DE60211742T2

DE60211742T2 - Scheibenbremssattel für fahrzeuge

Info

Publication number: DE60211742T2
Application number: DE60211742T
Authority: DE
Inventors: Gilbert Beringer
Original assignee: Beringer SA
Current assignee: Beringer SA
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: FR2833325B1; DE60211742D1; AU2002364423A1; WO2003050430A9; FR2833325A1; AU2002364423A8; ES2260514T3; WO2003050430A2; EP1451482A2; US20040222050A1; JP2005511999A; JP4818584B2; WO2003050430A8; EP1451482B1; WO2003050430A3; US7014018B2; ATE327448T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet von Bremsvorrichtungen für jede Art von Fahrzeug, insbesondere für PKWs und Motorräder.
In einer allgemeinen Art und Weise wird bei dieser Vorrichtung für jedes Rad des jeweiligen Fahrzeugs ein Bremssattel verwendet, der – wie dem Fachmann bekannt ist – Kolben aufweist, welche in einem Gehäuse montiert sind. Das Gehäuse besitzt Anordnungen für die Montage von zwei Bremsbackensegmenten in zwei parallelen Ebenen, wobei die Bremsbackensegmente mit Kolben verbunden sind, um auf mindestens eine Scheibe zu wirken, die sich an dem Rad des Fahrzeugs befindet. Die Kolben sind hydraulisch mit einem Hauptzylinder verbunden und werden durch ein Betätigungselement oder mehrere Betätigungselemente im Falle eines Motorrades von Hand oder im Falle eines Automobils mit dem Fuß gesteuert.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremssattel mit mindestens zwei, einander gegenüberliegenden Kolben.
Der Druck, der von dem Hauptzylinder zum Bremssattel geschickt wird, bestimmt die Bremswirkung, d.h. die Verzögerung des Fahrzeugs, gefolgt von seinem totalen Stillstand oder nicht.
Bei einem herkömmlichen Bremssattel mit gegenüberliegenden Kolben wird die Tangentialkraft der Bremsbackensegmente von dem Gehäuse des Bremssattels aufgenommen. Unter der Wirkung des ausgeübten Drucks tendieren das Gehäuse und der Bremssattel dazu, sich nicht unerheblich zu öffnen, was zu einer Reibung zwischen dem Bremssattel und dem Gehäuse führt, was die normale Wirkung der Kolben stört.
Diese Verformung ergibt sich aus der Montage der Bremsbackensegmente gegenüber dem Bremssattel, bei der das Hysterese-Phänomen nicht berücksichtigt wird, das sich aus der Reibung zwischen Bremsbackensegment und Gehäuse unter der Druckwirkung ergibt, die von den Kolben ausgeübt wird. Der Fahrer kann die Verzögerung also nicht mit Präzision testen und die Tangentialkraft auf einfühlsame Art verringern, außer, indem er den Druck im Hinblick auf die Verringerung der Kraft erheblich mindert. Es erweist sich also als schwierig, den Bremsvorgang zu verspüren und richtig zu dosieren.
Um diese Nachteile zu beheben, wird in der Patentanmeldung FR-A-2 807 129, deren Antragsteller mit dieser Patentbeschreibung identisch ist, eine vorteilhafte Lösung beschrieben. Aus diesem Patent geht hervor, dass die Anordnungen für die Montage der Bremsbackensegmente aus Elementen bestehen, die die Tangentialkraft der Bremsbackensegmente so aufnehmen können, dass jegliche Verschiebung der Bremsbackensegmente im Augenblick des Bremsens vermieden wird. Diese Anordnungen ermöglichen es, die direkten oder indirekten Reibungen zwischen dem Gehäuse und den Bremsbackensegmenten deutlich zu verringern.
Ausgehend von diesem Stand der Technik soll mit dieser Erfindung im Falle eines Bremssattels mit gegenüberliegenden Kolben die Montage der Bremsbackensegmente verbessert werden, wobei das Ziel weiterhin ist, die Reibungen und folglich die Hysterese deutlich zu verringern, aber auch das Phänomen der Durchfederung und Scherkraft im Bereich der Anordnungen der Montage der Bremsbackensegmente gegenüber dem Bremssattel zu vermeiden, insbesondere im Falle einer Anwendung bei Automobilen.
