DE10004182A1 - Scheibenbremseinheit, insbesondere Teilbelag-Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Scheibenbremseinheit, insbesondere Teilbelag-Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge. Diese weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau ein Bremsgehäuse (1) auf, welches eine Bremsscheibe (3) mit innerem Bremsbelag (4) und äußerem Bremsbelag (5) übergreift. Zusätzlich gehört ein Bremsträger (2) zu den wesentlichen Bestandteilen, wobei das Bremsgehäuse (1) an diesem Bremsträger (2) axial verschiebbar gelagert ist. Der Bremsträger (2) besitzt wenigstens zwei von einem Basisabschnitt (10) ausgehende, die Bremsscheibe (3) übergreifende, Bremsträgerarme (6) mit jeweiliger Belagabstützung (7). Dabei ist die Materialsteifigkeit des Bremsträgerarmes (6) in Umfangsrichtung (U) der Bremsscheibe (3) zumindest einseitig an der Belagabstützung (7) des inneren Bremsbelages (4) gezielt herabgesetzt. Dies wird erfindungsgemäß so erreicht, daß die Belagabstützung (7) mit dem Bremsträgerarm (6) durch einen Verbindungssteg (9) gekoppelt ist, welcher im Bereich des inneren Bremsbelages (4) eine Unterbrechung (TS) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremseinheit, insbesonde­ re Teilbelag-Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem Bremsgehäuse, welches eine Bremsscheibe mit innerem und äuße­ rem Bremsbelag übergreift, und mit einem Bremsträger, an wel­ chem das Bremsgehäuse axial verschiebbar gelagert ist, wobei der Bremsträger wenigstens zwei von einem Basisabschnitt aus­ gehende, die Bremsscheibe übergreifende, Bremsträgerarme mit jeweiliger Belagabstützung aufweist, und wobei zumindest ein­ seitig an der Belagabstützung des inneren Bremsbelages die Materialsteifigkeit des Bremsträgerarmes in Umfangsrichtung der Bremsscheibe gezielt herabgesetzt ist.

Eine derartige Bremsscheibeneinheit ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 196 50 425 bekannt geworden. Hier weist im Detail zumindest ein Bremsträgerarm an der in Umfangsrich­ tung der Symmetrieebene der Teilbelag-Scheibenbremse abge­ wandten Seite der axial inneren Belagabstützung eine sich axial erstreckende Ausnehmung auf. Insgesamt handelt es sich bei dem Bremsträger um ein Gußteil, welches mit der vorer­ wähnten Ausnehmung ausgerüstet ist. Durch diese Ausnehmung läßt sich die elastische Nachgiebigkeit der inneren Belagab­ stützung an die äußere Belagabstützung in Umfangsrichtung der Bremsscheibe anpassen. Dies erfolgt aufgrund der Erkenntnis, daß sich die Bremsträgerarme bei hohen Bremskräften bzw. Bremsanlegekräften in Umfangsrichtung der Bremsscheibe ela­ stisch verformen.

Diese Verformung ist am axial äußeren Ende der Bremsträgerar­ me besonders stark ausgeprägt, also im Bereich des äußeren Bremsbelages. Das führte bisher dazu, daß sich die Bremsträ­ gerarme in Umfangsrichtung schief stellen, wobei sich diese Schiefstellung auch auf die Bremsbeläge und das Bremsgehäuse fortpflanzt. Hieraus folgt ein Schrägverschleiß an den Brems­ belägen, welcher nicht nur zu einer Funktionsverschlechterung führt, sondern auch das Komfortverhalten der Bremseinheit ne­ gativ beeinflußt. Diese Probleme werden im Rahmen der DE-OS 196 50 425 grundsätzlich beherrscht - eben durch die be­ schriebene, sich axial im Vergleich zum Bremsträgerarm er­ streckende, Ausnehmung. Denn hierdurch wird die elastische Nachgiebigkeit des Bremsträgers im Bereich der inneren Be­ lagabstützung vergrößert, also die Materialsteifigkeit des Bremsträgerarmes in Umfangsrichtung der Scheibenbremse an dieser Stelle gezielt herabgesetzt, so daß im Ergebnis für den inneren und den äußeren Bremsbelag eine in Umfangsrich­ tung annähernd gleiche elastische Abstützung am Bremsträ­ gerarm erreicht wird.

