DE19803342A1 - Gehäusebauteil mit Widerlager für eine Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäusebauteil für Scheibenbremsen aus einer Leichtmetallegierung mit zwei in Umfangsrichtung einer Bremsscheibe beabstandet zueinander angeordneten flächigen Widerlagern für die Abstützung der Bremsbelagträger und für die Übertragung der Bremskräfte auf das Gehäusebauteil, wobei die Widerlager aus einem Material bestehen, das härter und verschleißfester ist als das Material des Gehäusebauteils.

Derartige Gehäusebauteile werden meist gießtechnisch hergestellt und erfordern in mehr oder weniger großem Umfang eine spangebende Nachbearbeitung an den Paßflächen zu anderen Bauteilen, mit denen die Gehäusebauteile zusammenwirken. Je nach Scheibenbremsentyp können diese Gehäusebauteile unterschiedlich ausgebildet sein. Maßgebend ist in diesem Zusammenhang nur, daß an ihnen die flächigen Widerlager für die Abstützung der Bremsbelagträger und die Übertragung der Bremskräfte ausgebildet sind.

Die Bremsbelagträger müssen in Achsrichtung der Bremsscheiben verschieblich gelagert sein und sollen sich leicht auswechseln lassen, wenn der Bremsbelag abgerieben ist. Zu diesem Zweck sind in den entsprechenden Gehäusebauteilen meist schachtartige Öffnungen vorgesehen, in die die Bremsbelagträger eingebracht und mittels einer Halterung unter Federvorspannung gegen ihre Widerlager angedrückt werden können.

Aus Gründen der Gewichtsersparnis und Herstellungsvereinfachung werden diese Bauteile bevorzugt aus Leichtmetallegierungen hergestellt, die sich gießtechnisch sehr gut verarbeiten lassen und deren spangebende Nachbearbeitung kostengünstig durchgeführt werden kann. Derartige Leichtmetallegierungen besitzen im allgemeinen jedoch nicht die erforderliche Festigkeit, um dauerhaft und unter Berücksichtigung der dynamischen Beanspruchung von Scheibenbremsen als Widerlager dienen zu können, zumal die zur Ausbildung des Widerlagers zur Verfügung stehende Fläche aus Platzgründen nicht sehr groß ausgeführt werden kann. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß die Widerlager bei Vollbremsung ganz erhebliche Kräfte aufnehmen müssen und daß sich zwischen den Bremsbelagträgern und den Widerlagern der Abrieb der Bremsmaterialien und Bremsstaub ablagern kann, was bei der reibenden Beanspruchung der Widerlager mit erheblichen Verschleißraten verbunden ist.

Man hat daher schon vorgeschlagen, bei Scheibenbremsen mit Gehäusebauteilen aus Leichtmetall Stützen aus einem hochfesten Material gehäusefest anzuordnen, auf denen die Bremsbelagträger in Umfangsrichtung der Bremsscheibe abgestützt und axial zur Bremsscheibe verschiebbar geführt sind. Dabei sollen die Stützen in das Gehäusebauteil eingegossen sein und Abstützflächen aufweisen, die durch einen spangebenden Nachbearbeitungsgang eingeformt sind (vgl. DE 196 05 623 A1).

Durch entsprechende Auswahl des Stützenmaterials kann man auf diese Weise zwar das Lagerproblem lösen, verteuert aber den Gießvorgang für die Herstellung der Gehäusebauteile ganz erheblich, weil die in diese einzuformenden Stützen in der Gießform exakt positioniert werden müssen. Außerdem muß darauf geachtet werden, daß nur solche Stützmaterialien verwendet werden, die über den gesamten Temperatur- Anwendungsbereich hinsichtlich ihres Wärmeausdehnungskoeffizienten mit demjenigen des Gehäusebauwerkstoffs kompatibel sind, damit die eingegossenen Stützen während der gesamten veranschlagten Lebensdauer der Scheibenbremse im Gehäusebauteil sicher gehalten werden. Schließlich muß auch der spangebende Nachbearbeitungsvorgang sehr sorgfältig ausgeführt werden, damit die als Widerlager dienenden Flächen der Stützen mit den Gegenflächen am Bremsbelagträger in Betrieb einen möglichst vollflächigen Kontakt haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäusebauteil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß einerseits Widerlager für alle vorkommenden Flächenpressungen vorgesehen werden können und daß andererseits die dazu erforderlichen Maßnahmen in vertretbarem konstruktiven und kostenmäßigen Rahmen bleiben und insbesondere die Nachteile der vorbekannten Lösung nicht aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Widerlager aus einem im Querschnitt vollflächig kreiszylindrischen oder rohrförmig kreisringförmigen Bauteil bestehen, das über einen Teil seiner Längserstreckung im Gehäusebauteil um seine Längsachse drehbar gelagert ist und das über einen anderen, aus dem Gehäusebauteil hervorragenden Teil seiner Längserstreckung eine Auflagefläche für die Bremsbelagträger aufweist, wobei die Winkellage des Bauteils bei vollflächiger Anlage durch die Winkellager der Gegenfläche am Bremsbelagträger bestimmt ist.

