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Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Bremssattel für eine Fahrzeugscheibenbremse und ein Verfahren zum Herstellen desselben. Bei dem von der Fahrzeugscheibenbremse abzubremsenden Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Straßenfahrzeug handeln, wie einen Pkw, einen Lkw oder einen Bus.
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Bremssättel dienen in der Regel dazu, mindestens einen Bremsbelag zu halten und zu tragen, der relativ zu einem gebremsten Bauteil beweglich ist. Bei dem gebremsten Bauteil kann es sich insbesondere um eine Bremsscheibe einer Fahrzeugscheibenbremse handeln. Der Bremssattel kann auch als Sattelrahmen bezeichnet werden. Der Bremssattel kann einen Bremskolben aufnehmen und/oder zumindest einen Teil eines Bremsbetätigungsmechanismus (elektrisch oder hydraulisch) aufnehmen.
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In der Regel nimmt der Bremssattel zumindest einen Teil der Bremsscheibe auf und umgibt ihn, beispielsweise einen radial äußeren Abschnitt, und/oder ist gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe zugewandt. Auf diese Weise kann ein Paar von Bremsbelägen, die jeweils vom Bremssattel getragen werden, auf gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe angeordnet werden. Auf allgemein bekannte Weise können die Bremsbeläge so die Bremsscheibe zwischen sich einklemmen.
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Jeder Bremsbelag ist an einer ersten oder zweiten Innenfläche des Bremssattels angeordnet, und zwar an einer so genannten Fingerseite oder Kolbenseite des Bremssattels. Die Innenflächen und besagte Seiten liegen auf gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe und/oder sind entlang einer Rotationsachse des gebremsten Bauteils voneinander beabstandet.
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Bei der Betätigung der Bremse wirken große Kräfte auf den Bremssattel. Der Bremssattel kann sich daher elastisch verformen oder, anders ausgedrückt, elastisch auslenken. Bei bestehenden Bremssätteln kann dies mit einer Reihe von Nachteilen verbunden sein. So kann es zum Beispiel zu einem ungleichmäßigen Verschleiß der Bremsbeläge und speziell der Bremsbeschichtung kommen. Dies kann zu weiteren Problemen führen, z. B. zur Erzeugung von Restschleifmomenten oder Geräuschen. Außerdem kann sich durch die Verformung das vom Bremssattel und insbesondere von einer vom Bremssattel umfassten Hydraulikkammer aufgenommene Hydraulikvolumen vergrößern. Diese zusätzliche Volumenaufnahme der Bremsflüssigkeit ist im Allgemeinen aus Gründen der Bremsleistung und der Sicherheit unerwünscht.
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Weitere Nachteile von bestehenden Bremssätteln ergeben sich aus ihrer Herstellung. Üblicherweise sind Bremssättel als einteilige, gegossene oder umgeformte Metallteile konstruiert. Dies schränkt ihre Konstruktion ein, was z. B. die Möglichkeit einschränkt, ihre elastischen Verformungseigenschaften zu verbessern.
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DE 10 2010 052 435 A1 offenbart einen mehrteiligen Bremssattel, dessen Konstruktion jedoch nicht dazu eingerichtet ist, eines der oben genannten Probleme zu lösen. Vielmehr beschränkt er sich darauf, einen Abstand zwischen einer Fingerseite und einer Kolbenseite des Bremssattels mittels eines austauschbaren Distanzstücks zu variieren.
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Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Bremssattel und ein Verfahren zum Herstellen desselben bereitzustellen, wobei diese zumindest einige der oben genannten Nachteile begrenzen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in dieser Beschreibung, in den Figuren und in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Dementsprechend wird ein mehrteiliger Bremssattel für eine Fahrzeugscheibenbremse vorgeschlagen. Der Bremssattel umfasst:
- - ein erstes Teil, das einen Kolbenseitenabschnitt umfasst, der an einer ersten Seitenfläche einer Bremsscheibe der Fahrzeugscheibenbremse anordenbar ist, wobei das erste Teil zur Aufnahme eines Bremskolbens eingerichtet ist;
- - ein zweites Teil, das getrennt von dem ersten Teil ausgebildet ist und einen Fingerabschnitt umfasst, der an einer zweiten Seitenfläche der Bremsscheibe anordenbar ist;
wobei das erste Teil vorzugsweise ein Metallgussteil ist und das zweite Teil Blech umfasst, und wobei das zweite Teil mindestens einen zumindest teilweise umschlossenen hohlen Abschnitt umfasst.
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Das erste Teil und das zweite Teil sind als getrennte Elemente oder, anders ausgedrückt, als getrennte Stücke konfiguriert. Sie werden vorzugsweise getrennt und mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren hergestellt. Sie können zusammengebaut und insbesondere während eines Montagevorgangs mechanisch miteinander verbunden oder verschweißt werden und so den Bremssattel bilden.
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Das erste Teil und das zweite Teil können eine Abfolge von Teilen entlang einer Rotationsachse der Bremsscheibe bilden. Das erste Teil kann einen äußersten axialen Endabschnitt des Bremssattels definieren, wenn dieser in einer ersten Richtung der Rotationsachse betrachtet wird. Das zweite Teil kann einen anderen äußersten axialen Endabschnitt des Bremssattels definieren, wenn dieser in einer entgegengesetzten zweiten Richtung der Rotationsachse betrachtet wird. Mit anderen Worten können das erste Teil und das zweite Teil entgegengesetzte äußerste axiale Endabschnitte des Bremssattels bilden.