Die bekannte Scheibenbremseinheit bzw. der zugehörige Brem­ sträger hat sich grundsätzlich bewährt, ist jedoch verbesse­ rungsfähig, wenn es darum geht, beispielsweise die Bremskräf­ te zu erhöhen, insbesondere durch Rückgriff auf Mehrkolben- Bremsgehäuse bzw. Rahmensattelbremsgehäuse. - Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Scheibenbremseinheit der eingangs beschriebenen Ausgestaltung so zu ertüchtigen, daß insbesondere auch Mehrkolben- Bremsgehäuse bzw. Rahmensattelbremsgehäuse zum Einsatz kommen können.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Scheibenbremseinheit vor, daß ein die Be­ lagabstützung mit dem Bremsträgerarm koppelnder Verbindungs­ steg im Bereich des inneren Bremsbelages unterbrochen ist, so daß der innere und der äußere Bremsbelag in Umfangsrichtung der Bremsscheibe trotz unterschiedlicher Hebelarme angreifen­ der Bremskräfte eine vergleichbare elastische Abstützung er­ fahren.

Dabei ist der Verbindungssteg im Einzelnen in Draufsicht im Bereich des Basisabschnittes unterbrochen, wobei diese Unter­ brechung vorzugsweise als Trennschnitt ausgeführt sein kann. Zusätzlich weist jeder Bremsträgerarm eine in Draufsicht vor­ zugsweise kreis-, tropfenförmig oder am geschlossenen Ende ausgerundet gestaltete Längsaussparung auf. Diese Längsaus­ sparung besitzt in der Regel - wie der Trennschnitt - eine gegenüber der Umfangsrichtung der Bremsscheibe geneigte Aus­ richtung. Die beiden jeweiligen Trennschnitte und/oder die Längsaussparungen können in gedachter Verlängerung ihrer je­ weiligen Längsrichtung einen spitzen Winkel einschließen. Üb­ licherweise ist vorgesehen, daß die Unterbrechung des Verbin­ dungssteges bzw. der Trennschnitt in die vorgenannte und zu­ gehörige Längsaussparung mündet.

Um bei möglichst geringem Gewicht eine große Steifigkeit des Bremsgehäuses zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, daß dieses Bremsgehäuse in Draufsicht zumindest zwei Ausnehmungen aufweist, wie dies grundsätzlich bekannt ist (vergleiche DE- OS 196 22 209). Diese Ausnehmungen können beispielsweise als Rechteckprofile ausgebildet sein und ein Mittelteil zwischen sich einschließen.

Im Bereich dieses Mittelteiles kann die Betätigungsvorrich­ tung für die Bremsbeläge angeordnet sein. Hierbei handelt es sich um vorzugsweise zwei (oder mehr) Kolben, so daß das Bremsgehäuse insgesamt als vorzugsweise Zweikolben- Bremsgehäuse ausgeführt ist. Ganz besonders bevorzugt ist ei­ ne Ausgestaltung, wonach ein Faustrahmensattel-Bremsgehäuse verfolgt wird, das durchaus auch mehrere hydraulische Kolben aufweisen kann. Jedenfalls ist es durch diese Variante erfor­ derlich, daß die jeweilige Belagabstützung unterhalb des Mit­ telteils angeordnet ist, und zwar im Bereich der jeweiligen (Außen-)Ränder des Mittelteils. Denn der Verbindungssteg ragt in Verbindung mit dem Bremsträgerarm regelmäßig in diese Ausnehmung, um den zur Verfügung stehenden Bauraum optimal zu nutzen.

