DE3205854C2 - Akustische Warnvorrichtung zum Hinweisen auf die zulässige Verschleißgrenze von Reibblöcken einer Scheibenbremsanlage - Google Patents

Abstract

Verschleißwarnvorrichtung zum Hinweisen auf das Erreichen der zulässigen Verschleißgrenze einer Bremsbacke bei einer Scheibenbremse. Die Verschleißwarnvorrichtung umfaßt a) ein Schwingungselement, das aus i) einem Befestigungsabschnitt, der an einem seitlichen Endabschnitt einer Stützplatte der Bremsbacke befestigt ist, ii) einem Federabschnitt, der als Verlängerung des Befestigungsabschnitts zu einer Kurve gebogen ist und auf der Rückseite der Bremsbacke angeordnet ist, und iii) einem Schwingungsabschnitt aufgebaut ist, der vom Federabschnitt ausgeht, zwischen dem seitlichen Endabschnitt der Stützplatte und einem Bremsschild, das die Stützplatte bewegbar trägt, hindurchgeht und in Richtung zu einer Reibfläche der Bremsscheibe so weit vorsteht, daß er mit seiner Spitze praktisch die Verschleißgrenze der Bremsbacke erreicht, b) ein stützendes Element, das den Schwingungsabschnitt an dessen Wurzel gegen die Vorspannkraft des Federabschnitts abstützt, und c) einen Vorsprung, der entweder am stützenden Element oder am Schwingungsabschnitt angeordnet ist und die Kontaktstelle zwischen dem stützenden Element und dem Schwingungsabschnitt bestimmt. Der Schwingungsabschnitt liefert einen Warnlaut, der seiner Eigenfrequenz entspricht, die durch die Länge vom Vorsprung bis zur Spitze des Schwingungsabschnitts bestimmt ist.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine akustische Warnvorrichtung zum Hinweisen auf die zulässige Verschleißgrenze von Reibblöcken einer Scheibenbremsanlage, gemäß dem Oberbegriff des Patentan-Spruchs 1.

Aus der DE-OS 28 00 501 ist eine akustische Warnvorrichtung oben bezeichneter Art bekannt, bei der die das Schwingungselement bildende Blattfederstruktur flächig an einer Stützfläche anliegt Die Stützfläche ist dabei auf Seiten der den Reibbelag tragenden Stützplatte angeordnet Bei einer gattungsähnlichen Vorrichtung gemäß GB-PS 15 09871 ist die Stützfläche auf selten des Bremsträgers angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß beim Stand der Technik der Schwingungsabschnitt flächig gegen das jeweilige abstützende Element gespannt ist Wenn der Schwingungsabschnitt nun nach Verschleiß der Reibbeläge in einen Reibkontakt mit der Bremsscheibe gerät, wirkt auf die Spitze des Sehwingungsab-Schnitts eine Reibkraft, die zur Mitnahme des gesamten Schwingungsabschnittes führt. Durch die zunehmende Verbiegung des Schwingungsabschnitts wird der Reibkontakt mit der Bremsscheibe allerdings schwächer, wodurch ab einer gewissen Biegeverformung die federnde Rückstellkraft wieder größer wird, so daß der Schwingungsabschnitt insgesamt wieder zurückschnellt. Dieser Bewegungsablauf des Schwingungsabschnitts wird mit einer gewissen Frequenz wiederholt, die das Warngeräusch erzeugt

Es hat sich gezeigt, daß die mit einer derartigen bekannten Warnvorrichtung erzielbaren Geräusche entweder zu leise sind oder eine Frequenz besitzen, die sich von Frequenzen anderer Fahrgeräusche nur unwesentlich unterscheidet, so daß der Fahrer die von den bekannten Schwingungsabschnitten erzeugten Signale nur schwer einordnen konnte. Man hat deshalb versucht, die von den bekannten Warnvorrichtungen erzeugten Geräusche dadurch zu verstärken, daß die Blattfederstruktur stabiler ausgebildet wurde. Allerdings führt dies zu dem Nachteil, daß nun auch die Reibkraft zwischen dem Schwingungsabschnitt und der Bremsscheibe vergrößert wurde, wodurch der Verschleiß der Bremsscheibe zwangsläufig anstieg.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine akustische Warnvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die ein Warnsignal erzeugt, das vom Fahrer des Fahrzeugs zuverlässig wahrnehmbar ist und sieher eingeordnet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein Schwingungselement geschaffen, das unter Beibehaltung der vom Federabschnitt bestimmten, genau definierten federnden Vorspannung einen Schwingungsabschnitt besitzt, der eine wesentlich höhere Eigenfrequenz besitzt, die darüber hinaus durch die linienförmige Abstützung am Vorsprung exakt definiert ist Wenn die Spitze des Schwingungsabschnitts 48 in Berührungskontakt mit der Oberfläche der Bremsscheibe gelangt, schwingt die Feder 38 in der Weise, daß am Vorsprung 50 ein Schwingungsknoten entsteht Durch geeignete Positionierung des Vorsprungs kann die Warnfrequenz der vom Schwingungsabschnitt ausgeführten Schwingungen in nahezu beliebige Bereiche gelegt werden, so daß sich der V/arntoi, von den übrigen Fahrgeräuschen deutlich unterscheiden kann. Weil an der weichen Federung des Schwingungselements festgehalten wird, führt die Erhöhung der Schwingfrequenz und der Warntonfrequenz auch nicht zwangsläufig dazu, daß die Reibkraft an der Bremsscheibe vergrößert wird, wodurch sich der zusätzliche Vorteil ergibt, daß bei Verbesserung der Warneinrichtung weiterhin eine größtmögliche Schonung der Bremsscheiben gegeben ist Dabei ist die erfindungsgemäße Warnvorrichtung einfach aufgebaut und kann ohne größere Änderung an einer herkömmlichen Scheibenbremsanlage in diese eingebaut werden.

