DE2230572A1

DE2230572A1 - Scheibenbremse fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2230572A1
Application number: DE19722230572
Authority: DE
Inventors: Bernard M Flaherty
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1971-07-02
Filing date: 1972-06-22
Publication date: 1973-01-11
Also published as: GB1378950A; DE2230572C2; CA957292A; BR7204289D0

Description

PATENTANWALT DIPL. ING. HANS- PETER GAUGER

P.A. DiPL. ING. H.-P. GAUGER · 8 MÖNCHEN 81 · EFFNERSTR. 43

8 MÖNCHEN 81

EFFNERSTRASSE 43 TELEFON 0811 / 980 762

TELEGRAMMADRESSE: GAUPAT MÜNCHEN

IHR ZEICHEN: YOUR REF.:

ME.N2E.CHEN: MYREF.:

DATUM: DATE:

Γ 22. Juni 1972

Anwaltsakte: GFK-2594

FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 5 KÖLN-DEUTZ, OT-TQPLATZ 2

"Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge"

Die Erfindung "betrifft eine Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einem Bremsträger, einer Bremsscheibe, einem an dem Bremsträger befestigten sattelförmigen Gehäuse und in dem Gehäuse angeordneten, die Bremsscheiben zangenartig umgebenden Bremsbelägen.

Εε ist bekannt, daß Scheibenbremsen dieser Art in periodischen Zeitabständen zu Überholzwecken gewartet werden müssen. Außerhalb dieser periodischen Wartungszeiten müssen die Bremsbeläge oft vorzeitig von den Bremsbacken abgezogen werden, weil sich infolge häufiger Bromsbetätigung ein früher Verschleiß der Bremsbeläge eingestellt hat. Die zu Überhol- und Reparaturzwecken vorzunehmende Zerlegung von Scheibenbremsen bekannter Ausführung ist zeitaufwendig und oft mit difiziler Kleinarbeit verbunden. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine reparatur- und überholfreundliche Scheibenbremse der eingangs genannten Art

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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an dem Bremsträger zwei räumlich voneinander getrennte Stützbereiche für das Gehäuse ausgebildet sind, von welchen der eine Stutzbereich direkt am Gehäuse anliegt und der andere Stützbereich mit dem Gehäuse über eine ein Verschieben des Gehäuses relativ zu dem Bremsträger radialrach außen verhindernde, lösbare Halteeinrichtung verbunden ist. Diese lösbare Halteeinrichtung sollte vorzugsweise elastisch federnd ausgebildet und mit einer das Gehäuse gegen den einen Stützbereich des Bremsträgers vorspannenden Vorspannkraft versehen sein. Es ist zweckmäßig, diese Halteeinrichtung am Bremsträger oder am Gehäuse gegen axiales Verschieben zu sichern.

Wird bei der erfindungsgemäß gestalteten Scheibenbremse die leicht zugängliche Ilalteeinrichtung gelöst, was im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Halteeinrichtung als eine am Bremsträger gesicherte Federklammer bedeutet, daß dabei nur die federnde Sicherung einer solchenFederklammer aufzuheben und dann die Federklammer in axialer Richtung abzuziehen ist, dann läßt sich der Bremsträger radial nach außen verschwenken. Dabei dient dann der eine Stützbereich des Bremsträgers, v/elcher direkt an dem Gehäuse anliegt, als ein scharnierartiges Schwenklager für das Gehäuse, sodaß dieses deckelartig ausgeschwenkt werden kann. Die Bremsbeläge können dann ohne weiteres abgezogen werden.

