DE7503588U - Teilbelagscheibenbremse mit Schwimmsattel - Google Patents

Description

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General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St.A.

Teilbelagscheibenbremse mit Schwimmsattel

Die Neuerung bezieht sich auf eine Teilbelagscheibenbremse mit einem Schwimmsattel, der zwischen zwei in Umfangsrichtung der Bremsscheibe in Abstand voneinander liegenden Armen eines Bremsträgers verschieblich angeordnet ist und über Bremsmoment übertragende Flächen gegen diese anliegt, und beiderseits der Bremsscheibe Bremsbacken trägt, von denen die eine von einer Betätigungseinrichtung ur^lttelbar gegen die eine Seite der Bremsscheibe und die andere durch Verschieben des Bremssattels infolge der Reaktionskraft gegen die andere Seite der Bremsscheibe bewegbar ist.

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Eine derartige Teilbelagscheibenbremse ist beispielsweise durch die GB-PS 1 175 789 bekannt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Teilbelagscheibenbremse so weiter auszugestalten, dass ihr Aufbau durch Verwendung einer geringen Anzahl von Bauteilen einfach und damit billiger wird.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäss dadurch gelöst, dass der Bremsträger auf der der Bremsscheibe abgewandten Seite einen einzigen Halte- und Führungszapfen mit zur Drehachse der Bremsscheibe paralleler Achse trägt, auf dem der Schwimmsattel in einer Bohrung axial verschieblich sitzt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die neuerungsgemässe Ausgestaltung ergeben sich folgende Vorteile:

Der Schwimmsattel überträgt das Bremsmoment auf den festen Bremsträger längs der einen Seite der Bremsscheibe, während der auf einem einzigen Halte- und Führungszapfen gehaltene Schwimmsattel längs des Führungszapfens verschieblich und um diesen schwenkbar ist. Der Führungszapfen steht hierbei im wesentlichen senkrecht zu den Grossflächen der Bremsscheibe,, also parallel zur Drehachse der Bremsscheibe. Diese Konstruktion ist gegenüber bekannten Schwimmsattelbremsen vorteilhafter, da sie weniger Bauteile benötigt. Sie ist daher

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leichter im Gewicht, da eine geringere Anzahl von Bauteilen erforderlich ist. Ebenso ist weniger Werkstoff erforderlich, da der Bremsträger sich nicht über den äusseren Rand der I Bremsscheibe zu erstrecken braucht. Im allgemeinen sind ; nämlich derartige Teilbelagscheibenbremsen mit mehreren FUhi rungszapfen versehen, wodurch sich ein verwickelter Aufbau M ! ergibt, der durch die Verwendung nur eines einzigen Halte- und Führungszapfens gemäss der Neuerung vermieden wird. Zusätzlich ergibt sich eine Vereinfachung bei der Herstellung ι des Bremssattels, gleichgültig, wie dieser hergestellt wird, also gegossen oder in anderer Weise gefertigt wird. Der Führungs-;

j zapfen erhält eine ausreichende Länge, ohne sich über den Rand j

ι der Bremsscheibe erstrecken zu müssen, woraus sich ein leich- !

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teres Gewicht des Führungszapfens ergibt. Der Gesamtaufbau ι der Teilbelagscheibenbremse nach der Neuerung unterstützt auch eine leichtere Bearbeitung der einzelnen Teile, da beispielsweise in w„- Bremsträger nur eine Bohrung zur Aufnahme des einzigen Führungszapfens notwendig ist. Bei Bremssatteln mit zwei Führungszapfen, wie dies bei bekannten Bauarten der Fall ist, muss ein grösseres Spiel zwischen den Führungszapfen und den Bohrungen des Schwimmsattels, durch den die Zapfen sich erstrecken, vorgesehen werden, als dies bei Verwendung eines einzigen Führungs zapf ens notwendig ist. Das zusätzliche Spiel ist bei den bekannten Bauarten erforderlich, damit die notwen-

