DE69409122T2 - Schwimmsattel- scheibenbremse und stift dafür - Google Patents

Schwimmsattel- scheibenbremse und stift dafür

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Scheibenbremsen mit verschiebbarem Bremssattel, die insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehen sind.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere eine Scheibenbremse mit Bremssattel, der verschiebbar an einem feststehenden Träger angebracht ist und zwei Reibelemente aufweist, die verankert und verschiebbar in dem feststehenden Träger aufgenommen sind und mit zueinander entgegengesetzten Seiten einer sich drehenden Scheibe in Reibungseingriff gebracht werden können bei der Betätigung einer Bremsbetätigungsvorrichtung, die von dem Bremssattel getragen ist, wobei der Bremssattel bezüglich des feststehenden Trägers mittels wenigstens einer axialen Stange verschiebbar ist, die einen ersten Abschnitt der fest mit dem Bremssattel oder dem feststehenden Träger verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der verschiebbar in einer zugehörigen Bohrung des feststehenden Trägers beziehungsweise des Bremssattels aufgenommen ist, wobei zwischen der axialen Stange und der Bohrung, in welcher diese gleitet, elastische Mittel angeordnet sind.
  • Bei den Scheibenbremsen dieses Typs stellt die verschiebbare Anbringung an dem feststehenden Träger zahlreiche Probleme dar, die auf verschiedene Weise zu lösen versucht wurden.
  • Es wurde beispielsweise eine Hülse aus Kautschuk zwischen der Stange und der Bohrung, in welcher diese gleitet, angeordnet, um den Bremssattel nach einer Bremsbetätigung in seine Ausgangsstellung zu beaufschlagen, beispielsweise in der US-A-4 334 598 oder US-A-4 436 186. Aus beispielsweise der US-A-4 061 209 oder der GB-A-1 573 305 ist zum anderen beispielsweise eine Scheibenbremse bekannt, bei der eine der Bohrungen, die eine der Stangen aufnimmt, radial überdimensioniert ist und bei der die Stange in exzentrischer Stellung in Berührung mit der Wand der Bohrung durch die Feder gedrückt wird, die normalerweise zwischen dem Bremssattel und dem Reibbelag angeordnet ist, um zu verhindern, daß die Stange bei einer Bremsung Belastungen ausgesetzt ist.
  • Aus dem Dokument US-E-30 255 ist auch eine Scheibenbremse des oben genannten Typs bekannt, bei der zwischen der Stange und der diese aufnehmende Bohrung ein elastisches Kissen angeordnet ist, um den Bremssattel nach einer Bremsbetätigung in seiner Ausgangsstellung zu beaufschlagen.
  • Eine solche Konstruktion erfordert jedoch, daß die Stange zuverlässig koaxial zur sie aufnehmenden Bohrung ist; andernfalls ist die verschiebbare Führung des Bremssattels an dem feststehenden Träger nur unvollständig gewährleistet, woraus sich bei Bremsbetätigungen Vibrationen des Bremssattels ergeben, die erhebliche Geräusche erzeugen können und sogar die Stange durch einen vorzeitigen Verschleiß beschädigen oder zerstören können.
  • Die Erfindung hat somit eine Scheibenbremse des oben beschriebenen Typs zur Aufgabe, bei welcher das Verschieben des Bremssattels an dem feststehenden Träger selbst dann gewährleistet wird, wenn die Parallelität zwischen der Stange und der diese aufnehmenden Bohrung wegfällt oder Differenzen zwischen den Abständen der Achsen der Bohrungen in dem feststehenden Träger einerseits und der Achsen der Stangen andererseits vorliegen, die eine Drehbewegung des Bremssattels bezüglich des feststehenden Trägers bei einer Bremsbetätigung ermöglichen, ohne das Verschieben des Bremssattels zu beeinträchtigen.
  • Zu diesem Zweck ist die Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt der Stange durch ein Rohr aus elastischem Material gebildet ist, wobei in der Dicke des Rohres und entlang wenigstens einen Teil seiner Länge Schlitze ausgebildet sind, wobei die Schlitze gleichmäßig entlang dem Umfang des Rohres verteilt sind, um gleichmäßig voneinander beabstandete Lamellen mit gleicher Breite zu bilden, wobei jede Lamelle auf ihrer Länge wenigstens eine Wellung aufweist, deren Konvexität zum Außenraum der Stange gerichtet ist, wobei der Radius am Scheitel der Wellung in der Ruhestellung größer oder gleich dem Radius der Bohrung ist.
