AT500184B1 - Zentriereinrichtung für bremssättel - Google Patents

Description

2 AT 500 184 B1

Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattelbremse mit einer Bremsscheibe, ersten und zweiten Bremsbelägen, einem Betätigungskolben, einem Bremssattel, einer Bremssattelführungseinrichtung und einer Bremssattelzentriereinrichtung, die eine Freispieleinstellvorrichtung für die Bremsbeläge, mindestens ein mit der Führungseinrichtung verbundenes Klemmelement und mindestens einen diesem gegenüberliegenden, dem Bremssattel zugeordneten Anschlag umfasst, der vom Klemmelement derart beabstandet ist, dass sich beim Lösen der Bremse ein Freispiel des ersten Bremsbelages gegenüber der Bremsscheibe einstellt, wobei die Freispieleinstellvorrichtung für den ersten Bremsbelag einen mit der Führungseinrichtung verbundenen, ersten Anschlagring sowie ein zwischen diesem und dem Bremssattel angeordnetes, vorgespanntes Federelement umfasst.

Aus der DE 41 19 928 A1 ist eine solche Schwimmsattelbremse mit stehend angeordneter Bremsscheibe bekannt. Die Schwimmsattelbremse ist mit einer Rückstelleinrichtung versehen. Bei ihr kann der Bremssattel zum Überprüfen der Leichtgängigkeit der Bolzenführung unabhängig von der Rückstelleinrichtung axial verschoben werden. Das mit der Rückstelleinrichtung eingestellte Lüftspiel wird bei dieser Überprüfung nicht verändert. Bei dieser Schwimmsattelbremse kann das Klappergeräusche des Bremssattels und das Schlagen der Bremsbeläge nicht sicher verhindert werden.

Aus der DE 43 04 616 A1 ist eine Scheibenbremse für stehend angeordnete Bremsscheiben der Räder von Kraftfahrzeugen bekannt. Bei dieser Scheibenbremse werden die Bremsbeläge bei inaktivem Bremskolben unter Federkraft zwangsentlüftet.

Bei den Scheibenbremsen mit stehend angeordneten Bremsscheiben stellt sich das Freispiel zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe nach Lösen der Bremse durch Freischlagen von selbst ein. Durch den in der Praxis nie idealen Rundlauf der Bremsscheibe lösen sich die Bremsbeläge nach dem Bremsvorgang selbständig von der Bremsscheibe.

Schwimmsattelbremsen der eingangs genannten Art werden vermehrt bei Fahrzeugen eingesetzt, bei denen die Bremsscheiben nicht stehend angeordnet sind, sondern unter einem gewissen Winkel schräg oder liegend angeordnet sind.

Bei Schwimmsattelbremsen mit schräg oder liegend angeordneter Bremsscheibe verhindert die Gewichtskraft des Bremssattels ein selbständiges Lösen der Bremsbeläge von der Bremsscheibe aufgrund von Freischlägen.

Ein weiteres Problem ergibt sich beim Einbau solcher Scheibenbremsen in Schienenfahrzeugen wie z. B. Straßenbahnen, bei denen die Bremsscheiben jeweils direkt an die Motorwelle der senkrecht stehenden Antriebsmotoren angeflanscht ist. Die während der Fahrt der Straßenbahn auftretenden Erschütterungen, z. B. aufgrund von Schienenunebenheiten etc., führen zu einem Klappern des Sattels und zu einem ständigem Schlagen der Bremsbeläge auf die Bremsscheiben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwimmsattelbremse der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, dass die zuvor beschriebenen Nachteile in Hinsicht auf das Klappern des Bremssattels und das Schlagen der Bremsbeläge überwunden werden.

