DE2811848A1

DE2811848A1 - Scheibenbremsvorrichtung

Info

Publication number: DE2811848A1
Application number: DE19782811848
Authority: DE
Inventors: Curt Edvard Lundvik
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1978-09-21
Also published as: CA1104953A; JPS53134172A; GB1592817A; SE412101B; IT1158668B; IT7821348A0; FR2384161A1; SE7703128L

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF * DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte

München,

17. März 1978

Postanschrift / Foetal Address Postfach 860109, 80OO Mün.

ichenee

■2HH-

Fienzenauerstraße 28

Telefon 983222

Telegramme: Chemindus München

Telex: (O) 523992

1848

-7438

• E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Del. I9898, V.St.A.

Scheibenbremsvorrichtung

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Die vorliegende Erfindung betrifft sogenannte Scheibenbremsen, bei denen eine oder mehrere mit einem Rad verbundene Scheibe (η) derart angeordnet ist (sind), um mit Hilfe von Reibblöcken, die am Rahmen des Fahrzeugs befestigt sind, eine Bremsung zu bewirken.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass Scheibenbremsen gewisse Probleme aufweisen, die bisher schwierig zu überwinden waren. Wegen der Wirtschaftlichkeit der Fertigung, der Auswahl von weniger geeigneten Werkstoffen und fehlender Genauigkeit während der Fertigung können Scheibenbremsen mehr oder weniger schief werden oder die Reibblöcke können während des Radumlaufs die Bremsscheiben ungleichmässig erfassen. Es ist ferner möglich, dass nach einer schweren Bremsung die Bremsscheibe beschädigt sein kann, so dass sie schief wird. Wenn die Reibblöcke diese schiefen Bremsscheiben erfassen, so neigen die Bremsscheiben dazu, eine seitliche Bewegung auf die Reibblöcke zu übertragen, die ihrerseits am Rahmen des Fahrzeugs befestigt sind. Diese Bewegung veranlasst die Reibblöcke, sich etwas in ihren Befestigungsanordnungen,den sogenannten Bremssätteln, zu bewegen. Wegen der zwischen den Reibblöcken und den Bremssätteln vorhandenen Reibungskräften werden diese Bewegungen auf den Rahmen des Fahrzeugs übertragen. Dies verursacht Schwingungen und eine anormale Abnützung der Reibblockbeläge und der Reibblöcke selbst und sogar eine Abnützung an gewissen Teilen des Fahrzeugrahmens. Die Bewegung zwischen den Reibblöcken und den Bremssätteln kann zu quietschenden Bremsen führen.

Es ist erwünscht, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und. eine Scheibenbremsvorrichtung zu schaffen, die die Übertragung zumindestens eines grossen Anteils der Bewegung der Reibblöcke auf die Befestigungsvorrichtung für die Reibblöcke verhindert. Es ist ferner erwünscht, das Quietschen zu verhindern, das durch die Bewegung der Reibblöcke in den Bremssätteln entsteht.

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Frühere Versuche, diese Schwierigkeiten zu überwinden, sind in den US-PSen 3 648 807 (Lottridge et al., 1972), 3 684 (Ogawa et al. , 1972), 3 730 302 (Ogawa et al., 1973), 3 722 634 (Ogawa et al., 1973) und 3 998 296 (James, 1976)" beschrieben. Weitere Verbesserungen sind noch wünschenswert.

Die vorliegende Erfindung schafft in einer Scheibenbremsvorrichtung, in der mindestens eine Bremsscheibe mit dem umlaufenden Körper verbunden ist, der mittels Reibblöcke abgebremst werden soll, die beweglich in einem Gehäuse angeordnet sind, und die derart angebracht sind, dass sie gegen die einander gegenüberliegenden Seiten des umlaufenden Körpers zur Erzielung der Bremsung durch eine Andrückvorrichtung gepresst werden, eine Verbesserung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass vorzugsweise für Jeden Bremsschuh ein Gleitelement vorgesehen wird, das an mindestens einer Seite mit einem selbstschmierenden, festen, polymeren Werkstoff beschichtet ist, wobei das Gleitelement sowohl zwischen dem Eeibblock und der Andrückvorrichtung als auch zwischen dem Bremssattel und der Kante des Eeibblocks liegt, die,bezogen auf die normale Drehrichtung des umlaufenden Körpers, die vordere Kante darstellt.

