EP1716350A1 - Schwimmsattel-scheibenbremse, insbesondere für hohe bremsleistungen - Google Patents

Schwimmsattel-scheibenbremse, insbesondere für hohe bremsleistungen

Info

Publication number
EP1716350A1
EP1716350A1 EP05716670A EP05716670A EP1716350A1 EP 1716350 A1 EP1716350 A1 EP 1716350A1 EP 05716670 A EP05716670 A EP 05716670A EP 05716670 A EP05716670 A EP 05716670A EP 1716350 A1 EP1716350 A1 EP 1716350A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brake
floating caliper
caliper
floating
disc brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05716670A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Halasy-Wimmer
Andreas Pohlmann
Joachim Rehm
Peter Schack
Stefan Johannes Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1716350A1 publication Critical patent/EP1716350A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/226—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
    • F16D55/2265—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes the axial movement being guided by one or more pins engaging bores in the brake support or the brake housing
    • F16D55/227—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes the axial movement being guided by one or more pins engaging bores in the brake support or the brake housing by two or more pins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0004—Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0016—Brake calipers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0004—Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0016—Brake calipers
    • F16D2055/002—Brake calipers assembled from a plurality of parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0075—Constructional features of axially engaged brakes
    • F16D2055/0091—Plural actuators arranged side by side on the same side of the rotor