Im Ergebnis gelingt es im Rahmen der Erfindung erstmals, ei­ nen Bremsträger mit unterschiedlicher Materialsteifigkeit im Bereich der Belagabstützung zur Vermeidung von Schiefstellun­ gen mit einem Bremsgehäuse zu kombinieren, welches die Auf­ nahme von regelmäßig zwei Bremskolben gestattet, ohne daß der Bauraum gegenüber einem konventionell gestalteten Einkolben- Bremsgehäuse vergrößert ist. Dies alles wird zudem bei einem Bremsgehäuse erreicht, welches sich durch niedriges Gewicht bei hoher Steifigkeit auszeichnet. Die unterschiedlichen Ma­ terialsteifigkeiten im Bereich der Belagabstützung einerseits des inneren und andererseits des äußeren Bremsbelages werden nicht durch aufwendige Modifikationen einer Gußform einge­ stellt (vergleiche DE-OS 196 50 425), sondern einfach da­ durch, daß ein gezielter Trennschnitt als Unterbrechung des Verbindungssteges im Bereich des inneren Bremsbelages bzw. des Basisabschnittes eingebracht wird. Hierin sind die we­ sentlichen Vorteile zu sehen.

Des weiteren ist zu berücksichtigen, daß im Zuge der Herstel­ lung des erfindungsgemäßen Bremsgehäuses die Bearbeitung von beispielsweise Zylindern für die Bremskolben durch Einfahren von Bearbeitungswerkzeugen in die Ausnehmungen beidseitig des Mittelteils nicht in konventioneller Art und Weise erfolgen kann (vergleiche DE-OS 196 22 209). Vielmehr wird lediglich die Öffnung des Bremsgehäuses faustseitig zentrisch ausge­ führt und dient in üblicher Weise zur Aufnahme einer Feder, welche sich zwischen Bremsgehäuse und äußerem Bremsbelag ab­ stützt. Die Bearbeitung der vorerwähnten Zylinder wird nun mittels einer sogenannten Winkelbohreinheit vorgenommen, und zwar indem diese Winkelbohreinheit zwischen klauenartige (Sattel-) Schenkel des klammerartigen Bremsgehäuses bzw. Faustsattels fährt. Dabei ist zu beachten, daß die Breite dieses Bremsscheibenschachtes ungefähr das Doppelte der Tiefe der zu bearbeitenden Zylinder beträgt, damit die Winkelboh­ reinheit überhaupt eingeführt und eingesetzt werden kann. Diese Einschränkung ist jedoch häufig unproblematisch, da die erfindungsgemäße Scheibenbremseinheit ohnehin zumeist in Ver­ bindung mit (innen-) belüfteten Bremsscheiben Verwendung fin­ det, folglich der Bremsscheibenschacht ausreichende Abmessun­ gen zum Einführen der genannten Bohreinheit aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Scheibenbremseinheit,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 aus Richtung X, teilweise geschnitten und

Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 1 entlang der Linie A-A.

In den Figuren ist eine Scheibenbremseinheit dargestellt, bei welcher es sich nach dem Ausführungsbeispiel um eine Teilbe­ lag-Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, genauer eine Zweikol­ ben-Faustrahmensattel-Teilbelag-Scheibenbremseinheit handelt. Diese besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Bremsgehäuse 1 und einem Bremsträger 2. Vorliegend ist das Bremsgehäuse 1 axial verschiebbar an dem Bremsträger 2 gela­ gert.

