DE69515257T2

DE69515257T2 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE69515257T2
Application number: DE69515257T
Authority: DE
Inventors: Minoru Hirai; Takashi Shinomiya
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2015-11-08
Also published as: EP0710778A1; US5577577A; DE69515257D1; KR100374385B1; JPH08135696A; JP3346053B2; EP0710778B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse gemäß den Patentansprüchen.
Eine herkömmliche Scheibenbremse weist ein Paar Bremsklötze auf, die mit der Bremsscheibe in Reibkontakt zu bringen und zwischen Führungsbereichen befestigt sind, welche einander gegenüberliegend an deren Drehmomentelement oder Bremssattel angeordnet sind, so dass sie in axialer Richtung der Scheibe gleiten können (z. B. EP-A-0 002 399 (1)). Die Führungsbereiche weisen Führungsnuten oder -vorsprünge auf, in die bzw. mit denen die Grundplatten der Bremsklötze eingreifen bzw. verrasten, um die Bremsklötze nicht-drehbar zu halten und an ihren Drehmoment-Aufnahmeflächen die Bremskraft aufzunehmen, die von den Klötzen ausgeübt wird. Der Führungsbereich weist einen Punkt auf, an dem eine Kraft, die auf die von den Bremsklötzen ausgeübte Bremskraft reagiert bzw. dieser entgegenwirkt, erzeugt wird.
Bei der herkömmlichen Scheibenbremse befindet sich dieser Punkt auf der Linie, die durch die Mitte des Bremszylinders zum Beaufschlagen der Bremsklötze hindurchläuft und sich tangential zur Scheibe erstreckt, oder näher am Außenumfang der Scheibe als die vorgenannte Linie.
Wie in Fig. 3A dargestellt, haben bei dieser Anordnung Bremskräfte Fa und Fb, die auf zwei gegebene Punkte der Bremsklötze an deren Vorder- und Hinterseiten wirken, Y-Komponenten Fay und Fby in entgegengesetzten Richtungen. Die Komponenten Fay und Fby erzeugen ein Moment M1, das dazu neigt, die Bremsklötze 1 in der Figur gegen den Uhrzeigersinn in Drehung zu versetzen.
Da die Bremsklötze 1 in Bezug auf das Drehmomentelement 2 gegen den Uhrzeigersinn geneigt sind, wird die Reaktionskraft an dem Punkt erzeugt, an dem die Bremsklötze 1 mit dem Führungsbereich an der Hinterseite der Scheibe in Eingriff sind, d. h. dem Punkt A am äußersten Ende einer Drehmoment- Aufnahmefläche 3a (siehe Fig. 3B).
Andererseits haben die Tangentialkomponenten (oder Tangentialkräfte) Fax und Fbx der Kräfte Fa und Fb ein Zentrum, das mit dem Zentrum der Beaufschlagungskraft, d. h. der Mitte O des Bremszylinders 4 zusammenfällt. Da der Punkt A, an dem die Reaktionskraft erzeugt wird, sich näher am Außenumfang der Scheibe befindet als die Mitte O des Bremszylinders, wird ein Moment M2 erzeugt, das dazu neigt, die Klötze im Uhrzeigersinn zu drehen. Somit ist die Summe der Momente M1 und M2, die auf die Bremsklötze wirken, meist klein, da sie sich gegenseitig aufheben. Bei dieser Anordnung nach dem Stand der Technik neigen die Bremsklötze dazu, während des Bremsens zu schwingen, da es unmöglich ist, die Bewegung der Bremsklötze mit einer ausreichend großen Kraft zu drosseln.
Bei einer Anordnung, bei der der Punkt A, an dem die Reaktionskraft erzeugt wird, sich auf der Linie befindet, die durch den Punkt O hindurchläuft und sich tangential zur Scheibe erstreckt, wird das Moment M2 nicht erzeugt, da die Länge seines Hebels Null ist. Somit wirkt nur das Moment M1 einschränkend auf die Bewegung der Bremsklötze, was nicht ausreicht, um diese zu drosseln, so dass es unmöglich ist, Schwingungen der Bremsklötze zu beseitigen.
Quietschgeräusche einer Scheibenbremse sind das Resultat der Resonanz der gesamten Bremse, die auftritt, wenn deren Bremsklötze aufgrund eines schwankenden Drehmoments, das z. B. durch Ruckgleiten verursacht wird, schwingen.
Um Quietschgeräusche einer Scheibenbremse zu verhindern, müssen daher deren Bremsklötze fest angebracht werden, so dass sie nicht schwingen können.