Dies wird bei eine Schwimmsattelbremse der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Bremsscheibenachse im wesentlichen vertikal steht und dass eine Vorrichtung zum Vermeiden des Bremssattelklapperns und des Bremsbelagschlagens vorgesehen ist, welche einen sich am Klemmelement abstützenden, zweiten Anschlagring und ein zwischen diesem und dem Lagerdeckel angeordnetes, vorgespanntes Federelement umfasst.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Schwimmsattelbremse wird sichergestellt, dass sich nach jedem Lösen der Bremse das Freispiel von Bremsbelag und Bremsscheibe auch bei 3 AT 500 184 B1 schräg stehender oder liegend angeordneter Bremsscheibe selbsttätig einstellt und darüber hinaus ein Klappern des Bremssattels bzw. ein Schlagen der Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe verhindert wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Federelement der Freispieleinstellvorrichtung für den ersten Bremsbelag eine vorgespannte Druckfeder und/oder ein Druckelement aus elastischem Material, insbesondere ein vorgespannter O-Ring ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Freispieleinstellvorrichtung für den zweiten Bremsbelag den Betätigungskolben umfasst.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein fest mit dem Bremssattel verbundener Lagerdeckel vorgesehen ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine mindestens zwei Stehbolzen umfassende Aufhängung vorgesehen ist und an jedem Stehbolzen eine eigene Bremssattelzentriereinrichtung angeordnet ist.

Nachstehend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Schwimmsattelbremse mit Bremssattelzentriereinrichtung,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der Bremssattelzentriereinrichtung,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Bremssattelzentriereinrichtung,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Bremssattelzentriereinrichtung und

Fig. 5 die Lage einer Bremssattelzentriereinrichtung während unterschiedlicher Bremsstadien.

Fig. 1 zeigt eine Schwimmsattelbremse mit einem Bremssattel 1, der in einer Bremssattelführungseinrichtung verschiebbar geführt ist. Diese ist als Stehbolzen 3 ausgeführt. Die Achse A der Bremsscheibe 5 steht senkrecht. Der Bremssattel 1 wird in waagrechter Lage geführt. Als Betätigungsvorrichtung ist ein Betätigungskolben 7 vorgesehen. Zu beiden Seiten der Bremsscheibe 5 sind einander gegenüberliegende Bremsbeläge 9, 11 vorgesehen. Der erste Bremsbelag 11 ist bei senkrecht stehender Bremsscheibenachse der untere Bremsbelag. Der untere Bremsbelag 11 weist gegenüber der Bremsscheibe 5 ein Freispiel SU auf. Der zweite Bremsbelag 9 ist der obere Bremsbelag 9. Dieser weist einen Abstand gegenüber der Bremsscheibe 5 auf, das sogenannte obere Freispiel SO. Durch Ausfahren des Betätigungskolbens 7 wird, wie in Fig. 5 näher dargestellt, zuerst der obere Bremsbelag 9 an der Bremsscheibe 5 zur Anlage gebracht und anschließend der untere Bremsbelag 11. Dies bedeutet, dass durch Ausfahren des Betätigungskolbens 7 der Bremssattel 1 beim Bremsvorgang um das untere Freispiel SU angehoben wird. Die an den beiden Stehbolzen 3 angeordnete Bremssattelzentriereinrichtung 20 stellt sicher, dass bei jedem Lösevorgang der Bremse das obere Freispiel SO und das untere Freispiel SU der Bremsbeläge gegenüber der Bremsscheibe 5 gewährleistet wird. Ohne die Bremssattelzentriereinrichtung 20 würde zum einen der obere Bremsbelag 9 durch die Gewichtskraft des Bremssattels 1 ständig an die Bremsscheibe 5 angedrückt werden und zum anderen würden sich beim Auftreten von Erschütterungen ständig Klappergeräusche ergeben, da die Bremsbeläge 9,11 gegen die Bremsscheibe 5 schlagen würden.

In Fig. 2 ist die Bremssattelzentriereinrichtung 20 an einem Stehbolzen 3 dargestellt. Die Bremssattelzentriereinrichtung 20 umfasst einen ersten bzw. unteren Anschlag 22, der dem Bremssattel 1 zugeordnet ist. Der erste Anschlag 22 liegt einem Klemmelement 24 gegenüber, das auf den Stehbolzen 3 aufgeklemmt ist und einen oberen Anschlag 26 aufweist, der dem unteren Anschlag 22 gegenüberliegt. Der Abstand zwischen dem oberen Anschlag 26 des Klemmelementes 24 und dem, dem Bremssattel zugeordneten, unteren Anschlag 22 ist derart gewählt, dass sich beim Lösen der Bremse ein Freispiel SU zwischen den ersten, unteren 4 AT 500 184 B1