Das Bremsgehäuse 1 übergreift eine Bremsscheibe 3 mit innerem Bremsbelag 4 und äußerem Bremsbelag 5. Diese Bremsbeläge 4, 5 stützen sich an dem Bremsträger 2 ab bzw. sind in diesem ge­ lagert. Zu diesem Zweck weist der Bremsträger 2 zwei Brem­ strägerarme 6 mit jeweiliger Belagabstützung 7 auf. Die Ver­ bindung zwischen Belagabstützung 7 und Bremsträgerarm 6 über­ nimmt ein Verbindungssteg 8. Die Befestigung des Bremsträgers 2 erfolgt in konventioneller Art und Weise über Durchgangslö­ cher bzw. Gewindebohrungen 9 an einem nicht dargestellten Achsschenkel eines Kraftfahrzeuges. Diese Durchgangslöcher bzw. Gewindebohrungen 9 finden sich an einem Basisabschnitt 10, an welchen die Bremsträger 6 angeschlossen sind und von welchem sie ausgehen.

Anhand der Fig. 1 erkennt man, daß die Bremsträgerarme 6 die Bremsscheibe 3 jeweils übergreifen. Zur Abstützung und Füh­ rung der Bremsbeläge 4, 5 sind im Bereich der jeweiligen Be­ lagabstützungen 7 Führungsnuten 11 in axialer Richtung vorge­ sehen. In diese Führungsnuten 11 greifen Ansätze 12 der Bremsbeläge 4, 5 ein, wie dies grundsätzlich durch die DE-PS 28 04 808 bzw. die DE-OS 196 50 425 bekannt ist. Insofern kann eine ziehende (pull) und/oder drückende (push) Abstüt­ zung der beiden Bremsbeläge 4, 5 verwirklicht werden, was je­ doch nicht zwingend ist.

An der Belagabstützung 7 des inneren Bremsbelages 4 ist die Materialsteifigkeit des Bremsträgerarmes 6 in Umfangsrichtung U der Bremsscheibe 3 gezielt herabgesetzt. Dies wird erfin­ dungsgemäß dadurch erreicht, daß die Belagabstützung 7 je­ weils mit dem zugehörigen Bremsträgerarm 6 über den Verbin­ dungssteg 8 gekoppelt ist, welcher im Bereich des inneren Bremsbelages 4 unterbrochen ist (vgl. Fig. 2). Diese Unterbre­ chung TS des Verbindungssteges 8 findet sich folglich in Draufsicht im Bereich des Basisabschnittes 10 (vgl. Fig. 1 i. V. m. Fig. 2). Bei der Unterbrechung TS handelt es sich nach dem Ausführungsbeispiel um einen Trennschnitt TS, welcher in den als Gußteil ausgeführten Bremsträger 2 eingebracht wird und die Belagabstützung 7 über eine bestimmte Länge L vom korrespondierenden Bremsträgerarm 6 abkoppelt.

Hierdurch stützt sich der innere Bremsbelag 4 an einem in Draufsicht U-förmigen Ausleger AL ab, welcher mit einem U- Schenkel an den Basisabschnitt 10 angeschlossen ist und mit dem anderen U-Schenkel die Belagabstützung 7 und damit den inneren Bremsbelag 4 trägt. Dieser U-förmige Ausleger AL wird also unter Rückgriff auf die Bestandteile Bremsträgerarm 6 und Verbindungssteg 8 durch den beschriebenen Trennschnitt TS definiert.

Der den inneren Bremsbelag 4 und die zugehörige Belagabstüt­ zung 7 tragende U-Schenkel des Auslegers AL hängt damit wegen des Trennschnittes TS gleichsam "in der Luft", so daß sich hierdurch insgesamt die gewünschte Elastizität der Belagab­ stützung 7 des inneren Bremsbelages 4 einstellen läßt.

Man erkennt insbesondere anhand der Fig. 1, daß die beiden Trennschnitte TS vorzugsweise geneigt gegenüber der Umfangs­ richtung U der Bremsscheibe 3 angeordnet sind. Dies gilt auch für Längsaussparungen 13, in welche die Trennschnitte TS mün­ den. Mit anderen Worten schließen die Trennschnitte TS und die Längsaussparungen 13 jeweils einen Winkel α mit der Um­ fangsrichtung U der Bremsscheibe 3 ein. α nimmt vorzugsweise Werte zwischen 45° und 135° bzw. 225° und 315° an, um die ge­ wünschte Elastizität bei der Abstützung des inneren Bremsbe­ lages 4 zu erreichen. Im übrigen umgreift der Ausleger AL den jeweiligen Trennschnitt TS inklusive Längsaussparung 13.