  • Auf diese Weise wird dieser Abschnitt der Stange in der Lage sein, sowohl Fehler der Parallelität zwischen der Stange und der diese aufnehmenden Bohrung sowie Bewegungen des Bremssattels, die von dem Bremsmoment hervorgerufen werden, aufzunehmen, ohne das Verschieben des Bremssattels zu beeinträchtigen.
  • Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegebenen Ausführungsform. In den Zeichnungen zeigen:
  • - Fig. 1 eine teilgeschnittene Draufsicht auf eine gemäß der Erfindung ausgestattete Scheibenbremse;
  • - Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Stange, mit der die Scheibenbremse von Fig. 1 versehen ist;
  • - Fig. 2A eine perspektivische Ansicht der Stange von Fig. 2;
  • - Fig. 3 eine Ansicht eine Variante der Stange von Fig. 2;
  • - Fig. 4 eine Ansicht einer zweiten Variante der Stange von Fig. 2;
  • - Fig. 4A eine perspektivische Ansicht der Stange von Fig. 4;
  • - Fig. 5 eine Ansicht einer weiteren Variante der Stange von Fig. 2;
  • - Fig. 5A eine perspektivische Ansicht der Stange von Fig. 5;
  • - Fig. 5B eine Schnittansicht eines Endes der Stange von Fig. 5;
  • - Fig. 6 eine Schnittansicht einer Variante der Stange von Fig. 4;
  • - Fig. 7 in größerem Maßstab eine Schnittansicht der Stange, mit der die Scheibenbremse von Fig. 1 versehen ist; und
  • - Fig. 8 eine Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 7 einer Montagevariante einer Stange gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In den verschiedenen Figuren sind dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Unter Bezugnahme zuerst auf Fig. 1 ist zu sehen, daß die in dieser Figur dargestellte Scheibenbremse einen feststehenden Träger 10 aufweist, der dafür vorgesehen ist, mit einem feststehendem Abschnitt eines (nicht dargestellten) Fahrzeugs verbunden zu werden. Der feststehende Träger 10 nimmt verschiebbar einen Brernssattel 12 auf, der eine Scheibe 14 umgreift, die dafür vorgesehen ist, drehbar mit einem (nicht dargestellten) Fahrzeugrad verbunden zu werden.
  • Die Scheibenbremse enthält außerdem zwei Reiborgane 16, 16', die jeweils mit Trägerplatten 18, 18' versehen sind, die bei der Betätigung einer von dem Bremssattel getragenen Bremsbetätigungsvorrichtung 20 mit der sich drehenden Scheibe 14 in Reibungseingriff gelangen können. Die Reibungsorgane sind verschiebbar an dem feststehenden Träger 10 verankert.
  • Der Bremssattel 12 kann an dem feststehenden Träger 10 mit tels zweier axialer Stangen 22 verschoben werden, deren Achsen parallel zu derjenigen der Scheibe 14 ist. Die Stangen 22 sind fest mit dem Bremssattel 12 verbunden und verschiebbar in entsprechenden Bohrungen 24 aufgenommen, die in Armen 26 des feststehenden Trägers 10 gebildet sind.
  • Wie besser in den Figuren 2 bis 5A zu sehen ist, weist jede Stange genauer gesagt einen ersten Abschnitt 28 auf, der dafür vorgesehen ist, die Stange mit dem Bremssattel 12 zu verbinden, und einen zweiten Abschnitt 30, der dafür vorgesehen ist, in die Bohrung 24 des feststehenden Trägers 10 einzudringen.
  • Bei der Ausführungsform von Fig. 2 ist der erste Abschnitt 28 einstückig mit dem zweiten Abschnitt 30 der Stange ausgebildet. Der erste Abschnitt 28 ist massiv und weist eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 32 auf, um die Verbindung der Stange 22 mit dem Bremssattel zu ermöglichen, beispielsweise mittels einer Schraube 34 (Fig. 1), die eine öffnung durchquert, die in einem Arm 35 des Brernssattels ausgebildet ist, und möglicherweise einem Zwischenstück 36.
  • Der zweite Abschnitt 30 der Stange besteht aus einem Rohr aus elastischem Material, beispielsweise nichtrostendem Federstahl oder kaltverfestigtern Stahl.
