DE3918011C2 - Niederhaltefeder für Teilbelag-Scheibenbremsen und zugehöriges Gehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Niederhaltefeder der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ergebenden Gattung, sowie ein zur Verwendung einer derartigen Feder geeignetes Gehäuse.

Im allgemeinen sind Bremsbacken an Führungen der Scheiben­ bremsen abgestützt und Mitnahmekräfte werden von der Brems­ backe über die Führungen auf den Fahrzeugrahmen übertragen. In der Regel ist zwischen den Führungen und der Bremsbacke ein Spiel vorgesehen, damit die Bremsbacke beim Anziehen und Lösen der Bremse zur Bremsscheibe und von dieser weg gleiten kann. Um Klappergeräusch der Bremsbacke an den Führungen zu vermeiden, sind bereits Federn bekannt worden, die an Brems­ backen befestigt werden und diese gegen ihre Führungen vor­ spannen.

Bei der Montage bzw. Demontage von Bremssätteln, beispiels­ weise zur Auswechslung von Bremsbelägen, besteht bei derarti­ gen bekannten Niederhaltefedern das Problem, daß die entweder fest mit den Belägen verbundenen Federn nicht mehr wiederver­ wendet werden können oder die Federn speziell von den Belägen demontiert und hernach auf die neuen Beläge wieder aufge­ bracht werden müssen. Dabei ist ein Verlust derartiger Federn nicht auszuschließen.

Aus der DE-OS 23 45 733 ist eine sich an dem Gehäusedeckel abstützende Blattfeder bekannt, die im Gehäuse lösbar mon­ tiert und gegen Herausfallen gesichert ist. Da die dort ver­ wendete Feder sich in radialer Richtung nur durch relativ weit auseinanderliegende Arme an der Bremsbacke abzustützen vermag, ist sie verhältnismäßig voluminös.

Aus der DE 34 19 541 A1 ist eine Teilbelag-Scheibenbremse mit einem V-förmigen, zweischenkligen Federelement bekannt, das sich im mittleren Bereich der Schenkel mit jeweils einer Schlinge im Bremsgehäuse abstützt. Die Stoßstelle der beiden Schenkel und die gegenüberliegenden freien Schenkelenden lie­ gen je auf einem Bremsbelag auf. Dabei soll die Feder die Bremsbeläge gegenüber dem Gehäuse vorspannen und dadurch Klappergeräusche unterbinden. Die nahezu ebene Ausbildung des Federelementes und die Länge der Federschenkel läßt allerdings nur eine begrenzte Federvorspannkraft zu. Bei einigen Bremsen­ typen ist damit die Niederhaltefunktion eines solchen Feder­ elementes nicht ausreichend. Weiterhin wird durch recht kleine Ausbildung der seitlichen Schlingen in den Federschenkeln der Eingriff eines Montagewerkzeuges erschwert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine in dem Gehäuse lös­ bar gehaltene Niederfeder anzugeben, welche preiswert herzu­ stellen und einfach zu handhaben ist und ein geringes Gewicht besitzt.

Die Aufgabe dieser Erfindung wird bei einer Niederhaltefeder der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ergebenden Gattung durch die in dem kennzeichnenden Teil niedergelegte Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, eine Niederhaltefeder anzugeben, die durch Zusam­ menpressen ihrer V-förmigen Schenkel leicht in eine hinter­ schnittene Öffnung eingesetzt werden kann. Dabei stützen sich die äußeren Kanten der Federflügel in radialer Richtung gegen die Gehäusewände ab, während die inneren Kanten dieser Flügel sich gegen Kanten der Bremsklötze legen und eine radiale Be­ wegung dieser bedämpfen. Zweckmäßigerweise wird die hinter­ schnittene Öffnung in dem Gehäuse auch in radialer Richtung verlaufende Anlageflächen besitzen, gegen welche sich die radialen Kanten der Flügel legen, so daß eine axiale Bewegung der Feder entgegen der axialen Bewegung der Bremsbacken ver­ hindert wird.

Wichtig für die Erfindung ist weiterhin die Schwenkung der Flügelebene gegenüber der Schenkelebene, da hierdurch sehr weitgehend die Elastizität der Feder gegenüber einer radialen Belastung durch die Bremsbacken verändert werden kann. In sich starre Flügel vorausgesetzt, würde bei einer Schwenkung der Flügel in eine zur Symmetrieebene parallele Ebene in ra­ dialer Richtung überhaupt keine Federwirkung zustandekommen, während bei einer Schwenkung in die tangentiale Ebene die Fe­ derkraft davon abhängt, wie die Flügel an den Schenkeln befe­ stigt sind. Man stellt daher erfindungsgemäß die beiden Schenkel schräg zu beiden Ebenen.