Weitere vorteilhafte Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung sind in den darauf bezogenen Unteransprüchen erfaßt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der ärfindungsgemäßen Scheibenbremse wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

eine Seitenansicht der Scheibenbremse,

Fig. 2

eine Stirnansicht der Scheibenbremse gemäß Fig. 1,

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Fig. 3 eine Einzelheit der Scheibenbremse in der für die Fig. 2 gewählten Blickri chtung,

Fig. 4 die zu Fig. 1 komplementäre Seitenansicht der Scheibenbremse in teilweise geschnittener Darstellung,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung der Scheibenbremse nach der Linie 5-5 der Fig. 1,

Fig. 6 in etwas vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf einen Teil der inneren Bremsbacke,

Fig. 7 eine Stirnansicht der in Fig. 6 gezeigten inneren Bremsbacke,

Fig. 8 ~

in etwas vergrößertem Maßstab eine äußere Stirnansicht der lösbaren Halteeinrichtung,"die zwischen dem Gehäuse und einem Stützbereich am Bremsträger angeordnet ist,

Fig. 9 die dazu komplementäre innere Stirnansicht der Halteeinrichtung,

Fig.

eine Perspektivansicht der die Halteeinrichtung bildenden Federklammer.

In den Fig. 1, 4 und 5 ist der linke Vorderachsschenkel A eines Kraftfahrzeuges strichpunktiert angedeutet. An diesem ist der Bremsträger B der Scheibenbremse starr befestigt, deren sattelförmiges Gehäuse C die auf dem Achszapfen angeordnete Bremsscheibe D übergreift.- In dem Gehäuse C angeordnet ist eine äußere Bremsbacke E und eine innere Bremsbacke F, an welchen jeweils ein Bremsbelag befestigt ist und welche die Bremsscheibe D zangenartig umgeben. Werden die Bremsbeläge der beiden Bremsbacken E, F gegen-

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sinnig gegen die beiden Oberflächen der Bremsscheibe D angedrückt, dann fängt der Bremsträger B unter Vermittlung des Gehäuses C das Bremsmoment auf.

Der Vorderachsschenkel A ist über einen oberen Achsschenkelträger 1o und einen nicht gezeigten unteren Träger mit der für das Kraftfahrzeug vorgesehenen Einzel-Vorderradaufhängung verbunden. Ein Lenkhebel 12 stellt die Verbindung her mit dem Lenkgestänge des Fahrzeuges. Die im wesentlichen hut- bzw. napfförmig ausgebildete Bremsscheibe D ist einstückig verbunden mit einer Nabe 14, welche über zwei Rollenlager auf dem Achszapfen 16 des Vorderachsschenkeis A drehbar gelagert ist. An der Nabe 14 ist die Felge 22 des linken Vorderrades 18 mittels Schraubbolzen 2o befestigt. Die Felge 22 trägt die nicht gezeigte Bereifung des Rades.

An der Bremsscheibe D sind innere und äußere Bremsringflächen 24, 26 ausgebildet, die über Kühlrippen 28 voneinander getrennt sind. Die umfangseitig auf Abstand zueinander angeordneten Kühlrippen 28 schaffen radiale Luftkühlungskanäle für die beiden Bremsflächen der Bremsscheibe.

Der Bremsträger B ist in einem ersten Bereich 3o mit dem oberen Achsschenkelträger 1o und in einem zweiten Bereich 32 mit dem Lenkhebel 12 des Vorderachsschenkels A verschraubt. Diese beiden Bereiche 3o, 32 sind über einen mittleren Bereich 34 brückenartig miteinander verbunden. Ein an dem Bremsträger ausgebildeter erster Stützbereich 36 besitzt zwei im Winkel zueinander angeordnete Führungsflächen 38 und 4o zur direkten Anlage an das Gehäuse C. Ein dazu räumlich getrennt angeordneter zweiter Stützbereich 42 des Bremsträgers B ist mit dem Gehäuse C über eine lösbare Hälteeinrichtung 44 verbunden, die später näher beschrieben wird.