Definitions

  • the present invention relates to a floating caliper disc brake for a motor vehicle, which is in particular able to implement high braking powers.
  • Such high-performance brakes are used, among other things, in highly motorized motor vehicles and in automobile racing.
  • a fixed caliper brake for highly motorized motor vehicles is known from EP 1 016 804 A].
  • the fixed caliper brake described there has hydraulic actuating devices with corresponding brake pistons on both sides of the brake discs, each of which interacts with the associated brake pads.
  • This enables high brake application forces, which allow the implementation of large braking powers.
  • the large braking powers lead to high operating temperatures within the fixed caliper brake or the brake fluid.
  • the brake fluid is relatively close to the hot components of the fixed caliper brake, e.g. B. the brake disc and the brake pads is passed.
  • high brake caliper or brake fluid temperatures can cause undesired braking performance.
  • the fixed caliper brake has a device for brake cooling to reduce the operating temperatures that causes a cooling air flow through the fixed caliper.
  • the fixed caliper brake with a device for brake cooling has a high overall weight, which is highly undesirable, especially in racing applications.
  • DE 196 22 209 AI describes a floating caliper disc brake for a motor vehicle with a frame Meniform floating caliper, which is slidably mounted on a vehicle-mounted brake holder by means of bolt guides.
  • the brake holder projects beyond the associated brake disk with two holder arms, the brake pads arranged on both sides of the brake disk being guided axially displaceably on the holder arms and supported in the circumferential direction.
  • the frame-shaped floating caliper engages over the friction pairing formed by the brake pads and the brake disc and ensures the introduction of the necessary brake application force.
  • this floating caliper disc brake is also suitable for implementing high braking powers, this design requires appropriately designed components with high weight.
  • a floating caliper disc brake for a motor vehicle with a floating brake caliper arranged on both sides of the brake disc and frame-shaped floating caliper, which is displaceably mounted on a vehicle-fixed component by means of bolt guides.
  • the frame-shaped floating caliper comprises an inner saddle section which has at least one actuating device and an outer saddle section which is connected to the inner saddle section via at least two bridge sections projecting over a brake disc. It is conceivable to supply the actuating device with, for example, hydraulic, electro-hydraulic, electromotive or, for example, purely electrical energy.
  • each saddle section is composed of several rib, web or cylinder elements.
  • the saddle section is preferably designed to be comparable to a double-T beam in order to achieve high rigidity.
  • the truss-like structure of the saddle sections facilitates the flow of cooling air and thus ensures safe brake operation even at high operating temperatures.
  • the outer caliper section has at least one cooling channel in order to allow a cooling air flow to the outer brake pad.
  • a cooling channel can be formed, for example, by a cylindrical element or a correspondingly acting element of the truss-like lightweight structure.
  • An advantageous embodiment of the floating caliper disc brake results from the fact that at least the external brake lining is fixed to the caliper and thus basically follows the caliper displacement during a brake application.
  • the floating caliper is supported tangentially on the vehicle-fixed component for the transmission of peripheral forces. This means that the circumferential brake forces applied to the brake lining, which is axially external to the vehicle, are introduced into a vehicle-fixed component via the floating caliper.
  • the actuating device comprises a displaceable actuating element, the guide length of which within the actuating device is greater than the sum of the maximum wear dimension of both brake pads and the maximum wear dimension of both brake disc sides. Due to the floating caliper arrangement, an increased guide length is required for the actuating element in order to take into account the corresponding friction wear on the brake pads and on both sides of the brake disc. This is particularly important for high-performance brakes, which are subject to high friction wear. The large guide length thus ensures that the actuating element is still reliably guided in the associated actuating device even with heavily worn brake pads.
  • the actuating element is designed, for example, as a brake piston, as is used, inter alia, in disc brakes with a hydraulic actuating device.
  • the large guide length of the actuating element also ensures a large spatial distance between the components of the brake which are usually subjected to high thermal loads, for. B. the brake pads and the brake disc, and the temperature-sensitive actuator. This particularly affects hydraulic or electro-hydraulic actuators with temperature-sensitive brake fluid.
  • a first advantageous embodiment of the floating caliper disc brake provides a vehicle-mounted brake holder which projects with its holder arms into the frame-shaped floating caliper and extends only on the inside to the brake disc.
  • the floating caliper is slidably mounted on the brake holder, the brake holder either being designed as a separate component, which is preferably fastened to the steering knuckle or on the wheel carrier of the motor vehicle, or integrated directly into the steering knuckle or the wheel carrier.
  • the brake holder is designed to be weight-optimized in that it does not protrude axially from the brake disc and preferably projects into the frame-shaped floating caliper with U-shaped holder arms.
  • the brake holder does not have U-shaped holder arms, but is designed to be closed, in order to increase its mechanical strength.
  • the floating caliper disc brake results from the fact that the floating caliper is not only mounted axially displaceably on the brake holder, but is also supported tangentially on the holder arms of the brake holder for the transmission of peripheral forces. Occurring peripheral braking forces can be introduced directly into the brake holder fixed to the vehicle as a component so that 'the floating caliper.
  • each pin guide has a guide pin which is fastened to the caliper sections of the floating caliper and is slidably mounted in the brake holder.
  • the guide bolts either do not transmit circumferential braking forces at all or only to a very small extent. fang. This allows a very slim design of the guide pin, since the axially displaceable floating caliper guide is clearly in the foreground.
  • the guide bolts are each detachably connected, preferably by screwing, to the caliper sections and slidably received within an associated bore of the brake holder. The guide bolts thus move together with the floating caliper in relation to the brake holder during a brake application.
  • the guide pin has a suitable, permanent surface coating or surface treatment for protection against temperature or other environmental influences, in particular a diamond-like coating, a galvanic nickel coating, a ceramic coating or a cermet coating. This prevents the smooth-running floating caliper guidance from being impaired, for example as a result of brake lining wear (brake dust) or high brake operating temperatures.
  • a second preferred embodiment of the floating caliper disc brake results from the fact that at least one pin guide has a supporting pin for transmitting peripheral forces.
  • a supporting bolt acts directly between the floating saddle and a component fixed to the vehicle; in particular, the supporting bolt is fastened to a component fixed to the vehicle and is mounted displaceably in an associated bore in the floating saddle.
  • braking circumferential forces can thus be transmitted directly via the support bolts into a vehicle-fixed component, for example the wheel carrier or the steering knuckle.
  • An intermediate brake holder is not absolutely necessary. If an additional brake holder is not required, the brake pads are supported tangentially in the floating caliper on both sides of the brake disc for the transfer of brake circumferential forces.
  • An advantageous variant of the floating caliper disc brake provides that at least the axially inner brake lining, based on the associated brake disc axis, is guided displaceably on at least one central web.
  • This brake pad interacts with the actuating device and is thus arranged to be displaceable relative to the floating caliper.
  • the displaceable brake pad arrangement on the central web is particularly easy to implement, since it requires little or no reworking of the floating caliper.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a floating caliper disc brake according to the invention in a spatial view.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a floating saddle according to the invention in a spatial view.
  • the exemplary embodiments of floating caliper disc brakes shown in the figures are suitable, inter alia, for implementing high braking powers.
  • the frame-shaped floating caliper 1, 41 overlaps an associated brake disc 2 and brake linings 3, 4 arranged on both sides of the brake disc 2.
  • the floating caliper 1, 41 is essentially formed by two caliper sections 5, 6, 45, 46, each of which extends in the secant direction extend a brake disc side, and two circumferential lateral bridge sections 7, 47, which axially project beyond the associated brake disc 2.
  • the bridge sections 7, 47 connect the two saddle sections 5, 6, 45, 46.
  • at least one central bridge-shaped web 8, 48 can also be provided, which also connects the saddle sections 5, 6, 45 , 46 connects and contributes to increasing the saddle stiffness.
  • the floating saddles 1, 41 from the figures are consistently designed for high rigidity with low weight.
  • the saddle sections 5, 6, 45, 46 each have a truss-like lightweight structure.
  • the saddle sections 5, 6, 45, 46 are composed primarily of struts 9, 49, ribs 10, 50 and cylinder elements 11, 51. This results in a truss-like lightweight structure for the saddle sections 5, 6, 45, 46 in the manner of a double T-beam, which has a very high rigidity and low weight.
  • the high rigidity of the saddle sections 5, 6, 45, 46 advantageously results in uniform contact conditions during brake actuation on the brake pads 3, 4, even with high brake application forces. This leads to a uniform, parallel wear pattern, particularly for the axially external brake lining related to the vehicle.
  • the half-timbered lightweight structure facilitates cooling air to flow around the floating caliper 1, 41, as a result of which high operating temperatures in the brake can be reduced more quickly.
