DE10340155B3

DE10340155B3 - Bremse für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10340155B3
Application number: DE2003140155
Authority: DE
Inventors: Klaus Methner
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-09-02

Abstract

Eine Bremse für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfasst wellenfeste Reibflächen, denen in einem Bremssattel (1) gehaltene Bremsbeläge (3) zugeordnet sind. Die Reibflächen sind als äußere (5) und innere Umfangsfläche (6) eines koaxial zur Welle angeordneten Ringes (4) ausgebildet und die Bremsbeläge (3) beaufschlagen die Reibflächen in radialer Richtung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremse für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit wellenfesten Reibflächen, denen in einem Bremssattel gehaltene Bremsbeläge zugeordnet sind.

Aus der Praxis und bespielsweise der Offenlegungsschrift DE 197 04 353 A1 sind Scheibenbremsen für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen ein feststehender als Festsattel oder Schwimmsattel ausgeführter Bremssattel beim Bremsen Bremsbeläge von beiden Seiten axial gegen eine Bremsscheibe presst, die fest mit einem zugeordneten Fahrzeugrad verbunden ist und sich in radialer Richtung koaxial zu einem Achszapfen erstreckt. Der dem wirksamen Bremsmoment zugrunde liegende mittlere Reibflächendurch-messer der Scheibenbremse bemisst sich ausgehend von dem Zentrum der Bremsscheibe bis zur halben Höhe der Bremsbeläge. Als problematisch erweist es sich, dass zunehmend größere Bremskräfte zum Abbremsen eines Kraftfahrzeuges benötigt werden, womit eine Vergrößerung des Durchmessers der Bremsscheibe einhergeht. Der maximale Durchmesser der Bremsscheibe ist jedoch durch den augrund der Reifengröße bzw. der Felgengröße zur Verfügung stehenden Einbauraum begrenzt.

Die Patentschrift DE 25 04 239 C3 beschreibt eine Bremse für Räder, wobei vorteilhaft für die Bauform der Bremse die Bremsfläche der Bremsscheiben konisch ausgebildet ist und die Achse der Bremsscheibe in der Radachse liegt, und wobei die Bremsscheibe nur eine Reibfläche aufweist und die Betätigung der Bremsbeläge in achsialer Richtung erfolgt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einer kompakten Bauform ein relativ großes Bremsmoment erzeugt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Reibflächen als äußere und innere Umfangsfläche eines koaxial zur Welle angeordneten Ringes ausgebildet sind und die Bremsbeläge die Reibflächen in radialer Richtung beaufschlagen.

Durch die ringförmige Ausgestaltung der Reibflächen ist ein gegenüber der Scheibenbremse vergrößerter wirksamer Reibflächenradius erzielt, da dieser sich ausgehend vom Zentrum des Ringes bis zu dessen Mitte, also bis zwischen die Reibflächen, und nicht bis zur halben Höhe der Bremsbeläge erstreckt, wobei dem Vergleich der Bremsmomente dem Ring und der Bremsscheibe ein gleicher Außendurchmesser zugrunde zu legen ist. Darüber hinaus lassen sich relativ große Bremsflächen zwischen den Bremsbelägen und den Reibflächen des Ringes realisieren, wozu nicht der Außendurchmesser des Ringes, sondern dessen Breite und die der Bremsbeläge zu vergrößern sind. Damit gewährleistet die erfindungsgemäße Bremse bei einer radial kompakten Bauform ein relativ hohes Bremsmoment. aufgrund des gegenüber der Scheibenbremse vergrößerten wirksamen Reibflächenradius. Daraus ergibt sich in der Anwendung der Bremse nach der Erfindung bei einem Fahrzeug, dass bei einem durch den Reifen- oder Felgendurchmesser vorgegebenen maximalen Einbauraum eine gegenüber der Scheibenbremse verbesserte Bremswirkung vorhanden ist.

Zweckmäßigerweise ist die eine Stirnseite des Ringes mit einer Scheibe zu dessen drehfester Anordnung an einer Radnabe verbunden und die andere Stirnseite verläuft innerhalb des C-förmig ausgebildeten Bremssattels.

