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Patent Searching and Data


Title:
FLOATING CALIPER DISK BRAKE FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/046401
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a floating caliper disk brake (1) for a motor vehicle, comprising a holder (2) which is fixed to a shaft and on which a floating caliper (3) is mounted with the aid of a single bolt guide in such a way that it can be displaced and pivoted around the axis of the bolt guide (4). The floating caliper (3) is supported in the direction of the periphery on said holder (2) and overlaps a brake disk and brake linings (6,7) arranged on both sides of said brake disk (5). In order to provide a compact floating caliper disk brake (1), a first brake lining (6) is displaceably guided and supported on the holder (2) and a second brake lining (7) is supported on the floating caliper (2). As a result, peripherhal braking forces which occur are transmitted via both the holder (2) and the floating calliper (3).

Inventors:
THIEL RUDOLF (DE)
UNGETHUEM ULRICH (DE)
HEINZ STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/010930
Publication Date:
June 05, 2003
Filing Date:
September 30, 2002
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
THIEL RUDOLF (DE)
UNGETHUEM ULRICH (DE)
HEINZ STEFAN (DE)
International Classes:
F16D55/2265; F16D65/097; (IPC1-7): F16D55/2265; F16D65/097
Foreign References:
US3942611A1976-03-09
GB2046855A1980-11-19
GB2133489A1984-07-25
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Claims:
Patentansprüche
1. SchwimmsattelScheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem achsfesten Halter (2), mit einem mittels genau einer Bolzenführung (4) verschiebbar am Halter (2) ge lagerten Schwimmsattel (3), der um eine Achse der Bol zenführung (4) schwenkbar angeordnet ist, wobei der Schwimmsattel (3) in Umfangsrichtung (12) am Halter (2) abgestützt ist, und mit beiderseits einer Bremsscheibe (5) angeordneten Bremsbelägen (6,7), dadurch gekenn zeichnet, dass ein erster Bremsbelag (6) am Halter (2) verschiebbar geführt sowie abgestützt und ein zweiter Bremsbelag (7) am Schwimmsattel (3) abgestützt ist.
2. SchwimmsattelScheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmsattel (3) in Umfangs richtung (12) zumindest einseitig mittels einer Feder (15) gegenüber dem Halter (2) verspannt ist.
3. SchwimmsattelScheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Feder (15) Anlageflächen (17,18) zur Führung und Abstützung des Schwimmsattels (3) ausgebildet sind.
4. SchwimmsattelScheibenbremse nach einem der Ansprüche 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (15,20) den ersten Bremsbelag (6) gegenüber dem Halter (2) ver spannt.
5. SchwimmsattelScheibenbremse nach einem der Ansprüche 24, dadurch gekennzeichnet, dass an der Feder (15,20) Anlageflächen (22,23) zur Führung und Abstützung des ersten Bremsbelages (3) am Halter (2) ausgebildet sind.
Description:
Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft eine Schwimmsattel-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem achsfesten Halter, an dem ein Schwimmsattel mittels einer einzigen Bolzenführung ver- schiebbar sowie um die Achse der Bolzenführung schwenkbar gelagert ist.

Aus der GB 2 133 489 A ist eine derartige Schwimmsattel- Scheibenbremse bekannt, wobei die Schwenkbewegung des Schwimmsattels um die Bolzenführungsachse durch seitliche Abstützung des Schwimmsattels an Schultern des Halters be- grenzt ist. Der Schwimmsattel übergreift seinerseits eine Bremsscheibe sowie beiderseits der Bremsscheibe angeordnete Bremsbeläge, die bei Bremsbetätigung in Reibanlage mit der Bremsscheibe geraten. Zur Übertragung der auftretenden Bremsumfangskräfte sind beide Bremsbeläge am Schwimmsattel verschiebbar geführt und in Umfangsrichtung abgestützt. Da- zu sind die Bremsbeläge mittels eines zentralen Haltestif- tes im Schwimmsattel fixiert und verschiebbar geführt. Die Übertragung der Bremsumfangskräfte erfolgt durch Anlage der Bremsbeläge an seitlich im Schwimmsattel befestigten Ab- stützbolzen. Damit werden die an beiden Bremsbelägen anlie- genden Bremsumfangskräfte unter Zwischenschaltung der Ab- stützbolzen über den Schwimmsattel übertragen. Dies erfor- dert eine sehr stabile Konstruktion des Schwimmsattels bzw. der Abstützbolzen, was grundsätzlichen Bestrebungen nach Gewichtseinsparungen zuwiderläuft. Darüber hinaus neigt die beschriebene Konstruktion der Schwimmsattel-Scheibenbremse aufgrund unzureichender Elastizitäten zur Entstehung uner- wünschter Klappergeräusche.

