DE3120685A1 - Einseitig hydraulisch betaetigte scheibenbremse mit aktiver lueftung beider bremsbelaege - Google Patents

Description

• Einseitig hydraulisch betätigte Scheibenbremse mit aktiver Lüftung beider Bremsbeläge Die Erfindung betrifft eine einseitig hydraulisch betätigte Scheibenbremse mit aktiver Lüftung beider Bremsbeläge, mit einem bolzengeführten Zuspannteil, wobei Führungsbolzen am Bremsenstator befestigt sind und metallische oder gummielastische Führungsbüchsen sich im Zuspannteil befinden, mit einer zusätzlichen oder mit den gummielastischen Führungsbüchsen kombinierten bzw.
• integrierten, im Zuspannteil befindlichen, und für das Zuspannteil und somit den dem Hydraulikzylinder gegenüberliegenden Bremsbelag bestimmten Rückstelleinrichtung, die mit einem Hydraulikzylinderraum des Zuspannteiles durch Bohrungen hydraulisch verbunden ist und dadurch eine vom hydraulischen Bremsbetätigungsdruck abhängige Rückstellung erlaubt, mit dem Ziel, ein nach unterschiedlich starken Bremsungen gleichmäßig beidseitiges Belaglüften zu erzielen.
• Einseitig hydraulisch betätigte Scheibenbremsen mit bolzengeführtem Zuspannteil, wobei die Bolzen am Bremsstator oder direkt am Achskörper befestigt sein können, sind in vielen Variationen bekannt. Ein Nachteil derartiger Bremsenbauarten besteht darin, daß beim Lösen der Bremsen der dem Hydraulikzylinder gegenüberliegende Bremsbelag nur durch Erschütterung oder Bremsscheibenschlag gelüftet wird und sich somit erst nach einer gewissen Zeit ein kleines bzw. nicht mehr vorhandenes Bremsrestmoment einstellt. Bekannte Rückstelleinrichtungen für die den Hydraulikzylinder gegenüberliegenden Bremsbeläge haben folgende Nachteile. Bei Belagverschleiß vergrößert sich das Lüftspiel unzulässig, da ein Nachrücken der Rückstelleinrichtung reibschlüssig erfolgt, d.h. großen Kraftschwankungen unterworfen ist.
• Beim Aufbau hoher Bremsdrücke erfolgt eine entsprechend große elastische axiale Verformung des Zuspannteiles und eine große Zusammendrückung der Bremsbeläge, was beides eine relativ große Verschiebung zwichen Führungsbolzen und Führungsbohrungen im Zuspannteil nach sich zieht.
• Axial elastische Rückstelleinrichtungen rücken in diesem Fall wegen Uberschreitung ihrer axialen Verformbarkeit bzw. entsprechende großen elastischen Axialkräften nach und wirken dann beim Lösen der Bremse elastisch in der falschen Richtung, d.h., sie drücken den Belag an die Scheibe an.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Verbesserung liegt grundsätzlich darin, daß bei hohen Bremsbetätigungsdrücken ein Nachdrücken der Rückstellvorrichtung unterbleibt und bei kleinen Drücken eine leichte Verschieblichkeit gegeben ist, so daß auch bei fortschreitendem Belagverschleiß, bei niedrigen und hohen Bremsbetätigungsdrücken sich ein konstantes Lüftspiel bremsenseitig aktiv einstellt.
• Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Rückstelleinrichtung axial elastisch federnd ausgebildet ist und die axiale, reibschlüssige Mitnahme der Rückstellvorrichtung bei Zuspannvershiebungen und die axiale Verformung der Rückstellvorrichtung vom hydraulischen Betätigungsdruck gesteuert werden.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.
• Es zeigen: Fig. l einen schematischen Querschnitt durch eine Scheibenbremse, wobei nur die linke Hälfte dargestellt ist; Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine andere Ausgestaltung einer Scheibenbremse, wobei nur die rechte Hälfte dargestellt ist; Fig. 3 eine Seitenansicht der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Scheibenbremse; Fig. 4 eine geschnittene Teilansicht einer Rückstelleinrichtung, Fig. 5 eine schematische Teilansicht einer anderen Ausgestaltung einer Rückstelleinrichtung; Fig. 6 eine schematische Teilansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Rückstelleinrichtung ; Fig. 7 eine Teilansicht einer sechsten Ausgestaltung einer Rückstelleinrichtung; Fig. 8 eine schematische Teilansicht einer siebten Ausgestaltung einer Rückstelleinrichtung.