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Das erste Teil und das zweite Teil können jeweils einteilige Elemente sein, insbesondere einstückige Elemente mit einer homogenen Materialzusammensetzung. Alternativ können sowohl das erste als auch das zweite Teil ein mehrteiliges Element sein, wobei die mehreren Teile insbesondere aneinander befestigt oder miteinander verbunden sind, um ein zusammenhängend bewegliches Verbundteil zu bilden. Natürlich kann der Bremssattel eine beliebige Kombination umfassen, bei der jegliches von dem ersten und dem zweiten Teil als einteiliges oder mehrteiliges Element ausgeführt ist.
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Eine optionale axiale Überlappung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil kann auf weniger als 20 % und vorzugsweise weniger als 10 % einer axialen Abmessung mindestens eines der entsprechenden Teile (d. h. mindestens eines von dem ersten Teil und dem zweiten Teil) begrenzt werden. Dies kann insbesondere eine optionale axiale Überlappung in einem Kontaktbereich und/oder einem Bereich der mechanischen Befestigung zwischen diesen Teilen betreffen. Die optionale axiale Überlappung in den genannten Bereichen kann eine formschlüssige Verbindung zwischen den Teilen umfassen, z. B. um zu ihrer mechanischen Verbindung beizutragen.
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Der hohle Abschnitt kann an allen Seiten geschlossen sein (d. h. er kann ein vollständig umschlossener Hohlraum sein). Alternativ kann er zumindest weitgehend umschlossen sein und/oder an einer Mehrzahl verschiedener Seiten von einem Material des zweiten Teils umgeben sein(insbesondere an mindestens zwei Paaren gegenüberliegender Seiten oder an mindestens drei oder vier verschiedenen, im Winkel zueinander verlaufenden Seiten). Der hohle Abschnitt kann beispielsweise nicht mehr als drei, nicht mehr als zwei oder nicht mehr als eine offene Seitenfläche haben.
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Der hohle Abschnitt kann als Aufnahmeabschnitt dienen, um ein Material aufzunehmen, das den hohlen Abschnitt zumindest teilweise ausfüllt. Dementsprechend muss der hohle Abschnitt nicht permanent leer sein, sondern z.B. nur anfänglich leer, bevor er mit einem Material, z.B. einem schwingungsdämpfenden Material, gefüllt wird. Alternativ kann das Material auch bereitgestellt werden, wenn der hohle Abschnitt noch nicht vollständig geformt ist, z. B. wenn noch nicht alle Blechabschnitte, die das zweite Teil bilden, miteinander verbunden sind, um das zweite Teil zu bilden. Im Allgemeinen kann der hohle Abschnitt einen Hohlraum innerhalb des zweiten Teils definieren, der frei von einem Material ist, aus dem das zweite Teil ansonsten besteht, z. B. frei von Blech oder einem anderen metallischen Material.
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Das erste Teil kann einen zylindrischen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Bremskolbens umfassen. Der Aufnahmeabschnitt kann einen kreisförmigen Querschnitt haben. Das erste Teil kann auch mindestens eine ringförmige Nut aufweisen, die mit dem Aufnahmeabschnitt verbunden ist und/oder in diesen übergeht, um eine Dichtung aufzunehmen, die dazu eingerichtet ist, einen fluidisch dichtenden Kontakt mit dem Bremskolben herzustellen.
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Zum Herstellen des zweiten Teils können als solche flächige, zweidimensionale und/oder gebogene oder geknickte Blechabschnitte miteinander zu einer dreidimensionalen Struktur verbunden werden. Insbesondere können diese Teile miteinander verschweißt, verklebt und/oder mechanisch miteinander verbunden werden. Wenigstens einige dieser Blechabschnitte können Außenflächen des zweiten Teils bilden.
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Das erste Teil kann dagegen in einem einzigen Gießverfahren hergestellt werden. Der metallische Werkstoff des ersten und des zweiten Teils kann unterschiedlich sein, wobei das erste Teil z. B. Gusseisen umfasst, während das zweite Teil Stahl umfasst.
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Eine Fingerseite des Bremssattels kann in allgemein bekannter Weise eine dem Bremskolben gegenüberliegende und/oder von diesem abgewandte Seite darstellen und ist insbesondere gegenüber einer von dem Bremskolben abgewandten Seitenfläche der Bremsscheibe angeordnet.
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Die Ausstattung des zweiten Teils mit einem hohlen Abschnitt kann zur Gewichtsreduzierung beitragen. Wie weiter unten erläutert, bietet der hohle Abschnitt außerdem ein Volumen, in das ein schwingungsdämpfendes Material eingebracht werden kann. Dies kann dazu beitragen, Vibrationen und damit verbundene Geräuschemissionen beim Bremsen zu verringern.