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung eine Schwimmsattel-Scheibenbremse mit nur einer Bolzenführung für den Schwimmsattel anzugeben, die eine verbesserte Füh- rung und Abstützung des Schwimmsattels sowie der Bremsbelä- ge ermöglicht und gleichzeitig eine gewichtssparende Kon- struktion zulässt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schwimmsattel- Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1.

Danach umfasst die Schwimmsattel-Scheibenbremse einen achs- festen Halter, einen mittels genau einer Bolzenführung ver- schiebbar am Halter gelagerten Schwimmsattel, der um eine Achse der Bolzenführung schwenkbar angeordnet ist, wobei der Schwimmsattel in Umfangsrichtung am Halter abgestützt ist, und beiderseits einer Bremsscheibe angeordneten Brems- beläge. Zur Vereinfachung der Schwimmsattel-wie auch der Bremsbelagführung ist ein erster Bremsbelag am Halter ver- schiebbar geführt-sowie abgestützt und ein zweiter Bremsbe- lag am Schwimmsattel abgestützt. Damit wird ein Teil der Bremsumfangskräfte über den Schwimmsattel auf den achsfe- sten Halter übertragen. Die Übertragung der gesamten Brem- sumfangskräfte wird demnach auf mehrere Kraftübertragungs- wege aufgeteilt und erlaubt dadurch insbesondere für den Halter und den Schwimmsattel eine gewichtssparend "schlanke"Gestaltung. Außerdem ergibt sich durch die schwenkbare Anordnung eine statisch bestimmte Lagerung des Schwimmsattels am Halter. Diese Art der Lagerung ist beson- ders toleranzunempfindlich und verhindert gleichzeitig ein Verklemmen des Schwimmsattels unter Umfangslast innerhalb der Bolzenführung bzw. am Halter.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Schwimmsattel- Scheibenbremse ergibt sich dadurch, dass der Schwimmsattel in Umfangsrichtung zumindest einseitig mittels einer Feder gegenüber dem Halter verspannt ist. Damit werden uner- wünschte Klappergeräusche während des Bremsbetriebes unter- bunden. Die Feder wirkt bezogen auf die Bremsscheibenachse im wesentlichen sowohl in radialer Richtung als auch in Um- fangsrichtung und ist insbesondere am Halter befestigt. Die besten Ergebnisse lassen sich mit mehreren Federn auf bei- den Halterseiten in Umfangsrichtung erzielen.

Eine bevorzugte Ausführung der Schwimmsattel-Scheibenbremse lässt sich dadurch erreichen, dass an der Feder Anlageflä- chen zur Führung und Abstützung des Schwimmsattels ausge- bildet sind. Dabei ist der Schwimmsattel über die multi- funktionale Feder am Halter abgestützt und geführt. Die Fe- der bildet somit eine Zwischenlage und verhindert eine di- rekte Berührung des Schwimmsattels mit dem Halter. Bei ent- sprechender Federgestaltung verhindert dies die Entstehung von Korrosion zwischen Schwimmsattel und Halter eröffnet grundsätzlich die Verwendung unterschiedlicher Materialien für Halter und Schwimmsattel. Die Feder kann auf einfachem Wege gezielt auf gute Gleiteigenschaften an ihrer Oberflä- che ausgelegt werden und demnach die Schwimmsattelführung verbessern.

Eine sinnvolle Ausführungsform der beschriebenen Schwimm- sattel-Scheibenbremse sieht vor, dass die Feder den ersten Bremsbelag gegenüber dem Halter verspannt. Hierbei handelt es sich um den mit einer Betätigungsvorrichtung des Schwimmsattels zusammenwirkenden Bremsbelag, der fahrzeug- bezogen üblicherweise auf der axialen Innenseite angeordnet ist. Dabei kann sowohl eine separate Feder vorhanden sein, die nur den ersten Bremsbelag mit dem Halter verspannt, als auch eine kombinierte Feder die den ersten Bremsbelag und den Schwimmsattel gegenüber dem Halter verspannt. Eine sol- che kombinierte Feder reduziert vorteilhaft den Bauteilauf- wand. In Erweiterung dieser Multifunktionalität sind an der Feder zusätzlich Anlageflächen zur Führung und Abstützung des ersten Bremsbelages ausgebildet sind. Damit wird auch die Bremsbelagführung verbessert, indem sich die Feder zu- mindest mit einem Abschnitt zwischen dem Bremsbelag und dem Halter erstreckt.

Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel in den Figuren zu entnehmen und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigt : Fig. 1 zwei räumliche Ansichten einer Schwimmsattel- Scheibenbremse nur einer Bolzenführung für den Schwimmsattel und erfindungsgemäßer Abstützung sowie Führung mittels Federn ; Fig. 2 drei weitere Ansichten der Schwimmsattel- Scheibenbremse aus Figur 1.