• Es wird zunächst auf die Fig. 1 bis 3 bezug genommen, die eine Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse zeigen, mit einem Zuspannteil 1, das einen axil verschiebbaren Kolben 2 aufnimmt und das axial verschiebbar an einem Stator 3 gelagert ist. Bremsbeläge 4, 5 sind in Führungen des Stators 3 angeordnet und in diesem axial verschiebbar. Zur Führung des Zuspannteiles 1 am Statotr 3 sind axiale Führungsbolzen 7 vorgesehen, die mit dem Stator 3 verschraubt sind. Die Führungsbolzen 7 greifen in Bohrungen des Zuspannteiles 1 ein.
• Im folgenden wird auf die in der Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform der Rückstelleinrichtung bezug genommen. Diese Rückstelleinreichung weist ringförmige, aus gummielastischen Werkstoff bestehende Rückstellkörper 8 auf, die in Radialnuten 9a in den Führungsbohrungen des Zuspannteiles eingelegt sind und auf den Führungsbolzen 7 ohne nennenswerte radiale Vorspannung, also axial leicht verschieblich sitzen, wobei de radialen außen liegende Radialnutseite über eine Bohrung 11 hydraulisch mit dem Betätigungszylinder der Bremse verbunden ist und der hydraulische Druck somit radial von außen auf den elastischen Rückstellkörper 8 einwirkt und ihn druckabhängig auf die Führungsbolzen 7 preßt, wobei der elastische Rückstellkörper durch axiales Ubermaß mit axialer Vorspannung in der Radialnut 9a sitzt, so daß eine hydraulische Dichtheit zwischen den Seitenflächen der Radialnut 9a und des Rückstellkörpers 8 gegeben ist, die mit zunehmendem hydraulischen Druck durch die Querausdehnung des Rückstellkörpers 8 erhöht wird.
• Auf der Außenseite, d.h. zur Bremsscheibe hin, sind in den Führungsbohrungen 6 ferner elastische Führungshülsen 10 angeordnet. Auf der Innenseite sind die Führungsbohrungen 6 mit Verschlüssen 15 abgeschlossen.
• Die der Bremsscheibe zugewendeten Seitenflächen der in den Führungsbohrungen 6 des Zuspannteiles 1 befindlichen Radialnuten 9a weisen Fasen 9 auf, die axiale Schub- und Biegeverformungen der gummielastischen, in den Radialnuten 9a liegenden Rückstellkörper 8 bei Bremsbetätigung erlauben, mit entsprechender Rückstellwirkung beim Abbau des hydraulsichen Bremsdruckes bzw. beim Lösen der Bremsen, wobei bei höheren hydraulischen Betätigungsdrücken eine axiale Mitnahme der gunmielastischen Rückstellkörper 8 an den Berührungsflächen mit den Führungsbolzen 7 erfolgt, durch die radiale Kräfte, die durch den hydraulichen Druck im Bremsbetötigungszylinder auch auf die äußeren radialen Flächen der gummielastischen Rückstellkörper 8 wirken und somit Normalkräfte auf die Führungsbolzen 7 erzeugen, so daß eine reibschlüssige Mitnahme der Rückstellkörper 8 erfolgt.
• Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Rückstelleinrichtung ist der Raum hinter den Führungsbolzen 7 geschlossen und bildet so einen Zylinderraum, der mit dem Hauptbetätigungszylinder des Zuspannteiles 1 über eine Bohrung 11 verbunden ist und somit bei Druckaufbau zusätzlich Zuspannkraft für einen Bremsbelag liefert, mit Reaktionskraft auf den Bremsenstator, wobei die Abdichtung zwischen Führungsbolzen und Führungsbohrungen im Zuspannteil über im Bremsenbau übliche Dichtringe 23 erfolgt, die in Dichtringnuten angeordnet sind, mit der Wirkung, daß nach Druckabbau durch die Rückfederwirkung der Dichtringe 23 ein lüftendes Zuspannteiles 1 erfolgt, mit der zusätzlichen Möglichkeit, durch getrenntes hydraulisches Ansteuern von Zuspannteilzylinderkolben 2 und Bolzen eine unabhängige Zweikreisigkeit verwirklichen zu können.
• Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Rückstelleinrichtung erfolgt eine druckabhängige radiale Anpreßung der Führungselemente 10 an die Führungsbolzen und damit eine elastische Verformung der Führungselemente bei Bremsbetätigung dadurch, daß ein Dichtring 14 radial über den elastischen Führungselementen 10 angeordnet ist, so daß die Führungselemene als Rückstellelemente wirken.