Das erfindungsgemäße Prinzip der Warnleuterzeugung kann auf verschiedene Art und Weise konstruktionstechnisch umgesetzt werden: So kann sich der Schwingungsabschnitt beispielsweise an einem den Reibblick gegen den Bremsträger abstützenden Element oder aber auch gegen den Endabschnitt der Stützplatte abstützen. In letzterem Fall kann sich der Schwingungsabschnitt an einem Element abstützen, das am seitlichen Endabschnitt der Stützplatte befestigt ist Dieses Element kann dann vom Befestigungsabschnitt der Blattfederstruktur gebildet sein.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich mit den Weiterbildungen gemäß Unteranspruch 2 und 3.

Die erfindungsgemäße akustische Warnvorrichtung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise auch für den Einbau in eine Scheibenbremsanlage, bei der die Stützplatte an ihrem seitlichen Endabschnitt mit einem

Ansatz versehen ist, der gleitend verschiebbarJn einer Führungsnut des Stützteils aufgenommen ist. In diesem Fall ist in der Endfläche des Ansatzes eine sich in Dickenrichtung der Stützplatte erstreckende_: Befestigungsnut ausgebildet, in der der Befestigungsabschnitt der Blattfederstruktur derart aufgenommen ist, daß er sich quer zur Befestigungsnut nicht bewegen kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele derErfindüng sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittdarstellung einer Scheibenbremse, bei der eine Ausführungsform der akustischen Warnvorrichtung angewendet ist;

F' g. 2 eine der F i g. 1 zugeordnete Ansicht der Scheibenbremse, teilweise im Schnitt;

F i g. 3 eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 2 von hinten, die den für die Warnvorrichtung wesentlichen Bereich zeigt;

F i g. 4 eine Schnittdarstellung gemäß 4-4 in F i g. 3;

F i g. 5 und 6 eine Seitenansicht und einen Querschnitt durch einen einseitig eingespannten Arm zur Erläuterung der Wirkungsweise eines Schwingungsabschnitts einer schwingungsfähigen Feder;

Fig.7 bis 9 Fig.4 entsprechende Darstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele der akustischen Warnvorrichtung;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Ansatzes und seiner Umgebung bei einer Weiterbildung der Warnvorrichtung;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Schwingungselements das am Ansatz gemäß Fi g. 10 anbringbar ist;

Fig. 12 und 13 eine Schnittdarstellung bzw. eine rückseitige Ansicht des wesentlichen Bereichs eines Ausführungsbeispiels der Warnvorrichtung, bei dem der Ansatz gemäß Fig. 10 und das Federelement gemäß F i g. 11 angewendet sind;

Fig. 14 und 15 eine rückwärtige Ansicht und eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Warnvorrichtung;

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht einer Ratterschutzfeder, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fi g. 14 und 15 vorgesehen ist;

F i g. 17 und 18 Schnittdarstellungen des wesentlichen Bereichs weiterer Ausfuhrungsbeispiele der Warnvorrichtung; und

Fig. 19 eine Schnittdarstellung, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Warnvorrichtung zeigt

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Scheibenbremse umfaßt eine Bremsscheibe 10 mit zwei Reibflächen 12 und 14 auf ihren beiden gegenüberliegenden Seiten. Die Bremsscheibe 10 dreht sich zusammen . mit einem Fahrzeugrad. Auf der einen Seite der Bremsscheibe 10 ist ein äußerer Reibblock bzw. eine äußere Bremsbacke 24 und auf der anderen Seite der Bremsscheibe 10 ist ein innerer Reibblock bzw. eine innere Bremsbacke 26 angeordnet wobei die beiden Bremsbacken jeweils aus einem Reib- bzw. Bremsbelag 16 bzw. 18 und einer Stützplatte 20 bzw. 22 aufgebaut sind. Die Stützplatte 20 bzw. 22 ist jeweils auf der Rückseite des zugehörigen Bremsbelages 16 bzw. 18 befestigt Die beiden Bremsbacken 24 und 26 sind jeweils in eine Ausnehmung 28 eingesetzt die im mittleren Bereich eines Bremsschildes bzw. Bremsträgers 27, d.h. eines zur Aufnahme eines Bromsmoments geeigneten Elements, ausgebildet ist Die beiden Bremsbacken 24 und 26 werden dabei in zu den Reibflächen 12 und 14 der Bremsscheibe 10 senkrechter Richtung verschiebbar gehalten. Während des Anlegens der Bremsen können somit die auf die Bremsbacken 24 und 26 wirkenden Reibkräfte vom Bremsschuh 27 aufgenommen werden. Das Bremsschild 27 ist an einem nicht dargestellten Achsgehäuse befestigt und weist zwei einander zugewandte Plattenabschnitte auf, die über den Rand der Bremsscheibe 10 hinweg miteinander verbunden sind, so daß das Bremsschild 27 die Bremsbacken 24 und 26 sowie ein noch zu beschreibendes Joch 30 tragen kann.

