-
Teilbelagscheibenbremse Die Erfindung betrifft eine Teilbelagscheibenbremse
mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden, festen Bremsrahmen, der in einer mittigen
Ausnehmung eine Bremszange aufnimmt, die sich aus einem die Bremsscheibe uberfassenden
Bremssupport und aus einem eine Betätigungsvorrichtung beinhaltenden Bremszylinder
zusammensetzt, wobei die Bremszange sich über zwei Paare von Gleitflächen an Gleitflächen
von zwischen dem Bremsrahmen und der Bremszange axial und radial unverschiebbar
gehaltenen Gleitkörpern mittels federnder Mittel zwar axial verschiebbar aber radial
unverschiebbar abstützt, und wobei bei einer Bremsbetätigung zwei mittels der Bremszange
gegen die Bremsscheibe drückbare, sich mit Stützflächen- gegen entsprechende Flächen
am Bremsrahmen abstützende Bremsbacken das Bremsmoment übertragen.
-
Ähnlich aufgebaute Scheibenbremsen der sogenannten Schwimmsattelbauart
haben in der Automobilindustrie Anwendung gefunden. In der deutschen Auslegeschrift
1 525 377 wird ebenfalls eine derartige Scheibenbremse vorgeschlagen. Die dort gezeigten,
als Gleitkörper dienenden Zwischenstücke, sollen für eine einfache radiale Sicherung
und Zentrierung der Bremszange bzw.
-
des Bremssupports sorgen. Es hat sich nun erwiesen,
daß
derartig angeordnete Gleitkörper und die mit diesen zusammenwirkenden Gleitflächen
anfällig gegen Verschmutzung und Korrosion sind, insbesondere, wenn sie am Kraftfahrzeug
dem Straßenschmutz und der Witterung ausgesetzt sind. Diese Anfälligkeit wächst
mit der Größe der Gleitflächen, die durch äußere Einwirkung von Staub, Wasser, Kälte
und ähnlichem aneinanderbacken können. Dies führt jedoch zu einer erhöhten Betätigungskraft
für die Scheibenbremse, d.h. zu einer erhöhten Zuspannkraft für die Bremszange.
-
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse
der Schwimmsattelbauart zu schaffen, bei der die Betätigungskraft bis zur zulässigen
Abnutzung der Bremsbeläge gering gehalten wird. Diese Wirkung soll zudem ohne großen
konstruktiven Aufwand erfolgen.
-
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe geht von den Bestreben
aus, die Gleitflächen beweglich und sauber zu halten, und ist bei der Schwimmsattelbrcmse
der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Bremszange mit der äußeren
Bremsbacke in Scheibenumfangsrichtung unverschiebbar verbunden ist und die Bremszange
sich mit ihren Gleitflächen in linienförmiger Auflage derart an Abschnitten der
Gleitkörper abstützt, daß eine erste, etwa tangential bis sekantial zur Bremsscheibe
verlaufende Gleitfläche der Bremszange eine axial verlaufende linienförmige Abstützung
an einem ersten Abschnitt des zugeordneten Gleitkörpers erfährt, und daß eine zweite,
etwa parallel zu den entsprechenden Stützflächen der Bremsbacken bzw. des Bremsrahmens
verlaufende Gleitfläche der Bremszange eine senkrecht zur ersten Abstützung verlaufende,
linienförmige Abstützung an einem zweiten Abschnitt des zugeordneten Gleitkörpers
erfährt.
-
Durch diese Ausbildung bzw. Anordnung wird bei jeder Bremsbetätigung
die Bremszange durch die äußere Bremsbacke mitgenommen. Durch die dem Bremsrahmen
eigene Elastizität kann sich die äußere Bremsbacke geringfügig etwa in Umfangrichtung
verschieben. Dies führt zu einer gewissen Verdrehung der Bremszange aus der axialen
Richtung, wodurch sich die linienförmigen Abstützungen an den zweiten Abschnitten
der Gleitkörper in Höhe des inneren Befestigungsteiles des Bremsrahmens verschieben.
Diese Verschiebung bewirkt eine gemischte Roll- und Gleitreibung zwischen den zweiten
Abstützflächen an der Bremszange einerseits und an den Gleitkörpern andererseits.
