DE4140279C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.

Es ist bekannt, daß Scheibenbremsen bei Bremsvorgängen störende Pfeif- oder Quietschgeräusche mit einem Schalldruckpegel bis zu 80 dB erzeugen können.

Untersuchungen haben gezeigt, daß solche Geräusche verhindert bzw. in solchem Maße reduziert werden können, daß sie sich al­ lenfalls noch geringfügig von den normalen Betriebsgeräuschen des Fahrzeuges abheben.

Dies ist der Fall, sofern die von einem Druckorgan, bspw. Brems­ kolben, beaufschlagte Bremsbacke bereits bei sehr kleinen An­ preßkräften an ihr zugeordneten Anlageflächen des den Bremssat­ tel führenden Bremsträgers der Scheibenbremse zur Anlage ge­ bracht wird, was das Schwingverhalten der Bremsbacke entspre­ chend verändert.

Um dies zu bewerkstelligen, ist es bspw. aus DE-AS 20 47 634 bekannt, in einem das Druckorgan bildenden Bremskolben einer Scheibenbremse ein über diesen vorstehendes, an der Bremsbacke abgesetztes, zylindrisches Anpreßglied vorzusehen, das im Brems­ kolben senkrecht zur Kolbenachse begrenzt frei beweglich ange­ ordnet ist.

Weiterhin ist aus DE-OS 20 22 699 eine Scheibenbremse bekannt, bei der als Anpreßglied eine aus Metall oder Sintermetallpulver bestehende Platte vorgesehen ist, die entweder an der dem Bremskolben zugekehrten Seite der Bremsbacke befestigt und mit dem Bremskolben oder an diesem befestigt und mit der Bremsbacke in Eingriff ist.

Durch diese Platte wird zwischen den gegenüberliegenden Flächen von Bremsbacke und Bremskolben ein Schmiermittel gehalten, um zwischen diesen Teilen Reibung zu vermindern bzw. bei Wirksam­ werden einer Bremskraft eine Querbewegung der Bremsbacke rela­ tiv zur Achse des Bremskolbens zu ermöglichen.

Aus DE-OS 20 22 700 ist es bekannt, zur Erzielung einer Quer­ bewegung der beaufschlagten Bremsbacke zwischen dieser und dem Bremskolben Wälzkörper in Form von Kugeln oder Walzen vorzuse­ hen.

Schließlich ist aus DE-GM 19 62 316 bereits eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 be­ kannt.

Das Anpreßglied bildet hier ein massiv ausgebildetes Druckstück aus elastisch verformbarem Material, über das das einen Kolben bildende Druckorgan anfänglich die Bremskraft auf die Brems­ backe überträgt.

Der Durchmesser der das Druckstück aufnehmenden Kolbenöffnung ist hierbei größer als derjenige des Druckstückes und ent­ spricht der dem Druckstück innewohnenden, elastischen Verform­ barkeit. Es ist dadurch gewährleistet, daß bei Beginn einer Bremsoperation das Druckstück sukzessive solange zusammen- bzw. in den Kolben hineingedrückt wird, bis letztlich der Kolben selbst mit seiner Stirnfläche an der Bremsbacke zur Anlage ge­ langt.

Dadurch ist sichergestellt, daß bei Bremsvorgängen zunächst kein direkter Wärmeübergang von der Bremsbacke auf den Kolben erfolgen und dadurch die den Kolben betätigende, hydraulische Einrichtung vor Überhitzung geschützt werden kann. Außerdem wirkt das elastische Material bei verzogener Bremsscheibe bzw. Scheibenschlag dämpfend.

Die anfänglich zu übertragenden Bremskräfte erfordern jedoch eine Druckfestigkeit des Druckstückes, die dessen Elastizität derart einschränkt, daß die vom Druckstück beaufschlagte Brems­ backe zu Beginn eines Bremsvorganges bzw. bei kleinen Anpreß­ kräften durch die Bremsscheibe nicht soweit mitgenommen werden kann, daß sie schließlich an entsprechenden Anlageflächen des Bremsträgers zur Geräuschminderung zur Anlage gelangt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Scheibenbremse anzugeben, die bei einer sich durch technische Einfachheit auszeichnenden Konstruktion eine bereits bei geringen Anpreßkräften zuverläs­ sige Mitnahme der Bremsbacke zur Anlage am Bremsträger sowie bei Beendigung eines Bremsvorganges die Rückführung des mit der Bremsbacke zusammenwirkenden Anpreßgliedes in seine Ausgangs­ lage im Druckorgan gewährleistet.

