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Hintergrund der Erfindung
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Hier wird eine Festsattelscheibenbremse für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die einen fahrzeugfesten Bremssattel, wenigstens eine Bremsbelaganordnung sowie wenigstens ein Führungsmittel umfasst. Des Weiteren werden ein Bremssattel, ein Reparaturkit und ein Führungsmittel für eine Festsattelscheibenbremse beschrieben.
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Stand der Technik
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Herkömmliche Festsattelscheibenbremsen sind vielfach aus dem Stand der Technik bekannt und umfassen Bremsbelaganordnungen mit Bremsbelägen. Die Bremsbeläge sind durch eine bremswirksame Verlagerung der Bremsbelaganordnungen mit einer Bremsscheibe der Festsattelscheibenbremse zum Erzielen einer Bremswirkung in Wechselwirkung bringbar. Hierzu sind die Bremsbelaganordnungen in einer Führung eines Bremssattels der Festsattelscheibenbremse verlagerbar geführt.
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Um bei einem Bremsvorgang auftretende Vibrationen und Geräuschbildungen zu reduzieren und gleichzeitig auftretende Kräfte bestmöglich von den Bremsbelaganordnungen an einen Bremssattel der Festsattelscheibenbremse zu übertragen, schlagen die Dokumente
WO 2005/064193 A1 und
WO 2005/064194 A1 jeweils eine Festsattelscheibenbremse mit federnden Führungsmitteln vor. Diese Führungsmittel sind jeweils zwischen einer Bremsbelaganordnung und dem Bremssattel der Festsattelscheibenbremse angeordnet und stützen so die zugehörige Bremsbelaganordnung gegenüber dem Bremssattel ab.
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Trotz solcher Führungsmittel kommt es bei bekannten Festsattelscheibenbremsen zu ungewünschter Geräuschbildung, die von Insassen des Fahrzeugs als störend empfunden werden können. Insbesondere treten ungewünschte Geräuschbildungen dadurch auf, dass trotz eines Lösens einer Bremskraft am Ende eines Bremsvorgangs häufig weiter ein Kontakt zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe besteht, da die Bremsbelaganordnungen nicht vollständig in eine Ausgangsposition zurück verlagert werden. Hierdurch entstehen Restschleifmomente, die sich zusätzlich zu der störenden Geräuschbildung auch negativ auf den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs auswirken, da auch bei einer ungebremsten Fahrt geringe Bremskräfte durch die Restschleifmomente überwunden werden müssen.
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Das Dokument
WO 01/79723 A1 offenbart ein Federelement für eine Festsattelscheibenbremse, das zwischen zwei einander gegenüberliegenden Bremsbelaganordnungen angeordnet ist, um diese auseinander und somit von einer dazwischenliegenden Bremsscheibe weg zu drücken.
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Zugrundeliegendes Problem
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Trotz bekannter Lösungen besteht weiter ein Bedarf an einer Verbesserung von Festsattelscheibenbremsen zur Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile.
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Es ist daher die Aufgabe, eine verbesserte Festsattelscheibenbremse sowie zugehörige Komponenten bereitzustellen, die ein Auftreten von Geräuschbildungen und Restschleifmomenten während einer Fahrt eines zugehörigen Kraftfahrzeugs sowie den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs verringern.
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Vorgeschlagene Lösung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Festsattelscheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Bremssattel mit den Merkmalen des Anspruchs 7, ein Reparaturkit mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie ein Führungsmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
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Bevorzugte Ausführungsformen werden aus den Unteransprüchen 2 bis 6 sowie der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
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Eine Festsattelscheibenbremse für ein Kraftfahrzeug umfasst einen fahrzeugfesten Bremssattel mit wenigstens einer Führung, die einen Aufnahmebereich aufweist, und wenigstens einer darin angebrachten Bremsbelaganordnung mit einem Bremsbelagträger, an dem ein Bremsbelag angebracht ist, wobei der Bremsbelagträger wenigstens eine Führungsfläche umfasst. Zudem umfasst die Festsattelscheibenbremse wenigstens ein Führungsmittel mit einem Führungsabschnitt, der in dem Aufnahmebereich der wenigstens einen Führung angebracht ist. Die wenigstens eine Bremsbelaganordnung ist über die wenigstens eine Führungsfläche des Bremsbelagträgers, die an dem wenigstens einen Führungsmittel, vorzugsweise an wenigstens einer Anlagefläche des Führungsmittels, verlagerbar anliegt, im Bereich der Führung des Bremssattels verlagerbar geführt. Durch eine bremswirksame Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung ist der Bremsbelag mit einer Bremsscheibe zum Erzielen einer Bremswirkung in Wechselwirkung bringbar. Das Führungsmittel umfasst ein u-förmiges Rückstellelement, welches zwei Schenkel unterschiedlicher Länge umfasst, welche den Bremsbelagträger hintergreifen. Die Schenkel haben jeweils einen in den Innenraum des u-förmigen Rückstellelements weisenden Endabschnitt, welcher jeweils in ein Bügellager eingreift. Die Bügellager sind am Führungsmittel angeordnet. Das Rückstellelement ist dazu ausgebildet und angeordnet, sich an dem Bremsbelagträger abzustützen. Das Rückstellelement ist dazu angeordnet und ausgebildet, durch die bremswirksame Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung die Schenkel gegeneinander elastisch zu verspannen.