Die Erfindung soll auch auf ein Bremssystem Anwendung finden, bei dem mindestens zwei parallele Scheiben eingesetzt sind, die zwischen den Bremsbackensegmenten montiert wurden.
Um ein derartiges Problem zu lösen, wurde eine Bremsvorrichtung entwickelt und ausgeführt, die einen Bremssattel mit mindestens zwei gegenüberliegenden Kolben besitzt, die in einem Gehäuse montiert sind, das Anordnungen für die Montage von mindestens zwei Bremsbackensegmenten in einer parallelen Ebene besitzt, wobei die Bremsbackensegmente mit den Kolben verbunden sind, um auf mindestens eine Scheibe zu wirken.
Erfindungsgemäß und um das gestellte Problem zu lösen, besitzt.

– das Gehäuse des Bremssattels zwei parallele Flansche, die an jedem Ende über eine querverlaufende Brücke verbunden sind, um eine Öffnung in der Mitte für die Positionierung der Bremsbackensegmente zu begrenzen;
– besitzen die Bremsbackensegmente jeweils an ihrem oberen Ende halbkreisförmige Aussparungen, die ausgehend von der querverlaufenden Kante eines Tragelementes gebildet werden, das ein Reibelement aufnimmt;
– wirken die halbkreisförmigen Aussparungen mit den Achsbolzen zusammen, die als Führungsschienen dienen;
– greifen die Achsbolzen in Löcher oder Einsenkungen ein, die in den Flanschen in einer geraden, halbkreisförmigen Vertiefung gebildet werden, welche wiederum in jeder der Brücken gebildet wird.

Ausgehend von dieser Grundkonstruktion wird die beschriebene und beanspruchte Bremsvorrichtung in besonders vorteilhafter Weise für die Montage von zwei parallelen Scheiben eingesetzt, die jeweils zwischen zwei Bremsbackensegmenten montiert sind.
Um ein solches Problem zu lösen, besitzen die Flansche im wesentlichen in ihrem mittleren Teil einen Vorsprung für die paarweise Montage eines querverlaufenden Achsbolzens, der ein Tragelement aufnehmen kann, dessen Enden sich auf den Achsbolzen abstützen, die Führungsschienen bilden, wobei das Tragelement zu beiden Seiten ein Reibelement aufnimmt, um in Kombination mit den seitlichen Bremsbackensegmenten zwei Zwischenräume für den Eingriff von zwei parallelen Scheiben zu begrenzen, wobei die einander gegenüberliegenden Kolben gleichzeitig auf die seitlichen Bremsbackensegmente gegenüber dem Tragelement wirken, das an dem querverlaufenden Achsbolzen verriegelt ist.
Die Anwendung der Bremsvorrichtung mit zwei parallelen Scheiben, die jeweils zwischen zwei Bremsbackensegmenten montiert sind, wird bei Fahrzeugen wie Motorrädern oder bei Automobilen eingesetzt.
Um das gestellte Problem zu lösen und den Verschleiß der Bremsbackensegmente zu berücksichtigen, sind die beiden Scheiben mit einem Kranz verbunden, der sich an der Radnabe befindet, und zwar in Kombination mit zusätzlichen Anordnungen, um eine Verschiebung der Scheiben gegenüber dem Kranz zu ermöglichen, wobei die Anordnungen mit Elementen verbunden sind, die für die Verschiebung der Scheiben entsprechend der Abnutzung der Bremsbackensegmente eine Reibwirkung erzeugen können.
Die Elemente, die eine Reibwirkung erzeugen können, bestehen vorteilhafterweise aus mindestens einem elastischen Element nach Art einer Feder, die derart ausgebildet ist, dass sie die Anordnungen des Kranzes gegen diejenigen der Scheiben drückt.