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digen Bewegungen beim Bremsvorgang unter entsprechender Anpassung von nachgiebigen Buchsen eintreten können. Bei der neuemingsgemässer* Ausbildung genügt ein geringes Spiel zwischen dem Pührungszapfen und der ihn aufnehmenden Bohrung des Schwimmsattels, da der Schwiaimsattel beim Bremsen eine Schwenkbewegung und eine axiale Bewegung relativ zum Tragzapfen ausführt,ohne * dass verwindende Momente auftreten, wie dies bei Konstruktionen mit mehreren Tragzapfen der Fall ist. Bei der neuerungsgemässen Ausgestaltung sind die nachgiebigen Ringe im Bereich des Tragzapfens eingekapselt, so dass sie vor Verschmutzung geschützt sind und die Relativbewegungen an glatten, rein gehaltenen Flächen erfolgt. Der Abstand der vorgesehenen Ringe verringert sich mit zunehmendem Abrieb der Reibbeläge. Insgesamt führt diese Anordnung zu einem geringeren Verschleiss an den Ringen, die somit eine längere Lebenszeit erhalten. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht nach der Neuerung, Fig. 2 eine Ansicht auf Fig. 1 in Richtung der

Pfeile 2-2 in Fig. 1 gesehen und Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 in Fig., 2 mit einigen weggebrochenen Teilen.

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DIe Teilbelagscheibenbremse 10 besteht aus

einer Bremsscheibe 12, einem gehöisefesten Bremsträger 14 und einem Schwimmsattel 16. Die Bremsscheibe 12 dreht sich zusammen mit dem abzubremsenden Fahrzeugrad und der Bremsträger 1st an einem geeigneten Teil des Fahrzeugs, beispielsweise am Achsschenkel eines Vorderrades, befestigt. Der Bremssattel ist an

dem Brenurträger parallel zur Drehachse 18 der Bremsscheibe 12 verschieblich geführt. Die Verbindung zwischen dem Bremssattel und dem Bremsträger 14 erfolgt durch einen einzigen Halte- und Führungszapfen 20, dessen Ausgestaltung in Fig. 3 zu erkennen ist.

Der feste Bremsträger 14 ist eine Schweisskonstruktion oder ein Stanzstück. Jedoch können auch andere Herstellungsarten verwendet werden, beispielsweise kann der Bremsträger im Guss zusammen mit einem Achsschenkel gebildet werden. Im Ausführungsbeispiel hat der Bremsträger eine Grundplatte 22 im wesentlichen C-förmiger Gestalt mit einem Ausschnitt 24 zwischen zvsi Armen 26 und 28. Die Arme 26 und 28 sind dturch Flansche 30 bzw. 32 verstärkt, die im wesent-Uc±ken in parallelen Ebenen zur Drehachse 18 der Bremsscheibe ; liegen. Die Flansche 30 und 32 enden neben dem Ausschnitt 24 in Endflächen 34 und 36, die in Ebenen He₁ *n, die sich im wesentlichen parallel zur Drehachse 18 der Bremsscheibe 12

: erstrecken. Die Ebenen können auch parallel zueinander ausgei

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bildet sein oder etwas divergierend in Richtung von der Drehachse 18 fort, so dass der Schwimmsattel leicht radial nacb aussen relativ zur Bremsscheibe 12 abgezogen werden kann» Die Grundplatte 22 des Bremsträgers IA ist mit zwei verstärkten Befestigungslöchern 38 und 40 versehen, um mit einem geeigneten Fahrzeugteil verbunden zu werden. Ferner enthält der Bremsträger ein Gewindeloch 42, das unit seiner Achse parallel zur Drehachse 18 der Bremsscheibe verläuft und der Befestigung des FUhrungszapfens 20 dient.

Der Führungszapfen 20 (Fig. 3) hat ein Gewinde tragendes Teil 44, das in das Gewindeloch 42 einschraubbar ist, so dass sich der FUhrungszapfen mit seiner Achse parallel zur Drehachse 18 der Bremsscheibe von dieser fort erstreckt. Am Führungszapfen 20 ist eine Schulter 48 gebildet, die etwa in der Mitte der Gesamtlänge des Tragzapfens liegt. Die Mantelfläche 50 des Tragzapfens hinter der Schulter 48 hat grösseren Durchmesser als das Gewinde tragende Teil 44 und gleitet in einer Bohrung des Schwimmsattels. Eine Büchse 52 gleichen Äussendurchmessers wie das Teil 50 umschliesät das Gewinde tragende Teil 44 und stützt sich an der einen Seite an der Schulter 48 und an der anderen Seite an dem Bremsträger 14 ab. Am innenliegenden Ende hat der Führungszapfen 20 eine Pfanne zur Aufnahme eines geeigneten Werkzeugs, um ihn in das Gewinde-

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loch 42 einzuschrauben oder aus diesen zu entfernen. Wird der

jTragzajfifen fest in das Gewindeloch 42 eingeschraubt, so wird j die BUchse 52 unter Druckspannung gesetzt, wobei das Gewindetragende Teil 44 des Zapfens unter Zugspannung gelangt, wodurch die Festigkeit der Schraubverbindung erhöht wird.

