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Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremssattel für eine Fahrzeugscheibenbremse, ein Bremssystem, das einen Bremssattel enthält, und ein Verfahren zur Herstellung eines Bremssattels.
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In Scheibenbremsen werden typischerweise Bremssättel verwendet, um Bremsklötze zu halten, die zum Bremsen gegen die Bremsscheibe gedrückt werden können. Um die Sicherheit der Insassen und gute Leistungsfähigkeit zu gewährleisten, sollten Bremssättel einerseits robust sein. Andererseits ist es üblicherweise wünschenswert, Bremssättel zu haben, die leichtgewichtig sind. In Anbetracht der manchmal widersprüchlichen Natur dieser mechanischen Anforderungen erfordern Bremssättel, die diese Anforderungen erfüllen, typischerweise einen komplizierten Herstellungsprozess und sind daher teuer.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Bremssattel mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften vorzuschlagen, der verglichen mit aus dem Stand der Technik bekannten Bremssätteln zu niedrigeren Kosten hergestellt werden kann.
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Dies wird durch einen Bremssattel gemäß unabhängigem Anspruch 1, durch ein Bremssystem gemäß Anspruch 8 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 erreicht. Vorteilhafte Ausführungen können außerdem die Merkmale aufweisen, die in den abhängigen Ansprüchen oder in der nachfolgenden Beschreibung erwähnt sind, oder die in den Figuren gezeigt sind.
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Demgemäß wird ein Bremssattel für eine Fahrzeugscheibenbremse vorgeschlagen, der ein Gehäuse mit einem äußeren Arm zum Kraftunterstützen eines ersten Bremsklotzes und einem inneren Arm zum Kraftunterstützen eines Aktuators zum Betätigen eines zweiten Bremsklotzes aufweist. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse, mitsamt dem inneren Arm und dem äußeren Arm, als ein einziges zusammenhängendes Teil ausgebildet, das aus einem profilierten Stangenmaterial hergestellt ist. In der Folge kann der Bremssattel in einem sehr einfachen Prozess und somit zu sehr geringen Kosten hergestellt werden. Insbesondere kann das Gehäuse von einem profilierten Stangenmaterial abgetrennt sein.
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Wie erwähnt, bezieht sich die Anmeldung auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bremssattels für eine Fahrzeugscheibenbremse. Insbesondere kann das Verfahren dazu verwendet werden, das hierin beschriebene Bremssattelgehäuse herzustellen.
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Dementsprechend wird in einem Schritt des Verfahrens ein profiliertes Stangenmaterial mit einem im Wesentlichen U-förmigen Profil bereitgestellt. Dieses Stangenmaterial kann als prismatisch geformt angesehen werden, mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Insbesondere umfasst das Profil zwei Arme. Eine Arbeitsrichtung des Stangenmaterials ist orthogonal zu einer Rotationsachse einer Bremsscheibe der Fahrzeugscheibenbremse, wobei der herzustellende Bremssattel einen Teil der besagten Fahrzeugscheibenbremse darstellen kann.
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In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird das profilierte Stangenmaterial oder ein Abschnitt davon bereitgestellt als ein Gehäuse für den Bremssattel, wobei die beiden Arme einen äußeren Arm und einen inneren Arm des Gehäuses bilden.
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In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt zum Abtrennen eines Abschnitts von dem Stangenmaterial an zumindest einer Schneidposition, vorzugsweise durch Schneiden des Stangenmaterials in eine Schneidrichtung, die orthogonal zu einer longitudinalen Richtung des Stangenmaterials verläuft, wobei das Gehäuse aus dem abgetrennten Abschnitt des Stangenmaterials hergestellt wird. Die longitudinale Richtung des Stangenmaterials entspricht der besagten Arbeitsrichtung.
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Die Schneidpositionen können äquidistant zueinander sein. Somit können mehrere Gehäuse für Bremssättel günstig produziert werden, indem das profilierte Stangenmaterial einfach in eine Mehrzahl von Abschnitten separiert wird, wobei jeder von ihnen einen der Bremssättel bildet.
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Das profilierte Stangenmaterial kann durch Extrudieren eines metallischen Materials, vorzugsweise von Aluminium oder einer Aluminium-Legierung, bereitgestellt werden. In dem Fall entspricht die Arbeitsrichtung einer Extrusionsrichtung.