Ausgehend von einer Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Die Abstützung des einen radial beweglichen Ring bildenden Ab­ stützgliedes auf einer in das Druckorgan eingesetzten Metall­ feder bietet den Vorteil, daß schon bei geringen Anpreßkräften und damit unmittelbar bei Beaufschlagung des Druckorgans eine wirksame Minderung von Pfeif- und Quietschgeräuschen erzielt wird, in dem schon bei geringer Reibung zwischen Bremsbacke und Bremsscheibe die Bremsbacke zusammen mit dem ringförmigen An­ preßglied relativ zum Druckorgan unter entsprechender Verfor­ mung der Metallfeder in Umgangsrichtung der Bremsscheibe bis zu deren Anschlag am Bremsträger mitgenommen wird.

Die erfindungsgemäße Ausbildung und Abstützung des Anpreßglie­ des bildet somit eine bei Anlegen an die Bremsbacke empfindlich reagierende Anordnung, die es erlaubt, das ringförmige Anpreß­ glied in der Ausgangsstellung der Bremsbacke mit definierter Anpreßkraft mit dieser in Berührung zu halten und außerdem durch die lediglich ringförmige Anlage des Abstützgliedes an der Bremsbacke die Erwärmung des Druckorganes bei Bremsvor­ gängen klein zu halten.

Die Erfindung ist bei allen Arten von Scheibenbremsen anwend­ bar, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen möglicher Ausführungs­ formen Gegenstand von Unteransprüchen sind.

Neben einer Scheibenbremse gemäß DE-GM 19 62 316, von der die Erfindung ausgeht, ist aus DE-OS 39 16 741 eine Scheibenbremse bekannt, deren kolbenförmiges Druckorgan bereits ein in dessen Vorderende eingesetztes Anpreßglied aufweist, das, analog zur erfindungsgemäßen Konstruktion, in diesem radial beweglich an­ geordnet und unabhängig vom Ausmaß seiner Querbewegung nach Lösen der Scheibenbremse stets wieder zuverlässig in seine Mit­ tel- bzw. Ausgangslage zurückkehrt.

Das Anpreßglied bildet hierbei eine Druckplatte, die innerhalb des Druckorganes auf einer in dieses eingelagerten Gleitplatte verschiebbar ist, die der Druckplatte einen geringen Reibwider­ stand entgegensetzt.

Die Rückstellung der Druckplatte wird mittels einer aufwendigen Rückstellvorrichtung bewerkstelligt, die einen im Bremskolben koaxial angeordneten Stößel aufweist, der mit seinem einen End­ stück die Gleitplatte mit radialem Abstand durchsetzt und in der Druckplatte gehalten ist.

Das andere Stößelende weist einen Flansch auf, an den sich eine den Stößel umschließende und an einem im Bremskolben sitzenden Schraubring anlegende, vorgespannte Druckfeder abstützt.

In der Anfangsphase der Übertragung einer Bremskraft durch den Bremskolben auf die Bremsbacke wird bei Ineingriffkommen der Bremsbacke mit der Bremsscheibe die Druckplatte innerhalb des Bremskolbens radial verschoben. Dies führt zu einem Kippen des Stößels mit einseitiger, weiterer Vorspannung der Druckfeder. Diese versucht dabei ständig, den Stößel wieder an seine Aus­ gangslage zurückzuschwenken. Bei Lösen der Bremse erfolgt des­ halb durch die durch das Kippen des Stößels erhöhte Federrück­ stellkraft eine Rückbewegung der Druckplatte in ihre Ausgangs­ lage, in welcher der Stößel wieder seine koaxiale Lage zur Kol­ benachse einnimmt. Diese Konstruktion erfordert neben ihrer aufwendigen Konzeption umständliche Montagearbeiten.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung sche­ matisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Scheibenbremse mit einem hydraulisch betätigten Bremskolben als Druckorgan, in den ein Anpreßglied in einer er­ sten Ausführungsform integriert ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Bremskolbens gemäß Fig. 1, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 eine Konstruktionsvariante eines Bremskolbens gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Bremskolben mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Anpreß­ gliedes.

Der in Fig. 1 gezeigte Teil einer Scheibenbremse umfaßt eine Bremsscheibe 10, deren beiden, durch ihre Stirnflächen gebil­ deten Bremsflächen 12 und 14 jeweils einer Bremsbacke 16 zuge­ ordnet sind, von denen lediglich diejenige dargestellt ist, die durch ein ansteuerbares Druckorgan an die Bremsscheibe 10 an­ preßbar ist.

