DE2211013A1 - Teilbelag-scheibenbremse mit schwimmsattel, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• "Teilbelag-Scheibenbremse mit Schwimmsattel, insbesondere für Kraft fahrzeuge" Die Erfindung betrifft eine Teilbelag-Scheibenbremse mit Schwimmsattel, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Bremsbeläge auf ihren beiden Seiten Ansätze aufweisen, mit denen sie auf entsprechenden Flächen, vorzugsweise in im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Nuten, des Bremsträgers zur Aufnahme der Bremskraft abgestützt sind, wobei sowohl die Ansätze als auch die Gegenflächen, vorzugsweise die Nuten, einander spiegelbildlich gegenüberliegen.
• Teilbelag-Scheibenbremsen der obigen Art werden üblicherweise so ausgeführt, daß die Grundflächen der beiden seitlichen Nuten bzw. der beiden seitlichen Ansätze parallel zur Symmetrieachse des Bremsbelages verlaufen. Der Bremsbelag wird durch eine Feder mit einer bestimmten Kraft nach außen beaufschlagt, damit er mit seinen Ansätzen in den Nuten an den Außenflächen anliegt und nicht klappern kann. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß während des Bremstorganges an einer Abstützstelle eine Kraft auftritt, die entgegengesetzt zur Federvorspannkraft gerichtet ist. Da die Betriebskraft durch das Bremxmoment im allgemeinen höher ist als die Federsorspannkraft, bewegt sich also an dieser Stelle der Belag von der äußeren Anlagefläche weg und legt sich an die gegenüberliegende innere Abstützfläche an. Dadurch werden unerwünachte Schwingungen und Belagklappern verursacht Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden. Das heißt es soll die Abstiitzuns derartig gestaltet werden, daß die Federvorspannkraft auf den Belag durch die auftretenden Betriebskräfte gleichsinnig weiter erhöht oder zumindest nicht abgebaut wird, so daß ein Wechsel in der Richtung der Anpreßkraft und damit ein Wechsel in der Anlagefläche vermieden wird.
• Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Bremsen dadurch gelöst, daß die Seitenflächen der Ansätze und die Gegenflächen, vorzugsweise die Nuten, zur Scheibenmitte hinweisend pfeilförmig derart geneigt sind, daß sie zumindest senkrecht zur Culmannschen Geraden liegen, womöglich aber im Sinn größerer Pfeilwinkel noch stärker geneigt sind.
• Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, daß nunmehr die durch das Bremsmoment am Bremsbelag verursachten Kräfte gleichsinnig zu den Federkräften wirken, so daß diese beim Bremsen entsprechend verstärkt werden. Infolgedessen tritt ein Anlagewechsel an den Abstdtzflächen nicht ein. Sin Klappern oder eine Schwingungsanregung wird daher vermieden. Ganz im Gegenteil wird - wie bereits erwähnt1 die Federkraft verstärkt - d.h. also, es wird eine noch stärkere, absolut sichere Anpressung erreicht.
• Bei einer Ausführungsform schließen die Seitenflächen der Ansätze und Nuten mit den ihnen benachbarten äußeren Schenkelflächen (U-Schenkel) derselben in an sich bekannter Weise einen rechten Winkel ein. Hierfür läßt sich der Winkel, unter welche die Culmannsche Gerade zur Tangente geneigt ist1 relativ einfach errechnen, wie später noch ausgeführt werdenwird.
• Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung schließen die Seitentlächen der Ansätze und Nuten mit den ihnen bebenachbartenäußeren Schonkeltlächen (U-Schenkel) derselben einen Winkel ein, der größer ist als 900. Auf diese Weise können die auf die Schenkelflächen wirkenden Komponenten der Abstütakräfte entsprechend vergrößert werden. Und chließlich hat man es in der Hand, diese.ebenerwähnten Kräfte zu verkleinern, wenn man nach einem anderen Erfindung merkmal für den eben erläuterten Winkel einen Wert wählt, der kleiner ist als 900.
• Der Erfindungsgedanke kann dahingehend weitergebildet werden, daß zwischen die Seitenflächen der Ansätze und die Gegenflächen zylindrische Abstützkörper eingeschaltet sind, deren Längsachse sich quer zur Scheibenebene erstreckt.
• Hierbei ist in erster Linie an besondere Walzen gedacht, die in entsprechende Aufnahmepfannen am Bremsträger und am Bremsbelag eingeschoben sind. Jedoch schlägt die Erfindung weiter noch vor, daß die Seitenflächen der Ansätze selbst eine mindestens halbzylindrische Abstützleiste und die Gegenflächen eine entsprechende Aufnahmepfanne aufweisen. Es liegt noch im Rahmen der Erfindung, diese Anordnung uszukehren, d.h. also die Leiste am Bremsträger und die Pfanne am Bremsbelag vorzusehen.
