DE69804305T2 - Scheibenbremse mit vorgespanntem führungsrohr - Google Patents

Scheibenbremse mit vorgespanntem führungsrohr

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für Motorfahrzeuge.
  • Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Scheibenbremse vom Typ wie jene, die umfassen: zwei zueinander bewegliche Bremselemente, von denen das eine ein Bremssattel ist, der eine Bremsscheibe umgreift, und das andere ein Träger ist, der am Fahrzeug befestigt ist, wobei die Scheibe eine erste Drehrichtung für eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs einnimmt, und der Träger mindestens erste und zweite radiale Schenkel aufweist, die sich axial beiderseits einer die Scheibe umgreifenden Öffnung erstrecken; Spannmittel, die einen mit dem Bremssattel fest verbundenen Zylinder umfassen, der gegenüber der Scheibe eine durch einen beweglichen Kolben geschlossene Öffnung aufweist, wobei die Scheibe zwischen diesem Kolben und einem Bremssattelvorsprung hindurchgeht; zwei Reibelemente mit jeweils mindestens einem Belag und einer Trägerplatte, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, wobei die Reibelemente auf entgegengesetzte Seiten der Scheibe gerichtet sind, zwischen dem Kolben und dem Bremssattelvorsprung eingespannt sind und beim Betätigen der Spannmittel an die Scheibe angelegt werden, wobei das zweite Ende jedes Reibelements auf das erste Ende dieses Elements in der ersten Drehrichtung folgt; und Führungsmittel, die ein Gleiten des Bremssattels in bezug auf den Träger beim Betätigen der Spannmittel ermöglichen, wobei diese Führungsmittel folgende Elemente umfassen: mindestens eine erste Stange, die am Bremssattel senkrecht zur Scheibe befestigt ist, eine erste Bohrung, in welcher die erste Stange axial gleiten kann, und ein erstes, zur Scheibe senkrecht angeordnetes Führungsrohr, das mit dem feststehenden Träger verbunden ist und in welchem die erste Bohrung angebracht ist, wobei eine Außenfläche des ersten Führungsrohrs jeweils die ersten Enden der Reibelemente gleitend aufnimmt.
  • Eine solche Bremse ist zum Beispiel aus dem Stand der Technik durch die Patentschrift US - 4 401 194 bekannt.
  • Ein Problem, das sich bei Bremsen dieser Art, d. h. "mit gleitenden Bremssätteln", stellt, ist die Schwierigkeit, die Verwendung von Leichtmetell-Legierungen zur Herstellung der Bremssättel und der feststehenden Träger konkret in Betracht zu ziehen, aufgrund der problematischen Verwendung von Einsätzen, insbesondere für die Gleitkufen, die man beim Gießen erhält, und aufgrund der Notwendigkeit, Verstärkungen vorzusehen, um Verformungen aufgrund von Spannungen zu begrenzen.
  • Die Erfindung ist in diesem Umfeld angesiedelt und hat zur Aufgabe, eine Scheibenbremse mit gleitendem Bremssattel einfacher Konstruktion vorzuschlagen, bei der Führungsmittel so ausgelegt sind, daß man auf Einsätze nicht zurückzugreifen braucht und Verformungen des Trägers begrenzt werden.
  • Zu diesem Zweck ist die Bremse der Erfindung, die im übrigen mit dem oben genannten Oberbegriff übereinstimmt, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der erste radiale Schenkel des Trägers beiderseits der Öffnung zwei ausgerichtete Bohrungen aufweist, die zwischen einer ersten inneren Anlagefläche und einer zweiten äußeren Anlagefläche des Trägers angebracht sind und das erste Führungsrohr aufnehmen, und daß mindestens das erste Ende jedes Reibelements hakenförmige Anhängemittel aufweist, deren Öffnung nach unten weist.
  • Die Führungsmittel können auch ein zweites, senkrecht zur Scheibe angeordnetes Führungsrohr umfassen, das mit dem feststehenden Träger verbunden ist und in welchem eine zweite Bohrung angebracht ist, wobei eine Außenfläche dieses zweiten Führungsrohrs die zweiten Enden der Reibelemente gleitend aufnimmt.
  • Die zweiten Enden weisen jeweils Gleitelemente in Form eines Einschnitts auf.
