DE2838921C2 - Schwimmsattel-Scheibenbremse - Google Patents

Schwimmsattel-Scheibenbremse

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DE2838921C2 DE2838921A DE2838921A DE2838921C2 DE 2838921 C2 DE2838921 C2 DE 2838921C2 DE 2838921 A DE2838921 A DE 2838921A DE 2838921 A DE2838921 A DE 2838921A DE 2838921 C2 DE2838921 C2 DE 2838921C2
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Description

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei einer aus der DE-OS 26 36 443 bekannten Scheibenbremse wird eine Bremsbacke zwischen zwei Abstützflächen des Bremsträgers durch zwei am Bremssattel befestigte Stifte geführt und gehalten, während die andere Bremsbacke mit dem Bremssattel fest verbunden ist Der Bremssattel besitzt zwei Führungsbolzen, die derart durch zwei mit Obermaß ausgebildete Fassungen des Bremsträgers geführt sind, daß sie nur zur Bremsenmitte hin einen formschlüssigen Kontakt mit dem Bremsträger haben. Bei Betätigung der Bremse wird die an der mit dem Bremssattel formschlüssig verbundene Bremsbacke auftretende Bremskraft über den Bremssattel und den in Scheibeneinlaufrichtung liegenden Führungsbolzen an den in Scheibeneinlarfrichtung
ίο liegenden Arm des Bremsträgers übertragen, die an der anderen Bremsbacke auftretende Bremskraft wird über die Abstützfläche des Bremsträgers direkt auf den zur Scheibenauslaufseite liegenden Arm des Bremsträgers übertragen.
υ Mit dieser Anordnung ist zwar die Aufteilung der gesamten auftretenden Reibkraft auf beide Arme des Bremsträgers in jedem Belastungsfall gewährleistet, jedoch überträgt eine Bremsbacke ihre auf sie wirkende Reibkraft immer nur auf einen Arm des Bremsträgers.
Es ergibt sich somit, daß eine Bremsbacke gedruckt und die andere gezogen wird. Damit treten an den Bremsbacken Kräfteverhältnisse auf, die das Bremsennibbeln sowie das Bremsenquietschen begünstigen. Außerdem müssen der Bremssattel sowie die Führungsbolzen sehr materialaufwendig ausgeführt sein, da sie die gesamte Reibkraft einer Bremsbacke aufnehmen und weiterleiten müssen.
Eine gattungsgemäße Scheibenbremse ist aus der DE-AS 2031 249 bekannt Diese zeigt zwei Z-förmige, auf den Bremsträger aufgesetzte Teile, die den Bremssattel führen und ihn im Belastungsfall abstützen. Die innere, kolbenseitige Bremsbacke ist zwischen den Armen des Bremsträgers angeordnet, die äußere Bremsbacke umgreift die Arme des Bremsträgers, so daß sie sich mit ihren Enden an äußeren, einander abgekehrten Stützflächen der Bremsträgerarme abstützen kann.
Die Bremsbacken stehen so im Beiastungsfai! immer nur mit einem Arm des Bremsträgers kraftschlüssig in Verbindung und erst nach einer, durch die bestehenden Spiele festgelegte Deformation des scheibeneinlaufseitigen Arms des Bremsträgers, wird der Bremssattel zwischen seinen Führungen eingeklemmt und stellt eine kraftübertragende Verbindung zwischen den Armen des Bremsträgers her.
Der Nachteil liegt in der Abhängigkeit der Kraftaufteilung von den Herstelltoleranzen der Führungen des Bremssattels und in der Vielzahl der benötigten Einzelteile. Zudem tritt die Kraftaufteilung erst nach der Deformation eines Eremsträgerarms und Überwindung
a> von Bremse zu Bremse unterschiedlichen Spielen ein. Schon kleinste Maßtoleranzen haben auf die Kraftaufteilung eine große Wirkung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwimmsattel-Teilbelag-Scheibenbremse zu schaffen, bei der die Reibkraft schon an einer Bremsbacke, unabhängig von der Belastung der Bremse und von Herstellungstoleranzen, in einem vorherbestimmbaren Verhältnis auf die Arme des Bremsträgers übertragen wird. Die Aufgabe wird durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Wenn bei der Wahl des Reibbelages gewährleistet ist, daß der Reibungskoeffizient μΓ zwischen Bremssattel und Bremsbacke kleiner ist als der Reibungskoeffizient μβ zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe, dann ist eine Aufteilung der Bremskräfte auf beide Arme des Bremsträgers jederzeit sichergestellt.