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Durch die Gestaltung des Bremssattels als entsprechendes mehrteiliges Bauteil lassen sich im Vergleich zu bekannten einteiligen Konfigurationen die Freiheitsgrade bei der Gestaltung des ersten und zweiten Teils erhöhen. So kann beispielsweise jedes vom ersten Teil und zweiten Teil unabhängig vom jeweils anderen Teil hergestellt werden. Dies bietet Freiheit bei der Wahl der Herstellungsverfahren sowie bei der Auswahl von Materialien, Abmessungen oder Formen. Folglich können die verschiedenen Teile im Hinblick auf die Gesamtverformungseigenschaften des Bremssattels und/oder im Hinblick auf ihre individuellen Produktionskosten optimiert werden.
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Weitere Vorteile können dadurch erreicht werden, dass das erste Teil und das zweite Teil durch eine spezielle Verbindung gesichert werden. Zum Beispiel kann dies insbesondere bei einer mechanischen Verbindung dazu beitragen, zumindest einen Teil der Verformungsenergie abzubauen, die bei hohen Bremsbelastungen auftritt. Zusätzlich oder alternativ kann die mechanische Verbindung eine elastische Gelenkfunktion aufweisen. Dies kann dazu beitragen, die Verformungseigenschaften in gewünschter Weise zu verändern.
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Generell kann eine bevorzugte Verformungseigenschaft sich dadurch auszeichnen, dass die der Bremsscheibe zugewandten Innenflächen des ersten Teils und des zweiten Teils (bzw. die Kolbenseite und die Fingerseite des Bremssattels) ihre relative Ausrichtung zueinander auch bei hoher Bremsbelastung im Wesentlichen beibehalten. Sie können zum Beispiel eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung zueinander beibehalten. Dies trägt z.B. dazu bei, unregelmäßigen Bremsbelagverschleiß und ungleichmäßige Wärmeentwicklung der mit den Teilen verbundenen Bremsbeläge zu begrenzen, wie auch alle anderen im obigen einleitenden Teil genannten Nachteile.
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Genauer gesagt wurde festgestellt, dass infolge der elastischen Verformung bestehender Bremssättel eine erhebliche Verformung oder Auslenkung der Innenflächen des Bremssattels auftreten kann, die der Bremsscheibe zugewandt sind und die typischerweise die Bremsbeläge tragen. Infolgedessen kann sich der axiale Abstand zwischen den Flächen vergrößern und örtlich variieren. So können die Flächen beispielsweise leicht gegeneinander und/oder gegen die Rotationsachse der Bremsscheibe verkippen. Sie können daher eine nicht-parallele Ausrichtung einnehmen und/oder allgemein schräg werden, insbesondere in im Vergleich zueinander unterschiedlichen Winkeln. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Vergrößerung des Spaltes zwischen den Flächen und/oder zu ungleichmäßigen axialen lokalen Auslenkungen und Verschiebungen über und innerhalb jeder Fläche führen. Dies kann z. B. zu einem ungleichmäßigen Verschleiß der Bremsbeläge führen. Dies kann durch die hier beschriebene Lösung zumindest teilweise verhindert werden.
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Im Vergleich zu bestehenden mehrteiligen Konstruktionen fördert die vorliegende Lösung die gewünschte Verformungseigenschaft, indem das erste und das zweite Teil aus unterschiedlichen Materialien und/oder mit unterschiedlichen Fertigungstechnologien hergestellt werden, wodurch ihre Verbindung verformbarer und/oder schwächer wird. Auf diese Weise kann die Verbindung zwischen den Elementen dazu eingerichtet sein, dass größere Mengen an Verformungsenergie dissipiert werden, anstatt das erste Teil und das zweite Teil und/oder ihre jeweiligen inneren Seitenflächen als solche zu verbiegen.
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In einem Beispiel sind das erste und das zweite Teil durch Schweißen miteinander verbunden. Dadurch kann eine dauerhafte und zuverlässige Verbindung hergestellt werden, die keine spätere Wartung und häufige Kontrollen erfordert.
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Zusätzlich oder alternativ können das erste Teil und das zweite Teil mittels mindestens eines mechanischen Befestigungselements (z. B. einer Schraube, einem Bolzens oder einer Niete) mechanisch aneinander befestigt werden. Diese mechanische Fixierung kann lösbar sein. In den mechanisch verbundenen Teilen können Durchgangslöcher oder Aussparungen zur Aufnahme des optionalen mechanischen Befestigungselements vorgesehen sein. Die mechanische Befestigung kann die einzige Befestigung zwischen den entsprechenden Teilen sein. So können diese Teile beispielsweise nicht zusätzlich verklebt oder verschweißt sein. Dies kann die Verformungseigenschaften des Bremssattels verbessern und die Produktionskosten senken.
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In diesem Zusammenhang kann das mechanische Befestigungselement mit einer Oberseite des ersten Teils, die von einer Umfangsfläche der Bremsscheibe abgewandt ist, verbunden (oder an dieser angeordnet oder aufgenommen) sein. Die Oberseite kann sich im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse der Bremsscheibe und/oder in einem Winkel zu den der Bremsscheibe zugewandten Innenflächen des ersten Teils und des zweiten Teils erstrecken. An dieser Oberseite kann ausreichend Platz vorhanden sein, um eine Überlappung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil herzustellen, die mit dem Befestigungselement gesichert werden können. Außerdem kann die Oberseite für ein Festziehen des Befestigungselements leicht zugänglich sein. Außerdem kann eine Überlappung an dieser Oberseite zu den gewünschten Verformungseigenschaften beitragen, indem sie einen zusätzlichen Versteifungseffekt bewirkt, der verhindert, dass die Finger- oder Kolbenseite relativ zueinander kippen.
