DE3431773C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine mechanisch betätigte
Gleitsattelscheibenbremse, bestehend aus einem ortsfest
angeordneten Bremsenträger, einem in dem Bremsenträger
parallel zur Drehachse des abzubremsenden Rades verschieb
bar gelagerten Bremssattel mit zwei Schenkeln, die eine
mit dem Rad drehfest verbundene Bremsscheibe übergreifen,
einem in dem ersten Bremssattelschenkel parallel zur Dreh
achse des Rades verschiebbar gelagerten Kolben, der mit
einer Druckplatte verbunden ist, einem an der Druckplatte
angeordneten ersten Bremsbelagträger, der einen an der
einen Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Brems
belag trägt, einer mechanisch betätigbaren Spreizeinrich
tung, die sich an dem Kolben und an dem ersten Bremssattel
schenkel abstützt, einem an dem zweiten Bremssattelschenkel
angeordneten zweiten Bremsbelagträger, der einen an der an
deren Seite der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbe
lag trägt, und am Bremsenträger angeordneten Führungen zum
Führen und Abstützen der beiden Bremsbelagträger.
Wenn bei einer solchen an sich bekannten Gleitsattel
scheibenbremse die Spreizeinrichtung betätigt wird, dann
wird zunächst der Kolben im ersten Bremssattelschenkel ver
schoben, bis der an dem mit dem Kolben verbundenen ersten
Bremsbelagträger angeordnete Bremsbelag an der Bremsscheibe
zur Anlage gelangt. Infolge der von der Spreizeinrichtung
ausgeübten Reaktionskraft wird sodann der gesamte Bremssat
tel gegenüber dem Bremsenträger in der entgegengesetzten
Richtung verschoben, bis der an dem mit dem zweiten Brems
sattelschenkel verbundenen zweiten Bremsbelagträger angeord
nete Bremsbelag an der anderen Seite der Scheibenbremse zur
Anlage gelangt. Wegen der elastischen Verformbarkeit des
Bremssattels entsteht dabei eine leichte Schrägstellung
des zweiten Bremssattelschenkels, was eine ungleichmäßige
Abnützung des zweiten Bremsbelages bezogen auf dessen ge
samte Fläche zur Folge hat. Wie leicht einzusehen ist, wird
wegen der Verformung bzw. Schrägstellung des zweiten Brems
sattelschenkels der der Drehachse näherliegende Bereich des
zweiten Bremsbelages geringer abgenützt als der entfernt
liegende Bereich.
Beim ersten Bremsbelagträger hingegen ist die Verschleiß-
Situation anders als beim zweiten Bremsbelagträger. Hier tritt
aufgrund der Wirkverhältnisse, die durch das Moment aus der
Bremskraft an der Fläche des ersten Bremsbelags und dem Abstand
zur Auflage an der Druckplatte gebildet werden, an der Einlauf
seite der Bremsscheibe eine einseitige Belagabnützung auf.
Das DE-GM 18 55 586 offenbart eine hydraulisch betätigte
Scheibenbremse, bei der der direkt betätigte Bremsbelag Pendel
bewegungen ausführen kann. Dieser Bremsbelag ist mittels eines
Kugelgelenks mit dem Bremskolben schwenkbar verbunden. Dieses
Kugelgelenk dient allein dazu, daß der Bremsbelag bei ungleich
mäßigem Verschleiß gleichmäßig gegen die Bremsscheibe gedrückt
wird und außermittige Belastungen des Bremskolbens vermieden
werden. Über dieses Kugelgelenk wird aber kein Gegendrehmoment
eingeleitet, daß den Bremsbelag scheibenauslaufseitig stärker
andrückt, um einen gleichmäßigen Belagverschleiß zwischen der
Scheibeneinlaufseite und der Scheibenauslaufseite zu gewährlei
sten.