  • the outer caliper section (6, 46) has at least one cooling channel (11, 51) in order to allow cooling air to flow to the outer brake lining (4).
  • a cooling channel (11, 51) can be formed, for example, by a cylindrical element (11, 51) or a correspondingly acting element of the lattice-like lightweight structure.
  • a plurality of cylinder elements (11, 51) form the cooling channels (11, 51), the cooling channels each being passed axially through the outer saddle section (6, 46).
  • At least one actuating device 12, 52 is provided in the vehicle-related axially inner saddle section 5, 45, which acts directly on the axially inner brake lining 3.
  • any type of actuator can be used, for. B. electrical, electromechanical, electromotive, electrohydraulic or purely hydraulic. Hydraulic actuators are characterized by their high power density.
  • the floating caliper 1 has three hydraulic actuation devices 12 in the vehicle-related inner caliper section 5, which act on the inner brake lining 3 via slidably received brake pistons 13. Due to the one-sided arrangement of the actuating devices 12 with respect to the brake disk 2, the total wear dimension of both brake pads 3, 4 and both brake disk sides must be maintained in the guide length of the brake pistons 13. This requires a large brake piston length in order to ensure that each brake piston 13 is securely received in the associated actuating device 12 even when the brake linings 3, 4 are badly worn. At the same time, the adequately dimensioned guide length of the brake pistons also prevents possible leaks in the hydraulic brake circuit.
  • FIG. 1 shows a floating caliper disc brake with very heavily worn brake pads 3, 4 and a worn brake disc 2, so that almost the full guide length of the individual brake pistons 13 comes into play.
  • the alignment of the cup-shaped brake pistons 13 with their closed end to the center of the vehicle further ensures that all of the brake fluid in the floating caliper 1 can be optimally flowed by cooling air. This means a decisive advantage over known high-performance brakes in fixed caliper design, in which the outer caliper areas are difficult to access for cooling.
  • the present frame-shaped floating caliper 1 significantly reduces the brake fluid temperature.
  • the axially displaceable guidance of the floating caliper 1 relative to a component fixed to the vehicle, which is required for the brake actuation, is ensured by two bolt guides 14, which are effective between a component fixed to the vehicle and the floating caliper 1.
  • a brake holder 15 is provided, which is fastened to a component fixed to the vehicle, in particular to a steering knuckle or a wheel carrier.
  • Each pin guide 14 comprises a guide pin 16, via which the floating caliper 1 is slidably mounted on the brake holder 15.
  • each guide pin 16 is connected, in particular screwed, to both saddle sections 5, 6 of the floating saddle 1 and is slidably received in the holder arm 17.
  • the brake holder 15 is essentially U-shaped and has two holder arms 17 which protrude into the frame-shaped floating caliper 2.
  • the brake holder 15 can also form a closed shape in order to increase the brake holder stiffness.
  • the brake holder 15 with its holder arms 17 forms a brake lining shaft within the frame structure of the floating caliper 1, which directly supports the axially inner brake lining 3 in the circumferential direction with its inner sides and supports the peripheral braking forces of the floating caliper 1 with its outer sides.
  • the braking circumferential forces of the axially inner brake lining 3 which occur during braking are transmitted directly via the respective holder arm 17 into the wheel carrier or steering knuckle fixed to the vehicle.
  • the floating caliper 1 is not subjected to these braking circumferential forces of the inner brake pad 3.
  • the axially external brake pad 4 is fixed to the caliper and the braking circumferential forces occurring there are dissipated via the floating caliper 1.
  • the floating caliper 1 is supported with its lateral bridge sections 7 tangentially on the outside of the neck. arms 17. This means that the bolt guides 14 transmit no or only a very small amount of circumferential braking forces.
  • the components of the bolt guides 14 can accordingly be designed to be smaller or to save weight.
  • the two guide pins 16 each extend through a holder arm 17 and at the same time axially protrude beyond the brake disc 2. Furthermore, the guide pins 16 are advantageously connected as a tie rod to the saddle sections 5, 6 of the floating saddle 1 in order to additionally increase the rigidity of the floating saddle.
  • the guide bolts 16 each run in direct spatial proximity to the brake pad support areas through the holder arm 17, so that the brake holder 16 can be designed to save weight with minimal use of materials.
  • the brake holder 16 is either designed as a separate component that is to be mounted fixed to the vehicle, or it is integrated directly in one piece into a component fixed to the vehicle, for example a wheel carrier or steering knuckle.
  • a particularly positive design feature of the floating caliper disc brake 1 in comparison with known arrangements consists in the higher degree of utilization of the friction lining of the brake linings 3, 4. This higher degree of utilization is achieved by tracking the brake pads 3, 4 at the associated brake pad support areas with progressive wear of the brake discs or friction pads. As a result, in contrast to a vehicle-fixed support, the brake pads 3, 4 can be worn down to a minimal residual thickness of the friction lining while the support is still clean. The brake disc wear therefore no longer has to be kept in the friction lining mass, which is advantageous in terms of the necessary brake lining weight.
  • the axially outside brake lining 4 is connected to the outside caliper section 6, preferably embedded in it, and moves with the floating caliper 1 while the friction lining or brake disc is worn while maintaining the brake lining support.
  • the axially inner brake lining 3 shifts relative to its support area on the brake holder 15 when the friction lining or brake disk is worn. Taking into account the wear on both sides of the friction lining and brake disk, the axial extent of the support area on the brake holder 15 must therefore be dimensioned sufficiently for the axially inner brake lining 3 to enable safe tangential brake pad support even with heavily worn friction pads.
  • FIG. 2 illustrates a second embodiment of a floating caliper 41 according to the invention, in which, in contrast to the variant already described, both the axially inner and the outer brake lining are slidably guided and supported directly in the frame-shaped floating caliper 41.
  • the brake pads are axially displaceably guided by appropriately shaped lugs on axially extending central webs 48.
  • the webs 48 have recesses 55 which are used for mounting or removing the brake lining.
  • the brake pads with their guide lugs can be threaded onto the webs 48 via the recesses 55 in the course of such an assembly process.
  • support surfaces 56 are also formed on the inside of the side bridge sections 47, on which the brake linings (not shown) bear axially displaceable in the circumferential direction and are supported tangentially.
  • the support surfaces 56 in the floating caliper 41 are designed in such a way that they permit reliable support of the brake circumferential forces in every state of wear of the brake linings or the brake disc.
  • the support surfaces 56 have a sufficient axial extent which extends as far as the plane of the brake disk interacting with the brake pad and thus enables correct support of the brake pad even in the worn state.
  • the direct support of the brake pads in the floating caliper 41 makes a brake holder according to FIG. 1 superfluous. Weight can thereby advantageously be saved.
  • the floating caliper 41 itself is mounted axially displaceably on a vehicle-fixed component, in particular a steering knuckle or a wheel carrier, via pin guides 57.
  • the bolt guides 57 are effective between the floating caliper 41 and the component fixed to the vehicle and not only ensure that the floating caliper is guided axially 41, but also for a simultaneous transmission of the braking circumferential forces occurring on the floating caliper 41. Both the circumferential brake forces occurring on the inside and on the outside brake lining are to be transmitted by means of the bolt guides 57.
  • the pin guides 57 preferably form a system with a support pin and a guide pin, the pin guide 57 with a support pin being basically suitable for transmitting circumferential braking forces.
  • the second pin guide 57 with guide pin essentially serves to position the floating saddle 41 on the vehicle-fixed component.
  • Carrier and guide bolts are in particular directly connected to the vehicle-fixed component, wheel carrier or steering knuckle, for example screwed, and slidably received in the floating caliper 41.
  • the sliding surfaces necessary for an axially displaceable floating caliper guide lie within the bolt guides 57 in a vehicle-related manner in an area which is easily accessible for a cooling air flow. As a result, there is a desired low operating temperature in the pin guides 57.
  • the hot brake lining dust resulting from wear is kept away from the sliding surfaces within the pin guides 57 by the cooling air flow.
  • the floating caliper disc brake according to the invention has the advantage of less heating of the brake fluid or the entire brake compared to known high-performance fixed caliper brakes. Furthermore, with hydraulic actuation The floating caliper disc brake has a smaller volume than a fixed caliper brake because only half the number of brake pistons and therefore half the number of sealing rings is used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-­Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, die insbesondere in der Lage ist hohe Bremsleistungen umzusetzen. Um eine Schwimmsattel-Scheibenbremse hoher Steifigkeit und Tempera­turbeständigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht zu reali­sieren umfasst diese einen eine Bremsscheibe (2) sowie bei­derseits der Bremsscheibe (2) angeordnete Bremsbeläge (3, 4) rahmenförmig übergreifenden Schwimmsattel (1, 41), der mit­tels Bolzenführungen (14, 57) an einem fahrzeugfesten Bau­teil (15) verschiebbar gelagert ist. Der rahmenförmige Schwimmsattel (1, 41) wird gebildet von einem innenliegenden Sattelabschnitt (5, 45), der zumindest eine Betätigungsvor­richtung (12, 52) aufweist, und mit einem aussenliegenden Sattelabschnitt (6, 46), der über zumindest zwei eine Brems­scheibe (2) überragende Brückenabschnitte (7, 47) mit dem innenliegenden Sattelabschnitt (5, 45) verbunden ist. Dabei weisen die Sattelabschnitte (5, 6, 45, 46) eine fachwerkar­tige Leichtbaustruktur mit hoher Steifigkeit auf.

