DE3347387A1

DE3347387A1 - Schwimmsattel-scheibenbremse

Info

Publication number: DE3347387A1
Application number: DE19833347387
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 7012 Fellbach Kizler; Alexander 7314 Wernau Lode; Emil Dipl.-Ing. 7313 Reichenbach Näumann; Hans-Joachim Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Schöpf
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1985-07-18
Also published as: DE3347387C2

Description

"Schwimmsattel-Scheibenbremse"
Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.
Werden solche Schwimmsattel-Scheibenbremsen bei schwereren Fahrzeugen eingesetzt, so stellt sich bereits nach kurzer Zeit eine ungleichmäßige Abnutzung der Bremsbeläge beider Bremsbacken ein und zwar dergestalt, daß in der bei Vorwärtsfahrt gegebenen Drehrichtung der Bremsscheibe der Bremsbelag der am einen U-Schenkel des Bremssattels abgestützten Bremsbacke an der Auslaufseite der Bremsscheibe aus dem Bremssattel und der Bremsbelag der durch die Zuspannvorrichtung betätigbaren Bremsbacke an der Einlaufseite der Bremsscheibe in den Bremssattel stärker verschleißt.
Die Bremsbeläge nutzen sich somit schräg zu der Ebene ab, in welcher sich die ihnen benachbarte Stirnfläche der Bremsscheibe befindet.
Dieser tangentiale Schrägverschleiß beider Bremsbeläge wird in erster Linie durch die Nachgiebigkeit des Bremsenträgers und außerdem durch bquart-bedingte Toleranzen bezüglich der Führung des Bremssattels relativ zum Bremsenträger verursacht Die Nachteile des Schrägverschleißes der Bremsbeläge sind ein verlängerter Pedalweg sowie partielles Tragen bei niedrigen Bremsdrücken mit der Folge verringerter Bremswirkung und gegebenenfalls Bremsgeräuschen. Schließlich resultieren daraus relativ kurze Backenwechselintervalle.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Schwimmsattel-Scheibenbremse der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art anzugeben, die sich auch bei hohen Bremsbelastungen, wie sie insbesondere beim Einsatz in schwereren Fahrzeugen zustande kommen, durch eine im wesentlichen gleichmäßige Abnutzung ihrer Bremsbeläge auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen unterschiedlichen Biegesteifigkeiten des Bremssattels erhält dessen sich auf der Auslaufseite der Bremsscheibe befindlicher Teil ein zum restlichen Sattelteil kleineres Trägheitsmoment. Hierdurch wird die an dem die eine Bremsbacke abstützenden U-Schenkel des Bremssattels beim Bremsen wirksam werdende Reaktionskraft bereichsweise entsprechend verringert, mit der Folge, daß sich dadurch der oben erläuterte Schrägverschleiß von Bremsbelägen üblicher Schwimmsattel-Scheibenbremsen ohne Einbuße an Bremsleistung kompensieren läßt.
Die Erfindung ist bei Schwimmsattel-Scheibenbremsen auf verschiedenen Wegen zu realisieren.
Gemäß Anspruch 2 kann hierzu der an der Auslaufseite der Bremsscheibe aus dem Bremssattel vorhandene Teil des die eine Bremsbacke haltenden Bremssattelschenkels gegenüber dem restlichen Schenkelteil im Querschnitt kleiner ausgebildet sein.
Gemäß Anspruch 3 kann alternativ hierzu der die beiden U-Schenkel miteinander verbindende Verbindungssteg des Bremssattels an seinem auslaufseitigen Teil im Querschnitt kleiner als dessen übriger Stegteil ausgebildet sein.
Ebensogut können gemäß Anspruch 4 die in den Ansprüchen 2 und 3 angesprochenen Querschnittsverringerungen am Bremssattel in Kombination vorgesehen sein.
Bei einer weiteren, mit Vorzug zu gebrauchenden Konstruktion ist gemäß Anspruchs 5 die Querschnittsverringerung im Übergangsbereich zwischen dem die eine Bremsbacke abstützenden U-Schenkel und dem Verbindungssteg des Bremssattels vorgesehen.
