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D o l z e n f ü h r u n g Bolzenführung, insbesondere für Teilbelagscheibenbremsen,
bei de der Bolzen durch eine Führungsbohrung eines elastischen Führungselements
geführt ist, das fest in einer Bohrung eines Führungsteils angeordnet ist und das
bei Verschiebung des Bolzens gegenüber dem Führungsteil eine Rückstell- und Nachstellwirkung
ausübt.
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Aus der Dt-OS 1 93o 685 ist eine Scheibenbremse mit einem die Bremsscheibe
umgreifenden Zangengehüse bekannt. Das Zangengehäuse ist über Führungsbolzen, die
am Zangengehäuse axial zur Scheibenachse befestigt sind, an einem Bremsträger verschicbbar
geführt, Und zwar ragen die Führungsbolzen durch Bohrungen im Führungsträger hindurch,
in denen ringförmige Bolzenführungen fest angeordent sind, die die Führungsbolzen
umschließen. Die Bolzenführungen, die jeweils am Ein- u. Ausgang der Bohrungen im
Bremsträger angeordnet sind, bestehen aus einem in eine Ringnut in der Bohrung fest
einrese tzten Metallring, an dessen Innenwend ein Ring aus elastischem Material
befestigt ist. Dieser Ring aus elastischem Material sitzt derart mit Vorspannung
auf den Führungsbolzrn, daß beim Vorscheiben die @@@@@@@@ in des Lehrung aus @@@@tragers
durch die Heftreibung zwischen Bolzen und Ring erst eine elastischem Verformung
der Ringes erfolgt, bevor die Haftreibung überwunden wird und der Bolzen sich auch
im Ring verschiebt. Das Bedeutet, daß bei einer Verschiebung des Bolzens um ein
Maß, bei dem die Haftreibung des Ringes noch nicht überwunden wird, die
elastische
Verformung des Ringes bei Entlastung des Bolzens von der Verschiebekraft wieder
zurückgeht, und den Bolzen um das Maß der Verschiebung wieder mit zurücknimmt.
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Bei einer Verschiebung des Bolzens, bei der die Haftreibung überwrmden
wird, wird ebenfalls der Ring elastisch verformt, so daß bei einer. derartigen Verschiebung
der Bolzen nach Entlastung ebenfalls wieder zurückgeschoben wird, aber nur um das
Maß, um das der radial innere Teil des Ringes von seiner Normalform in axialer Richtung
elastisch verformt wurde.
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Von Nachteil ist bei diesen Bolzenführungen, daß eine Rück-bzw. Nachstellung
des Bolzens in der Bolzenführung abhängig ist von der Reibung zwischen dem Bolzen
und dem elastischen Ring. Da aber diese Reibung insbesondere bei Verwendung einer
solchen Bolzenführung bei Scheibenbremsen durch die Verschmutzung des Bolzens nicht
konstant gehalten werden kann, ist auch keine Nachstellung bzw. Rückstellung um
ein festdefiniertes Maß möglich, sondern richtet sich ganz danach, wie Feuchtigkeit,
Ö1 oder Staub, die auf den Bolzen gelangen können, den Reibwert momentan bestimmen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Bolzenführung nach dem Oberbegriff
zu schaffen, die eine Verschiebung und RückstelJun, des Bolzens rrtit konstanten
Kräften über die gesamte Verschiebelänge unabhängig von äußeren Einflüssen gelfährleistet,
billig und einfach herstellbar, sowie leicht mon tiebar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Führungselement
in der Verschieberichtung des Bolzens durch Formschluß mit dem Bolzen verbunden
ist>. und daß nach Überschreitung einer begrenzten elastischen Verformung des
Führinselements durch den verschobenen Bolzen das Führungselement
eine
bleibende Formänderung aufweist.
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Dabei ist es von Vorteil, wenn der Bolzen an seinem in die Führunsbohrung
hineinbewegbaren Bereich einen oder mehrere Vorsprünge aufweist, und wenn die Ausdehnung
des Bolzens in radialer Richtung im Bereich des Vorsprungs größer ist als der Durchmesser
der Führungsbohrung.
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Vorteilhafterweise ist dabei das Führungselement in einer in der Bohrung
des Führungsteils ausgebildeten Ringnut angeordnet und der Vorsprung am Bolzen als
radial umlaufender Ring ausgebildet.
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Bei einer günstigen Ausbildung der Bolenführung weist das Führungselement
bei verschobenem Bolzen eine durch Spanung erfolgte bleibende Formänderung auf,
wobei die Verspanung des Führungselements durch die dem Führungselement zugewandte
radial äußere Kante des Vorsprungs, die als Scherkante ausgebildet ist, erfolgen
kann. Günstig ist es dabei, wenn das Führungselement an der zylindrischen Mantelfläche
seiner Führungsbohrung mit einem Profil ausgebildet ist, wobei die Profiltiefe größer
ist, als die radiale Ausdehnung des Vorsprunges. Dabei kann das Profil ein Gewindeprofil
oder durch axiale Nuten gebildet sein.
