DE19946681A1 - Schiebesattel-Scheibenbremse - Google Patents

Abstract

Eine Schiebesattel-Scheibenbremse, insbesondere eine pneumatisch betätigte Schiebesattel-Scheibenbremse für Nutzfahrzeuge, weist einen Schiebesattel (4) auf, der relativ zu einem Bezugselement, vorzugsweise relativ zu einem Bremsträger (8), verschieblich geführt ist. Dazu ist zwischen dem Bremssattel (4) und dem Bezugselement - vorzugsweise dem Bremsträger (8) - eine Sattellagereinrichtung (27) angeordnet, die in wenigstens zwei Lager-Funktionsbereiche (10, 12, 14) unterteilt ist. Vorzugsweise hat einer der Lager-Funktionsbereiche (14) einen Reibwert, der (deutlich) niedriger ist als der Reibwert eines zweiten Lager-Funktionsbereiches (10, 12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebesattel-Scheibenbremse, insbesondere eine pneumatisch betätigte Schiebesattel-Scheibenbremse für Nutzfahrzeuge, mit einem Schiebesattel, der relativ zu einem Bezugselement, vorzugsweise relativ zu einem Bremsträger, verschieblich geführt ist, wozu zwischen dem Brems­ sattel und dem Bezugselement - vorzugsweise dem Bremsträger - wenigstens eine Sattellagereinrichtung angeordnet ist.

Bei Teilbelag-Scheibenbremsen gibt es zwei wesentliche Bauformen: die Fest­ sattelbremse und die Schwimmsattel- oder Schiebesattelscheibenbremse. Pneumatisch betätigte Scheibenbremsen werden im allgemeinen als Schiebe­ sattel-Scheiben-bremsen ausgeführt, um den beengten Bauraumverhältnissen an modernen Nutzfahrzeugen gerecht zu werden.

Eine gattungsgemäße Scheibenbremse ist aus der DE 40 32 886 A1 bekannt. Die in dieser Schrift gezeigte Teilbelag-Scheibenbremse mit Schiebesattel ver­ fügt über eine Zuspannvorrichtung, welche bei Beaufschlagung eines pneuma­ tisch betätigten Bremszylinders mit Druckluft über einen Drehhebel mit Exzenter und eine dem Exzenter nachgeschaltete Traverse zwei zueinander parallele Druckstücke in Richtung einer Bremsbacke vorschiebt. Der am Bremsträger be­ festigte Bremssattel wird bei der Zuspannung der Bremse infolge der bei der Bremsung auftretenden Reaktionskräfte an zwei Sattelführungen entgegen der Zuspannrichtung der Druckstücke bewegt, wodurch der auf der gegenüberlie­ genden Seite der Bremsscheibe befindliche Bremsbelag ebenfalls an die Brems­ scheibe gepreßt wird.