Vorzugsweise sieht die Erfindung eine beschränkte Bewegung zwischen dem Gleitelement und dem Eeibblock vor, und der polymere Werkstoff am Gleitelement ist ein Fluorpolymeres, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen. Das Gleitelement kann mit dem Bremsschuh einstückig ausgeführt sein oder es kann aus einer dünnen Folie bestehen, wobei es gelegentlich vorzuziehen ist, das Gleitelement derart zu formen, dass es in einem Abschnitt zwischen dem Eeibblock und der Andrückvorrichtung, der von der vorderen Kante abliegt, ausgeschnitten ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die schema-

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tisch, eine erfindungsgemässe Scheibenbremsvorrichtung darstellt,

Fig. 2 eine ähnliche Seitenansicht längs der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1, die die Seite eines Reibblocks darstellt,

.Fig. 3 eine ähnliche Seitenansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 1, die das Gleitelement an der Rückseite eines Reibblocks zeigt, und

Fig. 4 eine ähnliche Seitenansicht längs der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3, die einen Reibblock, ein Gleitelement und den Bremssattel in vergrössertem Masstab darstellt.

Es kann angenommen werden, dass die Hauptkraft, die Schwingungen und ein Quietschen der Bremse_s erzeugt von den Rand des Reibblocks, der in normaler Drehrichtung der Bremsscheibe nach vorne gerichtet ist, übertragen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Scheibe mit der zur Schmierung dienenden polymeren Beschichtung in einem Winkel, beispielsweise einem rechten Winkel, gebogen und sitzt mit ihrem einen Abschnitt zwischen dem Reibblock und ihrem hydraulischen Kolben, und mit dem anderen winkelig gebogenen Abschnitt zwischen dera erwähnten vorderen Rand des Reibblocks und seines Halters.

Die Erfindung wird anschliessend im einzelnen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben, die ein bevorzugtes, praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen.

Die in den Zeichnungen dargestellte Anordnung besteht aus einer Bremsscheibe 1, die an einer umlaufenden, zu bremsenden nicht dargestellten Einheit befestigt ist, zwei Reibblöcken 2 und 3 und einer Halteanordnung in Gestalt eines Gehäuses oder Bremssattels 4.

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Falls eine Bremsscheibe normalerweise in beiden Richtungen umläuft, so kann gesagt werden, dass sie zwei zueinander entgegengesetzte normale Drehrichtungen hat.

Die Bremsscheibe 1, die üblicherweise aus Gusseisen oder Stahl besteht, hat angenommenerweise die durch den Pfeil 5 dargestellte normale Drehrichtung. Die Bremsscheibe und ihr zugeordneter umlaufender Körper sind derart angeordnet, dass sie durch Andrücken der Reibblöcke 2 und 3 gegen die Bremsscheibe gebremst werden können.

Jeder Reibblock besteht aus einem Bremsschuh 6, der aus Eisen oder einem anderen harten Werkstoff besteht und der mit einem Bremsbelag 7 aus einem Material mit bekanntem Reibungskoeffizienten ausgestattet ist. Die Reibblöcke haben im wesentlichen rechteckförmige Gestalt und sind jeweils in ihrem zugeordneten Halter 8 im Bremssattel 4- befestigt. Die Reibblöcke werden an einem Herausfallen aus dem Bremssattel gehindert und werden ungeachtet jeglicher Tendenz zu einer nach innen gerichteten seitlichen Bewegung durch Stifte 9 zusammengehalten- Die Bremssättel sind normalerweise mit Pneumatik- oder Hydraulikkolben 10 ausgestattet, die entworfen sind, um die Reibblöcke gegeneinander und gegen die Bremsscheibe 1 zu drücken.