Diese Mischreibung sorgt für eine fortlaufende Säuberung der beteiligten Flächen,
so daß eine andauernde Beweglichkeit der Bremszangenlagerung gesichert ist. Bei
der linienförmigen Auflage des ersten Abschnittes erfolgt eine Sauberhaltung der
beteiligten Reibflächen in ähnlicher Weise und aus den gleichen Gründen; hier herrscht
jedoch eine Gleitreibung zwischen der Gleitfläche an der Bremszange und der linienförmigen
Auflage, deren Verlauf durch die Verdrehung der Bremszange während der Übertragung
des Bremsmomentes von der axialen Richtung abweicht Aus fertigungstechnischen Gründen
sind die linienförmigen Auflagen durch gewölbte Gleitflächen am Gleitkörper erzielt,
die mit ebenen Gleitflächen der Bremszange zusammenwirken.Somit können die Gleitkörper
separat hergestellt und z.B. für eine herkömmliche Bremse verwendet werden.
-
Eine hervorragende Reinigungswirkung ist erzielt, indem die der ersten
Gleitfläche bzw.1 dem ersten Abschnitt zugeordnete Abstützlinie, abgesehen von einer
Unterbrechung im mittleren Bereich, sich über die gesamte Länge des ersten Abschnittes
des Gleitkörpers erstreckt. Aus den gleichen Gründen erfolgt die Anordnung der zweiten
Abstützlinie erart, daß die der zweiten Gleitfläche bzw. dem
zweiten
Abschnitt zugeordnete Abstützlinie sich über die gesamte Breite des zweiten Abschnittes
erstreckt.
-
Eine geschützte Lage vor unmittelbarer Einwirkung ist dadurch gegeben,
daß die gewölbten Gleitflächen im mittleren Bereich der Breite des ersten Abschnittes
angeordnet sind. Die Rollreibung ist durch Wahl eines kleinen Wölbungsradius beeinflußbar,
indem die gewölbte Fläche sich zwar über die gesamte Breite aber nur einen Teil
der gesamten Länge des zweiten Abschnittes erstreckt. Eine maximale Ausnutzung der
Verdrehneigung des Bremsrahmens ist dadurch erziehlt, daß die gewölbte Fläche des
zweiten Abschnittes -in bezug auf die Axialrichtung der Bremszange - in der Ebene
oder nahezu in der Ebene des Befestigungsteiles des Bremsrahmens angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gleitkörper im Querschnitt im wesentlichen
Z-förmig ausgebildet.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Gleitkörper an axialer
Verschiebung einerseits mittels einer angeformten Stufe und andererseits mittels
eines durch eine radiale Bohrung geführten Splintes oder dgl. gehindert. Vorzugsweise
ist zwischen dem Bremsrahmen und der Bremszange für jeden Gleitkörper eine Feder
angeordnet, die einen ständigen radialen Formschluß zwischen dem Bremsrahmen, der
Bremszange und den Gleitkörpern sowie einen axialen Reibschluß zwischen den Gleitkörpern
und der Bremszange gewährleistet. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß eine Teilbelagscheibenbremse der Schwimmsattelbauart geschaffen
ist, deren Betätigungskräfte über die gesamte Lebensdauer der Bremsbeläge weitgehend,d.h.
ohne große
Schwankungen, gleich bleiben. Das Bremsmoment wird hierbei
von den Bremsbacken unmittelbar auf den Bremsrahmen übertragen, während die Bremszange
lediglich die Zuspannkräfte aufnimmt. Darüberhinaus wird die Verdrehneigung des
Bremsrahmens - insbesondere des äußeren, die Bremsscheibe frei überragenden Teils
des Bremsrahmens- dazü ausgenutzt, auch die Bremszange bei Auftreten eines Bremsmomentes
relativ zu ihrer Lagerung im Bremsrahmen zu verdrehen. Diese Wirkung wird in einfacher
Weise durch eine Art von Dreipunktlagerung der Bremszange am Bremsrahmen bzw. an
der äußeren Bremsbacke erzielt; dièse Bezeichnung erklärt sich aus der sich ergebenden
dreifachen Abstützung der Bremszange- an den Gleitkörpern und an der äußeren Bremsbacke.