Zur Erzielung eines möglichst gleichmäßigen Belagverschleißes an den beiden einander auf den zwei Seiten der Bremsscheibe gegenüberliegenden Bremsbe­ lägen (in Hinsicht auf den auf der Seite der Zuspannvorrichtung liegenden Bremsbelag spricht man auch vom "inneren" Bremsbelag, wogegen der auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe liegende Bremsbelag den "äußeren" Bremsbelag bildet) muß die Sattelführung relativ zum Bremsträger sehr leichtgängig sein. Um diese Leichtgängigkeit möglichst während der ge­ samten Lebensdauer der Bremse zu gewährleisten, ist es erforderlich, die Sat­ tellagerung abzudichten bzw. gegen das Eindringen von Wasser, Schmutz und sonstigen Medien zu schützen. Die Abdichtung erfolgt i. allg. durch Elastomere­ lemente, die durch die bei Bremsungen auftretenden Temperaturen sowie durch mechanische Belastungen stark beansprucht werden.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, die Sattelführung des gattungsgemäßen Standes der Technik mit geringem konstruktiven Aufwand derart weiterzuentwic­ keln, daß die Zuverlässigkeit, die Robustheit und die Funktionssicherheit der Sattelführung bzw. der Sattellagereinrichtung zwischen dem Bremssattel und dem Bezugselement gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik er­ höht wird.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1. Gegenüber dem Stand der Technik ist dabei die Sattellagereinrichtung zwischen dem Bremssattel und dem Bezugselement - vorzugsweise dem Bremsträger - in wenigstens zwei separate Lager-Funktionsbereiche unterteilt. Diese Unterteilung der Sattellagereinrichtung (nicht zu verwechseln mit dem Vorsehen zweier von­ einander getrennter Sattellagereinrichtungen) in zwei Lagerund/oder Buchsen- Funktionsbereiche - vorzugsweise mit stark unterschiedlichen Reibbwerten - hat folgenden Effekt. Das erste Lager - mit dem geringeren Reibwert - ermöglicht die Relativbewegungen zwischen dem Bremssattel und dem Bremsträger während des Funktionshubes der Bremse. Das zweite Lager - mit dem höheren Reibwert - ermöglicht dagegen die Überbrückung des Bremsbelag-Verschleißweges. Das Lager mit dem geringeren Reibwert hat somit nur einen relativ zum Verschiebe­ weg des zweiten Lagers kurzen Verschiebeweg zu überbrücken und kann daher auf einfache Weise zuverlässig abgedichtet werden. Das zweite Lager benötigt dagegen keine derartige Abdichtung, da eine besondere Leichtgängigkeit zur Durchführung der "Sattelnachstellung" infolge Bremsbelagverschleißes nicht er­ forderlich ist. Die Erfindung eignet sich auch für hydraulisch oder elektromecha­ nisch betätigte Schwimmsattelbremsen.

Vorzugsweise überbrückt der erste Lager-Funktionsbereich bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Verschiebeweg, der im we­ sentlichen dem Verstellweg des Bremssattels relativ zum Bremsträger während des Funktionshubes der Bremse entspricht. Dieser Verstellweg ist sehr kurz be­ messen, so daß das erste Lager besonders leicht abgedichtet werden kann.

Zur Realisierung des ersten Lager-Funktionsbereiches eignet sich ein leichtgän­ giges, handelsübliches Gleitlager, dessen axiale Endbereiche vorzugsweise durch zwischen der inneren und der äußeren Führungsbuchse festgelegte, im wesentlichen balgartige, Elastomerelemente abgedichtet werden.

Vorzugsweise weist ferner der weitere Lager-Funktionsbereich der Sattellage­ reinrichtung einen Verschiebeweg auf, der im wesentlichen dem Weg des maxi­ mal zulässigen Bremsbelagverschleiß entspricht.

Zur Realisierung des weiteren Lager-Funktionsbereiches eignet sich eine ko­ stengünstige und nicht separat abzudichtende Elastomer- und/oder Kunststoff­ buchse, die auf einer Führungsbuchse verschieblich geführt ist.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist eine der Führungs­ buchsen einen Kragenansatz auf, der das vom Bremsträger abgewandte Ende des Schraubbolzens einfaßt, wobei der Kragenansatz von einer Abdeckkappe verschlossen wird. Auch mit dieser Variante der Erfindung wird eine besonders unkomplizierte Abdichtung der Gleitlagerung realisiert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteran­ sprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Schiebesattel- Scheibenbremse, und

Fig. 2 eine teilgeschnittene Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schiebesattel-Scheibenbremse.

Fig. 1 zeigt eine Schiebesattel-Scheibenbremse 2, die eine (hier nicht darge­ stellte) pneumatisch betätigte Zuspanneinrichtung aufweisen kann. Die Schei­ benbremse 2 weist einen Bremssattel 4 auf, der rahmenartig eine Bremsscheibe 6 umgreift. Der Bremssattel 4 ist relativ zu einem Bremssträger 8 verschieblich geführt. Hierzu weist der Bremssattel 4 eine Bohrung 9 auf, in welche eine Ela­ stomer- und/oder Kunststoffbuchse 10 eingesetzt ist, die auf einer zur Elasto­ mer- und/oder Kunststoffbuchse 10 konzentrischen, ersten Führungsbuchse 12 sitzt. Die Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse 10 ist an ihrem Innenumfang mit einer Profilierung 11 versehen und an ihrem Außenumfang im Bremssattel 4 fixiert. Die Profilierung 11 ermöglicht eine gezielte Einstellung des Reibwertes zwischen der Elastomerbuchse 10 und der ersten Führungsbuchse 12.

