DE3244789A1

DE3244789A1 - Teilbelag-scheibenbremse und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3244789A1
Application number: DE19823244789
Authority: DE
Inventors: Jochen 6050 Offenbach Burgdorf; Rudolf 6000 Frankfurt Thiel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1982-12-03
Publication date: 1984-06-07

Description

Teilbelag-Scheibenbremse und Verfahren zu
ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine Teilbelag-Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Teilbelag-Scheibenbremsen mit einem feststehenden Bremsträger, einem U-förmigen Bremssattel, der eine Bremsscheibe und zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnete Bremsbacken umgreift und axial verschiebbar am Bremsträger gelagert ist, sind bereits in den verschiedensten Bauformen bekannt geworden. Insbesondere sind auch bereits solche Teilbelag-Scheibenbremsen bekannt, bei denen die Lagerung für den Bremssatel zumindest einen Führungsbolzen aufweist, der am Bremsträger oder Bremssattel befestigt und mit einem Führungsteil axial verschiebbar in einer Führungsbohrung des Bremssattels oder des Bremsträgers angeordnet ist.
Eine derartige Teilbelag-Scheibenbremse ist beispielsweise aus der DE-AS 1 600 007 bekannt. Bei dieser Bremse weist der Bremsträger zwei Lageraugen auf, in denen beidendig ein Schwenkbolzen gehalten ist, der durch den Bremssattel geführt ist und die Resultierende der Bremskräfte aufnimmt. Der Schwenkbolzen ist innerhalb der Lageraugen fest verkeilt und der Bremssattel kann sich im Betrieb der Scheibenbremse auf dem Schwenkbolzen verstellen. Ein weiterer achsparalleler Zapfen ist auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet und greift in ein parallel zur Richtung der resultierenden Bremskräfte verlaufenden Schlitz des Bremssattels ein. Dieser Zapfen ist mittels einer Schraubverbindung am Bremsträger befestigt.
Aus der US-PS 3 081 843 ist auch bereits eine Teilbelag-Scheibenbremse bekanntgeworden, bei der ein Führungsbolzen unmittelbar in den Bremssattel eingeschraubt und mit einem Führungsteil in einer Bohrung des Bremsträgers gelagert ist. Schließlich sind auch Preßpassungen zur Verbindung der Bolzen mit dem Bremsträger bzw. Bremssattel bekannt.
Allen diesen bekannten Befestigungsarten ist gemeinsam, daß sie relativ groß bauen und teuer sind, da aufwendige Arbeitsgänge erforderlich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Teilbelag-Scheibenbremse der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß eine kleinstmögliche und verbilligte Bauweise erzielt wird. Ferner soll ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung einer derartigen Teilbelag-Scheibenbremse angegeben werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die die Patentansprüche 1 und 12 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Teilbelag-Scheibenrbemse geschaffen, bei der das Befestigungsproblem konstruktiv und fertigungstechnisch optimal gelöst ist. Insbesondere wird eine sehr kleine Bauweise bei größtmöglicher Zuverlässigkeit in der Serienproduktion erreicht, da die Verbindung hochfest, und weitestgehend kerbfrei ist und Passungsrost vermieden wird, der bei bekannten Verbindungen infolge Mikrobewegungen und sich dadurch ergebenden Gefügezerstörungen entsteht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der fertig bearbeitete und vergütete Bolzen mit einer Preß- oder Ubergangspassung in der durchgehenden Bohrung angeordnet wird und daß die Schweißverbindung an der dem Führungsteil gegenüberliegenden Stirnseite des Bolzens vorgenommen wird und die Innenfläche der Bohrung mit der Außenfläche des Bolzens verbindet bzw. zusätzlich zur Passung sichert. Mit dieser Anordnung wird einerseits auf einfache Weise eine zweckmäßige Vormontagemöglichkeit geschaffen. Andererseits wird die Verbindung bezüglich ihrer Festigkeit wesentlich verbessert, insbesondere wurden auch Verspannungen die vor der Passung herrühren durch das Schweißen abgebaut.
