DE2634347A1

DE2634347A1 - Schwimmrahmen-scheibenbremse

Info

Publication number: DE2634347A1
Application number: DE19762634347
Authority: DE
Inventors: Hans Georg Madzgalla; Sigmar Micke; Heinrich Bernhard Rath
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1977-02-17
Also published as: ES450352A1; BR7604872A; JPS5236260A; FR2319811A1; ES450353A1; BR7604870A; ES450354A1; GB1559775A; US4067418A; BR7604871A

Description

Schwimmrahmen-Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft Scheibenbremsen für Fahrzeuge, bei denen Bremsbacken an einander abgewandte Flächen einer rotierenden Bremsscheibe anlegbar sind.

Scheibenbremsen dieser Bauart erzeugen manchmal, sowohl bei angelegter wie bei gelöster Bremse, "quietschendes" oder "zirpendes" Geräusch.

Quietschen kann als ein aus hohen Tönen bestehendes Geräusch definiert werden, das nur bei angelegter Bremse auftritt. Quietschen hat gewöhnlich eine Resonanzfrequenz der Bremsscheibe und es wird angenommen, daß Quietschen ausgelöst wird, wenn irgendein Teil der Zugehörigen Baugruppen Schwingungen bei dieser Frequenz ausführen kann, die die Bremscheibe so anregen, daß sie als Resonanzboden wirkt. Je nach der Schwingungsart der Bremsscheibe sind mehrere Frequenzen und Harmonische möglich. Quietschen kann durch mehrere Maßnahmen nahezu vollständig verhindert werden, beispielsweise durch Verändern der

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natürlichen Frequenz der Bremsseheibe und ihrer Lager, durch Verändern der Frequenz der Baugruppe, welche die Bremsscheibe anregt, durch Dämpfungsmaßnahmen an der Bremsscheibe und durch Dämpfungsmaßnahmen an der die Bremsscheibe anregenden Baugruppe, so daß Übertragen von Schwingungsenergie von der Baugruppe auf die Bremsscheibe verhindert wird.

Wenn eine Scheibenbremse der genannten Art eine Schwimmrahmen-Scheibenbremse ist, wird als möglich angenommen, daß statt der Bremsseheibe der Schwimmrahmen als Resonanzboden wirkt. Bei einer solchen Bremse hat der Schwimmrahmen die Gestalt einer verhältnismäßig dünnen Platte, die sich über die Umfangskante der Bremsscheibe erstreckt und in axialgerichteten Nuten an einem fahrzeugfesten Bauteil an einer Seite der Bremsscheibe parallel zur Achse der Bremsseheibe beweglich geführt ist, wobei die Nuten je obere und untere, im Abstand voneinander parallele Flächen und eine zu diesen rechtwinklige innere Fläche aufweisen, und wobei ferner eine der Bremsbacken von einer Betätigungsvorrichtung an die dem fahrzeugfesten Bauteil benachbarte Fläche der Bremsscheibe direkt anlegbar ist und die andere Bremsbacke im Schwimmrahmen angeordnet und durch die Reaktion der Betätigungsvorrichtung auf den Schwimmrahmen an die entgegengesetzte Fläche der Bremsscheibe indirekt anlegbar ist. Eine derartige Bremse wird nachfolgend als gattungsgemäße Schwimmrahmen-Scheibenbremse bezeichnet.

Noch wahrscheinlicher ist es, daß bei einer gattungsgemäßen Schwimmrahmen-Scheibenbremse der Schwimmrahmen als Zwischenresonanzboden wirkt, der die Schwingung der Bremsbacken verstärkt und dadurch die Bremsscheibe anregt.