Wird der Reibungskoeffizient μτ zwischen Bremssattel und Bremsbacke so ausgelegt, daß er um den Faktor
0,5 geringer isi als der Reibungskoeffizient μβ zwischen Bremsbelag und Bremsscheiben so wird die an einer Bremsbacke auftretende Bremskraft unabhängig vom Belastungsfall auf beide Arme des Bremsträgers im Verhältnis 1 :1 aufgeteilt So ermöglicht die Kraftaufteilung auf beide Arme des Bremsträgers eine optimale Werkstoffausnutzung und unterbindet durch dieses gleichmäßige Kräfteverhältnis an den Bremsbacken das Bremsenrubbeln. Die Kraftaufteilung ist nun weitgehend von Maßtoleranzen unabhängig und läßt sich sogar durch • Wahl des Reibungskoeffizienten in jedem gewünschten Verhältnis vorherbestimmen. Die Toleranzen des Reibungskoeffizienten werden die Kraftaufteilung zwar auch beeinflussen, jedoch ist der Einfluß nicht so schwerwiegend wie der von Maßtoleranzen.
Dadurch, daß der Bremssattel sich an dem in Hauptdrehrichttuig der Bremsscheibe gesehen hinteren Arm des Bremsträgers abstützt und die Bremsbacke mit dem in Hauptdrehrichtung gesehen vorderen Arm des Bremsträgers in Eingriff tritt, wird ein Schrägverschleiß der Beläge sowie ein Führungsklemmen des Bremssattels vermieden.
Durch die Anordnung eines Reibbelages zwischen Bremsbacke und Bremssattel wird ein sicherer Reibschluß zwischen diesen Teilen erreicht
Mit der Ausführung, daß der Bremssattel in Hauptdrehrichtung mit je einer Fläche zu beiden Seiten der Bremsscheibe formschlüssig an einem Arm des Bremsträgers anliegt, wird ein Schrägstellen des Bremssattels vermieden und somit dem Schrägverschleiß der Bremsbeläge entgegengewirkt
Wird die Abstützung des Bremssattels so ausgeführt, daß der Bremssattel in Hauptdrehrichtung nur über der Bremsscheibe formschlüssig an einem Arm des Bremsträgers anliegt, so wird das maximal auftretende Biegemoment gesenkt und der Arm des Bremsträgers kann materialsparender und billiger ausgelegt werden.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung wird der mit dem Rremssattel in formschlüssiger Verbindung stehende Arm des Bremsträgers so ausgebildet, daß er sich nur bis zur vom Bremsträger aus gesehen Bremsscheibenaußenkante erstreckt. Die auf der dem Bremsträger abgewandten Scheibenseite liegende Bremsbakke wird am Bremssattel derart aufgehängt daß sie in Umfangsrichtung dir Bremsscheibe verschiebbar ist. Durch diese Bauweise kann zusätzlich Material eingespart werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eir>e Draufsicht einer in Höhe der Arme des Bremsträgers waagerecht aufgeschnittenen Schwimmsattel-Teilbelag-Scheibenbremse,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 11-11 in Fig. 1,
F i g. 3 eine in Umlaufrichtung der Bremsscheibe gesehene, in der Bremsenmitte aufgeschnittene Schwimmsattel-Teilbelag-Scheibenbremse,
F i g. 4 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Schwimmsattel-Teilbelag-Scheibenbremse.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse besteht aus einem am Fahrzeugteil festlegbaren Bremsträger 1, aus beiderseits der Bremsscheibe 10 angeordneten Bremsbacken 8, 9, aus einem die Bremsscheibe u-förmig übergreifenden, die Bremsbakken 8,9 umgreifenden Bremssattel 11, der am Bremsträger 1 mittels zwei Führungsbolzen axial verschiebbar befestigt ist und einem zwischen Bremsträger 1 und Bremssattel 11 angeordneten Betätigungszylinder 14, der auf die Bremsbacke 8 direkt, auf die Bremsbacke 9 über den Bremssattel 11 indirekt einwirkt
Der Bremsträger 1 weist zwei in Sekantenrichtung zur Bremsscheibe 10 im Abstand voneinander angeordnete, den Rand der Bremsscheibe übergreifenden Arme 2, 3 auf, die den Bremsbacken 8, 9 zur Führung und Halterung dienen. Der auf der Scneibeneinlaufseite liegende Arm 2 des Bremsträgers zeigt zwei parallel zur
ίο Scheibenachse liegende Nuten 18, 19, die durch die Wandfläche 22 des Bremsträgerarms 2, durch die Nutenbodenflächen 18', 19' und durch die parallel zur Wandfläche 22 zum Außenrand der Bremsscheibe 10 zeigenden Wandflächen 24,25 begrenzt sind. Die Wandflächen 24, 25 enden innerhalb des Außenumfangs 30 der Bremsscheibe 10 an den Flächen 26,27. Der auf der Scheibenauslaufseite liegende Arm des Brernsträgers 3 hat eine der Bremsenmitte zugewandte Wandfläche 23, von der sich im rechten Winkel zur Bremsenmitte zeigend zwei Auflageflächen 20,21 erstrecken.