Das Joch 30 umfaßt einen Zylinderabscbnitt 32, der

der inneren Bremsbacke 26 zugewandt ist, einen

. Reaktionsabschnitt 34, der der äußeren Bremsbacke 24 zugewandt ist, sowie einen Brückenabschnitt 35, der den Zylinderabschnitt 32 und den Reaktionsabschnitt 34 miteinander verbindet Das Joch 30 ist so angeordnet daß es die zwei Bremsbacken 24 uad 26 zangenartig umgreift In den Zylinderabschnitt 32 ist ein Kolben 36 verschiebbpj eingesetzt und der Reaktionsabschnitt 34 ist auf der Rückseite der Stützpl<H?.e 20 gabelartig geteilt Das Joch 30 ist so getragen und geführt, daß es parallel zur Achse der Bremsscheibe 10 bewegt werden kann. Hierzu dient ein Mechanismus aus Führungsbohrungen, die jeweils am Ende nicht dargestellter Arme ausgebildet sind, die in entgegengesetzten Richtungen von beiden Seiten des Jochs 30 vorstehen, sowie nicht dargestellten Führungsstiften, die als Vorsprung am Bremsschild 27 angeordnet sind und parallel zur Achse der Bremsscheibe 10 verlaufen.

Die Stützplatte 20 der äußeren Bremsbacke 24 ist an ihren beiden seitlichen Enden jeweils mit einem Vorsprung bzw. einem Ansatz 37 versehen, der vom radial inneren Bereich der jeweiligen Seite in Umfangsrichtung der Bremsscheibe 10 vorsteht und gleitend

J5 verschiebbar in Eingriff mit einer Führungsnut 29 steht die im Bremsträger bzw. Bremsschild 27 ausgebildet ist An einem der Ansätze 37 ist eine Feder 38 befestigt die als schwingungsfähiges Element bzw. Schwinguc^sele» ment dient Die innere Bremsbacke 26 ist auf ähnliche Weise ausgebildet wie die äußere Bremsbacke 24, obwohl sie nicht im einzelnen dargestellt ist

Das Schwingungselement 38 die von einer Blattfederstruktur gebildet wird, besteht aus den folgenden fünf Abschnitten, wie dies die F i g. 3 und 4 zeigen: einem Befestigungsabschnitt 40 in Form eines im wesentlichen nach links offenen bzw. geneigten »U«, der durch Abbiegen eines Teils der Länge des Blattfederstrukturstreifens erzeugt worden ist und einen der Ansätze 37 umgreift und mit einem zum Positionieren dienenden

5<> Anschlag 39 gegen vertikale Verschiebung versehen ist; einem ersten umgebogenen Abschnitt 42 in Form eines nach rechts offenen bzw. gekippten »U«, der sich an den Befey'jgungsabschnitt 40 anschließt und auf der Außenseite der Stützplatte 20 verläuft; einem zweiten gebogenen Abschnkt 46, der im wesentlichen senkrecht zum ersten gebogenen Abschnitt 42 von diesem ausgeht und dabei zunächst von der Bremsscheibe 10 wegweist, bevor er in Richtung zur Bremsscheibe 10 zurückläuft so daß auch der zweite gebogene Abschnitt 46 U-Form

M hat, wobei im mittleren Bereich des zweiten gebogenen Abschnitts 46 ein in Längsrichtung verlaufendes Langloch 45 ausgebildet ist; einem schwingungsfähigen Abschnitt bzw. Schwingungsabschnitt 48, der vom zurückgezogenen Ende des zweiten gebogenen Ah- Schnitts 46 ausgeht durch einen Spalt zwischen dem Ansatz 37 und dem Bremsschild 27 in Richtung zur Bremsscheibe 10 so weit verläuft daß er mit seiner Spitze eine Verschleißgrenze A erreicht, die dem

maximal zulässigen Verschleiß des Bremsbelags 16 zugeordnet ist, und der in Umfangsrichtung der Bremsscheibe 10 schwingen kann; und einem Vorsprung 50, der vom Schwingungsabschnitt 48, d.h. genauer zwischen dem Schwingungsabschnitt 48 und dem zweiten gebogenen Abschnitt 46 in den Zwischenraum zwischen dem Ende des Ansatzes 37 und dem Bremsschild 27 in Richtung zum Bremsschild 27 vorsteht. Der Schwingungsabschnitt 48 ist von einem Bereich nahe dem Vorsprung 40 aus gabelförmig geteilt. Der erste gebogene Abschnitt 42 in Form eines senkrecht zur Längsrichtung des Schwingungsabschnitts offenen »U« und der zweite gebogene Abschnitt 46 in Form eines parallel zur Längsrichtung des Schwingungsabschnitts offenen »U« wirken in der Weise, daß sie sowohl den Vorsprung 50 in Richtung zum Bremsschild 27 drücken als auch den Schwingungssbschniti 48 tragen, wobei sie sich?^rs*ellen. daß sich der Schwingungsabschnitt 48 etwas zurückbewegen kann, wenn ihn die Bremsscheibe 10 dazu zwingt. Dies heißt mit anderen Worten, daß die beiden gebogenen Abschnitte zusammen einen Federabschnitt bilden. Der Anschlag 39 zum Positionieren der schwingungsfähigen Federstruktur 38 in senkrechter Richtung ist an seiner Spitze derart nach unten gebogen, daß dann, wenn sich der Befestigungsabschnitt 40 zufällig, weil seine Haltekraft nachläßt, nach unten bewegt, durch das Auftreffen auf die Innenseite der Ausnehmung 28 ein weiteres Herabrutschen des Befestigungsabschnitts 40 verhindert werden kann.