Zur Vermeidung von Kerbspannungen ist es zweckmäßig, wenn die Tiefe der Schweißverbindung geringer ist als die Passungslänge. Insbesondere erweist sich eine Schweißtiefe von etwa einem Drittel bis drei Viertel der Passungslänge als zweckmäßig Zur Gewichtsreduzierung, zum Ausgleich der Spannungen und zum Druckausgleich ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Bolzen mit einer durchgehenden Längsbohrung versehen. Diese Längsbohrung weist gemäß einer Ausgestaltung an der Befestigungsstirnseite eine Erweiterung auf, die mittels eines Filterstopfens bzw. eines Labyrinthstopfens verschlossen ist. Auch in Führungsteil des Bolzens kann eine-zur Stirnseite des Führungsteils hin offene Erweiterung vorgesehen sein. Der Filterstopfen kann aus Materialien, wie Filz, Schaumstoff, Papier, das eventuell ölgetränkt ist, bestehen. Der Labyrinthstopfen besteht zweckmäßig aus Kunststoff. Die Längsbohrung wirkt auch als Ausgleichsbohrung für auftretende Luftdruckschwankungen, die bei fehlendem Druckausgleich den Verschleiß der Beläge erhöhen. Die im Inneren der Bohrung infolge Temperaturumwandlung sich ausdehnende Luft kann über den Filter- bzw. Labyrinthstopfen austreten.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Führungsteil des Bolzens und der Führungsbohrung eine Schutzkappe angeordnet. Diese weist zweckmäßig einen Stützring auf, der auf einer die Bohrung umgebenden Ringfläche sitzt.Die Schutzkappe sichert die Fettfüllung zwischen Führungsbolzen und umgebender Bohrung und verhindert das Eindringen von Staub und Wasser.
Die Erfindung kann insbesondere mit Vorteil für den alle wesentlichen vom Bremssattel aufgenommenen Umfangskräfte übertragenden Hauptführungsbolzen angewandt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Teilbelag-Scheibenbremse sieht in einer zweckmäßigen Ausgestaltung vor, daß der Führungsbolzen vor der Herstellung der Schweißverbindung mit einer Preß- oder Ubergangspassung in die Befestigungsbohrung eingesetzt wird.
Als Schweißverfahren zur Herstellung der Schweißverbindung kommen Elektronenstrahlschweißen und Laserschweißen in Frage.
Der Schweißvorgang wird zweckmäßig so ausgeführt, daß die Tiefe der Schweißnaht geringer ist als die Passungslänge des Führungsbolzens.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine erste Ausgestaltung einer Teilbelag-Scheibenbremse.
Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch eine zweite Ausgestaltung einer Teilbelag-Scheibenbremse.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Teilbelag-Scheibenbremse 2, in dem Bereich, in welchem ein Bremssattel 4 an einem feststehenden Bremsträger 6 axial verschiebbar gelagert ist. Der Bremsträger 6 weist zwei in Umfangsrichtuny voneinander mit Abstand angeordnete Arme auf, von denen hier nur der Arm 8 zu sehen ist. Im Arm 8 (wie im anderen nicht dargestellten Arm) ist eine axiale Bohrung 10 vorgesehen, durch die ein Befestigungselement geführt werden kann, um den Bremsträger starr mit dem Fahrzeug zu verbinden.
Am radial außen liegenden Ende 12 des Armes 8 ist eine durchgehende axiale Führungsbohrung 14 vorgesehen. In dieser Führungsbohrung 14 ist ein Führungsteil 16 eines Führungsbolzens 18 axial verschiebbar angeordnet. Der Führungsbolzen 18 weist auch einen Befestigungsabschnitt 20 auf, mit dem er in einer durchgehenden Bohrung 22 des Bremssattels 4 befestigt ist.
Zur Befestigung des Führungsbolzens 18 in der Bohrung 22 des Bremssattels 4 ist eine Preß- oder Ubergangspassung entlang des gesamten Führungsteiles 16 und eine Schweißverbindung entlang eines Teiles der Passungslänge vorgesehen. Die Schweißnaht 24 liegt zwischen der äußeren Umfangsfläche des Führungsteiles 16 und der inneren Fläche der Bohrung 22 und verbindet den Führungsbolzen 18 in diesem Bereich mit dem Bremssattel 4.
Der Führungsbolzen 18 weist eine durchgehende axiale Bohrung 26 auf, die an ihren Enden mit Erweiterungen 28,30 versehen ist. Die Bohrung 26 mit den Erweiterungen 28 und 30 dient einerseits der Gewichtsreduzierung und andererseits dem Ausgleich der Spannungen und dem Druckausgleich. In der Erweiterung 28 ist ein Filtereinsatz 31 vorgesehen, der aus Filz, Schaumstoff, Papier, das eventuell ölgetränkt ist, oder dergleichen bestehen kann. Ein Verschlußstopfen 32 verschließt die Öffnung der Erweiterung 28 und ist mit einem Labyrinthdurchgang 34 versehen, um einen Luftausgleich zu ermöglichen. Die Erweiterung 30 ist im Längsschnitt kegelförmig ausgebildet und mündet an der Stirnseite offen. Die Führungsbohrung 14 ist auf dieser Seite mittels eines Deckels 36 verschlossen, der beispielsweise auch in eine Erweiterung oder eine Nut der Führungsbohrung 14 eingesetzt ist.