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Merkmale, die sich longitudinal erstrecken, d.h. in die Arbeitsrichtung, können in dem Profil des Stangenmaterials enthalten sein. Das Stangenmaterial kann zusätzliche, sich longitudinal erstreckende Merkmale aufweisen, wie zum Beispiel ein oder mehrere erste Fasen und/oder ein oder mehrere longitudinale Löcher und/oder ein oder mehrere Ausnehmungen.
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Auf diese Weise können das eine oder die mehreren Merkmale, die sich in eine longitudinale Richtung erstrecken, direkt in dem Gehäuse des Bremssattels, das aus dem Stangenmaterial erstellt wird, bereitgestellt werden. Das bedeutet, dass typischerweise keine Nachbearbeitung nötig ist, um longitudinale Merkmale bereitzustellen, die sich in die Arbeitsrichtung des Stangenmaterials erstrecken. Insbesondere können in dem Stangenmaterial ein/oder mehrere Ausnehmungen in zumindest einem der Arme und/oder ein longitudinales Loch zur Reduzierung des Gewichts des Bremssattels und/oder eine oder mehrere Fasen, die sich longitudinal erstrecken, um den Bremssattel an den zur Verfügung stehenden Raum anzupassen, bereitgestellt sein. Die besagten Merkmale könne in dem Bremssattel somit zu geringen Produktionskosten zur Verfügung gestellt werden. Diese Merkmale können sich dann in eine Richtung erstrecken, die orthogonal zu einer Rotationsachse eines Rades oder einer Bremsscheibe verläuft, wenn der Bremssattel in einem Bremssystem angeordnet wird.
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Das profilierte Stangenmaterial kann ein extrudiertes Profil sein, vorzugsweise hergestellt aus Aluminium oder aus einer Aluminium-Legierung. Alternativ kann das profilierte Stangenmaterial ein Walzstahl-Stangenmaterial sein.
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Das Verfahren kann einen oder mehrere Arbeitsschritte umfassen, die auf das Stangenmaterial oder den abgetrennten Abschnitt des Stangenmaterials angewandt werden. Diese Arbeitsschritte können eine Arbeitsrichtung haben, die von einer Arbeitsrichtung des Stangenmaterials selbst verschieden ist. Insbesondere kann die Arbeitsrichtung dieser Arbeitsschritte entlang der Rotationsachse der Bremsscheibe sein, also orthogonal zur Arbeitsrichtung des Stangenmaterials selbst. Durch diese Arbeitsschritte können Merkmale eingebracht werden, die eine kontinuierliche Translationssymmetrie des profilierten Stangenmaterials brechen. Merkmale dieser Art sind üblicherweise angedacht, um Funktionalitäten des Bremssattels bereitzustellen. Insbesondere können Löcher oder zweite Fasen, die die Translationssymmetrie brechen, eingebracht werden.
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In einer Ausführungsform hat der innere Arm ein oder mehrere Löcher zum Befestigen des Aktuators.
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In einer Ausführungsform ist eine obere Fläche des Gehäuses angepasst, indem zweite Fasen bereitgestellt werden. Zweite Fasen können eingebracht werden, indem vordere und/oder hintere Kanten des Bremssattels beschnitten werden, insbesondere an der oberen Fläche. Alternativ oder zusätzlich kann die obere Fläche auch angepasst werden, indem eine Abschrägung vorgesehen wird.
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Wenn das Abtrennen eines Abschnittes von dem Stangenmaterial vorgesehen ist, können symmetriebrechende Merkmale der oben beschriebenen Art vor oder nach dem Abtrennen des Abschnitts von dem Stangenmaterial eingebracht werden.
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In dem Bremssattel kann es vorgesehen sein, dass eine obere Fläche des Gehäuses und eine innere Fläche, die der oberen Fläche gegenüber liegt, gleichzeitig angepasst werden, durch Pressen und/oder Biegen des Gehäuses oder des Stangenmaterials. Dies kann geschehen, um den Bremssattel an einen Felgenradius und/oder an einen Scheibenradius anzupassen.
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Wenn das Abtrennen eines Abschnittes von dem Stangenmaterial vorgesehen ist, können das Pressen und/oder das Biegen vor oder nach dem Abtrennen des Abschnitts von dem Stangenmaterial durchgeführt werden.
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Die Anmeldung bezieht sich auch auf ein Bremssystem, enthaltend einen Bremssattel wie hierin beschrieben und einen Aktuator, der so angeordnet ist, dass er von dem inneren Arm unterstützt wird. Der Aktuator kann ein elektro-mechanischer Aktuator oder ein hydraulischer Aktuator oder ein pneumatischer Aktuator sein.