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Bei einem derartigen Führungselement wird beim Verschieben des Bolzens
das Führungselement im Bereich des Profils durch den Vorsprung des Bolzens axial
druckbeaufschlagt. Durch die Elastizität des werkstoffes wird das Fühungselement
dabei verformt. Ist die Verschiebung des Bolzens mir ::n dem Bor Brech, in dem sich
das Führungselement verformt, so entspannt sich das Führungselement nach Entlastung
des Bolzens von seiner Verschiebekraft wieder und schiebt den Bolzen in seine Ausgangslage
zurück.
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Bei Verschiebung des Bolzens über den elastischen Bereich des Führungselements
hinaus, wird der innere Bereich des Führungselements an dem der Vorsprung des Bolzens
anliegt, von der
Scherkante des Vorsprungs um die die elastische
Verformung des Führungselements überschreitende Länge abgeschert, sodaß bei Entlastung
des Bolzens von seiner Verschiebekraft der Bolzen nur um das der elastischen Verformung
entsprechende Maß zurückgestellt wird.
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Da der abzuscherende Querschnitt und die elastische Verformung, sowohl
beirnGewindeprofil, als auch beim Axialnutenprofil um die ganze Verschiebelänge
immer konstant -bleibt, bleiben auch unabhängig von äußeren Einflüssen die Verschiebekraft,
die Rückstelllcraft und der Rückstellweg konstant.
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Die Profilierung der zylindrischen Mantelfläche der Führungsbohrung
hat weiterhin den Vorteil, daß das abgescherte Material in den Profillücken gut
abgeführt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das
Führungselement bei verschobenem Bolzen eine durch plastische erformung erfolgte
bleibende Formänderung auf.
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Dabei kann das Führungselement durch FlieBpressen in einen in die
Bohrung des Führungsteiles einmündenden Raum verdrängbar sein. Bei einem derartigen
Führungselement erfolgt zuerst auch eins elastische Verformung innerhalb deren Bereich
bei Entlastung des Kolbens von der Verschiebekraft eine Zurückstellung erfolgt.
Bei Überschreitung dieses elastischen Bereichs durch einen gröberen trorschiebehub
wird das Material des Führungselements plastisch verformt und in einen in die Bohrung
des Führungsteils einmündenden Raum verdrängt. Nach der Entlastung des Bolzens entspannt
sich das Material des Führungselements um das Maß, um das es zuerst elastisch gestaucht
war, wieder und stellt den Bolzen um diese Entspannungslänge zurück.
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Da der Verformungswiderstand und die Elastizität des Wcrkstoffes des
Führungselemcnts Iconstant sind, bleiben auch bei diesem Ausführungsbeispiel Rückstellweg
, Rücks telikraft und Verschiebekraft unabhängig von äußeren Einflüssen konstant.
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Ein weiteres erfindungsgem.ißes Ausführungsbeispiel einer Bolzenführung
mit einei plastisch formänderbaren Führungselement besteht darin, daß das Führungselement
ein axial elastisch und plastisch verformbarer Faltenbalg ist, der den Bolzen umschließt
und sich am Führungsteil abstützt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Bolzenführung
im Schnitt Fig. 2 ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßen Bolzenführung im
Schnitt Fig. 3 ein Führungselement nach Fig. 2 in der Vorderansicht Fig. 4 ein drittes
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bolzenführung im Schnitt Fig. 5 ein
viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Eolzenführung im Schnitt Fig.
6 eine Teilbelagscheibenbremse in der Seitenansicht Bei den in den Figuren 1, 2,
4 und 5 dargestellten Bolzens führungen ist ein Bolzen 1 in einer Bohrung 2 eines
Fü'lrungsteils 3 angeordnet. zinke in der Bohrung 2 causgeDildete Ritlgnut 4 nimmt
ein jührungselement 5 auf, durch dessen axiale Führungsbohrung 7 der Bolzen 1 hindurchragt
. An dem Bereich
mit dem sich der Bolzen 1 bei der vornehinlichen
Bewegungs richtung 8 in die Führungsbohrung 7 des Führungselements 5 hineinbewegt,
ist der Bolzen 1 mit einem als radial umlaufenden Ring ausgebildeten Vorsprung 6
versehen. Ein mit einer zentrischen Druchgangsbohrung 9 versehener Deckel 10, durch
den der Bolzen 1 hindurch geführt ist, schließt die als Einbauraum des Führungselements
5 dienende Ringnut 4 nach außen ab.