Diese Lagerung ist auch ohne grundlegende Veränderungen am Bremsrahmen oder an der
Bremszange durchführbar, wie das nachstehende Ausführungsbeispiel zeigt.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen Fig. 1 eine Ansicht einer Teilbelagscheibenbremse
der Schwimmsattelbauart gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Bremse,teilweise
im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen perspektivisch
dargestellten Gleitkörper in vergrößertem Maßstab und Fig. 4 den Gleitkörper nach
Fig. 3 in einer weiteren Ansicht.
-
Die Teilbelagscheibenbremse 1 setzt sich zusammen aus dem Bremsrahmen
2, der einen Umfangsteil einer umlaufenden Bremsscheibe 3 umgreift und dessen Abschnitt
4 auf einer Seite der Bremsscheibe über Befestigungsaugen 5 und 5' mit einem nicht
dargestellten Achsträger eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Der Bremsrahmen 2
weist eine mittige Ausnehmung 6 im Bereich über der Bremsscheibe auf. In der Ausnehmung
6 ist eine Bremszange 7 eingesetzt, die aus dem Bremssupport 8 und dem Breiszylinder
9 besteht, und den sog. Schwimmsattel darstellt. Innerhalb des Bremszylinders 9
ist als Betätigungsglled der Bremse ein Kolben 10 gelagert, der durch eine nicht
gezeigten hydraulischen Druckerzeuger mit Druckmittel beaufschlagbar ist. Beiderseits
der Bremsscheibe 3 sind innerhalb der Ausnehmung 6 Bremsbacken 11 und 12 gelagert,
die sich an ihren Schmalseiten 13 und 14 an Stützflächen 15 und 16 am Bremsrahmen
2 abstützen können. Beide Bremsbacken 11 und 12 sind axial gleitbar gelagert, aber
an radialer Bewegung nach unten durch Auflageflächen 17 und 18, nach oben durch
Stützflächen 17a und 18a des Bremsrahmens 2 in einer Art formschlüssiger Führung
gehindert.
-
Während die innere Bremsbacke 11 vom Bremskolben lo axial beweglich
angeordnet ist, ist die äußere Bremsbacke 12 mit einem Schraubbolzen 19 in Richtung
der Bremsscheibenebenelbzw. in deren Umfangsrichtung, fest mit dem Bremssupport
8 verbunden. Dabei ist der Bolzenkopf in einen nach oben offenen Schlitz des Brems-Belagträgers
der äußeren Bremsbacke 12 eing@führt und der Schraubbolzen 19 in den Bremssupport
8 eingeschraubt.
-
Die Bremszange 7 weist im Bereich des Bremssupports 8 Gleitflächen
20, 20', 21, 21' auf, die in axial verlaufenden Ebenen liegen. Diesen Gleitflächen
20, 20', 21, 21' sind Gleitkörper 22, 22' zugeordnet, die sich an Stützflächen 23,23',24,24'
am Bremsrahmen 2 abstützen.
-
Die Gleitkörper 22,22' wirken als Keile zwischen dem Bremsrahmen 2
und dem Bremssupport 8. Ihre axiale Sicherung gegen den Bremsrahmen 2 ist durch
angeformte Stufen 25,25' und Splinte 26,26', die durch radial verlaufende Bohrungen
27,27' geführt sind, gewährleistet. Die radiale Sicherung des Bremssupports 8 und
der Gleitkörper 22,22' wird von zwei Federn 28,29 übernommen, die sich einerseits
gegen den Bremsrahmen 2 und andererseits gegen den Bremssupport 8 abstützen.
-
Die Federn 28 -und 29 drücken den Bremssupport 8 und somit die gesamte
Bremszange 7 etwa in radialer Richtung gegen die Gleitkörper 22,22', die sich ihrerseits
wiederum an den Stützflächen 23,23',24,24' des Bremsrahmens 2 abstützen und somit
den Bremssupport 8 innerhalb der Ausnehmung 6 halten. Wie aus Fig. 2 zu ersehen
ist, verlaufen die Gleitflächen 20 und 2c' parallel zu den entsprechenden Stützflächen
23 und 23' und zusammen mit diesen etwa tangential zu der Bremsscheibe 3, die in
Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist. Die Gleitflächen 21 und 21' verlaufen hingegen
parallel zu den entsprechenden Stützflächen 24 und 24',sowie paraliel
zu
den Stützflächen 13 bis 16 der Bremsbacken 11 und 12 bzw. des Bremsrahmens 2.