• Fig. 5 zeigt eine Ausgestaltung mit mehrteiligen Rückstellelementen, die auch axial mit hydraulischem Druck beaufschlagt werden, wobei der hydraulische Druck radial von außen und axial im Zwischenraum zwischen zwei gummielastischen scheibenförmigen Rückstellkörpern 16,17 wirkt, die auch miteinander durch Stege verbunden sein können und die in Radialnuten 18 in den Führungsbohrungen des Zuspannteiles eingelegt sind, wobei die der Bremsscheibe zugewendeten Nutflanken Fasen 19 aufweisen, so daß neben der axialen Schub- und Biegeverformung der einen gummielastischen Scheibe, hervorgerufen, durch axiale Relativbewegung zwischen den Führungsbohrungen im Zuspannteil und den Bolzen am Stator bei Bremsenbetätigung, eine zusätzliche Verformung der gummielastischen Scheibe in den Fasenraum hinein durch den hydraulischen, axial wirkenden Druck erfolgt. Damit wird eine verstärkte Rückstellkraft und ein längerer Rückstellweg durch verstärkte Rückfederung erzielt, wobei die radiale Dichtheit und die Druckbeaufschlagung beider gummielastischer Rückstellkörper 16,17 radial außen durch Schrägen im Nutgrund erreicht werden kann Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform mit einem Rückstellkörper, der mit seitlichen Dichtlippen versehen ist.
• Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist eine radiale Dichtringnut mit Dichtring 21 vorgesehen, sowie ein geschlossener Stützring 20 aus einem Werkstück mit niedrigem E-Modul, wie z. B. Polytetraflourethylen, der über Radialnut für den eigentlichen Rückstellkörper 22 angeordnet ist. Zwischen Führungsbolzen und Rückstellkörper kann zweckmäßig ein geschlossener Ringkörper aus einem Werkstoff mit E-Modul, kleinem Reibungskoeffizienten und ohne Klebeneigung eingefügt und fest mit dem Rückstellkörper verbunden sein.
• Fig. 8 schließlich zeigt eine Ausgestaltung bei der Führungselement und Rückstellelement aus einem Stück besteht.
• Bezugszeichenliste 1. Zuspannteil 2. Kolben 3. Stator 4. Belag 5. Belag 6. Bohrung 7. Führungsbolzen 8. Rüstellkörper 9. Fase 9a. Radialnut 10 elastische Führungshülse 11. Bohrung 12. Achsschenkel 13.
• 14. Dichtung 15. Vershluß 16. Rückstellkörper 17. Rückstellkörper 18. Nut 19. Fase 20. Stützring 21. Dichtung 22. Rückstellkörper 23. Dichtring 24.
• 25. Dichtlippe 26. Dichtlippe

Claims (8)

1. Einseitig hydraulisch betätgte Scheibenbremse mit aktiver lüftung beider Bremsbeläge P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Einseitig hydraulische betätgte Scheibenbremse mit bolzengführtem Zuspannteil, wobei die Bolzen am Bremsenstator befestigt sind und die metallischen oder gummielastischen Führungsbüchsen sich im Zuspannteil befinden mit einer: zusätzlichen oder mit den gummielastischen Führungsbüchsen kombinierten bzw, integrierten, im Zuspannteil berfindlichen, und für das Zuspannteil, und somit den dem Hydraulikzylinder gegenüberliegenden Bremsbelag bestimmten Rückstelleinrichtung die mit dem Hydraulikzylinderraum des Zuspannteiles durch Bohrungen u.ä. hydraulisch verbunden ist und dadurch eine vom hydraulischen Bremsenbetätigungsdruck abhängige Rückstellung erlaubt mit dem Ziel, ein nach unterschiedlich starken Bremsungen gleichmäßiges beidseitiges Belaglüften zu erzielen dadurch gekennzeichnet, daß disse Rückstelleinrichtung axial elastisch federnd ausgebildet ist und die axiale, reibschlüssige Mitnahme der Rückstellvorrichtung bei Zuspannteiverschiebungen und die axiale Verformung der Rückstellvorrichtung vom vom hydraulischen Betätigungsdruck gesteuert erden.
2. 2. Scheibenbremse mit Rückstelleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung aus ringförmigen, aus gummielastischen Werkstoff bestehenden Rückstellkörpern bestehen, die in Radialnuten in den Führungsbohrungen des Zuspannteiles eingelegt sind stehe Mg, 1 und: auf den Führungsbolzen ohne nennenswerte radiale Vorspannung, also axial leicht verschteblich sitzen, wobei die radial außen liegende Radialnutseite hydraulisch mit dem Betätigungszylinder der Bremse verbunden ist und der hydraulische Druck somit radial von außen auf den elastischen Rückstellkörper einwirkt und ihn druckabhängig auf die Führungsbolzen anpreßt, wobei der elastische Rückstellkörper durch axiales Übermaß mit axialer Vorspannung in der Radialnut sitzt, sodaß eine hydraulische Dichtheit zwischen den Seitenflächender Nut und des, Rückstellkörpers gegeben ist, die mit zunehmendem hydraulischen Druck durch die Querausdehnung des Rückstellkörpers erhöht wird.