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In Fig. 1 ist das Führungselement 5 eine in die Ringnut 4 eingesetzte
Hülse, deren Führungsbohrung 7 mit einem Gewindeprofil 11 ausgebildet ist, wobei
die Profiltiefe 12 größer ist als die radiale Ausdehnung 13 des Vorsprungs 6. In
Bewegungsrichtung S des Bolzens 1 gesehen, stützt sich dieses Führungselement 5
an der ringförmigen Bodenwand 14 der Ringtiut 4 ab.
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Bewegt sich nun der Bolzen 1 in die Führungsbohrung 7 hinein, so wird
das Führungselement 5 im Bereich des Gewindeprofils 11 axial von dem Vorsprung 6
beaufschlagt, sodaß aufgrund seiner Elastizität das Füirungselement 5, das aus einem
Thermoplast wie Teflon bestehen kann, insbesondere im Bereich seines Gewindes elastisch
verformt wird. Ist der Verschiebeweg des Bolzens 1 nur so groß, daß die Verformung
des Gewindeprofils 11 im elastischen Bereich des Werkstoffs des Führungselements
5 erfolgt, so wird der Bolzen 1 bei Entlastung von seiner Verschiebekraft durch
das sich entspannende und zurückverformende Gewindeprofil 11 wieder in die Ausgangslage
zurück verschoben. Ist aber der Verschiebelfeg des Bolzens 1 so 'rOíK; daß der Bereich
der elastischen Verformung überschritten wird, so schert der Vorsprung 6 mit seiner
radial äußeren Kante 15 das Gewindeprofil 12 in der Länge ab, um die der gesamte
Vcrschiebeweg des Bolzens 1 größer ist als der Verschiebelfeg in dem sich das Gewindeprofil
11 elastisch verformt. Nach Entlastung des Bolzens 1 von seiner Verschiebekraft
wird der
Bolzen 1 wieder um die Länge des Verschiebewegs zurückverschoben,
um den sich das Gewindeprofil 11 elastisch verformt hat. Da die Profiltiefe 12 größer
ist als die radiale Ausdehnung 12 des Vorsprungs 6, kann das abgescherte Profilmaterial
in den Bereich des Gewindegrunds 16 verdrängt werden, sodaß kein Stau von abgeschertem
Profilmaterial entsteht.
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Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Bolzenführung besteht ähnlich
wie in Fig. 1 das Führungselement 5 aus einer in die Ringnut 4 eingesetzten Hülse,
deren Führungsbohrung 7 ein Profil aufweist, und zwar ist dieses Profil durch axiale
Nuten 17 gebildet, deren Tiefe 12 größer ist, als die radiale Ausdehnung 13 des
Vorsprungs 6. Außerdem ist die radial äußere Kante 15 des Vorsprungs 6 als Scherkante
18 ausgebildet.
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Die Funktion dieser Bolzenführung ist etwa gleich der Funktion der
Bolzenführung nach Fig. 1, und zwar verformt sich bei Verschiebung des Bolzens 1
das Führungselement 5 insbesondere im Bereich des Profils zuerst elastisch und wird
bei Überschreitung des elastischen Bereichs durch die Scherkante 18 um die Länge
abgeschert, um die der Gesamtverschiebeweg des Bolzens 1 größer ist als der Verschiebeweg
in dem sich das Profil elastisch verformt. Um diesen Verschiebeweg im Elastizitätsbereich
arird wie bei Fig. 1 der Bolzen 1 nach seiner Entlastung auch wieder zurückgestellt.
Das abgescherte Material wird in die Nuten des Profils verdrängt, sodaß kein Materialstau
entsteht.
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In Fig. 4 besteht das ebenfalls in die Ringnut 4 eingesetzte hülsenförmige
Führungselement 5 us einein sEerkstoff, der sich nach Überwindung des Elastizitätsbereichs
plastisch verformt.
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Bei einer Verschiebung des Bolzens 1 um einen Weg, bei dem die Verformung
des Werkstoffes des Führungselements 5 durch den Vorsprung 6 innerhalb des elastischen
Bereichs des plastischen Werkstoffs erfolgt, entspannt sich das Führungselement
nach Entlastung des Bolzens 1 von seiner Verschiebekraft wieder
und
schiebt den Bolzen 1 um seinen Verschiebeweg wieder zurück.