  • Die Bremse der Erfindung kann an extreme Anwendungsbedingungen angepaßt werden, indem vorgesehen ist, daß mindestens das erste Führungsrohr Spannmittel aufweist, die durch einen einstellbaren Abstand voneinander getrennt sind und in der Lage sind, die erste und zweite Anlagefläche des Trägers einzuspannen, woraus eine Zugbelastung mindestens im ersten Führungsrohr und eine Druckbelastung in dem ersten und zweiten radialen Schenkel entsteht.
  • Die wesentlichen Merkmale der Erfindung zeigen ihre ganze Zweckmäßigkeit in dem Fall, daß der Träger und der Bremssattel aus einem Material geringer Dichte wie einer Leichtmetall-Legierung oder einem Verbundwerkstoff hergestellt sind.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich klar aus der nachfolgenden Beschreibung, die beispielhaft und keineswegs einschränkend ist, mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung, wobei die beweglichen Elemente von dem feststehenden Träger entfernt dargestellt sind;
  • Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linien II-II der Fig. 1 der beweglichen Elemente der Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3 eine perspektivische Ansicht im Teilschnitt entlang der Linien III-III der Fig. 2 der Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung in zusammengebautem Zustand.
  • In den Fig. 1 und 3 ist eine Scheibenbremse dargestellt, die aus einem Bremssattel 10 und einem feststehenden Träger 40 besteht, der entweder integraler Bestandteil ist oder fest, zum Beispiel durch eine Schraubverbindung, mit einem feststehenden Teil 41 des Fahrzeugs wie einem Sicherungshalter verbunden ist.
  • Der Bremssattel 10 umgreift eine Bremsscheibe 30, die fest mit einem Rad des Fahrzeugs verbunden ist, das sich zum Beispiel in Richtung des Pfeiles A (Fig. 3) dreht, wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt.
  • Der Bremssattel 10 umfaßt auf einer seiner Seiten, die üblicherweise als Innenseite bezeichnet wird, Betätigungs- oder Spannmittel, die aus einem Zylinder 9 gebildet sind, der in einem Vorsprung 11 enthalten ist, der zur Seite der Scheibe 30 hin geöffnet ist und einen Kolben 12 trägt, der gleiten kann, wenn eine unter Druck stehende Flüssigkeit in eine Arbeitskammer 13 über eine Leitung 14 eingeführt wird, die dazu bestimmt ist, mit einer Quelle einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, wie einem Hauptzylinder (nicht dargestellt), verbunden zu werden, die den Bremskreis des Motorfahrzeugs steuert. Ein quadratisches Gelenk (nicht dargestellt), das in einer Rille des Zylinders untergebracht ist, gewährleistet die Dichtheit beim Gleiten des Kolbens 12.
  • Der Kolben 12 kann somit ein Reibelement 17, das wenigstens einen Belag 18 und eine Trägerplatte 19 (Fig. 2) aufweist, mit einer Fläche der Scheibe 30 direkt in Kontakt bringen, und ein weiteres Reibelement 20, das wenigstens einen Belag 21 und eine Trägerplatte 22 aufweist, als Gegendruck gegen die andere Seite der Scheibe 30 mit Hilfe eines Bremssattelvorsprungs 23 direkt in Kontakt bringen, welcher auf der anderen, üblicherweise als Außenseite bezeichneten Seite des Bremssattels 10 gebildet ist, wenn der Bremssattel axial zu dem Träger 40 gleitet.
  • Wie es in den Figuren dargestellt ist, wird das Gleiten des Bremssattels auf dem feststehenden Träger 40 mit Hilfe von zwei axial gleitenden Stützen 42 und 43 erreicht.
  • In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Träger 40 einteilig mit dem Sicherungshalter 41 ausgeführt. Der Sicherungshalter ist mit wenigstens zwei radialen Schenkeln 44 und 45 ausgebildet, die sich beiderseits einer die Scheibe 30 umgreifenden Öffnung 46 axial erstrecken, in deren Innerem der Bremssattel 10 angeordnet ist, und die eine Innenfläche 47 sowie eine Außenfläche 48 aufweist.
  • Die beiden radialen Schenkel 44 und 45 des Trägers 40 weisen beiderseits der Öffnung 46 Bohrungen 51 und 52 auf, der zwischen die Innenfläche 47 und der Außenfläche 48 gebohrt sind, entlang einer zur Scheibe 30 senkrechten Richtung ausgerichtet sind und die Führungsrohre 49 und 50 aufnehmen.