Für das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel ist der Verlauf der Trennschnitte TS inklusive Längsaussparung 13 je­ weils spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrielinie S ausge­ führt. Auf diese Weise ergibt sich, daß die Längsaussparungen 13 bzw. Trennschnitte TS in gedachter Verlängerung (strichpunktierte Darstellung in Fig. 1) in der jeweiligen Längsrichtung einen spitzen Winkel β einschließen.

Die jeweilige Längsaussparung 13 ist in Draufsicht tropfen­ förmig gestaltet, so daß in Umfangsrichtung U der regelmäßig zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt wird. An­ ders ausgedrückt, läßt sich hierdurch eine kompakte Gestal­ tung des Bremsträgers 2 erreichen, welcher gegenüber konven­ tionellen Ausgestaltungen nicht ausladender gestaltet ist. Grundsätzlich ist die Gestaltung der Längsaussparung 13 selbstverständlich nicht ausschließlich auf die Tropfenform beschränkt. Die Längsaussparung 13 kann auch kreisförmig ausgebildet sein bzw. eine beliebige, an einem Ende ausgerundete geometrische Form annehmen.

Das Bremsgehäuse 1 weist in Draufsicht (vergleiche Fig. 1 und 2) zwei Ausnehmungen 14 auf, die als Rechteckprofile ge­ staltet sind. Diese beiden Ausnehmungen 14 schließen ein Mit­ telteil 15 zwischen sich ein. Hierdurch wird eine besonders große Steifigkeit des Bremsgehäuses 1 bei gleichzeitig gerin­ gem Gewicht erreicht (vergleiche hierzu auch die DE-OS 196 22 209). Nach dem Ausführungsbeispiel nimmt das Bremsgehäuse 1 eine Betätigungsvorrichtung 16 auf, bei welcher es sich vor­ liegend um zwei Brems-Hydraulikkolben handelt (vgl. Fig. 3).

Dabei ist die Ausgestaltung im einzelnen so getroffen, daß der Verbindungssteg 8 inklusive Bremsträgerarm 6 in die je­ weilige Ausnehmung 14 vorkragt, wie die Fig. 2 deutlich macht. Gleichzeitig befindet sich hierdurch die jeweilige Be­ lagabstützung 7 unterhalb des Mittelteils 15, nämlich im Be­ reich ihres jeweiligen (Außen-)Randes AR. Auf diese Weise wird der unterhalb des Mittelteils 15 zur Verfügung stehenden Bauraum optimal genutzt, weil sich die Bremsbeläge 4, 5 in Um­ fangsrichtung U praktisch über die gesamte Länge des Mittel­ teils 15 erstrecken. Dadurch, daß die Bremsträgerarme 6 nebst Verbindungssteg 8 in die Ausnehmung 14 vorkragen, kann der Bremsträger 2 insgesamt besonders steif mit U-förmig weit aus­ einanderliegenden Schenkeln in Gestalt der Bremsträgerarme 6 konzipiert werden.

Im Ausführungsbeispiel zu erkennen ist schließlich noch ein Steg 17, welcher für eine geschlossene Bauform des Bremsge­ häuses 1 sorgt und sich in der Ansicht in Fig. 2 unterhalb der Ausnehmungen 14 über die gesamte Länge des Bremsgehäuses 1 erstreckt (vergleiche hierzu auch Fig. 3). Dieser Steg 17 geht in der Ansicht nach Fig. 2 in ein Seitenteil 18 über, welches seinerseits an das Mittelteil 15 angeschlossen ist. In den Fig. 1 und 3 erkennt man noch eine Bohrung 19, über welche ein Hydraulikmedium, vorliegend Bremsflüssigkeit, zu­ geführt wird, um die Betätigungseinrichtung 16 bzw. die bei­ den Bremskolben zu beaufschlagen.

