DE10238734A1

DE10238734A1 - Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einer Bremsbelagfeder

Info

Publication number: DE10238734A1
Application number: DE10238734A
Authority: DE
Inventors: Uwe Hendrich; Ralf Sundheim
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem fahrzeugfesten Bremshalter (2), an dem beiderseits einer zugehörigen Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge (5) verschiebbar geführt sind, mit einem die Bremsscheibe sowie die Bremsbeläge (5) übergreifenden Schwimmsattel (3), der verschiebbar am Bremshalter (2) gelagert ist, und mit wenigstens einer Bremsbelagfeder (10, 20, 30), die zur Einstellung eines Lüftspiels zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag (5) zumindest axial zwischen dem Bremshalter (2) und dem Bremsbelag (5) wirksam ist. Zur vereinfachten Bremsbelagmontage sowie zur leichteren Herstellbarkeit der Bremsbelagfeder (10, 20, 30) ist vorgesehen, dass die Bremsbelagfeder (10, 20, 30) am Bremsbelag (5) befestigt ist und sich mit zumindest einem Federarm (13, 23, 33, 34) axial am Bremshalter abstützt. Dabei ist der Federarm (13, 23, 33, 34) insbesondere radial und/oder tangential am Bremshalter (2) verriegelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem fahrzeugfesten Bremshalter, an dem beiderseits einer zugehörigen Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge verschiebbar geführt sind, mit einem die Bremsscheibe sowie die Bremsbeläge übergreifenden Schwimmsattel, der verschiebbar am Bremshalter gelagert ist, und mit wenigstens einer Bremsbelagfeder, die zur Einstellung eines Lüftspiels zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag zumindest axial zwischen dem Bremshalter und dem Bremsbelag wirksam ist.

Aus der DE 43 01 621 A1 ist eine derartige Schwimmsattel-Scheibenbremse bekannt, bei der die beiden Bremsbeläge nach einer beendeten Bremsbetätigung durch die axial wirksame Kraftkomponente einer Spreizfeder von der zugehörigen Bremsscheibe weggedrückt werden. Dabei ist die Spreizfeder fest mit dem Bremshalter verbunden. Durch die einteilige Ausführung der Spreizfeder ist im Zusammenspiel mit den auftretenden Fertigungstoleranzen eine genaue Auslegung der axialen Federkraft bezogen auf den jeweiligen Bremsbelag nur schwer möglich. Darüber hinaus wird im Servicefall die einfache Montage bzw. Demontage der Bremsbeläge beeinträchtigt.

Die US-A-5 687 817 beschreibt außerdem eine gattungsgemäße Scheibenbremse, bei der die Bremsbelagfeder zur Lüftspieleinstellung in ein Bremsbelagführungselement integriert ist, das zur leichtgängigen Verschiebbarkeit der Bremsbeläge jeweils zwischen dem Bremshalter und dem Bremsbelag angeordnet ist. Dazu ist am Bremsbelagführungselement, das mit dem Bremshalter verbunden ist, für jeden Bremsbelag ein Federarm ausgebildet, der sich axial an einem am Bremsbelag befestigten Verschleißwarnblech abstützt. Der Federarm kann demnach eine axiale Krafteinwirkung auf den Bremsbelag hervorrufen. Allerdings ist das multifunktionale Bremsbelagführungselement mit axialer Federwirkung sehr kompliziert gestaltet und erfordert demzufolge eine aufwändige Herstellung. Ferner ist durch die einteilige Ausführung des Bremsbelagführungselements eine flexible Einstellung der auf den Bremsbelag einwirkenden axialen Federkraftkomponente kaum möglich, so dass sich vor allem bei fortgeschrittenem Reibbelagverschleiß starke Abweichungen von der gewünschten Federkraft ergeben können.

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Schwimmsattel-Scheibenbremse mit Bremsbelagfeder zur Lüftspieleinstellung anzugeben, die unter Beibehaltung der leichten Montierbarkeit der Bremsbeläge eine genaue Einstellung der auf den jeweiligen Bremsbelag einwirkenden Axialkraft ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1. Danach umfasst die Schwimmsattel-Scheibenbremse einen fahrzeugfesten Bremshalter, an dem beiderseits einer zugehörigen Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge verschiebbar geführt sind, einen die Bremsscheibe sowie die Bremsbeläge übergreifenden Schwimmsattel, der verschiebbar am Bremshalter gelagert ist, und wenigstens eine Bremsbelagfeder, die zumindest axial zwischen dem Bremshalter und dem Bremsbelag wirksam ist. Zur vereinfachten Herstellbarkeit sowie Montierbarkeit der Bremsbeläge ist die Bremsbelagfeder am Bremsbelag befestigt und stützt sich mit zumindest einem Federarm axial am Bremshalter ab. Dies erlaubt eine einfache Gestaltung der Bremsbelagfeder, die sich auch günstig am Bremsbelag befestigen lässt, insbesondere mittels einer Nietbearbeitung.

