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Die Erfindung betrifft eine kombinierte Bremebackenhalte-
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Spreizfeder für die aus einer Rückenplatte und einem darauf angeordneten
Bremsbelag bestehenden beiden Bremsbacken einer Teilbelagscheibenbremse, mit zwei
am Sattel befestigten Ealtestiften für zwei nebeneinonderliegende Bohrungen an mindestens
einer der Rückenplatten, aus einem elastischen Draht, welcher derart zwischen den
Haltestiften und den beiden Bremsbacken bzw. zwischen einer Bremsbacke und einer
eaktionsfläche am Zuspannteil verläuft und derart an ihnen angreift, daß die Bremsbacken
relativ zu den Haltestiften radial nach innen und die Bremsbacken relativ zueinander
axial voneinander weg federnd belastet sind.
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Das Niederhalten der an den Haltestiften aufgehängten Bremsbacken
hat den Sinn, ein Klappern aufgrund der Fahrerschütterungen eines Fahrzeugs zu vermeiden.
Das Auseinanderdrücken der Bremsbacken relativ zueinander ist erforderlich, um nach
einer Bremsung das gewünschte Lüftspiel zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe
wieder herzustellen.
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Es sind bereits aus Draht gebogene Bremsbackenhalte-Spreizfedern bekannt
geworden (DE-OS 22 05 005; DE-OS 25 38 475), die mit einem ovalen Federteil die
Bremsbacken sowohl niederhalten als auch spreizen. Im allgemeinen berücksichtigen
aber die bekannten komblnierten Bremsbackenhalte-Spreizfedern nicht, daß für das
radiale Andrücken der Bremsbacken an die Haltestifte eine relativ große Federkraft
erforderlich ist und beide Haltestiftstangen angedrückt werden müssen, während die
auf die Bremsbacken wirkenden Abstellkräfte nur relativ gering sein sollen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine kombinierte Bremsbackenhalte-Spreizfeder
der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, welche bei einfacher
Herstel barkeit und Montage ein großes Verhältnis von radialer zu axialer Federkonstante
aufweist, wobei dieses Ziel allein durch eine geeignete Befestigung und Formgebung
des Federdrahtes erzielt werden soll.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der wenigstens
an der Rückenplatte einer Bremsbacke zwischen den beiden Haltestiften befestigte
bzw. sich abstützende Federdraht in Umfangsrichtung ausgehend von der Befestigungs-
oder Abstützstelle an der einen Bremsbacke und der Befestigungs- oder Anlagestelle
an der anderen Bremsbacke wenigstens ein auf im wesentlichen direktem Wege zu wenigstens
einem der Haltestifte verlaufendes Radialbiegestück bzw. Abstützschenkelstück aufweist
und daß sich zwischen mindestens zwei der gegenüberliegenden Radialbiegestücke bzw,
zwischen einem Radialbiegestück und einem Abstützschenkelstück mindestens ein im
wesentlichen in; einer Tangentialebene verlaufendes Verbindungsstück erstreckt,
welches über einen Krümmungsbereich in die Radialbiegestücke bzw. das Abstützschenkelstück
übergeht und zumindest einmal schräg zur Umfangsrichtung von dem einen Haltestift
zum anderen verläuft.
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Aufgrund dieser Ausbildung weist die erfindungsgemäße kombinierte
Bremsbackenhalte-Spreizfeder eine hohe Steifigkeit in Radialrichtung auf. Dies wird
durch die kurzen Hebelarme zwischen dem Abstützpunkt bzw. den Abstützpunkten der
Feder an den Bremsbacken und den Abstützpunkten an den Haltestiften erreicht. Grundsätzlich
kann die Abstützung statt an den Haltestiften auch am Gehäuse erfolgen. Um auch
dabei einen kurzen Hebelarm zu haben, ist es zweckmäßig, die Feder an zwei Abstützstellen
der Bremsbacke nahe den Gehäuseabstützstellen anliegen zu lassen, wozu vorzugsweise
zwei Bolzen verwendet werden.