Der Mantel des Teils 50 des Führungszapfens 20

j weist eine Ringnut 58 auf, in der ein Ring 60 aus nachgiebigem Werkstoff untergebracht ist.

Der Schwimmsattel 16 besteht aus einem Gehäuse 62, einer äusseren Bremsbacke 64, einer inneren Bremsbacke 66 und einer Betätigungseinrichtung 68. Die äussere Bremsbacke 64 weist einen Bremsschuh 70 mit daran, befestigtem Bremsbelag auf und ist an einem äusseren Schenkel 74 des Gehäuses 62 befestigt. Der Schenkel 74 erstreckt sich radial einwärts von einem Joch 76, das den Rand der Bremsscheibe 12 überdeckt, ! neben der äusseren Grossfläche der Bremsscheibe 12. An dem Schenkel 74 sind mit Abstand voneinander Rippen 78 gebildet, um die Lappen 80 am Bremsschuh 70 gebogen sind, so dass radial einwärts Bewegungen der Bremsbacke 64 verhindert sind. Der Bremsschuh 70 hat ferner einen Flansch 82, der Anschläge 84 am Schenkel 74 berührt, um radiale Auswärtsbewegungen der Bremsbacke 64 zu verhindern. Die Anschläge 84 sowie die Lappen 80 und Rippen 78 verhindern ein Schwenken der Bi anisbacke 64 nach einem Bogen nnd übertragen die B-remskräfte auf den Bremssattel.

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In einem innenliegenden Schenkel 86 des Bremssattels ist ein Zylinder 88 für einen in diesem verschleblichen Kolben 90 gebildet; diese Teile bilden die Betätigungseinrichtung 68, wobei der Kolben 90 einen Kopf 92 hat, der mit dem Zylinisr 88 und dessen Stirnwand 94 eine Druckkammer 96 begrenzt. Eine Einlassöffnung 98 zur Zufuhr von Druckflüssigkeit und eine Entlüftungsöffnung 100 sind vorgesehen, wobei die Bremse betätigt wird, wenn Druckmittel der Druckkammer 96 zugeleitet wird, wobei dann Luft über die Öffnung 98 entweichen kann, wenn dies erforderlich ist. Die äussere Stirnfläche 102 des Kolbens 90 liegt gegen die Rückseite eines Bremsschuhs 104 der innenliegenden Bremsbacke 66 an, die ebenfalls einen Bremsbelag 106 trägt. Der Bremsschuh 104 hat zwei abgesetzte Löcher 103 und 110 zur Befeetigung einer Spannfeder 112. Die Feder 112 wird an der Rückseite des Bremsschuhs 104 angesetzt, wobei ihre hakenförmigen Enden hinter die Schultern in den Löchern greifen. Die Feder 112 hat ferner einen Schenkel 114, der sich in den Kolben 90 erstreckt und federnagegen die innere Mantelfläche des Kolbens anliegt, so dass die Bremsbacke 66 gegen die Bremsscheibe 12 federbelastet ist. Der Bremsschuh 104 liegt gegen einen entsprechenden Teil des Joches 76 an, so dass der Bremssattel in seiner richtigen Lage zur Bremsscheibe gehalten ist. Die in Uafangs-

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richtung Abstand voneinander aufweisenden Enden 116 und des Bremsschuhs 104 erstrecken sich radial auswärts über einen Teil des Joches 76 und weisen Flächen 120 bzw. 122 auf. Diese Flächen arbeiten mit Seitenflächen 124 und 126 am Joch 76 zusammen, so dass die Bremskräfte von der Bremsbacke 66 auf den Bremssattel übertragen werden. Der Bremsschuh ist ferner mit zwei Knöpfen 128 beiderseits der Feder 112 versehen, die einen solchen Abstand voneinander haben,, dass sie deren Anlage gegen die Innenmantelfläche des Kolbens gewährleisten, wodurch die Festlegung der Bremsbacke 66 unterstützt wird.

Am Kolben 90 und der äusseren Stirnflächejdes Zylinders 88 ist eine Scbmutzdichtung 130 vorgesehen, während in einer Ringnut der Zylindermantelfläche eine Druckdichtung 132 untergelira-.cht ist, die die Druckkammer 96 abdichtet.