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In dem Bremssystem kann, wenn der hydraulische Aktuator vorgesehen ist, ein Aktuatorgehäuse des hydraulischen Aktuators aus einem profilierten extrudierten Aluminium-Stangenmaterial hergestellt sein, insbesondere davon abgetrennt sein. Eine Arbeitsrichtung dieses Stangenmaterials kann dann parallel zur Rotationsachse der Bremsscheibe sein.
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In einer Ausführungsform dieses Bremssystems kann das Aktuatorgehäuse des Aktuators als ein spritzgegossenes Gehäuse ausgeführt sein.
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In dem Bremssystem kann ein Kolben des hydraulischen Aktuators ein Stufenkolben sein, mit einer Dichtung, die die Aktuationskammer abdichtet.
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Eine Aktuationskammer des hydraulischen Aktuators kann von einer selbstklemmenden Abdeckung oder von einer verstemmten Abdeckung oder von einer geschraubten Abdeckung verschlossen sein.
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Es sei angemerkt, dass Merkmale, die nur im Zusammenhang mit dem Bremssattel oder dem Bremssystem diskutiert werden, auch für das hier beschriebene Verfahren beansprucht werden können und umgekehrt.
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren erläutert.
- 1a, 1b zeigen ein Bremssattelgehäuse, hergestellt aus einem profilierten Stangenmaterial, in einer ersten Ausführungsform;
- 2a, 2b zeigen ein Bremssattelgehäuse, hergestellt aus einem profilierten Stangenmaterial, in einer zweiten Ausführungsform;
- 3a, 3b zeigen ein Bremssattelgehäuse, hergestellt aus einem profilierten Stangenmaterial, in einer dritten Ausführungsform;
- 4a, 4c zeigen ein Bremssattelgehäuse, hergestellt aus einem profilierten Stangenmaterial, in einer vierten Ausführungsform;
- 5 zeigt ein Bremssystem mit einem Bremssattel, der hergestellt ist aus einem profilierten Stangenmaterial;
- 6 zeigt ein profiliertes Stangenmaterial für die Herstellung von Bremssätteln; und
- 7 zeigt ein Bremssattelgehäuse mit einem Loch für einen Aktuator.
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Für sämtliche Figuren werden durchweg dieselben Bezugszeichen für dieselben Merkmale verwendet, um Querverweise zwischen den Figuren zu ermöglichen.
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1a und 1b zeigen perspektivische Ansichten eines Gehäuses 1 eines Bremssattels aus zwei unterschiedlichen Winkeln. Das Gehäuse 1 ist aus einem profilierten Stangenmaterial mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt hergestellt, welches eine kontinuierliche Translationssymmetrie in eine longitudinale Richtung 1.5 aufweist, wobei die longitudinale Richtung 1.5 einer Arbeitsrichtung des Stangenmaterials 10 entspricht (vgl. 6).
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Das Gehäuse 1 hat einen äußeren Arm 1.2 zum Kraftunterstützen eines ersten Bremsklotzes 4 und einen inneren Arm 1.1 zum Kraftunterstützen eines Aktuators 2 zum Betätigen eines zweiten Bremsklotzes 5. Der innere Arm 1.1 weist Ausnehmungen 1.3 auf, die verwendet werden können, um den Bremsklotz 5 oder andere Teile eines Bremssystems an dem inneren Arm anzubringen, und/oder um das Gehäuse an einem Träger 3 zu befestigen. Die Ausnehmungen haben auch die kontinuierliche Translationssymmetrie des Stangenmaterials. Weiterhin ist eine erste Fase 1.6 an einer Kante des Gehäuses 1 vorhanden, wobei die erste Fase 1.6 auch die Translationssymmetrie hat.
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Das Gehäuse 1, mitsamt dem inneren Arm 1.1 und dem äußeren Arm 1.2, ist ein einziges zusammenhängendes Teil, das aus dem profilierten Stangenmaterial 10 hergestellt ist. Der innere Arm 1.1, der äußere Arm 1.2, die Ausnehmungen 1.3 und die erste Fase 1.6 werden von Anfang an in einem prismatischen Profil des Stangenmaterials 10 bereitgestellt. All diese Merkmale können somit leicht in dem Gehäuse 1, das aus dem Stangenmaterial gemacht wird, bereitgestellt werden.