Der Bremssattel kann als Festsattel oder Schwimmsattel ausgebildet werden und steht mit einem hydraulischen Bremskreislauf des Fahrzeuges in Verbindung. Hierbei ist es möglich, den Bremsflächenring bzw. Ring und die Befestigungsscheibe bzw. Scheibe aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen.

Um den Ring mit seinen Reibflächen vor Verschmutzung zu schützen, ist bevorzugt der Ring konisch ausgebildet.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der große Durchmesser des konischen Ringes dem Bremssattel zugeordnet. Damit wird gegenüber einer herkömmlichen Scheibenbremse ein vergrößerter wirksamer Reibflächenradius zur Verfügung gestellt, mit dem eine Erhöhung des Bremsmomentes einhergeht. Darüber hinaus hat ein derart konischer Verlauf des Ringes den Vorteil des Abtransports von Nässe und Schmutz bei seiner Rotation, da bei einer Drehung des Ringes, also im Fahrbetrieb des Fahrzeuges, Nässe und Schmutz aufgrund der herrschenden Fliehkräfte von den Reibflächen entfernt werden.

In einer alternativen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist der große Durchmesser des konischen Ringes der Scheibe zugeordnet. Der Konus des Ringes verjüngt sich demnach also in dem Bereich, in dem die Bremsbeläge angreifen. Bei diesem Verlauf des Ringes ist bei einem gegenüber der Ausführung, bei der der große Durchmesser des konischen Ringes dem Bremssattel zugeordnet ist, verkleinerten Einbauraum ein gegenüber einer Scheibenbremse mit gleichem Außendurchmesser vergrößerter wirksamer Reibflächenradius und damit ein erhöhtes Bremsmoment gewährleistet.

Zur Reduzierung der Anzahl der Einzelteile der Bremse sind vorzugsweise der Ring und die Scheibe einstückig gefertigt. Mit dieser Maßnahme geht auch eine relativ hohe Stabilität einher.

Bevorzugt weist jeder der Bremsbeläge die Form eines Kreisringausschnittes auf. Demnach ist die der äußeren Umfangsfläche des Ringes zugeordnete Bremsfläche des einen Bremsbelages konkav und die der inneren Umfangsfläche zugeordnete Bremsfläche des anderen Bremsbelages konvex ausgeführt. Damit wird eine relativ große wirksame Bremsfläche erzielt, die einem gleichmäßigen Verschleiß unterliegt, wobei die Bremsbeläge ein konstantes Dickenmaß aufweisen.

Zweckmäßigerweise ist der Bremssattel derart festgelegt, dass die Wirkrichtung der Bremsbeläge senkrecht zu den Reibflächen des Ringes verläuft. Der Bremssattel ist bei einer konischen Ausgestaltung des Ringes demnach schräg und bei einer zylindrischen Form des Ringes parallel zur Welle ausgerichtet, so dass die Bremsbeläge parallel zum Umfang des Ringes verlaufen.