Description

Schwimmsattel-Scheibenbremse, insbesondere für hohe Brems- leistungen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwimmsattel- Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, die insbesondere in der Lage ist hohe Bremsleistungen umzusetzen. Derartige Hochleistungsbremsen kommen unter anderem bei hochmotorisierten Kraftfahrzeugen sowie im Automobilrennsport, zum Einsatz .
So ist beispielsweise aus der EP 1 016 804 A] eine Festsattelbremse für hochmotorisierte Kraftfahrzeuge bekannt. Die dort beschriebene Festsattelbremse weist zu beiden Bremsscheibenseiten hydraulische Betätigungsvorrichtungen mit entsprechenden Bremskolben auf, die jeweils mit den zugehörigen Bremsbelägen zusammenwirken. Dadurch werden hohe Brem- senzuspannkräfte möglich, die die Umsetzung großer Bremsleistungen erlauben. Die großen Bremsleistungen führen zu hohen Betriebstemperaturen innerhalb der Festsattelbremse bzw. der Bremsflüssigkeit. Dies liegt unter anderem darin begründet, dass die Bremsflüssigkeit relativ nah an den heißen Komponenten der Festsattelbremse, z. B. der Bremsscheibe und den Bremsbelägen, vorbeigeführt wird. Andererseits können hohe Bremssattel- bzw. Bremsflüssigkeitstemperaturen unerwünscht nachlassende Bremsleistungen bewirken. Daher besitzt die Festsattelbremse zur Reduzierung der auftretenden Betriebstemperaturen eine Vorrichtung zur Bremsenkühlung auf, die einen Kühlluftstrom durch den Festsattel bewirkt. Insgesamt weist die Festsattelbremse mit Vorrichtung zur Bremsenkühlung ein hohes Gesamtgewicht auf, was vor allem bei Rennsportanwendungen höchst unerwünscht ist.
Des weiteren beschreibt die DE 196 22 209 AI eine Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem rah- menförmigen Schwimmsattel, der mittels Bolzenführungen an einem fahrzeugfesten Bremshalter verschiebbar gelagert ist. Der Bremshalter überragt mit zwei Halterarmen die zugehörige Bremsscheibe, wobei an den Halterarmen die beiderseits der Bremsscheibe angeordneten Bremsbeläge axial verschiebbar geführt und in Umfangsrichtung abgestützt sind. Der rahmenformige Schwimmsattel übergreift die von den Bremsbelägen und der Bremsscheibe gebildete Reibpaarung und sorgt für die Einleitung der notwendigen Bremsenzuspannkraft . Zwar ist auch diese Schwimmsattel-Scheibenbremse zur Umsetzung hoher Bremsleistungen geeignet, jedoch erfordert diese Bauform entsprechend ausgelegt Bauteile mit hohem Gewicht.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Kraftfahrzeugbremse, insbesondere für große Bremsleistungen anzugeben, die gegenüber bekannten Anordnungen hinsichtlich der mechanischen und thermischen Belastbarkeit sowie des Gesamtgewichts verbessert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schwimmsattel- Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem eine Bremsscheibe sowie beiderseits der Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge rahmenförmig übergreifenden Schwimmsattel, der mittels Bolzenführungen an einem fahrzeugfesten Bauteil verschiebbar gelagert ist. Der rahmenformige Schwimmsattel um- fasst einen innenliegenden Sattelabschnitt, der zumindest eine Betätigungsvorrichtung aufweist, und einen außenliegenden Sattelabschnitt, der über zumindest zwei eine Bremsscheibe überragende Brückenabschnitte mit dem innenliegenden Sattelabschnitt verbunden ist. Dabei ist es denkbar, die Betätigungsvorrichtung beispielsweise mit hydraulischer, e- lektrohydraulischer, elektromotorischer oder etwa rein e- lektrischer Energie zu versorgen. Zur Gewichtsreduzierung bilden zumindest die Sattelabschnitte jeweils eine fachwerk- artige Leichtbaustruktur, wodurch der gesamte rahmenformige Schwimmsattel zusätzlich eine vorteilhaft hohe Steifigkeit aufweist. Im einzelnen setzt sich jeder Sattelabschnitt aus mehreren Rippen-, Steg- bzw. Zylinderelementen zusammen. Vorzugsweise ist der Sattelabschnitt vergleichbar einem Doppel-T-Träger gestaltet, um dadurch eine hohe Steifigkeit zu erreichen. Gleichzeitig erleichtert die fachwerkartige Struktur der Sattelabschnitte das Durchströmen von Kühlluft und gewährleistet damit einen sicheren Bremsenbetrieb auch bei hohen Betriebstemperaturen. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der außenliegende Sattelabschnitt wenigstens einen Kühlkanal aufweist, um eine Kühlluftströmung zum außenliegenden Bremsbelag zu ermöglichen. Ein solcher Kühlkanal kann etwa durch ein zylinderförmiges Element oder ein entsprechend wirkendes Element der fachwerkartigen Leichtbaustruktur gebildet werden.
Eine vorteilhafte Ausführung der Schwimmsattel- Scheibenbremse ergibt sich dadurch, dass zumindest der außenliegende Bremsbelag sattelfest angeordnet ist und damit grundsätzlich der Sattelverschiebung während einer Bremsbetätigung folgt. Dabei ist der Schwimmsattel zur Übertragung von Umfangskräften tangential am fahrzeugfesten Bauteil abgestützt. Das bedeutet, das die am fahrzeugbezogen axial außenliegenden Bremsbelag anliegenden Bremsumfangskräfte über den Schwimmsattel in ein fahrzeugfestes Bauteil eingeleitet werden.
Gemäß einer sinnvollen Variante der Schwimmsattel- Scheibenbremse umfasst die Betätigungsvorrichtung ein verschiebbares Betätigungselement, dessen Führungslänge innerhalb der Betätigungsvorrichtung größer als die Summe aus dem maximalen Verschleißmaß beider Bremsbeläge und dem maximalen Verschleißmaß beider Bremsscheibenseiten ist. Durch die Schwimmsattelanordnung ist für das Betätigungselement eine vergrößerte Führungslänge erforderlich um den entsprechenden Reibverschleiß an den Bremsbelägen und beiden Bremsscheibenseiten zu berücksichtigen. Dies ist vor allem bei Hochleistungsbremsen bedeutsam, bei denen ein hoher Reibverschleiß auftritt. Die große Führungslänge stellt damit sicher, dass das Betätigungselement auch bei stark verschlissenen Bremsbelägen noch zuverlässig in der zugehörigen Betätigungsvorrichtung geführt ist. Dabei ist das Betätigungselement beispielsweise als Bremskolben gestaltet, wie er unter anderem bei Scheibenbremsen mit hydraulischer Betätigungsvorrichtung Verwendung findet. Die große Führungslänge des Betätigungselements sorgt ferner für einen großen räumlichen Abstand zwischen den üblicherweise thermisch stark belasteten Bauteilen der Bremse, z. B. den Bremsbelägen und der Bremsscheibe, und der temperaturempfindlichen Betätigungsvorrichtung. Dies wirkt sich vor allem bei hydraulischen oder e- lektrohydraulischen Betätigungsvorrichtungen mit temperaturempfindlicher Bremsflüssigkeit aus.
Eine zusätzliche Erhöhung der Schwimmsattel-Steifigkeit erreicht man dadurch, dass zumindest ein Brückenabschnitt als zentraler Steg ausgebildet ist, der die Sattelabschnitte im Bereich der Betätigungsvorrichtung miteinander verbindet. Dieser zentrale Steg ist aus Gewichtgründen schmaler ausgeführt als die in Umfangsrichtung seitlichen Brückenabschnitte, die zusammen mit den Sattelabschnitten den eigentlichen rahmenförmigen Schwimmsattel bilden. Dennoch verstärkt der zentrale Steg erheblich den rahmenförmigen Schwimmsattel . Je nach Ausführungsform können auch mehrere brückenartige Stege vorgesehen sein. Eine erste vorteilhafte Ausführungsform der Schwimmsattel- Scheibenbremse sieht einen fahrzeugfesten Bremshalter vor, der mit seinen Halterarmen in den rahmenförmigen Schwimmsattel ragt und sich nur innenliegend zur Bremsscheibe erstreckt. Am Bremshalter ist der Schwimmsattel verschiebbar gelagert, wobei der Bremshalter entweder als separates Bauteil ausgeführt ist, das vorzugsweise am Achsschenkel oder am Radträger des Kraftfahrzeugs befestigt ist, oder unmittelbar in den Achsschenkel bzw. den Radträger integriert ist. Im einzelnen ist der Bremshalter gewichtsoptimiert gestaltet, indem er die Bremsscheibe nicht axial überragt und vorzugsweise mit U-förmigen Halterarmen in den rahmenförmigen Schwimmsattel hineinragt. Alternativ ist es denkbar, dass der Bremshalter nicht U-förmige Halterarme aufweist, sondern geschlossen gestaltet ist, um somit seine mechanische Belastbarkeit zu steigern. In jedem Fall ist es sinnvoll, den Bremsbelag zumindest auf einer Seite der Bremsscheibe zur Übertragung der Bremsumfangskräfte tangential am Bremshalter abzustützen. Eine Weiterentwicklung der ersten Ausführungsform der Schwimmsattel-Scheibenbremse ergibt sich dadurch, dass der Schwimmsattel nicht nur axial verschiebbar am Bremshalter gelagert ist, sondern auch zur Übertragung von Umfangskräften tangential an den Halterarmen des Bremshalters abgestützt ist. Auftretende Bremsumfangskräfte können damit' vom Schwimmsattel direkt in den Bremshalter als fahrzeugfestes Bauteil eingeleitet werden.