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Das profilierte Stangenmaterial 10 kann durch Extrudieren eines Metalls, wie zum Beispiel von Aluminium oder einer Aluminium-Legierung, bereitgestellt werden, wobei die besagte Arbeitsrichtung des Stangenmaterials 10 einer Extrusionsrichtung entspricht. Insbesondere kann das Stangenmaterial 10 ein extrudiertes Aluminiumstangenmaterial sein. Alternativ kann das Stangenmaterial ein Walzstahl-Stangenmaterial sein.
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Der äußere Arm kann zum Kraftunterstützen eines ersten Bremsklotzes 4 und der innere Arm 1.1 zum Kraftunterstützen eines Aktuators 2 zum Betätigen eines zweiten Bremsklotzes 5 eingerichtet sein, wie später noch gezeigt wird.
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2a und 2b zeigen ein Gehäuse 1 eines Bremssattels, welches die Merkmale des in 1a und 1b gezeigten Gehäuses 1 aufweist. Zusätzlich hat das in 2a und 2b gezeigte Gehäuse ein sich longitudinal erstreckendes Loch 1.4, das in dem prismatischen Profil des Stangenmaterials enthalten ist und somit auch in dem Gehäuse 1 vorhanden ist. Dieses longitudinale Loch 1.4 hilft, das Gewicht des Bremssattels zu reduzieren, ohne eine Steifigkeit des Gehäuses 1 nennenswert zu verringern.
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3a und 3b zeigen ein Gehäuse 1 eines Bremssattels, welches wieder die Merkmale des in 1a und 1b gezeigten Gehäuses aufweist. Eine obere Fläche des Gehäuses 1 ist an einen Felgenradius angepasst, durch Beschneiden von vorderen und hinteren Kanten, wodurch zweite Fasen 1.7 bereitgestellt werden, die die Translationssymmetrie des Gehäuses 1 brechen. Zusätzlich oder alternativ zum Vorhandensein zweiter Fasen 1.7 kann das Gehäuse gebogen oder gepresst werden, wie durch den in 3a gezeigten Pfeil angedeutet, um das Gehäuse 1 an den Felgenradius und/oder einen Scheibenradius anzupassen.
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4a, 4b und 4c zeigen eine Ausführungsform des Bremssattelgehäuses 1, die sowohl erste als auch zweite Fasen 1.6, 1.7 hat, wie im Fall der Ausführungsform, die in 3a und 3b gezeigt ist. Wie insbesondere aus 4b ersichtlich ist, ist die obere Fläche auch abgeschrägt, um das Gehäuse 1 an einen zur Verfügung stehenden Raum anzupassen. Die abgeschrägte Oberseite hat wiederum auch die Translationssymmetrie und kann daher ebenfalls im prismatischen Profil des Stangenmaterials 10 bereitgestellt sein.
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5 zeigt ein Bremssystem, das das zuvor besprochene Gehäuse 1 enthält. Das Gehäuse 1, das in 5 gezeigt ist, entspricht zu Veranschaulichungszwecken dem Gehäuse 1, das in 4a, 4b und 4c gezeigt ist. Es versteht sich, dass das Bremssystem alternativ auch jedes andere der zuvor beschriebenen Bremssattelgehäuse enthalten kann.
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Das Bremssystem umfasst überdies eine Bremsscheibe 6 und einen Träger 3, der den Bremssattel hält. Eine Rotationsachse 6.1 der Bremsscheibe 6 verläuft orthogonal zu der longitudinalen Richtung 1.5 des Bremssattelgehäuses 1.
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Der äußere Arm 1.2 des Bremssattelgehäuses 1 kraftunterstützt einen ersten Bremsklotz 4. In der Figur ist eine Rückplatte des ersten Bremsklotzes 4 sichtbar. An dem inneren Arm 1.1 sind ein Aktuator 2 und ein zweiter Bremsklotz 5 vorhanden. Ein oder mehrere Löcher 1.8, die sich in die Richtung der Rotationsachse 6.1 erstrecken, sind zum Befestigen des Aktuators 2 in dem inneren Arm 1.1 bereitgestellt (vgl. 7).
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Der Aktuator 2 ist ein hydraulischer Aktuator. In anderen Ausführungen kann der Aktuator ein pneumatischer Aktuator oder ein elektro-mechanischer Aktuator sein.