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In axialer Richtung weist die erfindungsgemäße Feder dagegen eine
geringe Steifigkeit auf. Dies wird durch eine sehr große Biege länge des Hebelarms
zwischen den Abstützstellen der Feder an den beiden Bremsbacken gewährleistet.
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Die große Biegelänge wird z.B. durch eine in radialer Ansicht etwa
S-förmige Gestaltung der Feder erreicht, wobei die Hebellänge dann der Gesamtlänge
der Feder zwischen ihren Abstützpunkten an den beiden Bremsbacken entspricht.
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Der Erfindungsgedanke kann also auch dahingehend zum Ausdruck gebracht
werden, daß zur Erzielung eines möglichst großen Unterschiedes zwischen Radialkraft
und Axialkraft der Feder die Länge der Feder zwischen den Abstützpunkten möglichst
groß sein soll, die Hebelarme zwischen den Haltestiften und den Abstützpunkten an
den Bremsbacken dagegen möglichst kurz. Um aber nicht eine größere Blocklänge der
axial zusammengedrückten Feder bei abgenutzten Bremsbelägen zu erhalten, soll die
Feder so gestaltet sein, daß sie sich bei axialer Zusammendrückung in einer Ebene
befindet und nicht mehrere Federbereiche mehrmals axial aneinander zu liegen kommen.
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Beim Einbau der Feder in eine Schwimmsattelbramse, bei der die eine
Bremsbacke fest mit dem Sattel verbunden ist, liegt das eine Federende vorzugsweise
lose an einer Abstützkante des Zuspannteiles oder an dieser Bremsbacke an, während
das andere Federende an der anderen Bremsbacke befestigt ist.
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Bei Festsattelbremsen sollen beide Federenden an den Bremsbacken befestigt
oder abgestützt sein.
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Vorzugsweise schließt sich nur an eines der an einer Bremsbacke befindlichen
Radialbiegestücke über den gekrümmten Bereich ein Verbindungsstück an. Das zum anderen
Haltestift
führende Radialbiegestück kann dort gegebenenfalls mit
einer Umschlingung des Haltestiftes enden.
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Wenn die Radialbiegestücke bzw. das Abstützschenkelstück und die Rückenplatten
an der Befestigungs- bzw. Abstützstelle jeweils in der Tangentialebene einen spitzen
Winkel einschließen, so ergibt sich der Vorteil, daß die Rückenplatten nur an der
Befestigungs- bzw. Abstützstelle von der Feder in axialer Richtung beaufschlagt
werden, da die Feder nur an dieser Stelle auf der Rückenplatte aufliegt. Außerdem
ergibt sich aufgrund dieser Maßnahmen bei kleinen Zustellbewegungen der Bremsbacken
ein zusätzlicher Lüfteffekt, dessen Stärke der Reibungskraft zwischen den Radialbiegestücken
bzw. den Abstützschenkelstücken der Feder und den Haltestiften entspricht. Denn
bei kleinen Zustellbewegungen gleiten die Radialbiegestücke bzw. die Abstützschenkelstücke
nicht auf den Haltestiften so daß allein die Verbiegung der Abstützschenkelstücke
bzw. der Padialbiegestücke das Rückstellmoment für die Bremsbacken erzeugt.
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In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Radial biegestücke
bzw. Abstützschenkelstücke die Rückenplatte in axialer Richtung an einem Druckpunkt
beaufschlagen, er gegenüber den Haltestiftauflaqen in radialer Richtung nach innen
versetzt ist. Dadurch wird auf die Bremsbacken ein Rückklappmoment gegen Kolben
bzw, Pratze ausgeübt.
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Vorzugsweise liegt der Druckpunkt auf einer mittig zwischen den Halte
stiften hindurchgehenden Radialebene. Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Radialbiegestücke
bzw. hbstützschenkelstücke die Rückenplatten nur an einer Stelle, vorzugsweise in
der Mitte zwischen den Haltestiften in radialer
Richtung beaufschlagen.