Zirpen kann als ein intermittierendes Geräusch definiert werden, das hauptsächlich bei gelöster Bremse auftritt und die Frequenz der Bremsscheibe haben kann. Dieses Zirpgeräusch wird häufig als dem "Summen" oder "Zirpen" von Telefondrähten oder einem "patschenden" Geräusch ähnlich beschrieben. Zirpen wird hervorgerufen, wenn eine Bremsbacke sehr dicht an der Bremsscheibe steht und diese gelegentlich berührt. Dies kann

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durch unrunden Lauf oder axiale Bewegung der Bremsscheibe als Folge von Fertigungsfehlern oder ausgeschlagenen Lagern bedingt sein oder auch bei scharfer Kurvenfahrt auftreten. Zirpen kann auch dadurch hervorgerufen werden, daß eine Bremsbacke gegen die Bremsscheibe "fällt" und dann beim Zurückspringen Geräusch erzeugt. Zirpen kann dadurch abgestellt werden, daß die Bremsbacken durch die Verwendung von Federn sicher von der Bremsscheibe weggedrängt werden. Wenngleich es in der Praxis üblich ist, Riickzugfedern zum Zurückziehen der Bremsbacken einer Innenbacken-Trommelbremse zu verwenden, ist dies bei Scheibenbremsen der genannten Art unzweckmäßig. Eine andere wirkungsvolle Maßnahme zum Beseitigen von Zirpen besteht darin, die Bremsbacken an die Bremsscheibe leicht anzupressen; es ist jedoch wesentlich, daß die Bremsbacken zu einer Ecke oder Kante hin vorgespannt sind, da die Möglichkeit einer Geräuscherzeugung bei unter leichtem Druck herbeigeführter Linienberührung viel geringer ist als bei unter leichtem Druck zustande kommender Vollflächenberührung.

Beide Arten von Geräusch scheinen durch staubförmigen Abrieb der Reibbeläge beeinflußt zu sein, da die Geräusche vorübergehend ausbleiben, wenn die Bremsbacken, nachdem sie ausgebaut und mit einer Bürste gereinigt wurden, wieder in die Bremse eingebaut worden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion einer Scheibenbremse der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Grauscherzeugung durch Quietschen und/oder Zirpen gemildert oder im wesentlichen ausgeschlossen ist.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist bei einer gattungsgemäßen Schwimmrahmen-Scheibenbremse der Sehwimmrahmen an einer Kante gegen die obere Fläche einer der Nuten und an der anderen Kante gegen die untere Fläche der anderen Nut mit elastischer Vorspannung angelegt.

Dies verändert die Schwingungsfrequenz des Schwimmrahmens bei angelegter Bremse.

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Dies kann durch Ausbilden von asymmetrisch angeordneten Nuten am fahrzeugfesten Bauteil erreicht sein. Der Schwimmrahmen kann dann an einer Kante gegen die obere Fläche einer der Nuten und an der anderen Kante gegen die untere Fläche der anderen Nut vorgespannt sein. Demzufolge kann die voreilende Kante des Schwimmrahmens gegen die obere Fläche einer der Nuten und die nacheilende Kante gegen die untere Fläche der anderen Nut vorgespannt sein, oder umgekehrt.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Nuten am fahrzeugfesten Bauteil symmetrisch angeordnet sind, und daß der Schwimmrahmen an jeder Seite durch Haltefedern so vorgespannt ist, daß eine seiner Kanten an der oberen Fläche einer der Nuten und seine andere Kante an der unteren Fläche der anderen Nut anliegt. Demzufolge kann die voreilende Kante des Schwimmrahmens gegen die obere Fläche einer der Nuten und die nacheilende Kante gegen die untere Fläche der anderen Nut vorgespannt sein, oder umgekehrt.

