DE10238735A1

DE10238735A1 - Schwimmsattel-Scheibenbremse mit Bremshalter

Info

Publication number: DE10238735A1
Application number: DE2002138735
Authority: DE
Inventors: Uwe Hendirch
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: 2004-03-11
Also published as: WO2004018892A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem fahrzeugfesten Bremshalter (4), an dem sowohl zugehörige Bremsbeläge (6, 7) als auch ein rahmenförmiger Schwimmsattel (2) verschiebbar geführt sind. Um für die Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) eine Bauform darzustellen, die eine hohe Steifigkeit aufweist und eine vorteilhafte Übertragung von Bremsumfangslasten ermöglicht, ist vorgesehen, dass der Bremshalter (4, 34) Haltearme (15, 35) aufweist, die die Bremsscheibe (5) tangential außerhalb des rahmenförmigen Schwimmsattels (2) axial überragen, und dass der Bremshalter (4, 34) zur Bremsbelagführung Führungsarme (16, 36) aufweist, an denen die Bremsbeläge (6, 7) anliegen. Die Halter- (16, 36) und die Führungsarme (16, 36) können getrennt voneinander ausgelegt werden und gestatten eine vorteilhaft leistungsfähige Gesamtkonstruktion der Schwimmsattel-Scheibenbremse (1), ohne die wichtige Verschiebbarkeit des Schwimmsattels (2) sowie der Bremsbeläge (6, 7) negativ zu beeinträchtigen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem fahrzeugfesten Bremshalter, an dem sowohl zugehörige Bremsbeläge als auch ein Schwimmsattel verschiebbar geführt sind.

Aus der DE 196 22 209 A1 ist eine solche Schwimmsattel-Scheibenbremse bekannt, wobei der Schwimmsattel rahmenförmig den Bremshalter umrandet. Der Schwimmsattel besitzt zur Versteifung ferner einen die Bremsscheibe überragenden Brückenabschnitt, der die zu beiden Bremsscheibenseiten angeordneten Rahmenabschnitte miteinander verbindet. Die Bremsbeläge sind innerhalb des Bremshalters axial verschiebbar geführt sowie zur Übertragung von Bremsumfangskräften tangential abgestützt. Dazu sind am Bremshalter zwei Halterarme vorgesehen, an denen die Bremsbeläge entsprechend geführt und abgestützt sind. Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, dass sich vor allem die Halterarme des Bremshalters unter den Bremsumfangskräften elastisch stark verformen. Dadurch wird bei bestimmten Betriebszuständen die leichtgängige Verschiebbarkeit sowohl des Schwimmsattels als auch der Bremsbeläge erschwert. Letztlich führt dies zu Funktionsproblemen der Bremse. Darüber hinaus ist ein Zugang zu den Bremsbelägen, beispielsweise während eines Bremsbelagwechsels, nur bei demontiertem Schwimmsattel möglich.

Die WO 02/12747 A1 beschreibt ferner eine Scheibenbremse mit einem fahrzeugfesten Bremshalter und einem Schwimmrahmen, der den Bremshalter umgibt und gleichzeitig verschiebbar an diesem gelagert ist. Der Bremshalter ist ebenfalls rahmenartig ausgebildet und nimmt die Bremsbeläge zur verschiebbaren Führung sowie Abstützung auf. Dabei sind die Bremsbeläge vom Schwimmrahmen umrandet, so dass sie montagefreundlich radial nach außen aus dem Bremshalter entnehmbar sind. Allerdings sind die Bremsbeläge zur Umfangskraftübertragung bezogen auf die jeweilige Drehrichtung der Bremsscheibe nur auslaufseitig am Bremshalter abgestützt. Dies gewährleistet nur einen beschränkten Bremskomfort.

