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Title:
BRAKE DISC ARRANGEMENT FOR A VEHICLE DISC BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/090815
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a brake disc arrangement (1) for a vehicle comprising at least one axle. Said brake disc arrangement (1) comprises a support (3), arranged on a vehicle axle, with several friction rings (2), fixed to the support (3) in the circumferential direction, of which at least one may be displaced axially on the support (3). According to the invention, the friction ring guide may be simplified and improved, whereby at least one guide pin (7) is detachably fixed to the support (3), extending axially through at least one friction ring (2) to provide the same with a displaceable mounting on the support (3). The friction ring guidance by means of guide pins (7) may be rendered flexible and economical with good guidance quality.

Inventors:
KOCH DIRK (DE)
BONAREWITZ SASCHA (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/051280
Publication Date:
September 29, 2005
Filing Date:
March 18, 2005
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
KOCH DIRK (DE)
BONAREWITZ SASCHA (DE)
International Classes:
F16D55/36; F16D65/12; (IPC1-7): F16D55/36
Foreign References:
FR2277705A11976-02-06
EP1122162A22001-08-08
GB2076087A1981-11-25
US20030127290A12003-07-10
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 301 (M - 525) 14 October 1986 (1986-10-14)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 071 (M - 126) 6 May 1982 (1982-05-06)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 213 (M - 408) 30 August 1985 (1985-08-30)
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Frankfurt am Main, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. BremsScheibenanordnung (1) einer Fahrzeugscheibenbremse, mit einem an einer Fahrzeugachse angeordneten Träger (3), mit mehreren in Umfangsrichtung verdrehfest mit dem Träger (3) verbundenen Reibringen (2), von denen zumin¬ dest einer axial verschiebbar am Träger (3) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Träger (3) mindestens ein Führungsbolzen (7) lösbar befestigt ist, der wenigs¬ tens einen Reibring (2) axial durchragt, um diesen ver¬ schiebbar am Träger (3) zu lagern.
2. BremsScheibenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Führungsbolzen (7) von einem Pro¬ tektorelement (13) umgeben ist, das den Führungsbolzen (7) gegenüber der Umgebung abdichtet.
3. BremsScheibenanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Protektorelement (13) zwischen zwei Reibringen (2) angeordnet ist.
4. BremsScheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Protektorelement (13) als Faltenbalg (13) ausgebildet ist.
5. BremsScheibenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Protektorelement (13) als flexibles Gewebeelement ausgebildet ist.
6. BremsScheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) als Radnabe (3) eines Fahrzeugrades ausgebildet ist.
7. BremsScheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) zwei Flansche {4, 5) aufweist, zwischen denen zumindest ein verschiebbarer Reibring (2) angeordnet ist.
8. Bremsscheibenanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Führungsbolzen (7) an einem Flansch (4) verschraubt ist.
Description:
Bremsscheibenanordnung einer Fahrzeugscheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine BremsScheibenanordnung einer Fahrzeugscheibenbremse, die mehrere Reibringe aufweist. Zu¬ mindest einer dieser Reibringe ist dabei axial verschiebbar innerhalb der Bremsscheibenanordnung gelagert.

Die WO 00/42332 Al beschreibt beispielsweise eine Brems¬ scheibenanordnung einer Kraftfahrzeugscheibenbremse mit ei¬ nem achsfesten Träger, an dem zwei Reibringe in Umfangsrich- tung verdrehfest sowie in Achsrichtung verschiebbar angeord¬ net sind. Dabei ist der Träger zusammen mit den Reibringen an eine Rotationsbewegung einer Fahrzeugachse gekoppelt. Die Reibringe wirken tribologisch mit zugehörigen Bremsbelägen einer entsprechenden Kraftfahrzeugscheibenbrem.se zusammen. Dazu sind die Bremsbeläge in Achsrichtung verschiebbar an einem Bremssattel der Kraftfahrzeugscheibenbremse gelagert. Während einer Bremsbetätigung wird das aus Reibringen und Bremsbelägen bestehende Reibpaket zur Erzielung der tribolo- gischen Bremswirkung zusammengedrückt. Sowohl die Bremsbelä¬ ge als auch die Reibringe durchlaufen dabei einen axialen Verschiebeweg. Im täglichen Bremsenbetrieb gestaltet es sich jedoch als äußerst schwierig diese Verschiebbarkeit für je¬ den Betriebszustand der Kraftfahrzeugscheibenbremse sicher¬ zustellen. Dies gilt in besonderem Maße auch für die Reib¬ ringe in ihren Führungen am Träger. Grundsätzlich kann das Auftreten von Korrosion und Verschmutzungen an den Reibring¬ führungen die gesamte Bremsfunktion beeinträchtigen.

