordnet und
endet in einem Bein 74', das in der Ruhestellung senkrecht zur
Ebene der Feder 62 ist. Die Wirkung des aktiven Abschnittes
68 der in Fig. 7 dargestellten Feder ist identisch mit
derjenigen, die unter Bezugnahme auf die in Fig. 6 dargestellte
Feder beschrieben wurde.
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In Fig. 8 ist eine weitere Variante der in Fig. 6
dargestellten Feder dargestellt. Die Feder 62 ist symmetrisch
ausgestaltet und weist zwei Montageteile 64 und 64' auf, die
dafür vorgesehen sind, jeweils in einer der Montageöf fnungen
46 der Belag-Trägerplatte 38 angeordnet zu werden, sowie
zwei aktive Teile 68 und 68', die dafür vorgesehen sind,
jeweils über ihre nichtparallelen Seiten mit den Kanten 82,
82' zusammenzuwirken, die an dem Bremssattel 10 gebildet
sind, und einen zentralen Halteteil 66, der die
Belag-Trägerplatte 38 einspannt und einen Mittelabschnitt 72'
aufweist, der dafür vorgesehen ist, mit dem Außenumfangsrand 50
der Belag-Trägerplatte 38 zusammenzuwirken.
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Die Wirkung der in Fig. 8 dargestellten Feder ist identisch
mit derjenigen, die unter Bezugnahme auf die Feder von
Fig. 6 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß jeder aktive
Teil 68 und 68' sowohl die Funktion der Anti-Lärm-Feder
aufweist, die das Reibelement radial zum Außenraum des
Bremssattels beaufschlagt, sowie die Funktion der Rückstellfeder
des Reibelementes, das auf diese Weise mittels ihrer beiden
Seiten am Ende jeder Bremsbetätigung axial von der Scheibe
weg mit einem Wert beauf schlagt wird, der kleiner oder
gleich dem Funktionsspiel der Bremse ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform
beschränkt, sondern es können an ihr zahlreiche
Veränderungen ausgeführt werden, die sich dem Fachmann ergeben.
Beispielsweise könnte auch das äußere Reibelement 24 gemäß
den Lehren der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sein.
Beispielsweise könnten auch die Seiten 78 der Feder 62
und/oder die Kanten 82, 82' des Bremssattels eine Bearbeitung
erfahren, die deren gegenseitige Berührung für Verstellungen
des Reibelementes mit einem Wert, der kleiner als das
Funktionsspiel ist, unterstützt, während deren gegenseitige
Verstellung bei Verstellungen möglich ist, die größer als
das Funktionsspiel sind. Der Querschnitt des die Feder 62
bildenden Drahtes könnte beispielsweise dreieckig,
quadratisch oder rechteckig sein, und/oder an den Kanten 82, 82'
könnten Mikro-Einschnitte gebildet sein.