DE3108354A1

DE3108354A1 - Teilbelag-schwimmsattelscheibenbremse

Info

Publication number: DE3108354A1
Application number: DE19813108354
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt Lötzsch
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1982-09-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelag-Schwimmsattel-
scheibenbremse mit einem auf einer Seite der Bremsscheibe angeordneten Bremsträger, von dem aus sich zwei in Umfangsrichtung einen Abstand aufweisende Bremsbackenabstütz-und -führungsstege axial über den Rand der Bremsscheibe erstrecken, zwischen denen der Schwimmsattel durch den am Boden des Bremszylinders angebrachten Quersteg eines U-förmigen Führungsteils gehalten ist, dessen beide Schenkel in komplementären Führungen des Bremsträgers axial verschiebbar angeordnet sind.
Bei einer bekannten Teilbelag-Schwimmsattelscheibenbremse (DE-OS 27 07 058) sind am Bremssattel über ein Blechteil axiale Führungsbolzen befestigt, die in Führungsbohrungen der Bremsbackentrag- und -führungsstege axial verschiebbar angeordnet sind. Bei einer weiteren bekannten Schwimmsattelbremse mit einem nach Art eines Faustsattels ausgebildeten Schwimmsattel (DE-OS 28 04 808) durchgreifen am Bremsträger befestigte axiale Führungszapfen Axialbohrungen des Schwimmsattels, so daß dieser axial verschiebbar am Bremsträger geführt ist. Auch weitere bekannte Schwimmsattelbremsen (US-PS 33 65 031 und 33 92 808) verwenden axiale Führungsbolzen zur axial verschiebbaren Führung des Schwimmsattels.
Da die axialen Führungsbolzen genau bearbeitet und auch rostbeständig sein müssen, sind sie in der Herstellung und Montage sehr aufwendig. Entsprechendes gilt für die im allgemeinen mit einer Teflon-Einlage versehenen Buchsen zur Aufnahme der Führungsbolzen. Bei Kurvenfahrten besteht die Gefahr, daß sich der notwendigerweise leicht verschiebbar gelagerte Sattel der bekannten Scheibenbremsen in unerwünschter Weise verschiebt.
Das.Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Teilbelag-Schwimmsattelscheibenbremse ..tlt einem Faustsattel der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf die aufwendige Bolzenführung verzichtet werden kann, welche einfach und sicher montierbar ist, bei der ein unerwünschtes Verschieben des Sattels zur Unzeit nicht befürchtet werden muß und die aktiv lüftet. Die erfindungsgemäße Schwimmsattelbremse soll außerdem eine Gewichtseinsparung ermöglichen und sich durch geringen Raumbedarf auszeichnen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Führungsteil eine U-förmige Feder ist, deren Schenkel in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannt sind.
Vorzugsweise soll die Feder im eingebauten Zustand einen im wesentlichen parallel zur Bremsscheibe verlaufenden Quersteg und zwei vorzugsweise nicht parallel zueinander verlaufende Schenkel aufweisen. Dabei können die Schenkel zueinander konvergierend oder alternativ dazu zueinander divergierend angeordnet sein. Dadurch ergibt sich vorteilhaft eine Punktberükrungzwischen Feder und Führungen. Die Führungen sind zweckmäßig in Umfangsrichtung nach innen offen und die Schenkel nach außen vorgespannt.
Auf diese Weise wird mit einem einzigen Bauelement, nämlich der U-förmigen Feder eine nicht starre, jedoch spiel-und klapperfreie Lagerung des Faustsattels gewährleistet, wobei durch die ständige Vorspannung eine solche Reibung zwischen der Feder und dem Bremsträger geschaffen werden kann, daß eine Verschiebung des Schwimmsattels bei Kurvenfahrt oder Erschütterungen weitgehend unterbunden wird.