Darüber hinaus ist aus der DE 101 62 687 Al eine andere Va¬ riante einer Bremsscheibenanordnung mit mehreren Reibringen bekannt, die ebenfalls axial verschiebbar an einem Träger geführt sind. Dazu ist zwischen den Reibringen und dem Trä¬ ger eine Verzahnung ausgebildet, die als Führungsvorrichtung wirksam ist. Die Verzahnung ist zusätzlich mittels einer Ab¬ dichtung gegenüber der Umgebung abgeschirmt, um eine dauer¬ haft leichtgängige Reibringführung sicher zu stellen. Diese Art der Verzahnung als Führungsvorrichtung ist jedoch nur aufwändig herstellbar und erfordert zudem eine kostspielige Abdichtung.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine mit mehreren Reibringen ausgestattete Brems¬ scheibenanordnung mit zumindest einem axial verschiebbaren Reibring anzugeben, die eine einfach aufgebaute sowie dauer¬ haft wirksame Führungsvorrichtung für jeden verschiebbaren Reibring aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine BremsScheibenanordnung einer Fahrzeugscheibenbremse mit einem an einer Fahrzeugach¬ se angeordneten Träger, mit mehreren in Umfangsrichtung ver¬ drehfest mit dem Träger verbundenen Reibringen, von denen zumindest einer axial verschiebbar am Träger geführt ist, wobei am Träger mindestens ein Führungsbolzen lösbar befes¬ tigt ist, der wenigstens einen Reibring axial durchragt, um diesen verschiebbar am Träger zu lagern. Die Verwendung ei¬ nes Führungsbolzens oder mehrerer Führungsbolzen bewirkt für die Bremsscheibenanordnung eine erhebliche Fertigungsverein¬ fachung, da derartige Führungsbolzen als kostengünstige Mas¬ senartikel leicht verfügbar sind und zusätzliche Bearbei¬ tungsmaßnahmen am Träger vorteilhaft entfallen können. Dar¬ über hinaus kann durch die Art sowie die Anzahl der verwen¬ deten Führungsbolzen die je nach Anwendungsfall vorliegende Umfangsbelastung hinreichend berücksichtigt werden. Eine vorteilhafte Variante der BremsScheibenanordnung er¬ reicht man dadurch, dass der Führungsbolzen von einem Pro¬ tektorelement umgeben ist, das den Führungsbolzen gegenüber der Umgebung abdichtet. Damit wird eine dauerhaft leichtgän¬ gige Reibringführung gewährleistet. Dabei sind relativ klei¬ ne Protektorelemente ausreichend, die jeweils lediglich den Führungsbolzen umgeben und nicht den gesamten Trägerumfang abschirmen. Bevorzugt ist das Protektorelement zwischen zwei Reibringen angeordnet, so dass das Eindringen von Feuchtig¬ keit und Schmutz in die Reibring- bzw. Bolzenführung verhin¬ dert wird. Auf diesem Wege bleibt die Reibringführung von Korrosion und Verschmutzung nachhaltig verschont. Gemäß ei¬ ner vor allem kostengünstigen Ausführung ist das Protektor¬ element sinnvoll als Faltenbalg ausgebildet. Durch geeignete Gestaltung eines solchen Faltenbalges wird erreicht, dass die Reibringe unter Einwirkung sehr geringer Verschiebekräf¬ te axial bewegen lassen. Allgemein kann der Faltenbalg vor¬ teilhaft entweder aus Kunststoff, insbesondere einem Gummi¬ werkstoff, oder aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Alternativ ist es ebenso denkbar, das Protektorelement als flexibles Gewebeelement zu gestalten, beispielsweise als Stahlflexschlauch. Derartige Gewebeelemente weisen eine hö¬ here thermische Belastbarkeit auf.