Bremsbelägen 11 und der Bremsscheibe 5 einstellt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Bremssattelzentriereinrichtung sind Freispieleinstellvorrichtungen für die Bremsbeläge vorgesehen, welche sowohl das untere Freispiel des unteren Bremsbelages als auch des obere Freispieles des oberen Bremsbelages selbsttätig einstellen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Bremssattelzentriereinrichtung umfasst die Freispieleinstellvorrichtung für das untere Freispiel einen fest mit dem Bremssattel 1 verbundenen Topf 30 sowie einen auf dem Stehbolzen 3 geführten ersten Anschlagring 32. Zwischen dem ersten Anschlagring 32 und dem Topf 30 ist eine vorgespannte Druckfeder 34 angeordnet. Wie in Fig. 5 dargestellt, wird diese Druckfeder 34 beim Aufbrauchen des unteren Freispieles komprimiert, so dass sich nach Lösen der Bremse das untere Freispiel SU durch ein Entspannen der komprimierten Druckfeder 34 und durch die Gewichtskraft des Bremssattels einstellt.

Auch zur Einstellung des oberen Freispieles ist bei der Ausführungsform der Bremssattelzentriereinrichtung gemäss Fig. 2 eine Freispieleinstellvorrichtung vorgesehen. Diese umfassen einen Lagerdeckel 40, der mit dem Bremssattel 1 fest verbunden ist, wobei zwischen dem Lagerdeckel 40 und dem Bremssattel 1 eine Dichtung 42 vorgesehen ist sowie eine Druckfeder 44 und ein zweiter Anschlagring 46, der auf dem Stehbolzen 3 geführt ist. Der Anschlagring 46 stützt sich am Klemmelement 24 ab und auf diesem stützt sich die Druckfeder 44 ab, die für das obere Freispiel SO sorgt. Der Absatz 48 verhindert, dass die Druckfeder 44 die, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stets schwächer ausgeführte Druckfeder 34 zusammendrückt und dass so das untere Freispiel SU aufgebraucht wird.

Da das Klemmelement 24 nur aufgrund einer Klemmkraft in der dargestellten Position gehalten wird, können bei Überwindung derselben das Klemmelement 24 und die beiden Anschlagringe 32 und 46 axial verschoben werden. Dies ermöglicht es, bei Abnutzung der Bremsscheibe 5 die Bremse nachzustellen und das Freispiel des zweiten bzw. oberen Belages sowie des ersten bzw. unteren Bremsbelages sicherzustellen.

Um sowohl das obere Freispiel wie auch das untere Freispiel der Bremse im gelösten Zustand sicherzustellen, müssen bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 die nachfolgenden Kraftbedingungen erfüllt sein: 1. Die Summe aus halbem Bremssattelgewicht und Kraft der Druckfeder 34 muss kleiner sein als die Kraft der Druckfeder 44. Diese Bedingung ist erforderlich, damit auch bei gelöster Bremse das obere Freispiel SO mit der in Fig. 2 beispielhaft beschriebenen Zentriervorrichtung 20 eingestellt werden kann. 2. Um ein ungewolltes Verschieben des Klemmelementes 24 bei gelöster Bremse zu verhindern, muss die Kraft der Druckfeder 44 geringer sein als die Klemmkraft des Klemmelementes 24.

Die Vorteile der in Fig. 2 dargestellten Bremssattelzentriereinrichtung bei gelöster Bremse sind vielfältiger Art, insbesondere wird eine Mittenlage des Bremssattels 1 bei gelöster Bremse mit oberen und unteren Freispiel in den verschiedensten Betriebssituationen garantiert.

Befindet sich der Bremssattel beispielsweise in Mittenlage, so ist die Bremssattelzentriereinrichtung durch die Druckfeder 34 stets vorgespannt. Dadurch wird ein Schwungholen und Klappern des Sattels bei Beschleunigungen während der Fahrt verhindert.

Findet aufgrund von Erschütterungen während der Fahrt eine Beschleunigung des Bremssattels nach oben statt, so stellt die Gewichtskraft des Bremssattels und die Druckfeder 34 den Bremssattels wieder in die Mittenlage zurück, wobei das Klemmelement 24 nicht verschoben wird. 5 AT 500 184 B1

Kommt es aufgrund von Erschütterungen während der Fahrt zu einer Beschleunigung des Bremssattels nach unten, so stellt die Druckfeder 44 den Sattel wieder in die Mittenlage zurück, wobei das Klemmelement 24 in seiner Position verbleibt.