Auf der Innenseite einer jeden Ausnehmung 28 ist gegenüber dem Ansatz 37 eine Ratterschutzfeder 56 angeordnet. Jede der beiden Ratterschutzfedern 56 umfaßt Klemmabschnitte 52, die das Bremsschild 27 umgreifen, sowie einen Federabschnitt 54, der die Bremsbacke 24 bzw. 26 nach oben drückt, damit Ratterbewegungen der Bremsbacken vorgebeugt wird. Der Vorsprung 50 des Schwingungselements 38 stützt sich somit indirekt über die Ratterschutzfeder 56 am Bremsschild 27 ab. Die F i g. 3 und 4 zeigen lediglich den Bereich eines der beiden Ansätze 37 der äußeren Bremsbacke 24; auf gleiche Weise ist der Bereich des anderen Ansatzes 37 ausgebildet, wobei allerdings der Unterschied besteht, daß dort kein Schwingungselement in Form einer Blattfederstruktur 38 angeordnet ist.

Wie bereits einleitend erwähnt worden ist, kann die schwingungsfähige Feder 38 trotz ihrer äußerst einfachen Ausbildung als wirkungsvolle Verschleißwarnvorrichtung dienen, d. h. Warnvorrichtung, die das Erreichen der zulässigen Verschleißgrenze anzeigt. Das Schwingungselement 38 ermöglicht ferner einen Einbau unter lediglich geringfügigen Änderungen in herkömmliche Scheibenbremsanlagen.

Im folgenden wird die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Verschleißwarnvorrichtung erläutert

Während des Anlegens der Bremsen wird Bremsfluid in eine Druckkammer 64 des Zylinderabschnitts 32 eingeleitrt. Dadurch wird der Kolben 36 nach außen gedrückt, was wiederum zur Folge hat, daß die innere Bremsbacke 26 gegen die Reibfläche 14 der Bremsschei- &o be 10 gedrückt wird. Die dadurch erzeugte Reaktionskraft verschiebt den Zylinderabschnitt 32 in zur Bewegung des Kolbens 36 entgegengesetzter Richtung. Der Reaktionsabschnitt 34, der die gleiche Bewegung wie der Zylinderabschnitt 32 ausführt, drückt demzufolge die äußere Bremsbacke 24 gegen die andere Reibfläche 12 der Bremsscheibe 10, so daß schließlich die Drehung der Bremsscheibe 10 behindert wird.

Durch wiederholte Bremsbetätigung verschleißen die Bremsbeläge 16 und 18 der äußeren Bremsbacke 24 und der inneren Bremsbacke 26 allmählich an den Berührungsflächen mit der Bremsscheibe 10, so daß schließlich die zulässige Grenze des Verschleißes erreicht wird. Wenn der Verschleiß des Bremsbelages 16 die zulassige Verschleißgrenze erreicht, beginnt die Spitze des Schwingungsabschnitts 48 des Schwingungselements 38 die Bremsscheibe 10 zu berühren. Wenn sich diese in Richtung des Pfeiles Din F i g. 4 dreht, wird durch Schwinganregung der Blattfederstruktur der Schwingungsabschnitt 48 durch abwechselndes Haften und Gleiten in Schwingungen versetzt, so daß ein kräftiger Laut aus tiberwiegend hochfrequenten Tönen entsteht, weil am Vorsprung 50 ein Schwingungsknoten entsteht. Dieser Laut hat eine wesentlich höhere Frequenz als die üblicherweise in einem Fahrzeug auftretenden Geräusche, so daß er den Fahrer sehr wirkungsvoll warnen kann und ihn darüber informiert, daß die Verschleißgrenze bei den Bremsbacken 24 und 26 erreicht ist Dabei besteht praktisch nicht die Gefahr, daß der Schwingungsabschnitt 48 auf der Oberfläche der Bremsscheibe 10, an der der Schwingungsabschnitt abwechselnd haften und gleiten soll, Kratzer erzeugt, weil der Schwingungsabschnitt 48 vom ersten gebogenen Abschnitt 42 und vom zweiten gebogenen Abschnitt 46, d. h. "om Federabschnitt so gehalten wird, daß die Berührung zwischen der Bremsscheibe 10 und dem Schwingungsabschnitt 48 sanft ist.

Der Hochfrequente Laut, der vom Schwingungsabschnitt 48 erzeugt wird, kann theoretisch in folgender Weise erklärt werden. Die Schwingung des Schwingungsabschnitts 48 wird als Eigenschwingung eines einseitig eingespannten Arms betrachtet. Es wird angenommen, daß dieser einseitig eingespannte Arm die Länge /, die Dicke />, die Breite b und die Masse m hat (siehe F i g. 5 und 6). Es gilt die bekannte Gleichung

#♦·■*-·■

(1)

wobei χ die Auslenkung am freien Ende des eingespannten Arms bezeichnet. Als Lösung der Gleichung (1) ergibt sich

x = A sin (wt+c).

(2)

Für die Gleichung (2) enthaltene Winkelgeschwindigkeit Wgilt in gleicherweise

w = VWm. (3)

Die Konstante k kann gemäß einer allgemeinen Beziehung der Dynamik wiedergegeben werden durch

3EJ

(4)

Die Konstante / kann wiedergegeben werden durch Für die Eigenfrequenz / gilt wiederum

2π

(5)

(6)

Aus den Gleichungen (3) bis (6) können als Bedingungen zum Erzielen eines hochfrequenten Tons bzw. Lauts abgeleitet werden:

a) Die Länge / des einseitig eingespannten Arms soll möglichst gering sein;

b) iie Breite b oder die Dicke Λ des einseitig eingespannten Arms sollte möglichst groß sein.