Eine vorteilhafte Ausführung der Schwimmsattel-Scheibenbremse mit Bremsbelagfeder wird dadurch erreicht, dass der Federarm radial und/oder tangential am Bremshalter verriegelt bzw. sonstig fixiert ist. Zunächst wird damit eine definierte Anlageposition des Federarms am Bremshalter geschaffen, die unabhängig von etwaigen Einflüssen während des Bremsenbetriebs, wie z. B. Erschütterungen oder Steinschlag, erhalten bleibt. Weiterhin gestattet die radiale bzw. tangentiale Verriegelung des Federarms, das Aufbringen von radialen oder tangentialen Federkraftkomponenten auf den Bremsbelag. Auf diese Weise kann der Bremsbelag mittels des Federarms klapperfrei verspannt werden, so dass zusätzliche Federmittel an der Schwimmsattel-Scheibenbremse vorteilhaft entfallen können.

Eine sinnvolle Weiterentwicklung der Bremsbelagfeder sieht vor, dass die Bremsbelagfeder zwei Federarme aufweist, die insbesondere bezogen auf die Befestigungsstelle am Bremsbelag symmetrisch gestaltet sind. Damit wird einer nachteiligen Kippneigung des Bremsbelags innerhalb der Bremshalterführung als Folge der Federkrafteinwirkung entgegengesteuert. Je nach Bauform der Schwimmsattel-Scheibenbremse und dementsprechend vorgegebener Kippneigung des Bremsbelags ist jedoch prinzipiell auch eine asymmetrisch gestaltete Bremsbelagfeder mit zwei Federarmen denkbar.

Eine bevorzugte Variante der Schwimmsattel-Scheibenbremse mit Bremsbelagfeder ergibt sich dadurch, dass zwischen Bremshalter und Bremsbelag ein Bremsbelagführungselement angeordnet ist, an dem ein Federarm der Belagfeder radial und/oder tangential verriegelt ist. Das mit dem Bremshalter verbundene Bremsbelagführungselement verbessert durch geeignete Oberflächengestaltung zunächst die leichte Verschiebbarkeit der Bremsbeläge am Bremshalter. Außerdem wird durch die radiale bzw. tangentiale Verriegelung des Federarms am unmittelbar Bremsbelagführungselement eine aufwändige Bearbeitung des Bremshalters zur Federarmverriegelung eingespart. Neben der Federarmverriegelung am Bremsbelagführungselement liegt der Federarm vorzugsweise an einem Anschlag des Bremsbelagführungselements axial an. Damit stützt sich der Federarm auch axial am Bremsbelagführungselement ab, wobei der axiale Anschlag durch einfache Umformung am Bremsbelagführungselement ausgebildet ist. Gemäß einer vorteilhaften Variante des Bremsbelagführungselements bzw. der Bremsbelagfeder ist vorgesehen, dass sich eine im wesentlichen axial verlaufende Lasche des Bremsbelagführungselements in eine zugehörige Öffnung der Bremsbelagfeder erstreckt. Das Bremsbelagführungselement und die Bremsbelagfeder sind hierbei vorzugsweise als Blechbauteile ausgebildet, die durch einfache Umformbearbeitung kostengünstig herstellbar sowie flexibel zu gestalten sind.

Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen in den Figuren zu entnehmen, die im folgenden näher erläutert werden.
Es zeigt:
l eine Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einer ersten Variante einer Bremsbelagfeder zu Lüftspieleinstellung in zwei Ansichten;
2 eine räumliche Teilansicht der Schwimmsattel-Scheibenbremse aus 1 in vergrößerter Darstellung;
3 eine Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einer zweiten Variante der Bremsbelagfeder in zwei Teilansichten;
4 eine Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einer dritten Variante der Bremsbelagfeder in einer Teilansicht.
Die in den Figuren gezeigte Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 umfasst einen fahrzeugfesten Bremshalter 2, an dem ein Schwimmsattel 3 verschiebbar gelagert ist. Zur verschiebbaren Anordnung des Schwimmsattels 3 sind insbesondere zwischen Bremshalter 2 und Schwimmsattel 3 wirksame Bolzenführungen 4 vorgesehen. Der Schwimmsattel 3 übergreift dabei eine nicht gezeigte Bremsscheibe sowie beiderseits der Bremsscheibe angeordnete, zugehörige Bremsbeläge 5. Die Bremsbeläge 5 wiederum sind mit seitlichen Ansätzen 6 axial verschiebbar am Bremshalter 2 geführt sowie radial bzw. tangential abgestützt. In diesem Zusammenhang beziehen sich die Richtungsangaben auf die Drehachse der zugehörigen Bremsscheibe. Im einzelnen weist der Bremshalter 2 die Bremsscheibe überragende Halterarme 7 auf, an denen die Bremsbeläge 5 über ein Führungsprofil 8 geführt sind. Zur Übertragung von Bremsumfangslasten sind die Bremsbeläge 5 tangential an den jeweiligen Führungsprofilen 8 abgestützt. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Bremshalters 2 sind seine Halterarme 7 mittels eines Stegs 9 miteinander verbunden.
Zur Verbesserung des Lüftverhaltens einer derartigen Schwimmsattel-Scheibenbremse 1, d. h. der selbsttätigen Einstellung eines definierten Lüftspieles zwischen der Bremsscheibe und den Bremsbelägen 5, ist an jedem Bremsbelag 5 zumindest eine Bremsbelagfeder 10 vorgesehen, die insbesondere als Blechbauteil ausgeführt ist. Für die Ausführungsbeispiele gemäß 1- 4 sind für jeden Bremsbelag 5 jeweils zwei Bremsbelagfedern 10 vorhanden, die jeweils an den seitlichen Ansätzen 6 angeordnet sind. Grundsätzlich ist jede Bremsbelagfeder 10 axial zwischen dem Bremsbelag 5 und dem Bremshalter 2 bzw. dem Halterarm 7 wirksam. Der Schwimmsattel 3 ist demzufolge von der Krafteinwirkung der Bremsbelagfeder 10 nicht betroffen. Die Bremsbelagfeder 10 übt demnach eine axiale Federkraftkomponente auf den Bremsbelag 5 aus, die diesen insbesondere beim Lösen der Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 nach einer beendeten Bremsbetätigung von der zugehörigen Bremsscheibenoberfläche wegdrückt. Jede der in den Figuren dargestellten Bremsbelagfedern 10, 20, 30 ist fest mit dem jeweiligen Bremsbelag 5 verbunden und stützt sich axial gegenüber dem Bremshalter 2 ab.
Gemäß einer ersten Variante nach den 1- 2 ist die Bremsbelagfeder 10 mit einem Basisabschnitt 11 am Bremsbelag 5 befestigt. Dabei ist der Basisabschnitt 11 insbesondere unlösbar am Bremsbelag 5 befestigt, beispielsweise mittels eines Niets 12 bzw. einer entsprechenden Nietbearbeitung. Grundsätzlich sind jedoch auch vergleichbare stoff-, kraft- oder formschlüssige Befestigungsmöglichkeiten denkbar. Vom Basisabschnitt 11 geht ein Federarm 13 aus, der sich zumindest axial gegenüber dem Bremshalter 2 bzw. dem Halterarm 7 abstützt. Der Federarm 13 kann sich dabei analog zu den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen auch unmittelbar am Bremshalter 2 bzw. seinem Halterarm 7 abstützen. Dies erfordert jedoch gegebenenfalls aus Gründen der Maßgenauigkeit eine zusätzliche Bearbeitung des Bremshalters 2 im Abstützbereich des Federarms 13. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist daher ein Bremsbelagführungselement 40 vorgesehen, das sich zwischen dem Bremshalter 2 bzw, dem Halterarm 7 und dem Bremsbelag 5 erstreckt. Das insbesondere aus Blech gefertigte Bremsbelagführungselement 40 ist jeweils mit einem Führungsabschnitt 41 formschlüssig am Führungsprofil 8 angeordnet und damit am Bremshalter 2 bzw. Halterarm 7 befestigt. Mit seinen Führungsabschnitten 41 verhindert das Bremsbelagführungselement 40 somit eine direkte Berührung von Bremsbelag 5 und Bremshalter 2. Neben positiven Einflüssen auf das Korrosionsverhalten kann somit mittels des Bremsbelagführungselements 40 bei geeigneter Oberflächengestaltung die leichtgängige Verschiebbarkeit der Bremsbeläge 5 gegenüber dem Bremshalter 2 entscheidend verbessert werden. Am Bremsbelagführungselement 40 ist erfindungsgemäß ein Anschlag 42 ausgebildet, an dem der zugehörige Federarm 13 der Bremsbelagfeder 10 unter axialer Vorspannung anliegt. Der Anschlag 42 lässt sich in Form eine einfachen Blechzunge kostengünstig und maßgenau am Bremsbelagführungselement 40 anformen, so dass die gewünschte Federkraft am Federarm 13 zielgerichtet eingestellt werden kann. Dabei ist der Federarm 13 vorzugsweise bogenförmig oder geschwungen ausgeführt, um eine weiche Federcharakteristik zu erzielen, die selbst bei großen Federauslenkungen einen linearen Zusammenhang zwischen Federweg und