Eine weitere Möglichkeit, die Biegesteifigkeit des Bremssattels im Sinne der Erfindung zu gestalten, kann gemäß Anspruch 6 darin bestehen, den Elastizitätsmodul des Werkstoffes, aus dem der Bremssattel besteht, bereichsweise unterschiedlich auszulegen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, gemäß Anspruch 7 den auf die eine Bremsbacke wirkenden U-Schenkel zu teilen und aus Werkstoffen mit verschiedenem Elastizitätsmodul vorzusehen oder gemäß Anspruch 8 bei geteiltem U-Schenkel die die Schenkelteilstücke mit dem Verbindungssteg des Bremssattels verbindenden Verbindungsmittel im Sinne der Erfindung unterschied- lich nachgiebig auszubilden.
In der Zeichnung ist ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schwimmsattel-Scheibenbremse dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht der Schwimmsattel-Scheibenbremse Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II - II der Fig. 1 Fig. 3 eine Ansicht der Schwimmsattel-Scheibenbremse in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1 gesehen Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Bremssattel entlang der Linie IV - IV der Fig. 1 Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Bremssattel entlang der Linie V - V der Fig. 1 Fig. 6 eine Darstellung der bei Schwimmsattel-Scheibenbremsen beim Einsatz in schwereren Fahrzeugen üblichen Abnutzung der Bremsbeläge Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Schwimmsattel-Scheibenbremse weist einen als Ganzes mit 10 bezeichneten Bremsenträger auf, der fest mit einer Achse oder cincr Radaufhängung verschraubt sein kann.
Dem Bremsenträger 10 ist ein als Ganzes mit 12 bezeichneter Bremssattel zugeordnet, der entlang von Führungen des Bremsenträgers verschiebbar geführt ist. Diese Führungen sind beispielsweise durch zwei im Abstand voneinander angeordnete parallele Führungszapfen 14, 16 gebildet, auf welchen der Bremssattel schwimmend geführt ist. Letzterer ist umgekehrt U-förmig ausgebildet, wobei dessen einer U-Schenkel ein Gehäuse 18 zur Aufnahme einer Zuspannvorrichtung und dessen anderer U-Schenkel 20 zur Abstützung einer von zwei Bremsbacken 22 und 24 dient.
Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, übergreift der Bremssattel 12 einen Teil einer mit 26 bezeichneten Achsbremsscheibe, die sich zusammen mit einem Rad eines Fahrzeuges dreht.
Sie taucht mit einem Teil ihres Randstückes zwischen die beiden Bremsbacken 22, 24 ein, so daß deren Stirnflächen 28 und 30 der Flachseite jeweils eines Bremsbelages 32 bzw. 34 der Bremsbacken 22, 24 benachbart sind.
Während die Bremsbacke 24 mit ihren Stirnenden auf sich parallel zur Achse der Achsbremsscheibe 26 erstreckenden Führungsleisten 36 und 38 verschiebbar geführt ist, sitzt die Bremsbacke 22 unmittelbar vor der Zuspannvorrichtung, die im vorliegenden Falle durch einen in einem im Gehäuse 18 des Bremssattels 12 vorgesehenen Zylinder 40 verschiebbar geführten und die Bremsbacke 22 tragenden Kolben 42 gebildet ist, der hydraulisch betätigbar ist.
Die Führungszapfen 14, 16 erstrecken sich dabei, analog zu den Führungsleisten 36, 38 des Bremsenträgers 10 parallel zur Achse der Bremsscheibe 26.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der U-Schenkel 20 des U-förmigen Bremssattels 12 in zwei Schenkelteilstücke 20' und 20" aufgeteilt, die lediglich in ihrem oberen Bereich durch einen mit 42 bezeichneten Verbindungssteg miteinander fest verbunden sind, Wie Fig. 1 zeigt, ist auch der die beiden U-Schenkel des Bremssattels miteinander verbindende Verbindungssteg 44 bereichsweise durch eine sich in Bewegungsrichtung des Bremssattels erstreckende längliche Ausnehmung 46 durchbrochen.