Zur Verbesserung der axial verschiebbaren Schwimmsattelführung am Bremshalter weist jede Bolzenführung einen Führungsbolzen auf, der an den Sattelabschnitten des Schwimmsattels befestigt ist und verschiebbar im Bremshalter gelagert ist. Allgemein übertragen die Führungsbolzen Bremsumfangskräfte entweder überhaupt nicht oder aber nur in sehr geringem Um- fang. Dies erlaubt eine sehr schlanke Auslegung der Führungsbolzen, da die axial verschiebbare Schwimmsattelführung klar im Vordergrund steht. Im einzelnen sind die Führungsbolzen jeweils vorzugsweise durch Verschrauben mit den Sattelabschnitten lösbar verbunden und innerhalb einer zugehörigen Bohrung des Bremshalters verschiebbar aufgenommen. Damit bewegen sich die Führungsbolzen während einer Bremsbetätigung zusammen mit dem Schwimmsattel gegenüber dem Bremshalter. Darüber hinaus ist es sinnvoll, dass die Führungsbolzen die beiden Sattelabschnitte als Zuganker miteinander verbinden. Dies erhöht wiederum die Steifigkeit des Schwimmsattels .
Eine weitere vorteilhafte Variante der Bolzenführung erzielt man dadurch, dass der Führungsbolzen zum Schutz vor Temperatur- bzw. sonstigen Umgebungseinflüssen eine geeignete, dauerhafte Oberflächenbeschichtung oder Oberflächenbehandlung aufweist, insbesondere eine diamantähnliche Beschichtung, eine galvanische Nickelbeschichtung, eine Keramikbeschich- tung oder eine Cermetbeschichtung. Dies verhindert eine Beeinträchtigung der leichtgängigen Schwimmsattelführung beispielsweise infolge des Bremsbelagabriebs (Bremsstaub) oder hoher Bremsenbetriebstemperaturen .
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Schwimmsattel- Scheibenbremse ergibt sich dadurch, dass zumindest eine Bolzenführung einen Tragbolzen zur Übertragung von Umfangskräften aufweist. Ein solcher Tragbolzen wirkt unmittelbar zwischen dem Schwimmsattel und einem fahrzeugfesten Bauteil, insbesondere ist der Tragbolzen an einem fahrzeugfesten Bauteil befestigt und verschiebbar in einer zugehörigen Bohrung des Schwimmsattels gelagert. Ausgehend vom Schwimmsattel können somit Bremsumfangskräfte direkt über den Tragbolzen in ein fahrzeugfestes Bauteil, beispielsweise den Radträger oder den Achsschenkel, eingeleitet werden. Ein zwischengeschalteter Bremshalter ist nicht unbedingt notwendig. Bei Entfall eines zusätzlichen Bremshalters sind die Bremsbeläge auf beiden Bremsscheibenseiten zur Übertragung von Bremsum- fangskräften tangential im Schwimmsattel abgestützt. Eine vorteilhafte Variante der Schwimmsattel-Scheibenbremse sieht vor, dass zumindest der, bezogen auf die zugehörige Bremsscheibenachse, axial innenliegende Bremsbelag verschiebbar an wenigstens einem zentralen Steg geführt ist. Dieser Bremsbelag wirkt mit der Betätigungsvorrichtung zusammen und ist somit gegenüber dem Schwimmsattel verschiebbar angeordnet. Die verschiebbare Bremsbelaganordnung am zentralen Steg ist besonders einfach umzusetzen, da sie nur eine geringfügige oder überhaupt keine Nachbearbeitung des Schwimmsattels erfordert .
Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen in den Figuren zu entnehmen, die im folgenden näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse in räumlicher Ansicht;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwimmsattels in räumlicher Ansicht.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele von Schwimmsattel-Scheibenbremsen sind unter anderem zur Umsetzung hoher Bremsleistungen geeignet. Dazu ist jeweils ein auf hohe Bremsleistungen gezielt ausgelegter rahmenförmiger Schwimmsattel 1, 41 vorgesehen, der axial verschiebbar an einem fahrzeugfesten Bauteil, beispielsweise einem Achsschenkel oder einem Radträger, gelagert ist. Dabei wurde in den Figuren jeweils auf die Darstellung eines solchen fahrzeugfesten Bauteils verzichtet. Der rahmenformige Schwimmsattel 1, 41 übergreift dabei eine zugehörige Bremsscheibe 2 sowie beiderseits der Bremsscheibe 2 angeordnete Bremsbeläge 3, 4. Im wesentlich wird der Schwimmsattel 1, 41 jeweils gebildet von zwei Sattelabschnitten 5, 6, 45, 46, die sich in Sekantenrichtung jeweils auf einer Bremsscheibenseite erstrecken, und zwei in Umfangsrichtung seitlichen Brückenabschnitten 7, 47, die die zugehörigen Bremsscheibe 2 axial überragen. Die Brückenabschnitte 7, 47 verbinden die beiden Sattelabschnitte 5, 6, 45, 46. Ergänzend zu den seitlichen Brückenabschnitten 7, 47 kann je nach Anwendungsfall noch zumindest ein zentraler brückenförmiger Steg 8, 48 vorgesehen sein, der ebenfalls die Sattelabschnitte 5, 6, 45, 46 miteinander verbindet und zur Erhöhung der Sattelsteifigkeit beiträgt.
Insgesamt sind die Schwimmsättel 1, 41 aus den Figuren konsequent auf hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht ausgelegt. Unter anderem weisen die Sattelabschnitte 5, 6, 45, 46 jeweils eine fachwerkartige Leichtbaustruktur auf. Danach setzen sich die Sattelabschnitte 5, 6, 45, 46 vor allem aus Streben- 9, 49, Rippen- 10, 50 sowie Zylinderelementen 11, 51 zusammen. Damit ergibt sich für die Sattelabschnitte 5, 6, 45, 46 eine fachwerkartige Leichtbaustruktur nach Art eines Doppel-T-Trägers, die bei geringem Gewicht eine sehr hohe Steifigkeit aufweist. Die hohe Steifigkeit der Sattelabschnitte 5, 6, 45, 46 bewirkt während einer Bremsbetätigung vorteilhaft gleichmäßige Anpressverhältnisse an den Bremsbelägen 3, 4, selbst bei hohen Bremsenzuspann- kräften. Dies führt insbesondere für den fahrzeugbezogen a- xial außenliegenden Bremsbelag zu einem gleichmäßigen, parallelen Verschleißbild. Darüber hinaus erleichtert die fachwerkartige Leichtbaustruktur die Umströmung des Schwimmsattels 1, 41 mit Kühlluft, wodurch hohe Betriebstemperaturen in der Bremse schneller abgebaut werden können. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der außenliegende Sattelabschnitt (6, 46) wenigstens einen Kühlkanal (11, 51) aufweist, um eine Kühlluftströmung zum außenliegenden Bremsbelag (4) zu ermöglichen. Ein solcher Kühlkanal (11, 51) kann etwa durch ein zylinderförmiges Element (11, 51) oder ein entsprechend wirkendes Element der fachwerkartigen Leichtbaustruktur gebildet werden. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen bilden mehrere Zylinderelemente (11, 51) die Kühlkanäle (11, 51) , wobei die Kühlkanäle jeweils axial durch den außenliegenden Sattelabschnitt (6, 46) hindurchgeführt sind.
Zur Betätigung der Schwimmsattel-Scheibenbremse ist im fahrzeugbezogen axial innenliegenden Sattelabschnitt 5, 45 zumindest eine Betätigungsvorrichtung 12, 52 vorgesehen, die unmittelbar auf den axial innenliegenden Bremsbelag 3 einwirkt. Um höhere Bremsenzuspannkräfte und damit auch höhere Bremsleistungen zu realisieren, bietet es sich an, mehrere Betätigungsvorrichtungen einzusetzen. Grundsätzlich können dabei beliebige Arten von Betätigungsvorrichtungen Verwendung finden, z. B. elektrische, elektromechanische, elektromotorische, elektrohydraulische oder rein hydraulische. Hydraulische Betätigungsvorrichtungen zeichnen sich dabei durch ihre hohe Leistungsdichte aus.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Schwimmsattel- Scheibenbremse nach Figur 1 besitzt der Schwimmsattel 1 im fahrzeugbezogen innenliegenden Sattelabschnitt 5 drei hydraulische Betätigungsvorrichtungen 12, die über verschiebbar aufgenommene Bremskolben 13 auf den innenliegenden Bremsbelag 3 einwirken. Durch die bezogen auf die Bremsscheibe 2 einseitige Anordnung der Betätigungsvorrichtungen 12 muss das gesamte Verschleißmaß beider Bremsbeläge 3, 4 sowie beider Bremsscheibenseiten in der Führungslänge der Bremskolben 13 vorgehalten werden. Dies erfordert eine große Bremskolbenlänge, um zu gewährleisten, dass jeder Bremskolben 13 auch noch bei stark verschlissenen Bremsbelägen 3, 4 sicher in der zugehörigen Betätigungsvorrichtung 12 aufgenommen ist. Gleichzeitig wird durch die ausreichend bemessene Führungslänge der Bremskolben auch eine mögliche Undichtigkeit im hydraulischen Bremskreis verhindert. Die erheblich größere Bremskolbenlänge gegenüber bekannten Anordnungen sorgt außerdem für einen größeren räumlichen Abstand der temperaturempfindlichen Bremsflüssigkeit von der im Betrieb heißen Bremsscheibe 2 sowie den Bremsbelägen 3, 4. Dabei zeigt Figur 1 eine Schwimmsattel-Scheibenbremse mit sehr stark verschlissenen Bremsbelägen 3, 4 sowie verschlissener Bremsscheibe 2, so dass jeweils nahezu die volle Führungslänge der einzelnen Bremskolben 13 zum Tragen kommt. Die Ausrichtung der topfförmigen Bremskolben 13 mit ihrem geschlossenen Ende zur Fahrzeugmitte sorgt weiterhin dafür, dass die gesamte sich im Schwimmsattel 1 befindende Bremsflüssigkeit optimal von Kühlluft angeströmt werden kann. Dies bedeutet einen entscheidenden Vorteil gegenüber bekannten Hochleistungsbremsen in Festsattelbauweise, bei denen die außenliegenden Sattelbereiche für eine Kühlung schlecht zugänglich sind. Hingegen wird durch den vorliegenden rahmenförmigen Schwimmsattel 1 eine deutliche Absenkung der Bremsflüssigkeitstemperatur erreicht. Die für die Bremsbetätigung erforderliche axial verschiebbare Führung des Schwimmsattels 1 gegenüber einem fahrzeugfesten Bauteil wird durch zwei Bolzenführungen 14 gewährleistet, die zwischen einem fahrzeugfesten Bauteil und dem Schwimmsattel 1 wirksam sind. Dabei ist ein Bremshalter 15 vorgesehen, der an einem fahrzeugfesten Bauteil, insbesondere einem Achsschenkel oder einem Radträger, befestigt ist. Jede Bolzenführung 