Die Bremsbacken 8,9 sind aus Belag b,7 und Rückenplatte 4, 5 zusammengesetzt und tragen auf der dem Bremssattel zugewendeten Seite 31,32 einen Reibbelag, so daß der Reibungskoeffizient μΓ zwischen Reibbelag und Bremssattel genau um 0,5 kleiner ist als der Reibungskoeffizient /ie zwischen Bremsscheibe 10 und den Belägen 6, 7. Die Enden 28, 29 der Rückenplatten 4, 5 auf der Scheibeneinlaufseite sind mit zur Scheibenmitte zeigenden Vorsprüngen 28', 29' ausgebildet, die sich mit Spiel X in die Nuten 18,19 einfügen und auf den Nutenböden 18', 19' aufliegen. Die zur Scheibenauslaufseite liegenden Enden 33,34 der Rückenplatten 4,5 liegen auf den Abstützflächen 20,21, so daß sie eine zur Scheibenmitte zeigende Drehung um den Abstützpunkt der Vor-Sprünge 28', 29' auf den Nutenböden auffangen können.
Die" Enden 33, 34 der Rückenplätten zeigen mit der Wandfläche 23 des Bremsträgerarms ein Spiel y, das größer als das Spiel χ ist
Der Bremssattel 11 wird mittels eines am Arm 2 des Bremsträgers angeordneten, federnden Elementes 35 an der Wandfläche 23 des Bremsträgerarmes 3 über die Flächen 16,17 in Anlage gehalten. Der sich parallel zur Bremsscheibe 10 erstreckende Schenkel 12 d^s Bremssattels 11 steht mit der Rückenplatte 4 der Bremsbacke 9 über die Fläche 36 in direkter reibschlüssiger Verbindung, der Schenkel 13 des Bremssattels steht über den Betätigungszylinder 14 mit der Rückenplatte 5 der Bremsbacke 8 durch die Fläche 37 indirekt in reibschlüssiger Verbindung.
Anhand von F i g. 1 und 2 soll die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse erläutert werden. Die Bremsscheibe 10 soll sich in der durch Pieil 15 angegebenen Richtung als Hauptdrehrichtung drehen. Die bei Anlegen der Bremsbacken an die Bremsscheibe auftretenden resultierenden Kräfte stehen im wesentlichen senkrecht auf dem in F i g. 2 durch Punkt 38 laufenden Durchmesser der Bremsscheibe 10. Somit wird d'e Bremskraft versuchen, die Bremsbacken in Drehrichtung 15 der Bremsscheibe mitzurei-Ben. Der Reibschluß zwischen Bremsbacke 8( 9 und dem Bremssattel 11 wird überwunden und die Rückfcnplatte 4, 5 der Bremsbacken haken sich mit ihren mit Vorsprüngen 28', 29' ausgebildeten Enden 28, 29 in die Nuten 18,19 des BrcmsTägerarms 2 ein und übertragen an den Wandflächen 24, 25 alle über den Reibschluß hinausgehenden Kräfte auf den Bremsträgerarm 2. während die durch Reibschluß übertragene Kraft aui den Bremssattel 11 über die Anlageflächen 16, 17 auf den
Arm 3 des Bremsträgers 1 weitergeleitet wird. Die gewünschte Kraftaufteilung ist somit nur von dem Verhältnis der Reibungskoeffizienten μΓ und μβ abhängig und soll durch ein Zahlenbeispiel kurz erläutert werden.