  • In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind das erste Führungsrohr 49 und das zweite Führungsrohr 50 aus zylindrischen Rohren gebildet, die eine Bohrung 53, 54 und eine äußere Oberfläche 55, 56 aufweisen und bei denen ein erstes Ende durch einen Kragen 57, 58 abschließt, der auf der Innenfläche 47 der radialen Schenkel 44 und 45 des Trägers 40 anliegt, und bei denen ein zweites Ende mit einem Spannmittel, zum Beispiel einem Gewinde und dessen Mutter 59 und 60, versehen ist, wobei sich die Mutter beim Spannen bei der Montage auf der Außenfläche 48 der radialen Schenkel 44 und 45 des Trägers 40 abstützt und in den Führungsrohren eine Zugspannung und als Reaktion eine Druckspannung in den radialen Schenkeln 44 und 45 erzeugt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die erste gleitende Stütze 42 aus einer ersten axialen Stange 111 gebildet, die zum Beispiel durch eine Schraubverbindung mit dem Bremssattel 10 fest verbunden ist, und mit Spiel in der ersten Bohrung 53 des ersten Führungsrohres 49 aufgenommen. Die axiale Stange 111 erstreckt sich axial von dem Bremssattel 10, parallel zur Achse der Scheibe 30.
  • Die zweite gleitende Stütze 43 ist aus einer zweiten axialen Stange 121 gebildet, die ebenfalls mit dem Bremssattel 10 fest verbunden ist, und in der zweiten Bohrung 54 des zweiten Führungsrohres 50 aufgenommen. Die axiale Stange 121 erstreckt sich axial von dem Bremssattel 10, parallel zur Achse der Scheibe 30.
  • Ebenfalls gemäß der Erfindung umfassen die Trägerplatten 19 und 22 in der durch die Richtung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs (A) definierten Reihenfolge erste Enden 24 und 25, die hakenförmige Anhängemittel 34 und 35 aufweisen, deren Öffnung nach unten weist und die gleitend auf der Außenfläche 55 des ersten Führungsrohres 49 aufgenommen sind, auf das sie einen ersten Teil der Reaktionskräfte durch die Reibung der Beläge 18 und 21 auf der Scheibe 30 übertragen können, sowie zweite Enden 26 und 27, die Gleitelemente 36 und 37 in Form einer Aussparung 70 aufweisen, die gleitend auf der Außenfläche 56 des zweiten Führungsrohres 50 aufgenommen sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Aussparungen 70 jeweils zwei zueinander im wesentlichen senkrechte Stützflächen auf, wobei die im wesentlichen horizontale erste Stützfläche die Außenfläche 56 des zweiten Führungsrohres 50 nicht berührt, während die zweite, sich auf der Außenfläche 56 abstützende Stützfläche einen zweiten Teil der Reaktionskräfte durch die Reibung der Beläge 18 und 21 darauf übertragen kann.
  • Bei einer Bremsbetätigung, bei der sich das Fahrzeug nach vorn bewegt, wird in die Kammer 13 eine unter Druck stehende Flüssigkeit gebracht, um den Kolben 12 nach vorn zu der Scheibe 30 zu bewegen, und als Reaktion den Vorsprung 23 der Scheibe 30 anzunähern. Die Beläge 18 und 21 werden somit in Kontakt mit den Seiten der Scheibe 30 gebracht, um deren Rotationsgeschwindigkeit zu verringern.
  • Es ist daher leicht ersichtlich, daß durch die Erfindung die Reaktionskräfte durch die Reibung der Beläge 18 und 21 auf der Scheibe 30 ohne Einwirkung auf die Stangen durch die Führungsrohre 49 und 50 auf den Träger 40 übertragen werden, und daß selbst bei hohen Bremskräften das Gleiten der Stangen 111 und 121 des Bremssattels nicht behindert wird. Darüber hinaus erlaubt die oben beschriebene Anordnung, die Merkmale der Reibung von den Materialien zur Herstellung des Trägers 40 und des Bremssattels 10 unabhängig zu machen und die Verwendung von Leichtmetall-Legierungen oder Verbundstoffen in Betracht zu ziehen, da die Gleitvorgänge ausschließlich auf den zusammengesetzten Führungen stattfinden, die zum Beispiel aus Stahl hergestellt sind. Darüber hinaus begünstigt die auf die radialen Schenkel 44 und 45 des Trägers 40 ausgeübte Vorspannung durch die Führungsrohre dabei die mechanische Festigkeit.