Der im vorstehenden Umfange beschriebene Aufbau der Schwimmsattel-Scheibenbremse ist an sich bekannt und bildet keinen Teil der Erfindung. Sie arbeitet in der Weise, daß zum Einleiten eines Bremsvorganges der Kolben 42 mit Hydrauliköl beaufschlagt und dadurch die Bremsbacke 22 an die Stirnfläche 28 der Bremsscheibe 26 angelegt wird. Die dabei durch die Bremsscheibe 26 aufgebrachte Reaktionskraft führt zu einer Verschiebung des Bremssattels 12 gemäß Fig. 2 nach -links, in deren Verlauf auch die Bremsbacke 24 an die Bremsscheibe 26 angelegt wird.
Scheibenbremsen der beschriebenen Kategorie haben den Nachteil, daß die Bremsbeläge 32 und 34 ihrer Bremsbacken 22 und 24 gemäß Fig. 6 innerhalb kurzer Zeit starkem Schrägverschleiß unterliegen, d.h. die Standzeit der Bremsbacken ist im Vergleich zu denjenigen von Festsattelbremsen erheblich geringer und zwingt zu häufigem Bremsbackenwechsel, sofern solche Scheibenbremsen in schwereren Fahrzeugen eingesetzt werden.
Diese schrägverlaufende elagabnutzung vollzieht sich in der Weise, daß in der bei Vorwärtsfahrt gegebenen, in Fig. 6 durch einen Pfeil angedeuteten Drehrichtung der Bremsscheibe 26 der Bremsbelag 32 der durch den Kolben 42 hetätigbaren Bremsbacke 22 an der Einlaufseite der Bremsscheibe 26 und der Bremsbelag 34 der von den Schenkelteilstücken 20' und 20" des Bremssattels 12 abgestützten Bremsbacke 24 an der Auslaufseite der Bremsscheibe 26 stärker verschleißt.
Dieser tangentiale Schrägverschleiß beider Bremsbacken kommt sowohl durch die Elastizität des Bremsenträgers 10 als auch durch Toleranzen in der Bremssattelführung und durch andere bauartbedingte Gegebenheiten zustande.
Diesem Nachteil wird durch die Erfindung dadurch begegnet, daß der Bremssattel 12 an der Einlaufseite der Bremsscheibe 26 eine größere Biegesteifigkeit als auslaufseitig aufweist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies dadurch realisiert, daß der Bremssattel 12 an der Auslaufseite der Bremsscheibe 26 durch Differenzen in der Wahl des Querschnittesder durch den Verbindungssteg 44 und die beiden Schenkelteilstücke 20' und 20" gebildeten Bremssattelbereiche eine geringere Biegesteifigkeit als an der Einlaufseite der Bremsscheibe 26 aufweist.
Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, ist hierzu das bei der bei Vorwärtsfahrt gegebenen Drehrichtung der Bremsscheibe 26 durch ein Teilstück 44' des Verbindungssteges 44 und das Schenkelteilstück 20' gebildete winkelförmige Endstück des Bremssattels 12 gegenüber dem benachbarten Bremssattelendstück gemäß Fig. 4 im Querschnitt kleiner ausgebildet und zwar ist die Querschnittsverminderung anhand der in Fig. 5 strichpunktiert eingezeichneten Kontur des Bremssattelendstückes gemäß Fig. 4 ersichtlich.
Im vorliegenden Falle ist sowohl das Teilstück 44' des Verbindungssteges als auch das Schenkelteilstück 20' im Ubergangsbereich 48 zum letzteren im Querschnitt verringert, wodurch bei Anlegen der Bremsbacke 24 an die Bremsscheibe 26 das diese abstützende Schenkelteilstück 20' am Bremssattel 12 nachgiebiger gehalten ist, als das benachbarte Schenkelteilstück 20". Dies hat zur Folge, daß der das Schenkelteilstück 20' tragende Teil des Bremssattels 12 auf der Auslaufseite der Bremsscheibe ein zum restlichen Sattelteil kleineres Trägheitsmoment aufweist, wodurch die über das Schenkelteilstück 20' auf die Bremsbacke 24 übertragene Anpresskraft im Vergleich zu der durch das Schenkelteilstück 20" erzeugten entsprechend verringert ist.
Die daraus resultierenden, ein- und auslaufseitig an den Bremsbacken 22 und 24 unterschiedlich stark wirksamen Anpresskräfte stellen einen sich im wesentlichen parallel zu den Stirnflächen 28 und 30 der Bremsscheibe 26 vollziehenden Belagverschleiß sicher.