Dadurch werden Verkantungen der Bremsbacken bei ihrer Verschiebung in axialer Richtung
besonders gut verhindert.
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Um eine gute Montagemöglichkeit der Feder und eine geringe Steifigkeit
in axialer Richtung, d.h. eine geringe Spreizkraft, zu erreichen, ist es zweckmäßig,
wenn die Feder zwei V-förmig miteinander verbundene Verbindungsstücke besitzt, deren
Länge jeweils mindestens gleich dem Abstand der Haltestifte in der Tangentialebene
ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist so ausgebildet, daß
das Ende eines Radialbiegestnckes bzw. Abstützschenkelstückes an der Grenze zwischen
Belag und Rückenplatte an diesen beiden Elementen anliegt und der anschließende
gekrümmte Bereich den zugeordneten Haltestift umschlingt. Mit anderen Worten muß
das Radialbiegestück entweder an der Befestigungsstelle an der Bremsbacke oder am
Haltestift derart biegesteif angeordnet sein, daß das durch den kurzen Hebelarm
ermöglichte große Biegemoment an einem der Enden auch tatsächlich aufgenommen werden
kann.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß axial abgebogene Enden
des Federdrahtes in entsprechende Axialbohrungen der Pückenplatten eingesteckt sind.
Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die an die Radialbiegestücke anschließenden
gekrümmten Bereiche die Haltestifte umschlingen, weil hierdurch eine sehr hohe Biegekraft
aufgebracht werden kann. Ein besonders großes Biegemoment wird erzielt, wenn die
Befestigungsbohrungen außerhalb der Mitte nahe dem umschlungenen Haltestift jedoch
noch innerhalb der vom Kolben beaufschlagten Fläche angeordnet sind.
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Letzteres ist wichtig, um Kippbewegungen der Bremsbacken um radiale
Achsen zu vermeiden
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung ist
es ohne weiteres möglich, daß das Verhältnis der radialen zur axialen Federkonstante
zwischen 20 : 1 und 10 : 1 und vorzugsweise bei 16 : 1 liegt.
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Es ist noch wesentlich darauf hinweisen, daß die relativ geringe axiale
Kraftkomponente der Backenhalte-Spreizfeder deswegen erwünscht ist, damit bei Belagverschleiß
die Abstellkraft im wesentlichen gleich groß bleibt und bei abgenutzten Bremsbelägen
nicht übermäßig ansteigt.
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Die Feder ist zweckmäßigerweise über einen Pändelbolzen fest mit wenigstens
einer Rückenplatte verbunden. Als zweckmäßig hat sich stattdessen auch eine U-förmige
Ausbiegung gezeigt, mit der die Feder in eine Aussparung an den Bremsbacken eingesteckt
und somit abgestützt ist.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigen: Figur 1 eine schematische Draufsicht einer Schwimmrahmen-Teilbelagscheibenbremse
mit der erfindungsgemäßen Bremsbackenhalte-Spreizfeder, Figur 2 einen Schnitt nach
Linie II-II in Fig. 1, Figur 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 1, Figur
4 eine vereinfachte Ansicht analog Fig. 1 mit einer weiteren Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Halte-Spreizfeder, Figur 5 einen schematischen Schnitt nach Linie
V-V in Fig. 4,
Figur 6 eine zu Fig. 4 analoge Ansicht einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsbackenhalte-Spreizfeder, Figur 7 einen
Schnitt nach LinieVII-VII in Fig. 6, Figur 8 eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht
bei einer Bremse, deren elne Bremsbacke am Zuspannteil befestigt ist, Figur 9 einen
Schnitt entsprechend der Schnittlinie IX-IX in Fig. 8, Figur 10 eine zu Fig. 6 analoge
Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsbackenhalte-Spreizfeder,
Figur 11 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform, Figur 12
ein Schnittbild der Ausführungsform nach Fig.
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11 entsprechend der Schnittlinie XII-XII, und Figur 13 ein Schnittbild
der Ausführungsform nach Fig.