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem Bremshalter und einem zugehörigen Schwimmsattel anzugeben, die zur Übertragung ausreichend großer Bremsumfangskräfte in der Lage ist ohne die leichtgängige Verschiebbarkeit des Schwimmsattels bzw. der Bremsbeläge zu beeinträchtigen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Patentanspruch 1. Danach umfasst die Schwimmsattel-Scheibenbremse einen fahrzeugfesten Bremshalter, an dem beiderseits einer Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge verschiebbar geführt sind, und einen die Bremsscheibe sowie die Bremsbeläge übergreifenden rahmenförmigen Schwimmsattel, der verschiebbar am Bremshalter gelagert ist. Neuerungsgemäß weist der Bremshalter einerseits Halterarme auf, die die Bremsscheibe tangential außerhalb des rahmenförmigen Schwimmsattels axial überragen, und andererseits besitzt der Bremshalter zur Bremsbelagführung Führungsarme, an denen die Bremsbeläge verschiebbar anliegen. Die Halter- und die Führungsarme sind dabei voneinander räumlich getrennt, so dass sie nach ihren jeweiligen Funktionen zielgerichtet separat ausgelegt werden können. Dies ermöglicht eine besonders steife Gestaltung des gesamten Bremshalters, um auch große Bremsumfangskräfte aufnehmen zu können. Darüber hinaus kann die Bremsbelagführung über die Führungsarme flexibel ausgebildet werden.

Eine vorteilhafte Ausführung der Schwimmsattel-Scheibenbremse bzw. des Bremshalters wird dadurch erreicht, dass die Führungsarme unter Belastung um eine achsparallele Drehachse elastisch verformbar sind. Insbesondere befindet sich die Drehachse im Bereich der Anbindungsstelle des Führungsarms an den Bremshalter. Damit können sich die Führungsarme unter Bremsumfangslast elastisch verformen, so dass die Bremsumfangskräfte vom Bremshalter aufgenommen werden können, ohne die Führungseigenschaften der Bremsbeläge negativ zu beeinflussen. Gemäß einer bevorzugten Variante erstrecken sich die Führungsarme im wesentlichen tangential. Dies gewährleistet eine besonders günstige Übertragung der Bremsumfangskräfte. Ferner ist es sinnvoll, die Führungsarme für den fahrzeugbezogen axial innenliegenden Bremsbelag und den außenliegenden Bremsbelag gleich zu gestalten. Dadurch ergeben sich unter Bremsumfangslast im wesentlichen die gleichen elastischen Verformungen an den Führungsarmen.

Eine sinnvolle Weiterentwicklung der Schwimmsattel-Scheibenbremse sieht vor, dass die axial die Bremsscheibe überragenden Halterarme durch einen Steg miteinander verbunden sind, so dass sich für den Bremshalter eine im wesentlichen rahmenförmige Bauform ergibt. Die rahmenförmige Bauform des Bremshalters ist vorteilhaft steif und somit unempfindlich gegenüber unerwünschten Verformungen. Die Schwimmsattel-Scheibenbremse ist demnach in der Lage sehr hohe Bremsleistungen aufzubringen bzw. umzusetzen.

Zur Erleichterung von Montagetätigkeiten an der Schwimmsattel-Scheibenbremse kann vorgesehen sein, dass die Bremsbeläge vom Schwimmsattel umrahmt, radial entnehmbar an den Führungsarmen anliegen. Dies vereinfacht vor allem den Bremsbelagwechsel, wobei der Schwimmsattel zum Belagwechsel nicht demontiert zu werden braucht.

Eine insbesondere hinsichtlich des Bremskomforts bevorzugte Variante der Schwimmsattel-Scheibenbremse ergibt sich dadurch, dass die Bremsbeläge an wenigstens einem Führungsarm tangential im wesentlichen formschlüssig geführt sind. Vorzugsweise ist jeder Bremsbelag an beiden Tangentialseiten jeweils formschlüssig in einem zugehörigen Führungsarm aufgenommen. Damit können am Bremsbelag auftretende Bremsumfangslasten vorteilhaft über zwei Führungsarme übertragen werden. Dadurch wird für den Bremsbelag in tangentialer Richtung eine günstige Pull-/Push- bzw. Push-/Pull-Abstützung am Bremshalter erreicht.

