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Title:
PARTIALLY LINED DISK BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/077227
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a partially lined disk brake (1) comprising a housing (2) and a housing bridge (3) with at least one housing leg (6) that is provided with an actuation unit (4, 5), said actuation unit (4, 5) encompassing an actuator unit (5) and a component (4) which can be moved along an axis of movement (13). At least one brake shoe (21) which is disposed on the component (4) and is movably mounted on at least one support (27, 28) is also provided. Said brake shoe (21) is braced with the support (27, 28) against a contact area (15, 16) by means of a retaining spring (14). One aim of the invention is to create a partially lined brake disk which comprises a retaining spring and is provided with an improved lifting behavior of the brake shoes. Said aim is achieved by disposing the contact area (15, 16) of the retaining spring (14) antiparallel to the axis of movement (13), thus generating a radial biasing force FR as well as another force component FX which runs perpendicular thereto and supports the retracting movement of the brake shoe (21) from the brake disk, thus improving the lifting behavior.

Inventors:
REUTER MANFRED (DE)
BALZ JUERGEN (DE)
PETRI RALPH (DE)
SALZMANN SEBASTIAN (DE)
ESER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2006/050287
Publication Date:
July 27, 2006
Filing Date:
January 18, 2006
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
REUTER MANFRED (DE)
BALZ JUERGEN (DE)
PETRI RALPH (DE)
SALZMANN SEBASTIAN (DE)
ESER DIRK (DE)
International Classes:
F16D65/092; F16D55/02; F16D65/097
Foreign References:
EP0072192A11983-02-16
DE3227195A11984-01-26
DE2558141A11976-07-01
EP0072192A11983-02-16
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Frankfurt/M, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. TeilbelagScheibenbremse (1 ) mit einem Gehäuse (2 ) , einer Gehäusebrücke (3) , mit wenigstens einem Gehäuseschenkel ( 6) , der eine Betätigungseinheit (4 , 5) , umfassend eine Aktuatoreinheit (5) und ein entlang einer Bewegungsachse (13) bewegbares Bauteil (4 ) , aufweist, mit mindestens einer Bremsbacke (21 ) , die an dem Bauteil (4 ) angeordnet und an mindestens einer Abstützung (27 , 28 ) verschiebbar gelagert ist, mit einer Niederhaltefeder (14 ) , welche zwischen der Bremsbacke (21 ) und mindestens einer Anlagefläche (15, 16) in der Gehäusebrücke (3) eine Vorspannkraft FR erzeugt und so die Bremsbacke (21 ) mit der Abstützung (27 , 28 ) verspannt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (15, 16) der Niederhaltefeder (14 ) zur Bewegungsachse (13) antiparallel angeordnet ist .
2. TeilbelagScheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel α zwischen der Anlagefläche (15, 16) und der Bewegungsachse (13) größer als 0 ° ist, wobei der Winkel α in einer von der Bewegungsachse (13) und von einem Kraftvektor der resultierenden Federkraft FF aufgespannten Ebene liegt .
3. TeilbelagScheibenbremse nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α größer als etwa 1 , 5 ° ist .
4. TeilbelagScheibenbremse nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α etwa 1 , 5 ° bis 11 ° beträgt .
5. TeilbelagScheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kontaktfläche (17 , 32 ) zwischen der Niederhaltefeder (14 ) und Anlagefläche (15, 16) in der Gehäusebrücke (3) eine punktähnliche Form aufweist .
6. TeilbelagScheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (15, 16) und Gehäusebrücke (3) einstückig ausgeführt sind.
7. TeilbelagScheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (15, 16) und Gehäusebrücke (3) mehrstückig ausgeführt sind und die Anlagefläche (15, 16) von mindestens einem Anbauteil (18 , 19) gebildet wird.
8. TeilbelagScheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltefeder (14 ) als eine Draht oder Blattfeder ausgebildet ist .
9. TeilbelagScheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (4 , 5) hauptsächlich auf einem hydraulischen oder elektromechanischen Funktionsprinzip basiert .
Description:
Teilbelag-Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine Teilbelag-Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, das eine Gehäusebrücke, einen ersten, eine Betätigungseinheit aufweisenden Gehäuseschenkel und einen zweiten, äußeren Gehäuseschenkel umfasst . Dabei ist an den Innenseiten der Gehäuseschenkel j e eine Bremsbacke mit Bremsbelag und Rückenplatte angebracht, die eine Bremsscheibe beaufschlagen . Das Gehäuse und die Bremsbacken sind auf einem fahrzeugfesten Halter in Richtung einer Bewegungsachse der Betätigungseinheit verschiebbar gelagert . Weiterhin ist an der Seite der Betätigungseinheit zwischen einer Anlagefläche in der Gehäusebrücke und der Bremsbacke eine Niederhaltefeder vorgesehen, welche die Bremsbacke gegenüber dem Halter und der Anlagefläche vorspannt, um ein Rattern der Bremsbacke auf dem Halter zu verhindern .

