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Titel: Bremsbacke mit Fühler für eine Verschleiß-
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anzeige@nrichtung
Beschreibung Bremsbacke mit Fühler
für eine Verschleißanzeigeeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Bremsbacke, insbesondere
für Kraftfahrzeug-Scheibenbremsen, bei der in einem von Bremsbelag freien Bereich
einer Belagträgerplatte ein Fühler für eine Verschleißanzeigeeinrichtung befestigt
ist, wobei der Fühler einen Stützkörper aus Isolierstoff und einen von diesem wegragenden
Zapfen aufweist, der in einem an der Belagträgerplatte angenieteten Hohlniet steckt.
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Verschleißanzeigeeinrichtungen der hier interessierenden Bauart haben
die Aufgabe, ein Warnsignal abzugeben, wenn der Verschleiß des Bremsbelags einer
Bremsbacke ein bestimmtes Maß erreicht hat. Zu diesem Zweck ist ein an der Bremsbacke
angeordneter Fühler durch eine elektrische Leitung mit einer Stromquelle und einem
Signalgeber, beispielsweise einer Warnlampe am Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs,
verbunden. Wird die Bremse betätigt, nachdem der Bremsbelag einen vorbestimmten,
noch zulässigen Abnutzungszustand erreicht hat, so wird der Fühler gegen die zugehörige
Bremsscheibe oder -trommel gedrückt, und durch den dabei entstehenden Abrieb wird
die ursprünglich isoliert in den Fühler eingebettete Leitung freigelegt, so daß
der Stromkreis des Signalgebers über die Bremsscheibe oder -trommel geschlossen
wird.
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Bei Kraftfahrzeugen werden die Bremsbacken üblicherweise nicht erst
aufgrund eines von einer solchen Verschleißanzeigeeinrichtung abgegebenen Signals
ausgetauscht, sondern schon dann, wenn bei einer Inspektion vorhersehbar ist, daß
die Bremsbeläge nicht bis zur nächsten, beispielsweise nach weiteren 10 000 km Fahrstrecke,
vorgesehenen Inspektion halten werden. In solchen Fällen ist der Fühler noch nicht
mit der Bremsscheibe -oder Trommel in Berührung gekommen und deshalb noch unbeschädigt.
Es ist deshalb wünschenswert, beim Auswechseln der Bremsbacken den Fühler nicht
mitauswechseln zu müssen, sondern ihn zusammen mit dem nächsten Satz Bremsbacken
weiterverwenden zu können. Dies setzt eine lösbare Befestigung des Fühlers an der
zugehörigen Bremsbacke voraus.
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Aus der DE-OS 28 13 244 ist eine der eingangs beschriebenen Gattung
entsprechende Anordnung von Bremsbacke und Fühler bekannt, bei der in die Belagträgerplatte
ein innen zylindrischer, glatter Hohlniet eingenietet ist und der Zapfen des Fühlers
mit dessen Stützkörper in einem Stück aus Kunststoff hergestellt und nur reibschlüssig
im Hohlniet gehalten ist. Der Stützkörper hat einen Ansatz, der sich im wesentlichen
parallel zur Belagträgerplatte erstreckt und in eine Bohrung des Bremsbelags hineinreicht.
In den Ansatz und den Stützkörper selbst ist ein Draht eingebettet, der an einem
vom Zapfen innerhalb des Hohlniets axial wegragenden Kontaktstift befestigt ist.
Der Kontaktstift ist in einer Steckbuchse aufgenommen, die am Ende einer Anschlußleitung
befestigt ist und von der Rückseite der Belagträgerplatte her in den Hohlniet eingeschoben
ist. Beim Auswechseln der Bremsbacke ist vorgesehen, daß die Steckbuchse samt Anschlußleitung
gelöst und zusammen mit einer neuen Bremsbacke wieder verwendet, der Fühler dagegen
zusammen mit der verbrauchten Bremsbacke weggeworfen wird. Wenn die Bremsbacke vorzeitig
ausgewechselt wird, also ehe der Verschleiß
den Fühler erreicht
hat, ist eine Wiederverwendung des Fühlers dennoch kaum möglich, denn dessen Zapfen
läßt sich jedenfalls dann nicht unbeschädigt aus dem Hohlniet herausziehen, wenn
der Zapfen so bemessen ist, daß er mit dem Hohlniet einen unter allen Betriebsbedingungen
festen und rüttelsicheren Preßsitz bildet. Zu den Betriebsbedingungen, die hierbei
berücksichtigt werden müssen, gehört auch die starke Wärmebelastung durch Konvektion
und vor allem durch Strahlung. Bei modernen Scheibenbremsen kann eine längere und
kräftige Bremsung die Bremsscheibe auf 7000 und mehr erhitzen und dabei kann der
in unmittelbarer Nähe der Bremsscheibe angeordnete Fühler eine Temperatur in ähnlicher
Größenordnung erreichen. Nach einer solchen Wärmebelastung läßt sich bei der bekannten
Anordnung der Fühler nicht mehr unbeschädigt von der Bremsbacke trennen.