Aus der DE-OS 27 41 707 ist eine hydraulisch betätigte
Scheibenbremse bekannt, bei der sowohl der direkt als auch der
indirekt betätigte Bremsbelagträger mit einer konvex gekrümmten
Rückenfläche an dem Bremskolben bzw. an dem diesem gegenüber
liegenden Bremssattelschenkel anliegt und somit Pendelbewegun
gen ausführen kann. Aber auch hier kann auf die Bremsbelagträ
ger kein Gegendrehmoment ausgeübt werden, um einen Schrägver
schleiß der Bremsbeläge zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge
mäße Gleitsattelscheibenbremse zu schaffen, bei der Mittel vor
gesehen sind, die eine parallele Lage der Bremsbelagträger zur
Bremsscheibe bei gelöster und bei betätigter Bremse gewährlei
sten.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angege
ben.
Bei der erfindungsgemäßen Bremse wird die von dem Kolben
ausgeübte Kraft über die Druckplatte auf den Bremsbelagträger
übertragen, wobei die Druckplatte in radialer Richtung mit dem
Kolben formschlüssig und in axialer Richtung durch die Druck
feder-Schraubbolzen-Kombination federbelastet verbunden ist.
Eine solche Verbindung ermöglicht eine geringe Kippbewe
gung der Druckplatte über die Außenkante der Stirnfläche des
Kolbens bzw. eine geringe Verdrehung der Druckplatte um die
Kolbenachse, ohne dabei die gewünschte radiale Formschlüssig
keit zu verlieren, und sie trägt somit den auftretenden Wirk
verhältnissen Rechnung.
Diese Wirkverhältnisse ergeben sich aus dem Moment der
Bremskraft an der Fläche des betätigungsseitigen Bremsbelages
und dem Abstand zur Auflage an der Druckplatte, so daß schei
beneinlaufseitig ein erhöhter Belagverschleiß eintritt.
Die Druckplatte kann in diesem Fall aufgrund eines einsei
tigen Belagverschleißes einem Schrägstellen des Bremsbelagträ
gers folgen, so daß der nunmehr außermittige Kraftangriff der
Zuspannkraft ein ausreichendes Gegenmoment bewirkt, das den
Bremsbelag scheibenauslaufseitig stärker andrückt, um einen
gleichmäßigen Belagverschleiß zwischen der Scheibeneinlaufseite
und der Scheibenauslaufseite sicherzustellen. Beim Schrägstel
len der Druckplatte liegt eine punktförmige Anlage zwischen der
Druckplatte und dem Kolben vor. Bei Bremsentlastung ist die
Anlage hingegen ganzflächig.
Wenn sich der Bremssattel bei einer Betätigung der Bremse
verformt, dann kann der zweite Bremsbelagträger ebenfalls eine
Ausweichbewegung ausführen, da er sich gegenüber dem zweiten
Bremssattelschenkel um die Scheitellinie des oder der walzen
förmigen Abstützvorsprünge verdrehen kann. Durch diese Pendel
bewegung ist gewährleistet, daß auch der an dem zweiten Brems
belagträger angeordnete Bremsbelag eine parallele Lage zur
Bremsscheibe einnimmt und an dieser vollflächig anliegt.
Im Ruhezustand der Bremse sorgt die Druckfeder-Schraub
bolzen-Kombination dafür, daß die Druckplatte und der mit die
ser verbundene erste Bremsbelagträger parallel zur Bremsscheibe
angeordnet sind.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnun
gen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer
Gleitsattelscheibenbremse,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die
Gleitsattelscheibenbremse, und
Fig. 3 einen Axialschnitt durch die Gleitsattelscheiben
bremse.
Die in der Zeichnung dargestellte mechanisch betätigte
Gleitsattelscheibenbremse besteht aus einem gegenüber der
(nicht gezeigten) Bremsscheibe ortsfest angeordneten Brem
senträger 1 und aus einem in dem Bremsenträger parallel zur
Drehachse der Bremsscheibe verschiebbar gelagerten Bremssat
tel 2. Der Bremssattel 2 hat zwei die Bremsscheibe übergrei
fende Schenkel 2′ und 2′′. Im ersten Schenkel 2′ des Brems
sattels 2 ist ein Kolben 14 parallel zur Drehachse der Brems
scheibe verschiebbar gelagert. Zur Verschiebung des Kolbens
14 dient eine mechanisch betätigbare Spreizeinrichtung, die
sich an dem Kolben 14 und an dem ersten Bremssattelschenkel
2′ abstützt. Da die Ausbildung dieser Spreizeinrichtung
nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört,
braucht sie an dieser Stelle nicht näher erläutert zu wer
den. Es wird aber darauf hingewiesen, daß eine solche Spreiz
einrichtung in der DE-OS 31 42 799 in
allen Einzelheiten erläutert ist.