Eine Überprüfung des Schwingunpsabschnitts 48 anhand der vorstehend genannten, notwendigen Bedingungen zeigt, daß die Eigenschwingung des durch den Gleitkontakt mit der Bremsscheibe 10 erregten Schwingungsabschnitts 48 betrachtet werden kann als Eigenschwingung eines einseitig eingespannten Armes mit extrem geringer Länge, der vom Vorsprung 50, d. h. dem Schwingungsknoten ausgeht, an dem der Schwingungsabschnitt 48 die Ratterschutzfeder 56 berührt, und der bis zur Spitze des Schwingungsabschnitts 48 reicht. Dies erklärt die Entstehung eines hochfrequenten Tons bzw. Lauts, weil der Schwingungsabschnitt 48 die Bedingung (a) erfüllt In diesem Fall wäre es nicht empfehlenswert, lediglich die Bedingung (b) zu erfüllen, indem die Breite und/oder die Dicke des Schwingungsabschnitts 48 vergrößert wird (ohne den Vorsprung 50 vorzusehen), weil dies zwangsläufig zu einer Erhöhung der Festigkeit des Schwingungsabschnitts 48 führen würde, wodurch die Gefahr des Zerkratzens der Oberfläche Jer Bremsscheibe erhöht wurde.

'm folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der akustischen Warnvorrichtung beschrieben. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel liegt lediglich in der Ausbildung der Schwingungsfähigen Feder 38, weswegen eine Erläuterung der übrigen Teile und Elemente als überflüssig unterbleibt

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.7 ist ein Schwingungselement in Form einer Schwingfeder 68 vorgesehen, das in Übereinstimmung mit dem Befestigungsabschnitt 40, dem ersten gebogenen Abschnitt 42, dem zweiten gebogenen Abschnitt 46 und dem Schwingungsabschnitt 48 der vorstehend beschriebenen schwingungsfähigen Feder 38 einen Befestigungsabschnitt 70, einen ersten gebogenen Abschnitt 72, einen zweiten gebogenen Abschnitt 74 und einen Schwingungsabschnitt 76 aufweist wobei diese Abschnitte ähnlich wie bei der schwingungsfähigen Feder 38 geformt sir j und wobei die Feder 68 ebenfalls am Ansatz 3/ oefestigt ist Ferner umfaßt die Feder 68 einen Vorsprung 78, der, obwohl er sich an der gleichen Stelle wie der Vorsprung 50 des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels befindet, in entgegengesetzter Richtung weist, d. h. in Richtung zum Ansatz 37. Die beiden gebogenen Abschnitte 72 und 74 halten den Schwingungsabschnitt 76 unter solcher Vorspannung, daß sie den Vorsprung 78 in Richtung zur Stützplatte 20 drücken. Der Vorsprung 78 liegt somit über den Befestigungsabschnitt 70 indirekt an der Stützplatte 20 an. Für das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 ist die Drehrichtung der Bremsscheibe 10 durch einen Pfeil E angedeutet

Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß beim Einsetzen der schwingungsfähigen Feder 68 in die Ausnehmung 28 des Bremsschildes bzw. Bremsträgers 27 die Montage im bereits an der Stützplatte 20 befestigten Zustand vereinfacht ist, weil der Schwingungsabschnitt 76 der Feder 68 während des Einbaus nicht unter einer nach außen gerichteten Vorspannkraft steht

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.8 ist ein Schwingungselement bzw. eine schwingungsfähige Feder 80 vorgesehen, die einen ersten gebogenen Abschnitt 82, einen zweiten gebogenen Abschnitt 84, einen Schwingungsabschnitt 86 und einen Vorsprung 88 aufweist, die jeweils ähnlich dem ersten gebogenen Abschnitt 72, dem zweiten gebogenen Abschnitt 74, dem Schwtngungsabschnitt 76 und dem Vorsprung 78 der Feder 68 gemäß F i g. 7 sind. Die Feder 80 weist ferner einen Befestigungsabschnitt 90 auf, der sich vom Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 unterscheidet und derart U-förmig ausgebildet ist, daß er den Ansatz 37 von unten umschließt Der Befestigungsabschnitt 90 ist in einer Ebene gebogen, die senkrecht zu derjenigen Ebene liegt, in der der erste gebogene Abschnitt 82 und der zweite gebogene Abschnitt 84 gebogen sind. Das Ende des Ansatzes 37 ist somit nicht vom Befestigungsabschnitt 90 bedeckt; vielmehr liegt am Ende des Ansatzes 37 direkt der Vorsprung 88 an. Am Befestigungsabschnitt 90 ist ein kleiner Vorsprung 91 ausgebildet, der derart mit einer kleinen Ausnehmung 89 in Eingriff steht, daß er ein Verrutschen der Feder 80 verhindert. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Anschlag 39 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.3 entfallen, was den Vorteil mit sich bringt, daß die Form des Befestigungsabschnitts 90 einfacher ist Bei dem in F i g. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Schwingungselement bzw. eine schwingungsfähige Feder 92 vorgesehen, die einen ersten gebogenen Abschnitt 94, einen zweiten gebogenen Abschnitt 96, einen Schwingungsabschnitt 98 und einen Vorsprung 100 aufweist, die jeweils ähnlich dem ersten gebogenen Abschnitt 42, dem zweiten gebogenen Abschnitt 46, dem Schwingungsabschnitt 48 und dem Vorsprung 50 der Feder 38 gemäß F i g. 4 sind. Der einzige Unterschied zwischen den Federn 92 und 38 besteht darin, daß die Feder 92 einen flachen, plattenförmigen Befestigungsabschnitt 102 hat, der mittels eines Niets 104 auf der Außenseite bzw. Rückseite des Ansatzes 37 befestigt ist