Eine weitere sinnvolle Ausführung der BremsScheibenanordnung ergibt sich dadurch, dass der Träger als Radnabe ausgebildet sein kann. Im einzelnen ist die Radnabe bei angetriebenen Achsen verdrehfest mit der entsprechenden Achse verbunden bzw. bei nicht-angetriebenen Achsen drehbar an dieser gela¬ gert. Damit werden die Reibringe unter Einsparung zusätzli¬ cher Bauteile unmittelbar an der Radnabe angeordnet. An den Reibringen auftretende Bremsumfangskräfte können damit di¬ rekt über die Radnabe abgeführt werden. Alternativ ist es möglich den Träger als Radlagerbestandteil,, insbesondere Radlageraußenring, auszuführen, so dass auch auf diesem Wege zusätzliche Bauteile vorteilhaft eingespart werden können. Vorzugsweise umfasst der Träger zwei FLansche, zwischen de¬ nen zumindest ein verschiebbarer Reibri_ng angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um einen ersten Flansch, der der Fahrzeugachse zugewandt ist, und einen zweiten Radflansch zur Befestigung eines Fahrzeugrades. Füär eine solche Anord¬ nung erweist es sich als günstig, die ITührungsbolzen jeweils mit einem Ende an einem Flansch zu verschrauben. Dabei sind die Führungsbolzen vorzugsweise am ersten achsseitigen Flansch verschraubt, was die Lösbarkeit der Führungsbolzen von der Radseite bzw. der Fahrzeugaußenseite her verein¬ facht. Gemäß einer Weiterentwicklung di_eser Variante ist zu¬ mindest der Radflansch derart gestaltet, dass auch eine Reibringmontage bzw. -demontage von derr Fahrzeugaußenseite her möglich ist.

Vorteilhafterweise können die beschriebenen Varianten der BremsScheibenanordnung sowohl mit einerr zugehörigen Fest¬ als auch mit einer Schwimmsattelscheibesnbremse zusammenwir¬ ken.

Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Errfindung sind den Aus¬ führungsbeispielen in den Figuren zu entnehmen und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt :

Fig.l eine BremsScheibenanordnung mit zwei über Führungsbol¬ zen verschiebbar geführten Reibringen in Schnittdar¬ stellung;

Fig.2 die BremsScheibenanordnung aus Figur 1 mit einer zuge¬ hörigen Schwimmsattelbremse in räumlicher Darstellung,

Fig.3 die BremsScheibenanordnung aus Figur 1 mit einem zuge¬ hörigen Bremsbelagsatz unter Weglassung eines ver¬ schiebbaren Reibrings.

Die in den Figuren 1-3 gezeigte BremsScheibenanordnung 1 mit mehreren axial verschiebbaren Reibringen 2 ist vorgesehen für den Einsatz in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, die zumindest eine Fahrzeugachse aufweisen. Dabei wirkt eine derartige Bremsscheibenanordnung 1 mit einer zugehörigen Scheibenbremse zusammen und ist vor allem zur Umsetzung gro¬ ßer Bremsleistungen geeignet.

Im einzelnen umfasst die BremsScheibenanordnung 1 im wesent¬ lichen einen an einer Fahrzeugachse angeordneten Träger 3, der im vorliegenden Fall als Radnabe 3 ausgebildet ist, so¬ wie axial verschiebbar an der Radnabe 3 gelagerte Reibringe 2. Besonders vorteilhaft ist es, den Träger 3 als Außenring eines entsprechend gestalteten Radlagers auszubilden. Grund¬ sätzlich ist die Radnabe 3 bei einer angetriebenen Fahrzeug¬ achse verdrehfest mit dieser verbunden und im Falle einer nicht-angetriebenen Achse drehbar an dieser gelagert. Axial wird die Radnabe 3 begrenzt durch zwei Flansche 4, 5. Der erste Flansch 4 ist der Fahrzeugachse zugewandt und kann bei angetriebenen Achsen ggf. dazu verwendet werden die Radnabe 3 mit der nicht gezeigten Fahrzeugachse verdrehfest zu ver¬ binden. Der zweite Radflansch 5 ist der Radseite bz~w. Fahr¬ zeugaußenseite zugewandt und dient der Befestigung eines Fahrzeugrades. Dazu sind am Radflansch 5 je nach M-wendungs- fall mehrere Befestigungsbohrungen 6 ausgebildet. Ferner be¬ grenzen die Flansche 4, 5 den axialen Verschiebeweg" der Reibringe 2.

