WO2004038249A1 - Scheibenbremse, insbesondere für ein nutzfahrzeug - Google Patents

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disc brake
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Josef Wimmer
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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    • 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
    • F16D55/22655—Constructional details of guide pins

Definitions

  • the present invention relates to a disc brake, in particular for a commercial vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the brake caliper also called a sliding caliper
  • the brake carrier which is connected to the vehicle, by fastening elements.
  • guide rails engage in the brake carrier, which on the other hand are guided in slide bearings of the brake caliper in such a way that an axial displacement of the brake caliper to the stationary brake carrier is possible.
  • One of the plain bearings is designed as a fixed bearing with little sliding play, while the other functions as a floating bearing, which in particular compensates for manufacturing tolerances.
  • a plastic part is integrated into the floating bearing for guiding and damping the guide rail.
  • the fasteners are subject to particular stress, which requires sufficient wear and vibration resistance, but which the plastic part does not have to the required extent.
  • Wear and vibrations result in particular from an axis compensation, transverse to the axial direction of displacement of the guide rail, between the brake caliper and the brake carrier.
  • this axis compensation can only be influenced via a corresponding diameter ratio between the guide sleeve and the guide rail.
  • the influence on the wear property is rather limited, especially since a wear-reducing, permanent, ie, needs-based axis compensation, according to the respective situation, is practically not possible.
  • the present invention is therefore based on the object of further developing a disc brake of the generic type in such a way that the wear and vibration resistance of the floating bearing is improved.
  • Such an axis compensation is necessary, for example, to compensate for manufacturing tolerances, but above all to compensate for changes in position of the guide bar relative to the guide sleeve transverse to the axial direction of movement of the guide bar.
  • the slide ring on which the guide rail rests is provided with a coating which has a low coefficient of friction. Due to the coating of the slide ring, lubrication of the bearing can be dispensed with, as was previously required for permanent functional reliability.
  • the spring provided according to the invention is expediently supported on a retaining ring which, as a component of the brake caliper, concentrically surrounds the guide sleeve and extends over a partial region of the guide sleeve.
  • the spring holds the slide ring and with it the guide bar under tension in a certain position, which prevents rattling noises that are otherwise perceived as annoying.
  • the spring used dampens vibrations, which is optimized by a special shape of the spring, in which it is designed meandering.
  • a cutout in the sense that the uniform meandering is interrupted at least in one area, prevents jamming that could otherwise occur with the described axis compensation.
  • the invention offers manufacturing advantages which are worth mentioning.
  • a structural change to the main brake components such as the brake caliper, brake carrier and guide rail is not necessary. This also applies to repair tools that have to be used to replace a bearing.
  • FIG. 1 shows a partial longitudinal section through a disc brake according to the invention
  • FIG. 2 shows a detail of the disc brake in a longitudinal section
  • FIG. 3 shows the detail according to FIG. 1 in a perspective illustration
  • Figure 4 shows a further detail of the disc brake in a plan view.
  • FIG. 1 shows a disc brake, in particular for a commercial vehicle, which in its basic structure has a brake caliper 2 which comprises an internally ventilated brake disc 1 which is fastened to an axle, not shown, of the commercial vehicle.
  • the brake caliper 2 is fastened to a brake carrier 7 of the commercial vehicle in an axially displaceable manner with respect to the brake disc 1.
  • fastening elements 5, 6 are provided, of which the fastening element 5 is designed as a floating bearing and the fastening element 6 as a fixed bearing.
  • Both fastening elements 5, 6 each have a guide sleeve 8, 9 and a guide bar 10 guided therein, the guide sleeves 8, 9 being held firmly in bores in the brake caliper 2.
  • the guide rails 10 are screwed into the brake support 7 and are therefore stationary with respect to the brake caliper 2, while the guide sleeves 8, 9 are fixedly connected to the brake caliper 2 and are therefore axially displaceably mounted on the guide rail 10 together with the brake caliper 2.
  • FIG. 2 shows the guide sleeve 8 of the floating bearing 5, the guide sleeve 8 having a slide ring 11 which surrounds the guide bar 10.
  • the slide ring 11 is preferably provided on the inside with a coating which has a low coefficient of friction and which ensures smooth axial displacement of the guide rail 10.
  • the sliding ring 11 is surrounded by a shaft guide 14, which is shaped like a sleeve and on which a shaft 18 of the guide bar 10 is supported laterally.
  • a support ring 17 is arranged, which surrounds the slide ring 11 in this end region and, on the other hand, bears against the guide bar 10 with a lip.
  • the floating bearing 5 allows, for example to compensate for tolerances, an axial displacement of the guide bar 10, corresponding to the arrow marking, transversely to the axial displacement direction.
  • a spring 12 is provided which is supported on the outer jacket of the sliding ring 11 and on the other hand rests on the inner wall of a retaining ring 13 which concentrically surrounds the sliding ring 11.
  • the spring 12 lies in a circumferential pocket 15, which is formed by a space present between the inner wall of the retaining ring 13 and the outer jacket of the sliding ring 11.
  • the shape of the spring 12 can be seen particularly clearly in FIGS. 3 and 4, FIG. 4 showing an extended position of the spring 12.
  • the spring 12 consists of a meandering bent wire which is convex towards the sliding ring 11, so that the bellies formed by the meandering abut the sliding ring 11, while the opposite bending areas are each supported on the retaining ring 13 ,
  • the slide ring 11 together with the guide bar 10 can be changed in position transversely to the longitudinal axis direction.
  • the spring 12 is deformed accordingly.
  • the spring 12 is provided with a recess 16 in which the distance between two legs extending essentially in the longitudinal axis direction of the guide sleeve 8 the spring 12 have a greater distance from each other than the other legs, through which the meandering is formed.
  • FIG. 3 shows a position of the floating bearing without guide bar 10, in which the spring 12 has not yet been finally positioned and the retaining ring 13 is initially only partially pushed on.