Federkraft gewährleistet. Gemäß der ersten Variante ist der Federarm 13 im wesentlichen G-förmig gestaltet. Diese bevorzugte Bauform gewährleistet nicht nur einen ausreichenden Federweg, der den gesamten Verschiebeweg des Bremsbelags 5 einschließen muss, sondern weist auch einen vorteilhaft geringen Bauraumbedarf auf. Andere geeignete Gestaltungsformen des Federarms 13 sind erfindungsgemäß ebenfalls denkbar. Darüber hinaus ist der Federarm 13 am Bremsbelagführungselement 40 auch radial sowie tangential verriegelt bzw. fixiert. Dazu ist am Bremsbelagführungselement 40 eine im wesentlichen axial sich erstreckende Lasche 43 angeformt, die in eine zugehörige Öffnung 14 des Federarms 13 hineinragt. Der Federarm 13 ist somit radial und tangential am Bremsbelagführungselement 40 gehalten. Dadurch können über den Federarm 13 auch radiale bzw. tangentiale Federkraftkomponenten auf den Bremsbelag 5 ausgeübt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit den Bremsbelag 5 mittels der Bremsbelagfeder 10 radial und tangential gegenüber dem Bremshalter 2 zu verspannen. Sonstige zu diesem Zweck vorgesehene Federmittel können also vorteilhaft entfallen. Das Zusammenwirken der Bremsbelagfeder 10 mit dem Bremsbelagführungselement 40 erlaubt grundsätzlich die separate Auslegung dieser beiden Bauteile. Insbesondere können für die beiden Bauteile unterschiedliche Blechdicken Verwendung finden, wodurch am Federarm 13 die gewünschte Federkraft nicht nur durch die geometrische Gestaltung, sondern auch durch die Auswahl des Materials bzw. der Materialstärke beeinflusst werden kann. Zur Reduzierung der Kippneigung des Bremsbelags 5 gegenüber dem Bremshalter ist die Befestigungsstelle 12 der Bremsbelagfeder 10 radial in der Nähe der Bremsbelagführung am Halterarm 7 ausgebildet.
3a-b ist in zwei vergrößerten Ansichten eine zweite Ausführungsform der Bremsbelagfeder 20 zu entnehmen. Die Bremsbelagfeder 20 nach 3a-b weist im Unterschied zur Variante nach den 1- 2 zwei Federarme 23 auf, die im wesentlichen symmetrisch zur Befestigungsstelle mittels Nietbearbeitung 22 am Bremsbelag 5 angeordnet sind. Die Bremsbelagfeder 20 ist analog mit einem Basisabschnitt 21 über einen Niet 22 am Bremsbelag befestigt. Ausgehend vom Basisabschnitt 21 erstrecken sich symmetrisch die beiden Federarme 23, die sich am Bremsbelagführungselement 40 abstützten. Dazu sind am Bremsbelagführungselement 40 jeweils Laschen 43 ausgebildet, die in zugehörige Öffnungen 24 der Federarme 24 hineinragen. Auch für diese Variante der Bremsbelagfeder 20 ist somit eine Krafteinwirkung in axialer, radialer und tangentialer Richtung auf den jeweiligen Bremsbelag 5 möglich. Insgesamt bewirkt der Einsatz zweier symmetrisch angeordneter Federarme 23 eine Verringerung der Kippneigung des Bremsbelags 5 innerhalb der Bremsbelagführung als Folge der Krafteinwirkung der Bremsbelagfeder 20. Zur Verbesserung der Befestigung der Bremsbelagfeder 20 am Bremsbelag 5 sind am Basisabschnitt Sicken 25 ausgebildet, um den Basisabschnitt 21 zu versteifen. Eine weitere Erhöhung der Steifigkeit am Basisabschnitt 21 kann durch Ausbildung eines abgewinkelten Abschnittes 26 erreicht werden. Die dadurch bewirkte Verstärkung des Basisabschnittes 21 ermöglicht gegebenenfalls den Einsatz geringerer Blechdicken für die Bremsbelagfeder 20.
4 zeigt eine weitere Ausführung einer Bremsbelagfeder 30 mit zwei Federarmen 33, 34 zur Lüftspieleinstellung. Die Bremsbelagfeder 30 ist in bekannter Weise mit ihrem Basisabschnitt 31 über einen Niet 32 am Bremsbelag 5 befestigt. Die Federarme 33, 34 stützen sich ebenfalls analog zu bisherigen Varianten am Bremsbelagführungselement 40 ab, um die gewünschten Federkraftkomponenten auf den Bremsbelag 5 ausüben zu können. Dazu sind an den Federarmen 33, 34 jeweils Öffnungen 35 vorgesehen, durch die zugehörige Laschen 43 des Bremsbelagführungselements 40 hindurchragen. Damit werden die Federarme 33, 34 nicht axial am Bremsbelagführungselement 40 abgestützt, sondern auch radial bzw. tangential an diesem verriegelt. Gemäß 4 sind die Federarme 33, 34 nicht symmetrisch gestaltet, so dass grundsätzlich unterschiedliche, auf den Bremsbelag 5 einwirkende Federkräfte an den Federarmen 33, 34 darstellbar sind. Weiterhin kann über eine gezielte Auslegung der Federkräfte an den Federarmen 33, 34 der unerwünschten Kippneigung des Bremsbelags 5 entgegengewirkt werden. Eine Versteifung des Basisabschnittes 31, zur Verbesserung der Befestigung der Bremsbelagfeder 30, wird hier durch eine asymmetrische Gestaltung des Basisabschnitts 31 bezogen auf die Befestigungsstelle 32 erreicht.
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele der Bremsbelagfeder 10, 20, 30 zur Lüftspieleinstellung lassen sich grundsätzlich auch nur auf einen Bremsbelag 5 auf der ersten Bremsscheibenseite anwenden. Eine verbesserte Lüftfunktion der Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 ergibt sich jedoch bei einem symmetrischen Einsatz der erfindungsgemäßen Bremsbelagfeder 10, 20, 30 an den Bremsbelägen 5 auf beiden Bremsscheibenseiten. Durch eine solche Maßnahme kann des eingestellte Lüftspiel zwischen Bremsbelag 5 und Bremsscheibe gleichmäßig auf beide Bremsscheibenseiten verteilt werden.