In der DE 25 58 141 Al wird eine entsprechende Teilbelag- Scheibenbremse offenbart, die als Betätigungseinheit eine Kolben-Zylindereinheit aufweist . Bei Betätigung der Bremse bewegt sich der Kolben aus dem Zylinder heraus und drückt die kolbenseitige Bremsbacke an die Bremsscheibe bis diese dort anliegt . Nun schiebt sich die Kolben-Zylindereinheit bzw . der kolbenseitige Gehäuseschenkel von der Bremsscheibe weg und zieht den gegenüberliegenden Gehäuseschenkel in

Richtung der dortigen Scheibenseite . Dadurch wird auch die andere Bremsbacke an die BremsScheibe gepresst und beide Bremsbacken üben eine Normalkraft auf die Bremsscheibe aus . Wird die Bremse gelöst, so herrscht in der Kolben- Zylindereinheit kein Hydraulik-Druck und die Bremsbacken üben keine Normalkraft mehr auf die Bremsscheibe aus . Jedoch liegen sie immer noch an der Bremsscheibe an und erzeugen reibungsbedingt ein restliches Bremsmoment, das sog . Restmoment . Zudem sind die Beläge verstärkt thermisch belastet, da sich kein Luftstrom zwischen Belag und Scheibe einstellt und Belag und Scheibe thermisch nicht entkoppelt sind.

Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Teilbelag-Scheibenbremse mit Niederhaltefeder anzugeben, die ein verbessertes Lüftverhalten der Bremsbacken aufweist, d. h . dass das Restmoment verringert wird und weiter Belag und Scheibe thermisch entkoppelt werden .

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Anlagefläche der Niederhaltefeder in der Gehäusebrücke antiparallel zu der Bewegungsachse angeordnet ist, entlang derer sich das bewegbare Bauteil der Betätigungseinheit bewegt . Somit ergibt sich nicht nur eine radiale Vorspannkraft, die die Bremsbacke auf den Halter presst, sondern auch eine dazu senkrechte Kraftkomponente . Dadurch wird die Rückzugsbewegung der Bremsbacke und des bewegenden Bauteils der Betätigungseinheit von der Bremsscheibe weg unterstützt und somit das Lüftverhalten verbessert, da sich zwischen Bremsbacke und Bremsscheibe ein kleiner Luftspalt einstellt .

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung beinhaltet die Lehre, dass zwischen der Anlagefläche und der Bewegungsachse ein Winkel α größer 0 ° vorgesehen ist, wobei der Winkel α in einer Ebene liegt, die von der Bewegungsachse und von einem Kraftvektor der resultierenden Federkraft F F aufgespannt wird. Dies hat zur Folge, dass die Feder zusätzlich zu der radialen Vorspannkraft F R eine zur Bewegungsachse parallele, axiale Kraftkomponente F x erzeugt, die den Kolben und die kolbenseitige Bremsbacke zurück in die Ausgangslage schiebt und somit den Lüftvorgang verbessert .

Es hat sich gezeigt, dass die zur Bewegungsachse parallele Kraftkomponente F x besonders effektiv bzgl . des Lüftverhaltens wirkt, wenn der Winkel α größer als etwa 1 , 5 ° misst .