Durch den Wegfall der zwei rostbeständigen Führungsbolzen und der zugeordneten Führungsbuchsen mit Teflon-Einlage wird eine erhebliche Fertigungsvereinfachung verbunden mit einer ganz erheblichen Kostenherabsetzung erzielt. Probleme mit der Bolzensicherung sind ebenfalls behoben, weil Führungsbolzen überhaupt nicht mehr vorgesehen werden müssen. Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich auf alle Faustsättel anwenden. Die U-förmige Feder kann mit nur geringem Platzbedarf untergebracht werden. Die Lagerung der Bremsbacken der erfindungsgemäßen Bremse kann zweckmäßig so vorgenommen werden, wie das in der DE-OS 28 04 808 beschrieben ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Feder eine Blattfeder ist, deren insbesondere flacher Quersteg im wesentlichen parallel zum Boden des Bremszylinders in einer Ebene parallel zur Bremsscheibe verläuft und deren in der Ebene des Quersteges in die axiale Richtung abgebogene Schenkel in nach innen offenen Führungen des Bremsträgers nach innen ausweichbar und axial verschiebbar, jedoch in allen anderen Richtungen festgelegt gelagert sind. Die Blattfeder ist besonders wirtschaftlich herstellbar und weist außerdem den Vorteil auf, daß sie sich den Formen des von ihr umgebenen Bremszylinders besonders gut anpassen kann, was dem geringen Einbauraumbedarf zugute kommt.
Wesentlich ist, daß in Ausrichtung mit einer oder mehreren Bohrungen am Boden des Bremszylinders ein Ansatz vorgesehen ist, damit der Quer steg der Feder mit seinen beiden zu beiden Seiten des Ansatzes sich erstreckenden Bereichen zum Boden des Bremszylinders hin federn kann. Hierzu müssen auch die Schenkel der Feder seitlich einen gewissen Abstand vom Bremszylinder aufweisen. Insbesondere soll durch den Ansatz bis in den Boden des Bremszylinders hinein eine Gewindebohrung angeordnet sein, in die durch die Bohrung hindurch ein Schraubbolzen einschraubbar ist.
Der Abstand des Quer stegs der Feder vom Bremszylinderboden hat den Zweck, ein Arbeiten der Bremse zu erlauben, ohne daß die Schenkel sich in ihren Führungen verschieben. Vielmehr wird bei jeder normalen Bremsung lediglich r Quersteg der Feder federnd verformt. Dies hat den ganz erheblichen Vorteil, daß die Abnutzung der Führungen auf ein Minimum herabgesetzt wird. Lediglich nach einer gewissen Abnutzung der Bremsbeläge kommt es zu Verschiebungen der Schenkel der Feder in den Führungen, was einer Nachstellung des Bremslüftspiels entspricht.
Zur Erzielung dieser vorteilhaften Wirkung ist es besonders zweckmäßig, wenn der Quersteg durch seine Breite oder Dicke oder durch Ausschnitte ein geringeres Widerstandsmoment gegen Durchbiegung aufweist als die Schenkel.
Außerdem soll die Ausbildung bevorzugt so sein, daß die Höhe der Vorspannung der Federschenkel in jedem praktisch möglichen Zustand in den Berührungspunkten mit den Führungsbahnen zu Reibungskräften führt, die beim Betätigen der Bremse zu einer Durchfederung des Quersteges führen, wie sie dem Zustellweg der Bremse entspricht. Der Zustellweg liegt allgemein in der Größenordnung weniger 1/10 mm.
Auf diese Weise führt der beim Bremsen elastisch verformte Quersteg beim Lösen der Bremse zum aktiven Lüften.
Aufgrund dieser bevorztugten Ausbildung wird auf einfache Weise zusammen mit der "roll-back"-Bewegung des Bremskolbens eine aktive beidseitige Lüftspieleinstellung gewährleistet. Dadurch liegt bei nichtbetätigter Bremse kein Bremsmoment durch Schleifen des äußeren Belags vor, und die bekannten Nachteile, wie z.B. Geräusch und ungleichmäßiger Belagverschleiß werden auf denkbar einfache Weise vermieden. Wichtig ist dabei jedoch, daß die U-förmige Blattfeder durch Verschrauben fest angelenkt an dem Ansatz des Bremszylinders anliegt.