Die erste Führungsbuchse 12 sitzt wiederum auf einem inneren, zur äußeren Führungsbuchse konzentrischen Gleitlager 14, hier mit äußerem Lagerabschnitt 14a und innerem Lagerabschnitt 14b. Das Gleitlager 14 ist seinerseits auf eine innere, zweite Führungsbuchse 16 aufgeschoben, die mittels eines Schraubbol­ zens 18 mit einem Bolzenkopf 20 am Bremsträger 6 verspannt ist. Die Buchse 12 und das Lager 14 können alternativ auch zu einem Element zusammengefaßt werden (hier nicht dargestellt).

Die Funktion dieser Bremse ist wie folgt. Bei einer Bremsung wird von der - hier nicht dargestellten - Zuspannvorrichtung ein Druckstück 22 ggf. zusammen mit einem weiteren Druckstück in Richtung der Bremsscheibe 6 bewegt, wodurch der Bremsbelag 24 gegen die Bremsscheibe 6 gepreßt wird. Da der Bremssattel 4 am Bremsträger 8 verschieblich geführt ist, wird infolge der auftretenden Reak­ tionskräfte der Bremssattel 4 entgegen der Richtung der Zuspannbewegung des Bremsbelages 24 bewegt. Dadurch zieht der Sattel 4 den zweiten Bremsbelag 26 auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 6 ebenfalls gegen die Bremsscheibe. Die Bremse spannt also beidseits der Bremsscheibe 6 zu.

Die Bewegung des Schiebesattels 4 kann im wesentlichen in zwei Bewegungs­ phasen unterteilt werden. Die erste dieser Phasen ergibt sich durch den soge­ nannten Funktionshub der Bremse. Diese ist die eigentliche Zuspannbewegung F. Die zweite dieser Phasen entspricht der Sattelbewegung infolge des Brems­ belagverschleißes. Das ist der "Verschleißweg V". Die zweite Phase dient also dem Ausgleich des Bremsbelagverschleißes des der Zuspanneinrichtung ge­ genüberliegenden zweiten Bremsbelages 26.

Der Funktionshub F wird bei jeder Bremszuspannung überbrückt. Der Funkti­ onshub F setzt sich aus dem Lüftspiel des äußeren Bremsbelages 26 und den weitgehend elastischen Verformungen der Bremsbeläge 26, des Bremssattels 4 und ggf. weiterer im Kraftfluß befindlicher Teile zusammen. Der Funktionshub F ist im allgemeinen relativ klein. Damit der äußere, d. h. der im Bezug zur Zu­ spannvorrichtung auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 6 liegen­ de Bremsbelag 26 beim Lösen der Bremse frei wird, muß der Bremssattel 4 mit einer möglichst geringen Kraft in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben wer­ den. Dies wird durch das Gleitlager 14 in hervorragender Weise gewährleistet.

Die Verschleißwegverstellung des Bremssattels 4 erfolgt dagegen nur in einer Richtung. Tritt am äußeren Bremsbelag 26 Verschleiß auf, muß der Bremssattel 4 um eben diesen Weg - also um das Verschleißmaß - nachrutschen. Die Rei­ bung der Sattellagerung spielt dabei nur eine untergeordnete Rolle, da aufgrund der großen Zuspannkräfte genügend Kraftreserven zur Überwindung der Lager­ reibung gegeben sind. Der maximale Verschleißweg V ist im Vergleich zum Weg des Funktionshubes F relativ groß, denn er entspricht dem maximalen Ver­ schleißmaß des äußeren Bremsbelages 26.