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Hierdurch übt das Rückstellelement eine Rückstellkraft auf die Bremsbelaganordnung aus, die der bremswirksamen Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung entgegenwirkt.
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Die bremswirksame Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung ist eine Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung längs der Rotationsachse der Bremsscheibe und senkrecht zu einer Oberfläche des Bremsbelags, sodass der Bremsbelag mit der Bremsscheibe zum Erzielen einer Bremswirkung in Wechselwirkung gelangt. Mit zunehmender Abnutzung der Bremsbeläge vergrößert sich das Ausmaß der bremswirksamen Verlagerung, welches nötig ist, damit der Bremsbelag mit der Bremsscheibe in Wechselwirkung gelangt.
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In einer Variante sind die Bügellager sind entlang der Längenrichtung der Schenkel versetzt am Führungsmittel angeordnet. Die versetzte, insbesondere nicht koaxiale, Anordnung der Bügellager und die unterschiedlich langen Schenkel des Rückstellelementes bewirken bei einer bremswirksamen Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung eine asymmetrische Verschwenkung der Schenkel um die Bügellager. Die asymmetrische Verschwenkung geht unmittelbar mit einer elastischen Verspannung der Schenkel gegeneinander einher, wodurch die Rückstellkraft auf die Bremsbelaganordnung hervorgerufen wird.
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Durch die der bremswirksamen Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung entgegenwirkende Rückstellkraft, die das u-förmige Rückstellelement des Führungsmittels auf die wenigstens eine Bremsbelaganordnung ausübt, erfolgt eine Rückstellung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung bei einem Lösen der aufgebrachten Bremskraft. Durch diese Rückstellung kann ein Bremslüftspiel von beispielsweise 0,2 mm zwischen einer Reibfläche des zugehörigen Bremsbelags der wenigstens einen Bremsbelaganordnung und der Bremsscheibe in einer Nichtbetätigungsstellung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung erreicht werden. Mit anderen Worten verhindert das Rückstellelement des wenigstens einen Führungsmittels einen dauerhaften Kontakt eines Bremsbelag wenigstens einer Bremsbelaganordnung und einer Bremsscheibe während einer ungebremsten Fahrt des Kraftfahrzeugs, sodass keine Restschleifmomente auftreten. Dies reduziert den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs.
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Im Falle einer Abnutzung der Bremsbeläge kommt es wie beschrieben zu einer Vergrößerung des Ausmaßes der bremswirksamen Verlagerung. Hierdurch wird das u-förmige Rückstellelement des Führungsmittels bei einer bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung weiter verschwenkt, als im Falle einer bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung mit nicht oder weniger abgenutzten Bremsbelägen. Das Verhältnis zwischen der Abnutzung der Bremsbeläge und der zunehmenden asymmetrischen Verschwenkung der Rückstellelemente im Falle einer bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung ist im Wesentlichen linear.
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Ein Vorteil der Verwendung des beschriebenen u-förmigen Rückstellelements gegenüber herkömmlichen Rückstellelementen ist eine geringere Federrate.
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Mit anderen Worten bleibt die Rückstellkraft des u-förmigen Rückstellelements im Wesentlichen konstant, insbesondere auch dann, wenn es aufgrund einer fortschreitenden Abnutzung der Bremsbeläge im Falle einer bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung jeweils zunehmend weiter verschwenkt wird.
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In einer Ausführungsform kann die Festsattelscheibenbremse dadurch gekennzeichnet sein, dass der die Schenkel verbindende Abschnitt des u-förmige Rückstellelements eine sich im Wesentlichen orthogonal zur Längenrichtung der Schenkel erstreckende Auswölbung hat.
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Vorteil dieser Auswölbung ist eine verbesserte Abstützung des Rückstellelements an der wenigstens einen Bremsbelaganordnung. Weiter kann die Auswölbung in eine Vertiefung des Bremsbelagträgers eingreifen, um die Abstützung des Rückstellelements an der wenigstens einen Bremsbelaganordnung weiter verbessern.