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Ein Aktuatorgehäuse des hydraulischen Aktuators 2 ist als spritzgegossenes Gehäuse ausgeführt oder hergestellt aus einem profilierten extrudierten Aluminium-Stangenmaterial 10, insbesondere davon abgetrennt. Eine Arbeitsrichtung des Stangenmaterials des Aktuators ist parallel zur Rotationsachse 6.1 der Scheibe 6. Ein Kolben des hydraulischen Aktuators 2 ist ein Stufenkolben mit einer Dichtung, die die Aktuationskammer abdichtet. Eine Aktuationskammer des hydraulischen Aktuators wird von einer selbstklemmenden Abdeckung oder von einer verstemmten Abdeckung oder von einer geschraubten Abdeckung verschlossen.
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6 zeigt das Stangenmaterial 10 für die Herstellung des oben beschriebenen Gehäuses 1 für einen Bremssattel. Das Stangenmaterial 10 ist eine extrudierte, im Wesentlichen U-förmige, prismatische Stange, die als einziges zusammenhängendes Teil ausgebildet ist, das zum Beispiel aus Aluminium oder Stahl hergestellt sein kann. Die longitudinale Arbeitsrichtung 1.5 des Stangenmaterials 10 wird durch einen Pfeil angezeigt. In der Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, ist eine Länge des Stangenmaterials 10 derart, dass mehrere Bremssattelgehäuse 1 von dem Stangenmaterial 10 abgetrennt werden können, indem das Stangenmaterial an Schneidpositionen 11 durchgeschnitten wird. Es ist jedoch auch möglich, ein Stangenmaterial vorzusehen, das die Länge eines einzigen Bremssattelgehäuses 1 hat.
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Das prismatische Profil des Stangenmaterials 10 umfasst den inneren Arm 1.1 und den äußeren Arm 1.2, sowie Ausnehmungen 1.3 im inneren Arm und eine erste Fase 1.6. Es ist auch möglich, eine abgeschrägte obere Fläche in das prismatische Profil zu inkludieren. Alle diese Merkmale haben eine gemeinsame kontinuierliche Translationssymmetrie entlang der Arbeitsrichtung 1.5 des Stangenmaterials 10. Allgemein können solche Merkmale, die dieselbe Translationssymmetrie in die Arbeitsrichtung 1.5 des Stangenmaterials 10 aufweisen, in dem prismatischen Profil enthalten sein.
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Merkmale, die die Translationssymmetrie brechen, wie zum Beispiel die oben besprochenen zweiten Fasen 1.7 und/oder ein oder mehrere Löcher 1.8 zum Anbringen eines Aktuators und/oder zum Befestigen von zum Beispiel Bremsklötzen und/oder zum Anbringen des Gehäuses an dem Träger 3, können in Bearbeitungsschritten eingebracht werden, die vor und/oder nach dem Schneiden des Stangenmaterials 10 durchgeführt werden. Diese Bearbeitungsschritte haben typischerweise eine Arbeitsrichtung, die nicht parallel zur longitudinalen Richtung 1.5 ist. Vielmehr kann die Arbeitsrichtung dieser Bearbeitungsschritte zum Beispiel entlang der Rotationsachse 6.1 der Bremsscheibe 6 sein.
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Wie durch den Doppelpfeil in 6 angezeigt, kann das Stangenmaterial 10 gebogen oder gepresst werden, um ein gebogenes Bremssattelgehäuse 1 zu erhalten, das an einen Felgenradius und/oder an einen Scheibenradius der Bremsscheibe angepasst ist. Das Biegen oder Pressen kann vor oder nach dem Schneiden des Stangenmaterials 10 ausgeführt werden.
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7 zeigt das Bremssattelgehäuse 1 mit einem Loch 1.8 im ersten Arm 1.1, wobei das Loch sich orthogonal zur Arbeitsrichtung 1.5 des Stangenmaterials 10 erstreckt. Das Loch 1.8 kann zum Beispiel verwendet werden, um einen Aktuator zu befestigen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 1.1
- Innerer Arm
- 1.2
- Äußerer Arm
- 1.3
- Ausnehmung
- 1.4
- Longitudinales Loch
- 1.5
- Longitudinale Richtung
- 1.6
- Erste Fase
- 1.7
- Zweite Fase
- 1.8
- Loch
- 2
- Aktuator
- 3
- Träger
- 4
- Erster Bremsklotz
- 5
- Zweiter Bremsklotz
- 6
- Bremsscheibe
- 6.1
- Rotationsachse
- 10
- Profiliertes Stangenmaterial
- 11
- Schneidposition