Die obigen Konstruktionen beseitigen nahezu völlig die Tendenz des Schwimmrahmens, bei starkem Bremsen an seiner nacheilenden Kante einzutauchen. Somit werden durch Eintauchen des Schwimmrahmens bedingte Schwingung und Geräusch verhindert, da der Schwimmrahmen in beiden Nuten stets abgestützt ist. Neigt der Schwimmrahmen dazu, in der anderen Richtung, an seinem voreilenden Ende, einzutauchen, weil das Druckzentrum des Reibmaterials unter der Bremsenmittellinie liegt, wird der Schwimmrahmen in umgekehrter Richtung vorgespannt.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann bei einer gattungsgemäßen Schwimmrahmen-Scheibenbremse zwischen dem Sehwimmrahmen und einer komplementären Fläche einer Nut an wenigstens einer Seite eine Dämpfungsvorrichtung, beispielsweise Dämpf ungsscheiben, angeordnet sein. Die Dämpfungsvorrichtung kann in Ausnehmungen aufgenommen sein, die entweder in den Schwimmrahmen oder in eine komplementäre Fläche wenigstens einer der Nuten eingearbeitet sind. Eine Dämpfungsvorrichtung kann in dieser Weise auch in den ersten

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zwei Ausführungsformen aufgenommen sein, bei denen die Linie, welche die Höhenmittelpunkte der inneren Flächen der Nuten miteinander verbindet, gegen die Ebene des Schwimmrahmens geneigt ist.

Bei einer anderen Bremsenkonstruktion hat ein Abstützbereich zwischen dem Schwimmrahmen und der von ihm an die Bremsscheibe angelegten Bremsbacke zum Mildern von Quietschen eine Stufe. Dies erzeugt eine versetzte Kraft, die bewirkt, daß das nacheilende Ende des Reibbelages beim Anlegen der Bremsen als erstes die Bremsscheibe berührt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Schwimmrahmen-Scheibenbremse,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vorspannfeder für den Schwimmrahmen der Bremse gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht derselben Vorspannfeder,

Fig. 4 einen Fig. 1 ähnlichen Querschnitt durch eine Bremse in abgewandelter Ausführungsform,

Fig. 5 einen Fig. 1 ähnlichen Querschnitt durch eine Bremse in einer anderen abgewandelten Ausführungsform,

Fig. 6 eine Seitenansicht des fahrzeugfesten Bauteils der Bremse gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine Einzelheit des Schwimmrahmens in einer abgewandelten Ausführungsform,

Fig. 8 und 9 Drauf- und Stirnansiohten eines Teiles eines Schwimmrahmens in abgewandelter Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine Schwimmrahmen-Scheibenbremse, bei der ein Schwimmrahmen 1 eine dünne Platte aufweist, die sich über

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die Umfangskante einer nicht gezeichneten rotierenden Bremsscheibe erstreckt und in Nuten 2 und 3 an jeder Seite eines fahrzeugfesten Bauteils 4 beweglich geführt ist. Das Bauteil 4 ist an einer Seite der Bremsscheibe angeordnet.

Die Nuten 2 und 3 haben je obere und untere, im Abstand voneinander parallele Flächen 5 und 6 und eine innere Fläche 7, die auf den parallelen Flächen 5 und 6 senkrecht steht und diese an einander benachbarten längskanten miteinander verbindet. Die Nuten 2 und 3 sind am fahrzeugfesten Bauteil 4 asymmetrisch angeordnet. Die voreilende Kante 8 des Schwimmrahmens 1 ist durch eine Haltefeder 9 an die obere Fläche 5 der Nut 2 unter Vorspannung angelegt. Die nacheilende Kante 10 ist durch eine Haltefeder 11 an die untere Fläche 6 der Nut 3 unter Vorspannung angelegt. Dies verändert die Schwingungs arten des Schwimmrahmens 1 und beseitigt Geräusch nahezu völlig.