Die Erfindung nutzt entsprechend zu den vorstehenden Ausführungen im Ge­ gensatz zum Stand der Technik zur Durchführung der Sattel-Verschiebung eine (oder zwei zueinander parallele) "mehrstufige" Sattellagereinrichtung(en) 27. Die Erfindung setzt die Bewegung zwischen dem Bremssattel 4 und dem Bremsträ­ ger 8 dabei in zwei Bewegungsphasen um. Dies erreicht die Erfindung durch die Unterteilung der Sattellagereinrichtung in zwei Lager-Funktionsbereiche mit un­ terschiedlichen Reibwerten. Der erste Lager-Funktionsbereich - das Gleitlager 14 nebst den inneren und den äußeren Scheiben 28 - ermöglicht die Überbrüc­ kung des Funktionshubes F. Die Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse 10 er­ möglicht als zweiter Lagerbereich im Zusammenspiel mit der Führungsbuchse 12 die Nachstellung des Verschleißes des Bremsbelages 26.

Die Gleitlagerung 14 weist einen möglichst geringen Reibwert auf, um das Lösen der Bremse nicht zu behindern. Die äußere Führungsbuchse 12 ist um das Maß des Funktionshubes F auf der inneren Führungsbuchse 16 verschieblich ggf. zusammen mit axialen Endringen oder -scheiben 28. Dadurch kann die äußere Führungsbuchse auf der inneren Führungsbuchse um das Maß des Brems- Funktionshubes F verschoben werden.

Eine zweite Lagereinrichtung der Sattellagereinrichtung dient zur Realisierung des Verschleißweges. Diese zweite Lagereinrichtung wird aus der äußeren Füh­ rungsbuchse 12 und der Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse 10 gebildet. Die Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse ist ungefähr um den Weg des maximalen Bremsbelagverschleißes V kürzer als die äußere Führungsbuchse 12.

Die Abdichtung des relativ leichtgängigen Gleitlagers 14 nach außen erfolgt über Dichtungselemente - z. B. Dichtungsringe oder Faltenbälge 29 -, die zwischen den axialen Endbereichen der inneren und der äußeren Führungsbuchse 12, 16 vorgesehen sind - z. B. befestigt am Innenumfang der Buchse 12 und am Au­ ßenumfang der Buchse 16 oder an an den axialen Enden der Buchse 16 vorge­ sehenen ringen oder Scheiben 17 - und derart dimensioniert bzw. balgartig aus­ gelegt sind, daß sie den Verstellweg der Führungsbuchsen 12, 16 relativ zuein­ ander - also den Funktionshub F - überbrücken können. Der Verschiebeweg der Führungsbuchse 12 auf dem Bolzen 20 wird durch die Differenz aus der Länge der Führungsbuchse 12 und dem Abstand zwischen dem Bremsträger 4 und dem Bolzenkopf 20 (also die Bolzenlänge) begrenzt. Die Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse 10 ist dagegen auf dem Führungsbolzen 12 quasi "anschlagsfrei" verschieblich.

Von der Variante der Fig. 1 unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 durch die Art der axialen Abdichtung des Gleitlagers 14. Zunächst weist die äußere Führungsbuchse 12 eine axial abgestufte zentrale Bohrung 12' auf. Von dieser dient ein erster Bereich mit einem geringeren Durchmesser zur Aufnahme des Gleitlagers und der inneren Führungsbuchse 16. In einem Bereich größeren Durchmessers steht die äußere Führungsbuchse 12 ferner kragenartig über den Kopf 20 des Schraubbolzens 16 vor. Die eigentliche Abdichtung gegen äußere Feuchtigkeit erfolgt dann durch eine Abdeckkappe 30 (z. B. aus Gummi), welche in den axial vorstehenden Kragenansatz 32 der äußeren Führungsbuchse 12 eingesteckt ist.