14 umfasst einen Führungsbolzen 16, über den der Schwimmsattel 1 verschiebbar am Bremshalter 15 gelagert ist. Gemäß Ausführung nach Figur 1 ist jeder Führungsbolzen 16 mit beiden Sattelabschnitten 5, 6 des Schwimmsattels 1 verbunden, insbesondere verschraubt, und verschiebbar im Halterarm 17 aufgenommen. Der Bremshalter 15 ist im wesentlichen U-förmig gestaltet und besitzt zwei Halterarme 17 die in den rahmenförmigen Schwimmsattel 2 hineinragen. In einer Variante kann der Bremshalter 15 auch eine in sich geschlossene Form bilden, um so die Bremshaltersteifigkeit noch zu erhöhen. Im einzelnen bildet der Bremshalter 15 mit seinen Halterarmen 17 innerhalb der Rahmenstruktur des Schwimmsattels 1 einen Bremsbelagschacht, der in Umfangs- richtung mit seinen Innenseiten den axial innenliegenden Bremsbelag 3 direkt abstützt und mit seinen Außenseiten Bremsumfangskräfte des Schwimmsattels 1 abstützt. Dadurch werden die beim Bremsen auftretenden Bremsumfangskräfte des axial innenliegenden Bremsbelags 3 direkt über den jeweiligen Halterarm 17 in den fahrzeugfesten Radträger bzw. Achsschenkel übertragen. Der Schwimmsattel 1 wird mit diesen Bremsumfangskräften des innenliegenden Bremsbelags 3 nicht beaufschlagt. Hingegen ist der axial außenliegende Bremsbelag 4 sattelfest angeordnet und die dort auftretenden Bremsumfangskräfte werden über den Schwimmsattel 1 abgeführt. Dazu stützt sich der Schwimmsattel 1 mit seinen seitlichen Brückenabschnitten 7 tangential an der Außenseite der Hal- terarme 17 ab. Dies bewirkt, dass die Bolzenführungen 14 keine bzw. nur in sehr geringem Umfang Bremsumfangskräfte übertragen. Die Komponenten der Bolzenführungen 14 können dementsprechend kleiner oder gewichtssparender ausgelegt werden. Die zwei Führungsbolzen 16 erstrecken sich jeweils durch einen Halterarm 17 und überragen dabei gleichzeitig axial die Bremsscheibe 2. Weiterhin sind die Führungsbolzen 16 vorteilhaft als Zuganker mit den Sattelabschnitten 5, 6 des Schwimmsattels 1 verbunden, um damit die Schwimmsattel- steifigkeit zusätzlich zu erhöhen. Dabei verlaufen die Führungsbolzen 16 jeweils in direkter räumlicher Nähe zu den Bremsbelagabstützbereichen durch den Halterarm 17, damit der Bremshalter 16 gewichtssparend mit minimalem Materialeinsatz ausgeführt werden kann. Grundsätzlich ist der Bremshalter 16 entweder als separates Bauteil ausgeführt, das fahrzeugfest zu montieren ist, oder aber er ist unmittelbar einteilig in ein fahrzeugfestes Bauteil, beispielsweise einen Radträger oder Achsschenkel integriert.
Zum Schutz der Führungsbolzen 16 vor Temperatur- bzw. sonstigen Umgebungseinflüssen, wie beispielsweise Bremsbelag- und Bremsscheibenabrieb, ist es sinnvoll diese mit einer geeigneten Oberflächenbeschichtung oder -behandlung zu versehen. Als vorteilhafte Beschichtungsvarianten kommen z. B. diamantähnliche Beschichtungen, galvanische Nickelbeschichtungen, Keramikbeschichtungen oder Cermetbeschichtungen in Betracht. Eine solche Beschichtung erhält dauerhaft die 0- berflächenbeschaffenheit der Führungsbolzen 16 und gewährleistet somit eine leichtgängige Schwimmsattelführung.
Ein besonders positives Konstruktionsmerkmal der Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 im Vergleich zu bekannten Anordnungen besteht im höheren Reibbelagausnutzungsgrad der Bremsbeläge 3, 4. Dieser höhere Ausnutzungsgrad wird erreicht durch Nachführung der Bremsbeläge 3, 4 an den zugehörigen Bremsbelagabstützbereichen mit fortschreitendem BremsScheiben- bzw. Reibbelagverschleiß. Dadurch können die Bremsbeläge 3, 4, im Gegensatz zu einer fahrzeugfesten Abstützung, bei weiterhin sauberer Abstützung bis auf eine minimale Reststärke des Reibbelags verschlissen werden. Der Bremsscheibenverschleiß muss demnach nicht mehr in der Reibbelagmasse vorgehalten werden, was sich hinsichtlich des notwendigen Bremsbelaggewichts vorteilhaft niederschlägt. Erreicht wird dieser Zustand dadurch, dass der axial außenseitige Bremsbelag 4 mit dem außenseitigen Sattelabschnitt 6 verbunden ist, vorzugsweise in diesen eingebettet ist, und bei Reibbelag- bzw. Bremsscheibenverschleiß mit dem Schwimmsattel 1 unter Beibehaltung der Bremsbelagabstützung mitwandert. Der axial innenliegende Bremsbelag 3 verschiebt sich bei Reibbelag- bzw. Bremsscheibenverschleiß relativ zu seinem Abstützbereich am Bremshalter 15. Unter Berücksichtigung des beidseitigen Reibbelag- sowie Bremsscheibenverschleißes ist somit die a- xiale Erstreckung des Abstützbereichs am Bremshalter 15 für den axial innenliegenden Bremsbelag 3 ausreichend zu dimensionieren, um eine sichere tangentiale Bremsbelagabstützung auch bei stark verschlissenem Reibbelag zu ermöglichen.
Figur 2 verdeutlicht eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Schwimmsattels 41, bei dem im Unterschied zur bereits beschriebenen Variante sowohl der axial innenliegende als auch der außenliegende Bremsbelag unmittelbar im rahmenförmigen Schwimmsattel 41 verschiebbar geführt sowie abgestützt sind. Dabei werden die nicht gezeigten Bremsbeläge über entsprechend geformte Ansätze an axial verlaufenden zentralen Stegen 48 axial verschiebbar geführt. Dazu sind an den Stegen 48 Führungsflächen 53, 54 für den innen- sowie außenliegenden Bremsbelag angeformt, die vor allem axial ausreichend dimensioniert sind, um eine zuverlässige Bremsbelagführung bei jedem Verschleißzustand sicher zu stellen. Ferner weisen die Stege 48 Ausnehmungen 55 auf, die der Bremsbelagmontage bzw. -demontage dienen. Im einzelnen können die Bremsbeläge mit ihren Führungsansätzen im Zuge eines solchen Montagevorgangs über die Ausnehmungen 55 auf die Stege 48 aufgefädelt werden.
Zur Übertragung der an den Bremsbelägen anliegenden Bremsumfangskräfte sind weiterhin an den seitlichen Brückenabschnitten 47 innenliegend Abstützflächen 56 ausgebildet, an denen die nicht gezeigten Bremsbeläge jeweils mit in Um- fangsrichtung seitlichen Ansätzen axial verschiebbar anliegen sowie tangential abgestützt sind. Die Abstützflächen 56 im Schwimmsattel 41 sind dabei derart ausgebildet, dass sie bei jedem Verschleißzustand der Bremsbeläge bzw. der Bremsscheibe eine sichere Abstützung der Bremsumfangskräfte erlauben. Insbesondere haben die Abstützflächen 56 eine ausreichende axiale Erstreckung, die bis an die mit dem Bremsbelag zusammenwirkende Ebene der Bremsscheibe heranreicht und somit eine korrekte Abstützung des Bremsbelages auch im verschlissenen Zustand ermöglicht. Die direkte Abstützung der Bremsbeläge im Schwimmsattel 41 macht einen Bremshalter gemäß Figur 1 überflüssig. Dadurch kann vorteilhaft Gewicht eingespart werden.
Der Schwimmsattel 41 selbst ist über Bolzenführungen 57 axial verschiebbar an einem fahrzeugfesten Bauteil, insbesondere einem Achsschenkel oder einem Radträger, gelagert. Die Bolzenführungen 57 sind zwischen dem Schwimmsattel 41 und dem fahrzeugfesten Bauteil wirksam und sorgen dabei nicht nur für eine axial verschiebbare Führung des Schwimmsattels 41, sondern auch für eine gleichzeitige Übertragung der am Schwimmsattel 41 anfallenden Bremsumfangskräfte. Es sind sowohl die am innenliegenden als auch die am außenliegenden Bremsbelag auftretenden Bremsumfangskräfte mittels der Bolzenführungen 57 zu übertragen. Vorzugsweise bilden die Bolzenführungen 57 ein System mit einem Trag- und einem Führungsbolzen, wobei die Bolzenführung 57 mit Tragbolzen grundsätzlich zur Übertragung von Bremsumfangskräften geeignet ist. Die zweite Bolzenführung 57 mit Führungsbolzen dient im wesentlichen der Positionierung des Schwimmsattels 41 am fahrzeugfesten Bauteil. Trag- bzw. Führungsbolzen sind insbesondere direkt mit dem fahrzeugfesten Bauteil, Radträger oder Achsschenkel, verbunden, beispielsweise verschraubt, und verschiebbar im Schwimmsattel 41 aufgenommen. Hierdurch ergibt sich für den Schwimmsattel 41 mit Bolzenführungen ein minimaler Teileaufwand. Weiterhin liegen die für eine axial verschiebbare Schwimmsattelführung notwendigen Gleitflächen innerhalb der Bolzenführungen 57 fahrzeugbezogen in einem Bereich, der für einen Kühlluftstrom gut zugänglich ist. Demzufolge ergibt sich eine erwünscht niedrige Betriebstemperatur in den Bolzenführungen 57. Ferner wird der durch Verschleiß entstehende heiße Bremsbelagstaub durch den Kühlluftstrom von den Gleitflächen innerhalb der Bolzenführungen 57 ferngehalten.
Ansonsten können auch wesentliche Konstruktionsmerkmale der Ausführungsform nach Figur 1, insbesondere hinsichtlich der fachwerkartigen Leichtbaustruktur, auf den Schwimmsattel 41 nach Figur 2 analog übertragen werden. Grundsätzlich hat die erfindungsgemäße Schwimmsattel-Scheibenbremse gegenüber bekannten Hochleistungsfestsattelbremsen den Vorteil der geringeren Erwärmung der Bremsflüssigkeit bzw. der gesamten Bremse. Weiterhin weist bei hydraulischer Betätigung die Schwimmsattel-Scheibenbremse gegenüber einer Festsattelbremse eine kleineren Volumenaufnahme auf, weil hier nur die halbe Bremskolbenanzahl und damit die halbe Anzahl an Dichtringen verwendet wird.