Eine erste praktische bauliche Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß die Führungen die Querschnittsform eines V haben, dessen Schenkelöffnung größer als die Breite der Schenkel ist. Hierdurch wird eine Gleitführung für die Verschleiß-Nachstellbewegung geschaffen, welche sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung eine günstige Übertragung der Gewichts- und Beschleunigungskräfte vom Schwimmsattel auf den Bremsträger gewährleistet. Die bei jedem Betätigen der Bremse auftretende Zustellbewegung des Bremssattels hingegen ist durch die elastische Verformung des Quer stegs gewährleistet.
Eine herstellungstechnisch besonders günstige weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Führungen die Querschnittsform eines Halbkreises oder eines abgerundeten U haben und der Radius des U größer als die halbe Breite der Schenkel ist.
Um z.B. bei einer Ausführung mit konvergierenden Federschenkeln einerseits mit einer geringen Bautiefe auszukommen und andererseits eine relativ große Führungslänge zu erzielen, erstrecken sich nach einer weiteren Ausführungsform die Schenkel der Feder zweckmäßig in axialer Richtung zur Bremsscheibe etwa so weit wie der Zylinder. Mit anderen Worten sind hierbei der Bremszylinder und die Schenkel der U-förmigen Feder im wesentlichen gleich lang.
Eine weitere baulich besonders günstige Ausführungsform ist so ausgebildet, daß die Führungen an in Umfangsrichtung einen Abstand aufweisenden Armen des Bremsträgers ausgebildet sind, von denen auch die Bremsbackenabstütz-und -führungsstege abzweigen.
Zur Anbringung der Feder am Bremszylinder soll der Quersteg der Feder also mindestens eine Befestigungs-Bohrung aufweisen und an einem Ansatz am Boden des Bremszylinders ist entsprechend eine Gewindebohrung anzuordnen, in die durch die Bohrung der Blattfeder ein Schraubbolzen einschraubbar ist.
Um der Feder eine möglichst große Spreizelastizität zu geben, kann diese am Übergang vom Quersteg zu den Schenkeln S-förmig gebogen sein. Hierdurch wird auch die Bruchgefahr für die Feder in dem kritischen Eckbereich herabgesetzt.
Bei den im Einbauzustand divergierend zueinander ausgelegten Schenkeln der Feder können deren Schenkelenn zur leichteren Einführung bei der Montage in ihrer Breite verringert, z.B.
gerundet, ausgeführt werden.
Die Verwendung von halbkreisförmigen oder V-förmigen Führungsnuten ermöglicht eine Punktberührung zwischen den Schenkeln oder der Schenkelenden der Blattfeder und den Führungen, wenn die Blattfederschenkel in Betriebsstellung in-axialer Richtung zueinander leicht konvergierend oder divergierend in den Führungen angeordnet sind. Jeder Blattfederschenkel ist dann in der Führungsbahn oder an dem der Blattfeder zugewandten Ende der Führung abgestützt, so daß dadurch zwei Lagerstellen für den Sattel in den beiden Führungen bzw. an ihren betreffenden Enden geschaffen sind. Da die Blattfeder starr mit dem Sattel verbunden ist, ist zur stabilen Lagerung eine weitere Lagerstelle für das Sattelgehäuse erforderlich, welche dadurch gegeben ist, daß der Sattel sich über die am Bremsträger gelagerte Bremsbacke am Bremsträger abstützt, Die Punktberührung sichert die Verschiebbarkeit der Blattfeder in den Führungen bei Nachstellung des Verschleißweges durch Verschieben des Sattels gegenüber dem Bremsträger.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Teilbelag-Schwimmsattelscheibenbremse in einer auseinandergezogenen Teildarstellung ohne Bremsbacken, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Radialansicht des Gegenstandes der Fig. 1 im zusammengebauten Zustand mit Bremsbacken, Fig. 3 eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 2, Fig. 4 eine perspektivische Darstellung analog Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 verwendeten U-förmigen Blattfeder im nicht eingebauten, entspannten Zustand, Fig. 6 eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 5 analog Fig. 3.
Nach den Fig. 1 bis 3 umgibt ein faustartig ausgebildeter Schwimmsattel 25 die nicht dargestellte Bremsscheibe. Die Bremsbacken 26 sind unabhängig vom Bremssattel 25 in Bremsbackentrag- und -führungsstegen 11 gehalten, wie das im einzelnen in der DE-OS 28 04 808 dargestellt und beschrieben ist.