• Es sind bereits Teilbelag-Scheibenbremsen vorgeschlagen worden, bei der die zur Abstützung der Beläge dienenden Flächen am Bremsträger zugleich auch zur Führung eines Schwimmsattels dienen. Hierfür kann die Erfindung derart ausgestaltet werden daß am Bremsträger zylindrische Abstützkörper befestigt sind, die einen etwa bis zum halben Querschnitt reichenden Einschnitt zum Einsetzen der Beläge aufweisen. Die entsprechenden Aufnahmepfannen befinden sich dann an den Bremsbelägen und am Schwimmsattel. Die ersteren wirken mit dem zwischen den Einschnitten und der Bremsscheibe liegenden Abschnitt des Abstützkörpers zusammen, während der Schwimmsattel auf dem äußeren Abschnitt absestützt ist. Dabei wird mit der Erfindung weiter toch vorgeschlagen, daß der den Bremsbelag abstützende Teil des zylindrischen Abstützkörpers einen vollen Querschnitt, der den Schwimmsattel führende Teil dagegen einen hohlen, federnden Querschnitt aufweist und mit einem Längsschlitz versehen ist. Dadurch wird es ermöglicht, daß der Schwimmsattel in seiner Führung federnd angedrückt wird und nicht klappert sowie eine gewisse Nachgiebigkeit aufweist, so daß er sich bei geringer Schiefabnutzung der Beläge nicht festklemmt.
• Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigt: Fig. 1 zur Erläuterung des Kraftverlaufes eine Bremsbelagabstützung bekannter Art im Schema, Fig. 2 bis 5 verschiedene erfindungsgemäße Bremsbelagabstützungen mit verschiedener Winkellage der Abstützflächen, Fig. 6 bis 8 verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Bremsbelagabstützung mit Hilfe von zylindrischen Auflageflächen, Fig. 9 eine erfindungsgemäße Abstützung von Bremsbelag und Schwimmsattel und Fig. 10 den Abstützbolzen nach der Ausführungsforgemäß Fig. 9 in perspektivischer Ansicht.
• Nach Fig. l ist der Bremsbelag 10 mit seitlichen Ansätzen II in seitlichen Nuten 12 des Bremsträgers 13 geführt. Die Nuten 12 sind U-förmig ausgebildet, wobei die Grundflächen 14 der Nuten parallel zur Symmetrieachse des Bremsbelages 10 verlaufen. Eine Feder 15 drückt den Bremsbelag ständig nach außen, so daß er mit einer bestimmten Abstützkraft an den äußeren Schenkelflächen 16 der U-förmigen Nut 12 anliegt.
• Tritt nun während des Bremsens am Bremsbelag eine Kraft B auf, so lassen sich aus dieser mit Hilfe der bekannten Kräftezerlegung und mit Hilfe der Culmannschen Geraden 17 die Abstützkräfte Al, A2 und A3 ermitteln, die jeweils senkrecht zu den betreffenden Auflageflächen, d.h. also zu den Flächen 14 und 16 stehen Die Culmannsche Gerade 17 stellt die Verbindung zwischen den beiden Kraftscbüittpunkten 18 und 19 dar. Aus der Figur ist klar zu ersehen, daß die Abstützkraft A2 entgegengesetzt zu At verläuft, das bedeutet also, daß der Bremsbelag 10 sich entgegen der Federkraft 15 gedreht hat und nunmehr mit seinem rechts dargestellten Ansatz 11 nicht mehr an der äußeren, sondern vielmehr an der inneren Schenkelfläche 16 anliegt.
• Nach Fig. 2 sind nun erfindungsgemaß sowohl die' Ansätze 11 als auch die entsprechenden Abstützflächen 14a bzw. 16a so geneigt, daß die ersteren senkrecht zur Culmannschen Geraden 17 stehen. Das heißt also mit anderen Worten, di beiden Abstützflächen 14a sind pfeilförmig zueinander geneigt, wobei die Pfeilspitze zur Scheibenmitte hinweist.
• Jede Fläche 14a schließt aber mit der ihr benachbarten Abstützfläche 16a einen rechten Winkel ein. Wenn bei einem derart abgestützten Belag wiederum dieselbe Bremskraft B auftritt, so läßt sich mit derselben Kraftzerlegung zeigen, daß die Abstüztkraft A2 gleich Null geworden ist.
• Das heißt mit anderen Worten, der Federkraft 15 wirkt nunmehr keine Kraft A2 mehr entgegen. Es findet also kein Wechsel in der Anlagefläche statt.
