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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsklotz zur Befestigung an einem Bremssattel einer Fahrzeug-Bremsvorrichtung sowie eine Fahrzeug-Bremsvorrichtung mit einem derartigen Bremssattel und einer Bremsscheibe sowie einem Bremsklotz.
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Es ist bekannt, dass bei Fahrzeug-Bremsvorrichtungen Bremssättel eingesetzt werden, in welchen Bremsklötze bewegbar gelagert sind. Diese Bremsklötze dienen dazu, in einen reibschlüssigen Kontakt mit einer Bremsscheibe gebracht zu werden, um eine Fahrzeugverzögerung bewirken zu können. Hierfür ist es erforderlich, dass die Bremsklötze eine entsprechende Führung zur Verfügung gestellt bekommen, welche eine Zustellbewegung, also eine Bremsbewegung, führen. Hierfür sind bei bekannten Bremsklötzen entsprechende Grundkörper vorgesehen, in welchen Führungsöffnungen ausgebildet sind, durch welche Führungsbolzen hindurchragen. Im Einsatzfall einer Bremsvorrichtung gerät der Bremsbelag mit der Oberfläche einer Bremsscheibe in bremsenden Kontakt. Damit entsteht eine Krafteinwirkung auf die Führungsbolzen bzw. den Rand der Führungsöffnungen, so dass zum einen eine Mitbewegung relativ zum Bremssattel in sehr kleinen Grenzen durch den Bremsklotz gemeinsam mit der Bremsscheibe erfolgen kann. Diese Mitbewegung wird geführt von den Führungsöffnungen.
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Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist es, dass durch die mögliche Relativbewegung in Drehrichtung der Bremsscheibe für die Bremsklötze eine Relativbewegung auch in radialer Richtung mit Bezug zur Bremsscheibe möglich wird. Dies kann weiter dazu führen, dass die Bremsklötze in kleinen Grenzen einen radialen Versatz bezogen auf die Bremsscheibe überspringen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine bessere Bremsleistung und/oder ein besseres Bremsgefühl zur Verfügung stellen zu können.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Bremsklotz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Fahrzeug-Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bremsklotz beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Bremsvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Ein erfindungsgemäßer Bremsklotz ist zur Befestigung an einem Bremssattel einer Fahrzeug-Bremsvorrichtung ausgelegt. Der Bremsklotz weist einen Grundkörper und einen flächig auf dem Grundkörper angeordneten Bremsbelag auf. Dabei weist der Grundkörper weiter zwei Führungsöffnungen für die Aufnahme von jeweils einem Führungsbolzen auf. Ein erfindungsgemäßer Bremsklotz ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der Führungsöffnungen einen Führungsabschnitt aufweist. Diese Führungsabschnitte aller Führungsöffnungen weisen einen Führungsradius mit einem gemeinsamen Führungsmittelpunkt auf.
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Erfindungsgemäß sind also insbesondere die Führungsöffnungen weiterentwickelt worden. Diese Führungsöffnungen sind jeweils mit einem Führungsabschnitt versehen, wobei unter einem Führungsabschnitt insbesondere der Abschnitt der Führungsöffnung zu verstehen ist, welcher beim Einsatz des Bremsklotzes in einer Bremssituation in führenden Kontakt mit dem jeweiligen Führungsbolzen gelangt. Das bedeutet, dass die beschriebene Relativbewegung zwischen Bremsklotz und Bremssattel in einer Relativbewegung zwischen Führungsöffnung des Bremsklotzes und dem Führungsbolzen des Bremssattels resultiert. Diese beschriebene Relativbewegung findet in geführter Weise statt, nämlich in Form eines Abgleitens des Randes des Führungsbolzens am jeweiligen Führungsabschnitt der jeweiligen Führungsöffnung.
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Die voranstehende Relativbewegung und die entsprechende Führung beziehen sich nun auf eine definierte Führungsbahn. Die einzelnen Führungsabschnitte liegen zwar in unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Führungsöffnungen vor, jedoch bilden die Führungsabschnitte eine gemeinsame und damit einheitliche Führungsbahn aus. Sämtliche Führungsabschnitte liegen auf einem gemeinsamen Führungsradius mit einem gemeinsamen Führungsmittelpunkt. Dies führt dazu, dass bei der beschriebenen Relativbewegung, diese Bewegung des Bremsklotzes auf dieser gemeinsamen Führungsbahn erfolgt. Mit anderen Worten folgt diese Relativbewegung dem gleichen Krümmungsradius, welcher durch den Führungsradius und den gemeinsamen Führungsmittelpunkt vorgegeben ist. Insbesondere mit Bezug auf die später noch erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung ist es auf diese Weise möglich, eine gekrümmte Bewegungsbahn für den Bremsklotz für die beschriebene Relativbewegung zum Bremssattel vorzugeben.