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Alternativ kann das mechanische Befestigungselement auch mit einer Vorderseite des ersten Teils verbunden (oder an dieser angeordnet oder in dieser aufgenommen) sein. Diese Vorderseite kann sich in einem Winkel und insbesondere orthogonal zur Rotationsachse erstrecken (oder zumindest in einem Winkel, der größer ist als ein Winkel zwischen der Oberseite und der Rotationsachse). Die Vorderseite kann dem zweiten Teil zugewandt sein. Sie kann sich parallel zur inneren, der Bremsscheibe zugewandten Seitenfläche des zweiten Teils erstrecken. Das Anordnen des mechanischen Befestigungselements an der genannten Vorderseite kann dazu beitragen, die Größe des Bremssattels zu begrenzen. Auch kann es eine engere Positionierung des mechanischen Befestigungselements zu einem Bereich mit besonders hohen elastischen Verformungen ermöglichen, so dass ein entsprechend großer Anteil der Verformungsenergie durch die mechanische Verbindung dissipiert werden kann.
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Es kann auch eine Mehrzahl von mechanischen Befestigungselementen vorhanden sein, die an verschiedenen Seiten des Bremssattels angeordnet sein können, insbesondere mindestens eines an einer Oberseite und mindestens eines an einer Vorderseite, wie oben offenbart.
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Einem Beispiel zufolge sind das erste und das zweite Teil nicht zerlegbar. Anders ausgedrückt, es kann sich um einstückige oder homogene Teile handeln, die z. B. nur eine Art von Material umfassen können.
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Außerdem kann der hohle Abschnitt mit einem schwingungsdämpfenden Material gefüllt sein. Dieses schwingungsdämpfende Material kann ein nichtmetallisches Material sein. Es kann sich um ein loses Material handeln, z. B. um ein Schüttgut. Es kann einen Schaumstoff, ein poröses Material oder ein Material umfassen, das elastischer und/oder weicher ist als das Material des ersten Teils. Andere Beispiele für schwingungsdämpfende Materialien sind Materialien, die ein Elastomer, ein Phenolmaterial, einen faserverstärkten Kunststoff (z. B. Glasfaser, Kohlefaser oder Aramidfaser), einen Polyurethanschaum oder einen harten Polyvinylchloridschaum umfassen oder daraus bestehen. Das schwingungsdämpfende Material kann eine beliebige Kombination aus den hier genannten Materialbeispielen umfassen.
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Gemäß einem anderen Beispiel ist der hohle Abschnitt zumindest teilweise von dem Fingerteil umfasst. Im Allgemeinen kann das zweite Teil einen Fingerabschnitt umfassen, der sich z. B. im Wesentlichen parallel zu und/oder entlang einer jeweils gegenüberliegenden Seitenfläche der Bremsscheibe erstreckt. Außerdem kann der Fingerabschnitt ein freies Ende des zweiten Teils umfassen, das z. B. radial nach innen weist. Das zweite Teil kann auch einen weiteren Abschnitt aufweisen, der sich in einem Winkel zum Fingerabschnitt und insbesondere in einem kleineren Winkel zu einer Rotationsachse erstreckt. In einem Beispiel kann sich dieser weitere Abschnitt in Richtung des zweiten Teils erstrecken. Im Allgemeinen kann dieser weitere Abschnitt zusammen mit dem Fingerabschnitt einen winkligen oder L-förmigen Querschnitt des ersten Teils definieren. Dieser weitere Abschnitt kann auch einen hohlen Abschnitt oder einen Teil desselben hohlen Abschnitts umfassen, der auch von dem Fingerabschnitt umfasst ist. Alternativ kann der weitere Abschnitt nicht hohl sein. Der weitere Abschnitt kann zumindest einen Teil des mittleren Abschnitts des Bremssattels bilden.
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Konkret hat der Bremssattel in einer Ausführungsform einen mittleren Abschnitt, der gegenüber einer Umfangsfläche der Bremsscheibe angeordnet werden kann, wobei der mittlere Abschnitt entweder von dem ersten Teil oder dem zweiten Teil umfasst ist. Der mittlere Abschnitt kann sich von der Fingerseite bis zur Kolbenseite erstrecken. Er kann daher Abschnitte aufweisen, deren axiale Positionen mit den axialen Positionen der beiden Seitenflächen der Bremsscheibe und/oder mit den beiden axialen Positionen der Innenflächen des ersten Teils und des zweiten Teils, die der Bremsscheibe zugewandt sind, überlappen und/oder mit diesen übereinstimmen. Der mittlere Abschnitt kann mit dem ersten oder dem zweiten Teil einstückig ausgebildet oder von diesem umfasst sein. Er kann zum Beispiel mit einem Fingerabschnitt des ersten Teils einstückig ausgeformt und/oder direkt damit verbunden sein.
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Wenn das zweite Teil den mittleren Abschnitt umfasst, kann der hohle Abschnitt in diesem mittleren Abschnitt vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform ist es auch möglich, dass der hohle Abschnitt von dem mittleren Abschnitt umfasst ist, wenn der mittlere Abschnitt von dem ersten Teil umfasst ist. Es kann jedoch einfacher sein, einen mittleren Abschnitt auf der Grundlage der Blechkonstruktion des ersten Teils herzustellen als auf der Grundlage der Gusskonstruktion des zweiten Teils. Dies gilt vor allem dann, wenn ein hohler Abschnitt mit einem signifikanten Volumen vorgesehen ist.