Das die Bremsscheibe D sattelförmig umgebende Bremsgehäuse C ist ein einstückiger Gußkörper aus einem Bremszylinder 46, einem sich , daran brückenartig anschließenden Teil 48 und einem Reaktionsteil 5o, welcher der äußeren Bremsfläche 26 der Bremsscheibe D gegenüberliegt. In der Bohrung 52 des Bremszylinders 46 ist ein Kolben 54 verschieblich angeordnet. Der Kolben 54 ist gegen die Zylinderwand durch eine Ringdichtung 56 abgedichtet. Eine zusätzlich vorge-

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sehene Manschettendjdatung 58 verhindert das Eindringen von Schmutzteilchen in die Bohrung des Bremszylinders. Dieser ist über einen Zuleitungskanal 60 (Fig. 4) mit dem Bremshauptzylinder larerbunden, sodaß der Kolben 54 bei Zuleitung der Bremsflüssigkeit axial in der Zylinderbohrung 52 verschoben wird. Zur Entlüftungsmöglichkeit der Hydraulikkammer des BremsZylinders ist ein Fitting 62 vorgesehen.

Gemäß den Fig. 5_t 6 und 7 ist an der metallischen Innenbremsbacke 64 ein aus einem geeigneten Reibungsmaterial bestehender Bremsbelag 66 mittels Nieten 68 angenietet. Der Bremsbelag 66 ist schmäler als die Bremsbacke 64, welche mit Verlängerungen 7o und 72 in im wesentlichen rechteckige Führungsnuten 74 und 76 des Bremsträgers B einfaßt. Die Führungsnuten 74, 76 führen die innere Bremsbacke 64 in axialer Richtung gegen die innere Bremsfläche 24 der Bremsscheibe D, wenn der Kolben 54 des BremsZylinders 46 durch die Bremsflüssigkeit verschoben wird. Die Verlängerung 7o liegt in Bezug auf die normale Drehrichtung der Bremsscheibe D am vorderen Ende der Bremsbacke 64, während die Verlängerung 72 an deren hinterem Ende ausgebildet ist. Beide Verlängerungen 7o, 72 besitzen, wie in Fig. 7 für die Verlängerung 7o gezeigt, diagonal ausgerichtete, von dem Bremsbelag 66 und der inneren Bremsfläche 24 der Bremsscheibe wegführende Abbiegungen 78, 80, sodaß sich in Draufsicht eine im wesentlichen V-förmige Formgebung jedes dieser beiden Enden der Bremsbacke 64 ergibt. Diese spezielle Formgebung ergibt eine Vergrößerung der effektiven Dicke der beiden Führungsenden der Bremsbacke bezüglich der jeweils zugeordneten Führungsnut 74, 76 des Bremsträgers.

Gemäß den Fig. 3 und 5 ist die metallische Außenbremsbacke 82, an welcher der Bremsbelag 84 mittels Nieten 86 angenietet ist, an dem Reaktionsteil 5o des Gehäuses C befestigt. Der Reaktionsteil 5o ist durch Ausbildung einer mittleren Aussparung 88 gabelförmig gestaltet. An den beiden Gabeln des Reaktionsteils 5o ist die Bremsbacke 82 mittels endseitig vorgesehener Biegelappen 9o, 92 und 9.4 befestigt. In dem mittleren, die Bremsscheibe D überbrückenden Teil 48 des Gehäuses C ist noch eine Öffnung 96 vorgesehen, über welche die beiden Bremsbeläge 66 und 84 inspiziert

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werden können.

Das Gehäuse C ist an dem Bremsträger B verschieblictjiünd lösbar abgestützt. Die beiden hierfür an dem Bremsträger B vorgesehenen Stützbereiche 36 und 42 wurden oben bereits erwähnt. Die beiden Führungsflächen 38 und 4o des einen Stützbereichs 36 besitzen ein V-förmiges Widerlager 98, an dem mittleren Gehäuseteil 48. Der andere Stützbereich 42 des Bremsträgers B ist auf folgende Weise über die Halteeinrichtung 44 mit seinem Widerlager am Gehäuse C verbunden.