3. 3. Scheibenbremse mit Rückstelleinrichtung nach Anspruch 1 u. 2 dadurch gekennzeichnet, daß die der Bremsscheibe zugewendeten Seitenflächen der in den Führungsöchrungen des Zuspanntefles befindlichen Radialnuten Schrägen oder Fasen aufweisen Csiehe Fig. 1 Pos. 9), die axiale Schub-und Biegeverformungen der gummielastischen,in den Nuten liegenden Rückstellkörper bei Bremsbetätigung erlauben mit entsprechender Rückstellwirkung bei Abbau des hydraulischen Bremsdruckes bzw Lösen der Bremsen, wobei bei höheren hydraulischen Betätigungsdrücken eine axiale Mitnahme der gummielastischen Rückstellkörper an den Berührflächen mit Führungsholzen erfolgt durch die radialen Kräfte, die durch den hydraulischen Druck im Bremsenbetätfgungszylinder auch auf die äußeren Radialflächen der gummielastischen Rückstellkörper wirken und somit Normalkräfte auf die Führungsbolzen erzeugen, so daß eine refibschlüssige titnahme der Rückstellkörper erfolgt.
4. 4. Scheibenbremse mit Rückstelletnrichtung nach Anspruch 1 mit mehrteiligen Rückstellelementen, die auch axial mit hydraulischen Druck beaufschlagt werden dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druck radial von außen und axial im Zwischenraum von zwei gummielastischen, scheibenförmigen Rückstellkörpern wirkt, die auch miteinander durch Stege verbunden sein können siehe Fig. 5, die in Radialnuten in den Führungsbohrungen des Zuspannteiles eingelegt sind, wobei die der Bremsscheibe zugewendeten Nutflanken Schrägen oder Fasen aufweisen (Fig. 5 Pos. 19), sodaß neben der axialen Schub- und Bregeverformung der einen gummielastischen Scheibe, hervorgerufen durch die axiale Relativbewegung zwischen den Führungsbohrungen im Zuspannteil und den Bolzen am Stator bei Bremsenbetätigung eine zusätzliche Verformung der gummi elastischen Scheibe in den Schrägungsraum hinein durch den hydraulischen'axial wirkenden Druck erfolgt und somit eine verstärkte Rückstellkraft und längerer Rücks-tellweg erzielt wird, durch verstärkte Rückfederung, wobei die radiale Dichtheit und Druckbeaufschlagung beider gummielastischer Scheiben radial außen durch Schrägen im Nutgrund erreicht werden kann (siehe Fig. 5 Pos. 18).
5. 5. Scheibenbremse mit Rückstelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastischen Rücketellkörper mit seitlichen Dichtlippen versehen sein können (Fig. 6>.
6. fr Ausführung der Rückstellkörper nach Anspruch 2 bis 5 mit getrennten Dichtelementen und Rückstellelementen daderch gekennzeichnet, daß eine radiale Dichtringnut mit Dichtring (Fig. 7 Pos. 21) und geschlossenem Stützring aus einem Werkstoff mit niedrigem E-Modul (z.H. PTFE) Post. 20 über der Radialnut für die eigentlichen Rückstellkörper angordnet ist.
7. 7. Rückstellkörper nach Anspruch 2 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Ringkörper aus einem Werkstoff mit kleinem E-Modul, kleinem Reibungskoeffizienten und ohne Klebeneigung zwischen Führungsbolzen und Rückstellkörper eingefugt wird, der fest mit dem Rückstellkörper verbunden ist.
8. 8. Scheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Raum hinter den Führungsbolzen geschlossen ist und einen hydraulischen Zylinderraum bildet (siche Fig, 2), der mit dem hauptbetätigungszylinder des Zuspannteiles verbunden ist Pos. 11 und somit bei Druckaufbau zusätzlich Zuspannkraft für einen Bremsbelag liefert mit Reaktionskraft auf den Bremsenstator,wobei die Abdichtung zwischen Bolzen und Führungsbohrungen im Zuspannteil über im Bremsenbau übliche Dichtringe Fig. 2 Pos. 23 in Dichtringnuten mit Lüftfase erfolgt mit der Wirkung, daß nach Druckabbau durch die Rückfederwirkung des Dichtringes ein Lüften des Zuspannteiles erfolgt mit der zusätzlichen Möglichkeit/durch getrenntes hydraulisches Ansteuern von Zuspannteilzylinderkolben und Bolzen eine unabhängige Zweikreisig keit verwirklichen zu können, 9, Scheibenbremse nach Aspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß Rückstellelemente und Führungselemente aus einem Stück bestehen (siehe Fig. 8) bzw. durch Anordnen eines Dichtringes radial über den elastischen Fürhrungselementen(siche Fig. 4)\ eine druckabhängige radiale An -pressung der Führungselemente an die Bolzen und damit eine elastische aziale Verformung der Führungselemente bei Eremsbetätigung erfolgt, so daß die Führungselemente als Rückstellelemente wirken