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Ein allgemeiner Aspekt dieser Offenbarung ist, dass der hohle Abschnitt mindestens 5 %, mindestens 10 %, mindestens 20 % oder mindestens 40 % des Volumens des zweiten Teils umfassen kann. Dies ermöglicht eine erhebliche Gewichtsreduzierung des zweiten Teils und/oder die Aufnahme eines entsprechend großen Volumens eines schwingungsdämpfenden Materials in dem hohlen Abschnitt.
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Es kann vorgesehen sein, dass, wenn das zweite Teil sowohl den Fingerabschnitt als auch den mittleren Abschnitt umfasst, jeder von Fingerabschnitt und mittlerem Abschnitt einen hohlen Abschnitt umfasst. Diese hohlen Abschnitt im Fingerabschnitt und im mittleren Abschnitt können miteinander verbunden werden. Alternativ können sie auch von dem jeweils anderen hohlen Abschnitt getrennt sein.
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Die Dicke des für die Herstellung des zweiten Teils verwendeten Materials kann im Allgemeinen variieren. Das zweite Teil kann zum Beispiel aus einer Reihe von Blechabschnitten gebildet sein, die miteinander verbunden sind. Die Dicke dieser Blechabschnitte kann konstant sein oder variieren, insbesondere in Abhängigkeit von den lokalen Spannungen, denen das zweite Teil beim Bremsen ausgesetzt ist. Wenn das zweite Teil den Fingerabschnitt und den mittleren Abschnitt umfasst, kann sich die Dicke mindestens eines Blechabschnitts, der von dem mittleren Abschnitt umfasst ist, von der Dicke mindestens eines Blechabschnitts, der von dem Fingerteil umfasst ist, unterscheiden. Die Dicke kann zum Beispiel geringer sein, insbesondere an der Oberseite des mittleren Abschnitts. Sie kann höchstens zwei Drittel oder höchstens die Hälfte der Dicke des Blechabschnitts des Fingerabschnitts betragen. In einem Beispiel hat mindestens ein Blechabschnitt, der von dem mittleren Abschnitt umfasst ist, eine Dicke von 2 bis 4 mm, während mindestens ein Blechabschnitt, der von dem den Fingerabschnitt umfasst ist, eine Dicke von 5 bis 8 mm hat.
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In einem Beispiel übersteigt die durchschnittliche oder maximale Dicke der Blechabschnitte, die von dem Fingerabschnitt umfasst sind, die durchschnittliche und/oder maximale Dicke der Blechabschnitte, die von dem mittleren Abschnitt umfasst sind. Im Allgemeinen trägt die Verringerung der Dicke zumindest ausgewählter Blechabschnitte dazu bei, Gewicht und Materialkosten zu reduzieren.
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Nach einer anderen Ausführungsform umfasst das zweite Teil eine Shim, z. B. an seiner Innenseite, die einer gegenüberliegenden Seitenfläche der Bremsscheibe zugewandt ist. Die Shim kann z. B. durch Kleben am zweiten Teil befestigt sein.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bremssattels für eine Fahrzeugscheibenbremse, wobei der Bremssattel umfasst:
- - ein erstes Teil, das einen Abschnitt umfasst, der an einer ersten Seitenfläche einer Bremsscheibe der Fahrzeugscheibenbremse anordenbar ist und dazu eingerichtet ist, einen Bremskolben aufzunehmen;
- - ein zweites Teil, das getrennt von dem ersten Teil ausgebildet ist und einen Fingerabschnitt umfasst, der an einer zweiten Seitenfläche der Bremsscheibe anordenbar ist;
wobei vorzugsweise das erste Teil ein Metallgussteil ist und das zweite Teil Blech umfasst, und wobei das zweite Teil einen zumindest teilweise umschlossenen hohlen Abschnitt umfasst;
wobei das Verfahren umfasst: - Befestigen des ersten und zweiten Teils aneinander (z. B. mechanisch und/oder durch Schweißen).
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Das Verfahren kann jegliche weiteren hierin erörterten Maßnahmen zum Herstellen eines Bremssattels nach jeglichem beliebigen offenbarten Beispiel umfassen. Das Verfahren kann zum Beispiel einen Schritt umfassen, bei dem der hohle Abschnitt mit einem schwingungsdämpfenden Material gefüllt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren erläutert. Figurenübergreifend können gleiche oder ähnliche Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen markiert sein.
- 1 ist eine Schnittdarstellung eines mehrteiligen Bremssattels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 2 ist eine Schnittdarstellung eines mehrteiligen Bremssattels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
- 3 ist eine Schnittdarstellung eines mehrteiligen Bremssattels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
- 4 ist eine Schnittdarstellung eines mehrteiligen Bremssattels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
- 5 ist eine Schnittdarstellung eines mehrteiligen Bremssattels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
- 6 ist eine Schnittdarstellung eines mehrteiligen Bremssattels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
- 7 ist eine Schnittdarstellung eines mehrteiligen Bremssattels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
- 8 ist eine Schnittdarstellung eines mehrteiligen Bremssattels gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
- 9a-c sind Vorderansichten von zweiten Teilen mehrteiliger Bremssättel gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung.