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Das wenigstens eine Führungsmittel kann einen elastisch deformierbaren Abschnitt umfassen, an dem die Bügellager angeordnet, insbesondere angeformt, sind. Dieser, zum Beispiel bogenförmig ausgebildete, Abschnitt kann seitlich an dem Führungsabschnitt des Führungsmittels angebracht sein. Hierdurch lassen sich die Rückstellkraft und/oder ein maximaler Rückstellweg weiter erhöhen.
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Auch können die Rückstellkräfte des u-förmigen Rückstellelements und des elastisch deformierbaren Abschnitts miteinander kombiniert werden, um eine gewünschte Gesamtrückstellkraft zu erhalten.
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In einer Ausführungsform kann das wenigstens eine Führungsmittel der Festsattelscheibenbremse mehrere u-förmige Rückstellelemente umfassen. Diese mehreren u-förmigen Rückstellelemente können sich in demselben Bereich oder in unterschiedlichen Bereichen gegenüber der wenigstens einen Bremsbelaganordnung abstützen.
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Des Weiteren ist das wenigstens eine Führungsmittel federnd ausgebildet und wirkt geräuschreduzierend, indem es im Falle einer Betätigung der Festsattelscheibenbremse eine Übertragung von Reibschwingungen an den fahrzeugfesten Bremssattel behindert.
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Ferner dient das wenigstens eine Führungsmittel dazu, während eines Bremsvorgangs quer zu der Verlagerungsrichtung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung auftretende Abstützkräfte von der wenigstens einen Bremsbelaganordnung an den fahrzeugfesten Bremssattel zu übertragen.
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Das Führungsmittel kann eine U-Form haben, die durch eine Dachfläche, eine Rückenfläche und eine Bodenfläche definiert ist. Das Führungsmittel kann an der Rückenfläche zumindest zwei seitlich angeordnete, insbesondere sich gegenüberliegend positionierte, elastisch deformierbare Klemmfedern umfassen.
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Die U-Form verbessert die Befestigung des Führungsmittels im Aufnahmebereich des Bremssattels. Insbesondere die Klemmfedern können zur Befestigung des Führungsmittels im Aufnahmebereich dienen, indem sie während der Montage elastisch nach innen verformt werden. Hierbei können jeweils zusätzlich aus den Klemmfedern ausgeklinkte Rastkrallen für einen Reibschluss gegenüber dem Bremssattel sorgen und so die Befestigung des Führungsmittels im Aufnahmebereich weiter verbessern.
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In einer Variante können in der Dachfläche und/oder in der Bodenfläche angeordnete weitere Rastkrallen in jeweils zugeordnete Rastkrallenaufnahmen des Bremssattels eingreifen, um die Befestigung des Führungsmittels am Bremssattel weiter zu verbessern.
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Die Festsattelscheibenbremse kann zumindest eine Ausnehmung oder Vertiefung an der wenigstens einen Bremsbelaganordnung, insbesondere an dem Bremsbelag und/oder dem Bremsbelagträger, im Bereich des Aufnahmebereichs der wenigstens einen Führung oder daran angrenzend haben, welche dazu geeignet ist das Rückstellelement zumindest teilweise aufzunehmen.
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In einer Variante der Festsattelscheibenbremse bietet die zumindest eine im Bremsbelagträger ausgeformte Ausnehmung oder Vertiefung ausreichend Platz um das Rückstellelement des wenigstens einen Führungsmittels im Bereich des Aufnahmebereichs der wenigstens einen Führung zumindest teilweise aufzunehmen. Hierdurch wird ein effektives Einwirken des Rückstellelements des wenigstens einen Führungsmittels auf die zugehörige Bremsbelaganordnung ermöglicht. Durch die zumindest teilweise Aufnahme des Rückstellelements des wenigstens einen Führungsmittels in der Ausnehmung bzw. Vertiefung des Bremsbelagträgers ist das Rückstellelement vor äußeren Einflüssen geschützt, was die Betriebsdauer der Festsattelscheibenbremse erhöhen kann.
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In einer Weiterbildung der Festsattelscheibenbremse kann der Bremsbelag mit einer Bremsbelagausnehmung versehen sein. Diese Bremsbelagausnehmung kann die Ausnehmung oder Vertiefung des Bremsbelagträgers ergänzen, indem sie in Richtung der Rotationsachse der Bremsscheibe zumindest teilweise überlappend zur Ausnehmung oder Vertiefung des Bremsbelagträgers angeordnet ist und so einen einfacheren Zusammenbau der Festsattelscheibenbremse ermöglicht. In anderen Ausführungsformen kann die Bremsbelagausnehmung die Ausnehmung oder Vertiefung des Bremsbelagträgers ersetzen.