Das Gehäuse C besitzt an dem dem V-förmigen Widerlager 98 gegenüberliegenden Ende eine sich axial erstreckende hutenförmige Aussparung 1oo im wesentlichen rechteckigen Querschnitts. DieAussparung 1oo besitzt zwei zueinander parallele Seitenflächen 1o2 und 1o4 und eine dazu rechtwinklig angeordnete Stirnfläche 1o6. In entsprechender Ausbildung besitzt der Stützbereich 42 des Bremsträgers B endseitig zwei zueinander parallele Seitenflächen 1o8 und 11o sowie eine Stirnfläche 112. Der Abstand zwischen den Flächen 1o8 und 11ο ist etwas kleiner als der Abstand zwischen den Flächen 1o2 und 1o4 der Aussparung 1oo, sodaß also der Stützbereich 42 des Bremsträgers B in die Aussparung 1oo des Gehäuses C nach Art einer Nut-Feder-Verbindung einfaßt.

Die lösbare Halteeinrichtung 44 wird gebildet von einer Feder-IkLammer, die in Fig. 1o in giüterem Detail gezeigt ist. Sie verhindert ein Verschieben des Gehäuses C relativ zu dem Bremsträger B sowohl in radialer wie auch in Umfangsrichtung, während sie gleichzeitig eine Axialverschiebung des Gehäuses C während der Bremsbetätigung erlaubt. Die Federklammer 44 besitzt zwei im wesentlichen rechteckige Flächen 113 und 114, die jeweils leicht ausgewölbt sind. Die Flächen 113_f 114 sind nahe ihren Enden über zwei im Querschnitt etwa halbkreisförmige Stülpflächen 116 und einstückig miteinander verbunden. An den einen stirnseitigen Endkanten ist je ein umgebogener Anschlaglappen 12o bzw. 122 ausgebildet, während an dem anderen Ende elastisch verformbare, klammerartige Greifglieder 124 bzw. 126 vorgesehen sind. Im montierten Zustand sitzen die Flächen 113 und 114 auf Schrägflächen, die unter einem Winkel von 45° zwischen den Flächen 11o und 112 bzw.

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1o8 und 112 des Stutzbereichs 42 am Bremsträger B ausgeformt sind. Der Abstand zwischen den Biegiappen 12o, 122 und den klammerartigen Greifgliedern 124, 126 entspricht dem Abstand zwischen den axialen Stirnflächen des Stutzbereiches 42, mit denen sie im montierten Zustand in Wirkverbindung gehalten sind.

Auch die äußeren Enden der Flächen 1o2 und 1o4 der Aussparung 1oo sind jeweils unter einem Winkel von 45° angefast. Die so gebildeten Schr&gflachen 128 und 13o bilden ein direktes Widerlager für die ausgewölbten Flächen 113 und 114 der Federklammer 44. Deren Stülpflächen 116 und 118 erhalten andererseits ihr direktes Widerlager durch die Stirnfläche 1o6 der Aussparung 1oo des Gehäuses. Es ist damit für die axiale Verschiebung des Gehäuses C relativ zu dem Bremsträger B bei der Bremsbetätigung eine etwa linienförmige Führung gegeben, wobei die Vorspannkraft der Federklammer 44 so wirkt, daß deren Flächen 113» 114 das Gehäuse C vom Bremsträger B abzuheben versuchen, wodurch gleichzeitig das Gehäuse gegen die Schrägflächen 38, 4o des anderen Stützbereichs 36 am Bremsträger B vorbelastet wird.