- 10a-f sind Schnittdarstellungen erster Teile von mehrteiligen Bremssätteln gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung.
- 11a-d sind Schnittdarstellungen erster Teile von mehrteiligen Bremssätteln gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung.
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1 ist eine seitliche Schnittdarstellung des Bremssattels 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In 1 ist ebenfalls schematisch eine radial obere Hälfte der Bremsscheibe 1 dargestellt, wobei sich die Bremsscheibe um eine Rotationsachse R dreht und sich im Allgemeinen konzentrisch dazu erstreckt. Die in 1 dargestellten Größenverhältnisse zwischen dem Bremssattel 10 und der Bremsscheibe 1 sind nur schematisch und die Bremsscheibe 1 kann wesentlich größer sein als dargestellt.
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Die Bremsscheibe 1 und die Rotationsachse R sind in den weiteren 2-8 nicht näher dargestellt. Wenn der Bremssattel 10 jedoch an einem Fahrzeug montiert ist, sind die Bremsscheibe 1 und die Rotationsachse R auch bei den in den weiteren 2-8 dargestellten Bremssätteln 10 in ähnlicher Weise angeordnet.
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Der Bremssattel 10 umfasst ein erstes Teil 12, bei dem es sich um ein Gussteil, insbesondere ein Gusseisenteil, handelt. Das erste Teil 12 umfasst einen zylindrischen Aufnahmeabschnitt 14 zur Aufnahme eines nicht abgebildeten Bremskolbens. Es umfasst außerdem eine Ringnut 16, in der eine nicht abgebildete Dichtung aufgenommen werden kann, um einen flüssigkeitsdichten Kontakt mit dem Bremskolben herzustellen. Die Ringnut 16 ist innerhalb des Aufnahmeabschnitts 14 angeordnet. Das erste Teil 12 umfasst außerdem einen Bremsflüssigkeitskanal 18, der mit dem Aufnahmeabschnitt 14 in fluidleitender Verbindung steht. In allgemein bekannter Weise kann Bremsflüssigkeit in eine durch den Aufnahmeabschnitt und den Bremskolben begrenzte Hydraulikkammer eintreten, um den Bremskolben zum Betätigen oder Lösen der Bremse zu bewegen.
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Das erste Teil 12 ist an einer ersten Seitenfläche 2 der Bremsscheibe 1 angeordnet und bildet bzw. umfasst im Allgemeinen eine Kolbenseite des Bremssattels 10. In allgemein bekannter Weise kann ein nicht dargestellter Bremsbelag an der Kolbenseite angeordnet und im Bremssattel 10 aufgenommen und/oder geführt werden. Außerdem kann der Bremsbelag durch den Bremskolben, der im ersten Teil 12 aufgenommen ist, in Kontakt mit der Seitenfläche 2 der Bremsscheibe 1 gedrängt werden.
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Der Bremssattel 10 umfasst auch ein zweites Teil 20. Das zweite Teil 20 umfasst einen Fingerabschnitt 22, der der jeweils gegenüberliegenden Seitenfläche 3 der Bremsscheibe 1 zugewandt ist. Der Fingerabschnitt 22 erstreckt sich entlang der Seitenfläche 3 und kann im Allgemeinen in einem Winkel zur Rotationsachse R verlaufen, der größer als 60° ist. Im gezeigten Beispiel erstreckt sich der Fingerabschnitt 22 orthogonal zur Rotationsachse R.
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Auch hier kann in allgemein bekannter Weise ein nicht dargestellter Bremsbelag an dem Fingerabschnitt 22 angeordnet sein und von diesem getragen werden. Nach bekannten Schwimmsattelprinzipien kann dieser Bremsbelag bei Druckausübung auf den entsprechend gegenüberliegenden Bremsbelag mittels des Bremskolbens in Kontakt mit der zweiten Seitenfläche 3 gedrückt werden.
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Das zweite Teil 20 umfasst auch einen mittleren Abschnitt 24 des Bremssattels 10. Dieser mittlere Abschnitt 24 überspannt axial die Bremsscheibe 1. Dementsprechend überlappen seine axialen Positionen (z. B. bei Betrachtung entlang der Rotationsachse R) mit den axialen Positionen der beiden Seitenflächen 2, 3 der Bremsscheibe 1. Außerdem ist der mittlere Abschnitt 24 einer äußeren Umfangsfläche 4 der Bremsscheibe 1 zugewandt. Im gezeigten Beispiel erstreckt sich der mittlere Abschnitt 24 im Allgemeinen entlang der Rotationsachse R und bildet zusammen mit dem Fingerabschnitt 22 eine L-förmige oder gewinkelte Querschnittsform eines zweiten Teils 20.
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Das zweite Teil 20 ist ein Blechteil, das eine Mehrzahl von Blechabschnitten 26 umfasst, die miteinander verbunden sind, z. B. durch Schweißen. Im gezeigten Beispiel sind diese Blechabschnitte 26 so angeordnet und verbunden, dass sie einen hohlen Abschnitt 28 des zweiten Teils 20 (in diesem Beispiel vollständig) umschließen. Dementsprechend bildet der hohle Abschnitt 28 einen Hohlraum innerhalb des zweiten Teils 20. Dies reduziert das Gewicht. Optional kann der hohle Abschnitt 28 mit einem schwingungsdämpfenden Material gemäß einem der hier offengelegten Beispiele gefüllt werden.