Die Vorspann- oder Haltefedern 9 und 11 für den Schwimmrahmen 1 sind band- oder streifenförmig und in der in Fig. 2 und 3 dargestellten Weise abgewandelt oder geformt, damit sie eingebaut werden können. Sie haben eine Zunge 12, die zwischen den Schwimmrahmen 1 und eine Nut einführbar ist.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Schwimmrahmen-Scheibenbremse sind die Nuten 2 und 3 am fahrzeugfesten Bauteil 4 symmetrisch angeordnet. Der Schwimmrahmen 1 ist an seiner voreilenden Kante 8 an die obere Fläche 5 der Nut 2 durch eine als Haltefeder wirkende Drahtfeder 13 unter Vorspannung angelegt. Die nacheilende Kante 10 ist an die untere Fläche 6 der Nut 3 durch eine als Haltefeder wirkende Drahtfeder 14 unter Vorspannung angelegt. Beide Drahtfedern 13 und 14 haben skelettförmigen Umriß.

Bei den in Fig. 1 und 4 dargestellten Ausführungsformen oder bei jeder gattungsgemäßen Schwimmrahmen-Scheibenbremse kann zwischen dem Schwimmrahmen 1 und einer komplementären Fläche einer Nut an einer oder an beiden Seiten eine'

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Dämpfungsvorrichtung angeordnet sein. Fig. 5 und 6 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform einer Schwimmrahmen-Scheibenbremse mit Dämpfungsvorrichtungen. Die Dämpfungsvorrichtung weist eine Vielzahl von Dämpfungsscheiben 15 auf, die in einer in die obere Fläche 5 der Nut 2 eingearbeiteten Ausnehmung 16 angeordnet sind.

Bei einer in Fig. 7 dargestellten anderen Ausführungsform sind die Dämpfungsscheiben 15 in einer im Schwimmrahmen 1 ausgebildeten Ausnehmung 17 angeordnet. Die Dämpfungsscheiben 15 können sowohl am voreilenden als auch am nacheilenden Ende des Schwimmrahmens 1 vorgesehen sein.

Die Dämpfungsscheiben 15 können alle aus demselben Werkstoff oder aus einem Gemisch von Werkstoffen, beispielsweise Metall und Kunststoff, sein. Sie können ein weiches Metall, z.B. Kupfer, oder kupferbeschichteten Asbest aufweisen oder auch in Harz eingebettete Aluminiumfolie sein.

Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsform hat ein Abstützbereich 18 am Schwimmrahmen 1, der mit der nicht gezeichneten indirekt betätigten Bremsbacke in Eingriff bringbar ist, eine Stufe 19. Diese erzeugt eine versetzte Kraft und drängt beim Betätigen der Bremsen die nacheilende Kante des Reibbelages als erste in Anlage an der Bremsscheibe. Auf diese Weise wird der Tendenz des Reibbelages entgegengewirkt, sich an seiner voreilenden Kante "einzugraben¹¹, eine Tendenz, die sich aus dem Drehmoment ergibt, welches durch die Anordnung der auf die Bremskraft reagierenden Bremsträgerplatte im Abstand von der Bremsscheibe erzeugt wird.

/Patentansprüche 709807/0317

Claims

1A-48 268 PATENTANSPRÜCHE

1. Schwimmrahmen-Scheibenbremse, "bei der Bremsbacken an einander abgewandte Flächen einer drehbaren Bremsscheibe anlegbar sind, der Schwimmrahmen die Gestalt einer verhältnismäßig dünnen Platte hat, die sich über die TJmfangskante der Bremsscheibe erstreckt und in axialgerichteten Nuten in einem fahrzeugfesten Bauteil an einer Seite der Bremsscheibe parallel zur Achse der Bremsscheibe beweglich geführt ist, wobei jede Nut obere und untere, im Abstand voneinander parallele Flächen und eine zu den parallelen Flächen rechtwinklige innere Fläche aufweist, und bei der eine der Bremsbacken von einer Betätigungsvorrichtung an die dem fahrzeugfesten Bauteil benachbarte Fläche der Bremsscheibe direkt anlegbar ist und die andere Bremsbacke im Schwimmrahmen angeordnet und durch die Reaktion der Betätigungsvorrichtung auf den Schwimmrahmen an die entgegengesetzte Fläche der Bremsscheibe indirekt anlegbar ist, wobei die Nuten Abstützungen bilden, die Bewegung des Schwimmrahmens gegenüber dem fahrzeugfesten Bauteil in radialer Richtung begrenzen und der Schwimmrahmen gegen Flächen der Nuten elastisch vorgespannt ist, dadurch gekennz eichnet , daß der Schwimmrahmen (1) gegen die obere Fläche (5) einer der Nuten (2) und gegen die untere Fläche (6) der anderen Nut