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Die voranstehend erläuterte, gekrümmt geführte Bewegungsbahn des Bremsklotzes führt dazu, dass im Falle einer bereits länger in Gebrauch befindlichen Bremsscheibe, welche dementsprechend Rillen oder andere Defekte aufweisen kann, eine Mitbewegung entlang dieser ebenfalls konzentrisch ausgebildeten Rillen erfolgen kann. Es erfolgt also im Gegensatz zu den bekannten Lösungen für Bremsklotzbefestigungen keine oder nur in geringem Maße eine Radialbewegung hinsichtlich eines Bezugs zur Bremsscheibe. Vielmehr findet die Relativbewegung zwischen Bremsklotz und Bremssattel in gekrümmter Weise statt, wobei sich diese Krümmung an der Krümmung und damit dem Radius der Bremsscheibe orientieren kann. Mit anderen Worten wird im Einsatzfall der Bremse der Bremsklotz von der Bremsscheibe ein sehr kleines Stück mitgenommen und die Führung folgt dabei bzw. gibt dabei die Führungskrümmung vor, so dass die Relativbewegung des Bremsklotzes der Relativbewegung der Bremsscheibe in Bezug zum feststehenden Bremssattel folgen kann.
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Die voranstehende Korrelation der Bewegungen führt dazu, dass keine radiale Relativbewegung des Bremsklotzes mehr zur Bremsscheibe durchgeführt werden kann. Damit wird vermieden, dass im Bremsfall der Bremsklotz zwischen unterschiedlichen Einkerbungen oder Rillen der Bremsscheibe in radialer Richtung hin und her springen kann. Dies führt wiederum zu einem deutlich verbesserten Bremsgefühl, und insbesondere auch zu noch weiter verbesserter Bremsleistung. Damit wird besonders bevorzugt der flächige Kontakt zwischen dem Bremsklotz und der Bremsscheibe noch weiter erhöht.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bremsklotz der Führungsradius kleiner als der Außenradius einer Bremsscheibe der Fahrzeug-Bremsvorrichtung und größer als der Innenradius der Bremsscheibe der Fahrzeug-Bremsvorrichtung ist. Das bedeutet, dass auch die Führungsöffnungen zwischen dem Außenradius und dem Innenradius der Bremsscheibe angeordnet sind. Dies erlaubt es, je nach Bremssituation, dass die Kräfte, welche sich zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsklotz hinsichtlich des Bremsvorgangs durch die Reibung entwickeln, noch besser abgetragen werden können. Insbesondere erfolgt eine saubere radiale und axiale Abstützung der entstehenden Bremskräfte. Bevorzugt ist es, wenn der Führungsradius sich im Wesentlichen mittig zwischen dem Außenradius und dem Innenradius ±10 % des Abstandes zwischen dem Außenradius und dem Innenradius der Bremsscheibe befindet. Dies führt dazu, dass mögliche entstehende Kippmomente sich gleichmäßig zwischen dem Außenradius und dem Innenradius der Bremsscheibe abstützen können.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bremsklotz der Führungsmittelpunkt in dem Scheibenmittelpunkt einer Bremsscheibe der Fahrzeug-Bremsvorrichtung angeordnet ist. Üblicherweise ist bereits der Bremsklotz durch seine geometrischen Abmessungen und vor allem durch die Ausrichtung und Anordnung des Bremsbelages an eine definierte Größe einer Bremsscheibe angepasst. Gleichzeitig ist auch die Korrelation zum Bremssattel hinsichtlich der geometrischen Anordnung vorgegeben. So wird durch die Ausbildung des Bremsklotzes und der Anordnung der Führungsöffnungen eine eindeutige Korrelation möglich, so dass der Scheibenmittelpunkt konzentrisch mit dem Führungsmittelpunkt anordenbar ist. Diese konzentrische Anordnung kann dabei selbstverständlich einen axialen Versatz dieser beiden Mittelpunkte zulassen. Die konzentrische Ausbildung führt dazu, dass eine radiale Relativbewegung beim Mitbewegen des Bremsklotzes mit der Bremsscheibe relativ zur Bremsscheibe im Wesentlichen vollständig vermieden wird. Die hinsichtlich der vorliegenden Erfindung beschriebenen Vorteile werden auf diese Weise in verbesserter Weise erreichbar.