Auf beiden Seiten der Bremsscheibe sind ein erster und
zweiter Bremsbelagträger 4, 3 angeordnet, die jeweils einen
an der zugekehrten Seite der Bremsscheibe zur Anlage bring
baren Bremsbelag 4′ bzw. 3′ tragen. Der zweite Bremsbelag
träger 3 ist auf seiner vom Bremsbelag 3′ abgekehrten Rück
seite mit vier walzenförmig gewölbten Leisten 6 versehen,
deren Scheitellinie zur Bremsscheibe tangential verläuft
und durch das Flächenzentrum des zweiten Bremsbelags 3′ hin
durchgeht. Die Leisten 6 sind also Bestandteil eines imagi
nären Zylinders, dessen Achse zur Schwerpunktlinie 5 der
Fläche des Bremsbelags 3′ parallel ist. Auf einer zu die
ser Schwerpunktlinie 5 parallelen Linie, die von der Dreh
achse der Bremsscheibe einen geringeren Abstand aufweist,
hat der zweite Bremsbelagträger 3 zwei Anlagen 7. Wie dies
insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, wird der zweite Brems
belagträger 3 durch zwei Schraubenfedern 8 derart belastet,
daß er mit seinen Leisten 6 und seinen Anlagen 7 am zweiten
Bremssattelschenkel 2′′ anliegt. Der zweite Bremsbelagträger
3 ist auf beiden Seiten mit einer Nut 10 versehen, in die
ein als Führung dienender, zur Drehachse der Bremsscheibe
paralleler Vorsprung 11 des Bremsenträgers 1 eingreift.
Der auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe
angeordnete erste Bremsbelagträger 4 ist an seinen beiden
Enden ebenfalls mit einer Nut 10′ versehen, in die jeweils
ein als Führung dienender Vorsprung 11′ des Bremsenträgers
1 eingreift. Der erste Bremsbelagträger 4 ist durch zwei
Schraubenfedern 8′ mit einer Druckplatte 12 verspannt, die
an seiner vom zugeordneten Bremsbelag 4′ abgekehrten Rück
seite anliegt. Zwischen der Druckplatte 12 und dem Kolben
14 ist eine Einpaßzentrierung 13 angeordnet. Diese Einpaß
zentrierung 13 besteht aus einem an der Stirnfläche des
Kolbens 14 konzentrisch angeordneten zylindrischen Vor
sprung von geringer Höhe, der in eine entsprechende fla
che zylindrische Aussparung der Druckplatte 12 eingreift.
Der Kolben 14 ist ferner mit einer konzentrischen Gewinde
bohrung 19 versehen, die mit einer abgesetzten Bohrung 18
der Druckplatte 12 fluchtet, die zum ersten Bremsbelagträ
ger 4 hin einen erweiterten Durchmesser aufweist. In die
Gewindebohrung 19 des Kolbens 14 ist eine Innensechskant
schraube 17 eingeschraubt, die in die Bohrung 18 der Druck
platte 12 hineinragt. Auf den Schaft der Innensechskant
schraube 17 ist eine Druckfeder 16 aufgeschoben, die sich
einenends am Kopf der Druckschraube 17 und andernends an
der Schulter der Bohrung 18 an der Druckplatte 12 abstützt.
Wie dies aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Druckplatte 12 im
mittleren Bereich ihrer am ersten Bremsbelagträger 4 an
liegenden Fläche 21 mit einer Aussparung 20 versehen.
Zur Einstellung des Luftspiels dient eine an sich be
kannte Einstelleinrichtung 9, die im Bremsenträger 1 angeord
net ist und einen mit dem ersten Bremssattelschenkel 2′ ver
bundenen Rückstellbolzen aufweist.