Für die Betriebsweise der vorbeschriebenen Scheibenbremse ist von folgenden Gegebenheiten auszugehen. Wenn sich die Bremsscheibe D während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges im Uhrzeigergegensinn (Fig. 1) dreht und das Fahrzeug abgebremst wird, dann drückt die durch den Bremshauptzylinder in die Hydraulikkammer des Bremszylinders 46 gedruckte Bremsflüssigkeit den Kolben 54 in axialer Richtung gegen die innere Bremsfläche 24 der Bremsscheibe· D. Der Bremsbelag 66 der inneren Bremsbacke 64, welche bei dieser axialen Verschiebung über ihre verlängerten Enden 7o und 72 in den Führungsnuten 74 und 76 des Bremsträgers B geführt wird, wird also gegen die innere Bremsfläche 24 angedrückt. Da das Gehäuse C durch die beiden Stützbereiche 36 und 42 am Bremsträger B eine axiale Verschiebeführung besitzt, wird durch den in der Hydraulikkammer des Bremszylinders 46 vorherrschenden Druck gleichzeitig der Reaktionsteil 5o des Gehäuses C und damit der Bremsbelag 84 der äußeren Bremsbacke 82 gegen die äußere Bremsfläche 26 der Bremsscheibe D angedrückt. Durch dieReibungsverbindung der beiden Bremsbeläge 66 und 84 mit der Bremsscheibe D wird diese abgebremst und damit das Rad, welches an der Nabe 14 der Bremsscheibe be-

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festigt ist.

Die Neigung der beiden Bremsbeläge 66, 84, sich beim Bremsvorgang in Drehrichtung der Bremsscheibe D zu verschieben, wird aufgefangen durch die Führungsnut 74 des Bremsträgers, in welche das vordere Ende 7o der inneren Bremsbacke 64 einfaßt, beziehungsweise durch den Stützbereich 36 des Bremsträgers, welcher direkt an dem Gehäuse anliegt. Wird andererseits bei einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges ein Bremsvorgang vorgenommen, dann verhindert die andere Führungsnut 76 des Bremsträgers, in welche das hintere Ende 72 der inneren Bremsbacke 64 einfaßt, eine Verschiebung des Bremsbelages 66, während eine Verschiebung des Bremsbelages 84 an der äußeren Bremsbacke 82 dann verhindert wird durch den anderen Stützbereich 42 des Bremsträgers unter Vermittlung der lösbaren Halteeinrichtung 44.

Im Rahmen der zuletzt beschriebenen Wirkungen ist noch von besonderer Bedeutung, daß die abgewinkelten Enden 78, 8o am vorderen Ende 7o der inneren Bremsbacke 64 ebenso wie diejenigen an deren hinterem Ende 72 einen Stabilisierungsfaktor für die Bremsbacke bringen. Außerdem wirkt sich ein unvermeidbarer Verschleiß nicht nachteilig auf die Führung am Bremsträger aus, weil die in Draufsicht V-förmige Gestalt dieser Enden 7o, 72 selbstnachstellend wirkt.

Der Zustand der beiden Bremsbeläge 66, 84 kann über die Öffnung 86 des mittleren Gehäuseteils 48 eingesehen werden. Müssen die Bremsbeläge ersetzt werden, dann kann das Gehäuse C auf sehr einfache Weise von dem Bremsträger B abgenommen werden. Es ist dazu lediglich erforderlich, die beiden klammerartigen Greifglieder 124, 126 der Federklammer 44 von ihrem elastischen Eingriff an dem Bremsträger B zu lösen, sodaß dann die Federklammer in axialer Richtung von der Seite der beiden Anschlaglappen 12o, 122 abgezogen werden kann. Ist dies geschehen, dann liegt zwischen dem Stützbereich 42 des Bremsträgers B und der rechteckigen Aussparung 1oo des Gehäuses C ein Spalt vor, der dann durch umfangseitiges Verschieben des Gehäuses wieder beseitigt wird. Dadurch entsteht dann ein gleich großer Spalt zwischen dem V-förmigen Widerlager 98 des Gehäuses und dem zugeordneten Stützbereich 36 am Bremsträger B, das Gehäuse

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C kann jetzt ohne den Stützbereich 42 als einem scharnierartigen Schwenklager ausgeschwenkt werden. Das Gehäuse wird dann wieder in Umfangsrichtung nach oben (Fig. 1) verschoben, sodaß der Stützbereich 42 des Bremsträgers B außer Eingriff kommt von der Aussparung 1oo des Gehäuses, das anschließend dann also völlig von dem Bremsträger B freigelegt ist. Es können jetzt die Bremsbeläge in axialer Richtung abgezogen werden. Wenn die neuen Bremsbeläge montiert sind, dann wird der Zusammenbau in der umgekehrten Reihenfolge vorgenommen.