Claims

Patentansprüche
1. Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem eine Bremsscheibe (2) sowie beiderseits der Bremsscheibe (2) angeordnete Bremsbelage (3, 4) rahmenformig übergreifenden Schwimmsattel (1, 41) , der mittels Bol- zenfuhrungen (14, 57) an einem fahrzeugfesten Bauteil (15) verschiebbar gelagert ist, mit einem innenliegenden Sattelabschnitt (5, 45), der zumindest eine Betat gungs- vorrichtung (12, 52) aufweist, und mit einem außenliegenden Sattelabschnitt (6, 46) , der über zumindest zwei eine Bremsscheibe (2) überragende Bruckenabschnitte (7, 47) mit dem innenliegenden Sattelabschnitt (5, 45) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sattelabschnitte (5, 6, 45, 46) eine fachwerkartige Leichtbaustruktur mit hoher Steifigkeit aufweisen.
2. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der außenliegende Bremsbelag (4) sattelfest angeordnet ist, wobei der Schwimmsattel (1, 41) zur Übertragung von Umfangskraften tangential am fahrzeugfesten Bauteil (15) abgestutzt ist.
3. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betati- gungsvorrichtung (12, 52) ein verschiebbares Betati- gungselement (13) umfasst, dessen Fuhrungslange innerhalb der Betatigungsvorrichtung (12, 52) großer als die Summe aus dem maximalen Verschleißmaß beider Bremsbelage (3, 4) und dem maximalen Verschleißmaß beider Bremsscheibenseiten ist.
4. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Brückenabschnitt als zentraler Steg (8, 48) ausgebildet ist, der die Sattelabschnitte (5, 6, 45, 46) im Bereich der Betätigungsvorrichtung (12, 52) miteinander verbindet .
5. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der außenliegende Sattelabschnitt (6, 46) wenigstens einen Kühlkanal (11, 51) aufweist, um eine Kühlluftströmung zum außenliegenden Bremsbelag (4) zu ermöglichen.
6. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen fahrzeugfesten Bremshalter (15), der mit seinen Halterarmen (17) in den rahmenförmigen Schwimmsattel (1) ragt und sich nur innenliegend zur Bremsscheibe (2) erstreckt.
7. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmsattel (1) zur Übertragung von Umfangskräften tangential an den Halterarmen (17) des Bremshalters (15) abgestützt ist.
8. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzenführung (14) einen Führungsbolzen (16) aufweist, der an den Sattelabschnitten (5, 6) des Schwimmsattels (1) befestigt ist und verschiebbar im Bremshalter (15) gelagert ist.
9. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbolzen (16) die beiden Sattelabschnitte (5, 6) als Zuganker verbindet.
10. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 8, 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbolzen (16) zum Schutz vor Temperatur- bzw. sonstigen Umgebungseinflüssen eine geeignete, dauerhafte Oberflächenbeschich- tung oder Oberflächenbehandlung aufweist, insbesondere eine diamantänhnliche Beschichtung, eine galvanische Nickelbeschichtung, eine Keramikbeschichtung oder eine Cermetbeschichtung.
11. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1- 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bolzenführung (57) einen Tragbolzen zur Übertragung von Umfangskräften aufweist.
12. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beide Bremsbeläge zur Übertragung von Umfangskräften tangential im Schwimmsattel (41) abgestützt sind.
13. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der innenliegende Bremsbelag in jedem Verschleißzustand verschiebbar an wenigstens einem zentralen Steg (48) des Schwimmsattels (41) geführt ist.
EP05716670A 2004-02-13 2005-02-11 Schwimmsattel-scheibenbremse, insbesondere für hohe bremsleistungen Withdrawn EP1716350A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004007474 2004-02-13
DE102004018090 2004-04-08
PCT/EP2005/050615 WO2005078306A1 (de) 2004-02-13 2005-02-11 Schwimmsattel-scheibenbremse, insbesondere für hohe bremsleistungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1716350A1 true EP1716350A1 (de) 2006-11-02