Wie Fig.9 erkennen läßt kann die Oberfläche de: Bremsscheibe 10 mit einem unebenen oder rauhen Abschnitt 106 versehen sein, an dem der Schwingungsabschnitt 98, wenn er damit in Berührung kommt zwangsläufig erregt wird, wobei allerdings auch schon die Berührung des Schwingungsabschnitts 98 mit der ebenen bzw. glatten Reibfläche 14 ausreicht In diesem Fall kann erwartet werden, daß vom Schwingungsabschnitt 98 ein kräftigerer Warnlaut erzeugt wird, was einen zusätzlichen Vorteil darstellt

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 10 bis 13 gezeigt Bei diesem Ausführungsbeispiel ist wie Fig. 10 zeigt, eine Befestigungsnut 112 in einer Endbzw. Stirnfläche eines Ansatzes 110 an der Stützplatte 20 der äußeren Bremsbacke 24 ausgebildet Die Befestigungsnut 112 verläuft in Dickenerstreckung der Stützplatte 20 und weist einen rechtwinkeligen bzw. -eckförmigen Querschnitt auf. Ein zugehöriges Schwingungselement bzw. eine Feder 114 hat die in Fig. 11 gezeigte Ausbildung. Ein Befestigungsabschnitt 116 der Feder 114 besteht aus einem Einsetzabschnitt 118 in der Mitte und zwei verbreiterten Abschnitten 120, die sich an die beiden Enden des Einsetzabschnitts 118 anschließen. Der Einsetzabschnitt 118 ist in die Befestigungsnut 112 eingesetzt und die verbreiterten Abschnitte 120 schließen zwischen sich von beiden Seiten, d. h. von vorne und von hinten, den Ansatz 110 ein, so daß auf diese Weise die schwingungsfähige Feder 114 am Ansatz 110 fest angebracht ist Im Mittelbereich

des verbreiterten Abschnitts 120 auf der Rückseite, d. h. auf der von der Bremsscheibe 10 abgewandten Seite, ist eine Pfeilmarke 122 ausgestanzt, die die Drehrichtung der Bremsscheibe 10 zeigt, damit die schwingungsfahige Feder 114 nicht falsch an der äußeren Bremsbacke 24 angebracht wird. Die Feder 114 weist einen ersten gebogenen Abschnitt 124, einen zweiten gebogenen Abschnitt 126, iAvei Schwingungsabschnitte 128 und zwei Vorsprünge 130 auf. Dies heißt mit anderen Worten, daß die Feder 114 von einem Arm des zweiten gebogenen Abschnitts 126 ausgehend bis zu den Spitzen der Schwingungsabschnitte 128 und auch im Bereich der Vorsprünge 130 gabelartig geteilt ist. Die schwingungsfähige Feder 114 ist auf ähnliche Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eingesetzt, wie dies die F i g. 12 und 13 zeigen.

Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel weist die schwingungsfähige Feder 114 den Einsetzabschnitt 118 auf, der die gleiche Breite wie die im Ansatz HÜ der Stützpiaite 20 ausgebildete Befestigungsnut 112 hat. Der Einsetzabschnitt 118 ist in die Befestigungsnut 112 eingesetzt. Diese Art der Befestigung ermöglicht es, verglichen mit dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.3 und 4, den Abstand zwischen der End- bzw. Stirnfläche des Ansatzes 110 und dem Boden der Führungsnut 29 im Bremsschild 27 bzw. Bremsträger 27 um das Maß der Tiefe der Befestigungsnut 112 kleiner zu machen.

Eine Zurückverlagerung der End- bzw. Stirnfläche des Ansatzes 110 würde eine entsprechende Verkürzung der Länge η (in Fig. 13) bedeuten, um die der Ansatz UO vorsteht. Dies würde eine Beschleunigung des Verschleißes des Kontaktbereichs zwischen dem Ansatz 110 und dem Bremsträger bzw. Bremsschild 27 zur Folge haben. Die bei angelegter Bremse zwischen der Bremsbacke 24 und der Bremsscheibe 10 wirkende Reibkraft drückt die Stirnfläche der Bremsbacke 24 an der hinteren Seite gegen das Bremsschild 27 und dreht ferner die Bremsbacke 24 zum Außenrand der Bremsscheibe 10, wobei diese Drehung um den Stützpunkt erfolgt, an dem sich die Bremsbacke am Bremsschild 27 abstützt Diese Drehung der Bremsbakke 24 wird durch die Berührung zwischen der Oberseite des Ansatzes 110, d.h. dessen vom Mittelpunkt der Bremsscheibe 10 abgewandter Seite, und der Unterseite der Führungsnut 29 begrenzt, wobei die Oberseite des Ansatzes UO und die entsprechende Seite der Führungsnut 27 kräftig gegeneinander gedrückt werden, während gebremst wird. Da sich diese beiden Seiten ferner, während sie sich berühren, aufgrund von Schwingungen der Bremsanlage relativ zueinander bewegen, werden die Kontaktflächen des Ansatzes 110 und der Führungsnut 29 verschlissen. Ferner werden diese Kontaktflächen selbst dann ständig gegeneinander gedrückt, wenn die Bremsen nicht angelegt sind, und zwar aufgrund der Federkraft der Ratterschutzfeder 56, so daß die beiden Kontaktflächen ständig aufeinander gleiten und gegeneinander stoßen. Auch aus diesem Grunde unterliegen die Kontaktflächen des Ansatzes 110 und der Führungsnut 29 einem gewissen Verschleiß, so daß eine Verringerung der Länge, um die der Ansatz 110 vorsteht den Verschleiß entsprechend der Verkleinerung der Kontaktfläche beschleunigt