Wenn die im ersten Bremssattelschenkel 2′ angeordnete
mechanische Spreizeinrichtung betätigt wird, dann wird der
Kolben 14 zur Bremsscheibe hin, d. h. gemäß Fig. 3 nach
links bewegt, bis der an dem zugeordneten ersten Bremsbe
lagträger 4 angeordnete Bremsbelag 4′ an der Bremsscheibe
zur Anlage gelangt. Die dadurch entstehende Reaktionskraft
hat zur Folge, daß der gesamte Bremssattel 2 zusammen mit
der Spreizeinrichtung gegenüber dem Bremsenträger 1 gemäß
Fig. 3 nach rechts verlagert wird, bis der am zweiten Brems
belagträger 3 angeordnete Bremsbelag 3′ ebenfalls an der
Bremsscheibe zur Anlage gelangt.
Bei dem zweiten Bremsbelagträger 3 entsteht aufgrund
der elastischen Verformbarkeit des Bremssattels 2 bei Be
tätigung der Bremse eine leichte Schrägstellung des Schen
kels 2′, was auf die gesamte Fläche des zugeordneten Brems
belages 3′ bezogen eine ungleichmäßige Abnützung zur Folge
hat. Die Abnützung des Bremsbelages 3′ ist in dem durch den
Pfeil A in Fig. 3 gekennzeichneten oberen Bereich am größ
ten. Diese nachteilhafte Erscheinung wird aber durch die
Anordnung der walzenförmig gewölbten Leisten 6 unterbun
den, mittels derer der Belagträger 3 die Möglichkeit hat,
in eine exakt flächige Anlage zur Bremsscheibe einzupendeln.
Durch diese Pendelbewegung ist eine gleichmäßige Abnützung
des Bremsbelags 3′ gewährleistet. Abweichend von dem ge
zeigten Ausführungsbeispiel könnten die walzenförmig ge
wölbten Leisten 6 selbstverständlich auch an dem zugeord
neten zweiten Bremssattelschenkel 2′ angeordnet sein. In
beiden Fällen könnte anstelle mehrerer Leisten 6 auch eine
durchgehende Leiste vorgesehen sein.
Nach Beendigung des Bremsvorgangs wird der zweite
Bremsbelagträger 3 mittels der beiden Druckfedern 8 mit
seinen beiden Anlagen 7 an der ebenen Fläche des zweiten
Bremssattelschenkels 2′′ zur Anlage gebracht. Da der zwei
te Bremssattelschenkel 2′′ nach Beendigung des Bremsvorgangs
unter seiner Eigenelastizität in die Ausgangslage zurück
kehrt, ist jetzt wieder eine parallele Lage des zweiten
Bremsbelagträgers 3 zur Bremsscheibe hergestellt.
Beim ersten Bremsbelagträger 4 ist die Verschleiß-
Situation eine andere als beim zweiten Bremsbelagträger 3.
Hier tritt aufgrund der Wirkverhältnisse, die durch das
Moment aus der Bremskraft an der Bremsfläche und dem Ab
stand zur Auflage an der Druckplatte 12 gebildet werden,
an der Einlaufseite der Bremsscheibe eine einseitige Be
lagabnützung auf. Die verhältnismäßig kurze Axiallänge der
Einpaßzentrierung 13 der Druckplatte 12 im Kolben 14 in
Verbindung mit der Druckfeder-Schraubbolzen-Kombination
15 ermöglicht aber eine geringfügige Pendelbewegung der
Druckplatte 12. Diese Pendelbewegung der Druckplatte 12
dient dazu, ein äquivalentes Gegenmoment zu erzeugen und
einer einseitigen Abnützung des Bremsbelags 4′ entgegen
zuwirken. Dadurch ist bei Bremsbetätigung eine Ausweichbe
wegung möglich, so daß der erste Bremsbelagträger 4 eine
parallele Lage zur Bremsscheibe einnimmt, wodurch eine an
nähernd gleichmäßige Abnützung des Bremsbelags 4′ gewähr
leistet ist. Nach Beendigung des Bremsvorgangs sorgt die
Druckfeder 16 für die Wiederherstellung der parallelen Aus
gangslage des ersten Bremsbelagträgers 4 in Bezug auf die
Bremsscheibe, und die Druckfedern 8′ sorgen in Verbindung
mit der Einrichtung 9 für die Einstellung des erforderli
chen Luftspiels.