  • Schließlich erlaubt die vorgeschlagene Anordnung, die Reibflächen der Stangen 111, 121 und der Bohrungen 53, 54 mit einfachen und kostengünstigen Mitteln von üblichen Korrosionsquellen zu isolieren.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern kann im Gegenteil zahlreiche Modifikationen erfahren, die dem Fachmann naheliegend erscheinen und die in den Rahmen der beigefügten Patentansprüche passen. Es ist zum Beispiel so, das der feststehende Träger 40 ebenso aus einer auf den Sicherungshalter 41 gesteckten Abdeckung gebildet sein könnte.

Claims (5)

1. Scheibenbremse für Motorfahrzeuge, umfassend
- zwei zueinander bewegliche Bremselemente (10, 40), von denen das eine ein Bremssattel (10) ist, der eine Bremsscheibe (30) umgreift, und das andere ein Träger (40) ist, der am Fahrzeug befestigt (40) ist, wobei die Scheibe (30) eine erste Drehrichtung (A) für eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs einnimmt, und der Träger (40) mindestens erste und zweite radiale Schenkel (44, 45) aufweist, die sich axial beiderseits einer die Scheibe (30) umgreifenden Öffnung (46) erstrecken;
- Spannmittel, die einen mit dem Bremssattel (10) fest verbundenen Zylinder (9) umfassen, der gegenüber der Scheibe (30) eine durch einen beweglichen Kolben (12) geschlossene Öffnung aufweist, wobei die Scheibe (30) zwischen diesem Kolben (12) und einem Bremssattelvorsprung (23) hindurchgeht;
- zwei Reibelemente (17, 20) mit jeweils mindestens einem Belag (18, 21) und einer Trägerplatte (19, 22), die ein erstes Ende (24, 25) und ein zweites Ende (26, 27) aufweisen, wobei die Reibelemente auf entgegengesetzte Seiten der Scheibe (30) gerichtet sind, zwischen dem Kolben (12) und dem Bremssattelvorsprung (23) eingespannt sind und beim Betätigen der Spannmittel an die Scheibe (30) angelegt werden, wobei das zweite Ende (26, 27) jedes Reibelements (17, 20) auf das erste Ende (24, 25) dieses Elements in der ersten Drehrichtung (A) folgt;
- Führungsmittel, die ein Gleiten des Bremssattels (10) in bezug auf den Träger (40) beim Betätigen der Spannmittel ermöglichen, wobei diese Führungsmittel folgende Elemente umfassen: mindestens eine erste Stange (111), die am Bremssattel (10) senkrecht zur Scheibe (30) befestigt ist, eine erste Bohrung (53), in welcher die erste Stange axial gleiten kann, und ein erstes, zur Scheibe (30) senkrecht angeordnetes Führungsrohr (49), das mit dem feststehenden Träger (40) verbunden ist und in welchem die erste Bohrung (53) angebracht ist, wobei eine Außenfläche (55) des ersten Führungsrohrs (49) jeweils die ersten Enden (24, 25) der Reibelemente (17, 20) gleitend aufnimmt;
dadurch gekennzeichnet, daß der erste radiale Schenkel (44) des Trägers (40) beiderseits der Öffnung (46) zwei ausgerichtete Bohrungen (51) aufweist, die zwischen einer ersten inneren Anlagefläche (47) und einer zweiten äußeren Anlagefläche (48) des Trägers angebracht sind und das erste Führungsrohr (49) aufnehmen, und daß mindestens das erste Ende (24, 25) jedes Reibelements hakenförmige Anhängemittel (34, 35) aufweist, deren Öffnung nach unten weist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel ein zweites, senkrecht zur Scheibe (30) angeordnetes Führungsrohr (50) umfassen, das mit dem feststehenden Träger (40) verbunden ist und in welchem eine zweite Bohrung (54) angebracht ist, und daß eine Außenfläche (56) des zweiten Führungsrohrs (50) die zweiten Enden (26, 27) der Reibelemente (17, 20) gleitend aufnimmt;
3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Enden (26, 27) jeweils Gleitelemente (36, 37) in Form eines Einschnitts aufweisen.
4. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das erste Führungsrohr Spannmittel aufweist, die durch einen einstellbaren Abstand voneinander getrennt sind und in der Lage sind, die erste und zweite Anlagefläche des Trägers einzuspannen, woraus eine Zugbelastung mindestens im ersten Führungsrohr und eine Druckbelastung in dem ersten und zweiten radialen Schenkel entsteht.
5. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (40) und der Bremssattel (10) aus einem Material mit geringer Dichte wie einer leichten Legierung oder einem Verbundmaterial ausgebildet sind.
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