Die ungeprüfte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung 56-7129 offenbart eine Technik zur Erzeugung eines Moments in umgekehrter Richtung, das größer ist als das Moment in der normalen Richtung. Da bei dieser Anordnung die beiden Momente, die in ihrer Richtung entgegengesetzt sind, sich gegenseitig aufheben, ist es unmöglich, die Bremsklötze mit einer ausreichend großen Kraft zu drosseln.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse zu schaffen, die Mittel aufweist, um die Bremsklötze während des Bremsens stark zu drosseln und damit das Quietschen der Bremse zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gemäß einem ersten und zweiten Aspekt der Erfindung erfüllt.
Die Scheibenbremse weist erste Einlagen auf, die federnde Arme besitzen und zwischen den Grundplatten der Bremsklötze und dem Führungsbereich am hinteren Ende der Scheibe vorgesehen sind, sowie zweite Einlagen, die federnde Arme besitzen und zwischen den Grundplatten und dem am vorderen Ende der Scheibe vorgesehenen Führungsbereich vorgesehen sind, wobei die federnden Arme der ersten Einlagen und der zweiten Einlagen so positioniert sind, dass sie die Bremsklötze jeweils radial innerhalb der Scheibe und radial außerhalb der Scheibe beaufschlagen.
Bei dieser Anordnung fällt das Moment M2, das aufgrund der diametralen Versetzung des Zentrums der Tangentialkräfte von dem Punkt, an dem die Reakti onskraft erzeugt wird, bezüglich seiner Richtung mit dem Moment M1 in der normalen Richtung zusammen, das aufgrund der Komponenten Fay und Fby gemäß Fig. 3A erzeugt wird. Daher wirkt die Summe der Momente M1 und M2 einschränkend auf die Bewegung der Bremsklötze an dem Punkt, an dem die Klötze einrasten, so dass die Klötze fester gedrosselt werden als bei herkömmlichen Anordnungen. Somit ist die Wahrscheinlichkeit kleiner, dass die Bremsklötze schwingen, so dass die Bremse nur geringfügig quietscht. Die Scheibenbremse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weist feststellsichere Einlagen bzw. Schutzeinlagen auf, die mit federnden Armen versehen sind, um die Bremsklötze zum Außenumfang der Scheibe zu beaufschlagen.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beaufschlagen die federnden Arme an den Einlagen bei der vorliegenden Erfindung die vorderen und hinteren Enden der Bremsklötze in jeweils entgegengesetzte Richtungen, so dass ein Winkelmoment in der gleichen Richtung erzeugt wird wie das Moment M1 in der normalen Richtung. Daher können die Bremsklötze während des Bremsens stärker in einer vorherbestimmten Position gedrosselt werden. Hierdurch wird nicht nur das Rattern der Bremse während des Fahrens verhindert. Da die Bewegung der Bremsklötze am Beginn des Bremsvorgangs stark gedrosselt wird, können Quietschgeräusche der Bremse wirksamer verhindert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1A eine Darstellung einer Scheibenbremse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei die Innenseite des Bremssattels ausgeschnitten dargestellt ist;
Fig. 1B einen Schnitt entlang der Linie b-b in Fig. 1A;
Fig. 2 eine Darstellung des zweiten Aspekts der Erfindung, wobei der Bremssattel entfernt ist;
Fig. 3A eine Darstellung von Winkelmomenten, die während des Bremsens auf die Bremsklötze wirken; und
Fig. 3B eine Darstellung eines Winkelmoments in umgekehrter Richtung, das bei einer herkömmlichen Scheibenbremse unter dem Einfluss der Reaktionskraft erzeugt wird.
Fig. 1 zeigt eine Scheibenbremse der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Sie weist Bremsklötze 1 auf, ein Drehmomentelement 2, das Führungsbereiche 3 aufweist, welche einander gegenüberliegend in tangentialer Richtung der Scheibe vorgesehen sind, einen Bremssattel 5, einen Bremszylinder 4, der in dem Bremssattel 5 definiert und einstückig mit dem Bremssattel 5 ausgebildet ist, einen im Zylinder 4 angeordneten Bremskolben 6, sowie Gleitstifte 7, die mit einem Ende am Bremssattel 5 befestigt sind.
Die Gleitstifte 7 passen lose in Führungslöcher 8, die in dem Drehmomentelement 2 ausgebildet sind, um den Bremssattel 5 so zu stützen, dass der Bremssattel 5 in axialer Richtung der Scheibe gleiten kann.