Das Druckorgan bildet beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in bekannter Weise bspw. einen Bremskolben 24, der in einer Zylin­ derbohrung 18 eines an einem einfachheitshalber nicht darge­ stellten Bremsträger parallel zur Bremsscheibenachse 20 ver­ schiebbar geführten Bremssattels 22, geführt ist.

Im Bremssattel 22 sind beide Bremsbacken 16 mit ihrer einen Bremsbelag 26 tragenden Trägerplatte 28 sowohl in Scheiben­ achsrichtung als auch in Scheibendrehrichtung verschiebbar gehalten.

Die Trägerplatten 28 der Bremsbacken 16 sind in bekannter Wei­ se mit seitlichem Spiel jeweils zwischen Anschlagflächen des Bremsträgers angeordnet, wie dies bspw. aus DE 35 40 810 C1, Fig. 1 und 2, ersichtlich ist.

Der Bremskolben 24 ist topfartig ausgebildet und an seiner der Trägerplatte 28 zugekehrten Stirnseite offen. In dieses Kolben­ stirnende ist ein Anpreßglied 30 axial verschiebbar eingesetzt, das in seiner Ausgangsstellung geringfügig über die Kolben­ stirnfläche 32 vorsteht.

Das Anpreßglied 30 bildet vorzugsweise einen Anpreßring mit äußerer, flacher Stirnfläche 34, der auf der äußeren Endwindung 36 einer in den Bremskolben 24 eingesetzten Schraubenfeder 38 abgestützt ist. Diese versucht, den Überstand des Anpreßringes 30 an der äußeren Bremskolbenstirnfläche 32 ständig aufrecht zu erhalten. Dieser Ringüberstand ist vorzugsweise einstellbar und sollte zwischen 0,01 mm und 0,1 mm liegen. Ein zu bevorzugendes Überstandsmaß liegt dabei zwischen 0,01 mm und 0,02 mm.

Zur Festlegung des Ringüberstandes dient bspw. ein in das of­ fene Kolbenstirnende eingesetztes Anschlagelement, vorzugsweise in Form eines Anschlagringes 40, der nicht über die äußere Kol­ benstirnfläche 32 vorsteht. Diesem ist ein am Anpreßring 30 angeformtes Abstützglied, vorzugsweise in Form eines Abstütz­ flansches 42, zugeordnet, der sich an der inneren Ringstirn­ fläche 44 abstützt. Der Abstützflansch 42 ist dabei an den äußeren Profil-U-Schenkel 48 angeformt.

Zur Bemessung des Ringüberstandes ist der Anschlagring 40 um einen definierten Betrag in die Kolbenausnehmung 46 eingepreßt. Alternativ hierzu kann der Anschlagring 40 auch in geeigneter Weise axial verstellbar und feststellbar im Bremskolben 24 angeordnet sein.

Eine weitere, mit Vorteil zu gebrauchende Konstruktion ist in Fig. 3 gezeigt. Zur Einstellung des Ringüberstandes ist in diesem Falle die Schraubenfeder 38 im Bremskolben 24 axial verstellbar und feststellbar angeordnet. Zu diesem Zweck sitzt die Schraubenfeder 38 fest auf einer Stellplatte 35, die auf dem Gewinde einer im Kolbenboden 37 verdrehbaren Einstell­ schraube 39 angeordnet ist.

Um in einfacher Weise eine sich selbst zentrierende Verbindung von Anpreßring 30 und Schraubenfeder 38 zu erreichen, weist der Anpreßring 30 ein U-förmiges Querschnittsprofil auf, in das die Endwindung 36 der Schraubenfeder 38 eingreift.

Bei Betätigung der Scheibenbremse wird im Verlaufe der Bewegung des Bremskolbens 24 die äußere Stirnfläche 34 des Anpreßringes 30 an die Trägerplatte 28 der Bremsbacke 16 angelegt. Ab diesem Zeitpunkt der gegenseitigen Berührung von Anpreßring 30 und Trägerplatte 28 wird zunächst eine lediglich über die Schrau­ benfeder 38 auf den Anpreßring 30 übertragene, entsprechend kleine Anpreßkraft auf die Bremsbacke 16 übertragen, wobei auf­ grund des dadurch erfolgenden Eingriffs zwischen Bremsscheibe 10 und Bremsbelag 26 die Bremsbacke 16 durch die Bremsscheibe 10 mitgenommen wird und schnell an die entsprechenden Anschlag­ flächen des Bremsträgers heranschwimmen kann. Dadurch wird vor Inberührungkommen des Bremskolbens 24 mit der Bremsbacke 16 das Schwingverhalten des Bremsbelages 26 einschließlich seiner Trägerplatte 28 derart verändert, daß die Bremsgeräusche zu­ mindest weitgehend verhindert werden.