Um die federnde Wirkung der erfindungsgemäßen Niederhaltefe­ der zu verbessern und eine zusätzliche Abstützung in radialer Richtung, aber auch in axialer Richtung der Feder zu erhal­ ten, empfiehlt sich eine Merkmalskombination nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1. Dabei läßt sich durch die Ausgestaltung des zweiten Flügels die Feder in optimaler Wei­ se an die Form des Gehäuses anpassen. Vorzugsweise kann der zweite Flügel zwischen der Stoßstelle der Schenkel und dem ersten Flügel angebracht sein, so daß die dem Kolben zuge­ wandten Kanten des zweiten Flügels sich an einer den Zylinder begrenzenden radialen Wand abstützen können. Der zweite Flü­ gel kann dabei so ausgestaltet sein, daß er sich nur punkt­ förmig in radialer Richtung am Gehäuse abstützt und somit aufgrund seiner verbesserten Gleitfähigkeit in tangentialer Richtung die Schwenkbewegung des ersten Flügels unterstützt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Form des zweiten Flügels an die beispielsweise ringsektorförmige Fläche des Gehäuses anzupassen, um so eine stabilere Anlage zu erhalten.

Eine besonders einfache und preiswerte Ausgestaltung der er­ findungsgemäßen Feder erhält man dadurch, daß diese als Drahtfeder ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, die Flügel als Drahtschleifen auszubilden. Neben der Gewichtser­ sparnis ergibt sich der Vorteil, daß die beispielsweise als Drahtschleifen ausgebildeten zweiten Flügel Betätigungsösen ergeben, in welche, wie bei einer Schere, mit zwei Fingern eingegriffen und die V-förmigen Schenkel zum Einbau der Feder zueinander parallel geschwenkt werden können. Durch diese Schwenkbewegung der Schenkel verringert sich der Abstand der beiden in axialer Richtung verlaufenden Kanten derart, daß sie in die hinterschnittene Öffnung im Gehäuse eingesetzt werden können. Nach dem Loslassen der Schenkel legen sich die Flügel mit Vorspannung gegen die Gehäusewände, so daß die Fe­ der selbsthaltend in der Öffnung und damit im Gehäuse ver­ bleibt.

Dabei ist es besonders zweckmäßig, die ersten Flügel im we­ sentlichen als viereckige Drahtschleife auszugestalten, da man hier geradlinig verlaufende Kanten zur Anlage im Gehäuse (axiale und radiale Richtung) und als Führung für die Brems­ backen erhält.

Zur Erhöhung der Federwirkung empfiehlt sich eine Merkmals­ kombination nach Anspruch 4, da hierdurch sichergestellt wird, daß auch die beiden in axialer Richtung verlaufenden Drahtabschnitt sich gegeneinander verschwenken und damit die Federwirkung erhöhen können. Auf diese Weise werden die Flü­ gel in sich elastisch. Dabei kann es genügen, daß die Draht­ schleife nur über drei Seiten mit Drahtabschnitten besetzt ist. Gegebenenfalls kann der vierte Abschnitt durch eine ent­ sprechende Verbiegung zusätzlich zur radialen Abstützung der Feder verwendet werden.

Eine Verbesserung der Federwirkung beim Schwenken der Schen­ kel gegeneinander läßt sich durch eine in Anspruch 5 aufge­ führte Merkmalskombination erreichen, da hier die Federbela­ stung über eine größere Drahtlänge verteilt wird.

Besonders zweckmäßig hierfür ist es, eine in Anspruch 6 ge­ schilderte Ausgestaltung zu wählen, da hier die Bewegungs­ kräfte der Schenkel besonders gleichmäßig verteilt werden und gleichzeitig die gerundete Form des Federendes das Einfädeln dieses Endes in eine Öffnung erleichtert.

Um die Wirkung der Feder zu optimieren, schlägt die Erfindung ein Bremsengehäuse vor, welches insbesondere Öffnungen mit einem V-förmigen Querschnitt besitzt, die sich in axialer Richtung erstrecken, wobei die Spitze des V radial nach außen weist. Durch die Schenkel des V läßt sich gleich­ zeitig die Schwenkbewegung der zweiten Flügel begrenzen, die mit ihrer äußeren Kante an der Spitze des zugehörigen V an­ liegen.

Die Öffnung wird vorzugsweise in das Gehäuse eingegossen.