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Bei einer Verschiebung des Bolzens um einen Weg, bei dem der Elastizitätsbereich
des Werkstoffes des Führungselements 5 überschritten wird, wird durch das Eintauchen
des stufenartig ausgebildeten Vorsprungs 6 des Bolzens 1 in den Werkstoff des Führigselements
5 dieser durch Fließpressen in einen am Boden 14 in die Ringnut 4 einmündenden Raum
19 verdrängt. Dieser Raum 19 ist dadurch gebildet, daß zwischen dem Bolzen 1 und
der zylindrischen Wand der Bohrung 2 ein ringförmiger Spalt ist, dessen Querschnitt
etwa der Stirnfläche 2c des stufenartigen Vorsprungs 6 entspricht. Nach Entlastung
des Bolzens 1 von der Verschiebekraft wird der Bolzen 1 durch Entspannung des Werkstoffs
des Führungselements 5 um die Länge, um die dieser Werkstoff elastisch gestaucht
war, zurückgestellt.
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Das lührungselement 5 der Bolzenführung in Fig. 5 ist ein axial elastisch
und plastisch verformbarer Faltenbalg, der den Bolzen 1 umschließt. Mit dem einen
Ende stützt sich der Faltenbalg an der Bodenwand 14 der Ringnut 4 ab, während das
andere Ende an dem Vorsprung 6 des Bolzens 1 anliegt. Bei Verschiebung des Bolzens
1 in das Ftihrungselement 5 um einen Weg, bei dem der Faltenbalg nur elastisch zusammengedrückt
wird, entspannt sich dieser nach Entlastung des Bolzens 1 von der Verschiebekraft
wieder auf seine vorherige Länge und stellt den Bolzen 1 um den gesamten Verschiebeweg
wieder zurück. Bei einer Verschiebung um einen Weg, bei dem der elastische Bereich
der Verformung, die insbesondere in den Bereichen des inneren und äußeren Durchmessers
des Faltenbalgs erfolgt, überscllrit-tes wird, erfolgt; bei Entlastung des Bolzens
1 durch EntsJt?annung eine Rückstellung um die Länge des Weges, die zur elastischen
Verformung des Faltenbalgs benötigt wurde In Fig. 6 ist als Anwendungsbeispiel eine
Schwimmsattelscheibunbremse dargestellt, bei der erfindungsgemä-ße Bolzenführungen
vorteilhaft eingebaut sind. Und zwar ist der Bremssattel 21,
der
eine Betätigungsvorrichtung 22 zum Andrücken der Bremsbacken 23 und 24 an die Bremsscheibe
25 aufweist, in Scheibenumfangsrichtung gesehen auf beiden Seiten mit einem Paar
Armen 26 u. 27 versehen, die derart die firemsscheibe 25 unlgreifen, daß jeweils
1 Änn eines Armpaares 26 u. 27 auf jeder Seite der Bremsscheibe 25 ist. In einem
Bremsträger 29 sind Bolzen 1 befestigt, die jeweils mit ihren beiden Enden in die
Arme des Armpaares 26, 27 hineinragen. Diese Enden der Arme sind als Augen 28 ausgebildet,
in die erfindungsgemäße Bolzenführungen eingebaut sind.
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Bei diesem Anwendungsfall wird bei einer Betätigung der Bremse durch
di e Be die Betätigungsvorrichtung 22 die Bremsbacke 24 gegen die Bremsscheibe 25
gedrückt, wodurch gleichzeitig der Bremssattel 21 nach rechts verschoben und damit
auch die Bremsbacke 23 gegen die Bremsscheibe 25 gezogen wird. Dieses bedeutet aber
auch, daß eine Relativverschiebung der Bolzen 1 in den Bolzenführungen nach rechts
erfolgt.
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Tst die Verschiebung nur so groß, daß sich die Führungselemente in
den Bolzenführungen elastisch verformen, so wird nach Lösen der Bremse der Bremssattel
21 um das gleiche Maß wieder zurückgestellt, um das er beim Bremsvorgang verschoben
wurde. Das Maß der Verschiebung im elastischen Bereich der Führungselemente entspricht
dem Bremslüftspiel, um das die Bremsbacken 23 u. 24 nach einem Bremsvorgang von
der Bremsscheibe 25 zurückgestellt werden. Ist der Verschiebeweg des Bremssattels
21 bei einem Bremsvorgang z.U. infolge eines Bremsbelagverschleißes größer als die
Verformungslänge, innerhalb der sich das Führungselement elastisch verformt, so
wird der Bremssattel durch die bleibende Verformung das Führungselements um die
über dex elastischen Teil des Verschiebewegs liegende Länge verschoben bleiben,
d.h. nachgestellt werden, und nur um den elastischen Teil des Versciiebewegs1 d.h.
das Bremslüftspiel, zurückgestellt werden.
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Durch die erfindungsgemäßen Bolzenführungen ist somit eine einfache
und sichere Rück- u. Nachstellung des Bremssattels geschaffen.