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11 entsprechend der Schnittlinie XIII-XIII.
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Einander entsprechende Elemente haben in allen Figuren die gleichen
Bezugszeichen.
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Nach Fig, 1 ist das Faustzuspannteil oder der Schwimmrahmen 17 einer
an einer Bremsscheibe 18 angeordneten Teilbelagscheibenbremse in einem nur schematisch
angedeuteten Bremsträger 19 axial verschiebbar angeordnet, Auf der einen Axialseite
des Rahmens 17 befindet sich der über eine
Druckleitung 24 an den
Hauptzylinder des Fahrzeuges angeschlossene Radbrems%ylinder 21, in dem der Bremskolben
16 axial verschiebbar untergebracht ist. Der Bremskolben 16 beaufschlagt die Rückenplatte
11 eines Bremsbelages 12. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 18 wird
die Rückenplatte 11 eines weiteren Bremsbelages 12 von dem Umfangssteg 17' des Schwimmrahmens
17 beaufschlagt.
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Die beiden Rückenplatten 11 weisen an ihrem radial äußeren, vom Belag
freien Ende nebeneinander im Abstand Bohrungen 20 auf, durch die hindurch axial
Haltestifte 15 hindurchgeführt sind, welche mit ihren beiden axialen Enden an Teilen
des Rahmens 17 befestigt sind.
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Wird der hydraulische Kolben 16 über die Leitung 21 mit Druck beaufschlagt,
so legt er den unmittelbar von ihm beaufschlagten Bremsbelag 12 an die eine Seite
der Bremsscheibe 18 an, während der gegenüberliegende Bremsbelag 12 durch die am
Zylinder -24 wirksame Reaktionskraft über den Rahmen 17 zur Anlage an die Bremsscheibe
18 gebracht wird.
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So weit entspricht die Ausbildung der Teilbelagscheibenbremse dem
üblichen.
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Erfindungsgemäß ist an der kolbenseitigen Rückenplatte 11 in der Mitte
zwischen den Haltestiften 15 eine Bremsbackenhalte-Spreizfeder 13 befestigt, in
dem eine an der Feder ausgebildete ösenförmige Abbiegung von einem Niet oder
einer
Rändelschraube 22 durchgriffen wird, welche in der Rückenplatte 11 befestigt ist.
Gemäß Fig. 2 umschlingt die Ausbiegung der Feder 13 den Bolzen 22 radial außen,
derart, daß an dieser Stelle eine radial nach innen gerichtete Niederhaltekraft
K auf die Rückenplatte 11 ausgeübt werden kann. Von der durch den Bolzen 22 definierten
Befestigungsstelle 14 erstrecken sich im wesentlichen in Umfangsrichtung und anliegend
an die Rückenplatte 11 nach entgegengesetzten Umfangsrichtungen Radialbiegestücke
13', welche in der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen weise die Haltestifte 15 untergreifen.
In der Einbaustellung nach den Fig. 1 und 2 weisen die Padialbiegestücke 13' eine
erhebliche Biegevorspannung auf, damit die Pückenplatte 11 an der Befestigungsstelle
14 mit der erforderlichen Haltekraft nach unten gedriickt wird.
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Das in den Fig. 1 und 2 linke Padialbiegestück 13' geht außerhalb
des linken Haltestiftes 15 in einen gekrümmten Bereich 13"' über, welcher durch
ein sich schräg zur Umfangsrichtung zwischen den beiden Haltestiften 15 erstreckendes
Verbindungsstück 13" mit einem weiteren, am anderen Haltestift 15 befindlichen gekrümmten
Bereich 13"' verbunden ist. Der weitere gekrümmte Bereich 13"' umschlingt den ihm
zugeordneten Haltestift 15 und geht gemäß den Fig. 1 und 3 in ein weiteres Rcadialbiegestück
13' über, das sowohl an der Rückenplatte 11 als auch auf der Oberseite des Bremsbelages
12 mit federnder Vorspannung aufliegt. Die in radialer Richtung wirkende Kraft K
entspricht in ihrer Größe der Niederhaltekraft an der kolbenseitigen Bremsbacke
11, 12. Wegen des relativ kurzen Hebelarmes zwischen den Befestigungsstellen 14,
14' und den Haltestiften 15 kann diese Niederhaltekraft relativ groß sein,
ohne
daß die in axialer Richtung wirkende Spreizkraft s (Fig. 1) übermäßig hohe Werte
annimmt. Dies ist auf die große Länge der Feder in axialer Richtung zurückzuführen.