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Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bremsklotz die Führungsöffnungen eine Öffnungsachse aufweisen, welche senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Bremsbelags ausgerichtet ist. Das bedeutet, dass der Grundkörper insbesondere flächig und/oder plattenförmig ausgebildet ist. Gleiches gilt für den Bremsbelag, welcher ebenfalls insbesondere flächig und/oder plattenförmig ausgebildet ist. Die senkrechte Erstreckung der Öffnungsachsen führt dazu, dass die Öffnungsachsen aller Führungsöffnungen relativ zueinander, vorzugsweise parallel liegen. Die Öffnungsachsen in senkrechter Weise zur Oberfläche des Bremsbelags anzuordnen bringt darüber hinaus eine besonders flache Ausbildungsmöglichkeit für den Bremsklotz und damit eine Reduktion des Baumaßes sowie des Gewichts der gesamten Fahrzeug-Bremsvorrichtung mit sich.
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Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bremsklotz die Führungsabschnitte aller Führungsöffnungen eine identische oder im Wesentlichen identische Winkelerstreckung aufweisen. Unter einer Winkelerstreckung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Erstreckung entlang des definierten Krümmungsradius zu verstehen. So ist durch den Führungsmittelpunkt und den Führungsradius ein Führungskreis definierbar, an welchem entsprechend Kreissegmente bzw. Kreisliniensegmente dieses Führungskreises von dem jeweiligen Führungsabschnitt eingenommen werden können. Der Anfang und das Ende eines jeweiligen Führungsabschnittes erzeugen damit zwei Radienschenkel, welche diese entsprechende Winkelerstreckung einschließen. Gemäß dieser Ausführungsform sind also die Winkelerstreckungen der Führungsabschnitte gleich lang, so dass sämtliche Führungsabschnitte über die gleiche Länge die Führungsqualität als Führungsweg zur Verfügung stellen können.
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Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bremsklotz die Führungsabschnitte aller Führungsöffnungen eine Winkelerstreckung im Bereich zwischen ca. 1° und ca. 5° aufweisen. In besonders großen Anordnungen sind selbstverständlich auch Bereiche zwischen ca. 0,5° bis zu ca. 10° denkbar. Dies führt dazu, dass es sich bei der Führungsöffnung vorzugsweise um ein sozusagen gekrümmtes Langloch handelt. Je kürzer die Führungsabschnitte ausgebildet sind, umso kleiner können auch die Führungsöffnungen zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere wird auf diese Weise auch die Relativbewegungsmöglichkeit zwischen dem Bremssattel und dem Bremsklotz weiter minimiert.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bremsklotz die Führungsabschnitte aller Führungsöffnungen am radial nach außen zeigenden Rand der Führungsöffnungen angeordnet sind. Die Führungsöffnungen sind dabei mit einem Rand versehen, welcher den tatsächlichen Öffnungsdurchbruch umgibt. Der radial nach außen zeigende Rand ist dabei der Teil dieses Randes, welcher vom Führungsmittelpunkt der Führungsabschnitte weiter entfernt liegt. Dem entgegengesetzt ist der nach innen zeigende Rand gemäß dem nachfolgenden Absatz der Rand der Führungsöffnung, welcher näher am Führungsmittelpunkt angeordnet ist. Die Anordnung der Führungsabschnitte am radial nach außen zeigenden Rand der Führungsöffnungen führt dazu, dass dort mit dem größeren Führungsradius auch die entsprechende Führungsfunktion zur Verfügung gestellt wird. Dies führt zu größeren Hebeln und damit verbesserten Abstützwirkungen hinsichtlich der Kraftübertragung zwischen dem Bremsbelag, der Bremsscheibe und dem Bremssattel.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Bremsklotz zusätzliche Neben-Führungsabschnitte am radial nach innen zeigenden Rand der Führungsöffnungen angeordnet sind, mit einem Neben-Führungsradius mit gemeinsamen Neben-Führungsmittelpunkt, welcher identisch oder im Wesentlichen identisch mit dem Führungsmittelpunkt ist. Dies erlaubt es sozusagen eine doppelte Führung zur Verfügung zu stellen, wobei vorzugsweise der Abstand zwischen den Führungsabschnitten und den Neben-Führungsabschnitten größer ist, als die entsprechende Erstreckung der Führungsbolzen. Dies führt sozusagen zu einer gekrümmten Parallelität bzw. einer parallelen Führungsfunktionalität dieser Führungsabschnitte sowie der Neben-Führungsabschnitte.