Anders als beim Stand der Technik sollen die als Widerlager dienenden Bauteile also nicht eingegossen sondern in dafür vorgesehene Bohrungen des Gehäusebauteils eingesetzt werden. Die Ausbildung derartiger Bohrungen an Gehäusebauteilen ist auf entsprechenden Fertigungsautomaten zusammen mit der übrigen spangebenden Nachbearbeitung sehr leicht durchzuführen. Das gilt auch für die exakte Positionierung der Bohrungen.

Auch die als Widerlager dienenden Bauteile sind sehr kostengünstig herstellbar, da es sich im wesentliche um einfache Drehteile handelt, deren maßgebliche Außendurchmesser sich leicht an den Bohrungsdurchmesser im Gehäusebauteil anpassen läßt. Da die als Widerlager verwendeten Bauteile im Gehäusebauteil um ihre Längsachse drehbar angeordnet sind, stellt sich bei einer Belastung der Bremsbelagträger selbsttätig eine vollflächige Abstützung ein, wodurch Spitzen bei der Flächenpressung vermieden und der Verschleiß durch reibende Beanspruchung minimiert werden kann.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben. Weitere Einzelheiten werden anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht und zwei Schnitte eines erfindungsgemäßen Bauteils für ein Widerlager und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein Gehäusebauteil mit eingesetztem Widerlager.

Fig. 3 eine Teilansicht eines Gehäusebauteiles mit Widerlagerbauteil sowie anliegendem Bremsbelagträger aus Richtung III in Fig. 2.

Das als Widerlager ausgebildete Bauteil 1 gemäß Fig. 1 umfaßt in Längsrichtung gesehen einen im Querschnitt kreiszylindrischen Abschnitt, der zur drehbeweglichen Lagerung im Gehäusebauteil 2 (Fig. 2) dient. An dem in der Darstellung linken Ende ist am Bauteil 1- durch Materialabtrag eine ebene Auflagefläche 3 geschaffen, wobei sich der Querschnitt in diesem Bauteilabschnitt aus dem links daneben gezeichneten Schnitt A-A ergibt.

Am rechten Ende weist das Bauteil 1 eine umlaufend nutartige Ausnehmung 5 auf, wobei der endseitig verbleibende Flansch durch Materialabtrag teilweise entfernt ist, um einen axialen Freiraum 6 zu schaffen, der alternativ auch als axiale Fuge ausgebildet werden kann. Dieser Freiraum bzw. diese Fuge 6 sind erforderlich, will man das Bauteil I von links her in die im Gehäusebauteil 2 ausgebildete Bohrung einschieben, ohne daß der am Gehäusebauteil 2 ausgebildete, kongradial nach innen vorstehende Ansatz 4 im Wege ist. Dabei ist der Materialabtrag zur Ausbildung der Auflagefläche 3 gegenüber dem Materialabtrag zur Ausbildung des Freiraums oder der Fuge 6 winkelmäßig derart versetzt angeordnet, daß das Bauteil 1 durch den Ansatz 4 in beiden Richtungen axial gesichert ist, wenn die Auflagefläche 3 in ihrer End-Winkelstellung gedreht ist. Bei eingesetztem Bremsbelagträger 7 sind die Bauteile 1 daher im Gehäusebauteil 2 praktisch unverlierbar gesichert. Nur wenn man sie durch Drehen in die Winkellage bringt, in der der gehäusefeste Ansatz 4 das Bauteil 1 zur axialen Verschiebung freigibt, kann man letzteres entfernen.