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Nach Fig. 1 ist also die erfindungsgemäße Feder 13 in radialer Ansicht
im wesentlichen S-förmig ausbebildet, wobei die Enden des S als die Niederhaltekraft
erzeugende Biege feder und das S als ganzes als axiale Spreizfeder wirken. Grundsätzlich
könnte die Feder auch mehrfach zwischen den Haltestiften 15 hin- und herlaufen,
falls dics zur weiteren Erniedrigung der Spreizkraft erwünscht ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 hat die Bremsbackenhalte-Spreizfeder
13 in radialer Ansicht wieder im wesentlichen Form.
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Die beiden Enden der Feder weisen jedoch axial abgebogene Endstücke
13"" auf, welche in die Befestigungsstellen 14 bildende Axialbohrungen der Rückenplatte
11 eingesteckt sind, Wesentlich ist, daß die Befestigungsstellen 14 sich bei dem
Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4, 5 außerhalb der Mittellinie 23 der Anordnung
befinden, und zwar auf der dem gekrümmten Bereich 13"' zugewandten Seite der Mittellinie
23. Hierdurch wird eine weitere Verkürzung der Radialbiegestücke 13' ermöglicht.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4,5 die gekrümmten
Bereiche 13"' die Haltestifte 15 insgesamt untergreifen, zeigen die Fig. 6,7 eine
ähnliche Ausführungsform, bei der die gekrümmten Bereiche 131t' die Haltestifte
15 umschlingen. Hierdurch wird die Übertragung gröberer Niederhaltemomente über
die Radialbiegestücke 13" auf die
RiickenpGatten 11 crniö.glicht.
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Wesentlich ist, daß die Axialbohrungen 14 sich innerhalb des Wirkungsbereichs
des Kolbens 16 ersbrecken, damit durch die Spreizkräfte keine Kippung der Bremsbacken
hervorgerufen wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist die in der Figur untere Bremsbacke
im Gegensatz zu Fig. 1 statt an den Haltestiften 15 an einer Pratze des Zuspannteils
17 befestigt.
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Die Radialbiegestücke 13' sind an der Befestigungsstelle 14 mittels
eines Niets oder einer Rändelschraube befestigt, ein Abstützschenkelstück 13""'
ist dagegen am Zuspannteil 17 abgestützt. Die Rückenplatten 11 der Bremsbacken und
die Radialbiegestücke 13' bzw. das Abstützschenkelstück 13t schließen Jeweils in
der Tangentialebene einen spitzen Winkel ein, so daß die Feder 13 die Rückenplatte
11 bzw. das Zuspannteil 17 nur an den Punkten 14 und 14' beaufschlagt. Zweckmäßigerweise
wird der Winkel so groß gewählt, daß er auch noch bei maximal abgenützten Bremsbelägen
12 größer als 0 bleibt.
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Wie besonders deutlich aus der Fig. 9 hervorgeht, liegt das Verbindungsstück
13" über den Haltestiften 15, so daß die Feder 13 zwei gekrümmte Bereiche 13"' aufweist
und beide Haltestifte 15 umschließt.
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Die Fig. 10 zeigt eine der Fig. & entsprechende Ausführungsform,
bei der beide Rückenplatten 11 Bohrungen 20 aufweisen, durch die die Haltestifte
15 hindurchgehen.