Um die erforderliche Kraft zum Abbremsen des Fahrzeuges zu erzeugen, steht zweckmäßigerweise jeder Bremsbelag mit einer hydraulischen oder elektrischen Bremsanlage in Verbindung. Selbstverständlich kann die Bremsanlage übliche Bremskraftverstärker umfassen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Bremse,
2 eine schematische Darstellung der Vorderansicht der Bremse nach 1,
3 eine schematische Schnittdarstellung der Radaufhängung mit einer Bremse nach 1 in einer ersten alternativen Ausgestaltung und
4 eine schematische Schnittdarstellung der Radaufhängung mit einer Bremse nach 1 in einer zweiten alternativen Ausgestaltung.
Die Bremse nach den 1 und 2 umfasst einen karosseriefesten, im Wesentlichen C-förmig ausgestalteten Bremssattel 1, der über einen Schlauch 2 mit einer hydraulischen Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges gekoppelt ist. In dem Bremssattel 1 sind über nicht dargestellte Kolben in radialer Richtung zu beaufschlagende Bremsbeläge 3 gegenläufig verschiebbar gehalten. Zwischen den Bremsbelägen 3 erstreckt sich ein konisch gestalteter Ring 4, dessen äußere Umfangsfläche 5 und innere Umfangsfläche 6 jeweils als Reibfläche ausgebildet ist. Der Ring 4 ist über eine einstückig angeformte Scheibe 7 derart koaxial an einer Radnabe 8 des Kraftfahrzeuges befestigt, dass sein kleiner Durchmesser der Scheibe 7 zugeordnet. ist und sein großer Durchmesser sich in den Bremssattel 1 erstreckt, wobei der Bremssattel 1 unterhalb einer Felgenschulter 9 einer Felge 10 angeordnet ist. Für die Befestigung der Scheibe 7 weist dieselbe mehrere Durchgangsbohrungen 11 für Schraubverbindungen 12 mit der Radnabe 8 auf. Im Zentrum der Scheibe 7 ist eine Bohrung 13 für einen Achszapfen 14 vorgesehen. Zur Erzielung einer relativ großen wirksamen Bremsfläche ist die der äußeren Umfangsfläche 5 des Ringes 4 zugeordnete Anlagefläche des einen Bremsbelages 3 konkav ausgebildet und die der inneren Umfangsfläche 6 zugeordnete Anlagefläche des anderen Bremsbelages 3 konvex gestaltet. Die beiden Bremsbeläge 3 weisen über ihren dem Umfang des Ringes 4 folgenden Verlauf eine konstante Dicke auf und der Bremssattel 1 ist korrespondierend zur Neigung des Ringes 4 gestellfest angeordnet.
Gemäß 3 sind die Scheibe 7 und der Ring 4 zweiteilig ausgebildet und fest miteinander verbunden. Für die Scheibe 7 wird ein relativ leichter Werkstoff mit einer hohen Festigkeit und für die Fertigung des zylindrischen Ringes 4 ein Werkstoff mit einem hohen Reibungswert gewählt. Der Ring 4 ist zylindrisch geformt und unter Einschluss eines rechten Winkels mit der Scheibe 7 verbunden.
Bei der Bremse nach 4 weist der Ring 4 einen konischen Verlauf auf, wobei der große Durchmesser des Ringes 4 an der Scheibe 7 befestigt und der kleine Durchmesser dem Bremssattel 1 zugeordnet ist. Diese Ausgestaltung der Bremse benötigt bei einem relativ großen wirksamen Reibflächenradius einen verhältnismäßig kleinen Einbauraum, da der Bremssattel 1 nur geringfügig den Außendurchmesser der Scheibe 7 überragt.

1.: Bremssattel
2.: Schlauch
3.: Bremsbelag
4.: Ring
5.: äußere Umfangfläche
6.: innere Umfangfläche
7.: Scheibe
8.: Radnabe
9.: Felgenschulter
10.: Felge
11.: Durchgangsbohrung
12.: Schraubverbindung
13.: Bohrung
14.: Achszapfen

Claims

Bremse für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit wellenfesten Reibflächen, denen in einem Bremssattel (1) gehaltene Bremsbeläge (3) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen als äußere (5) und innere Umfangsfläche (6) eines koaxial zur Welle angeordneten Ringes (4) ausgebildet sind und die Bremsbeläge (3) die Reibflächen in radialer Richtung beaufschlagen.
Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Stirnseite des Ringes (4) mit einer Scheibe (7) zu dessen drehfester Anordnung an einer Radnabe (8) verbunden ist und die andere Stirnseite innerhalb des C-förmig ausgebildeten Bremssattels (1) verläuft.
Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (4) konisch ausgebildet ist.
Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der große Durchmesser des konischen Ringes (4) dem Bremssattel (1) zugeordnet ist.
Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der große Durchmesser des konischen Ringes (4) der Scheibe (7) zugeordnet ist.
Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (4) und die Scheibe (7) einstückig gefertigt sind.
Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Bremsbeläge (3) die Form eines Kreisringausschnittes aufweist.
Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremssattel (1) derart festgelegt ist, dass die Wirkrichtung der Bremsbeläge (3) senkrecht zu den Reibflächen des Ringes (4) verläuft.
Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bremsbelag (3) mit einer hydraulischen oder elektrischen Bremsanlage in Verbindung steht.