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Ein Vorteil der Ausnehmung oder Vertiefung an der wenigstens einen Bremsbelaganordnung ist, dass keine Ausnehmung, insbesondere keine Hinterschneidung, am Bremssattel zur Aufnahme eines Rückstellelementes gefertigt werden muss. Die Fertigung des Bremssattels wird hierdurch vereinfacht.
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Es versteht sich, dass die Festsattelscheibenbremse insbesondere zwei Bremsbelaganordnungen mit jeweils einem Bremsbelagträger und einem daran angebrachten Bremsbelag umfassen kann, wobei jeder der Bremsbelagträger zwei seitliche Führungsflächen aufweist. Die seitlichen Führungsflächen der Bremsbelagträger sind an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Bremsbelagträgers positioniert. Die seitlichen Führungsflächen der Bremsbelagträger verlaufen jeweils orthogonal zur Rotationsachse der Bremsscheibe. Somit umfasst die Festsattelscheibenbremse insbesondere vier Führungsmittel mit einem Führungsabschnitt, wobei an jedem Führungsmittel jeweils eine Führungsfläche der Bremsbelagträger verlagerbar anliegt, wobei jedes der vier Führungsmittel in einer von vier Aufnahmebereichen des fahrzeugfesten Bremssattels angebracht ist. Genauer gesagt kann die Führungsfläche jedes Bremsbelagträgers beispielsweise an wenigstens einer Anlagefläche eines zugehörigen Führungsmittels anliegen und gleitend an dieser verlagerbar sein oder geringfügig von der wenigstens einen Anlagefläche beabstandet sein.
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Die Bremsbelaganordnungen der Festsattelscheibenbremse können beispielsweise jeweils mittels eines oder mehrerer hydraulisch und/oder elektromechanisch betriebener Kolben, die in dem Bremssattel verlagerbar angeordnet sind, bremswirksam verlagert werden. Der weitere, hier nicht beschriebene Aufbau und die weitere, hier nicht beschriebene Funktionsweise von Festsattelscheibenbremsen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt.
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Ein weiterer Aspekt betrifft einen Bremssattel für eine Festsattelscheibenbremse der vorstehend beschriebenen Art, der fest mit einer Fahrzeugachse verbindbar oder verbunden ist. Der Bremssattel umfasst wenigstens eine Führung mit einem Aufnahmebereich, der derart dimensioniert und dazu ausgebildet ist, einen Führungsabschnitt eines Führungsmittels aufzunehmen. Eine Führungsfläche eines Bremsbelagträgers einer Bremsbelaganordnung ist mit dem Führungsmittel in Anlage bringbar, sodass die Bremsbelaganordnung über die Führungsfläche des Bremsbelagträgers im Bereich der Führung des Bremssattels verlagerbar geführt ist, um einen Bremsbelag der Bremsbelaganordnung durch eine bremswirksame Verlagerung der Bremsbelaganordnung mit einer Bremsscheibe zum Erzielen einer Bremswirkung in Wechselwirkung zu bringen. Ein u-förmiges Rückstellelement des Führungsmittels umfasst zwei Schenkel unterschiedlicher Länge. Die Schenkel haben jeweils einen in den Innenraum des u-förmigen Rückstellelements weisenden Endabschnitt, welcher jeweils in ein Bügellager eingreift. Die Bügellager am Führungsmittel angeordnet. Das Rückstellelement ist dazu ausgebildet und angeordnet, sich gegenüber dem Bremsbelagträger abzustützen und durch die bremswirksame Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung die Schenkel gegeneinander elastisch zu verspannen. Hierdurch übt das Rückstellelement eine Rückstellkraft auf die Bremsbelaganordnung aus, die der bremswirksamen Verlagerung der wenigstens einen Bremsbelaganordnung entgegenwirkt.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Reparaturkit für eine Festsattelscheibenbremse der vorstehend beschriebenen Art. Das Reparaturkit umfasst 2 Bremsbelaganordnungen mit jeweils einem Bremsbelagträger und einem an jedem der Bremsbelagträger angebrachten oder anbringbaren Bremsbelag, sowie 4 Führungsmittel mit jeweils einem Führungsabschnitt, der derart dimensioniert und dazu ausgebildet ist, in einem Aufnahmebereich einer Führung eines fahrzeugfesten Bremssattels anbringbar zu sein. Jeder der Bremsbelagträger der Bremsbelaganordnungen umfasst wenigstens eine Führungsfläche , die mit dem Führungsmittel in Anlage bringbar ist, um im Bereich der Führung des fahrzeugfesten Bremssattels verlagerbar geführt zu sein, sodass der zugehörige Bremsbelag durch eine bremswirksame Verlagerung der Bremsbelaganordnungen mit einer Bremsscheibe zum Erzielen einer Bremswirkung in Wechselwirkung bringbar ist. Jedes der Führungsmittel umfasst ein u-förmiges Rückstellelement, das gegenüber dem zugehörigen Bremsbelagträger abstütztbar und dazu ausgebildet ist, durch die bremswirksame Verlagerung der zugehörigen Bremsbelaganordnung eine Rückstellkraft infolge einer elastischen Verspannung von zwei Schenkeln unterschiedlicher Länge gegeneinander auf die Bremsbelaganordnung auszuüben, die der bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung entgegenwirkt.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Führungsmittel mit einem u-förmigen Rückstellelement, wobei das Führungsmittel zur Verwendung mit einer Festsattelscheibenbremse der vorstehend beschriebenen Art ausgebildet und bestimmt ist.