Weiterhin weist die Schwimmsattel-Scheibenbremse zur klapperfreien Verspannung der Bremsbeläge ein kombiniertes Federelement auf, das die Bremsbeläge axial gegeneinander sowie radial und tangential gegenüber dem Bremshalter verspannt. Das insbesondere einteilige Federelement erfüllt somit vorteilhaft mehrere Federfunktionen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Schwimmsattel-Scheibenbremse sieht vor, dass der rahmenförmige Schwimmsattel an seinen parallel zur Bremsscheibe verlaufenden Abschnitten zumindest im Bereich der Führungsarme einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Diese Gestaltungsform gewährleistet für den Schwimmsattel eine besondere Festigkeit. Ferner kann sich der Schwimmsattel bei fortschreitendem Reibbelagverschleiß mit einem Schenkel seines L-förmigen Abschnitts über den zugehörigen Führungsarm des Bremshalters schieben. Dies bewirkt eine platzsparende Gesamtkonstruktion der Schwimmsattel-Scheibenbremse.

Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen in den Figuren zu entnehmen, die im folgenden näher erläutert werden.
Es zeigt:
l eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Schwimmsattel-Scheibenbremse mit rahmenförmigem Schwimmsattel und zugehörigem Bremshalter;
2 eine Draufsicht auf die Schwimmsattel-Scheibenbremse aus 1;
3 eine Seitenansicht einer modifizierten Ausführung des Bremshalters mit Steg;
4 zwei Teilansichten einer weiteren Ausführung der Schwimmsattel-Scheibenbremse.
Die in den 1-4 gezeigten Ausführungen einer Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 für ein Kraftfahrzeug umfassen einen Schwimmsattel 2, der über vorzugsweise zwei Führungsvorrichtungen 3 an einem fahrzeugfesten Bremshalter 4 verschiebbar gelagert ist. Der Schwimmsattel 1 ist in Rahmenbauweise ausgeführt und übergreift eine Bremsscheibe 5, wobei er beiderseits der Bremsscheibe 5 angeordnete Bremsbeläge 6, 7 rahmenförmig umgibt. Die zwischen Bremshalter 4 und Schwimmsattel 2 wirksamen Führungsvorrichtungen 3 sind insbesondere als Bolzenführungen gestaltet, die jeweils mittels zumindest einer Faltmanschette 8 oder eines sonstigen Dichtelementes gegenüber unerwünschten Umwelteinflüssen, z. B. Schmutz oder Feuchtigkeit, geschützt sind. Wie in 2 erkennbar umfasst die Bolzenführung 3 beispielsweise einen am Bremshalter 4 verschraubten Bolzen 9 mit Führungshülse 10, wobei der Bolzen 9 sowie die Führungshülse 10 verschiebbar in einer zugehörigen Öffnung 11 im Schwimmsattel 2 verschiebbar aufgenommen sind. Statt einer zweiteiligen Ausführung mit Bolzen 9 und Führungshülse 10 kann innerhalb der Bolzenführung 3 analog auch ein einteiliger Führungsbolzen zum Einsatz kommen. In den Schwimmsattel 2 selbst ist auf einer Bremsscheibenseite eine Betätigungsvorrichtung 12 integriert, um auf zumindest einen Bremsbelag 6 direkt eine Bremsenzuspannkraft aufbringen zu können. Dabei ist die Betätigungsvorrichtung 12 vorzugsweise hydraulisch, elektrisch oder elektromechanisch betätigbar. Der gegenüberliegende Bremsbelag 7 wird während einer Bremsbetätigung durch axiale Verschiebung des Schwimmsattels 2 indirekt gegen die Bremsscheibe 5 gedrückt.
Der Bremshalter 4 besitzt einen Basisabschnitt 13 mit zwei Befestigungslöchern 14, um den Bremshalter 4 fahrzeugfest montieren zu können. Vom Basisabschnitt 13, der sich auf einer ersten Bremsscheibenseite befindet, gehen zwei axial sich erstreckende Halterarme 15 aus, die den radial außenliegenden Rand der Bremsscheibe 5 übergreifen. Dabei verlaufen die Halterarme 15 tangential außerhalb des rahmenförmigen Schwimmsattels 2, um eine besonders steife Gestaltung des Bremshalters 4 zu erreichen. Auf beiden Bremsscheibenseiten sind an den Halterarmen 15 jeweils Führungsarme 16 angeformt, die der verschiebbaren Führung sowie Abstützung der Bremsbeläge 6, 7 dienen. Dazu sind an den Führungsarmen 16 Führungsausnehmungen 17 ausgebildet, in denen die Bremsbeläge 6, 7 mit seitlichen Ansätzen 18 im wesentlichen formschlüssig, jedoch axial verschiebbar anliegen. Dadurch wird für jeden der Bremsbeläge 6, 7 eine gleichmäßige Übertragung der Bremsumfangslasten tangential beidseitig auf die Führungsarme 18 gestattet. Bezogen auf die Hauptdrehrichtung 20 der Bremsscheibe 5, d. h. bei Vorwärtsfahrt, wird die Bremsumfangslast demnach anteilig über den einlaufseitigen und den auslaufseitigen Führungsarm 18 übertragen. Dabei werden die in den Führungsarmen 18 geführten Bremsbeläge 6, 7 vom Schwimmsattel 2 umrahmt, so dass sie beispielsweise zu Wartungszwecken mühelos radial entnommen werden können, ohne den Schwimmsattel 2 komplett demontieren zu müssen.