Um diesen Nachteil zu beheben, kann erwogen werden, die Tiefe der Führungsnut 29 entsprechend zu vergrößern, statt die Länge, um die der Ansatz 110 vorsteht zu verringern. Dies bringt jedoth andere Nachteile mit sich, zu denen eine verringerte Steifigkeit des Breaisschildes 27 und größere Schwierigkeiten bei der maschinellen Bearbeitung der Führungsnuten 29 gehören, was wiederum die Kosten der Vorrichtung erhöht und die Produktivität senkt Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbei spiel befindet sich im montierten Zustand der Schwingungsfähigen Feder 114 deren Einsetzabschnitt 118 in der Befestigungsnut 112, so daß auf günstige Weise sowohl eine Verkürzung des Ansatzes 110 als auch eine Vergrößerung der Tiefe der Führungsnut 29

ίο vermieden wird.

Da der Einsetzabschnitt 118 der schwingungsfähigen Feder 114 die gleiche Breite wie die Befestigungsnut 112 hat, kann er auf der gesamten Breite der Befestigungsnut 112 fest an deren Boden eingepaßt werden, wobei der Einsetzabschnitt 118 ferner mit Hilfe der verbreiterten Abschnitte 120, die zwischen sich den Ansatz 110 einklemmen, in der Befestigungsnut 112 gehaltet? wird. Dadurch ist sichergestellt, daß die Feder 114 selbst dann nicht verlagert wird, wenn die Schw;rigu"g"bschn:!'.e 128 in Funktion treten, wobei sich ein Anschlag zum Verhindern der Verlagerung erübrigt. Die Feder 114 hat somit eine einfache Ausbildung, was die Herstellungskosten niedrig hält Ein weiteres Ausführungsbeicpiel ist in den Fig. 14 bis 16 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Vorsprung 140, der die Kontaktstelle zwischen einem Schwingungsabschnitt 142 eines Schwingungselementes in Form einer schwingungsfähigen Feder bzw. Blattfederstruktur 144 und einer Ratterschutzfeder 56

jo definiert die ein Stützelement bildet, an der Ratterschutzfeder 56 ausgebildet. Die Ratterschutzfeder 56 stützt den Schwingungsabschnitt 142 mit dem Vorsprung 140 gegen die Federkraft eines Federabschnitts ab, der aus einem ersten gebogenen Abschnitt 146 und einem zweiten gebogenen Abschnitt 148 besteht. Die Länge des Schwingungsabschnitts 142 kann bei diesem Ausführungsbeispiel verhältnismäßig groß gewählt werden. Zwar kann ein Vorsprung wie beispielsweise der Vorsprung 50 auch am Schwir.gungsabschnitt

4n angeordnet sein, wie dies beispielsweise F i g. 4 zeigt; in diesem Fall ist jedoch die Länge /maximal begrenzt auf den Abstand zwischen der Verschleißgrenze A und der Rückseitigen Kante der Ratterschutzfeder 56, d. h. der von der Bremsscheibe 10 abgewandten Kante der Ratterschutzfeder 56. Die Länge / kann nur innerhalb dieses Bereichs eingestellt bzw. gewählt werden. Der Vorsprung 50 muß nämlich so angeordnet sein, daß er in Kontakt mit der nach innen gewandten Fläche der Ratterschutzfeder 56 steht während die Bremsbacke 24 anfänglich am weitesten zurückgeschoben ist d. h. die größte Entfernung von der Bremsscheibe 10 hat wie dies Fig.4 zeigt sofern der Vorsprung 50 der Verschiebung der Bremsbacke 24 nicht aufgrund eines Eingriffs mit der hinteren Kante der Ratterschutzfeder 56 einen Widerstand entgegensetzen soll, während sich der Vorsprung 50 zusammen mit der Bremsbacke 24 bewegt Daher ist die Länge vom Vorsprung 50 bis zur Spitze des Schwingungsabschnitts 48, d h. der Maximalwert von 4 auf den Abstand zwischen der Spitze des Schwingungsabschnitts 48 und der hinteren Kante der Ratterschutzfeder 56 begrenzt, und zwar für den Fall, daß die Bremsbacke 24 ihre am weitesten nach hinten zurückgezogene Position einnimmt Im Gegensatz dazu ist der Vorsprung 140 an der Ratterschutzfeder 56

μ angeordnet, so daß er seine Position während der gesamten durch Verschleiß des Bremsbelages 16 verursachten Verschiebung nicht ändert was wiederum zur Folge hat daß der Abstand vom Vorsprung 140 zur

Il

Spitze des Schwingungsabschnitts 142 mit zunehmendem Verschleiß des Bremsbelages 16 größer wird. Der endgültig * irksame Abstand, d h. die Länge /, ist gegeben durch den Abstand zwischen der Spitze des Schwingungsabschnitts 142 bei maximal vorgeschobener Bremsbacke 24 und dem Ort des festliegenden Vorsprungs 140. Der Vorsprung 140 steht selbst dann, wenn er an der hinteren Kante bzw. am hinteren Rand der Ratterschutzfeder 56 angeordnet ist, immer so in Berührung mit der Seitenfläche des Schwingungsab-Schnitts 142, daß er die glatte Virschiebung des Schwingungsabschnitts 142 nicht behindert, so daß die Länge / größer als beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 ge-.vählt werden kann, wobei die maximale Länge, die durch den Abstand zwischen der Spitze des ιϊ Schwingungsabschnitts 142 und der hinteren Kante der Ratterschutzfeder 56 gegeben ist, dann vorliegt, wenn die Bremsbacke 24 weitestmöglich vorgeschoben ist.