Zur verschiebbaren Anordnung der Reibringe 2 an der Radnabe 3 umfasst die BremsScheibenanordnung 1 mehrere Führ-ungsbol- zen 1, die an der Radnabe 3 lösbar befestigt sind. Dabei durchragt jeder Führungsbolzen 7 jeweils axial eine zugehö¬ rige Bohrung 8 im Reibring 2. An einem ersten Ende ist jeder der Führungsbolzen 7 vorzugsweise mittels eines Gewindes 9 am achsseitigen Flansch 4 verschraubt. Am gegenüber-liegen zweiten Ende besitzt jeder Führungsbolzen 7 eine Werkzeug- aufnahme 10 (z. B. Innensechskant-, Torxaufnahme o. ä.), zum Ansetzen eines zugehörigen Verschraubungswerkzeugs. Mit die¬ sem zweiten Ende erstreckt sich der Führungsbolzen 7 in eine zugehörige Durchgangsbohrung 11 im Radflansch 5. Da.durch können an den Reibringen 2 während des Bremsenbetriebs auf¬ tretende Bremsumfangskräfte direkt über die Radnabe 3 abge¬ führt werden. Außerdem kann durch die Anzahl der verwendeten Führungsbolzen 7 oder aber die entsprechende Gestaltung der Führungsbolzen 1, z. B. die Festlegung eines geeigneten Bol¬ zendurchmessers, da Ausmaß der übertragenen Bremsumfangkräf¬ te gezielt berücksichtigt werden. Allgemein sind derartige Führungsbolzen 7 als Massenbauteile äußerst kostengünstig verfügbar. Darüber hinaus reduziert sich durch die Führungs¬ bolzen 7 aber auch der Bearbeitungsaufwand an der R-adnabe 3, da dort zusätzlich mechanische Bearbeitungsschritte zur Be¬ reitstellung einer hochwertigen Reibringführung sin-nvoll entfallen können. Weiterhin sind die Führungsbolzen 7 durch die Verschraubtmg im achsseitigen Flansch 4 vorteilhaft von der Radseite bzw. Fahrzeugaußenseite her zugänglich.

Grundsätzlich bieten die Führungsbolzen 7 eine qualitativ hochwertige Oberfläche, so dass eine leichtgängige Reibring¬ führung bereit gestellt wird. Um auch dauerhaft eine leicht¬ gängige Reibringführung zu gewährleisten, ist jeder Füh¬ rungsbolzen 7 von einem Protektorelement 13 umgeben, das die Reibringführung gegenüber der Umgebung abdichtet. Insbeson¬ dere wird dadurch eine Beeinträchtigung der Reibringführung durch Schmutz und Feuchtigkeit bzw. daraus resultierender Korrosionserscheinungen verhindert. Dabei wird das Protek¬ torelement 13 vorteilhaft als Faltenbalg 13 ausgebildet, der sich über die gesamte Führungslänge des Führungsbolzens 7 erstreckt und somit zwischen den beiden verschiebbaren Reib¬ ringen 2 angeordnet ist. Damit lässt sich das Protektorele¬ ment 13 bzw. der Faltenbalg 13 zwischen den Reibringen 2 a- xial zusammendrücken. Es bietet sich an, einen Faltenbalg 13 mit nur wenigen Falten zu verwenden, da sich dadurch für die Reibringe 2 sehr geringe axiale Verschiebkräfte erreichen lassen. Allgemein können die den Führungsbolzen 7 zugeordne¬ ten Protektorelemente 13 vorteilhaft klein gestaltet werden und beanspruchen damit nur wenig Bauraum.