Zur radialen Verliersicherung sind die Bremsbeläge 6, 7 mittels eines kombiniert wirkenden Federelementes 21 gegenüber dem Bremshalter 4 verspannt. Dabei ist das Federelement 21 über einen Haltestift 22 am Schwimmsattel 2 fixiert bzw. abgestützt. Im einzelnen besitzt das Federelement 21 mehrere Federarme 23-25, durch die unterschiedliche Federkraftkomponenten auf den jeweiligen Bremsbelag 6, 7 aufgebracht werden können. Ein erster Federarm 23 liegt jeweils im einlaufseitigen Bereich radial am Bremsbelag 6, 7 an und sorgt für eine radiale Verspannung des Bremsbelags 6, 7 am Bremshalter 4. Darüber hinaus sind am Federelement 21 zumindest zwei weitere geschwungene Federarme 24 ausgebildet, die sich im wesentlichen axial zwischen den Bremsbelägen 6, 7 erstrecken. Die Federarme 24 liegen unter axialer Vorspannung an den Bremsbelägen 6, 7 an und versuchen diese von der Bremsscheibe axial wegzudrücken. Dadurch wird bei nicht-betätigter Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 ein ausreichendes Luftspiel zwischen den Bremsbelägen 6, 7 und der Bremsscheibe 5 eingestellt. Ferner weist das Federelement 21 eine dritte Art von Federarmen 25 auf, die bezogen auf die Hauptdrehrichtung 20 insbesondere auslaufseitig jeweils an einer Schräge 26 des Bremsbelags 6, 7 unter Federvorspannung anliegt. Durch Anlage an der Schräge 26 kann der betreffende Bremsbelag 6, 7 sowohl radial als auch tangential gegenüber dem Bremshalter 4 verspannt werden. Dies gewährleistet eine klapperfreie Anordnung der Bremsbeläge 6, 7 innerhalb der Schwimmsattel-Scheibenbremse 1, die vor allem hinsichtlich von Komfortgesichtspunkten erwünscht ist. Die unterschiedlichen Federarme 23-25 erlauben damit das Aufbringen verschiedener Federkraftkomponenten auf die Bremsbeläge 6, 7 mittels eines einzigen Federelementes 21. Dabei ist das Federelement 21 mit seinen Federarmen 23-25 nicht notwendigerweise spiegelsymmetrisch gestaltet. Daher ist vorzugsweise eine Markierung 19 am Federelement 21 vorgesehen, um dieses bezogen auf die Hauptdrehrichtung 20 der Bremsscheibe 5 korrekt ausgerichtet zu montieren.
3 ist eine weiterentwickelte Ausführung des Bremshalters 34 zu entnehmen, der neben dem Basisabschnitt 33 und den Halterarmen 35 einen Steg 30 aufweist, der die beiden Halterarme 35 auf der fahrzeugbezogen axial außenliegenden Bremsscheibenseite miteinander verbindet. Dadurch ergibt sich für den Bremshalter 34 eine rahmenförmige Bauform, die aufgrund ihrer Steifigkeit selbst bei hohen Belastungen nur sehr geringe Verformungen zulässt. Die wirkt sich positiv auf die leichtgängige Führung sowohl des Schwimmsattels 2 als auch der Bremsbeläge 6, 7 aus. Die Führungsarme 36 sind jeweils an die die Bremsscheibe übergreifenden Halterarme 35 angebunden und verlaufen im wesentlichen tangential. Innerhalb der Führungsausnehmungen 37 sind dabei die Bremsbeläge 6, 7 axial verschiebbar geführt und in Umfangsrichtung abgestützt. Als Folge der Gestaltung der Führungsarme 36 können sich diese unter Bremsumfangslast während einer Bremsbetätigung um eine achsparallele Drehachse D elastisch verformen. Damit wird innerhalb bestimmter Grenzen eine elastische Verformung der Führungsarme 36 bei der Übertragung der Bremsumfangskräfte zugelassen. Dies gilt vorzugsweise für die Führungsarme 36 auf beiden Bremsscheibenseiten, insbesondere sind die Führungsarme 36 auf der fahrzeugbezogen axial innenliegenden Seite genauso gestaltet wie die Führungsarme auf der außenliegenden Seite. Hieraus resultiert unter Bremsumfangslast ein gleichmäßiger Kraftfluss durch den gesamten Bremshalter 4, der belastungsbedingte Materialschädigungen verhindert. Die elastische Verformung der Führungsarme 36 unter Bremsumfangslast beeinträchtigt dabei nicht die leichtgängige Verschiebbarkeit der Bremsbeläge 6, 7 in den Führungsausnehmungen 37. Im einzelnen werden in einem solchen Fall die axial innen- bzw. außenliegenden Führungsarme 36 im wesentlichen im gleichen Maße elastisch verformt, so dass sich die jeweiligen Bremsbeläge 6, 7 parallel zur den Reibflächen der Bremsscheibe verschieben. Damit wird außerdem eine unerwünschte Schiefstellung des Schwimmsattels 2 unterbunden.
4 zeigt eine besonders vorteilhafte Gestaltung des rahmenförmigen Schwimmsattels 2, der im Bereich der Führungsarme 16 Sattelabschnitte 40 mit L-förmigem Querschnitt aufweist. Diese Bauform ergibt eine besonders hohe Steifigkeit für den Schwimmsattel 2. Ferner kann sich der betreffende Sattelabschnitt 40 bei stark verschlissenem Reibbelag 27 (siehe 4b) mit einem Schenkel über den zugehörigen Führungsarm 16 schieben. Daraus resultiert für die gesamte Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 axial eine sehr platzsparende Gesamtanordnung.