Die Länge /kanu ferner iniici iiäiu ciücs VcHituiriiäüläuig großen Bereichs verändert werden. Dies erleichtert es. i» den geeignetsten Warnlaut zu erzeugen, wobei die verschiedenen Einflußgrößen wie andere Geräusche und dergleichen, die entsprechend der Vielzahl verschiedener Kraftfahrzeuge unterschiedlich sein können, berücksichtigt werden können, so daß auf diese Weise 2^ die Wirkung der Warnung größer ist. Die F i g. 17 und 18 zeigen jeweils ein Beispiel, bei dem ein Vorsprung 150 bzw. 152 näher zur vorderen bzw. zur hinteren Seite als in Fig. 15 angeordnet ist, wo .'ich der Vorsprung 140 ungefähr in der Mitte (in Dickenrichtung) des Bremsschildes bzw. Bremsträgers 27 befindet. Bei diesen Beispielen kann der Warnlaut höher bzw. tiefer als bei dem Beispiel gemäß F i g. 15 sein.

Fig. 19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der akustischen Warnvorrichtung, bei dem ein Vorsprung 154 an einem Befestigungsabschnitt 156 eines Schwingungselementes bzw. einer schwingungsfähigen Feder 153 angeordnet ist. Die Drehrichtung der Bremsscheibe 10 ist wiederum durch den Pfeil fangezeigt. Wenn die Feder 158 an der Stützplatte 20 angebracht ist, ist das Einsetzen bzw. Einführen der Feder 158 in das Bremsschild 27 beim Zusammenbau in diesem Fall besonders einfach und insofern vorteilhaft, als der zur Feder 158 gehörende Schwingungsabschn^;U 160 nicht nach außen, d.h. nach rechts in Fig. 19, vorsteht. Die Ausführungsform gemäß Fig. 19 ist besonders geeignet, wenn die Länge vom Vorsprung 154 bis zur Spitze des Schwingungsabschnitts 160 verringert werden soll.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Schwingungselemente bzw. schwingungsfähigen Federn an den Ansätzen sowohl der inneren Bremsbacke als auch der äußeren Bremsbacke angebracht; es ist jedoch auch möglich, das Schwingungselement lediglich an einem Ansatz derjenigen Bremsbacke anzubringen, die stärker verschleißt.

Es versteht sich, daß die Schwingungselemente bzw. schwingungsfähigen Federn auch an den Ansätzen auf (Jen beiden ei'iigcgcngeSciZicM Seiten einer Bremsbacke angebracht werden können.

Die Drehrichtung der Bremsscheibe kann, während sie den Schwingungsabschnitt berührt, mit derjenigen Richtung übereinstimmen, in der der am Schwingungrabschnitt ausgebildete Vorsprung vom stützenden Element entgegen der Vorspannkraft des Federabschnitts abgehoben wird. Diese Drehrichtung ist zur Drehrichtung bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entgegengesetzt. In diesem Fall wird der Schwingungsabschnitt nicht nur durch das abwechselnde Haften und Gleiten an der Bremsscheibe erregt, sondern auch durch das wiederholte Aufschlagen des Vorsprungs auf das stützende Element. Die Warnung für den Fahrer durch den hochfrequenten Warnlaut in Verbindung mit dem sich wiederholenden Schlaggeräusch ist dann noch leichter wahrnehmbar.

Die mit der Stützplatte verbundene Ratterschutzfeder kann einstückig mit dem Schwingungselement bzw. der schwingungsfähigen Feder ausgebildet sein.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Hatentansprflcbe:

1. Akustische Warnvorrichtung zum Hinweisen auf die zulässige Yersohleißgrenze von Reibblocken einer Scheibenbremsanlage, mit einem Schwingungselement, das einen Warnlaut erzeugt, wenn der Reibbelag bis zur maximal zulässigen Grenze verschlissen ist, und das von einer Blattfederstruktur gebildet ist, die einen Befestigungsabschnitt, der an einem seitlichen Endabschnitt einer den Reibbelag tragenden Stützplatte befestigt ist, einen Federabschnitt, der zu einer Kurve gebogen ist, sich an den Befestigungsabschnitt als Verlängerung anschließt und auf der Rückseite des Reibblocks angeordnet ist, und einen Schwingungsabschnitt aufweist, der vom Federabschnitt ausgeht und sich unter federnder Vorspannung zwischen dem seitlichen Endabschnitt der Stützplatte und einem Bremsträger hindurch in Richtung zur Reibfläche der Bremsscheibe hin so weit erstreckt, daß er mit seiner Spitze gerade die Verschleißgrenze des Reibblocks erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsabschnitt (48; 76; 86; 98; 128; 142; 160) vom Federabschnitt (42, 46; 72, 74; 82, 84; 94, 96; 124, 126; 146, 148) durch einen Vorsprung (50; 78; 88; 100; 130; 140; 150; 152; 154) getrennt ist, der die einzige Abstützungs-Kontaktstelle des federnd vorgespannten Schwingungsabschnittes darstellt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dt,T Vorsprung (50; 78; 88; 100; 130) am Schwingungsabschnitt (43; 76; 8*; 98; 128) ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (140; 150; 152; 154) an der Abstützfläche des Schwingungsabschnittes (142; 160) ausgebildet ist