Family

ID=34862911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05716670A Withdrawn EP1716350A1 (de) 2004-02-13 2005-02-11 Schwimmsattel-scheibenbremse, insbesondere für hohe bremsleistungen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20070170020A1 (de)
EP (1) EP1716350A1 (de)
WO (1) WO2005078306A1 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7793765B2 (en) * 2006-01-09 2010-09-14 Valvano Thomas V Multi-disc brake with reinforcing rib
GB2451690B (en) * 2007-08-10 2009-08-05 Ap Racing Ltd A disc brake caliper body and a disc brake caliper comprising such a body
IT1394706B1 (it) 2009-05-29 2012-07-13 Freni Brembo Spa Corpo pinza di un freno a disco
IT1396961B1 (it) * 2009-12-24 2012-12-20 Freni Brembo Spa Corpo pinza di un freno a disco
IT1399203B1 (it) * 2010-03-31 2013-04-11 Freni Brembo Spa Corpo pinza di un freno a disco
IT1401115B1 (it) 2010-07-05 2013-07-12 Freni Brembo Spa Corpo pinza di un freno a disco
DE102014118361A1 (de) 2013-12-10 2015-06-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Bremssattel für eine Scheiben-Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs
JP6446275B2 (ja) 2015-01-19 2018-12-26 曙ブレーキ工業株式会社 対向ピストン型ディスクブレーキ用キャリパ
CN107429766B (zh) * 2015-01-30 2020-04-28 福乐尼·乐姆宝公开有限公司 用于盘式制动器卡钳的垫片和弹簧组件
GB201507130D0 (en) * 2015-04-27 2015-06-10 Alcon Components Ltd Brake caliper body and method of manufacture of a brake caliper body
GB2548632B (en) * 2016-03-26 2022-04-27 Alcon Components Ltd Lightweight disc brake caliper body
ITUA20162826A1 (it) 2016-04-22 2017-10-22 Freni Brembo Spa Corpo pinza di una pinza per freno a disco
USD831551S1 (en) 2016-08-30 2018-10-23 Akebono Brake Industry Co., Ltd Brake caliper
GB2555482B (en) * 2016-10-27 2021-12-01 Alcon Components Ltd Cooling ducts for disc brake caliper and method of manufacture thereof
US10539199B2 (en) 2017-01-20 2020-01-21 Akebono Brake Industry Co., Ltd Multi-piston caliper
IT201800006577A1 (it) * 2018-06-22 2019-12-22 Corpo pinza di freno a disco
US20220333654A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-20 Mando Corporation Caliper brake

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1286626A (en) * 1968-10-11 1972-08-23 Girling Ltd Improvements in or relating to disc brakes
US4197926A (en) * 1978-11-27 1980-04-15 Chrysler Corporation Brake and steering knuckle apparatus
CA1126666A (en) * 1978-12-26 1982-06-29 Andrew H. Bekkala Caliper guide assembly for disc brakes
US4342380A (en) * 1980-09-29 1982-08-03 General Motors Corporation Light weight disc brake caliper
US5181588A (en) * 1991-05-06 1993-01-26 Emmons J Bruce Open framework disc brake caliper having an elastomeric cylinder liner
WO1993003290A1 (en) * 1991-08-07 1993-02-18 Brake And Clutch Industries Australia Pty. Ltd. Disc brake caliper and method of making same
DE4126339C2 (de) * 1991-08-09 2002-04-04 Continental Teves Ag & Co Ohg Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse für Hochleistungsfahrzeuge
DE4236683C2 (de) * 1992-10-30 2003-07-24 Continental Teves Ag & Co Ohg Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse
US5957245A (en) * 1997-08-05 1999-09-28 Itt Manufacturing Enterprises Inc. Disc brake, disc brake caliper and disc brake shoe
DE19911192A1 (de) * 1999-03-13 2000-09-21 Continental Teves Ag & Co Ohg Teilbelag-Scheibenbremse
ES2284673T3 (es) * 2000-06-07 2007-11-16 Lucas Automotive Gmbh Pinza flotante para un freno de disco y freno de disco.
SE521854C2 (sv) * 2001-01-25 2003-12-16 Haldex Brake Prod Ab Modulformad skivbroms
DE102004029462A1 (de) * 2004-06-18 2006-01-05 Continental Teves Ag & Co. Ohg Schwimmsattel-Scheibenbremse mit Bolzenführungen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005078306A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20070170020A1 (en) 2007-07-26
WO2005078306A1 (de) 2005-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1716350A1 (de) Schwimmsattel-scheibenbremse, insbesondere für hohe bremsleistungen
EP1832777B1 (de) Scheibenbremse
EP2300730B1 (de) Bremsbelag für eine scheibenbremse und bremsbelagsystem
DE3919179C2 (de)
EP1841980B1 (de) Teilbelag-scheibenbremse
DE102012102584A1 (de) Scheibenbremse mit Rückstelleinrichtung und Bremsbelag
WO2002014707A2 (de) Festsattel-scheibenbremse
WO2006042726A1 (de) Scheibenbremse mit optimierter sattellagerung und bremsbelag
DE2650767A1 (de) Hydraulisch betaetigte scheibenbremse fuer fahrzeuge
WO2013068120A1 (de) Scheibenbremse, druckplatte einer solchen scheibenbremse und bremsbelag einer solchen scheibenbremse
EP1530686A1 (de) Scheibenbremse mit zumindest zwei reibringen
WO2013149777A1 (de) Kombiniert betätigbarer bremssattel
EP3510299B1 (de) Bremssattel einer scheibenbremse
EP1807638B1 (de) Scheibenbremse, insbesondere für ein nutzfahrzeug
EP2083187A1 (de) Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug und Bremsbelag für eine Scheibenbremse
EP1334288B1 (de) Elastischer bremskörper
DE4036063C2 (de) Teilbelagscheibenbremse und Bremsklotz
DE102005049547A1 (de) Scheibenbremse mit optimierter Sattellagerung und Bremsbelag
DE102019123346B4 (de) Scheibenbremse für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug
DE202008018282U1 (de) Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug und Bremsbelag für eine Scheibenbremse
EP1464863B1 (de) Bremshalter für eine Teilbelagscheibenbremse
DE102005046351A1 (de) Bremsbelag, insbesondere für eine Scheibenbremse eines Nutzfahrzeugs
DE3334676A1 (de) Scheibenbremse
DE10329197A1 (de) Scheibenbremse mit zumindest zwei Reibringen
EP1454076B1 (de) Schwimmsattel-scheibenbremse für ein kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20060913

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR IT

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: SCHMITT, STEFAN JOHANNES

Inventor name: REHM, JOACHIM

Inventor name: SCHACK, PETER

Inventor name: POHLMANN, ANDREAS

Inventor name: HALASY-WIMMER, GEORG

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090128

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20120824