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Hier ist die Feder 13 wiederum zwischen den beiden Rückenplatten 11
eingespannt. Dabei besitzt das eine Radialbiegestück 13' ein abgebogenes Ende 13"",
welches in der Mitte zwischen den beiden Haltestiften 15 in eine Öffnung bzw.
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Aussparung in der einen Rückenplatte 11 eingreift.
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Bei der in den Fig. 11 bis 13 dargestellten Ausführungsform sind wiederum
beide Bremsbacken mit ihren Rückenplatten 11 auf den Haltestiften 15 gehaltert.
Die Feder 13 besitzt zwei zueinander V-förmig angeordnete Verbindungsstücke 13",
deren jeweilige Lange mindestens so groß ist wie der Abstand zwischen den Führungsstiften
15. Beide Verbindungsstücke 13" liegen über den Haltestiften 15.
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Die Radialbiegestücke 13t untergreifen die Haltestifte 15 in der aus
den Fig. 11 und 12 ersichtlichen Weise. Zur Abstützung der Feder 13 an den Riickenplatten
11 sind zwischen jeweils zwei Padialbiegestücken 13' U-förmige Ausbiegungen 13U
vorgesehen, die in Aussparungen 11' an den Rückenplatten 11 eingreifen. Dabei sind
die U-förmigen Ausbiegungen 13U in der aus Fig. 12 ersichtlichen Weise gegenüber
der Oberkante der Aussparung 11' schräg angeordnet, so daß nur ein Schenkel der
U-föimigen Ausbiegung 13U auf der Kante etwa in der Mitte zwischen den Haltestiften
15 aufliegt und die Pückenplatten 11 in radialer Richtung entsprechend dem Pfeil
Fr beaufschlagt. Außerdem besitzt die Feder 13 zwischen den U-förmigen Ausbiegungen
und jeweils einem Radialbiegestück 13' an jeder Rückenplatte 11 eine Abkröpfung
13K, die gemäß Fig. 13 mit den Rückenplatten 11 einen Winkel & einschließt,
so daß die Feder 13 die Rückenplatten 11 nur jeweils an einem Druckpunkt 30 in axialer
Wichtung, d.h.
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in spreizender Richtung der Bremsbacken, beaufschlagt.
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Der Druckpunkt 30 liegt in der Mitte zwischen den Haltestiften 15
und ist gegenüber der Anlagefläche der Pückenplatten an den Haltestiften 15 gemäß
Fig. 13 um eine Länge a radial einwärts versetzt, so daß die Feder 13 auf die Pückenplatten
11 und damit auf die Bremsbacken ein Abklappmomen M ausübt.
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Die Lage des Druckpunktes 30 bleibt in allen Betriebszuständen der
Bremse unverändert, da die Radialbiegestücke 13' entsprechend Fig. 11 in der Tangentialebene
mit den Pückenplatten 11 jeweils einen spitzen Winkel -& bzw. einschließen.
Diese Winkel verändern sich auch mit zunehmendem Belagverschleiß aufgrund der Länge
der Verbindungsstücke 131t kaum.
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Die Ausführungsform der Fig. 11 bis 13 besitzt also eine Feder 13,
welche die Pückenplatten 11 in der Mitte zwischen den Haltestiften 15 in radialer
und axialer Richtung beaufschlagt, wobei jedoch der Kraftangriff in radialer und
axialer Richtung an voneinander in radialer Richtung entfernten Punkten erfolgt.
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Bei der Montage der in den Fig. 11 bis 13 dargestellten Ausführungsform
kann zuerst der in der Fig. 11 linke Haltestift 15 ohne die Feder 13 montiert werden,
so daß die Rückenplatten 11 und damit die Bremsbeläge fixiert sind, Dann wird die
Feder 13 mit ihren freien Enden unter diesen linken Haltestift geschoben, wobei
die Verbindungsstücke 13' diesen Haltestift übergreifen,und soweit gedreht, daß
der in Fig. 11 rechte Haltestift 15 zwischen den Verbindungsstücken 13" und den
Radialbiegestücken 13' hindurchgeführt werden kann und von der Feder 13 umgriffen
wird.