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Claims

Ansprüche

1.) Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einem Bremsträger, einer Bremsscheibe, einem an dem Bremsträger befestigten sattelförmigen Gehäuse und in dem Gehäuse angeordnete, die Bremsscheibe zangenartig umgebenden Bremsbelägen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bremsträger (B) zwei räumlich voneinander getrennte Stützbereiche (36, 42) für das Gehäuse (C) ausgebildet sind, von welchen der eine Stützbereich (36) direkt an dem Gehäuse (C) anliegt und der andere Stützbereich (42) mit dem Gehäuse (C) über eine ein Verschieben des Gehäuses relativ zu dem Bremsträger radial nach außen verhindernde, lösbare Halteeinrichtung (44) verbunden ist.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Halteeinrichtung (44) elastisch federnd ausgebildet und ihr eine das Gehäuse (C) gegen den einen Stützbereich (36) des Bremsträgers (B) vorspannende Vorspannkraft aufgegeben ist.

3. Scheibenbremse nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (44) am Bremsträger (B) oder am Gehäuse (C) gegen axiales Verschieben gesichert ist.

4. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Stützbereiche (36, 42) des Bremsträgers (B) radial außerhalb des Umfangs der Bremsscheibe (D) angeordnet sind.

5. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g-.e kennzeichnet , daß der der Halteeinrichtung (44) zugeordnete Stützbereich (42) des Bremsträgers (B) einen im Umfangsrichtung der Bremsscheibe (D) gemessenen Abstand von seinem Widerlager (1oo) an dem Gehäuse (C) einhält.

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6. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der minimale Abstand zwischen den beiden Stützbereichen (36, 42) des Bremsträgers (B) kleiner ist als dar maximale Abstand zwischen ihren Widerlagern (98; 1oo) an dem Gehäuse (C)I

7. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Halteeinrichtung als Federklammer (44) ausgebildet ist.

8. Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne t , daß die Federklammer (44) im wesentlichen dachförmig ausgebildet ist und aus zwei entgegengesetzt ausgewölbten, im wesentlichen rechteckigen Flächen (113, 114) besteht, die endseitig über zwei im Querschnitt etwa halbkreisförmige Stülpflächen (116, 118) einstückig miteinander verbunden sind und an ihrem einen Ende Anschlaglappen (I2o, 122) und an ihrem anderen Ende elastisch verformbare klammerartige Greifglieder (124, 126) zur Wirkverbindung mit dem Bremsträger (B) aufweisen.

9. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Widerlager für den einen Stützbereich (36) des Bremsträgers (B) eine im wesentlichen V-förmige, sich axial erstreckende Führungsnut (98) ist, mit welcher zwei abgewinkelte Schrägflächen (38, 4o) des Bremsträgers in Berührung gehalten sind.

10. Scheibenbremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , daß das Widerlager für den zweiten Stützbereich (42) des Bremsträgers durch eine sich axial erstreckende nutenförmige Aussparung (1oo) des Gehäuses gebildet ist, in welche dieser Stützbereich nach Art einer Nut-Feder-Verbindung einfaßt.

11. Scheibenbremse nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet , daß die nutenförmige Aussparung (1oo) des Gehäuses (C) angefaste Schrägflächen (128, 13o) zur Berührung mit den ausgewölbten Flächen (113, 114) der Federklammer (44) aufweist, die auf gleichartig angefasten Schrägflächen des zugeordneten

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Bremsträger-Stützbereichs (42) aufliegen.

12. Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1o und 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Tiefe der nutenförmigen Aussparung (1oo) des Gehäuses (C) so gewählt ist, daß sich eine im wesentlichen linienförmige Berührung mit den Stülpflächen (116, 118) der Federklammer (44) ergibt.

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