(3) elastisch vorgespannt ist.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Nuten (2,3) am fahrzeugfesten Bauteil (4) asymmetrisch angeordnet sind.

3. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmrahmen (1) an seiner voreilenden und an seiner nacheilenden Kante (8,10) an die

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obere bzw. an die untere Fläche (5 bzw. 6) der Nuten (2,3) mit elastischer Vorspannung angelegt ist.

4. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ e i chnet , daß der Schwimmrahmen (1) an seiner voreilenden und an seiner nacheilenden Kante (8,10) an die untere bzw. an die obere Fläche (6 bzw. 5) der Nuten (2,3) mit elastischer Vorspannung angelegt ist.

5. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut'en (2,3) am fahrzeugfesten Bauteil (4) symmetrisch angeordnet sind, und daß der Schwimmrahmen (T) an seiner voreilenden Kante (8) an die obere Fläche (5) einer Nut (2) und an seiner nacheilenden Kante (10) an die untere Fläche (6) der anderen Nut (3) mit elastischer Vorspannung durch Drahtfedern (13,14) von skelettförmigem Umriß angelegt ist.

6. Schwimmrahmen-Scheibenbremse, bei der Bremsbacken an einander abgewandte Flächen einer drehbaren Bremsscheibe anlegbar sind und der Schwimmrahmen die Gestalt einer verhältnismäßig dünnen Platte hat, die sich über die Umfangskante der Bremsscheibe erstreckt und in axialgerichteten Nuten in einem fahrzeugfesten Bauteil an einer Seite der Bremsscheibe parallel zur Achse der Bremsscheibe beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Schwimmrahmen (1) und einer komplementären Fläche einer Nut (2) an wenigstens einer Seite der Bremse eine Dämpfungsvorrichtung angeordnet ist.

7. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Schwimmrahmen (1) und einer komplementären Fläche einer Nut an wenigstens einer Seite des fahrzeugfesten Bauteils (4) eine Dämpfungsvorrichtung angeordnet ist.

8. Bremse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Dämpfungsvorrichtung eine Vielzahl von Dämpfungsscheiben (15) aufweist.

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9. Bremse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwimmrahmen (1) an wenigstens einer seiner Kanten eine Ausnehmung (17) zur Aufnahme der Dämpfungsvorrichtung aufweist.

10. Bremse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die obere Fläche (5) wenigstens einer der Nuten (2) eine Ausnehmung (16) zur Aufnahme der Dämpfungsvorrichtung aufweist.

11. Schwimmrahmen-Scheibenbremse, bei der Bremsbacken an einander abgewandte Flächen einer drehbaren Bremsscheibe anlegbar sind, ein Schwimmrahmen in Gestalt einer verhältnismäßig dünnen Platte sich über die Umfangskante der Bremsscheibe erstreckt, eine der Bremsbacken durch eine Betätigungsvorrichtung an eine Fläche der Bremsscheibe direkt anlegbar ist, und die andere Bremsbacke im Schwimmrahmen angeordnet und durch die Reaktion der Betätigungsvorrichtung auf den Schwimmrahmen an die entgegengesetzte Fläche der Bremsscheibe indirekt anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstützbereich (18) zwischen dem Schwimmrahmen (1) und der von ihm an die Bremsscheibe angelegten Bremsbacke eine Stufe (19) aufweist.

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