Auf einer Seite der Bremsscheibe ist am Sattel 25 der Bremszylinder 12 ausgebildet. Nach Fig. 2 ist innerhalb des Bremszylinders 12 der Bremskolben 27 angeordnet, welcher die auf der gleichen Seite der Bremsscheibe angeordnete Bremsbacke 26 unmittelbar beaufschlagt. Die auf der entgegengesetzten Seite der Bremsscheibe befindliche Bremsbacke 26 wird mittelbar von Ansätzen 28 des Bremssattels 25 beaufschlagt.
Die Brawbackenabstütz- und -führungsstege 11 zweigen von zwei in Umfangsrichtung sich in entgegengesetzten Richtungen erstreckenden Armen 19 am Bremsträger 18 ab.
Nach den Fig. 1 und 3 weisen die Arme 19 des Bremsträgers an einer dem Bremszylinder 12 näher gelegenen Stelle und in radialer Richtung weiter innen als die Stege 11 Axialführungen 16 auf, die gemäß Fig. 1 bis 3 einen V-Querschnitt aufweisen, wobei sich die beiden offenen Seiten der Führungen 16 in Umfangsrichtung gegenüberliegen.
Nach den Fig. 1 bis 3 greifen in die Führungen 16 die sich im wesentlichen axial erstreckenden geralllinigen Schenkel 14 einer im wesere hen U-förmig ausgebildeten Blattfeder 15 ein, deren die beiden Schenkel 14 verbindender vorzugsweise ebener Quersteg 13 im eingebauten Zustand am Ansatz 21 des Bremszylinders 12 anliegt. Im Boden 17 und im Ansatz 21 des Bremszylinders 12 ist eine axiale Gewindebohrung 23 vorgesehen. Zur Befestigung der Blattfeder 15 am Bremszylinder 12 wird ein Schraubbolzen 24 durch die Mittelbohrung 20 hindurch in die Gewindebohrung 23 eingeschraubt. Wesentlich ist, daß durch nur eine einzige Schraubverbindung ein sicherer Zusammenhalt zwischen der Blattfeder 15 und dem Schwimmsattel 25 gewährleistet wird.
In Umfangsrichtung erstreckt sich der Quersteg 13 über eine.
solche Länge, daß gemäß Fig. 2 im eingebauten Zustand die Schenkel 14 zueinander leicht konvergierend zu den Axialführungen 16 verlaufen.
In Fig. 1 ist die Blattfeder 15 nicht nur so dargestellt, wie sie in die Führungen 16 eingeschoben wird (mit 14 -bzeichnete Darstellung), sondern auch in. der Form, die sie im nicht zusammengedrücktem Zustand einnimmt (mit 14' bezeichnete Darstellung). Danach sind im ausgebauten Zustand der Blattfeder 15 die beiden Schenkel 14' gegeneinander nach außen gespreizt.
Zum Einbau müssen die Schenkel 14' also in die. Position 14 nach innen zusammengedrückt werden. In ihrem eingebauten Zustand nach den Fig. 2 und 3 üben somit die Schenkel 14 kontinuierlich eine nach außen in entgegengesetzten Umfangsrichtungen verlaufende Kraft in den Berührungspunkten (Fig. 3,6) auf die Führungen 16 aus. In radialer Richtung passen die Schenkel 14 im Gleitsitz in die Führungen 16.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 bezeichnen gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3. In Fig. 5 ist die Blattfeder 15 wieder im entspannten Zustand mit gespreizten Schenkeln 14 veranschaulicht. In Fig. 4 ist die Blattfeder 15 im eingebauten Zustand dargestellt.
Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weisen die Führungen 16 nach Fig. 4 und 6 einen halbkreis-zylindrischen Querschnitt auf, wobei der Durchmesser der halbzylindrischen Kreisform größer als die Breite der Schenkel 14 ist, so daß nach Fig. 6 etwa bei einem Winkel « = 450 gegenüber der Tangentialrichtung Berührungspunkte 22 mit den Kanten der Schenkel 14 vorliegen.