Durch die Auslegung der Druckfedern 44 und 34 unter Beachtung der oben genannten Kraftbedingung für die Mittenlage des Bremssattels, können die Rückstellkräfte an die unterschiedlichsten Beschleunigungen des Bremssattels angepasst werden.

Wird eine eingebremste Bremse gelöst, so bringen die Gewichtskraft des Bremssattels 1 und die komprimierte Druckfeder 34 durch Entspannen den Sattel beim Lösen der Bremse wieder in die Mittenlage zurück, wobei das Klemmelement 24 nicht verschoben wird.

Liegt ein Verschleiß der Bremsscheibe vor, so wird das Klemmelement 24 beispielsweise in einem Einjustiervorgang um die Verschleißbreite verschoben. Bei eingebremster Bremse zentriert sich dann der Sattel beim Lösen wiederum in die Mittenlage, und zwar in die aufgrund der Verschleißbreite erforderlich gewordene neue Mittenlage.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Bremssattelzentriereinrichtung. Für gleiche Bauteile wie in Fig. 2 werden gleiche Bezugsziffern verwendet.

Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäss Fig. 2 wurden bei, der Ausführungsform in Fig. 3 die Druckfeder 34 durch die O-Ringe 50 und 52 ersetzt. Der O-Ring 50 ist radial leicht vorgespannt und bildet ein hubunabhängiges Dämpfungselement. Der O-Ring 52 sorgt durch seine hubabhängige axiale Vorspannung für einen gedämpften Anschlag bei einer Bremssattelbewegung nach oben. Des weiteren wird O-Ring 52 im eingebremsten Zustand unter Aufhebung des unteren Freispieles komprimiert. Wird die Bremse gelöst, so führt die Rückstellkraft des komprimierten O-Ringes 52 dazu, dass der Bremssattel nach unten bewegt wird und sich das untere Freispiel einstellt. Die zusätzlich als Dämpfungselemente wirkenden O-Ringe 50 und 52 können auch in Kombination mit den Druckfedern 44 und 34 gemäss der Ausführungsform in Fig. 2 eingesetzt werden.

In Fig. 4 ist eine besondere einfache Ausführungsform einer Bremssattelzentriereinrichtung dargestellt. Hier ist der Lagerdeckel 40 fest mit dem Bremssattel 1 verschraubt und es ist keine selbsttätige Freispieleinstellvorrichtung für das obere Freispiel vorgesehen. Das obere Freispiel wird alleine durch den Kolbenrückhub des Bremskrafterzeugers gewährleistet. Das untere Freispiel SU stellt sich aufgrund der Gewichtskraft des Bremssattels ein.

Zur besseren Erläuterung der Bremssattelzentriereinrichtung ist in Fig. 5 ein Bremsvorgang dargestellt.

In Fig. 5 oben befindet sich die Bremse im gelösten Zustand. Der Bremssattel ist um das eingezeichnete Maß X von der Auflagefläche 100 entfernt. Der Kolben 7 ist um die eingezeichnete KW1 ausgefahren, die Freispiele SO und SU von oberem bzw. zweitem Bremsbelag 9 und unterem bzw. erstem Bremsbelag 11 sind vorhanden. Das untere Freispiel SU wird wie gemäss Fig. 2 beschrieben durch die Bremssattelzentriereinrichtung gewährleistet. Da bei der dargestellten Ausführungsform aufgrund der Bemessung der Feder 44 der Federweg F in der vorliegenden Ausführungsform geringfügig größer gewählt wurde als das obere Freispiel SO, bildet die Bremsscheibe den Anschlag für den Bremssattel nach unten. F ist der Federweg, der dem Bremssattel zur Verfügung steht, wenn dieser bei gelöster Bremse und Erschütterungen während der Fahrt nach unten beschleunigt wird. Das Maß F selbst ist für den Bewegungsablauf beim Lösen und Bremsen uninteressant, da es immer gleich bleibt, wie aus nachfolgender Beschreibung hervorgeht.