Claims

Patentansprüche 1. Schwimmsattel-Scheibenbremse mit einem Bremsenträger, mit einem im Querschnitt umgekehrt U-förmigen, einen Teil einer Bremsscbeibe übergreifenden und am Bremsenträger parallel zur Achse der Bremsscheibe verschiebbar geführten Bremssattel, und mit zwei Bremsbacken, die jeweils einer der Br-emsseheibenstirnflächen benachbart sind, wobei die eine Bremsbacke durch wenigstens eine im einen Bremssattelschenkel untergebrachte, insbesondere hydraulisch betätigbare Zuspannvorrichtung unmittelbar und die andere, am anderen Bremssattelschenkel abgestützte Bremsbacke mittelbar über den Bremssattel mit der Bremsscheibe in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zu der bei Vorwärtsfahrt gegebenen Drehrichtung der Bremsscheibe (26) hintere Teil des Bremssattels (12) bereichsweise eine geringere Biegesteifigkeit als dessen zu dieser Drehrichtung vorderer Teil aufweist.
2 Schwimmsattel-Scheihenbremse nach Anspruch 1 d a d u r c h g cs k e n n z e i c h n e t daß der die eine Bremsbacke (24) haltende U-Schenkel (20) des Bremssattels (12) an seinem bei Vorwärtsdrehrichtung der Bremsscheibe (26) hinteren Teil (Schenkelteilstück 20') einen kleineren Querschnitt als dessen vorderer Teil (Schenkelteilstück 20") aufweist.
3. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden U-Schenkel (20; Gehäuse 18) miteinander verbindende Verbindungssteg (-44) des Bremssattels (12) an seinem bei Vorwärtsdrehrichtung der Bremsscheibe (26) hinteren Teil im Querschnitt kleiner als dessen anderer Stegteil ausgebildet ist.
4. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl derdie eine Bremsbacke (24) abstützende U-Schenkel (20) als auch der Verbindungssteg (44) des Bremssattels (12) an ihrem bei Vorwärtsdrehrichtung der Bremsscheibe (26) hinteren Teil (Schenkelteilstück 20') gegenüber ihrem restlichen Teil im Querschnitt kleiner ausgebildet sind.
5. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (44) und der die eine Bremsbacke (24) abstützende U-Schenkel (20) des Bremssattels (12) in dem bei Vorwärtsdrehrichtung der Bremsscheibe (26) hinteren Teil in deren Übergangsbereich (bei 48) eine Querschnittsverringerung aufweisen.
6. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Bremssattels (12) in dessen bei Vorwärtsdrehrichtung der Bremsscheibe (26) hinteren Teil gegenüber seinem restlichen Teil einen geringeren Elastizitätsmodul aufweist.
7. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die eine Bremsbacke tragende U-Schenkel des Bremssattels in zwei in seitlichem Abstand voneinander angeordnete und am Verbindungssteg des Bremssattels abnehmbar befestigte und aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehende Schenkelteilstücke aufgeteilt ist und daß der Werkstoff des bei.Vorwärtsdrehrichtung der Bremsscheibe hinteren Schenkelteilstückes einen geringeren Elastizitätsmodul als derjenige des vorderen Schenkelteilstückes aufweist.
8. Schwimmsattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die eine Bremsbacke tragende U-Schenkel des Bremssattels in zwei in seitlichem Abstand voneinander-angeordnete und am Verbindungssteg des Bremssattels abnehmbar befestigte Schenkelteilstücke aufgeteilt ist und daß die das bei Vorwärtsdrehrichtung der Bremsscheibe hintere Schenkelteilstück mit dem Verbindungssteg verbindenden Verbindungsmittel gegenüber den das andere Schcnkelteilstück mit dem Verbindungssteg verbindenden Vc rl> ndu n tlu t t e l n llilcilfy i (t) i (^ r ausgebildet sind.