Unter Berücksichtigung der Anordnungen für die Montage der beiden Scheiben, wird die Ausrichtung jeder Scheibe scheinbar durch die beiden entsprechenden Bremsbackensegmente festgelegt, die eine konstante Führung jeder Scheibe gewährleisten.
Die Erfindung wird nachstehend im Detail anhand der Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsart des Bremssattels vor dem Anbringen der Bremsbackensegmente ist, und zwar im Falle einer Bremsvorrichtung mit zwei Scheiben;
2 eine perspektivische Ansicht nach dem Anbringen der Bremsbackensegmente gemäß 1 ist;
3 eine schematische Vorderansicht des Bremssattels mit einer Bremsscheibe ist;
4 eine Draufsicht mit Teilausschnitt eines Bremssattels im Falle einer einfachen Scheibe ist;
5 ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 aus 4 ist;
6 eine Draufsicht mit Teilausschnitt eines Bremssattels im Falle einer doppelten Scheibe ist;
7 ein Querschnitt entlang der Linie 7-7 aus 6 ist;
8 ein Querschnitt ähnlich 7 einer anderen Ausführungsart für die Verschiebung der Scheiben mit Reibung und für eine Anwendung bei einem Motorrad ist;
8a eine Ansicht ähnlich 8 für eine Anwendung bei einem Automobil ist;
9 eine Teil-Vorderansicht entsprechend 8 ist, wobei der Bremssattel nicht gezeigt wird.
In der bekannten Art und Weise weist die Bremsvorrichtung einen Bremssattel auf, der in seiner Gesamtheit mit (E) bezeichnet wird und mindestens mit zwei, insbesondere gegenüberliegenden Kolben (P1) und (P2) ausgestattet ist, die in einem Gehäuse (C) montiert sind, das Anordnungen für die Montage von mindestens zwei Bremsbackensegmenten in zwei parallelen Ebenen aufweist, wobei die Bremsbackensegmente mit Kolben (P1) und (P2) verbunden sind, so dass sie auf mindestens eine Scheibe (D) wirken. In der nachfolgenden Beschreibung wird mit "Bremsbackensegment" die Einheit bezeichnet, die in der bekannten Art und Weise ein Tragelement besitzt, an dem insbesondere durch eine Klebeverbindung oder auf andere Art ein Reibbelag oder Bremsbelag befestigt ist. Diese Bremsbeläge sind an jeder Seite gegenüber jeder Vorderseite der Scheibe angeordnet.
In dem in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel besteht das Gehäuse (C) des Bremssattels aus zwei parallelen Flanschen (1) und (2), die an jedem Ende durch eine querverlaufende, profilierte Brücke (3) verbunden sind. Jede der beiden Brücken (3) begrenzt in Verbindung mit den Flanschen (1) und (2) eine zentrale Öffnung in der Mitte (4) für das Einsetzen der Bremsbackensegmente (5) und (6) und den Durchgang der Scheibe (D) zwischen den Belägen (5a) und (6a) der Bremsbackensegmente. Die Brücken (3) sind im Kreisausschnitt in einer Art und Weise profiliert, die im wesentlichen dem äußeren Umfang der Scheibe entspricht.
Jeder der Flansche (1) und (2) besitzt Anordnungen in Form von Einsenkungen, insbesondere für die luftdichte Montage von gegenüberliegenden Kolben (P1) und (P2).
Jeder der Flansche (1) und (2) besitzt beispielsweise drei Kolben.
Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung besitzen die Bremsbackensegmente (5) und (6) an jedem ihrer oberen Enden Anordnungen, durch die sie von Achsbolzen (7) und (8) getragen und geführt werden, die als Führungsschienen dienen, indem sie teilweise über ihre gesamte Länge in das Gehäuse und in Bereiche integriert sind, in denen keinerlei Verformung vorhanden ist. Aufgrund dieser Anordnungen kann das Hysterese-Phänomen, das sich aus der Reibung zwischen den Bremsbackensegmenten und dem Gehäuse ergibt, erheblich reduziert werden.