Die im mittleren Bereich der Anlagefläche der Druck
platte 12 angeordnete Aussparung 20 hat den Zweck, daß
nicht nur im unteren Druckbereich durch die beiden äuße
ren Anlagen 21 zum ersten Bremsbelagträger 4 eine gleich
mäßige Anlage des zugeordneten Bremsbelags 4′ an die Brems
scheibe gewährleistet ist, sondern auch im oberen Druckbe
reich bei der dabei auftretenden Durchfederung des Bremsbe
lagträgers 4 aus einer Zweipunktauflage eine Dreipunktauf
lage erzielt wird und somit ebenfalls eine annähernd gleich
mäßige Verschleißfläche entsteht.
Claims (4)
1. Mechanisch betätigte Gleitsattelscheibenbremse, beste
hend aus einem ortsfest angeordneten Bremsenträger, einem in
dem Bremsenträger parallel zur Drehachse des abzubremsenden
Rades verschiebbar gelagerten Bremssattel mit zwei Schenkeln,
die eine mit dem Rad drehfest verbundene Bremsscheibe übergrei
fen, einem in dem ersten Bremssattelschenkel parallel zur
Drehachse des Rades verschiebbar gelagerten Kolben, der mit ei
ner Druckplatte verbunden ist, einem an der Druckplatte ange
ordneten ersten Bremsbelagträger, der einen an der einen Seite
der Bremsscheibe zur Anlage bringbaren Bremsbelag trägt, einer
mechanisch betätigbaren Spreizeinrichtung, die sich an dem Kol
ben und an dem ersten Bremssattelschenkel abstützt, einem an
dem zweiten Bremssattelschenkel angeordneten zweiten Bremsbe
lagträger, der einen an der anderen Seite der Bremsscheibe zur
Anlage bringbaren Bremsbelag trägt, und am Bremsenträger ange
ordneten Führungen zum Führen und Abstützen der beiden Bremsbe
lagträger, dadurch gekennzeichnet,
- a) daß die Druckplatte (12) über eine Einpaßzentrierung (13) mit dem Kolben (14) verbunden ist, die Pendelbewegungen der Druckplatte (12) in zwei voneinander unabhängigen Richtun gen ermöglicht, wobei diese Einpaßzentrierung aus einem in der Stirnfläche des Kolbens (14) konzentrisch angeordneten zylin drischen Vorsprung von geringer Höhe und aus einer entsprechen den zylindrischen Aussparung der Druckplatte (12) besteht,
- b) daß die Druckplatte (12) mit dem Kolben (14) über eine Druckfeder-Schraubbolzen-Kombination (15) verspannt ist, umfas send eine Innensechskantschraube (17), die in eine abgesetzte Bohrung (18) der Druckplatte (12) eingesetzt und in eine kon zentrische Gewindebohrung (19) des Kolbens (14) eingeschraubt ist, und eine Druckfeder (16), die sich am Kopf der Innensechs kantschraube (17) und an der Schulter der Bohrung (18) an der Druckplatte (12) abstützt, und
- c) daß sich der zweite Bremsbelagträger (3) über minde stens einen walzenförmigen Vorsprung (6) am zweiten Bremssat telschenkel (2′′) abstützt, wobei die Scheitellinie des oder der walzenförmigen Vorsprünge (6) zur Bremsscheibe tangential verläuft und durch das Flächenzentrum des zweiten Bremsbelags (3′) hindurchgeht.
2. Gleitsattelscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der oder die walzenförmigen Vorsprünge (6) am
zweiten Bremsbelagträger (3) angeordnet sind und daß die ent
sprechenden Anlageflächen des zweiten Bremssattelschenkels
(2′′) eben sind.
3. Gleitsattelscheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (12) im mittleren Be
reich ihrer Anlagefläche (21) am ersten Bremsbelagträger (4)
mit einer Aussparung (20) versehen ist.
4. Gleitsattelscheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste Bremsbelagträger (4) über Schrau
benfedern (8′) mit der Druckplatte (12) verspannt ist.
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