Der innenliegende Schenkel 86 des Bremssattelgehäuses 62 ist ferner mit Ansätzen 134 und 136 versehen, v/obei der Ansatz 134 die Entlüftungsöffnung 100 bildet, an die ein Nippel 138 angeschlossen ist. Der Ansatz 136 enthält die Einlassöffnung 98 und stellt die Verbxadung mit einer Bremsleitung in bekannter Weise her. Der innenliegende Schenkel 86 erstreckt sich ebenfalls radial vom Joch bzw. Zylinder 88 nach unten und endet in einem Auge 140, in welchem

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eine durchgehende Bohrung 142 gebildet ist, deren Achse parallel zur Achse 144 des Kolbens 90 bzw. Zylinders 88 liegt» Die Mantelfläche der Bohrung 142 nimmt mit Gleitsitz die Mantel-

fläche 50 des Führungszapfens 20 und der Büchse 52 auf. Nahe j der der Bremsscheibe 12 zugewandten Stirnfläche enthält die Bohrung 142 eine Ringnut 146, die einen Ring 148 aus nachgiebigem Werkstoff aufnimmt und der gegen die äussere Mantel-

j fläche der Büchse 52 anliegt.

• In der Zeichnung ist der Schwimmsattel in der zu-

! sammengebauten stellung bei frischen Bremsbelägen dargestellt.

j Bei einer Betätigung der Bremse wird der Bremsbelag 106 durch den Kolben 90 in Reibanlage gegen die Bremsscheibe 12 bewegt

; und die Reaktionskraft an der Stirnwand 94 des Zylinders 88 bdwirkt ein Verschieben des Bremssatteis nach rechts in Fig. 3, wodurch der Bremsbelag 72 in Anlage gegen die andere Seite der Bremsscheibe 12 bewegt wird. Die Verschiebung des Bremssattels erfolgt längs des einzigen vorgesehenen Führungszapfens 20. Hierbei erfolgt zunächst ein leichtes Zusammendrücken der Bremsbeläge und ein Spreizen der Schenkel des Bremssattels. Beim Lüften der Bremse kehren die Schenkel des Bremssattels in die ursprüngliche Lage zurück, wie auch die

Bremsbeläge ihre anfängliche Gestalt wieder annehmen. Der Brems-

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sattel kehrt also im wesentlichen in die gleiche !teilung zurück, die er vor dem Einleiten des Bremsens hatte. Nutzen sich die Bremsbeläge ab, so muss der Bremssattel weiter nach rechts bewegt werden, während der Kolben 90 weiter nach links bewegt werden muss. Die Dichtung 132 wird dann den Kolben greifen, so dass er nicht in die normale Stellung zurückkehrt und die Ringe 60 und 148 arbeiten in gleicher Weise zwischen der Bohrung 142 und dem Führungszapfen 20. Nutzen sich die Bremsbeläge weiter ab, so wird der Bremssattel auf dem Führungszapfen 20 weiter nach rechts verschoben. Da der Ring in einer Ringnut des Führungszapfens 20 und der Ring 148 in einer Ringnut des Schwiramsattels vorgesehen sind, nähern sie sich einander bei der Bewegung des Schwimmsattels nach rechts längs des Führungszapfens 20. Die Ringe 60 und 148 arbeiten hierbei mit Flächen zusammen, die von der Umgebung abgeschlossen waren, so dass keine in der Nähe von Fahrrädern sonst üblichen Verunreinigungen vorliegen. Durch geeignete Schmierung beim Zusammenbau können die Ringe 60 und 148 und die mit ihnen zusammenarbeitenden Flächen dauernd in einem sauberen und die Gleitbewegung begünstigenden Zustand gehalten werden. Es wird hierdurch nicht nur der Aufbrauch der Ringe 60 und 148 verzffigert, sondern auch eine gleichmässige Gleitbewegung des Schwimmsattels längs des FührungsZapfens unterstützt.