Abstract

Eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (1) umfassenden Bremssattel (2), der an einem Bremsträger (7) durch zwei Befestigungselemente (5, 6), bezogen auf die Bremsscheibe (1), axial verschiebbar befestigt ist, wobei ein Befestigungselement (6) als Festlager und das andere (5) als Loslager ausgebildet ist, das eine im Bremssattel (2) festgelegte Führungshülse (8) aufweist, in der ein mit dem Bremsträger (7) fest verbundener Führungsholm (10) axial verschiebbar geführt ist, ist so ausgebildet, daß zumindest ein Teilbereich der Führungshülse (8) durch einen den Führungsholm (10) umschließenden Gleitring (11) gebildet wird, an dessen Außenumfang eine Feder (12) anliegt, die sich andererseits an einem Bauteil des Bremssattels (2) abstützt.

Description

Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen Scheibenbremsen wird der Bremssattel, auch Schiebesattel genannt, durch Befestigungselemente mit dem Bremsträger, der an das Fahrzeug angeschlossen ist, verbunden. Dabei greifen Führungsholme in den Bremsträger ein, die andererseits in Gleitlagern des Bremssattels so geführt sind, daß eine axiale Verschiebung des Bremssattels zum ortsfesten Bremsträger möglich ist. Von den Gleitlagern ist eines als Festlager mit geringem Gleitspiel ausgebildet, während das andere als Loslager fungiert, wodurch insbesondere Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
Zur Führung und Dämpfung des Führungsholms ist in das Loslager ein Kunststoffteil integriert. Beim Betrieb des Nutzfahrzeuges vor allem auf schlechten Straßenbelägen unterliegen die Befestigungselemente einer besonderen Beanspruchung, die eine ausreichende Verschleiß- und Rüttelfestigkeit erfordert, die das Kunststoffteil jedoch nicht in gefordertem Maße aufweist.
Eine Verschleiß- und Rüttelbeanspruchung ergibt sich insbesondere aus einem Achsausgleich, quer zur axialen Verschieberichtung des Führungsholms, zwischen dem Bremssattel und dem Bremsträger. Dieser Achsausgleich ist bei der bekannten Scheibenbremse nur über ein entsprechendes Durchmesserverhältnis zwischen der Führungshülse und dem Führungsholm beeinflußbar. Allerdings ist die Einflußnahme auf die Verschleißeigenschaft eher eingeschränkt, zumal ein verschleißmindernder, permanenter, d. h., bedarfsgerechter Achsausgleich, entsprechend der jeweiligen Situation, praktisch nicht möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, daß die Verschleiß- und Rüttelfestigkeit des Loslagers verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Durch diese konstruktive Ausgestaltung ist einerseits eine spielfreie Anlage des Führungsholms an der Führungshülse, die in diesem Bereich durch den Gleitring gebildet wird, gewährleistet, andererseits ist die Möglichkeit geschaffen, daß ein problemloser Achsausgleich zwischen dem axial bewegbaren Führungsholm und der diesem gegenüber ortsfest gehaltenen Führungshülse problemlos möglich ist.
Ein solcher Achsausgleich ist beispielsweise zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen notwendig, vor allem aber zum Ausgleich von Lageveränderungen des Führungsholms zur Führungshülse quer zur axialen Bewegungsrichtung des Führungsholms.
Für ein einwandfreies Gleiten des Führungsholms in der Führungshülse ist nach einem vorteilhaften Gedanken der Erfindung der Gleitring, an dem der Führungsholm anliegt, mit einer Beschichtung versehen, die einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist. Durch die Beschichtung des Gleitringes kann auf eine Schmierung des Lagers verzichtet werden, wie sie bislang für eine dauerhafte Funktionssicherheit erforderlich war.
Die nach der Erfindung vorgesehene Feder stützt sich zweckmäßigerweise an einem Haltering ab, der als Bauteil des Bremssattels die Führungshülse konzentrisch umschließt und sich über einen Teilbereich der Führungshülse erstreckt. Durch die Feder wird der Gleitring und mit ihm der Führungsholm unter Spannung in einer bestimmten Position gehalten, wodurch Klappergeräusche vennieden werden, die ansonsten als störend empfunden werden.
Darüber hinaus bewirkt die eingesetzte Feder eine Dämpfung bei Erschütterungen, die durch eine besondere Formgebung der Feder optimiert wird, bei der diese mäanderformig gestaltet ist.
Durch eine Aussparung in dem Sinne, daß die gleichförmige Mäandrierung zumindest in einem Bereich unterbrochen wird, wird eine Klemmung verhindert, wie sie ansonsten bei dem beschriebenen Achsausgleich eintreten könnte. Neben den genannten Betriebsvorteilen, zu denen ausdrücklich die wesentlich verbesserte Verschleiß- und Rüttelfestigkeit des Loslagers insgesamt zu zählen ist, bietet die Erfindung hinsichtlich der Herstellung durchaus erwähnenswerte Vorteile.