Wie in den Figuren der Zeichnungen gezeigt, greifen die Achsbolzen (7) und (8) in Löcher oder Einsenkungen ein, die in den Flanschen (1) und (2) und in einer geraden, halbkreisförmigen Vertiefung (3a) gebildet werden, welche wiederum in jeder der Brücken (3) gebildet wird. Durch diese Anordnungen der Montage wird jegliche Durchfederung der Achsbolzen (7) und (8) vermieden, die sich über ihre gesamte Länge in den entsprechenden Anordnungen des Bremssattels abstützen.
Man wird feststellen, dass die Achsbolzen (7) und (8) im wesentlichen in einem Halbkreisumfang in die entsprechenden Vertiefungen (3a) der Brücken (3) integriert sind, so dass im Bereich der querverlaufenden Ränder der mittleren Öffnung (4) ein ausreichender Abstützbereich für die Bremsbackensegmente (5) und (6) übrigbleibt. In dieser Hinsicht besitzt jedes der Bremsbackensegmente (5) und (6) im Bereich seines Stützabschnittes ausgehend von der querverlaufenden Kante des Stützelementes halbkreisförmige Aussparungen (5b) und (6b), die das Reibelement oder Bremselement (5a) und (6a) aufnehmen.
Jeder der Achsbolzen (7) und (8) besitzt eine Einkerbung (7a) und (8a) für das Einsetzen der Bremsbackensegmente (5) und (6). Es genügt nämlich, jedes der Bremsbackensegmente, dessen querverlaufende Ränder geneigt sind, vertikal in die Einkerbungen (7a) und (8a) der entsprechend angeordneten Achsbolzen (7) und (8) einzuführen, bis sich die Aussparungen (5a) und (6a) der Bremsbackensegmente (5) und (6) an den Auflageflächen, die über die Achsbolzen (7) und (8) überstehen, abstützen, und anschließend jedes der Bremsbackensegmente in Richtung der Flansche (1) und (2) zu schieben, um sie der Wirkung der entsprechenden Kolben zu unterwerfen.
Ausgehend von dieser Grundkonstruktion des Bremssattels und der speziellen Montage der Bremsbackensegmente in Kombination mit den Achsbolzen (7) und (8) kann der Bremssattel vorteilhafterweise in einem Bremssystem verwendet werden, bei dem zwei parallele und voneinander unabhängige Scheiben (D1) und (D2) eingesetzt werden.
Die Grundkonstruktion des Gehäuses des Bremssattels mit den Achsbolzen (7) und (8) bleibt dieselbe. Nur die Brücken (3) sind eventuell etwas breiter, um den höheren Platzbedarf zu berücksichtigen, der sich aus dem Vorhandensein der beiden parallelen Scheiben (D1) und (D2) ergibt.
Die Flansche (1) und (2) besitzen im wesentlichen in ihrem mittleren Teil einen Vorsprung (1a) (2a) für die paarweise Montage eines querverlaufenden Achsbolzens (9). Dieser Achsbolzen (9) besitzt im wesentlichen in seinem mittleren Teil Anordnungen für die Montage eines Tragelementes (10), das zu beiden Seiten ein Reibelement (11) und (12) aufnimmt, um indirekt zwei zentrale, verbundene Bremsbackensegmente zu bilden. Die Reibelemente (11) und (12) begrenzen in Kombination mit den Reibelementen (5a) und (6a) der seitlichen Bremsbackensegmente (5) und (6) zwei Zwischenräume für den Eingriff von zwei parallelen Scheiben (D1) und (D2).
In der gleichen Art und Weise wie die Bremsbackensegmente (5) und (6) besitzt das Tragelement (10), das die beiden Bremsbackensegmente (11) und (12) aufnimmt, an jedem seiner Enden halbkreisförmige Aussparungen (10a), die ausgehend von der entsprechenden querverlaufenden Kante gebildet werden. Diese Aussparungen stützen sich auf den überstehenden Auflageflächen der Achsbolzen (7) und (8) ab.
Ausgehend von dieser Grundkonstruktion des Bremssattels und einer Verwendung von zwei parallelen Scheiben (D1) und (D2) ergibt sich ein höherer Platzbedarf, so dass man zwischen der Anwendung für ein Motorrad und der eines Automobils unterscheiden muss.