Um die Spreizelastitzität der Blattfeder 15 zu erhöhen, kann der Übergang von dem Quersteg 13 zu den Schenkeln 14 nach Fig. 4 S-förmig gebogen sein.
Um die Federsteifigkeit des Quersteges 13 der Blattfeder 15 in gewünschter Weise herabzusetzen, sind darin zu beiden Seiten der Bohrung 20 längliche Ausschnitte 30 vorgesehen.
Die Federsteifigkeit der Blattfeder kann aber auch durch andere Mittel, z.B. veränderte Querschnitte im Quersteg 13 verändert werden.

Claims

Teilbelag-Schwimmsattelscheibenbremse Patentansprüche Teilbelag-Schwimmsattelscheibenbremse mit einem auf einer Seite der Bremsscheibe angeordneten Bremsträger, von dem aus sich zwei in Umfangsrichtung einen Abstand aufweisende Bremsbackentrag- und-führungsstege axial über den Rand der Bremsscheibe erstrecken, zwischen denen das Schwimmsattelgehäuse durch den am Boden des Bremszylinders angebrachten Quersteg eines U-förmigen Führungsteils gehalten ist, dessen beide Schenkel in komplementären Führungen am Bremsträger axial verschiebbar angeordnet sind, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Führungsteil eine U-förmige Feder ist, deren Schenkel (14) in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannt sind.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Feder (15) im eingebauten Zustand einen im wesentlichen parallel zur Bremsscheibe verlaufenden Quersteg (13) und zwei vorzugsweise nicht parallel zueinander und im wesentlichen axial verlaufende Schenkel (14) aufweist.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Führungen (16) in Umfangsrichtung nach innen zueinander offen und die Schenkel (14) der Feder (15) nach außen vorgespannt sind.
4. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Feder eine Blattfeder (15) ist, deren Quersteg (13) parallel zum Boden (17) des Bremszylinders (12) in einer Ebene parallel zur Bremsscheibe verläuft und deren in der Ebene des Quersteges (13) in die axiale Richtung abgebogene Schenkel (14) in nach innen offenen Führungen zueinander (16) des Bremsträgers (18)/nach innen ausweichbar und axial verschiebbar, jedoch in allen anderen Richtungen festgelegt gelagert sind.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Führungen (16) die Form eines V haben, dessen größte Schenkelöffnungsweite größer als die Breite der Schenkel (14) ist.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Fiihrungen (16) die Form eines abgerundeten U haben und der Radius des U größer als die halbe Breite der Schenkel (14) ist.
7. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sich die Schenkel (14) der Feder (15) in axialer Richtung zur Bremsscheibe etwa so weit wie der Zylinder (12) erstrecken.
8. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Führungen (16) an in Umfangsrichtung einen Abstand aufweisenden Armen (19) des Bremsträgers (18) ausgebildet sind, von denen auch die Bremsbackenabstütz- und -führungsstege 01) abzweigen.
9. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , aaß der Quersteg (13) eine nefestigungs-Bohruna (20) aufweist.
10. Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß in Ausrichtung mit einer Bohrung (20) am Boden (17) des Bremszylinders (12) ein Ansatz (21) vorgesehen ist.
11. Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß durch den Ansatz (21) bis in den Boden (17) hinein eine Gewindebohrung (23) angeordnet ist, in die durch die Bohrung (20) hindurch ein Schraubbolzen (24) einschraubbar ist.
12. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Feder (15) am Übergang vom Quersteg (13) zu den Schenkeln (14) S-förmig gebogen ist-.
13. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Quersteg (13) durch seine Breite oder Dicke oder durch Ausschnitte (30) ein geringeres Widerstandsmoment gegen Durchbiegung aufweist als die Schenkel (14).
14. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Höhe der Vorspannung der Federschenkel (14) in jedem praktisch möglichen Zustand in den Berührungspunkten (22) an den Führungsbahnen zu Reibungskräften führt, die beim Betätigen der Bremse zu einer Durchfederung des Quersteges (13) führen, wie sie dem Zustellweg der Bremse entspricht.
15. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der beim Bremsen elastisch verformte Quersteg (13) beim Lösen der Bremse zum aktiven Lüften der Bremse führt.