Um eine Radialbewegung der Feder in das Innere der Bremse zu­ sätzlich zu behindern, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmalskombination nach Anspruchs 7. Hierbei kann es sich besonders empfehlen, die Öffnung gemäß Anspruch 8 radial nach außen offenzuhalten, um die Elastizität der Feder in radialer Richtung zu verbessern. Kann nämlich das in die Öffnung eingeführte Schenkelende radial nach außen ent­ weichen, so wird sich hierzu auch gleichzeitig die Elastizi­ tät der Feder in radialer Richtung vergrößern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung dargestellt.

Darin zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Fe­ der in Draufsicht im ungespannten Zustand,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Feder nach Fig. 1,

Fig. 3 eine längs der Linie A-A geschnittene Ansicht der Feder,

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Feder nach Fig. 1 in ausgebautem Zustand,

Fig. 5 in perspektivischer und teilweise geschnittener Dar­ stellung den Einbau der Feder in das Gehäuse einer Schwimmsattelbremse,

Fig. 6 in teilweise geschnittener Darstellung die Ansicht eines Schwimmsattels mit Blickrichtung von außen in Richtung Kolben mit eingebauter Feder.

In Fig. 1 erkennt man die Niederhaltefeder 2, welche zwei Schenkel 4 und 6 besitzt. Die beiden Schenkel laufen zusammen zu einer durch eine kreisförmige Drahtschlei­ fe gebildeten Stoßstelle 16.

Aus den Schenkeln 4 und 6 sind jeweils ein erster Flügel 8 bzw. 10 sowie ein zweiter Flügel 12 bzw. 14 herausgeformt.

Wie aus Fig. 2 und 3 zu erkennen, ist der Flügel 10 von der Außenkante zur Mittelachse der Feder hin geneigt. Die Neigung kann durchaus stärker sein als in der Zeichnung angegeben und bestimmt mit das elastische Verhalten der Feder gegenüber ei­ ner radialen Belastung an der Innenseite der Flügel. Entspre­ chendes wie für den Flügel 10 gilt auch für den Flügel 8.

Beide Flügel sind als im wesentlichen viereckige Drahtschlei­ fen ausgestaltet. Die Feder kann aber auch als Bandfeder aufgebaut sein, wobei die jeweiligen Flügel an die Schenkel angeformt oder an diesen befestigt sind. Eine derartige Blattfeder, die auch einstückig sein kann, liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Die im wesentlichen viereckige Drahtschleife setzt sich aus den Drahtabschnitten 20 bis 23 zusammen, welche paarweise zu­ einander parallel liegen. Entsprechendes gilt für die Draht­ abschnitte 26 bis 29 des Flügels 8.

Die viereckige Drahtschleife 10 ist, wie aus dem Drahtab­ schnitt 23 zu erkennen, nicht ganz geschlossen. Hierdurch wird eine vergrößerte Federwirkung der beiden Abschnitte 22 und 20 erreicht, welche federnd in einem Winkel zueinander ausgelenkt werden können. Entsprechendes gilt für den Flügel 8.

Die zweiten Flügel 12 und 14 sind jeweils durch zwei im we­ sentlichen im Winkel zueinander stehende Drahtabschnitte ge­ bildet. Die Winkelstellung dieser Drahtabschnitte 30, 31 bzw. 34, 36 schafft eine höhere Elastizität der Feder in axialer Richtung, also eine leichtere Verschiebbarkeit der Drahtab­ schnitte 21, 31 bzw. 27, 36 gegeneinander, so daß hier leichter Toleranzen innerhalb des Gehäuses ausgeglichen werden können.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist darüberhinaus noch der Draht­ abschnitt 30 in sich gebogen, was auch für den Drahtabschnitt 34 gilt. Hierdurch wird eine Anpassung der Oberfläche dieser Drahtabschnitte an die Form des Gehäuses erreicht, um eine verbesserte Auflage zu erhalten sowie den Freigang der Kol­ benschutzkappe zu gewährleisten. Die Flügel 12, 14 können aber auch derart geformt sein, daß sie nur mit ihren Endpunkten sich am Gehäuse abstützen und damit die Elastizität der Feder in radialer Richtung erhöhen.