So ist beispielsweise eine bauliche Veränderung an den Bremsenhauptkomponenten wie Bremssattel, Bremsenträger und Führungsholm nicht erforderlich. Dies gilt gleichermaßen für Reparaturwerkzeuge, die zum Auswechseln eines Lagers eingesetzt werden müssen.
Des weiteren ist eine Nachrüstung vorhandener Loslager mit den Komponenten entsprechend der Erfindung problemlos möglich, wodurch sich gleichfalls ein wirtschaftlicher Vorteil ergibt, zu denen auch zu zählen ist, daß an den Serienmontagevorrichtungen keine Änderungen vorgenommen werden müssen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Scheibenbremse, Figur 2 eine Einzelheit der Scheibenbremse in einem Längsschnitt,
Figur 3 die Einzelheit nach Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 4 eine weitere Einzelheit der Scheibenbremse in einer Draufsicht.
In der Figur 1 ist eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, dargestellt, die in ihrem Grundaufbau einen Bremssattel 2 aufweist, der eine innenbelüftete Bremsschreibe 1 umfaßt, die an einer nicht dargestellten Achse des Nutzfahrzeuges befestigt ist.
Der Bremssattel 2 ist an einem Bremsträger 7 des Nutzfahrzeuges, bezogen auf die Bremsscheibe 1, axial verschiebbar befestigt.
Hierzu sind zwei Befestigungselemente 5, 6 vorgesehen, von denen das Befestigungselement 5 als Loslager und das Befestigungselement 6 als Festlager ausgebildet ist.
Beide Befestigungselemente 5, 6 weisen jeweils eine Führungshülse 8, 9 sowie einen darin geführten Führungsholm 10 auf, wobei die Führungshülsen 8, 9 in Bohrungen des Bremssattels 2 fest gehalten sind.
Die Führungsholme 10 sind in den Bremstrager 7 eingeschraubt und somit gegenüber dem Bremssattel 2 ortsfest, während die Führungshülsen 8, 9 fest mit dem Bremssattel 2 verbunden sind und von daher auf dem Führungsholm 10 zusammen mit dem Bremssattel 2 axial verschiebbar gelagert sind.
In der Figur 2 ist die Führungshülse 8 des Loslagers 5 dargestellt, wobei die Fuhrungshulse 8 einen Gleitring 11 aufweist, der den Fuhrungsholm 10 umschließt. Vorzugsweise ist der Gleitring 11 innenseitig mit einer Beschichtung versehen, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist und durch die eine leichtgängige axiale Verschiebung des Führungsholms 10 gewährleistet ist. An einem Ende wird der Gleitring 11 eingefaßt von einer Schaftführung 14, die hülsenartig geformt ist und an der sich seitlich ein Schaft 18 des Führungsholms 10 abstützt. An dem der Schaftführung 14 gegenüber liegenden Endbereich ist ein Stützring 17 angeordnet, der den Gleitring 11 in diesem Endbereich ummantelt und andererseits mit einer Lippe am Führungsholm 10 anliegt.
Das Loslager 5 erlaubt beispielsweise zum Toleranzausgleich eine Achsverschiebung des Führungsholmes 10, entsprechend der Pfeilkennzeichnung, quer zur axialen Verschieberichtung.
Um eine möglichst große Dämpfung dieser Querbewegungsmöglichkeit bei Erschütterungen oder dergleichen zu erreichen, ist eine Feder 12 vorgesehen, die sich am Außenmantel des Gleitringes 11 abstützt und andererseits an der Innenwandung eines Halteringes 13 anliegt, der den Gleitring 11 konzentrisch umschließt. Dabei liegt die Feder 12 in einer umlaufenden Tasche 15 ein, die durch einen zwischen der Innenwandung des Halteringes 13 und dem Außenmantel des Gleitringes 11 vorhandenen Raum gebildet wird.
Die Form der Feder 12 ist besonders deutlich in den Figuren 3 und 4 erkennbar, wobei die Figur 4 eine gestreckte Lage der Feder 12 wiedergibt.
Es ist zu sehen, daß die Feder 12 aus einem mäanderformig gebogenen Draht besteht, der zum Gleitring 11 gerichtet konvex geformt ist, so daß die durch die Mäandrierung gebildeten Bäuche am Gleitring 11 anliegen, während die gegenüber liegenden Biegebereiche sich jeweils an dem Haltering 13 abstützen.
Während der Haltering 13 im Bremssattel 2 festgesetzt ist, ist der Gleitring 11 zusammen mit dem Führungsholm 10 quer zur Längsachsrichtung lageveränderbar. Dabei wird die Feder 12 entsprechend deformiert. Um in diesem Fall die volle Funktionsfähigkeit der Feder 12 zu erhalten, d. h., um eine Klemmung zu verhindern, ist die Feder 12 mit einer Aussparung 16 versehen, bei der der Abstand zwischen zwei im wesentlichen in Längsachsrichtung der Führungshülse 8 verlaufenden Schenkeln der Feder 12 einen größeren Abstand haben als die übrigen Schenkel zueinander, durch die die Mäandrierung gebildet wird.
Die Figur 3 zeigt eine Position des Loslagers ohne Führungsholm 10, in der die Feder 12 noch nicht endgültig positioniert ist und der Haltering 13 zunächst nur teilweise aufgeschoben ist.
Bezugszeichenliste
1 Bremsscheibe
2 Bremssattel
3
4
5 Befestigungselement
6 Befestigungselement
7 Bremsträger
8 Führungshülse
9 Führungshülse
10 Führungsholm
11 Gleitring
12 Feder
13 Haltering
14 Schaftführung
15 Tasche
16 Aussparung
17 Stützring
18 Schaft