Im Falle eines Motorrades besitzt jeder der Flansche (1) und (2) einen, aber im allgemeinen mehrere Kolben (P1) und (P2). Die Kolben (P1) und (P2) sind gegenüberliegend montiert, so dass sie gleichzeitig auf die seitlichen Bremsbackensegmente (5) und (6) gegenüber dem Tragelement (10) wirken, das an dem querverlaufenden Achsbolzen (9) verriegelt ist. Es wird hier beispielsweise auf die 7 und 8 verwiesen.
Im Falle der Anwendung bei einem Automobil besitzt nur einer der Flansche, nämlich der Flansch (1) an der Innenseite der Nabe mit dem Rad, einen Kolben, aber im allgemeinen mehrere Kolben, um auf das entsprechende seitliche Bremsbackensegment zu wirken. In diesem Fall ist das Tragelement (10), das die beiden Bremsbackensegmente (11) und (12) aufnimmt so montiert, dass es an dem querverlaufenden Achsbolzen (9) verschoben werden kann. Der Flansch (2), der sich an der Außenseite befindet, ist somit gegenüber dem Flansch (1) nicht so breit, da der Flansch (2) keinen Kolben aufweist (8A).
Die beiden Scheiben (D1) und (D2) können an den Anordnungen, die am Umfang einer Nabe oder eines Kranzes (15) angebracht sind, die bzw. der mit dem Rad des jeweiligen Fahrzeuges verbunden ist, begrenzt verschoben werden. In diesem Fall besitzen die Scheiben (D1) und (D2) und der Kranz (15) zusätzliche Anordnungen, die mit den Elementen verbunden sind, welche eine mechanische Vorspannung in Form einer Reibungskraft für die Verschiebung der Scheiben entsprechend dem Verschleiß der Bremsbackensegmente (5) (11) und (6) (12) erzeugen können.
In einer Ausführungsart, die in 7 veranschaulicht ist, bestehen die Anordnungen aus Hülsen (14), die vorzugsweise in regelmäßigen Abständen am Umfang des Kranzes (15) angeordnet und mit ihm verbunden sind und in halbkreisförmige Aussparungen eingreifen, die sich am kreisförmigen Innenrand der Scheiben befinden, die in Form eines Kranzes hergestellt sind. Sowohl die Scheiben (D1) und (D2) als auch die Hülsen (14) sind mit mindestens einem elastischen Element in Form einer Feder (16) verbunden, die so ausgebildet ist, dass sie die Hülsen (14) gegen die halbkreisförmigen Aussparungen der Scheiben drückt. Diese Hülsen können mit einem unabhängigen elastischen Element verbunden werden. Die daraus resultierende Reibungskraft wirkt somit der Verschiebung der Scheibe entgegen.
In einer anderen Ausführungsart, die in den 8, 8A und 9 der Zeichnungen veranschaulicht ist, und die im Falle eines Automobils eine vorteilhafte Anwendung darstellt, bestehen die beiden Scheiben (D1) und D2) aus einem Kranz, dessen kreisförmiger Innenrand Vorsprünge (D3) besitzt, die regelmäßig an seinem Umfang verteilt sind, und die in einen Bremssattel (17) mit U-förmigem Querschnitt eingreifen und darin geführt werden. Dieser Bremssattel (17) ist in einer zusätzlichen Lagerung montiert, die ausgehend von dem Außenrand des Kranzes (15) der Nabe gebildet wird. Dieser Bremssattel wird durch einen Zapfen (18) verriegelt und ist mit Federn (19) verbunden, um wie in der vorhergehenden Ausführungsart eine mechanische Vorspannung zu gewährleisten und eine Reibungskraft zu erzeugen, um die axiale Verschiebung der Scheiben entsprechend dem Verschleiß der Bremsbackensegmente zu vermeiden. Durch die Federn (19) wird der Bremssattel gegen die Vorsprünge (D3) der Scheiben gedrückt. Man kann auch feststellen, dass diese Bremssättel den Kranz und die Nabe gegen jegliches eventuelles Verstemmen der Scheiben unter der Bremskraft schützen.