Claims

Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem fahrzeugfesten Bremshalter (2), an dem beiderseits einer zugehörigen Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge (5) verschiebbar geführt sind, mit einem die Bremsscheibe sowie die Bremsbeläge (5) übergreifenden Schwimmsattel (3), der verschiebbar am Bremshalter (2) gelagert ist, und mit wenigstens einer Bremsbelagfeder (10, 20, 30), die zumindest axial zwischen dem Bremshalter (2) und dem Bremsbelag (5) wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbelagfeder (10, 20, 30) am Bremsbelag (5) befestigt ist und sich mit zumindest einem Federarm (13, 23, 33, 34) axial gegenüber dem Bremshalter (2) abstützt.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) mit Bremsbelagfeder (10, 20, 30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (13, 23, 33, 34) radial und/oder tangential gegenüber dm Bremshalter (2) verriegelt ist.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) mit Bremsbelagfeder (20, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbelagfeder (20, 30) zwei Federarme (23, 33, 34) aufweist, die insbesondere bezogen auf die Befestigungsstelle (22) am Bremsbelag (5) symmetrisch gestaltet sind.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) mit Bremsbelagfeder (10, 20, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bremshalter (2) und Bremsbelag (5) ein Bremsbelagführungselement (40) angeordnet ist, an dem ein Federarm (13, 23, 33, 34) der Bremsbelagfeder (10, 20, 30) radial und/oder tangential verriegelt ist.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) mit Bremsbelagfeder (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federarm (13) an einem Anschlag (42) des Bremsbelagführungselements (40) axial anliegt.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) mit Bremsbelagfeder (10, 20, 30) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine im wesentlichen axial verlaufende Lasche (43) des Bremsbelagführungselements (40) in eine zugehörige Öffnung (14, 24, 35) der Bremsbelagfeder (10, 20, 30) erstreckt.