Die in den Figuren dargestellte Schwimmsattel- Scheibenbremse 1 für ein Kraftfahrzeug umfasst einen fahr- zugfesten Halter 2 sowie einen verschiebbar zum Halter 2 gelagerten Schwimmsattel 3. Der Halter 2 ist dabei entweder wie dargestellt fahrzeugfest verschraubt oder aber unmit- telbar in einen nicht gezeigten Achsschenkel integriert.

Am Halter 2 ist über eine einzelne Bolzenführung 4 ein Schwimmsattel 3 bezogen auf die Achsrichtung einer Brems- scheibe 5 verschiebbar gelagert. Eine solche Bolzenführung 4 enthält üblicherweise einen Führungsbolzen, der entweder am Halter 2 oder Schwimmsattel 3 befestigt ist und sich verschiebbar in eine zugehörige Führungsbohrung im jeweils anderen Bauteil, d. h. Schwimmsattel 3 oder Halter er- streckt. Der Schwimmsattel 3 übergreift eine Bremsscheibe'5 sowie beiderseits der Bremsscheibe 5 angeordnete Bremsbelä- ge 6,7, die bei Bremsbetätigung in Reibanlage mit einer Reibfläche 8 der Bremsscheibe 5 gebracht werden. In den Schwimmsattel 3 ist auf der fahrzeugbezogen axial innenlie- genden Seite der Bremsscheibe 5 eine Betätigungsvorrichtung 9 integriert. Diese dient der direkten Beaufschlagung eines ersten Bremsbelages 6 mit einer Bremsenzuspannkraft, wäh- rend der gegenüberliegende zweite Bremsbelag 7 durch Ver- schiebung des Schwimmsattels 3 infolge Reaktionskraft gegen die Bremsscheibe 5 gedrückt wird. In den Figuren ist ein Schwimmsattel 3 mit einer hydraulischen Betätigungsvorrich- tung 9 gezeigt, wobei grundsätzlich für eine erfindungsge- mäße Anordnung die Art der Zuspannung der Schwimmsattel- Scheibenbremse 1 während einer Bremsbetätigung nebensäch- lich ist. Alternativ kann beispielsweise auch eine elektri- sche, pneumatische oder mechanische Betätigungsvorrichtung 9 Verwendung finden. Es sind auch Mischformen der verschie- denartiger Betätigungsvorrichtungen denkbar, wie sie bei- spielsweise bei kombinierten Schwimmsattel-Scheibenbremsen zur Betriebs-sowie zur Feststellbremsbetätigung eingesetzt werden.

Vor allem aus Gründen der Gewichtseinsparung wurden die An- bindungsstellen des verschiebbar angeordneten Schwimmsat- tels 3 zum Halter 2 auf das Notwendigste reduziert. Dazu ist nur eine einzige Bolzenführung 4 vorgesehen mittels der der Schwimmsattel 3 in Zuspannrichtung bzw. parallel zur Achsrichtung 10 der Bremsscheibe 5 verschiebbar am Halter 2 gelagert ist. Damit ist der Schwimmsattel 3 um die Achse der Bolzenführung 4 schwenkbar am Halter 2 angeordnet (siehe Figur 2c). In Umfangsrichtung 12 stützt sich der Schwimmsattel 3 zur Übertragung auftretender Bremsumfangs- kräfte am Halter 2 ab. Dazu sind am Halter 2 Halterarme 13 angeformt, die die Bremsscheibe 5 axial überragen. Die Ab- stützung sowie verschiebbare Führung des Schwimmsattels 3 erfolgt neben der Bolzenführung 4 über in Umfangsrichtung 12 seitliche Vorsprünge 14, die mit den Halterarmen 13 zu- sammenwirken. Die Vorsprünge 14 sind dabei an der axialen Außenseite des Schwimmsattels 3 angeformt und sind sowohl in Radialrichtung 11 als auch in Umfangsrichtung 12 gegen- über den Halterarmen 13 abgestützt und geführt. Zur Verbes- serung der Führungseigenschaften des Schwimmsattels 3 ist zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig, eine Feder 15 vorgesehen, die mit einem Befestigungsabschnitt 16 am Hal- terarm 13 befestigt ist. Dabei sind am Befestigungsab- schnitt 16 gleichzeitig Anlageflächen 17,18 angeformt, die sich zwischen Halterarm 13 und Schwimmsattel 3 erstrecken und der Führung sowie Abstützung des Schwimmsattels 3 die- nen. Die Anlageflächen 17,18 erleichtern damit sowohl die Abstützung des Schwimmsattels 3 in Umfangsrichtung 12 als auch dessen Führung in Achsrichtung 10. Die Anlageflächen 17,18 wirken somit als Zwischenlage und verhindern einen direkten Kontakt von Schwimmsattel 3 und Halter 2. Dadurch wird die Verwendung unterschiedlicher Materialien für Schwimmsattel 3 und Halter 2 erleichtert und, bei Verwen- dung entsprechender Federwerkstoffe, die Entstehung von Korrosion erschwert. Insbesondere vereinfacht dies den Ein- satz von Leichtmetallwerkstoffen, wie z. B. Aluminium, für den Schwimmsattel. Darüber hinaus umfasst die Feder 15 ei- nen Federabschnitt 19, mit dem. der Schwimmsattel 3 klapper- frei gegenüber dem Halter 2 bzw. Halterarm 13 verspannt wird. Diese klapperfrei Federvorspannung bezieht sowohl auf die Radial-11 als auch die Umfangsrichtung 12. Die Feder- vorspannung verhindert somit unter Erhaltung der relativen Verschiebbarkeit zwischen Schwimmsattel 3 und Halter 2 die Entstehung unerwünschter Bremsgeräusche.