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Entsprechendes gilt auch für eine andere, aus dem DE-GM 70 47 480
bekannte Anordnung aus Bremsbacke und Fühler, bei welcher der Fühler ebenfalls einen
Stützkörper aus Isolierstoff mit einem an diesem einstückig ausgebildeten Zapfen
aufweist und dieser Zapfen von der Rückseite der Belagträgerplatte durch ein in
dieser ausgebildetes Loch hindurchgesteckt und innerhalb eines vom Bremsbelag freigelassenen
Bereichs mittels einer Rosette gesichert ist. Hier ist es ebenfalls erforderlich,
zusammen mit der Bremsbacke den Fühler auszuwechseln, auch wenn dieser von der Bremsscheibe
noch nicht berührt worden ist und deshalb eigentlich noch weiterverwendbar wäre.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung aus
Bremsbacke und Fühler der eingangs beschriebenen Gattung derart zu gestalten, daß
der Fühler einerseits bei den größten im Betrieb vorkommenden Wärmebelastungen wie
auch danach fest und rüttelsicher an der Bremsbacke befestigt ist, sich andererseits
aber von dieser lösen und
zusammen mit einer neuen Bremsbacke wiederverwenden
läßt, sofern die alte Bremsbacke in einem Abnutzungszustand ausgewechselt wird,
bei dem der Fühler noch nicht mit der Bremsscheibe oder -trommel in Berührung gekommen
ist.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Hohlniet eine
vom Stützkörper abgewandte innere Schulter ausgebildet ist, der Zapfen aus einem
hitzebeständigen und relativ harten Werkstoff besteht und innerhalb des Hohlniets
eine Feder aus hitzebeständigem Werkstoff angeordnet ist.
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Der aus hitzebeständigem Werkstoff, vorzugsweise Metall, bestehende
Zapfen kann selbst bei den größten Temperaturen, mit denen im Betrieb gerechnet
werden muß, nicht mit dem Hohlniet verkleben, der vorzugsweise ebenfalls aus Metall
besteht. Die ebenfalls hitzebeständige, vorzugsweise aus Metall bestehende Feder
stellt einerseits eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zapfen und dem Hohlniet
her, ist aber andererseits wegen ihrer Elastizität derart zusammendrückbar, daß
der Zapfen zum Auswechseln des Bremsbelags aus dem Hohlniet herausgezogen oder -gedrückt
werden kann.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä-Ben Bremsbacke
hat der Zapfen eine dem Stützkörper zugewandte saubere Schulter und die Feder ist
zwischen den Schultern angeordnet und an beiden.abgestützt.
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Die axiale Vorspannung läßt sich auf besonders einfache und dennoch
zuverlässige Weise dadurch erzielen, daß die Schulter im Hohlniet kegelstumpfförmig
ist und die Schulter am Zapfen eine Ringnut von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt
begrenzt, welche die Feder mit radialem Spiel aufnimmt. Bei dieser Anordnung bleibt
die Feder ständig mit
dem Zapfen verbunden, auch wenn dieser gegen
den anfänglichen Widerstand der Feder aus dem Hohlniet herausgezogen worden ist.
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Die Feder ist vorzugsweise ein geschlitzter Ring aus Runddraht.
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Die Erfindung wird vorzugsweise bei einer solchen Bremsbacke angewandt,
deren Hohlniet in bekannter Weise von mindestens einer Windung einer Niederhaltefeder
umschlungen ist. Dabei ist diese mindestens eine Windung vorzugsweise in einer vom
Hohlniet durchsetzten Aussparung der Belagträgerplatte angeordnet, der Hohlniet
liegt mit einem an ihm ausgebildeten Flansch am belagfreien Bereich der Belagträgerplatte
an und der Stützkörper liegt mit einer von der Feder erzeugten axialen Vorspannung
am Flansch und/oder unmittelbar an der Belagträgerplatte an.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bremsbacke
ohne Fühler, Fig. 2 den Schnitt II-II der Bremsbacke, jedoch mit zugehörigem Fühler
in Betriebsstellung, Fig. 3 eine Teilansicht in Richtung des Pfeils III in Fig.