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beschränkt sich der Winkel α auf einen Bereich von etwa 1 , 5 ° bis 11 ° . Wenn der Winkel α größer als 11 ° ist, dann nimmt die radiale Vorspannkraft F R der Bremsbacke zu Gunsten der zur Bewegungsachse parallelen Kraftkomponente F x so stark ab, dass sich daraus kein günstiges Betriebsverhalten ergibt .

Aufgrund der Materialpaarung von Niederhaltefeder und Gehäusebrücke und wegen der Umgebungsbedingungen bei der Anwendung ist der Kontaktbereich zwischen Niederhaltefeder und Anlagefläche starker Korrosion ausgesetzt . Deshalb erweist es sich als besonders günstig, wenn zwischen der Niederhaltefeder und Anlagefläche in der Gehäusebrücke mindestens eine kleine, punktähnliche Kontaktfläche vorgesehen wird, um das Korrosionselement möglichst klein zu halten und dadurch Korrosion zu reduzieren .

Um eine günstige Herstellung der beschriebenen Scheibenbremse zu ermöglichen, sind Anlagefläche und

Gehäusebrücke einstückig ausgeführt . Dadurch, dass Anlagefläche und Gehäusebrücke in einem Gießvorgang erzeugt werden, entstehen keine zusätzlichen Fertigungskosten .

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind Anlagefläche und Gehäusebrücke mehrstückig ausgeführt . So kann gewährleistet werden, dass bei geeigneter Werkstoffauswahl Verschleiß und/oder Korrosion der Anlagefläche und Feder verlangsamt werden, indem entweder besonders harte und/oder korrosionshemmende Werkstoffe verwendet werden .

Weiterhin ergeben sich bzgl . der Herstellungskosten Vorteile, wenn als Niederhaltefeder Draht- oder Blattfedern verwendet werden, da diese aufgrund der einfachen Bauweise in großen Stückzahlen zu günstigen Konditionen bezogen werden können .

Besonders bei der Verwendung von hydraulischen oder elektro- mechanischen Betätigungseinheiten werden weitere Vorteile der Erfindung deutlich . Da bei einer hydraulischen Betätigungseinheit nur meist eine aktive Bewegungsrichtung möglich ist, fehlt eine hydraulische Rückzugskraft für Kolben und Bremsbacke vollständig, wodurch der axialen, zurückziehend wirkenden Kraftkomponente F x der Federkraft F F eine entscheidende Bedeutung bzgl . der Funktionalität der Bremse zukommt . Bei elektromechanischer Betätigung wird die Kraftkomponente F x besonders notwendig, falls die Betätigungseinheit ausfällt und dann die Bremsbacke nicht mehr zurückziehen kann .

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung anhand der Beschreibung hervor .

In der Zeichnung zeigt

Fig . 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung in einem

Schnitt durch eine Teilbelag-Scheibenbremse entlang der Linie II-II ,

Fig . 2 eine weiter Ansicht der o . g . Ausführungsform entlang der Schnittlinie I-I und

Fig . 3 eine perspektivische Ansicht einer Teilbelag- Scheibenbremse gemäß einer weiteren Ausführungsform, in der die Anlageflächen als Anbauteile ausgeführt sind.

Figur 1 und 2 stellen eine erste Ausführungsform einer Teilbelag-Scheibenbremse 1 in zwei Schnitten dar . Die Teilbelag-Scheibenbremse 1 umfasst ein Gehäuse 2 , welches sich aus einem ersten Gehäuseschenkel 6, einer Gehäusebrücke 3 und einem zweiten, fahrzeugbezogen äußeren Gehäuseschenkel 7 zusammensetzt . In dieser Ausführungsform ist in dem ersten Gehäuseschenkel 6 eine Kolben-Zylindereinheit 4 , 5 vorgesehen, wobei an dem Kolben 4 eine Rückenplatte 8 einer Bremsbacke 21 mit Bremsbelag 9 anliegt und dort fixiert ist . Am äußeren Gehäuseschenkel 7 ist eine weitere Bremsbacke 22 mit Rückenplatte 10 und Bremsbelag 11 vorgesehen . Die Bremsbacken 21 , 22 beaufschlagen Teile einer nicht dargestellten Bremsscheibe . Gehäuse 2 und Bremsbacken 21 , 22 bzw . deren Rückenplatten 8 , 10 sind an zwei Armen 27 , 28 eines Halters 12 parallel zur Bewegungsachse 13 der Kolben- Zylindereinheit 4 , 5 verschiebbar gelagert . Dabei sitzt das Gehäuse 2 mit dem kolbenseitigen Gehäuseschenkel 6 auf zwei im Halter 12 eingeschraubten Bolzen 20 , 25. Eine Feder 26 zieht den äußeren Gehäuseschenkel 7 auf die Arme 27 , 28 des Halters (Fig . 3) , wodurch die Bremsbacke 22 zwischen den Armen 27 , 28 des Halters 12 und der Gehäusebrücke 3 verspannt