Aufgrund des geringen Ringüberstandes über die Bremskolben­ stirnfläche 32 kann sich dabei nach dem Anlegen der Bremsbacke 16 an die Anlageflächen des Bremsträgers der Bremsdruck umge­ hend aufbauen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 dient als Federelement zur axialen nachgiebigen Abstützung des ringförmigen Anpreß­ gliedes 30 eine sowohl radial als auch axial entsprechend nach­ giebige Federhülse 48. Diese weist im Winkelabstand voneinan­ der angeordnete, sich entlang von Mantellinien erstreckende, schlitzartige Ausnehmungen 50 auf, die an dem von der Brems­ backe abgekehrten Hülsenstirnende randoffen sind.

Bei dieser Ausführungsform bildet das Anpreßglied 30 einen die Federhülse 48 außen übergreifenden und auf deren Stirnfläche 56 aufruhenden Schulterring 58. Dieser ist frei beweglich, d. h. er kann gegenüber dem Bremskolben 24 radial schwimmen und in diesen eintauchen.

Die Beweglichkeit wird einmal durch einen speziellen, bodensei­ tigen Hinterschnitt 60 der Kolbenausnehmung 46 erreicht, in welche die nach außen gestellten Schenkelenden 54′ eingreifen. Zum anderen ist hierfür der Hülsenkörper 52 bei 62 in Achsrich­ tung geschlitzt und radial entsprechend aufgeweitet.

Die erläuterten Konstruktionen bieten neben einer sich durch wenig Komponenten auszeichnenden und einfach zu montierenden Anordnung den Vorteil, daß nach einem Bremsvorgang sowie bei Drehrichtungsänderungen das Anpreßglied, durch Rückstellung der Schraubenfeder 38 bzw. der Federhülse 48, im Bremskolben 24 seine Mittelstellung selbsttätig wieder einnimmt, d. h. zum Bremskolben 24 zentrisch steht.

Claims (9)

1. Scheibenbremse, mit einem in der Führung eines Bremssattels in Richtung auf eine Bremsbacke verstellbar angeordneten Druck­ organ, in welchem mit radialem Spiel ein Anpreßglied angeordnet ist, das, in der Ausgangslage des Druckorganes aus dessen der Bremsbacke zugekehrtem Vorderende herausragend, sich an einer Bremsbacke abstützt und gegen die Wirkung einer Rückstellkraft in das Druckorgan zurückdrückbar ist, die bei gegenseitiger Berührung von Anpreßglied und Bremsbacke kleiner ist als die Anpreßkraft des Druckorganes, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßglied ein Ring (30; 58) ist, der auf einer in das Druckorgan (24) eingesetzten Metallfeder (38; 48) abgestützt ist.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (30) im Querschnitt U-förmig ist und daß die Me­ tallfeder (38) eine mit einer Endwindung (36) in das U-Ringpro­ fil eingreifende Schraubenfeder ist.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (30) eine eine Innenringschulter (Ringstirnfläche 44) des Druckorganes (24) hintergreifende Außenringschulter (Abstützflansch 42) aufweist.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenringschulter (44) des Druckorganes (24) durch einen in dessen Stirnende eingepreßten Anschlagring (40) gebildet ist.

5. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand des Ringes (30) über das Vorderende des Druck­ organes (24) einstellbar ist.

6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (38) im Druckorgan (24) parallel zur Bremsscheibenachse verstellbar ist.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfeder (48) als eine sowohl radial als auch axial elastisch nachgiebige Federhülse und der Ring als auf dem äuße­ ren Federhülsenstirnende sitzender Schulterring (58) ausgebil­ det sind.

8. Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhülse (48) im Winkelabstand voneinander angeordne­ te, sich entlang von Mantellinien erstreckende, schlitzartige Ausnehmungen (50) aufweist, die an dem vom Druckorgan (24) ab­ gekehrten Hülsenstirnende randoffen sind.

9. Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den schlitzartigen Ausnehmungen (50) vorhan­ denen Hülsenschenkel (54) ein nach außen gestelltes Endstück (54′) aufweisen, und daß die Schenkelendstücke (54′) einen hinterschnittenen Wandteil (60) einer Ausnehmung (46) des Druckorganes (24) hintergreifen.