  • Um die Elastizität des Abschnittes 30 zu erhöhen, können vorteilhafterweise in der Dicke des Rohres 38 radiale Schlitze 40 ausgebildet werden, die gleichmäßig entlang dem Umfang des Rohres 38 verteilt sind. In dem dargestellten Beispiel wurden vier Schlitze verwendet; es hätten in Abhängigkeit von der Steifigkeit, die dem Abschnitt 30 gegeben werden soll, auch genausogut zwei, drei, fünf oder mehr Schlitze verwendet werden können.
  • Die in dem Rohr 38 ausgebildeten Schlitze 40 unterteilen dieses in ebensoviele axiale Lamellen 42, die in der Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind und dieselbe Breite haben.
  • In ebenfalls vorteilhafter Weise könnten an jeder Lamelle 42 Wellungen 44 ausgebildet sein, deren Konvexität radial zum Außenraum der Stange gerichtet ist.
  • In den Figuren 2 und 3 weist jede Lamelle nur eine Wellung auf, während in den Figuren 4 und 5 die Lamellen jeweils zwei Wellungen aufweisen. Diese Ausführungen können selbstverständlich kombiniert werden, und wie bei dem dargestellten Beispiel mit vier Lamellen können zwei Lamellen mit einer Wellung verwendet werden, die zwischen zwei Lamellen mit zwei Wellungen angeordnet sind. Es könnte auch eine Anzahl von Wellungen vorgesehen sein, die größer als Zwei ist.
  • Damit die Stange 22 ihre Funktion einer Schiebeführung des Bremssattels an dem feststehenden Träger ausführt, ist der Radius am Scheitel jeder Wellung 44 in der Ruhestellung, also wenn die Stange nicht in die Bohrung 24 eingesetzt ist, wenigstens gleich dem Radius der Bohrung 24 und vorzugsweise geringförmig größer, um den Halt des Bremssattels ohne Beeinträchtigung seiner Verschiebung zu gewährleisten.
  • Nach den vorhergehenden Erläuterungen ist zu sehen, daß die beschriebene Stange ermöglicht, die Aufgaben der Erfindung zu lösen. Beim Zusammenbau der Scheibenbremse, wenn es sich um ein erstes Zusammenbauen oder um eine erneute Montage der Bremse nach einem Arbeitsschritt wie einem Auswechseln der Reibbeläge handelt, werden nämlich zuerst die Stangen 22 in den Bohrungen 24 angeordnet, wie dies besser in Fig. 7 zu sehen ist.
  • Das in dieser Figur dargestellte Beispiel entspricht der Stange von Fig. 4, bei der auf eine der Wellungen 44 verzichtet wurde, oder der Stange von Fig. 2, bei der die Wellungen 44 zum Ende des Rohres 38 verlagert wurde; es hätten genausogut auch die Stangen der Figuren 3 oder 5 dargestellt werden können.
  • Es ist in Fig. 7 zu sehen, daß in dieser Stellung die Wellung 44 radial in der Bohrung 24 zusammengedrückt wird, was zu einer perfekten Zentrierung der Stange 22 in der Bohrung führt und was auch ermöglicht, zwischen der Bohrung 24 und dem zylindrischen Abschnitt oder den zylindrischen Abschnitten der Stange 22, der bzw. die keine Wellungen aufweist bzw. aufweisen, ein diametrales Spiel J auszubilden.
  • Dann kann der Bremssattel 12 an dem feststehenden Träger 10 angebracht werden, indem die Schrauben 34 in die öffnungen der Arme 35 eingesetzt und in die Bohrungen 32 eingeschraubt werden.
  • Es ist zu sehen, daß die Elastizität des die Stangen bildenden Materials, hauptsächlich in der radialen Richtung, ermöglicht, Herstellungstoleranzen der Scheibenbremse aufzunehmen, beispielsweise bezüglich dem Abstand der Achsen der Bohrungen 24 und der Öffnungen in den Armen 35, der Parallelität zwischen diesen Achsen oder den Stirnseiten des Zwischenstücks 36 oder der orthogonalität zwischen der Achse der Bohrung 24 und der Fläche 37 des Armes 35, die als Abstützfläche für das Zwischenstück 36 oder den ersten Abschnitt 28 der Stange 22 dient.