Wie aus Fig. 1 im Vergleich mit Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist die Stoßstelle 16 gegenüber der Höhe der Schenkel 4, 6 ver­ setzt, so daß sich über die Drahtabschnitte 31, 36 eine Anla­ gefläche an dem Gehäuse ergibt, wodurch sich die Feder in axialer Richtung, also insbesondere in Richtung zur Stoßstel­ le 16 hin, abstützen kann. Der Niveauunterschied zwischen den Schenkeln 4, 6 und der Stoßstelle 16 liegt weiterhin darin be­ gründet, daß die Flügel 8, 10 sich in radialer Richtung an der Gehäuseinnenfläche abstützen, während die Stoßstelle 16 auf dem Gehäuse aufliegt. Nähere Einzelheiten hierzu s. Fig. 5. Dabei liegt die Stoßstelle 16 nur bei geöffnetem Gehäuse auf. Wird die Feder durch die Bremsklötze belastet, hebt die Stoß­ stelle ab und die Übertragung der Kräfte erfolgt über die Schenkel 12 und 14 (sowie auch über 8 und 10).

Fig. 4 zeigt die Feder im ausgebauten Zu­ stand, also vor dem Einsetzen in das Bremsengehäuse. In die­ sem Zustand sind die beiden Schenkel 4, 6 gegeneinander mit ihren Enden winkelförmig verschwenkt. Zum Einbau der Feder werden die beiden innen offenen Flügel 8 und 10 ergriffen und so weit zueinander geschwenkt, bis der Abstand der Drahtab­ schnitte 22, 28 (s. Fig. 1) ausreicht, die Feder in eine hin­ terschnittene Öffnung in dem Gehäuse einzusetzen. Danach schwenken die beiden Schenkel 6, 4 wieder auseinander, bis die Drahtabschnitt 22, 28 an entsprechenden Führungsflächen in dem Gehäuse anliegen, wodurch sich die Feder selbst im Gehäuse hält. In dieser Lage verlaufen die beiden Schenkel 4,6 in et­ wa parallel.

Fig. 5 zeigt eine geringfügig modifizierte Niederhaltefeder im eingebauten Zustand eines Bremsengehäuses 40. Dabei han­ delt es sich um einen Schwimmsattel, wobei die Feder nur den direkt betätigten Belag abstützt. Selbstverständlich kann die Neuerung auch mit Erfolg sowohl bei Festsattelbremsen ange­ wendet werden als auch beide Bremsklötze 43, 44 abstützen, in­ dem sie an den zugehörigen Rückenplatten 41, 42 angreift. Wie aus Fig. 5 zu erkennen, liegen die Schenkel 4, 6 an der Kante der Rückenplatte 42 an und stützen diese in radialer Richtung ab. Die Feder ist nun derart geformt, daß sie durch eine leichte Neigung gegenüber der axialen Achse 46 zusätzlich noch eine in axialer Richtung gerichtete Kraft auf die Rückenplatte 43 ausüben, um sie weg von der Bremsscheibe zum Kolben hin zu drücken.

Die Feder liegt mit den äußeren Drahtabschnitten 28, 22 ihrer Flügel 8 und 10 an den Wänden nicht gezeichneter Öffnungen in dem gebrochen dargestellten Gehäuse 40 an. Wichtig ist die V-förmige Neigung der Flügel 8 und 10 zueinander, die die Elastizität der Feder in radialer Richtung stark bestimmt. Die federnde Wirkung verstärkt weiterhin die schon im Zusam­ menhang mit den Fig. 1 bis 3 beschriebene Öffnung der Draht­ schleifen 8 und 10, wobei die Drahtabschnitte 23 und 29 noch zum Gehäuse hin nach oben abgebogen sein können, um die Fe­ derwirkung in radialer Richtung zu verstärken. Die Flügel 12 und 14 stützen sich in radialer Richtung am Gehäuse ab, wobei die Drahtabschnitte 36 und 31 sich gegen eine Ringfläche 47 in axialer Richtung legen. Da weiterhin auch die Drahtab­ schnitt 21, 27 (s. Fig. 1) sich an entsprechenden Wänden der hinterschnittenen Öffnung in axialer Richtung abstützen, ist somit die Bewegung der Feder in beiden axialen Richtungen be­ hindert, so daß auch eine axiale Bewegung des Bremsklotzes 44 die Feder nicht verschieben kann.

Geändert gegenüber den Fig. 1 bis 4 ist die Niederhaltefeder hinsichtlich der Stoßstelle der beiden Schenkel 4 und 6, die in Fig. 5 im wesentlichen rechteckför­ mig ausgestaltet ist. Hierdurch soll eine verbesserte Auflage auf dem Boden 45 einer seitliche Wände 48 aufweisenden Öff­ nung erreicht werden. Diese Öffnung ist in axialer Richtung und auch nach oben in radialer Richtung hin offen, so daß der Boden 45 als äußere Oberfläche des Gehäuses 40 betrachtet werden muß. Abgesehen von vermindertem Gewicht und gußtechni­ schen Vereinfachungen hat die nach oben offene Öffnung den Vorteil, daß die Stoßstelle 17 nach oben in radialer Richtung ausweichen kann und damit die Elastizität der Feder in dieser Richtung verstärkt.

Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene und aufgebrochene Darstellung einer Schwimmsattelbremse von außen in Richtung Kolben gesehen. Wesentlich ist dabei die hinterschnittene Ausnehmung 49 mit ihren beiden V-förmig zu­ einander geneigten Wänden 50, 51, die in der Schnittkante 52 aufeinanderstoßen. Gegen diese Schnittkante legt sich der äußere Drahtabschnitt 28 (s. Fig. 1) der Feder. Bei einer ra­ dialen Bewegung des Bremsklotzes 44 schwenkt somit der Flügel 8 um die Kante 52 nach oben, wobei der Flügel 12 die Bewegung des Klotzes abfedert.

In Fig. 6 ist die Kontur der Rückenplatte zu sehen. Vorteil­ hafterweise ist zumindest die kolbenseitige Rückenplatte so ausgeführt, daß eine Erhebung im Bereich der Feder (hier halbmondförmig) diese radial in Höhe des Außendurchmessers der Kolbenschutzkappe abstützt, um den Hub der Schutzkappe bei Belagverschleiß ungehindert zu gewährleisten.

Claims (8)

1. In einem Bremsgehäuse einrastbare Niederhaltefeder für Bremsbacken von Teilbelag-Scheibenbremsen mit zwei im un­ gespannten Zustand an einer Stoßstelle V-förmig zueinander stehenden, federnd zueinander schwenkbaren Schenkeln, an denen Flügel mit Flügelenden angebracht sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an jedem der Schenkel (4 bzw. 6) zwei Flügel (10, 14 bzw. 8, 12) angebracht sind, wobei jeweils der erste Flügel (8, 10) derart, vorzugsweise geneigt, angebracht ist, daß das eine Flügelende (22, 28) in eine hinterschnittene Ausnehmung (50) im Gehäuse (40) einrast­ bar ist, während das bezogen auf die Umfangsrichtung einer Bremsscheibe gegenüberliegende Flügelende (20, 26) federnd an der Rückenplatte mindestens eines Bremsklotzes (44) abstützbar ist und der zweite Flügel (12, 14) sich jeweils im wesentlichen in der Schenkelebene (4-6) derart er­ streckt, daß er sich am Gehäuseinneren abzustützen und radiale Kräfte, die über den ersten Flügel (8, 10) aufge­ nommen werden, an das Gehäuse (40) abzugeben vermag.

2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Drahtfeder (2) ausgestaltet ist.

3. Feder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der erste Flügel (8, 10) im wesentlichen als viereckige Drahtschleife (20, 21, 22, 23 bzw. 26, 27, 28, 29) ausgestaltet ist und n axialer Richtung an dem der Stoßstelle (16) gegenüberliegenden Schenkelende liegt.

4. Feder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtschleife (20, 21, 22, 23, bzw. 26, 27, 28, 29) zur Verbesserung der Federwirkung nicht geschlossen ist, wobei eine verbleibende Öffnung derart gelegt ist, daß das nicht an den Schenkeln (4, 6) angebrachte, elastische Flügelende (22, 28) des ersten Flügels (10, 8) einer Anlagefläche (52) im Gehäuse (40) zugewandt ist.

5. Feder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Verbesserung der Federwirkung bei einer Schwenkbewegung der Schenkel (4, 6) gegeneinander die Stoß­ stelle (16, 17) der Schenkel als Drahtschleife ausgeführt ist.

6. Feder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtschleife der Stoßstelle (16) im wesentlichen die Form eines zu den Schenkelenden (4, 6) hin offenen Kreises be­ sitzt.

7. Bremsgehäuse zur Aufnahme einer Niederhaltefeder nach ei­ nem der Ansprüche 1-6 mit einer Kolben-Zylinder-Einheit, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb des Zylinders sich eine in axialer Richtung erstreckende Öffnung (45, 48) vorgesehen ist, die die Aufnahme der Stoßstelle (16, 17) der Schenkel (4, 6) ermöglicht.

8. Bremsgehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung radial nach außen und axial durchgehend offen ist, so daß die Stoßstelle (16, 17) der Schenkel (4, 6) ra­ dial in Zylinderrichtung sowie tangential abstützbar ist.