2, und Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform.
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In Fig. 1 ist eine Bremsbacke 10 für eine Teilbelag-Scheibenbremse
der bei Kraftfahrzeugen üblichen Bauart mit Blickrichtung auf diejenige Seite der
Bremsbacke dargestellt, die in ihrer Einbaulage einer Bremsscheibe gegenüberliegt.
Die Bremsbacke 10 hat eine aus Stahlblech ausgestanzte Belagträgerplatte 12 mit
zwei seitlich wegragenden Vorsprüngen 14 zur Abstützung der Bremsbacke an
einem
Gehäuse oder Schwimmsattel der Scheibenbremse. An der vorderen, der Bremsscheibe
sowie in Fig. 1 und 3 dem Betrachter zugewandten Seite der Belagträgerplatte 12
ist ein Bremsbelag 16 befestigt, der die seitlichen Vorsprünge 14 sowie einen in
der Mitte zwischen diesen liegenden rechteckigen belagfreien Bereich 18 der Belagträgerplatte
freiläßt.
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Innerhalb des belagfreien Bereichs 18 hat die Belagträgerplatte 12
eine Aussparung 20, die schlitzförmig zum oberen Rand der Belagträgerplatte geöffnet
ist. Durch die Aussparung 20 erstreckt sich mit radialem Spiel ein Hohlniet 22,
der durch einen an der Vorderseite der Belagträgerplatte 12 anliegenden Flansch
24 sowie eine an der Rückseite anliegenden Ringscheibe 26 an der Belagträgerplatte
12 befestigt ist. Um den Hohlniet 22 herum erstrecken sich innerhalb der Aussparung
20 etwa 1 1/2 Windungen einer aus Runddraht bestehenden Niederhaltefeder 28, die
zwei nach außen ragende, zum oberen Rand der Belagträgerplatte 12 annähernd parallele
und an ihren Enden U-förmig abgebogene Schenkel 30 aufweist. In der Einbaulage der
Bremsbacke 10 stützen sich die Schenkel 30 am Gehäuse oder Schwimmsattel der zugehörigen
Scheibenbremse ab.
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An der Vorderseite der Belagträgerplatte 12 ist ein Fühler 32 befestigt,
der einen teilweise im belagfreien Bereich 18 angeordneten Stützkörper 34 aus Isolierstoff
aufweist. In den Stützkörper 34 ist eine U-förmige Nut 36 eingearbeitet, in der
ein Abschnitt einer elektrischen Leitung 38 liegt.
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Die Dicke des Stützkörpers 34 ist gemäß Fig. 2 erheblich geringer
als die Dicke des Bremsbelags 16. Infolgedessen wird der Stützkörper 34 bei Betätigung
der Bremse erst dann gegen die Bremsscheibe gedrückt, wenn ein erheblicher Teil
der Dicke des Bremsbelags 16 verschlissen ist. Der Stützkörper 34 besteht aus einem
Werkstoff, der sich bei Bremsbetätigung
in gleichem Maß wie der
Bremsbelag 16 abnutzt ohne die Bremsscheibe zu beschädigen. Sobald durch Abnutzung
des Stützkörpers 34 die Leitung 38 freigelegt ist und die Bremsscheibe metallisch
berührt, wird ein Stromkreis geschlossen, zu dem die Leitung 38 gehört.
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Der Fühler 32 weist gemäß Fig. 2 zu seiner Befestigung an der Bremsbacke
10 einen Zapfen 40 aus Metall auf, dessen Fuß 42 in den Stützkörper 34 eingebettet
ist. Der Fuß 42 ist so angeordnet, daß er selbst bei weit fortgeschrittener Abnutzung
des Bremsbelags 16 und des Stützkörpers 34 die Bremsscheibe nicht erreicht ohne
daß lange vorher die Leitung 38 freigelegt worden ist und infolgedessen die Verschleißanzeigeeinrichtung
Warnsignale abgegeben hat. Der Benutzer des Kraftfahrzeugs weiß daher lange ehe
die Brems-Bremsscheibe durch den Fuß 42 beschädigt werden kann, daß die Bremsbacke
10 ausgewechselt werden muß.