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In der Ausführungsform von 1 sind das erste Teil 12 und das zweite Teil 20 durch mindestens ein mechanisches Befestigungselement 30 in Form einer Schraube mechanisch miteinander verbunden. Die Position des mechanischen Befestigungselements 30 entlang einer Achse, die orthogonal zur Bildebene verläuft, ist sehr schematisch. Es kann auch außerhalb der Schnittebene positioniert und näher oder weiter von der Bildebene entfernt sein. Es kann zum Beispiel in einem Abstand zum hohlen Abschnitt 28 angeordnet sein, so dass es von außerhalb des hohlen Abschnitts 28 zugänglich ist. Dementsprechend können in einer Ebene, die sich orthogonal zur Rotationsachse R erstreckt, zwei mechanische Befestigungselemente 30 außerhalb und auf beiden Seiten des hohlen Abschnitts 28 angeordnet sein und können von keinem der Blechabschnitte 26 des zweiten Teils 20 behindert werden.
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Das mechanische Befestigungselement 30 ist an einer Vorderseite 33 des ersten Teils 12 angeordnet und darin aufgenommen, wodurch die radialen Abmessungen des Bremssattels 10 (d. h. die Abmessungen in einer Richtung orthogonal zur Rotationsachse R) begrenzt werden.
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In 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die weitgehend derjenigen von 1 entspricht. Im Zusammenhang mit 2 und den übrigen Figuren wird auf Merkmale, die mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen identisch oder ihnen ähnlich sind, im Allgemeinen nicht weiter eingegangen.
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Der Hauptunterschied zur Ausführungsform von 1 besteht in der Position des mindestens einen mechanischen Befestigungselements 30, mit dem das erste Teil 12 und das zweite Teil 20 aneinander befestigt sind. Konkret ist dieses mechanische Befestigungselement 30 an einer Oberseite 13 des Bremssattels 10 und insbesondere des ersten Teils 12 angeordnet und darin aufgenommen. Hierfür überlappt und berührt einer der Blechabschnitte 26 des zweiten Teils 20, und zwar derjenige, der zumindest einen Teil einer Oberseite des zweiten Teils 20 bildet, die Oberseite 13 des ersten Teils 12.
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In 2 kann wiederum mehr als ein mechanisches Befestigungselement 30 vorgesehen sein, z. B. eine Mehrzahl von mechanischen Befestigungselementen 30, die entlang einer orthogonal zur Bildebene verlaufenden Achse verteilt sind.
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3 zeigt ein Beispiel, bei dem jeweils eine Mehrzahl von mechanischen Befestigungselementen 30 vorgesehen ist, die jedoch entlang einer in der Bildebene verlaufenden Achse angeordnet sind. Dennoch kann vorgesehen werden, dass zusätzliche Befestigungselemente 30 entlang einer Achse orthogonal zur Bildebene angeordnet sind.
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3 zeigt auch, dass die Blechabschnitte 26 des zweiten Teils 20 unterschiedliche Dicken (oder Stärken) haben können. Beispielsweise können die Dicken je nach den zu erwartenden Belastungen, denen die entsprechenden Bereiche des zweiten Teils 20 beim Bremsen ausgesetzt sind, variiert werden. Der mittlere Abschnitt 24 kann beispielsweise einen Blechabschnitt 27 mit reduzierter Dicke umfassen, der im gezeigten Beispiel zumindest einen Teil einer Oberseite des mittleren Abschnitts 24 bildet. Das liegt daran, dass diese Oberseite vergleichsweise geringen Spannungen ausgesetzt ist. Die Blechabschnitte 26 des Fingerabschnitts 22 können dagegen im Vergleich dicker sein. In einem Beispiel kann die durchschnittliche oder maximale Dicke der Blechabschnitte 26, die den Fingerabschnitt 22 bilden, die durchschnittliche und/oder maximale Dicke der Blechabschnitte 26, die den mittleren Abschnitt 24 bilden, übersteigen.
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In 4 unterscheidet sich das Design des zweiten Teils 20 deutlich von dem der vorherigen Ausführungsformen. Der Fingerabschnitt 22 umfasst eine Reihe von Hohlabschnitten 28. Diese sind als eine Art Kammer innerhalb des Fingerabschnitts 22 und durch innere stegförmige Blechabschnitte 26 gebildet, die nicht Teil einer Außenfläche des Fingerabschnitts 22 sind. Der mittlere Abschnitt 24, der wiederum von dem zweiten Teil 20 umfasst ist, umfasst ebenfalls einen hohlen Abschnitt 28. Dies ist nicht zwingend erforderlich, und der mittlere Abschnitt 24 könnte frei von einem entsprechenden hohlen Abschnitt 28 sein. Die hohlen Abschnitte 28 des Fingerabschnitts 22 und des mittleren Abschnitts 24 gehen nicht ineinander über, d.h. sie sind durch mindestens einen Blechabschnitt 26 getrennt.