Die Bremsklötze 1 sind einander gegenüberliegend auf beiden Seiten der Scheibe D angeordnet (Fig. 1B). Sie weisen an beiden Enden Nasen 10 auf, die in Füh rungsnuten 9 eingreifen, welche so in den Führungsbereichen 3 des Drehmomentelements ausgebildet sind, dass sie sich axial zur Scheibe erstrecken. Somit sind die Bremsklötze so gestützt, dass sie axial zur Scheibe gleiten können.
Wie auf diesem technischen Gebiet bekannt ist, wird bei einer Scheibenbremse mit Schwimmsattel, wie sie in dieser Erfindung dargestellt ist, der innere Bremsklotz 1 mit der Scheibe D in Reibkontakt gebracht, nachdem er durch den Bremskolben 6 beaufschlagt wurde, während der äußere Bremsklotz mit der Scheibe in Reibkontakt gebracht wird, nachdem er durch äußere Klauen des Sattels 5 beaufschlagt wurde, die unter dem Einfluss der Reaktionskraft nach innen gleiten.
Wie in Fig. 1A dargestellt, befindet sich bei der Anordnung der vorliegenden Erfindung das äußerste Ende einer Drehmoment-Aufnahmefläche 3a am Führungsbereich 3, d. h. der Punkt A, an dem die Kraft entsteht, die der Bremskraft entgegenwirkt, näher am Mittelpunkt der Scheibe als die Linie L, die sich in tangentialer Richtung der Scheibe erstreckt und durch die Mitte des Bremszylinders 4 hindurchgeht. Somit wirken die vorstehend erwähnten Momente M1 und M2 in der gleichen Richtung auf die Bremsklötze 1. Dies bedeutet, dass die Summe der Momente M1 und M2 auf Punkte A und B wirkt. Die Bremsklötze 1, die durch eine starke Kraft - nämlich die Summe der Momente - eingeschränkt bzw. gehalten werden, neigen weniger dazu, zu schwingen.
Wie in Fig. 1A dargestellt, sind an den Führungsbereichen 3 Einlagen 11 befestigt. Sie weisen einen federnden Arm 12 auf, der den Bremsklotz an seinen vorderen und hinteren Enden radial außerhalb der Scheibe beaufschlagt, um ein Spiel oder Lücken zwischen den Bremsklötzen und den Führungsnuten zu beseitigen, wodurch das Rattern während des Fahrens verhindert werden kann.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung sind die Einlagen 11 so befestigt, dass die Bremsklötze 1 immer in der Position gehalten werden, die sie während des Bremsens einnehmen. Die Einlagen 11 an der vorderen Scheibenseite der Bremsklötze sind genauso befestigt wie die gemäß Fig. 1A. Die Einlagen 11 an der hinteren Seite der Bremsklötze sind gegenüberliegend angeordnet, um die Bremsklötze radial innerhalb der Scheibe zu beaufschlagen. Somit werden die Bremsklötze 1 immer gegen den Uhrzeigersinn beaufschlagt und an den Punkten A und B mit dem Drehmomentelement 2 in Eingriff gehalten. Durch diese Anordnung bewegen sich die Bremsklötze 1 nicht, wenn die Bremse betätigt wird, so dass Schwingungen der Bremsklötze verhindert werden können, die durch die Bewegung der Bremsklötze ausgelöst werden, wenn die Bremse betätigt wird. Da die Bewegung der Bremsklötze durch die Einlagen 11 positiv gedrosselt wird, kann außerdem ein Rattern während des Fahrens ebenso beseitigt werden wie Schlaggeräusche beim Betätigen der Bremse.
Die in den Drehmoment-Aufnahmeflächen der Führungsbereiche 3 ausgebildeten Führungsnuten 9 können durch Vorsprünge ersetzt werden, die mit Ausnehmungen in Eingriff gebracht werden, welche an Grundplatten der Bremsklötze ausgebildet sind.
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Bewegung der Bremsklötze während des Bremsens zuverlässig gedrosselt. Dies hat zur Folge, dass die Schwingung der Bremsklötze abnimmt, so dass selbsterregte Schwingungen der Bremsklötze und des Rotors ebenfalls abnehmen. Dies führt wiederum zu einer Verringerung der Quietschgeräusche der Bremse.
Da die Bremsklötze durch die Beaufschlagung der Bremsklötze mit den federnden Armen der Einlagen immer in der Position gehalten werden, in der sie während des Bremsens gedrosselt werden sollen, kann die Bewegung der Bremsklötze am Beginn des Bremsvorgangs verhindert werden, so dass Quietschgeräusche wirksamer vermindert werden können.