Es ist offensichtlich, dass eine schiefe Bremsscheibe während des Bremsens das Bestreben hat, die Reibblöcke gegenüber dem Bremssattel seitlich zu verschieben. Wegen der Reibung zwischen den Reibblöcken und dem Bremssattel kann diese seitliche Bewegung nicht ohne eine gewisse Reaktion stattfinden. Somit wird eine Schwingung erzeugt und auf das Fahrzeug übertragen, und zwar zum Teil über die Reibblöcke und den Bremssattel und zum Teil sogar über die Bremsscheibe selbst. Gleichzeitig kann ein Quietschen erzeugt werden. Es wurde bisher angenommen, dass der Hauptübergang der Schwingung über die grosse, ebene Fläche des Bremsschuhs 6 erfolgt. Versuche sind gemacht worden, um diese Fläche mit Fett, Öl oder ähnlichen Stoffe zu im-

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prägnieren. Diese Bemühungen hatten jedoch verhältnismässig geringe Erfolge und das Fett oder Öl kann zusammen mit dem Staub und Schmutz, welcher sich im Raum hinter den Reibblöcken sammelt, die Bewegung der Reibblöcke gegenüber dem Bremssattel weiter behindern.

Die Erfindung beruht zum Teil auf der Entdeckung, dass die hauptsächlichen Schwingungskräfte von am schmalen Rand des Reibblocks übertragen werden, der gesehen von der Bewegungsrichtung der Bremsscheibe, nach vorne gerichtet ist. Die Erfindung beruht ferner auf dem Gedanken, dass man die Übertragung der Reibblockbewegung zum Bremssattel auf ein Mindestmass verringern kann, indem die Reibung zwischen dem Reibblock und dem Bremssattel verringert wird und indem der Raum im Halter 8 hinter dem Reibblock so sauber aismöglich gehalten wird.

Erfindungsgemäss ist ein aus Blech oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehendes Gleitelement 11 an der von der Bremsscheibe 1 abgelegenen Seite des Bremsschuhs 6 angeordnet, d. h. an der Aussenseite des Bremsschuhs 6. Dieses Antifriktionselement hat gegenüber dem Reibblock eine begrenzte Bewegungsmöglichkeit und ist wie der Reibblock mit Hilfe der Stifte 9 befestigt.

Das Gleitelement 11 ist an mindestens einer Seite und vorzugsweise an beiden Seiten mit einem selbstschmierenden festen Polymeren eines Typs beschichtet, der hohe Temperaturen bis zu 250° C aushalten kann, die während des Brerasens auftreten können. Dieses polymere Material sollte auch in der Lage sein, Drücken bis zu 50 bar oder mehr zu widerstehen. Das Material sollte ferner Fett und Schmutz abweisen und die Fähigkeit haben, die im Reibblock während des Bremsens gebildete Wärme abzuleiten. Als Beispiele geeigneter schmierender fester Polymere können Fluorpolymere, besonders Fluoräthanpolymere, wie beispielsweise Polychlortrifluoräthylen (PCTFE) oder PoIytetrafluoräthylen (PTFE) genannt werden» Letzteres hat beson-

ders gute Eigenschaften für diese Verwendung. Diese Kunststoffe haben einen ungewöhnlich niedrigen Reibungskoeffizienten, sind grösstenteils chemisch inert, sind sehr zäh und halten Temperaturen bis zu 250° C oder mehr aus. Ihre Lebensdauer und Belastbarkeit sind gut genug, dass eine mit Tetrafluoräthylen abgedeckte Gleitscheibe mindestens ebenso lange wie der Bremsbelag am Reibblock verwendbar ist.