Der Reibungskoeffizient μα zwischen Belag 6, 7 und s der Bremsscheibe 10 sei μβ = 0,5. der Reibungskoeffizient μΓ zwischen den Schenkeln 12,13 des Bremssattels und den Stützplatten 4, S der Bremsbacken ist zu ßr = 0,25 ausgelegt. Geht man von einer axialen, die Bremsbacken 8,9 an die Bremsscheibe 10 andrückenden to Kraft F = 1000 Kp aus, so wird zwischen Bremsscheibe 10 und jedem Belag 6, 7 eine Bremskraft Fb = 500 Kp auftreten, die versucht, die Bremsbacken in Umfangsrichtung mitzureißen. Um jedoch die Bremsbacken gegenüber dem Bremssattel bewegen zu können, muß erst der Reibschiuß von
Fr = F ■ μην = 1000 Kp · 0,25 = 250 Kp
überwunden werden. Damit teilt sich die an der Bremsbacke auftretende Bremskraft in eine den Reibschluß überwindende Kraft auf, die über den Bremssattel an den Arm 3 des Bremsträgers weitergeleitet wird und in die Restkraft F/ = FB- Fr = 250 Kp, die über den Vorsprung 28', 29' an den Arm 2 des Bremsträgers übergeben wird. Es ergibt sich also eine vom Belastungsfall unabhängige, gleichmäßige Kraftaufteilung auf die Arme 2,3 des Bremsträgers.
F i g. 4 zeigt eine Aufsicht auf eine abgeänderte, erfindungsgemäße Schwimmsattel-Scheibenbremse. Sie unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Bremse durch den abgeänderten Arm 3' des Bremsträgers, der nur bis über die Bremsscheibe 10 ragt und mit einem zur Bremsenmitte zeigenden Vorsprung 40 mit der Fläche 41 am Bremssattel 11 anliegt. Die Stützplatte 4' der Bremsbacke 9' weist einen zum Schenkel 12 des Bremssattels zeigenden Zapfen 39 auf, der in einer Aussparung 38 des Schenkels 12 des Bremssattels 11 derart zu liegen kommt, daß nur ein Verschieben der Bremsbacke um das Spiel X mit und gegen die Umfangsrichtung der Bremsscheibe 10 möglich ist, ohne daß der Zapfen 39 an die Wandflächen 42 bzw. 43 zu liegen kommt Die durch den Reibschluß bedingte Wirkungsweise der Scheibenbremse wird durch diese Abänderung nicht beeinflußt. Im Gegensatz zu F i g. 1 ist nun der Kraftangriffspunkt auf den Arm 3' des Bremsträgers vom Belagverschleiß unabhängig. Der Kraftangriffspunkt liegt immer über der Scheibe und das Biegemoment ist nur von der resultierenden Bremskraft abhängig.
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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims (7)

Patentansprüche:
1. Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse mit einem auf einer Seite einer Bremsscheibe angeordneten Bremsträger, der zwei den Rand der Bremsscheibe übergreifende Arme bildet, mit zwei beiderseits der Bremsscheibe angeordneten Bremsbacken, die an den Armen des Bremsträgers abgestützt und geführt sind, mit einem am Bremsträger axial verschiebbar gelagerten Bremssattel, der über einen in einem seiner Schenkel angeordneten Bremskolben mit einer Bremsbacke und über den anderen Schenkel mit der anderen Bremsbacke reibschlüssig in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (11) in Umfangsrichtung spielfrei an einem der Arme (3) des Bremsträgers (1) anliegt und daß die Bremsbacken (8,9) sich am anderen Arm (2) des Bremsträgers (1) abstützen, wobei insbesondere der Reibungskoeffizient {jii) zwischen den Bremj&acken (8, 9) und den damit in Reibeingriff bringbaren Betätigungsteilen des Bremssattels (11) im wesentlichen um den Faktor 0,5 geringer ist als der Reibungskoeffizient (/ta) zwischen den Bremsbacken (8,9) und der Bremsbacke (10).
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brems^attel (11) sich an dem in Hauptdrehrichtung (15) der Bremsscheibe (10) gesehen ausgangsseitigen Arm (3) des Bremsträgers (1) abstützt
3. Scheibenbremse nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bremsbacke (8, 9) uai Brent-.,attel (11) ein Reibbelag (36,37) angeordnet bt
4. Scheibenbremse nach eir im vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattei (Ii) in Hauptdrehrichtung (15) mit je einer Fläche (16, 17) zu beiden Seiten der Bremsscheibe (10) formschlüssig an einem Arm des Bremsträgers (3) anliegt.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (11) in Haupldrehrichtung (15) nur über der Bremsscheibe (lO) formschlüssig an einem Arm (3) des Bremsträgers (1) anliegt.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Bremssattel (11) in formschlüssiger Verbindung stehende Arm (3) des Bremsträgers (1) sich bis zur vom Bremsträger (1) aus gesehenen Bremsscheibenaußenkante erstreckt
7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der dem Bremsträger (1) abgewandten Scheibenseite liegende Bremsbacke (9) am Bremssattel (11) derartig aufgehängt ist, daß sie in Umfangsrichtung der Bremsscheibe (10) verschiebbar ist.
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