  • Außerdem ermöglichen die Stangen 22 bei einer Bremswirkung das Verschieben des Brernssattels 12 an dem feststehenden Träger 10, selbst wenn eines dieser Elemente eine Verformung beispielsweise aufgrund einer starken Bremsung erfährt, wobei eine solche Verformung von den Stangen aufgenommen wird. Wenn die Brernswirkung nachläßt, können aufgrund der Elastizität der Stangen die verschiedenen Element der Bremse frei wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Auf diese Weise sind alle Klemmwirkungen vermieden, und die Wirksamkeit der Bremse ist verbessert.
  • An den beschriebenen Stangen können zahlreiche Veränderungen ausgeführt werden. Beispielsweise ist in Fig. 3 eine Stange dargestellt, deren erster Abschnitt 28 durch Umbiegen oder Umbördeln eines Endes des Rohres erhalten ist, das den zweiten Abschnitt 30 der Stange 22 bildet.
  • In Fig. 4 ist zu sehen, daß die Stange 22 aus zwei Abschnitten gebildet ist, wobei der erste Abschnitt 28' an dem zweiten Abschnitt 30 befestigt ist, der in diesem Beispiel Lamellen 42 aufweist, die mit jeweils zwei Wellungen 44 gebildet sind. Der erste Abschnitt 28' weist bei diesem Beispiel die Form einer Sechskant-Mutter auf und ist mit dem zweiten Abschnitt 30 durch Ineinanderdrücken mittels einer Kraft, durch Verschrauben oder durch Verschweißen/Verlöten befestigt. Der erste Abschnitt 28' kann auch einstückig mit dem zweiten Abschnitt 30 sein. Eine solche Ausführung des ersten Abschnittes 28' ermöglicht, auf das Zwischenstück 36 zu verzichten, und ermöglicht auch, die Stange 22 während des Einschraubens der Schraube 34 in Drehung zu halten. Es ist in den Figuren 4 und 4A auch zu sehen, daß die Schlitze 40 in einem gewissen Abstand D vorn Ende des in die Bohrung 24 eindringenden zweiten Abschnittes 30 enden, um dieses Ende zu versteifen und zu verhindern, daß die Lamellen 42 sich während ihrer Handhabung voneinander entfernen.
  • Eine solche Ausbildung der Schlitze 40 ist selbstverständlich auch auf die in den anderen Figuren dargestellten Ausführungen anwendbar.
  • In den Figuren 5 und 5A ist eine Ausführung entsprechend derjenigen von Fig. 3 dargestellt, wobei der erste Abschnitt durch Umbiegen oder Umbördeln eines Endes des zweiten Abschnittes 30 erhalten ist und bei dem in dem ersten Abschnitt 28 ein rohrförmiger Einsatz 46 angeordnet ist, um diesen Abschnitt zu versteifen und die Bohrung 32 zu bilden, die für die Aufnahme der Schraube 34 vorgesehen ist. Der Einsatz 46 ist in dem Abschnitt 28 mittels einer Kraft, durch Einschrauben oder durch Schweißen/Löten angebracht.
  • Vorteilhafterweise könnte im Inneren des den zweiten Abschnitt der Stange bildenden Rohres 38 ein elastischer Körper angeordnet werden, beispielsweise ein Kautschuk-Zylinder 45, wie in Fig. 6 dargestellt ist, um zum einen mögliche Schwingungen des Bremssattels bei der Betätigung der Scheibenbremse zu dämpfen und zum anderen die radiale Verformung der Lamellen 42 nach innen zu begrenzen, damit die Wellungen 44 eine permanente Berührung mit der Bohrung 24 beibehalten. Ein solcher elastischer Körper kann selbstverständlich auch bei den gemäß den anderen Varianten aufgeführten Stangen vorgesehen sein. Es kann auch an dem zweiten Abschnitt 28 eine Umfangsnut 48 gebildet werden, die dafür vorgesehen ist, ein Ende eines nachgiebigen rohrförmigen Balgs 50 aufzunehmen, dessen anderes Ende am feststehenden Träger 10 um die Bohrung 24 herum befestigt ist, wobei der Balg 50 dazu dient, das Eintreten von Verunreinigungen in die Bohrung 24 zu verhindern.
  • Ebenfalls vorteilhaft, insbesondere für das Beispiel von Fig. 7, könnte in der Bohrung 24 in der Nähe ihres Endes eine Nut 52 gebildet werden, die dafür vorgesehen ist, eine Dichtung oder einen elastischen Ring 54 aufzunehmen, der die Stange 24 so umgibt, daß eine elastische Aufhängung der Stange 22 am Eingang der Bohrung 24 gebildet ist, wie in Fig. 8 dargestellt ist.