wird. Analog dazu stützt sich die Bremsbacke 21 mit der Rückenplatte 8 auch auf den Arme 27 , 28 des Halters 12 verschiebbar ab . Um Rattern zu vermeiden wird die Verspannung der Bremsbacke 21 zwischen den Armen 27 , 28 und der Gehäusebrücke 3 von der Niederhaltefeder 14 aufgebracht . Diese ist in diesem Ausführungsbeispiel in einer Aufnahme 29 auf der Rückenplatte 8 der Bremsbacke 21 fixiert und drückt mit zwei Federarmen 30 , 31 gegen zwei Anlageflächen 15, 16. Dabei wird nur punktähnlicher Kontakt 17 , 32 zwischen den Federarmen 30 , 31 und Anlageflächen 15, 16 hergestellt, um das entstehende Korrosionselement möglicht klein zu halten . Die Anlageflächen 15, 16 sind gegenüber der Bewegungsachse 13 der Kolben-Zylindereinheit 4 , 5 in einem Winkel α schräg gestellt, wobei der Winkel α in einer von der Bewegungsachse 13 und von einem Kraftvektor der resultierenden Federkraft F F an der Aufnahme aufgespannten Ebene liegt . Dadurch ergibt sich aus der Federkraft F F sowohl eine radiale Vorspannkraft F R , die senkrecht auf die Arme 27 , 28 des Halters 12 wirkt . Zudem ergibt sich eine axiale, zur Bewegungsachse 13 parallele Kraftkomponente F x , die gegen den Kolben 4 und die Bremsbacke 21 wirkt . Anzumerken ist, dass der Halter 12 auch direkt an der Radaufhängung bzw . am Federbein eines Fahrzeugs vorgesehen ist und mit dieser ein Bauteil bildet .

Denkbar sind auch Ausführungsformen, bei denen nur eine oder auch mehrere Anlageflächen in der Gehäusebrücke 3 vorgesehen sind. Dementsprechend muss dann auch die Niederhaltefeder gestaltet sein, so dass diese im Zusammenspiel mit einer oder mehreren Anlageflächen eine zur Bewegungsachse 13 der Kolben-Zylindereinheit 4 , 5 parallele, axiale Kraftkomponente F x der Federkraft F F ausbildet . Entscheidend bei der Gestaltung einer oder mehrerer Anlageflächen ist ausschließlich, dass diese in einem bestimmten Winkel α gegenüber der Bewegungsachse 13 geneigt sind und somit als

axiale Gleitschräge (n) fungieren, wobei der Winkel α in einer Ebene liegt, die von der Bewegungsachse 13 und von einem Kraftvektor der resultierenden Federkraft F F aufgespannt wird.