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In einem optionalen Beispiel sind zumindest einige der hohlen Abschnitte 28 des Fingerabschnitts 22 mit einem schwingungsdämpfenden Material gefüllt, während der hohle Abschnitt 28 des mittleren Abschnitts 24 leer ist. Auch eine umgekehrte Füllung ist möglich, d. h. der hohle Abschnitt des mittleren Abschnitts 24 ist gefüllt, während die hohlen Abschnitte 28 des Fingerabschnitts 22 leer sind.
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5 zeigt ein weiteres Beispiel. In diesem Fall weist der mittlere Abschnitt 24 eine Mehrzahl von hohlen Abschnitten 28 auf. Beide erstrecken sich parallel zueinander und parallel zur Rotationsachse R. Der Fingerabschnitt 22 weist ebenfalls einen hohlen Abschnitt 28 auf. Jeder dieser hohlen Abschnitte 28 kann mit einem schwingungsdämpfenden Material gefüllt sein oder leer sein.
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In der Ausführungsform von 6 ist der Fingerabschnitt 22 ähnlich wie in 4 gestaltet, indem er eine Mehrzahl von hohlen Abschnitten 28 aufweist. Der mittlere Abschnitt 28 umfasst ebenfalls einen hohlen Abschnitt. Im Vergleich zu 4 ist er länglicher, wodurch die axiale Überlappung (z.B. die axiale Länge der Überlappung) zwischen dem ersten Teil 14 und dem zweiten Teil 20 vergrößert wird.
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Die 7 und 8 zeigen Beispiele, bei denen der mittlere Abschnitt 24 von dem ersten Teil 12 umfasst ist. Er ist insbesondere als einstückig gegossener Abschnitt des ersten Teils 12 ausgebildet. Das zweite Teil 20 umfasst daher nur den Fingerabschnitt 22 und ist mit einer Stirnfläche des mittlere Abschnitts 24 verbunden. In 7 umfasst diese Verbindung einen Stift als mechanisches Befestigungselement 30, der in ein Loch des ersten Teils 14 eingepresst ist. In 8 ist das mechanische Befestigungselement 30 eine Schraube.
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In den beiden 7 und 8 umfasst das zweite Teil 20 mindestens einen hohlen Abschnitt 28, der entweder leer oder gefüllt ist, insbesondere mit einem schwingungsdämpfenden Material.
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Ein Vorteil der Ausführungsform von 8 ist, dass das mechanische Befestigungselement 30 auch dazu verwendet werden kann, ein (nicht dargestelltes) weiteres Element in einer gut sichtbaren Position zu befestigen. Dies kann z.B. ein Logo-Clip, ein Hersteller-Kennzeichen, ein Produkttypschild oder ähnliches sein. Dieses Element kann an einer Vorderseite des Fingerabschnitts 22 anliegen, die in 8 nach links zeigt.
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Ein Vorteil der Erfindung im Allgemeinen und insbesondere der 2, 3 und 6 besteht darin, dass eine Optimierung hinsichtlich der NVH-Eigenschaften (Noise, Vibration, Harshness) sich auf nur eines der Teile 12, 20 konzentrieren kann, z. B. auf dieses Teil 12, 20 als veränderbares und/oder austauschbares Teil 12, 20, ohne dass der gesamte Bremssattel 10 neu gestaltet werden muss.
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Die 9a-c sind Vorderansichten von zweiten Teile 20, wobei das zweite Teil 20 im Vergleich zu den 1-8 um 90° zum Betrachter gedreht ist. Die 9a-c zeigen beispielhaft eine Reihe von möglichen Gestaltungen des zweiten Teils 20 und insbesondere seiner in den Figuren dargestellten Vorderseite. In 9a ist die Vorderseite oval, während die Vorderseite in den 9b und 9c rechteckig ist, aber eine andere Größe und Ausrichtung hat. Diese Unterschiede in Form, Größe und Ausrichtung werden dadurch ermöglicht, dass das zweite Teil 20 getrennt vom ersten Teil 12 und nicht im Metallgussverfahren hergestellt wird.
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Die 10a-f sind Ansichten möglicher Ausführungen des ersten Teils 12, die auch in den 2-6 enthalten sind, wobei das erste Teil 12 den mittleren Abschnitt 24 nicht enthält.
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Die 11a-c zeigen ebenfalls Ansichten möglicher Ausführungen des ersten Teils 12, wobei das erste Teil 12 jedoch den mittleren Abschnitt 24 enthält. Diese Variabilität in der Gestaltung wird auch dadurch unterstützt, dass das erste Teil 12 getrennt von dem zweiten Teil 20 hergestellt wird, was die Freiheitsgrade in der Gestaltung erhöht.
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Liste der Bezugszeichen
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- 1
- Bremsscheibe
- 2, 3
- Seitenfläche
- 4
- Umfangsfläche
- 10
- Bremssattel
- 12
- erstes Teil
- 13
- Oberseite
- 14
- Aufnahmeabschnitt
- 16
- Nut
- 18
- Ölkanal
- 20
- zweites Teil
- 22
- Fingerabschnitt
- 24
- mittlerer Abschnitt
- 26
- Blechabschnitt
- 27
- dünner Blechabschnitt
- 28
- hohler Abschnitt
- 30
- mechanisches Befestigungselement
- 32
- Shim
- 33
- Vorderseite
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010052435 A1 [0007]