Claims

Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem fahrzeugfesten Bremshalter (4, 34), an dem beiderseits einer Bremsscheibe (5) angeordnete Bremsbeläge (6, 7) verschiebbar geführt sind, mit einem die Bremsscheibe (5) sowie die Bremsbeläge (6, 7) übergreifenden rahmenförmigen Schwimmsattel (2), der verschiebbar am Bremshalter (4, 34) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremshalter (4, 34) Halterarme (15, 35) aufweist, die die Bremsscheibe (5) tangential außerhalb des rahmenförmigen Schwimmsattels (2) axial überragen, und dass der Bremshalter (4, 34) zur Bremsbelagführung Führungsarme (16, 36) aufweist, an denen die Bremsbeläge (6, 7) anliegen.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsarme (16, 36) unter Belastung um eine achsparallele Drehachse (D) elastisch verformbar sind.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungsarme (16, 36) im wesentlichen tangential erstrecken.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterarme (35) durch einen Steq (30) miteinander verbunden sind.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g®kennzeichnet, dass die Bremsbeläge (6, 7) vom Schwimmsattel (2) umrahmt, radial entnehmbar an den Führungsarmen (16, 36) anliegen.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbeläge (6, 7) an wenigstens einem Führungsarm (16, 36) tangential im wesentlichen formschlüssig geführt sind.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbeläge (6, 7) mittels eines Federelementes (21) axial gegeneinander sowie radial und tangential gegenüber dem Bremshalter (4, 34) verspannt sind.
Schwimmsattel-Scheibenbremse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rahmenförmige Schwimmsattel (2) an seinen parallel zur Bremsscheibe (5) verlaufenden Abschnitten (40) zumindest im Bereich der Führungsarme (16, 36) einen Lförmigen Querschnitt aufweist.