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Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrzeug-Bremsvorrichtung mit einem Bremssattel, einer Bremsscheibe und wenigstens einem Bremsklotz gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei weist der Bremssattel zumindest zwei Führungsbolzen auf, welche durch die zumindest zwei Führungsöffnungen des wenigstens einen Bremsklotzes geführt sind. Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bremsklotzes bringt eine erfindungsgemäße Fahrzeug-Bremsvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Bremsklotz erläutert worden sind. Die Führungsbolzen sind dabei vorzugsweise als runde oder im Wesentlichen runde Führungsbolzen ausgebildet. Jedoch können auch gekrümmte Führungsbolzen vorgesehen werden. Die Führungsbolzen liegen dabei hinsichtlich ihrer Anordnung ebenfalls auf einem gemeinsamen Bolzenradius, vorzugsweise mit einem gemeinsamen Bolzenmittelpunkt. Dieser Bolzenmittelpunkt ist bevorzugt identisch oder im Wesentlichen identisch mit dem bereits beschriebenen Führungsmittelpunkt. Somit wird es möglich, den Bremsklotz entlang axialer Richtung der Führungsbolzen zuzustellen und damit die Bremswirkung zu aktivieren. Gleichzeitig ist entlang der Führungsabschnitte relativ zwischen den Bremsbolzen und den Führungsöffnungen die mehrfach erläuterte Bewegungsfunktion gegeben, welche dementsprechend in geführter Weise in konzentrischer Krümmung hinsichtlich eines Bezugs zur Bremsscheibe durchgeführt werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
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1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsklotzes einer erfindungsgemäßen Fahrzeug-Bremsvorrichtung und
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2 eine Detaildarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsklotzes.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeug-Bremsvorrichtung 100 mit einem nicht näher dargestellten Bremssattel 110. Der Bremssattel 110 weist hier zwei Führungsbolzen 112 auf, welche sich in axialer Richtung aus der Zeichnungsebene der 1 nach oben herauserstrecken. Auf diese beiden Führungsbolzen 112 aufgesetzt ist ein Bremsklotz 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser Bremsklotz 10 ist mit einem Grundkörper 20 in plattenförmiger Erstreckung ausgebildet, an dessen beiden Enden links und rechts jeweils eine Führungsöffnung 24 vorgesehen ist. Zwischen den Führungsöffnungen 24 ist, ebenfalls nicht näher dargestellt, ein Bremsbelag 22 angeordnet.
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Um die Bremswirkung in bekannter Weise zur Verfügung zu stellen, kann der Bremsbelag 22 durch axiale Zustellung senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur in bremsenden Kontakt mit der Bremsscheibe 120 treten. Diese Bremsscheibe 120 ist hier ringförmig ausgebildet mit einem Außenradius AR und einem Innenradius IR.
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In erfindungsgemäßer Weise sind nun die beiden Führungsöffnungen 24 beide mit Führungsabschnitten 25 ausgestattet. Diese beiden Führungsabschnitte 25 sind dabei Flächen der Innenwandung der Durchbrüche der Führungsöffnungen 24. Diese Führungsabschnitte 25 verlaufen dabei auf einer gekrümmten Führungsbahn, mit einem Führungsradius FR um einen gemeinsamen Führungsmittelpunkt FM. Wie hier gut zu erkennen ist, führt eine Relativbewegung des Bremsklotzes 10 zum Bremssattel 110 zu einer Bewegung entlang dieser gekrümmten Führungsbahn. Darüber hinaus besteht eine konzentrische Anordnung des Führungsmittelpunktes FM zum Scheibenmittelpunkt SM. Dies führt dazu, dass beim Aktivieren der Bremsfunktion zuerst eine kleine Mitbewegung des Bremsklotzes 10 mit der Bremsscheibe 120 erfolgt. Dies ist die mehrfach beschriebene Relativbewegung zwischen Bremsklotz 10 und Bremssattel 110. Diese Relativbewegung wird durch Abgleiten der Führungsbolzen 112 an den ausgebildeten Führungsabschnitten 25 geführt, so dass es sich hier ebenfalls um eine konzentrische Bewegung entlang des Führungsradius FR um den Führungsmittelpunkt FM handelt.
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Für den voranstehend beschriebenen Fall kann also der gesamte Bremsbelag 22 des Bremsklotzes 10 entsprechenden Vertiefungen, Rillen oder Einkerbungen in Umfangsrichtung bzw. in konzentrischer Ausbildung in der Bremsscheibe 120 folgen, wodurch das verbesserte Bremsgefühl und/oder die verbesserte Bremsleistung erzielbar wird.
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Weiter ist in 1, wie auch in 2, zu erkennen, dass zusätzlich Neben-Führungsabschnitte 28 vorgesehen sein können, welche in Bezug auf die Ausrichtung am inneren Rand der Führungsöffnungen 24 angeordnet sind. Damit ist auch der Neben-Führungsradius NR kleiner als der Führungsradius FR. Jedoch fällt der Neben-Führungsmittelpunkt NM in identischer Weise und konzentrisch ausgebildet mit dem Führungsmittelpunkt FM sowie dem Scheibenmittelpunkt SM zusammen. Somit kann quasi eine gekrümmt parallele Führung zur Verfügung gestellt werden.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