Zwischen dem Führungsteil 16 des Führungsbolzens 18 und dem dem Befestigungsabschnitt zugewandten Ende der Führungsbohrung 14 ist eine Schutzkappe 38 angeordnet. Das äußere Ende der Schutzkappe 38 ist an einem Stützring 40 befestigt, der auf einer die Führungsbohrung 14 umgebenden Ringfläche des Armes 8 sitzt. Ausgehend vom Stützring 40 erstreckt sich die Schutzkappe 38 S-förmig über die Stirnseite des die Bohrung 14 umgebenden Teiles des Armes 8 und verläuft dann im Inneren der Führungsbohrung 14 zwischen dieser und dem Führungsteil 16 des Führungsbolzens 18 zu einer im Führungsteil 16 vorgesehenen Nut 42, in der sie mittels eines Ringwulstes 44 verankert ist.
Die Schutzkappe 38 wirkt in dieser Form gleichzeitig als Dichtung (Abstreifer) zwischen dem Bremsträger 6 und dem Führungsbolzen 18.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausgestaltung einer Teilbelag-Scheibenbremse 46 entspricht weitgehend der Scheibenbremse 2. Im Unterschied zu dieser ist der Führungsbolzen 47 jedoch durchgehend glatt ausgeführt, d.h. er weist über den ganzen Befstigungs- und Führungsteil einen gleichbleibenden Durchmesser auf. Als weiterer Unterschied kommt hinzu, daß auch die durchgehende axiale Bohrung 48 über ihre ganze Länge einen gleichbleibenden Durchmesser aufweisgt und am Befstigungsende mittels eines Labyrinthstopfens 50 aus Kunststoff verschlossen ist. Schließlich ist anstelle der Schutzkappen-Anordnung 38,40 der Fig. 1 eine Anordnung mit einem im Querschnitt U-förmiger Blechring 52 vorgesehen, der auf dem Führungsbolzen 47 sitzt. In diesem Blechring 52 ist eine Schutzkappe 54 eingeknöpft. Das andere Ende der Schutzkappe 54 ist in eine Ringnut 56 eingeknöpft, die am Ende des die Führungsbohrung 58 aufweisenden Bremsträgerarm 60 vorgesehen ist.
Bei der Herstellung bzw. beim Zusammenbau der Teilbelag-Scheibenbremse wird im wesentlichen wie folgt verfahren.
Nachdem die Außenkontur und die Innenkontur des Führungsbolzens 18 entsprechend den Anforderungen bearbeitet ist, wird dieser zur Vormontage mit Preß- oder Ubergangspassung in die Bohrung 22 des Bremsssttels 4 eingesetzt. Danach erfolgt die Verschweißung des Führungsbolzens 18 mit dem Bremssattel 4, wobei die Schweißnaht mittels eines Elektronenstrahl-Schweißverfahrens oder eines Laserstrahl-Schweißverfahrens zwischen die Außenfläche des Führungsbolzens 18 und die Innenfläche der Bohrung 22 gelegt wird. Die Tiefe der kreisringförmig ausgebildeten Schweißnaht 24 ist dabei geringer als die Passungslänge und insbesondere etwa halb bis drei Viertel so tief wie diese. Nach der Befestigung des Führungsbolzens 18 im Bremssattel 4 kann der Zusammenbau von Bremsträger 6 erfolgen. Bevor der bzw. die Führungsbolzen 18 in die Führungsbohrungen 14 eingeführt werden, wird die Schutzkappe 38 mit ihrem Ringwulst in die Nut 42 im Führungsteil 16 eingesetzt. Beim Einführen der Führungsbolzen 18 in die Führungsbohrung 14 kann dann der Stützring 40 auf die Ringfläche des Armes 8 aufgeschoben werden.