Der Ansatz 4 kann einstückig mit dem Gehäusebauteil 2 ausgebildet werden, wenn dieses bei der spangebenden Nachbearbeitung und Ausbildung der Bohrungen für die Bauteile 1 mit Drehwerkzeugen sowohl von links wie auch von rechts bearbeitet wird. Dabei kann der Ansatz 4 leicht mit einem entsprechend geformten Stufenfräser ausgeformt werden.

Das Zusammenspiel vom drehbar im Gehäusebauteil 2 aufgenommenen Widerlager-Bauteil 1 mit dem anliegenden Bremsbelagträger 7 ist insbesondere der Fig. 3 zu entnehmen. Hierbei wird deutlich, daß durch die Drehbarkeit des Bauteiles 1 zum Gehäuse eine flächige Auflage der Gegenfläche 8 des Bremsbelagträgers 7 an der Anlagefläche 3 geschaffen wird bzw. sich selbsttätig bei eingesetztem Bremsbelagträger einstellt.

Der Erfindungsgedanke macht es möglich, daß in einem Gehäusebauteil aus Leichtmetall in sehr einfacher Weise Widerlager ausgebildet werden können, die eine wesentlich höhere Flächenpressung als Leichtmetall zulassen. Dadurch, daß die als Widerlager ausgebildeten Bauteile nicht eingegossen sondern in Bohrungen eingesetzt werden, ergeben sich zusätzliche Freiheitsgrade bei der Kombination von Werkstoffen für das Gehäusematerial und das Lagermaterial. Schließlich ermöglicht es der Erfindungsgedanke auch, daß je nach Beanspruchung in ein vorgegebenes Gehäusebauteil Widerlager entsprechender Festigkeit eingesetzt werden können. Damit kann man anders als bei eingegossenen Widerlagern für die Herstellung der Gehäusebauteile die wirtschaftlichen Vorteile größerer Serien ausnutzen. Als Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Lösung wird angesehen, daß sich die um ihre Längsachse drehbaren Widerlager selbsttätig optimal auf die Bremsbelagträger 7 einstellen können.

Claims (5)

1. Gehäusebauteil für Scheibenbremsen aus einer Leichtmetallegierung mit zwei in Umfangsrichtung einer Bremsscheibe beabstandet zueinander angeordneten flächigen Widerlagern für die Abstützung der Bremsbelagträger und für die Übertragung der Bremskräfte auf das Gehäusebauteil, wobei die Widerlager aus einem Material bestehen, das härter und verschleißfester ist als das Material des Gehäusebauteils, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager aus einem im Querschnitt vollflächig kreiszylindrischen oder rohrförmig kreisringförmigen Bauteil (1) bestehen, das über zumindest einen Teil seiner Längserstreckung im Gehäusebauteil (2) um seine Längsachse drehbar gelagert ist und das in einem anderen Abschnitt seiner Längserstreckung eine Auflagefläche (3) für die Bremsbelagträger (7) aufweist, wobei die Winkellage des Bauteils (1) bei vollflächiger Anlage durch die Winkellage der Gegenfläche (8) am Bremsbelagträger (7) bestimmt ist.

2. Gehäusebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (3) und die Gegenfläche (8) eben ausgebildet sind.

3. Gehäusebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (3) und die Gegenfläche (8) wie Teil einer Mantelfläche eines Kreiszylinders ausgebildet sind, dessen Durchmesser wesentlich größer ist als der Durchmesser des Bauteils.

4. Gehäusebauteil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (1) im Gehäusebauteil (2) axial unverschieblich gehalten sind.

5. Gehäusebauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäusebauteil (2) ein in den Bohrungsquerschnitt radial nach innen vorstehender Ansatz (4) vorgesehen ist und daß an den Bauteilen (1) eine umlaufende, nutartige Ausnehmung (5) mit einer sich vom Ende des Bauteils (1) bis zur Ausnehmung (5) erstreckenden axialen Fuge (6) oder dergl. ausgebildet ist, die auf dem Ansatz (4) des Gehäusebauteils (2) derart abgestimmt ist, daß das Bauteil (1) in einer bestimmten Winkellage über den Ansatz (4) hinweg axial verschiebt, nach Drehung in die End-Winkellage jedoch axial fixiert ist, wobei der Ansatz (4) dann in die umlaufende, nutartige Ausnehmung (5) des Bauteils (1) eingreift.