Das mittlere Bild in Fig. 5 zeigt den Bremssattel während des Einbremsvorganges. Zu Beginn des Einbremsvorganges fährt der Betätigungskolben bis in die Position KW2 aus und reduziert

Claims (5)

1. 6 AT 500 184 B1 das obere Freispiel SO auf Null. Wie aus der Detaildarstellung der Bremssattelzentriereinrichtung hervorgeht, bleibt hierbei, wie bereits oben ausgeführt, der Federweg F erhalten. In der in der Mitte von Fig. 5 dargestellten Phase ist die Position des Bremssattels gegenüber dem gelösten Zustand unverändert, gleiches gilt für die Bremssattelzentriereinrichtung. In der untersten Darstellung von Fig. 5 ist die Bremse im eingebremsten Zustand gezeigt. Hierbei wurde der Betätigungskolben 7 in die Kolbenposition KW3 ausgefahren, so dass auch das untere Freispiel SU aufgebracht ist und der Bremssattel beidseitig kraftschlüssig mit der Bremsscheibe verbunden ist. Dadurch wurde der Bremssattel um SU gegenüber der Auflagefläche 100 angehoben. Der Bremssattel befindet sich somit von der Auflagefläche 100 im Abstand X + SU. Gleichzeitig wurde, wie die Detaildarstellung der Bremssattelzentriereinrichtung für diesen Betriebszustand zeigt, die Feder 34 komprimiert und der verschiebbar geführte Anschlagring 32 gelangt mit dem mit dem Bremssattel fest verbundenen Topf 30 in Punkt 200 zur Anlage, wodurch das untere Freispiel SU des Bremssattels aufgehoben wurde. Beim Lösen der Bremse entspannt sich zunächst die komprimierte Druckfeder 34 und die in der mittleren Zeichnung von Fig. 5 dargestellte Position stellt sich ein; durch weiteres Zurückziehen des Kolbens wird der gelöste Zustand wie in Fig. 5 oben erreicht. Tritt während der Bremsung ein Verschleiß an Scheibe und Belägen auf, so kann durch Aufbringen einer Verschiebekraft durch den Kolben die Klemmkraft des Klemmelementes 24 überwunden werden, wodurch sich das Klemmelement 24 um das Verschleißmaß nach oben verschiebt. Nach Lösen der Bremse ist dann wiederum das gewünschte Freispiel SO und SU gewährleistet. Patentansprüche: 1. Schwimmsattelbremse mit einer Bremsscheibe, ersten und zweiten Bremsbelägen, einem Betätigungskolben, einem Bremssattel, einer Bremssattelführungseinrichtung und einer Bremssattelzentriereinrichtung, die eine Freispieleinstellvorrichtung für die Bremsbeläge, mindestens ein mit der Führungseinrichtung verbundenes Klemmelement und mindestens einen diesem gegenüberliegenden, dem Bremssattel zugeordneten Anschlag umfasst, der vom Klemmelement derart beabstandet ist, dass sich beim Lösen der Bremse ein Freispiel des ersten Bremsbelages gegenüber der Bremsscheibe einstellt, wobei die Freispieleinstellvorrichtung für den ersten Bremsbelag einen mit der Führungseinrichtung verbundenen, ersten Anschlagring sowie ein zwischen diesem und dem Bremssattel angeordnetes, vorgespanntes Federelement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibenachse im wesentlichen vertikal steht und eine Vorrichtung zum Vermeiden des Bremssat-telklapperns und des Bremsbelagschlagens vorgesehen ist, welche einen sich am Klemmelement (24) abstützenden, zweiten Anschlagring (46) und ein zwischen diesem und dem Lagerdeckel (40) angeordnetes, vorgespanntes Federelement (44) umfasst.
2. 2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement der Freispieleinstellvorrichtung für den ersten Bremsbelag eine vorgespannte Druckfeder (34) und/oder ein Druckelement aus elastischem Material, insbesondere ein vorgespannter O-Ring (52) ist.
3. 3. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freispieleinstellvorrichtung für den zweiten Bremsbelag den Betätigungskolben (7) umfasst.
4. 4. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein fest mit dem Bremssattel (1) verbundener Lagerdeckel (40) vorgesehen ist.
5. 5. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine mindes- 7 AT 500 184 B1 tens zwei Stehbolzen (3) umfassende Aufhängung vorgesehen ist und an jedem Stehbolzen (3) eine eigene Bremssattelzentriereinrichtung angeordnet ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen