DE2061673B2

DE2061673B2 - Teilbelagscheibenbremse

Info

Publication number: DE2061673B2
Application number: DE19702061673
Authority: DE
Inventors: Frank Wuichet Dayton Brooks; Richard Leonard Vandalia Collins
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1969-12-18
Filing date: 1970-12-09
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2061673C3; GB1271609A; JPS529789B1; DE2061673A1; FR2073920A5

Description

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Bei einer den Ausgangspunkt der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 bildenden bekannten Teilbelagscheibenbremse (DE-GbmS 19 85 180) können erhebliche Geräusche entstehen, da die Abstützung des Bremssattels am Bremsträger allein über metallische Flächen erfolgt und somit infolge von Herstellungstoleranzen ein Rattern möglich ist, das auch bei enger Tolerierung, also trotz höheren Fertigungsaufwandes, nie ganz zu unterbinden ist Die Stifte können zwar die Bremsbakken tragen, diese verlieren aber ihren Halt, wenn zum Abbau de» Bremssattels die Stifte herausgezogen werdea

Bekannt ist auch (DE-GbmS 1948 568), die Verbindung zwischen Bremsträger und Bremssattel durch Polster aus elastomerem Werkstoff zu bewirken. Hier ist jedoch eine einwandfreie Führung des Bremssattels bei seiner Verschiebung nicht gewährleistet; ferner können diese Polster nicht zur Halterung der Bremsbakken verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 verhältnismäßig einfach und daher in der Massenfertigung billig herzustellen, z. B. durch zugelassene größere Toleranzen, und eine leichte Montage und Demontage sowie sin einfaches Auswechseln der Bremsbacken zu ermöglichen, wobei eine ausreichende Dämpfung gegen Rütteln und Stöße gegeben ist, ohne daß die einwandfreie Übertragung der Bremskraft zum Bremsträger durch Lose zwischen den Teilen gefährdet ist

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöst

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist eine unmittelbare metallische Anlage der Bremsträgerarme gegen die Stifte geschaffen, ohne daß übermäßig enge, die Herstellung verteuernde Toleranzen notwendig sind, wobei zugleich ein Rattern durch die nachgiebigen Büchsen verhütet ist Die Büchsen dienen zugleich der Halterung der Bremsbacken, die auch bei vom Bremsträger abgebautem Bremssattel erhalten bleibt, wodurch der Ein- und Ausbau des Bremssattels erleichtert wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Teilbelagscheibenbremsen nach der Erfindung dargestellt In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Teilbelagscheibenbremse für ein Kraftfahrzeugvorderrad,

Fig.2 eine zum Teil geschnittene Ansicht mit weggebrochenen Teilen in Richtung der Pfeile 2-2 in F i g. 1 gesehen,

Fig.3 einen Teilquerschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig.4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Führungs- und Befestigungseinheit der Bremse nach der Erfindung,

Fig.5 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer zweiten Ausführungsform der Führungs- und Befestigungseinheit und

Fig.6 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer dritten Ausführungsform für die Führungs- und Befestigungseinheit.

Das mit einer Teilbelagscheibenbremse Ic versehene Vorderrad eines Kraftfahrzeuges sitzt an einem Lenkachsschenkel, der einen ortsfesten Bremsträger 12 für einen Bremssattel 14 bildet. Der Bremssattel 14 umgreift den Umfang einer Bremsscheibe 16 über einen Teil ihrer Fläche und ist im wesentlichen parallel zur Drehachse der Bremsscheibe 16 verschieblich.

Die Teilbelagscheibenbremse kann auch bei anderen nicht lenkbaren Fahrzeugrädern Verwendung finden, wobei dann ein entsprechend geformter Bremsträger am Fahrzeug vorzusehen ist.

Die Bremsscheibe 16 hat eine Nabe 18, durch die sich ein Achsstummel des Lenkachsschenkels und damit des Bremsträgers 12 erstreckt, um den die Bremsscheibe 16

umläuft Eine Lagerkappe 20 verdeckt den Achsstummel und seine Lagerung. Bolzen 22 zum Befestigen der Bremsscheibe 16 am zugeordneten Fahrzeugrad liegen radial einwärts einer Ringfläche 24, an der das Bremsen erfolgt Am Bremsträger 12 ist ferner ein Bremsschild 26 befestigt

Der Bremsträger 12 hat ferner zwei Arme 28 und 30, die sich in Umfangsrichtung der Bremsscheibe 16 erstrecken und die, wie Fig.2 zeigt, im wesentlichen gleich ausgebildet sind. Es genügt daher die Beschreibung des Armes 28. Nahe seinem äußeren Ende ist der Arm 28 zu Schenkeln 32 und 34 gegabelt, die in axialer Richtung zur Bremsscheibe 16 Abstand voneinander haben.

Der Schenkel 32 iiegt zwischen den Querebenen der Reibflächen 36 und 38 der Bremsscheibe 16, so daß wesentliche Teile der Bremskraft auf den Bremsträger 12 im Bereich der Ebene der Bremsscheibe 16 Qbertragen werden. Die äußeren Enden der Schenkel 32 und 34 bilden Abstützflächen 40 bzw. 42 (Fig.4). An diesen Enden enthalten die Schenkel 32 und 34 ferner je eine Aussparung 44 bzw. 46, die sich in Achsrichtung erstreckt und die Abstützfläche 40 bzw. 42 anschneidet Die Aussparungen 44 und 46 liegen somit axial zueinander ausgerichtet im wesentlichen in einer parallel zur Drehachse der Bremsscheibe 16 liegenden Richtung. Die Bodenflächen der Aussparungen 44 und 46 haben halbkreisförmige Gestalt, um mit entsprechenden Gliedern in noch zu beschreibender Weise zusammenzuarbeiten.

Der Bremssattel 14 weist ein den Umfang der Bremsscheibe 16 übergreifendes Joch 48 auf, in dem in einem Zylinder 50 auf der einen Seite der Bremsscheibe 16 ein Kolben 52 verschiebbar ist Dieser bildet mit dem Zylinder 50 eine Druckkammer 54, die über ein Anschlußstück 55 mit einer hydraulischen Bremsanlage verbunden ist Der Kolben 52 ist mit Dichtungen 56 und 58 versehen. Auf der der Druckkammer 54 abgewandten Seite liegt der Kolben 52 gegen eine Grundplatte 60 einer Bremsbacke 62 an, so daß ein Bremsbelag 64 gegen die benachbarte Reibfläche 38 der Bremsscheibe 16 bewegbar ist Die Reaktionskraft zur bewirkten Bremskraft auf die eine Fläche der Bremsscheibe 16 und der erhöhte Druck in der Druckkammer 54 verursachen eine axiale Verschiebung des Bremssattels 14 in entgegengesetzter Richtung, so daß eine auf der anderen Seite der Bremsscheibe 16 liegende Bremsbakke 66 mit einem an einer Grundplatte 68 sitzenden Bremsbelag 70 gegen die Reibfläche 36 der Bremsscheibe 16 bewegt wird.

Das Joch 48 des Bremssattels 14 hat an seinen Enden Abstützflächen 76 bzw. 78, die in Umfangsrichtung Abstand voneinander haben und deren jede eine Nut 72 bzw. 74 enthält Da die Abstützflächen 76 und 7S gleich ausgebildet sind, wird nur die im Bereich der Nut 72 beschrieben, die sich an dem Ende des Jochs 48 befindet, das mit dem Arm 28 des Bremsträgers 12 zusammenarbeitet Wie Fig.3 zeigt, unterteilt die Nut 72 die Abstützfläche 76 in einen radial inneren und einen radial äußeren TeiL Da die Nut 72 auch zu den axial zueinander ausgerichteten Aussparungen 44 und 46 in den Schenkeln 32 und 34 des Bremsträgerarms 28 ausgerichtet ist, stützt sich die Abstützfläche 76 gegegen die Abstützflächen 40 und 42 des Bremsträgers 12 ab. Diese Abstützung erfolgt mit einer Fläche 80 (Fig.3). Die beim Bremsen auftretende Kraft wird über die Bremsbacken 62 und 66 auf den Bremssattel 14 übertragen und von diesem über die Fläche 80 auf die Schenkel 32 und 34 des Bremslrägers 12. Dieser Kraftweg besteht wenn die Bremsscheibe J6 im Sinne des Pfeiles 82 in F i g. 1 umläuft Bei Umlauf der Bremsscheibe 16 in entgegengesetzter Richtung erfolgt die Übertragung der Bremskraft auf den Bremsträger 12 über die Abstützfläche 78 am anderen Ende des Joches 48.

Führungs- und Befestigungseinheiten 84 und 86 sind zwischen dem Bremssattel 14 und dem Bremsträger 12 vorgesehen. Diese sind an beiden Seiten des Bremssattels 14 gleich. Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, besteht jede Führungs- und Befestigungseinheit aus einer nachgiebigen Büchse 88 und einem Stift 90.

Die Büchse 88 besteht vorzugsweise aus einem Polyamidkunststoff, beispielsweise Nylon, obwohl auch andere Kunstharze mit geeigneten Wärme-, Abrieb-, Reibungs- und Bearbeitungseigenschaften verwendet werden können. Beispielsweise sind Tetrafluorethylen oder Polymerisate des Formaldehyds geeignet Die Büchse 88 kann auch mit einem metallischen Kern versehen sein, der mit Kunststoff beschichtet ist Die bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch vor, daß die Büchse 88 aus einem nachgiebigen plastischen Werkstoff besteht

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 sind an den Enden der Büchse 88 Futter 92 und 94 aus nachgiebigem Werkstoff eingesetzt Diese Futter 92 und 94 sind nur dann erforderlich, wenn das Material der Büchse 88 keine ausreichende Nachgiebigkeit besitzen sollte. Der zugeordnete Stift 90 erstreckt sich axial durch die Futter 92 und 94 der Büchse 88 und wird in seiner Lage durch einen Kopf 96 am einen Ende und eine Sicherung 98 am anderen Ende gehalten.

Die Büchse 88 hat segmentartige Querschlitze 102 und 104, die axialen Abstand voneinander haben, um die Schenkel 32 und 34 des Bremsträgerarms 28 aufzunehmen. Jeder Querschlitz 102 und 104 ist hierbei in axialer Richtung etwas breiter als der zugeordnete Schenkel 32 bzw. 34, so daß eine begrenzte axiale Bewegung der Führungs- und Befestigungseinheit 84 gegenüber dem Bremsträger 12 möglich ist. Die Querschlitze 102 und 104 erstrecken sich einwärts genügend weit, so daß der Teil 100 des Stifts 90 zur Anlage gegen die halbkreisförmigen Bodenflächen der Aussparungen 44 und 46 kommt (F i g. 2). Die Querschlitze 102 und 104 gestatten auch, daß die Abstützflächen 40 und 42 des Bremsträgers 12 zur Anlage gegen die Abstützflächen 76 des Bremssattels 14 gelangen. Im mittleren Teil 106 der Büchse 88 ist zwischen den Querschlitzen 102 und 104 ein schmaler Bund 108 neben dem Querschlitz 104 angeordnet. Dieser bildet einen Anschlag, der die Bewegung der Bremsbacke 62 in Richtung auf den Schenkel 34 begrenzt Der stirnseitige Teil 110 der Büchse 88 neben dem Querschlitz 104 enthält das bereits erwähnte Futter 94. Die Mantelfläche des Teils 110 liegt axial ausgerichtet zur Mantelfläche des Bundes 108. Der stirnseitige Teil 112 am anderen Ende der Büchse 88 hat eine Mantelfläche, die zur Mantelfläche des mittleren Teils 106 axial ausgerichtet ist, und trägt am äußeren Ende einen Bund 114, der einen Anschlag für die Bewegung der Bremsbacke 66 relativ zur Führungs- und Befestigungseinheit 84 darstellt In dem stirnseitigen Teil 112 der Büchse 88 ist das bereits erwähnte Futter 92 eingesetzt.

Die Büchse 88 hat einen Querschnitt (F i g. 3), dessen äußere Mantelfläche einen kreisbogenförmigen Teil 116 und ebene Flächen 118 und 120 aufweist. Der bogenförmige Teil 116 ist zur Achse der Aussparungen

44 und 46 und zur Achse des Stiftes 90 axial ausgerichtet. Die ebenen Flächen 118 und 120 arbeiten mit entsprechenden ebenen Gegenflächen der Mut 72 zusammen. Die ebenen Flächen 118 und 120 gestatten eine Verschiebung des Joches 48 des Bremssattels 14 gegenüber der Führungs- und Befestigungseinheit 84, wobei die einwandfreie Führung durch die Bodenflächen der Aussparungen 44 und 46 an dem Teil 100 des Stiftes 90 gewährleistet ist Der Abstand der Bodenflächen der Aussparungen 44 und 46 des Armes 28 in Umfangsrichtung zu den entsprechenden Aussparungen im Arm 30 ist etwas geringer als der äußere Abstand zwischen den Stiften 90 der Führungs- und Eiefestigungseinheiten 84 und 86, sofern diese vor dem Einbau des Bremssattels 14 in den Bremsträger 12 eingeführt würden. Die Stifte 90 drücken daher beim Einführen zwischen Bremssattel 14 und Bremsträger 112 die Büchsen 88 oder gegebenenfalls die Futter 92 und 94 in Richtung auf den Kolben 52 zusammen und geben diesen dadurch eine leichte Vorspannung.

Die relative Gleitbewegung zwischen den Brernsbakken 62 und 66 und der Führungs- und Befestigungseinheit 84 erfolgt zwischen dem kreisbogenförmigen Teil 16 der Büchse 88 und den Grundplatten 60 und 68 der Bremsbacken 62 und 66. Dies wird durch folgende Ausbildung der Bremsbacken 62 und 66 ermöglicht Die Grundplatte 68 erstreckt sich über den Bremsbelag 70 an beiden Seiten hinaus im wesentlichen parallel zu den Schenkeln 32 und 34 und hat dort hakenförmige Enden 122 und 124 (Fig. 1 und 2), die mit im wesentlichen halbkreisförmigen Ausnehmungen über den stirnseitigen Teil 112 der Büchsen 88 der beiden Führungs- und Befestigungseinheiten 84 und 86 greifen. Die Brerasbakke 62 ist ähnlich aufgebaut, und die Ausnehmungen in den wellenförmigen Enden ihrer Grundplatte 60 greifen um den kreisbogenförmigen Teil des mittleren Teils 106 der Büchsen 88. Die Bremsbacken 62 und 66 können daher gleich ausgebildet werden, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden.

Der Einbau der Bremsbacken 62 und 66 in den Bremssattel 14 wird vorgenommen, bevor dieser mit dem Bremsträger 12 verbunden wird. Zunächst werden die Büchsen 88 in die zugeordneten Nuten 72 und 74 der Abstützflächen 76 bzw. 78 eingelegt und dann nacheinander die Bremsbacken 62 und 66 radial nach außen gerichtet in das Joch 48 eingeführt, wobei ihre Enden durch die Querschlitze 102 in den Büchüen 88 bewegt werden. Anschließend werden die Bremsbacken 62 und 66 durch axiales Verschieben au: der Mantelfläche der Büchsen 88 abgestützt. Die Bremsbakke 62 kommt gegen den Bund 108 und die Bremsbacke 66 gegen den Bund 114 zur Anlage. Zum kurzzeitigen Festlegen kann zwischen die Bremsbeläge 64 und 70 ein Abstandsstück eingesetzt werden, das etwas stärker als die Dicke der Bremsscheibe 16 ist. Hierdurch werden die Bremsbacken 62 und 66 in ihrer Lage festgehalten, in der die Grundplatte 60 gegen den Kolben 52 anliegt. Der Bremssattel 14 mit den eingebauten Bremsbacken 62 und 66 kann dann mühelos gehandhabt werden, bevor er in den Bremsträger eingebaut wird.

Hierzu wird das Abstandsstück entfernt und der Bremssattel 14 von außen her in den Bremsträf;er 12 radial einwärts bewegt, so daß die Bremsbacken (i2 und 66 auf je eine Seite der Bremsscheibe 16 zu liegen kommen. Die Schenkel 32 und 34 der Bremsträge rar me 28 und 30 treten durch den Querschlitz 102 bzw. 104, bis die Nuten 72 im Bremssattel 14 und die Aussparungen 44 und 46 zueinander ausgerichtet liegen. Dann werden die Stifte 90 durch die zugeordneten Büchsen 88 gesteckt und die Sicherungen 98 aufgesetzt Die Büchsen 88 wirken hierbei als Befestigungsglieder für die Bremsbacken 62 und 66 am Bremssattel 14, während

s die Stifte 90 in Zusammenarbeit mit den Büchsen 88 der Verbindung zwischen den Bremssattel 14 und dem Bremsträger 12 dienen.

Zum Auswechseln von abgenutzten Bremsbacken 62 und 66 ist ein Ausbau des Bremssattels 14 erforderlich.

ίο Durch Herausziehen der Stifte 90 wird die Verbindung zwischen dem Bremssattel 14 und dem Bremsträger 12 gelöst, so daß der Bremssattel 14 radial nach außen abgehoben werden kann, wobei jedoch die Bremsbakken 62 und 66 durch die Büchsen 88 mit dem Bremssattel 14 verbunden bleiben und nicht unbeabsichtigt abfallen können. Zum Ausbau der Bremsbacken 62 und 66 sind diese nämlich erst auf den Büchsen 88 bis in den Bereich der Querschlitze 102 der Büchsen 88 zu verschieben, um an dieser Stelle dann ausgehoben werden zu können.

Die nachgiebige Ausbildung der Büchsen 88 bzw. der in ihnen sitzenden Futter 92 und 94 bewirkt eine Aufnahme von Stoßbelastungen, verhindert aber nicht die unmittelbare Übertragung der Bremskräfte vom Bremssattel 14 zum Bremsträger 12. Die Führungs- und Befestigungseinheiten 84 und 86 stellen somit eine einfache, rüttelfreie Verbindung dar, die die erforderliche Gleitbewegung beim Anlegen und Lüften der Bremse wie auch zum Nachstellen bei Bremsbelagabnutzung ermöglicht Wenn nach dem Grundprinzip der Erfindung die Bremskraftübertragung im wesentlichen nicht über die Führungs- und Befestigungseinheiten 84 und 86 geht, schließt dies nicht aus, daß auf diese doch leichte Kräfte ausgeübt werden, bis die volle Bremskraft von den Abstützflächen übertragen wird. Jedoch dienen sie niemals dazu, einen wesentlichen Anteil der Bremskraft zu übertragen. Dieses Prinzip ist auch gültig, sofern es sich darum handelt wesentliche radiale Bewegungen des Bremssattels 14 gegenüber dem Bremsträger 12 zu verhindern.

Die Führungs- und Befestigungseinheiten 84 und 86 können auch anders ausgebildet sein, wie dies die beiden weiteren Ausführungsformen gemäß den F i g. 5 und 6 zeigen. Bei der Bauform nach F i g. 5 ist eine Büchse 130 kreisringförmigen Querschnitts verwendet so daß in diesem Falle die Nuten 72 und 74 im Bremssattel 14 und die Aussparungen 44 und 46 im Bremsträger 12 ebenfalls kreisbogenförmige Gestalt haben. Der Außenumfang der Büchse 130 ist mit in Längsrichtung liegenden Rippen 132 versehen, die die federnden Einrichtungen zum Dämpfen von Stoßen darstellen. Die Büchse 130 besteht, ebenfalls aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise Nylon, deren axiale Bohrung 134 zur Aufnahme des zugeordneten Stiftes 90 dient In diesem Falle sind zusätzliche Futter 92 und 94 entbehrlich, da die Stoßdämpfung durch die vorgesehenen Rippen 132 bewirkt wird. Dies schließt jedoch nicht aus, auch bei dieser Ausführungsform derartige Futter 92 und 94 vorzusehen.
Die Büchse 140 gemäß Fig.6 hat im wesentlichen einen gleichen Aufbau wie die Büchse 130. Unterschiedlich sind jedoch die Längsrippen 142 an im Abstand voneinander angeordneten ebenen Flächen 144 und 146 der Mantelfläche der Büchse vorgesehen. Der zugeordnete Stift 90 wird von der axialen Bohrung 148 der Büchse 140 aufgenommen. Zusätzliche Futter in der Bohrung sind nicht unbedingt notwendig, da die Rippen 142 die Stoßdämpfung bewirken.

Hierz-j 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Teilbelagscheibenbremse mit einem die Bremsscheibe umgreifenden Bremssattel, der über parallel zu dem durch den Flächenschwerpunkt der Bremsbacken verlaufenden Bremsscheibenradius liegende Flächen an in Umfangsrichtung der Bremsscheibe gesehen versetzt angeordneten Armen eines Bremsträgers abgestützt ist und durch jeweils mit der Hälfte ihres Querschnitts in einander zugewandte to Nuten in den Abstützflächen des Bremssattels und der Bremsträgerarme greifende metallische Stifte am Bremsträger axial derart verschiebbar geführt ist, daß nach dem Anlegen der von der in dem einen Bremssattelschenkel vorgesehenen Betätigungsvor- '⁵ richtung beaufschlagbaren Bremsbacke an die Bremsscheibe sich der Bremssattel verschiebt und dadurch auch die gegen den anderen Bremssattelschenkel anliegende Bremsbacke in Reibanlage mit der Bremsscheibe gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Stift (90) durch eine nachgiebige Büchse (88; 130; 140) erstreckt, die mit segmentartigen Querschlitzen (102, 104) versehen ist, in deren Bereich die Abstützflächen (40, 42) in den Schenkeln (32, 34) jedes Bremsträgeranns (28, 30) Aussparungen (44, 46) aufweisen, gegen die der Stift unmittelbar anliegt, und daß jede Bremsbacke (62, 66) an ihren sich in Umfangsrichtung über die Abstützflächen (76,78) des Bremssattels (14) hinaus erstreckenden hakenförmigen Enden (122, 124) Ausnehmungen aufweist, die die zugeordnete nachgiebige Büchse umgreifen.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchsen (86) Bunde (108, 114) zur Begrenzung der axialen Bewegung, der Bremsbakken (62,66) auf den Büchsen aufweisen.

3. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchsen (130, 140) außen mit Längsrippen (132; 142) versehen sind, die in die Nuten (72) der Abstützflächen (76, 78) des « Bremssattels (14) eingreifen.

4. Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchsen (140) einen Querschnitt aufweisen, der einen im wesentlichen mit den Aussparungen (44,46) in den Abstützflächen (40,42) « der Schenkel (32, 34) der Bremsträgerarme (28, 30) axial ausgerichteten kreisbogenförmigen Teil aufweist, und daß die Längsrippen (142) an in Umfangsrichtung zum kreisbogenförmigen Teil versetzten ebenen Flächen (144, 146) liegen, die in so die Nut (72) in der Abstützfläche (76 bzw. 78) des Bremssattels (14) eingreifen.

5. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchsen (88; 130; 140) innen nachgiebige Futter (92, 94) aufweisen, in die der zugeordnete Stift (90) paßt