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Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass die zuvor beschriebenen Aspekte und Merkmale beliebig kombiniert werden können. Zwar wurden einige der voranstehend beschriebenen Merkmale in Bezug auf eine Festsattelscheibenbremse beschrieben, jedoch versteht sich, dass einige dieser Merkmale auch auf einen Bremssattel, ein Reparaturkit und/oder ein Führungsmittel zutreffen können. Genauso können die voranstehend in Bezug auf einen Bremssattel, ein Reparaturkit und/oder ein Führungsmittel beschriebenen Merkmale in entsprechender Weise auf eine Festsattelscheibenbremse zutreffen.
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Figurenliste
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die zugehörigen, schematischen Zeichnungen. Dabei zeigen alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den hier offenbarten Gegenstand. Die Abmessungen und Proportionen der in den Figuren gezeigten Komponenten sind hierbei nicht unbedingt maßstäblich.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Festsattelscheibenbremse.
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Festsattelscheibenbremse gemäß 1 in einer Schnittdarstellung.
- 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der perspektivischen Ansicht aus 2.
- 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bremsbelagträgers, an dem sich ein
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Rückstellelement abstützt.
- 5 - 7 zeigen perspektivische Ansichten des Führungsmittels.
- 8 - 10 zeigen weitere Ansichten des Führungsmittels aus verschiedenen Perspektiven.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Festsattelscheibenbremse 100, die einen Bremssattel 110 umfasst, der mittels zweier Befestigungseinrichtungen 140 starr mit einer Achse (nicht dargestellt) eines zugehörigen Kraftfahrzeugs verbindbar ist.
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Die Festsattelscheibenbremse umfasst ferner zwei Bremsbelaganordnungen 230, die jeweils einen plattenförmigen Bremsbelagträger 210 und einen daran angebrachten Bremsbelag 200 aufweisen. Die Bremsbelaganordnungen 230 sind im Inneren des fahrzeugfesten Bremssattels 110 angeordnet, wobei die Bremsbeläge 200 einander gegenüber liegen und zwischen ihnen einen Aufnahmeraum 500 definieren. In einem am Kraftfahrzeug montierten Zustand ist dieser Aufnahmeraum 500 dafür vorgesehen, einen Abschnitt einer Bremsscheibe (nicht gezeigt) aufzunehmen.
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Die plattenförmigen Bremsbelagträger 210 und die bremswirksamen Oberflächen der Bremsbeläge 200 verlaufen parallel zueinander. Die im montierten Zustand im Aufnahmeraum 500 vorgesehene Bremsscheibe hat eine Rotationsachse, welche orthogonal zu den bremswirksamen Oberflächen der Bremsbeläge 200 und zu den plattenförmigen Bremsbelagträgern 210 verläuft. Die bremswirksamen Oberflächen der Bremsscheibe sind im montierten Zustand parallel zu den bremswirksamen Oberflächen der Bremsbeläge 200 angeordnet.
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Vergleichbare bzw. gleiche und gleichwirkende Komponenten und Merkmale sind in den weiteren Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Teilweise ist in den weiteren Figuren aus Übersichtsgründen auch auf Bezugszeichen einzelner Merkmale und Komponenten verzichtet worden, wobei diese Merkmale und Komponenten in anderen Figuren bereits mit Bezugszeichen versehen sind. Die Komponenten und Merkmale, die in Bezug auf die weiteren Figuren nicht erneut beschrieben sind, ähneln in ihrer Ausbildung und Funktion den entsprechenden Komponenten und Merkmalen gemäß den anderen Figuren.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Festsattelscheibenbremse 100 in einer teilweisen Schnittdarstellung. Genauer gesagt ist der Bremssattel 110 in einer Schnittdarstellung gezeigt, während die in dem Bremssattel 110 angeordneten Komponenten der Festsattelscheibenbremse 100 nicht geschnitten dargestellt sind.