Jede herkömmliche Scheibenbremse kann in die Scheibenbremse gemäß der vorliegenden Erfindung umgewandelt werden, indem einfach die Position des Drehmoment-Aufnahmebereichs verändert wird. Es ist nicht notwendig, zusätzliche Elemente hinzuzufügen. Somit ist es möglich, Scheibenbremsen mit verbesserten Eigenschaften kostengünstig herzustellen.

Claims

1. Scheibenbremse, mit einer Scheibe (D), Bremsklötzen (1), die mit der Scheibe (D) in Reibkontakt zu bringen sind, einem Bremssattel (5), einem in dem Bremssattel (5) definierten Bremszylinder (4), einem Kolben (6), der in dem Bremszylinder (4) aufgenommen ist, um die Klötze (1) gegen die Scheibe (D) zu drücken, einem Drehmomentelement (2), das Klotzführungsbereiche (3) aufweist, die an der vorderen Seite und der hinteren Seite der Scheibe einander gegenüberliegend vorgesehen sind, wobei die Führungsbereiche (3) die Klötze (1) nicht-drehbar stützen und dabei eine axiale Gleitbewegung der Klötze (1) erlauben, und wobei sie dazu vorgesehen sind, die Bremskraft aufzunehmen, die von den Klötzen (1) übertragen wird, wobei einer der Führungsbereiche (3) einen Punkt aufweist, an dem eine Kraft erzeugt wird, die der von den Klötzen (1) übertragenen Bremskraft entgegenwirkt, wobei der Punkt sich näher an der Mitte der Scheibe befindet als eine Linie, die durch die Mitte des Bremszylinders (4) hindurchläuft und sich tangential zu der Scheibe (D) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass erste Einlagen (11) zwischen Grundplatten der Klötze (1) und den Führungsbereichen (3) an der hinteren Seite der Scheibe (D) vorgesehen sind und einen federnden Arm (12) aufweisen, der so positioniert ist, dass er die Klötze (1) radial außerhalb der Scheibe (D) beaufschlagt, und dass zweite Einlagen (11) zwischen den Grundplatten und dem an der vorderen Seite der Scheibe (D) angeordneten Führungsbereich (3) vorgesehen sind und einen federnden Arm (12) aufweisen, der so positioniert ist, dass er die Klötze (1) radial außerhalb der Scheibe (D) beaufschlagt (Fig. 1A).

2. Scheibenbremse, mit einer Scheibe (D), Bremsklötzen (1), die mit der Scheibe (D) in Reibkontakt zu bringen sind, einem Bremssattel (5), einem in dem Bremssattel (5) definierten Bremszylinder (4), einem Kolben (6), der in dem Bremszylinder (4) aufgenommen ist, um die Klötze (1) gegen die Scheibe (D) zu drücken, einem Drehmomentelement (2), das Klotzführungsbereiche (3) aufweist, die an der vorderen Seite und der hinteren Seite der Scheibe einander gegenüberliegend vorgesehen sind, wobei die Führungsbereiche (3) die Klötze (1) nicht-drehbar stützen und dabei eine axiale Gleitbewegung der Klötze (1) erlauben, und wobei sie dazu vorgesehen sind, die Bremskraft aufzunehmen, die von den Klötzen (1) übertragen wird, wobei einer der Führungsbereiche (3) einen Punkt aufweist, an dem eine Kraft erzeugt wird, die der von den Klötzen (1) übertragenen Bremskraft entgegenwirkt, wobei der Punkt sich näher an der Mitte der Scheibe befindet als eine Linie, die durch die Mitte des Bremszylinders (4) hindurchläuft und sich tangential zu der Scheibe (D) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass erste Einlagen (11) zwischen Grundplatten der Klötze (1) und den Führungsbereichen (3) an der hinteren Seite der Scheibe (D) vorgesehen sind und einen federnden Arm (12) aufweisen, der so positioniert ist, dass er die Klötze (1) radial innerhalb der Scheibe (D) beaufschlagt, und dass zweite Einlagen (11) zwischen den Grundplatten und dem an der vorderen Seite der Scheibe (D) angeordneten Führungsbereich (3) vorgesehen sind und einen federnden Arm (12) aufweisen, der so positioniert ist, dass er die Klötze (1) radial außerhalb der Scheibe (D) beaufschlagt (Fig. 2).