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An der Aussenfläche des den Zylinder 88

enthaltenden innenliegenden Schenkels 86 des Bremssattelgehäuses sind einander entgegengerichtete Flansche 150 und 152 gebildet, die der Übertragung der Bremskraft auf die Flansche 30 und 32 ded Bremsträgers 14 bewirken. Die Flansche 150 und 152 liegen vorteilhaft im wesentlichen ausgerichtet zur Achse 144 des Zylinders 88 (Fig. 1). Eine Dämpfungsfeder 154 ist zweckmässig zwischen der Fläche 156 des einen Flansbhes, beispielsweise des Flansches 150, und der mit diesem zusammenarbeitenden Gegenfläche des Bremsträgers vorgesehen. Die Feder 154 besteht aus flachem Federwerkstoff und hat Lappen 158 an jedem Ende, um die Feder festzulegen. Die Feder ist in gebogener Gestalt vorgeformt, so dass sie den Schwimmsattel im Bereroh der Fläche 36 des Flansches 32 und der Fläche 160 des Flansches 152 in Anlage hält. Die Feder 154 nimmt somit in diesem Bereich Toleranzen auf und dämpft eine Schwenkbewegung des Bremssattels. Infolge des geringen Spiels zwischen dem Flansch 30 und dem Flansch 150 ist die Feder im wesentlichen stexs eben.

Ist die Bremse eingebaut und wird sie betätigt, so kann sich der Bremssattel 16 längs eines Bogens um den Führungszapfen 20 entsprechend den gegebenen Toleranzen zwischen

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den zusammenarbeitenden Flanschen des Bremssattels und des Bremsträgers verschwenken. Je nach der Drehrichtung der Bremsscheibe 12 werden die Bremskräfte von den Bremsbacken auf den BremstrSger entweder von dem Flansch 150 zum Flansch 30 über die Feder 15A oder vom Flansch 152 auf den Flansch 32

übertragen. Soll der Bremssattel ausgebaut werden, beispiels-Y

weise um Bremsbeläge auszuwechseln, so ist nur der einzige vorgesehene Führungszapfen 20 auszuschrauben, worauf der

Bremssattel radial nach aussen abgenommen werden kann. j

Durch die neuerungsgemasse Ausgestaltung ergibt ;

sich ein gedrängter Aufbau durch Verwendung nur eines Führungs- j

zapfensjim Gegensatz hu den bekannten Bauarten mit mehreren j Führungszapfen. Die neuerungsgemasse Bauweise ist weiterhin ! raumsparend, da der Bremsträger den Rand der Bremsscheibe j

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nicht zu überspannen hat. j

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Claims (1)

1. Schutzansprüche

   1. Teilbelagscheibenbremse mit einem Schwimmsattel, der zwischen zwei in Umfangsrichtung der Bremsscheibe in Abstand voneinander liegenden Armen eines Breaisträgers verschieblich angeordnet ist und über Bremsmoment übertragende. Flächen gegen diesen anliegt, und beiderseits der Bremsscheibe Bremsbacken trägt, von denen die eine 2e±±k von einer Betätigungseinrichtung unmittelbar gegen die eine Seite der Bremsscheibe und die andere durch Verschieben des Bremssattels infolge der Reaktionskraft gegen die andere Seite der Bremsscheibe bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (14) auf der der Bremsscheibe (12) abgewandten Seite einen einzigen Halte- und Führungszapfen (20) mir zur Drehachse (18) der Bremsscheibe (12) paralleler Achse trägt, auf dem der Schwimmsattel (16) in einer Bohrung (142) axial verschieblich sitzt.

   2. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, dass die den Führungszapfen (20) aufnehmende Bohrung (142) sich durch den inneren Schenkel (86) des Schwimmsattels (16) erstreckt, dass neben der dem Brems-

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   träger zugewandten Stirnfläche der Bohrung im Schenkel (86) eine Ringnut (146) und neben der anderen Stirnfläche der Bohrung im Zapfen (20) eine Ringnut (58) vorgesehen sind und in beide Ringnuten Ringe (148,60) aus elastomerem Werkstoff liegen.

   3* Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (20) aus einem den Durchmesser der Bohrung (142) aufweisenden Teil (50) und einem Teil (44) kleineren Durchmessers, der ein Gewinde zur Befestigung im Premsträger (14) trägt, besteht und an der zwischen beiden Teilen gebildeten Schulter (48) eine den abgesetzten j Teil ranschli es sende Büchse (52) abgestützt ist, deren Aussendurchmesser dem Durchmesser der Bohrung entspricht.

   4. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 3,

   ; dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (58) im Zapfen (20) in dessen Teil (50) grösseren Durchmessers vorgesehen ist.

   5. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszapfen (20) in ein Gewindeloch (42) in einer Grundplatte (22) des Bremsträgers (14) eingeschraubt ist, und die den abgesetzten Teil (44) des Führungszapfens (20) umgebende Büchse (52) beim Einschrauben des Führungszapfens unter Druckspannung unter gleichzeitiger

   : Zugspannung im Gewinde tragenden Teil des Führungszapfens ; gegen die Grundplatte abgestützt ist.

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