Bezugszeichenliste 2 Teilbelag- Scheibenbremse 4 Bremssattel 6 Bremsträger 8 Arm 10 Bohrung 12 Ende v. 8 14 Führungsbohrung 16 Führungsteil la Führungsbolzen 20 Befestigungsabschnitt 22 Bohrung 24 Schweißnaht 26 Bohrung 28 Erweiterung 30 Erweiterung 31 Filtereinsatz 32 Verschlußstopfen 34 Labyrinthdurchgang 36 Deckel 38 Schutzkappe 40 Stützring 42 Nut 44 Ringwulst 46 Teilbelag-Scheibenbremse 47 Führungsbolzen 48 Bohrung 50 Labyrinthstopfen 52 Blechring 54 Schutzkappe 56 Ringnut 58 Führungsbohrung 60 Bremsträgerarm

Claims

Patentansprüche 1. Teilbelag-Scheibenbremse mit einem feststehenden Bremsträger und einem U-förmigen Bremssattel, der eine Bremsscheibe und zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnete Bremsbacken umgreift und der axial verschiebbar am Bremsträger gelagert ist, wobei das Lager für den Bremssattel zumindest einen Führungsbolzen aufweist, der am Bremsträger oder Bremssattel befestigt und mit einem Führungsteil axial verschiebbar in einer Führungsbohrung des Bremssattels oder des Bremsträgers angeordnet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Führungsbolzen (18) am Bremssattel (4) oder am Bremsträger (6) mittels einer Schweißverbindung (24) befestigt ist.
2. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1, wobei der Bolzen entlang eines Teiles seiner Länge (Befestigungsabschnitt) in einer durchgehenden Bohrung des Bremssattels sitzt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Führungsbolzen (18) mit einer Preß- oder Ubergangspassung in der durchgehenden Bohrung (22) angeordnet ist und daß die Schweißverbindung (24) an der dem Führungsteil (16) gegenüberliegenden Stirnseite des Führungsbolzens (18) vorgesehen ist und die Innenfläche der Bohrung mit der Außenfläche des Führungsbolzens (18) verbindet.
3. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Länge der Schweißverbindung (24) geringer ist als die Passungslänge.
4. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Führungsbolzen (18) eine durchgehende Längsbohrung (26) aufweist.
5. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die durchgehende Längsbohrung (26) an der mittels Schweißung befestigten Stirnseite eine Erweiterung (28) aufweist, die mittels eines Filterstopfens (32) verschlossen ist.
6. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die durchgehende Längsbohrung (26) an der mittels Schweißung befestigten Stirnseite mittels eines Labyinthstopfens verschlossen ist.
7. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Führungsteil (16) des Führungsbolzens (18) eine zur Stirnseite des Führungsteils hin offene Erweiterung (30) der Bohrung (26) vorgesehen ist.
8. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die den Führungsteil (16) des Führungsbolzens (18) aufnehmende Führungsbohrung (14) durchgehend und mittels eines Deckels (36) verschlossen ist.
9. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß zwischen dem Führungsteil (16) des Führungsbolzens (18) und der Führungsbohrung (14) eine Schutzkappe (38) angeordnet ist.
10. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schutzkappe (38) einen äußeren Stützring (40) aufweist, der auf einer die Führungsbohrung (14) umgebenden Ringfläche sitzt.
11. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auf dem Führungsbolzen (47) ein Blechring (52) sitzt in dem die Schutzkappe Schutzmanschette (54) eingeknöpft ist und daß der die Führungsbohrung (58) umgebende Teil des Bremträgers eine Ringnut (56) aufweist, in die das andere Ende der Schutzmanschette (54) eingesetzt ist.
12. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Führungsbolzen (47) im wesentlichen alle am Bremssattel auftretenden Umfangskräfte überträgt (Hauptbolzen).
13. Verfahren zur Herstellung einer Teilbelag-Scheibenbremse mit einem feststehenden Bremsträger und einem U-förmigen Bremssattel, der eine Bremsscheibe und zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnete Bremsbacken umgreift und axial verschiebbar am Bremsträger gelagert ist, wobei das Lager für den Bremssattel zumindest einen Führungsbolzen aufweist, der am Bremsträger oder Bremssattel befestigt wird und mit einem Führungsteil axial verschiebbar eine Führungsbohrung des Bremssattels oder Bremsträgers eingeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Führungsbolzen mittels Schweißen am Bremssattel oder Bremsträger befestigt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Führungsbolzen vor der Herstellung der Schweißverbindung mit einer Preß- oder Ubergangspassung in die Befestigungsbohrung eingesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Herstellung der Schweißverbindung mittels eines Elektronenstrahl-Schweißverfahrens erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Herstellung der Schweißverbindung mittels eines Laserstrahl-Schweißverfahrens erfolgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schweißvorgang so ausgeführt wird, daß die Tiefe der Schweißnaht geringer ist als die Passungslänge des Führungsbolzens.