Während des Bremsens entsteht in der Bremsscheibe ein Verwindungsmoment. Um diese Verwindung zu kompensieren, ist das Gleitelement 11 vorzugsweise ausgenommen oder,wie bei 12 dargestellt, an der vom vorderen Rand des Reibblocks abgelegenen Seite weggeschnitten.

Wie vorausgehend erwähnt wurde, wird ein Hauptteil der Schwingungsbewegung des Reibblocks anscheinend über den schmalen vorderen Rand 13 des Reibblocks 6 auf den Bremssattel übertragen, d. h. über den Rand, der der normalen Bewegungsrichtung der Bremsscheibe zugewandt ist. Um die Übertragung von Schwingungen auf das Fahrzeug und die Gefahr eines Quietschens der Bremsen zu beseitigen oder mindestens zu verringern, ist das Gleitelement mit einem vorderen Rand 14 versehen, der in einem Winkel umgebogen ist. Dieser Rand liegt zwischen dem vorderen Rand 13 des Bremsschuhs 6 und dem zugeordneten Teil

15 des Bremssattels. Das Gleitelement 11 sollte an beiden Seiten mit einer festen Schmierschicht aus polymerem Material

16 bedeckt sein. In gewissen Fällen ist es vorteilhaft, eine dickere Schicht polymeren Materials am vorderen Rand 14 der Gleitscheibe vorzusehen. Der grösste Teil der Wärmeableitung vom Reibblock erfolgt über die ebene Rückseite des Bremsschuhs 6 und den zugeordneten Teil der Gleitscheibe. Aus diesem Grund sollte die Schicht polymeren Materials 16 an diesem Teil des Gleitelements 11 ausreichend dünn und von solcher Beschaffenheit sein, dass sie einen ausreichenden Wärmeübergang zum Bremssattel gestattet, ■

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der

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Bremsschuh 6 mit dem gleichen oder ähnlichen Material beschichtet sein, wie es für die polymere Schicht am Gleitelement verwendet wird. Es kann besonders vorteilhaft sein, d.em orderen Rand 13 des Bremsschuhs 6 mit einem derartigen Material zu beschichten, um die Reibung zwischen den Reibblöcken 2, 3 und dem Bremssattel 4 weiter zu verringern. Es ist am besten, sowohl den vorderen Rand als auch den hinteren Rand und die von der Bremsscheibe abgewandte Seite des Schuhs mit einem Gleitmaterial zu beschichten. Die Beschichtung am Bremsschuh kann in Verbindung mit einem·. Gleitelement oder anstelle eines eigenen Gleitelements verwendet werden,

Die vorausgehende Beschreibung stellt lediglich ein zur Erläuterung dienendes Ausführungsbeispiel dar und es sind viele unterschiedliche Abänderungen innerhalb des Rahmens des anliegenden Patentanspruchs möglich. Insbesondere umfasst die Erfindung viele unterschiedliche Arten polymerer Überzüge zusätzlich zu den bereits genannten.

Ende der Beschreibung

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L e e r s e i \ e

Claims

Patentanspruch

Scheibenbremsvorrichtung, in welcher mindestens eine Bremsscheibe an einem umlaufenden Körper befestigt ist, der mit Hilfe von Eeibblöcken abgebremst wird, die beweglich in einem Gehäuse befestigt und derart angeordnet sind, dass sie durch eine Andrückeinrichtung zum Bremsen gegen die einander gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe gedruckt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Reibblock (2, 3) ein Gleitelement (11) vorgesehen wird, das an mindestens einer Seite mit einem selbstschmierenden festen polymeren Material (16) beschichtet ist, und dass die Gleitelemente zwischen dem Reibblock (2, 3) und der Andrückeinrichtung (10) und zwischen dem Bremssattel (4) und dem Rand des Reibblocks liegen,der in Bezug auf die normale Drehrichtung des umlaufenden Körpers der vordere Rand ist.

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