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Der Zapfen 40 ragt nach hinten aus dem Stützkörper 34 heraus und steckt
mit geringem radialen Spiel im Hohlniet 22.
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Damit der Zapfen 40 nicht unbeabsichtigt aus dem Hohlniet 22 herausgezogen
werden kann, ist in den Zapfen eine Ringnut 44 eingearbeitet, die eine Feder 46
in Form eines geschlitzten Rings aus Runddraht mit erheblichem radialen Spiel aufnimmt.
Die Feder 46 stützt sich einerseits an einer die Ringnut 44 in einer Radialebene
begrenzenden äußeren Schulter 48 des Zapfens 40 ab und andererseits an einer im
Hohlniet 22 ausgebildeten, kegelstumpfförmigen inneren Schulter 50.
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Die im Hohlniet 22 ausgebildete innere Schulter 50 hat einen Kegelwinkel
von 600 mit einem Toleranzbereich von i 30 und ist so angeordnet, daß sie bestrebt
ist, die Feder 46 in die Ringnut 44 zu drücken. Diesem Bestreben widersetzt sich
die Feder 46 mit radial nach außen gerichteten
Rückstellkräften,
die infolge der Kegelform der inneren Schulter 50 in Axialkräfte umgesetzt werden.
Diese werden über den Fuß 42 des Zapfens 40 auf den Stützkörper 34 übertragen, so
daß dieser mit einer axialen Vorspannung am Flansch 24 des Hohlniets 22 anliegt.
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Der Stützkörper 34 weist gemäß Fig. 2 und 3 ferner eine Ausdrehung
52 auf, die den Flansch 24 des Hohlniets 22 mit geringem Radialspiel aufnimmt. Diese
Anordnung entlastet den Zapfen 40 zumindest weitgehend von den radialen Beschleunigungskräften,
die bei einer Fahrt auf unebener Fahrbahn auf den Fühler 32 einwirken. Der Zapfen
40 wird somit im Betrieb auch nicht mit nennenswerten Biegemomenten belastet und
hat deshalb nicht die Tendenz, sich vom Hohlniet 22 zu lösen. Insgesamt ergibt sich
somit eine unter allen Betriebsbedingungen sichere Befestigung des Fühlers 32 an
der Bremsbacke 10.
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Dennoch ist es möglich, den Fühler 32 zum Zwecke seiner Wiederverwendung
von der Bremsbacke 10 zu lösen, wenn deren Bremsbelag 16 zu einem erheblichen Teil
abgenutzt ist, der Stützkörper 34 aber noch nicht oder jedenfalls nicht in nennenswertem
Maß verschlissen ist. Zum Demontieren des Fühlers zieht man den Stützkörper 34 in
axialer Richtung von der Belagträgerplatte 12 weg und/oder man drückt mit einem
Werkzeug von der anderen Seite her gegen die freie Stirnfläche des Zapfens 40. Dabei
wird die Feder 46 von der kegelförmigen inneren Schulter 50 des Hohlniets 22 radial
in die Ringnut 44 hineingedrückt, so daß der Zapfen 40 aus dem Hohlniet herausgezogen
oder -geschoben werden kann. Anschließend wird der Zapfen 40 in den Hohlniet 22
einer neuen Bremsbacke 10 eingeschoben. Dabei muß die Feder 46 wieder radial in
die Ringnut 44 hineingedrückt werden; dies wird durch eine kegelstumpfförmige Ansenkung
54 an der Vorderseite des Hohlniets 22 bewirkt. Sobald die Feder 46
beim
weiteren Einschieben des Zapfens 40 in den Hohlniet 22 dessen Schulter 50 erreicht
hat, dehnt sie sich wieder aus und hält den Zapfen im Hohlniet 22 fest.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind Hohlniet 22 und
Stützkörper 34 im wesentlichen gleich ausgebildet wie in Fig. 2 und 3. Anstelle
des Zapfens 40 ist am Stützkörper 34 ein Zapfen 40' durch Vernieten seines Fußes
42' befestigt. Der Zapfen 40' besteht aus Metall und trägt eine Feder 46' aus Metall.
Die Feder 46' ist hier spinnenartig mit vier abgekröpften Beinen 56 ausgebildet
und mit einem am Zapfen 40' einstückig ausgebildeten Niet 58 derart befestigt, daß
die vier Beine 56 den Zapfen 40' mit radialem Spiel in gleichen Winkelabständen
umgeben und mit ihren Füßen 60 gegen die ringförmige Schulter 50 des Hohlniets 22
drücken.
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