Wie bereits angegeben, sollte die Bremsvorrichtung unter Berücksichtigung des geringeren Platzes, der zwischen der Nabe und dem Radinnern vorhanden ist, im Falle eines Automobils vorteilhafterweise der Art sein, wie sie in 8A dargestellt ist.
Die Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung.

Claims

Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Bremssattel, der mit mindestens zwei einander gegenüberliegenden Kolben (P1) und (P2) ausgestattet ist, die in einem Gehäuse (C) montiert sind, das Anordnungen für die Montage von mindestens zwei Bremsbackensegmenten (5) und (6) in einer parallelen Ebene aufweist, die an den Kolben befestigt sind, um auf mindestens eine Scheibe zu wirken, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gehäuse des Bremssattels aus zwei parallelen Flanschen (1) und (2) besteht, die an jedem Ende über eine querverlaufende Brücke (3) verbunden sind, um eine Öffnung in der Mitte (4) für die Positionierung der Bremsbackensegmente (5) und (6) zu begrenzen; – die Bremsbackensegmente (5) und (6) besitzen jeweils an ihrem oberen Ende halbkreisförmige Aussparungen (5b) und (6b), die ausgehend von der querverlaufenden Kante eines Tragelementes gebildet werden, das ein Reibelement (5a) und (6a) aufnimmt; – die halbkreisförmigen Aussparungen (5b) und (6b) wirken mit den Achsbolzen (7) und (8) zusammen, die als Führungsschienen dienen; – die Achsbolzen (7) und (8) greifen in Löcher oder Einsenkungen ein, die in den Flanschen (1) und (2) in einer geraden, halbkreisförmigen Vertiefung (3a) gebildet werden, welche wiederum in jeder der Brücken (3) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (1) und (2) im wesentlichen in ihrem mittleren Teil einen Vorsprung (1a) und (2a) für die paarweise Montage eines querverlaufenden Achsbolzens (9) besitzen, der ein Tragelement (10) aufnehmen kann, dessen Enden sich auf den Achsbolzen (7) und (8) abstützen, die Führungsschienen bilden, wobei das Tragelement (10) zu beiden Seiten ein Reibelement (11) und (12) aufnimmt, um in Kombination mit den seitlichen Bremsbackensegmenten (5) und (6) zwei Zwischenräume für den Eingriff von zwei parallelen Scheiben (D1) und D2) zu begrenzen, wobei die einander gegenüberliegenden Kolben (P1) und (P2) gleichzeitig auf die seitlichen Bremsbackensegmente (5) und (6) gegenüber dem Tragelement (10) wirken, das an dem querverlaufenden Achsbolzen (9) verriegelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Scheiben (D1) und (D2) an einem Kranz oder an einer Nabe (15) verschiebbar montiert sind, und zwar in Kombination mit zusätzlichen Anordnungen, die mit Elementen verbunden sind, die für die Verschiebung der Scheiben (D1) und (D2) entsprechend der Abnutzung der Bremsbackensegmente eine Reibwirkung erzeugen können.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente, die eine Reibwirkung erzeugen können, aus mindestens einem elastischen Element nach Art einer Feder bestehen, die derart ausgebildet ist, dass sie die zusätzlichen Anordnungen unter Druck setzt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnungen aus Hülsen (14) bestehen, die in regelmäßigen Abständen am Umfang des Kranzes angeordnet sind und in zusätzlich gebildete Lagerungen eingreifen, die an jeder der Scheiben am Umfang Anordnungen aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnungen aus Bremssätteln (13) mit U-förmigem Querschnitt bestehen, die in zusätzlich gebildeten Anordnungen montiert sind, welche am Umfang des Kranzes gebildet werden, wobei jeder der Bremssättel (17) mit mindestens einem elastischen Element (18) verbunden ist, und gegen die Vorsprünge (D3) gedrückt wird, die sich an jeder der Scheiben (D1) und (D2) befinden, und in die Bremssättel eingreifen.