  • Eine solche elastische Aufhängung ändert weder die oben beschriebenen Charakteristiken der Stange noch die Funktionsweise der Scheibenbremse, ermöglicht jedoch zu verhindem, daß bei einigen extremen Betriebsbedingungen das Spiel J nicht zu Null wird, beispielsweise bei Vibrationen mit großer Amplitude, die aus einer starken Bremsung auf einem schlechten Straßenbelag resultieren.
  • Der elastische Ring 54 ermöglicht somit, einen vorzeitigen Verschleiß der Stange oder der Bohrung zu vermeiden, und trägt dazu bei, das Betriebsgeräusch der Scheibenbremse zu vermindern. Er kann selbstverständlich auch in Kombination mit den in den Figuren 2 bis 6 dargestellten Stangen verwendet werden.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschnebenen Ausführungsformen beschränkt; es können an ihr zahlreiche Veränderungen ausgeführt werden, die sich dem Fachmann ergeben. Beispielsweise knnte an einer Scheibenbremse eine einzige der beschriebenen Stangen verwendet werden, wobei die weiteren Stangen herkömmliche Stangen sind, also massiv und nicht elastisch. Die Erfindung ist auch anwendbar auf Scheibenbremsen, bei denen die Stangen am feststehenden Träger befestigt sind und in Bohrungen des Bremssattels aufgenommen sind.

Claims (9)

1. Scheibenbremse mit Bremssattel (12), der verschiebbar an einem feststehenden Träger (10) angebracht ist und zwei Reibelemente (16, 16') aufweist, die verankert und verschiebbar in dem feststehenden Träger (10) aufgenommen sind und bei Betätigung einer von dem Bremssattel (12) getragenen Bremsbetätigungsvorrichtung (20) mit zueinander entgegengesetzten Seiten einer sich drehenden Scheibe (14) in Reibungseingriff gebracht werden können, wobei der Bremssattel (12) bezüglich des feststehenden Trägers mittels wenigstens einer axialen Stange (22) verschiebbar ist, die einen ersten Abschnitt (28, 28'), der fest mit dem Bremssattel oder dem feststehenden Träger (10) verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt (30) aufweist, der verschiebbar in einer zugehörigen Bohrung (24) des feststehenden Trägers (10) beziehungsweise des Bremssattels (12) aufgenommen ist, wobei zwischen der axialen Stange (22) und der Bohrung (24), in welcher diese gleitet, elastische Mittel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (30) der Stange (22) durch ein Rohr (38) aus elastischem Material gebildet ist, wobei in der Dicke des Rohres und entlang wenigstens einem Teil seiner Länge Schlitze (40) ausgebildet sind, wobei die Schlitze (40) gleichmäßig entlang dem Umfang des Rohres (38) verteilt sind, um gleichmäßig voneinander beabstandete Lamellen (42) mit gleicher Breite zu bilden, wobei jede Lamelle (42) auf ihrer Länge wenigstens eine Wellung (44) aufweist, deren Konvexität von der Stange (22) nach außen gerichtet ist, wobei der Radius am Scheitel der Wellung (44) in der Ruhestellung größer oder gleich dem Radius der Bohrung (24) ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (28, 28') der Stange (22) einstückig mit dem zweiten Abschnitt (30) der Stange (22) ausgebildet ist und eine axiale Bohrung (32) aufweist, die ihre Befestigung an dem Bremssattel (12) oder dem feststehenden Träger (10) ermöglicht.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (28, 28') der Stange (22) durch Umbiegen oder Umbördeln des Rohres gebildet ist, das den zweiten Abschnitt (30) der Stange (22) bildet.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (28) der Stange einen rohrförmigen Metalleinsatz (46) aufweist, in welchem die axiale Bohrung (32) gebildet ist.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (28, 28') der Stange (22) am zweiten Abschnitt (30) der Stange (22) befestigt ist.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Körper (45) im Inneren des Rohres (38) aus elastischem Material angeordnet ist.
7. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Ring (54) die axiale Stange (22) umgibt und in einer Nut (52) aufgenommen ist, die in der Bohrung (24) gebildet ist.
8. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bohrung (24) und einem zylindrischen Abschnitt der axialen Stange (22) ein diametrales Spiel (J) ausgebildet ist.
9. Stange für eine Scheibenbremse, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Merkmale nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist
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