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Wie aus 2 zu erkennen ist, sind die beiden Bremsbelaganordnungen 230 jeweils bezüglich einer Rotationsachse der Bremsscheibe (nicht gezeigt) axial verlagerbar in dem Bremssattel 110 geführt. Die Bremsbelagträger 210 haben jeweils an zwei entgegengesetzten Seiten eine Führungsfläche 240. Die Führungsflächen 240 sind zueinander parallel angeordnet und verlaufen in Richtung der Rotationsachse der Bremsscheibe bzw. orthogonal zu den bremswirksamen Oberflächen der Bremsbeläge 200. An diesen Führungsflächen 240 liegen jeweils die Führungsmittel 300 mit einer Dachfläche und einer Bodenfläche verlagerbar an (hier nicht gezeigt), sodass die Führungsmittel 300 jeweils in einem Aufnahmebereich 150 des Bremssattels 110 aufgenommen sind. Aus Übersichtsgründen sind in 2 lediglich die beiden Führungsflächen 240, die beiden zugehörigen Führungsmittel 300, sowie die beiden zugehörigen Aufnahmebereiche 150 mit Bezugszeichen versehen.
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Für ein bremswirksames Verlagern der beiden Bremsbelaganordnungen 230 aufeinander zu bzw. in Richtung der nicht gezeigten Bremsscheibe, sind die Bremsbelaganordnungen 230 jeweils mittels zweier hydraulisch betriebener Betätigungskolben 120, 130 bewegbar. Es versteht sich, dass die Festsattelscheibenbremse in einer weiteren Ausführungsform anstelle von hydraulisch betriebenen Betätigungskolben elektromechanisch betriebene Betätigungskolben zum bremswirksamen Verlagern der Bremsbelaganordnungen aufweisen kann. Durch das bremswirksame Verlagern der beiden Bremsbelaganordnungen 230 gelangen die bremswirksamen Oberflächen der Bremsbeläge 200 in Kontakt mit der Bremsscheibe und erzielt so eine Bremskraft zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs.
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Um ein bestimmungsgemäßes Verlagern der beiden Bremsbelaganordnungen 230 weiter zu unterstützen und ein Verkippen der Bremsbelaganordnungen zu verhindern, weist die Festsattelscheibenbremse ferner zwei Führungsstäbe 220 auf. Diese sind im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse der Bremsscheibe angeordnet, wobei sich jeder der beiden Führungsstäbe 220 jeweils durch eine erste Öffnung im oberen Bereich eines der Bremsbelagträger 210 und durch eine zweite Öffnung im oberen Bereich des anderen Bremsbelagträgers 210 hindurch erstreckt, wobei jede der erste Öffnungen einer zugehörigen der zweiten Öffnungen gegenüberliegend angeordnet ist.
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3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in 2 dargestellten perspektivischen Ansicht der Festsattelscheibenbremse 100. In diesem vergrößerten Ausschnitt ist zu erkennen, dass jedes der Führungsmittel 300 jeweils ein u-förmiges Rückstellelement 400 aufweist. Die u-förmigen Rückstellelemente 400 umgreifen jeweils den zugehörigen Bremsbelagträger 210 im Bereich der zugehörigen Führungsfläche 240 aus Richtung der Bremsscheibe. Jedes der Rückstellelemente 400 stützt sich mit einem die Schenkel verbindenden Abschnitt gegen die Bremsbelagträger 210 ab. Bei einer bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnungen 230 werden die u-förmigen Rückstellelemente 400 jeweils zusammen mit der Verlagerung der zugehörigen Bremsbelaganordnung 230 ausgelenkt.
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Durch eine asymmetrische Drehung der unterschiedlich langen Schenkel der u-förmigen Rückstellelemente 400 wird jeweils eine elastische Verspannung der Schenkel zueinander bewirkt. Hierdurch üben die Rückstellelemente 400 jeweils eine Rückstellkraft auf die zugehörige Bremsbelaganordnung 230 aus, die der bremswirksamen Verlagerung der zugehörigen Bremsbelaganordnung 230 entgegenwirkt.