Ein weiteres Konstruktionsmerkmal, das eine gewichtssparend "schlanke"Auslegung der Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 er- möglicht betrifft die Abstützung der an den Bremsbelägen 6, 7 entstehenden Bremsumfangskräften. Der axial innenliegende erste Bremsbelag 6, der direkt von der Betätigungsvorrich- tung 9 mit einer Zuspannkraft beaufschlagt wirkt mit L- förmigen seitlichen Ansätzen 26 mit den Halterarmen 13 zu- sammen. Analog zu den Vorsprüngen 14 des Schwimmsattels 3 ist auch zwischen den seitlichen Ansätzen 26 und den Hal- terarmen 13 jeweils ein Befestigungsabschnitt 21 einer Fe- der 20 ausgebildet. Am Befestigungsabschnitt 21 sind ent- sprechend Anlageflächen 22,23 angeformt, um den ersten Bremsbelag 6 an den Halterarmen 13 in Achsrichtung 10 leicht verschiebbar zu führen und in Umfangsrichtung 12 ab- zustützen. Insgesamt werden die am ersten Bremsbelag 6 ent- stehenden Bremsumfangskraft unter Zwischenschaltung der An- lageflächen 22 direkt über den fahrzeugfesten Halter 2 ab- geführt. Weiterhin weist die Feder 20 auch einen Federab- schnitt 24 auf, um den ersten Bremsbelag 6 sowohl in Ra- dialrichtung 11 als auch in Umfangsrichtung 12 klapperfrei gegenüber dem Halter 2 zu verspannen.

Die beiden Federn 15,20 zur Führung und Abstützung sowie Befederung sowohl des ersten Bremsbelages 6 als auch des Schwimmsattels 3 können entweder als separate Einzelteile oder wie in den Figuren vorteilhaft als einteiliges kombi- niertes Federelement ausgeführt werden. Dies vereinfacht die Handhabung. Insbesondere sind die Federn 15,20 bzw. das einteilige Federelement jeweils über den Befestigungs- abschnitt 16,21 mittels eines Befestigungselementes 25 am Halterarm 13 befestigt. Als Befestigungselement 25 kann beispielsweise eine Schraube, ein Niet, ein Kerbnagel oder ähnliches verwendet werden.

Der axial außenliegende zweite Bremsbelag 7 liegt am außen- liegenden Schwimmsattelschenkel 30 an. Dazu sind am zweiten Bremsbelag 7 axiale Vorsprünge 27 angeformt, die sich je- weils formschlüssig in zugehörige Aussparungen 32 innerhalb einer U-förmigen Ausnehmung 31 des Schwimmsattelschenkels 30 erstrecken. Diese Vorsprünge 27 mit Aussparungen 32 ge- statten eine Abstützung der am zweiten Bremsbelag 7 auftre- tenden Bremsumfangkräfte über den Schwimmsattel 3. Bezogen auf den zweiten Bremsbelag verläuft der Kraftfluss bei der Übertragung der Bremsumfangkräfte während einer Bremsbetä- tigung ausgehend vom Bremsbelag 7 über den Schwimmsattel 3, die seitlichen Vorsprünge 14 und die Halterarme 13 hin zum fahrzeugfesten Halter 2. Insgesamt werden die an den beiden Bremsbelägen 6,7 anliegenden Bremsumfangskräfte somit an- teilig in den Halter 2 bzw. den Schwimmsattel 3 abgeführt.

Dieser aufgeteilte Kraftfluss erlaubt eine optimierte, ins- besondere gewichtssparende, Auslegung der einzelnen Kompo- nenten der Schwimmsattel-Scheibenbremse.