Die Reibringe 2 besitzen an ihrem Innenumfang jeweils mehre¬ re Vorsprünge 12, an denen die Bohrungen 8 für die Führungs¬ bolzen 7 ausgebildet sind. Grundsätzlich ist es sinnvoll, die Zahl der Führungsbolzen 7 bzw. Vorsprünge 12 an der An¬ zahl der vorgesehenen Befestigungsbohrungen 6 für das Fahr¬ zeugrad zu orientieren. Die in den Figuren dargestellte Aus¬ führung einer BremsScheibenanordnung 1 verwendet vier Füh¬ rungsbolzen 7. Daraus resultiert für den Radflansch 5 eine kleeblattartige Gestaltung, die es erlaubt auch die Reibrin- ge 2 im Wartungs- oder Reparaturfall ggf. von der Radseite her zu montieren bzw. demontieren. Damit entsteht eine äu¬ ßerst servicefreundliche BremsScheibeanordnung 1, die sich selbstverständlich analog auch auf eine andere Anzahl ver¬ wendeter Führungsbolzen 7 entsprechend modifizieren lässt. Die in den Figuren gezeigte Variante der Bremsscheibenanord- nung 1 sieht massiv gestaltete Reibringe 2 vor, die insbe¬ sondere als symmetrisch gleichartige Standardreibringe 2 ausgebildet sind. Dies gestattet eine kostengünstige Her¬ stellung der Reibringe 2. Analog ist es ebenso denkbar, ein¬ zelne, bzw. mehrere innenbelüftete Reibringe innerhalb der Bremsscheibenanordnung 1 einzusetzen.

Anhand der Figuren 2, 3 wird die Funktionsweise der Brems¬ scheibenanordnung 1 im Zusammenspiel mit einem zugehörigen Scheibenbremssattel 20 verdeutlicht. Der Scheibenbremssattel 20 übergreift dabei die BremsScheibenanordnung 1 sowie den zugehörigen Bremsbelagsatz 21, der zwei außenliegende Brems¬ beläge 22, 23 sowie einen zwischen den Reibringen 2 angeord¬ neten mittleren Bremsbelag 24 umfasst. Grundsätzlich ist es alternativ möglich den Scheibenbremssattel 20 entweder als fahrzeugfesten Festsattel oder als Schwimmsattel auszufüh¬ ren. Im Falle eines Schwimmsattels 20, wie er auch in Figur 2 gezeigt wird, ist dieser axial schwimmend an einem nicht gezeigten fahrzeugfesten Bauteil gelagert. Die Bremsbeläge 22, 23, 24 sind entweder unmittelbar am Scheibenbremssattel 20 oder an einem fahrzeugfesten Bauteil axial verschiebbar geführt und, zur Übertragung von Bremsumfangskräften, in Um- fangsrichtung abgestützt. Im vorliegenden Ausführungsbei¬ spiel nach den Figuren 2-3 sind die Bremsbeläge 22, 23, 24 an Führungsstiften 25 verschiebbar gelagert, die ihrerseits am Scheibenbremssattel 20 befestigt sind. Im einzelnen wei¬ sen die außenliegenden Bremsbeläge 22, 23 nur einseitig ei- nen Reibbelag 26 auf, während der mittlere Bremsbelag- 24 beidseitig mit einem Reibbelag 26 versehen ist.

Im Zuge einer Bremsbetätigung wird über den Scheibenlorems- sattel 20 eine axiale Zuspannkraft auf die aus den Reibrin¬ gen 2 und dem Bremsbelagsatz 21 gebildete Reibpaarung aufge¬ bracht. Infolge einer Axialverschiebung werden dadurch die Bremsbeläge 22, 23, 24 mit den Reibringen 2 zusammen ge¬ drückt. Dabei können die Bremsleistungen tribologisch umge¬ setzt werden.

Selbstverständlich lässt sich die neuerungsgemäße Brems¬ scheibenanordnung 1 analog auch mit mehr als zwei Re-xbringen 2 umsetzen. Entsprechend wäre dann auch die Anzahl der er¬ forderliche Bremsbeläge 22, 23, 24 anzupassen.