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Sobald die mittels der Betätigungskolben 120, 130 auf die Bremsbelaganordnungen 230 aufgebrachte Bremskraft gelöst wird, sorgt die Rückstellkraft für eine Verlagerung der Bremsbelaganordnungen 230 in eine der bremswirksamen Verlagerungsrichtung VR entgegengesetzte Rückstellrichtung RR. Durch das Verlagern der Bremsbelaganordnungen 230 kann ein Bremslüftspiel, von beispielsweise 0,2 mm, zwischen jedem der Bremsbeläge 200 und der Bremsscheibe erreicht werden. Dieses verhindert das Auftreten von Restschleifmomenten und reduziert somit die Geräuschbildung im Bereich der Festsattelscheibenbremsen sowie den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs.4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Bremsbelagträgers 210, an dem sich das Rückstellelement 400 abstützt. Das Rückstellelement 400 umfasst zwei Schenkel von unterschiedlicher Länge. Die Schenkel haben jeweils einen in den Innenraum des u-förmigen Rückstelelements 400 weisenden Endabschnitt 410. Die Endabschnitte 410 greifen jeweils in ein an das Führungsmittel 300 angeformtes Bügellager 360 ein, wobei diese in der Längenrichtung der Schenkel versetzt angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Bügellager 360 nicht koaxial angeordnet. Somit wird bei einer bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnungen 230 das u-förmige Rückstellelement 400 synchron zu der Verlagerung der zugehörigen Bremsbelaganordnungen 230 ausgelenkt. Eine asymmetrische Drehung der unterschiedlich langen Schenkel der u-förmigen Rückstellelemente 400 um die jeweiligen Bügellager 360 ist die Folge. Hierdurch wird eine elastische Verspannung der Schenkel des Rückstellelementes 400 zueinander bewirkt. Es entsteht eine Rückstellkraft, die der bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung 230 entgegen wirkt.
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Eine Abnutzung der Bremsbeläge 200 vergrößert das Maß der bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung 230, welches notwendig ist, um die Bremsbeläge 200 mit der Bremsscheibe in Wechselwirkung zu bringen. Die durch das u-förmige Rückstellelement 400 hervorgerufene Rückstellkraft ist im Wesentlichen unabhängig von der durch die Abnutzung der Bremsbeläge 200 hervorgerufenen Veränderung des Ausmaßes der bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung 230.
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Mit anderen Worten bleibt die durch eine bremswirksame Verlagerung der Bremsbelaganordnung 230 bewirkte Rückstellkraft zumindest nahezu unverändert, wenn sich das Ausmaß der bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung 230 aufgrund der Abnutzung der Bremsbeläge 200 erhöht. Analog führt auch ein Auswechseln der Bremsbeläge 200 nicht zu einer wesentlichen Veränderung der im Falle einer bremswirksamen Verlagerung der Bremsbelaganordnung 230 hervorgerufenen Rückstellkraft.
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Neben der Länge der Schenkel, dem Schenkeldurchmesser und dem Längenverhältnis der Schenkel zueinander hat auch das Fertigungsmaterial der Schenkel, zum Beispiel Federstahl oder elastisch deformierbarer Kunststoff, Einfluss auf die Stärke der durch eine bremswirksame Verlagerung der Bremsbelaganordnungen 230 hervorgerufenen Rückstellkraft. Durch eine geeignete Wahl der Schenkellängen, des Schenkeldurchmessers, des Längenverhältnis der Schenkel zueinander und des Fertigungsmaterials kann somit ein Rückstellelement 400 implementiert werden, dass eine gewünschte Rückstellkraft aufweist.
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Weiter zeigt 4 eine sich orthogonal zur Längenrichtung der Schenkel erstreckende Auswölbung 420 des Rückstellelements 400, welche sich gegen den Bremsbelagträger 210 abstützt. Die Auswölbung 420 dient zur Verbesserung der Kraftübertragung zwischen dem Rückstellelement 400 und der Bremsbelaganordnung 230.
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Die 5 bis 10 zeigen verschiedene perspektivische Ansichten eines der mit der Festsattelscheibenbremse 100 verwendbaren Führungsmittels 300, das ein u-förmiges Rückstellelement 400 umfasst. Insbesondere kann dieses Führungsmittel 300 für eine Verwendung mit der Festplattenscheibenbremse 100 bestimmt, dimensioniert und ausgebildet sein.
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Das Führungsmittel 300 hat einen Grundkörper mit einem Führungsabschnitt 350, an den sich die Dachfläche 320 sowie die Bodenfläche 340 anschließen. Der Führungsabschnitt 350 umfasst insbesondere eine Rückenfläche 330 und sich jeweils an die Rückenfläche 330 anschließende Verbindungsflächen zur Dachfläche 320 und zur Bodenfläche 340. Die Dachfläche 320 und die Bodenfläche 340 sind zumindest abschnittsweise jeweils mit der Führungsfläche 240 des Bremssattels 110 (hier nicht gezeigt) in Anlage bringbar oder mit geringem Spiel von dieser leicht beabstandet. Der Führungsabschnitt 350 ist in einem Aufnahmebereich 150 (hier nicht gezeigt) des Bremssattels 110 anbringbar. Die Rückenfläche 330, die Dachfläche 320 und die Bodenfläche 340 definieren, gemeinsam mit den zwischen ihnen positionierten Verbindungsflächen, eine U-Form.