Claims

Patentansprüche
1. Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (1) umfassenden Bremssattel (2), der an einem Bremsträger (7) durch zwei Befestigungselemente (5, 6), bezogen auf die Bremsscheibe (1), axial verschiebbar befestigt ist, wobei ein Befestigungselement (6) als Festlager und das andere (5) als Loslager ausgebildet ist, das eine im Bremssattel (2) festgelegte Führungshülse (8) aufweist, in der ein mit dem Bremsträger (7) fest verbundener Führungsholm (10) axial verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teilbereich der Führungshülse (8) durch einen den Führungsholm (10) umschließenden Gleitring (11) gebildet wird, an dessen Außenumfang eine Feder (12) anliegt, die sich andererseits an einem Bauteil des Bremssattels (2) abstützt.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil des Bremssattels (2) durch einen konzentrischen Haltering (13) gebildet ist, durch den gemeinsam mit dem Gleitring (11) eine umlaufende Tasche (15) gebildet ist, in der die Feder (12) einliegt.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (12) aus einem mäanderförmig gebogenen Draht besteht.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (12) den Gleitring (11) weitgehend umschließt.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (12) umlaufend konvex gestaltet ist.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Bereich am Gleitring (11) anliegt.
7. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mäandrierung der Feder (12) zumindest eine Aussparung (16) vorgesehen ist, bei der der Abstand zwischen den beiden etwa parallel zueinander verlaufenden Schenkeln größer ist als der Abstand der übrigen, die Mäandrierung bildenden Schenkel.
8. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring
(11) auf der dem Fuhrungsholm (10) zugewandten Innenseite mit einer Gleitbeschichtung versehen ist.
9. Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder
(12) so angeordnet ist, daß die Aussparung (16) im Bereich einer Quer- Bewegungsrichtung des Führungsholmes (10) bzw. der Gleithülse (11) liegt.
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