Dies führt in konventioneller Art und Weise dazu, daß bei Be­ aufschlagung der beiden Bremskolben der innere Bremsbelag 4 an die Bremsscheibe 3 angelegt wird. Gleichzeitig verschiebt sich durch die auftretenden Reaktionskräfte das Bremsgehäuse 1 bzw. dessen Mittelteil 15 und sorgt über das Seitenteil 18 und den hieran anliegenden äußeren Bremsbelag 5 dafür, daß die Bremsscheibe 3 von beiden Seiten her mit gleichen Kräften eingeklemmt wird, wobei das Bremsgehäuse 1 die den Zuspann­ kräften entsprechenden Gegenkräfte aufnimmt.

Claims (11)

1. Scheibenbremseinheit, insbesondere Teilbelag- Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem Bremsgehäuse (1), welches eine Bremsscheibe (3) mit innerem Bremsbelag (4) und äußerem Bremsbelag (5) übergreift, und mit einem Bremsträger (2), an welchem das Bremsgehäuse (1) axial verschiebbar gelagert ist, wobei der Bremsträger (2) we­ nigstens zwei von einem Basisabschnitt (10) ausgehenden, die Bremsscheibe (3) übergreifende, Bremsträgerarme (6) mit jeweiliger Belagabstützung (7) aufweist, und wobei zu­ mindest an der Belagabstützung (7) des inneren Bremsbela­ ges (4) die Materialsteifigkeit des Bremsträgerarmes (6) in Umfangsrichtung (U) der Bremsscheibe (3) gezielt herab­ gesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Belagab­ stützung (7) mit dem Bremsträgerarm (6) koppelnder Verbin­ dungssteg (8) im Bereich des inneren Bremsbelages (4) un­ terbrochen ist (Unterbrechung TS).

2. Scheibenbremseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verbindungssteg (8) in Draufsicht im Bereich des Basisabschnittes (10) unterbrochen ist.

3. Scheibenbremseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Bremsträgerarm (6) in Draufsicht eine Längsaussparung (13) aufweist, die zumindest einen ausgerundeten Endabschnitt umfaßt.

4. Scheibenbremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung (TS) im Verbindungssteg (8) sowie gegebenenfalls die Längsaussparung (13) eine gegenüber der Umfangsrichtung (U) der Brems­ scheibe (3) geneigte Ausrichtung (Winkel α) aufweisen.

5. Scheibenbremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Unterbrechungen (TS) sowie gegebenenfalls die Längsaussparungen (13) in gedach­ ter Verlängerung ihrer jeweiligen Längsrichtung einen spitzen Winkel (β) einschließen.

6. Scheibenbremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungen (TS) des Verbindungssteges (9) jeweils als Trennschnitt (TS) ausge­ führt sind, welche bevorzugt in die Längs-Aussparung (13) münden.

7. Scheibenbremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Bremsgehäuse (1) in Drauf­ sicht zwei Ausnehmungen (14) aufweist.

8. Scheibenbremseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausnehmungen (14) als Rechteckprofile ausge­ bildet sind.

9. Scheibenbremseinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Ausnehmungen (14) ein Mittel­ teil (15) zwischen sich einschließen.

10. Scheibenbremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die jeweilige Belagabstützung (7) unterhalb des Mittelteils (15) im Bereich von dessen (Außen-)Rändern (AR) angeordnet ist.

11. Scheibenbremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsgehäuse (1) eine Be­ tätigungseinrichtung (16) aus vorzugsweise zwei Bremskol­ ben aufweist und als Faustrahmensattel ausgebildet ist.