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Das Führungsmittel 300 weist eine Mehrzahl von Klemmfedern 331 auf, die im Bereich des Führungsabschnitts 350 ausgebildet sind und nach außen, d.h. in Richtung des Aufnahmebereichs des Bremssattels, von dem Grundkörper des Führungsmittels 300 vorspringen. Diese Klemmfedern 331 stützen sich in dem montierten Zustand des Führungsmittels 300 gegenüber dem Aufnahmebereich des Bremssattels ab und befestigen das Führungsmittel 300 tangential und lateral in dem Aufnahmebereich des Bremssattels. Somit ermöglichen die Klemmfedern 331 einen festen, reibschlüssigen Sitz des Führungsmittels 300 an dem Bremssattel, wobei eine Relativbewegung zwischen dem Führungsmittel 300 und dem Bremssattel 110 selbst bei einer bremswirksamen Verlagerung der zugehörigen Bremsbelaganordnung 230 vermieden wird.
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Jede Klemmfeder 331 hat zudem eine aus ihr ausgeklinkte Rastkralle 332. Ausgeklinkt bedeutet hierbei, dass die Rastkralle 332 durch eine u-förmige Auslassung der Klemmfeder 331 definiert wird, wobei die Rastkralle 332 dieselbe Ausformungsrichtung wie die Klemmfeder 331 aufweist. Die Rastkralle 332 bewirkt eine weitere Verbesserung des reibschlüssigen Sitzes des Führungsmittels 300 an dem Bremssattel 110.
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Die gezeigte Ausführungsform weist weiter jeweils eine zusätzliche Rastkralle 333 in der Dachfläche 320 und in der Bodenfläche 340 auf. Die zusätzlichen Rastkrallen 333 sind jeweils aus der Dachfläche 320 und aus der Bodenfläche 340 in Richtung der Rückenfläche 330 ausgeformt und dienen dazu, den Sitz des Führungsmittels 300 am Bremssattel 110 weiter zu verbessern. Hierzu wirken die zusätzlichen Rastkrallen 333 mit korrespondierenden Aufnahmeöffnungen des Bremssattels 110 (nicht gezeigt) zusammen.
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In den 5 bis 10 ist gezeigt, dass das u-förmige Rückstellelement 400 seperat in Form eines elastisch deformierbaren u-förmigen Bügels mit zwei unterschiedlich langen Schenkeln ausgebildet ist. Die unterschiedlich langen Schenkel sind jeweils in einem Bügellager 360 aufgenommen, welche in Längenrichtung der Schenkel zueinander versetzt am Führungsabschnitt 350 angeformt sind. Genauer gesagt sind die Bügellager 360 an einer Seitenkante einer Verbindungsfläche zwischen der Rückenfläche 330 und der Dachfläche 320 des Führungsmittels 300 angeformt.
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Die Bügellager 360 sind hierbei in einer gemeinsamen Ebene positioniert, wobei die gemeinsame Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Rückenfläche 340 verläuft.
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In einer anderen Ausführungsform können die Bügellager 360 an einem elastisch deformierbaren Abschnitt des Führungselements 300 befestigt sein. Hierdurch kann ein Rückstellweg und die Rückstellkraft erhöht werden.
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Das u-förmige Rückstellelement 400 hat eine Auswölbung 420, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine punktförmige Abstützung des Rückstellelements 400 gegenüber der zugehörigen Bremsbelaganordnung 230 bzw. dem zugehörigen Bremsbelagträger 210 ermöglicht. Vorteil ist eine verbesserte Kraftübertragung zwischen dem Rückstellelement 400 und der zugehörigen Bremsbelaganordnung 230 bzw. dem zugehörigen Bremsbelagträger 210.
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Es versteht sich, dass die zuvor erläuterten beispielhaften Ausführungsformen nicht abschließend sind und den hier offenbarten Gegenstand nicht beschränken. Insbesondere ist für den Fachmann ersichtlich, dass er die beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombinieren kann und/oder verschiedene Merkmale weglassen kann, ohne dabei von dem hier offenbarten Gegenstand abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/064193 A1 [0003]
- WO 2005/064194 A1 [0003]
- WO 0179723 A1 [0005]