-
Die Gleitkörper 22 und 22' sind - entsprechend dem symmetrischen Aufbau
der Bremse - spiegelbiidlich gleich ausgebildet. Im folgenden wird auf den Gleitkörper
22 Bezug genommen, der jedoch auch funktional voll dem Gleitkörper 22' entspricht.
Entsprechende Teile sind somit in der Zeichnung mit denselben Besugssahlen, aber
mit Index bezeichnet. Der Gleitkörper 22 (Fig.3 und 4) ist ein länglicher, im wesentlichen
prismatischer Körper, der im Querschnitt etwa Z-Form aufweist. Ein erster Abschnitt
30, der als mittlerer Z-Teil betrachtet werden kann, ist der etwa tangential zur
Bremsscheibe 3 verlaufenden Gleitfläche 20 am Bremssupport 8 und der parallel dazu
verlaufenden Stützfläche 23 am Bremsrahmen 2 zugeordnet (Fig. 2). Während die Gleitfläche
20 eben ausgebildet ist, ist die entsprechende Gleitfläche 31 des ersten Abschnittes
30 konvex gewölbt. Die Wölbung ist im mittleren Bereich der Breite des ersten Abschnittes
30 angeordnet, überdeckt somit nicht die gesamte Breite.
-
Die Wölbung teilt sich in zwei Teilflächen 31a und 31b über die gesamte
Länge des ersten Abschnittes 30 und weist in der Mitte eine flache Unterbrechung
32 auf, die eben in die ebenen Randbereiche der nicht gewölbten Breite des ersten
Abschnittes 30 übergeht. Diese gewölbte Ausbildung - hier beispielweise an den Gleitkörpern
angeordnet - ergibt eine axial verlaufende, unterbrochene Abstützlinie in Richtung
x-x des ersten Abschnittes 30, die mit der ebenen Gleitfläche 20 des Bremssupports
8 zusammenwirkt. Ein zweiter Abschnitt 33,
der sich an den ersten
Abschnitt 30 unter einem Winkel von etwa 120 Grad anschließt, kann als ein äußerer
Winkelteil der Z-Form betrachtet werden. Der Abschnitt 33 weist ebenfalls eine konvex
gewölbte Gleitfläche 34 auf. Die Gleitfläche 34 überwölbt die gesamte Breite des
Abschnittes 33, jedoch nur einen Teil der gesamten Länge, und zwar auf der Seite
der Bremsscheibe 3, auf der sich das Befestigungsteil 4 des Bremsrahmens 2 erstreckt
und in gleicher Entfernung zur Bremsscheibe 3 wie das Befestigungsteil 4. Diese
Lage ist insbesondere aus dem Teilschnitt in Fig. 2 zu ersehen. Gleichermaßen ist
zu erkennen, daß diese Gleitflächen 34, 34' sich etwa senkrecht über den Befestigungsaugen
5,5' befinden. Die vorstehend geschilderte gewölbte Ausbildung - hier wiederum beispielsweise
an den Gleitkörpern angeordnet - ergibt eine senkrecht zur Abstützlinie der x-x-Richtung
verlaufende Abstützlinie in der Richtung y-y des zweiten Abschnittes 33 des Gleitköpers
20. Der Verlauf der Abstützlinien ist aus den Fig.3 und 4 zu entnehmen, wo die entsprechenden
Raumachsen eingezeichnet sind. Daraus ist erkenntlich, daß die beiden Raumachsen
x-x und y-y sich räumlich zwar nicht schneiden, aber in Ebenen verlaufen, die sich
unter 90 Grad schneiden. Diese Ebenen sind so festgelegt, daß die x-x Ebene in axialer
Richtung und die y-y Ebene senkrecht (in Scheibenrichtung) dazu verlaufen.
-
Wie schon dargelegt, handelt es sich bei der dargestellten Ausführung
der Erfindung um ein Beispiel. So sind im Rahmen der Erfindung insbesondere verschiedene
Gestaltungsformen des Gleitkörpers möglich und dem speziellen Anwendungsfall anpaßbar.
Im selben Sinn kann die Befestigung der äußeren Bremsbacke 12 am Bremssupport 8
in anderer geeigneter Weise erfolgen als in der gezeigten.