• Die Federkräfte sind üblicherweise nicht sehr groß, sodaß möglicherweise die beschriebene Anordnung nicht ganz ausreicht, um mit Sicherheit eine Schwingungsanregung zu verhindern. Infolgedessen wird erfindungsgemäß nach Fig. 3 noch eine stärkere Neigung der Abstützflächen 14b vorgeschlagen. Der Pfeilwinkel zwischen diesen beiden Flächen ist also größer als nach Fig. 2. Der Winkel zwischen den Abstützflächen 14b und 16b ist aber immer noch ein rechter Bei dieser Anordnung läßt sich nun zeigen, daß dieselbe Bremskraft B mit derselben Zerlegung eine Abstützkraft A2 ergibt, die in derselben Richtung wirkt wie die Roaktionskraft der Feder 15. Infolgedessen wird diese verstMrkt, so daß mit Sicherheit eine Schwingungsanregung verhindert werden kann.
• Im Fall der Fig. 2, d.h. uenn die Stützflächen 14a und 16a einen rechten Winkel einschließen, läßt sich der Winkel zwischen der Culmannschen Geraden 17 und der Richtung der Kraft B, d.h. also der Tangenten, errechnen. Hierfür ergibt sich die folgende Formel: Darin bedeuten die Buchstaben die folgenden Verte (dargestellt in Fig.' 2): m - die senkrechte Entfernung zwischen dem Angriffspunkt 21 der Abstützkraft A3 und der Symmetrieebene 20, u - die senkrechte Entfernung zwischen im Angriffspunkt 22 der Abstützkraft A1 und der Syetrieebene 20, v - die senkrechte Entfernung zwischen dem Angriffspunkt 22 der Abstützkraft A1 und der Zylinderebene 23, 1 - der Abstand der Zylinderachse 24 von der Synme trieebene 20, n - der Abstand des Angriffspunkt es 21 der Kraft A3 von der Zylinderebene 23, r - der Radius zwischen der Zylinderachse 24 und der Scheibenachse 25, w - der Abstand der Kraftrichtung der Kraft B sur Zylinderebene 23.
• Der vorstehend zuletzt genannte Wert w ergibt sich in guter Näherung aus den anderen Werten durch die folgende Formel: Gemäß Fig. 4 ist nunmehr der Winkel zwischen den Abstützflächen 14c und 16c größer als 900. Bei einer derartigen Anordnung läßt sich bei derselben Bremskraft B nachweisen, daß die Abstützkräfte Al und A2 erheblich angewachsen sind, letztere sogar um einen recht erheblichen Betrag.
• Und schließlich zeigt Fig. 5 eine Ausfffllrungsform, wonach die Abstützflächen 14d senkrecht zur Culmannschen Geraden.
• .17 verlaufen und der Winkel zwischen ihnen und den Abstützflächen 16d kleiner ist als 900, Hier ergibt sich bei derselben Bremskraft fl, daß die Abstützraft A2 weder in Fort fall gekommen ist.
• Nach Fig. 6 sind die Seitenflächen 26 der Ansätze 11 des Bremsbelages 10 wiederum pfeilförmig so geneigt, daß sie senkrecht zur Culmannschen Geraden 17 liegen. Dieselbe Neigung weisen die ihnen gegenüberliegenden Gegenflächen 27 am Bremsträger 13 an£. Beide Flächenpaare dienen jetzt aber nicht unmittelbar zur Abstützung, sondern in ihnen ist vielmehr jeweils eine Aufnahmenut 28 bzw. 29 angeordnet, die jeweils quer zur Scheibenebene verlaufen. In diesen Nuten sind zylindrische Walzen 30 als Abstützkörper angeordnet. Auch hiermit ist es möglich, einen Wechsel in der Kraftrichtung zu vermeiden.
• Nach Fig. 7 ist an den entsprechend geneigten Ansätzen 11 des nicht mehr dargestellten Bremsbelages 10 seitlich eine halbzylindrische Abstützleiste 31 angeordnet, die in eine entsprechend geformte halbkreisförmige Nut 32 am Bremsträger 13 eingreift. Fig. 8 zeigt dieselbe Anordnung in Umkehrung, d.h. die Abstützleiste 31a befindet sich nunmehr am Bremsträger 13, während die Nut 32a sich im Ansatz 11 befindet.
• Nach den Fig. 9 und 10 ist im Bremsträger 13 ein Abstützkörper 33 befestigt, z.B. verschraubt oder vernietet, der im ganzen gesehen eine walzenförmige Gestalt hat und zwei Abschnitte 33a und 33b aufweist. Zwischen ihnen liegt ein Einschnitt 34, der zum Einsetzen des Bremsbelages vorgesehen ist. Dieser Bremsbelag ist an den seitlichen Ansätzen 11 (nicht mehr dargestellt) entsprechend Fig. 8 mit einer halbzylindrischen Nut versehen, mit der er über den Abschnitt 33a des Abstützkörpers 33 übergeschoben wird. Der Abschnitt 33b nimmt den nicht dargestellten Schwisattel auf. Hierfür ist dieser Abschnitt 33b hohl ausgebildet und mit einem Längsschlitz 35 versehen, so daß er eine gewisse Federung aufweist. Im SchwimMsattel sind entsprechend der Ausbildung nach Fig. 8 wie bei den Bremsbelägen ebenfalls halbzylindrische Nuten vorgesehen, die über den Abschnitt 33b übergeschoben werden. Die federnden Sigenschaften dieses Abschnitts 33b ergeben dabei eine gewisse Nachgiebigkeit in der Abstützung des Schwimmsattels.

Claims (8)

Ansprüche

1. Teilbelag Scheibenbremse mit Schwimmsattel, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Bremsbeläge auf ihres beiden Seiten Ansätze aufweisen, mit denen sie auf entsprechenden Flächen vorzugsweise in im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Nuten des Bremsträgers zur Aufnahme der Bremskraft abgestützt sind, wobei sowohl die Ansätze als auch die Gegenflächen, vorzugsweise die Nuten, einander spiegelbildlich gegenüberliegen, dadurch gekennseichnet , daß die Seitenflächen der Ansätze und Nuten zur Scheibenmitte hinweisend pfeilförmig derart geneigt sind, daß sie zumindest senkrecht zur Culmannschen Geraden liegen, womöglich aber im Sinn größerer Pfeilwinkel noch stärker geneigt sind.

2. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Ansätze gtl) und Nuten (12) mit den ihnen benachbarten äußeren Schenielflächen (U-Schenkel) derselben in an sich bekannter Weise einen rechten Winkel einschließen (Fig. 2 und 3).

3. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch i, dadurch gekenn zeichnet, daß die Seitenflächen der Ansätze (all) und Nuten (12) mit den ihnen benachbarten äußeren Schenkelflächen (U-Schenkel) derselben einen Winkel einschließen, der größer.

ist als 900 (Fig. zu 4. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daX die Seitenflächen der Ansätze (all) und Nuten (12) mit den ihnen benachbarten äußeren Schenkeiflächen (U-Schenkel) derselben einen Winkel einschließen, der kleiner ist als 900.

5. Teilbelag-Sclleibenbremse, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Seitenflächen (26) der Ansätze (11) und die Gegenflächen (29) zylindrische Abstützkörper (30) eingeschaltet sind, deren Längsachse sich quer zur Scheibenebene erstreckt (Fig. 6).

G. Teilbelag-Scheibenbremsenach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daf5 die Seitenfläche der Ansätze (ist) selbst eine mindestens halbzylindrische Abstützleiste (31) und die Gegenfläche eine entsprechende Aufnahmepfanne (32) aufweist (Fig. 7 bzw. 8).

7. Teilbelag-Scheibenbremse, bei der die zur Abstützung der Beläge dienenden Flächen am Bremsträger zugleich auch zur Führung des Schwimmsattels dienen und insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremsträger (13) zylindrische Abstützkörper (33) befestigt sind, die einen etwa biazum halben Querschnitt reichenden Einschnitt (34) zum Einsetzen der Beläge aufweisen (Fig. 9 und lO).

8. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den Bremsbelag abstützende Teil (33al des zylindrischen Abstützkörpers (33) einen vollen Querschnitt, der den Schwimmsattel führende Teil (33b) dagegen einen hohlen, federnden Querschnitt aufweist und mit einem Längsschlitz (35) versehen ist (Fig. 9 und 10).