Figur 3 zeigt eine Teilbelag-Scheibenbremse 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, bei der die Anlageflächen 15, 16 als Anbauteile 18 , 19 realisiert sind. Zur besseren Sicht auf die Anordnung sind außer der kolbenseitigen Rückenplatte 8 beide Bremsbacken nicht dargestellt . So wird ersichtlich, in welcher Weise das Gehäuse 2 mit dem Gehäuseschenkel 6 auf dem Halter 12 über die Bolzen 20 und 25 verschiebbar befestigt ist und die Bremsbacken zwischen den Anlageflächen 15, 16 der Gehäusebrücke 3 und den Armen 27 , 28 des Halters 12 verspannt werden . Dabei ist in Figur 3 repräsentativ für die gesamte Bremsbacke 21 nur die Rückenplatte 8 dargestellt, die auf den Armen 27 , 28 aufliegt . An der Aufnahme 29 der Rückenplatte 8 ist die Feder 14 fixiert, welche mit den beiden Federarmen 30 , 31 die Rückenplatte 8 gegenüber den Anlageflächen 15, 16 bzw . den Anbauteile 18 , 19 abstützt und mit den Armen 27 , 28 des Halters 12 verspannt . Die Anbauteile 18 , 19 werden mittels Schrauben 23, 24 mit der Gehäusebrücke verschraubt . Möglich sind j edoch auch andere Fixierungsmaßnahmen, wie form-, reib-, materialschlüssige oder sonstige Verbindungen, ohne dass dabei die Erfindung verlassen wird. Relevant ist hierbei nur, dass die Anlageflächen von gesonderten Bauteilen gebildet werden, die im Zusammenspiel mit der Niederhaltefeder 14 eine axiale Kraftkomponente F x hervorrufen .

Die Funktion der Teilbelagscheibenbremse 1 ist wie folgt . Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Halter 12 sind die Bremsbacken 21 , 22 angeordnet, wobei eine Niederhaltefeder 14

die kolbenseitige Bremsbacke 21 gegenüber den Anlageflächen 15, 16 vorspannt und zur Vermeidung von Rattern auf die Arme 27 , 28 des Halters 12 presst . Aufgrund des Winkels α der Anlagefläche 15, 16 ergibt sich aus der Federkraft F F der Niederhaltefeder 14 zur der radialen Vorspannkraft F R eine axiale, zur Bewegungsachse 13 parallele Kraftkomponente F x . Wird die Bremse betätigt, so baut sich in der Kolben- Zylindereinheit 4 , 5 ein hydraulischer Druck auf und schiebt den Kolben 4 aus dem Zylinder 5 heraus . Dadurch bewegt sich die Bremsbacke 21 an die Bremsscheibe bis ihr Belag 9 daran anliegt . Aufgrund dessen schiebt sich nun die Kolben- Zylindereinheit 4 , 5 bzw . der kolbenseitige Gehäuseschenkel 6 von der Bremsscheibe weg und zieht über die Gehäusebrücke 3 den gegenüberliegenden Gehäuseschenkel 7 in Richtung der dortigen Bremsscheibenseite . Dadurch wird auch die andere Bremsbacke 22 an die Bremsscheibe gepresst und beide Bremsbacken 21 , 22 üben eine Normalkraft auf Teile der Laufflächen der Bremsscheibe aus . Wird die Bremse gelöst, so liegt kein Druck mehr in der Kolben-Zylindereinheit 4 , 5 an und die zur Bewegungsachse 13 parallele, axiale Komponente F x der Federkraft F F schiebt Kolben 4 und Bremsbacke 21 von der Bremsscheibe weg in ihre Ausgangsposition . So wird sichergestellt, dass die Bremsbacke 21 nach dem Bremsvorgang nicht mehr an der Bremsscheibe schleift und ein ungünstiges , bremsendes Restmoment vermieden wird. Somit ist das Lüftverhalten der Bremse entscheidend verbessert .

Bezugszeichenliste

1 Teilbelag-Scheibenbremse

2 Gehäuse

3 Gehäusebrücke

4 Kolben

5 Zylinder

6 erster, innerer Gehäuseschenkel

7 zweiter, äußerer Gehäuseschenkel

8 Rückenplatte

9 Bremsbelag

10 Rückenplatte

11 Bremsbelag

12 Halter

13 Bewegungsachse

14 Niederhaltefeder

15 Anlagefläche

16 Anlagefläche

17 punktähnliche Kontaktfläche

18 Anbauteil

19 Anbauteil

20 Bolzen

21 Bremsbacke

22 Bremsbacke

23 Schraube 24 Schraube 25 Bolzen

26 Feder

27 Arm des Halters 12

28 Arm des Halters 12 29 Aufnahme

30 Federarm

31 Federarm

32 punktähnliche Kontaktfläche

α Winkel

F F resultierende Federkraft an der Aufnahme 29

F R radiale Vorspannkraft

F x axiale Komponente der Federkraft F F