Bezugszeichen

2

Schiebesattel-Scheibenbremse

4

Bremssattel

6

Bremsscheibe

8

Bremssträger

9

Bohrung

10

Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse

11

Profilierung

12

Führungsbuchse

14

Gleitlager

14

a äußerer Lagerabschnitt

14

b innerer Lagerabschnitt

16

Führungsbuchse

17

Scheiben

18

Schraubbolzens

20

Bolzenkopf

22

Druckstück

24

Bremsbelag

26

Bremsbelag

27

Sattellagereinrichtung

28

Endringe oder -scheiben

29

Dichtungselemente

30

Abdeckkappe

32

Kragenansatz
V Verschleißweg
F Funktionshub

Claims (13)

1. Schiebesattel-Scheibenbremse, insbesondere pneumatisch betätigte Schiebesattel-Scheibenbremse für Nutzfahrzeuge, mit einem Schiebesattel (4), der relativ zu einem Bezugselement, vorzugsweise relativ zu einem Bremsträger (8), verschieblich geführt ist, wozu zwischen dem Bremssattel (4) und dem Bezugselement - vorzugsweise dem Bremsträger (8) - wenig­ stens eine Sattellagereinrichtung (27) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Sattellagereinrichtung (27) zwischen dem Bremssattel (4) und dem Bezugselement - vorzugsweise dem Bremsträger (8) - in we­ nigstens zwei Lager-(und/oder Buchsen-)Funktionsbereiche (10, 12, 14) unterteilt ist.

2. Schiebesattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Lager-Funktionsbereiche (14) einen Reibwert aufweist, der wesentlich niedriger ist als der Reibwert eines weiteren Lager- Funktionsbereiches (10, 12).

3. Schiebesattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Lager-Funktionsbereich (12) einen Verschiebeweg aufweist, der im wesentlichen dem Verstellweg des Bremssattels (4) relativ zum Bremsträger (8) während des Funktionshubes (F) der Bremse ent­ spricht.

4. Schiebesattel-Scheibenbremse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Lager-Funktionsbereich als Gleitlager (14) ausgebildet ist.

5. Schiebesattel-Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lager-Funktionsbereich (10, 12) einen Verschiebeweg aufweist, der im wesentlichen dem maximal zulässi­ gen Verschleißweg (V) der Bremsbeläge entspricht.

6. Schiebesattel-Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lager-Funktionsbereich eine Elastomer- und/oder Kunst­ stoffbuchse (10) und eine zur Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse (10) konzentrische erste Führungsbuchse (12) aufweist.

7. Schiebesattel-Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse (10) an ihrem Innenumfang mit einer Profilierung (11) versehen und/oder an ihrem Außenumfang im Bremssattel fixiert ist.

8. Schiebesattel-Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung wenigstens eine zur er­ sten Führungsbuchse (12) konzentrische weitere Führungsbuchse (16) aufweist.

9. Schiebesattel-Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der zueinander konzentri­ schen Führungsbuchsen (16) mittels eines Bolzens (18) am Bremsträger (8) befestigt ist.

10. Schiebesattel-Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Enden des Gleitlagers (14) nach außen abgedichtet sind.

11. Schiebesattel-Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Abdichtung des Gleitlagers (14) durch zwischen der inneren und der äußeren Führungsbuchse (10, 16) festgelegte, im wesentlichen balgartige, Dichtungselemente (29) erfolgt.

12. Schiebesattel-Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Führungsbuchse (12) einen Kra­ genansatz (32) aufweist, der das vom Bremsträger (8) abgewandte Ende des Schraubbolzens (18) einfaßt, wobei der Kragenansatz (32) von einer Abdeckkappe (30) verschlossen ist.

13. Schiebesattel-Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg der Führungsbuchse (12) auf dem Bolzen (18) durch die Differenz aus der Länge der Führungsbuch­ se und dem Abstand zwischen dem Bremsträger und dem Bolzenkopf (20) begrenzt ist und/oder daß die Elastomer- und/oder Kunststoffbuchse (10) auf dem Führungsbolzen (12) anschlagsfrei verschieblich ist.