DE102008055860A1

DE102008055860A1 - Sattelscheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, sowie Sattel und Betätigungseinrichtung einer solchen Bremse

Info

Publication number: DE102008055860A1
Application number: DE200810055860
Authority: DE
Inventors: Eugen Dipl.-Ing. Kloos; Wolfgang Dipl.-Ing. Falter; Andreas Dipl.-Ing. Richter
Original assignee: Wabco Radbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Radbremsen GmbH
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2010-05-12
Also published as: CN102197238B; CN102197238A; BRPI0916117A2; EP2342473A2; WO2010051997A3; RU2011122655A; WO2010051997A2; RU2509929C2; EP2342473B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sattelscheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Sattel, der eine erste Flanschfläche mit einer ersten Funktionsöffnung aufweist, einer Betätigungseinrichtung, die eine zweite Flanschfläche mit einer im montierten Zustand mit der ersten Funktionsöffnung fluchtenden zweiten Funktionsöffnung aufweist, und einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Betätigungseinrichtung an dem Sattel, wobei die Funktionsöffnungen der Kopplung der Betätigungseinrichtung mit einer Zuspanneinrichtung dienen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Befestigungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die zweite Flanschfläche in einem zwischen der zweiten Funktionsöffnung und der Befestigungseinrichtung liegenden Bereich gegen eine elastische Rückstellkraft zu verbiegen, und die Rückstellkraft die zweite Flanschfläche zumindest abschnittsweise in Richtung auf die erste Flanschfläche vorspannt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sattelscheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit
einem Sattel, der eine erste Flanschfläche mit einer ersten Funktionsöffnung aufweist,
einer Betätigungseinrichtung, die eine zweite Flanschfläche mit einer in montiertem Zustand mit der ersten Funktionsöffnung fluchtenden zweiten Funktionsöffnung aufweist und
einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Betätigungseinrichtung an dem Sattel, wobei
die Funktionsöffnungen der Kopplung der Betätigungseinrichtung mit einer Zuspanneinrichtung dienen.
Sattelscheibenbremsen der oben genannten Art sind bekannt. Dabei handelt es sich bei der Betätigungseinrichtung insbesondere im Falle von Nutzfahrzeugscheibenbremsen um druckluftbetätigte Bremszylinder mit oder ohne Federspeicher, Doppelmembranzylinder oder elektromechanische Betätigungseinrichtungen.
In letzter Zeit hat sich am Markt ein Befestigungsstandard durchgesetzt, der insbesondere die Ausführung/Form der Flanschkontur/-fläche einerseits am Bremssattel und andererseits am Boden der Betätigungseinrichtung festlegt. Dieser Standard soll gewährleisten, daß Betätigungseinrichtungen unterschiedlicher Hersteller an ein und dieselbe Scheibenbremse passen bzw. daß eine Betätigungseinrichtung an unterschiedliche Scheibenbremsen paßt.
Bei herkömmlichen Betätigungseinrichtungen sind zwei aus der Befestigungseinrichtung vorstehende Befestigungsbolzen (Schrauben) vorgesehen, die in Flanschöffnungen an dem Sattel eingesteckt und mit Muttern verschraubt werden, wobei das zugehörige Drehmoment üblicherweise vorgeschrieben ist. Im Bereich der Funktionsöffnungen befindet sich dabei eine elastische Ringraumdichtung, die in montiertem Zustand die Innenräume des Sattels sowie der Betätigungseinrichtung gegen das Eindringen von beispielsweise Schmutz und Feuchtigkeit schützt.
Bei den bekannten Sattelscheibenbremsen ist die Außenkontur der zweiten Flanschfläche quasi augenförmig, mit der zweiten Funktionsöffnung in der Mitte. Global läßt sich die Kontur als rechteckig bzw. elliptisch bezeichnen. Sie ist länger als hoch.
Bremssättel werden in der Regel aus hochfesten Guß- oder Stahlteilen hergestellt. Dabei wird die erste Flanschfläche mittels geeigneter Bearbeitung eben/flach ausgeführt.
Das Gehäuse der Betätigungseinrichtung ist wenigstens im Bodenteil, d. h. dort, wo die zweite Flanschfläche liegt, als Tiefziehteil aus Blech entsprechender Wandstärke aus geführt. Häufig sind die aus dem Bodenteil herausragenden Befestigungsbolzen (Schrauben) im Bodenteil befestigt.
In jedem Fall weist der die erste Flanschfläche tragende Teil des Bremssattels eine größere Materialsteifigkeit als der Bodenteil der Betätigungseinrichtung auf. Auch ist wegen der oben beschriebenen Bearbeitung die erste Flanschfläche ebener als die zweite Flanschfläche.
Wird bei herkömmlichen Sattelscheibenbremsen die Betätigungseinrichtung an dem Bremssattel angesetzt und dort wie oben beschrieben verschraubt, kann es durch Unebenheiten im Flanschbereich der Betätigungseinrichtung bei der Kontaktanlage oder durch das Setzverhalten der Befestigungsbolzen zu einem Verziehen des Blechteils kommen, was zu einer Spaltbildung im oberen und unteren Flanschbereich führt. Mit anderen Worten: Die eigentlich wünschenswerte Vorspannung auf der gesamten Kontaktfläche fehlt, denn sie besteht nur im Bereich der Verschraubungen. Kommt es jetzt im Fahreinsatz beispielsweise wegen Fahrbahnunebenheiten oder Schlechtwegstrecken zu starken Beschleunigungen der vergleichsweise schweren Betätigungseinrichtung, so federt diese in die Spalten ein. Wegen der fehlenden Abstützung bei verringertem Gegenmoment (minimierter Hebel) treten infolge der schlagartigen Stöße hier Materialdeformierungen auf, so daß Materialbrüche nicht ausgeschlossen sind und es zum Totalausfall der Bremse kommen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Scheibenbremse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß nachteilige Einflüsse auf die Zuverlässigkeit der Betätigungseinrichtung und der Scheibenbremse verringert oder sogar ausgeschlossen sind, insbesondere ihre Schlechtwegtauglichkeit verbessert ist.
Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe bei einer Sattelscheibenbremse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Befestigungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die zweite Flanschfläche in einem zwischen der zweiten Funktionsöffnung und der Befestigungseinrichtung liegenden Bereich gegen eine elastische Rückstellkraft zu verbiegen, und die Rückstellkraft die zweite Flanschfläche zumindest abschnittweise in Richtung auf die erste Flanschfläche vorspannt.
Mit anderen Worten wird die elastische Rückstellkraft beispielsweise des Bodenteils der Befestigungseinrichtung genutzt, um Verformungen oder dergleichen entweder zu unterbinden oder zu kompensieren, so daß es nicht zu der oben beschriebenen Bildung von Spalten kommt.
Erfindungsgemäß kann die Befestigungseinrichtung prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Bevorzugt weist sie eine Schraube und/oder eine Mutterschraube auf.
An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf Sattelscheibenbremsen beschränkt ist, bei denen die Betätigungseinrichtung unmittelbar an dem Sattel befestigt ist. Vielmehr kann nach der Erfindung auch eine zwischen dem Sattel und der Betätigungseinrichtung liegende Zwischeneinrichtung vorgesehen sein, die eine dritte Flanschfläche aufweist.
Ein Beispiel für eine solche Zwischeneinrichtung ist ein Gehäuse einer elektromechanischen Feststellbremse.
Um das erfindungsgemäß vorgesehene Verbiegen der zweiten Flanschfläche gegen die elastische Rückstellkraft zu erzielen, kann vorgesehen sein, daß die erste, die zweite und/oder die dritte Flanschfläche(n) zwischen der Befestigungseinrichtung und den Funktionsöffnungen nicht eben ist/sind.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die erste, die zweite und/oder die dritte Flanschfläche eine Stufe zwischen der Befestigungseinrichtung und den Funktionsöffnungen aufweist/aufweisen.
Zusätzlich oder alternativ kann erfindungsgemäß aber auch eine Einlage zwischen zwei benachbarten Flanschflächen vorgesehen sein, die sich zwischen den Funktionsöffnungen und der Befestigungseinrichtung erstreckt, jedoch mit Abstand von der Befestigungseinrichtung angeordnet ist.
Erfindungsgemäß weiter bevorzugt ist eine Dichteinrichtung zum Abdichten der ersten und/oder der zweiten Funktionsöffnung vorgesehen.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei oder mehr Befestigungseinrichtungen zum Befestigen der Betätigungseinrichtung vorgesehen. Dabei kann erfindungsgemäß weiter bevorzugt die zweite Funktionsöffnung in der Mitte zwischen zwei Befestigungseinrichtungen liegen. Dies entspricht der herkömmlichen Ausgestaltung der Befestigung.
Erfindungsgemäß kann die Betätigungseinrichtung prinzipiell in beliebiger Orientierung an dem Sattel befestigt sein. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Betätigungseinrichtung jedoch in Axial- oder in Radiallage bezüglich der Bremsscheibe angeordnet.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest der in montiertem Zustand gegen eine elastische Rückstellkraft verbogene Teil der Betätigungseinrichtung ein Tiefziehteil aus Blech.
Neben der oben beschriebenen Sattelscheibenbremse schafft die Erfindung auch einen Sattel einer solchen Bremse sowie eine Betätigungseinrichtung einer solchen Bremse.
Im folgenden ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Bremssattels nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine schematische Axialansicht einer zugehörigen Betätigungseinrichtung,
3 eine schematische Schnittansicht des Sattels mit daran angebrachter, jedoch noch nicht verschraubter Betätigungseinrichtung,
die 4, 5 und 6 die gleichen Ansichten wie die 1, 2 und 3, jedoch von einem anderen Ausführungsbeispiel, und
die 7 und 8 die gleichen Ansichten wie die 2 und 3, jedoch von einem dritten Ausführungsbeispiel.
Zu dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 gehört ein Sattel 10 mit einer Flanschfläche 12. Ferner gehört dazu eine Befestigungseinrichtung 14 mit einer Flanschfläche 16. Die Betätigungseinrichtung 14 ist beispielsweise in Form eines druckluftbetätigten Bremszylinders mit/ohne Federspeicher ausgeführt. Es kann aber auch ein Doppelmembranzylinder verwendet werden. Ein weiteres Beispiel ist eine elektromechanisch ausgestaltete Betätigungseinrichtung. Die Flanschfläche 16 hat zwei Abschnitte 16a und 16b. Sie sind an dem Boden 18 der Befestigungseinrichtung 14 ausgebildet. Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, steht der Abschnitt 16a der Flanschfläche 16 über den Abschnitt 16b hervor, so daß dazwischen zwei Stufen 20, 22 ausgebildet sind.
Der Sattel 10 weist eine Funktionsöffnung 24 sowie zwei Befestigungsöffnungen 26, 28 auf. Dementsprechend weist auch die Betätigungseinrichtung 14 eine Funktionsöffnung 30 sowie zwei Befestigungsöffnungen 32 und 34 auf, aus denen jeweils ein Befestigungsbolzen 36, 38 herausragt. Die Befestigungsbolzen 36, 38 sind an der Betätigungseinrichtung 14 befestigt.
In montiertem Zustand erstrecken sich die Befestigungsbolzen (Schrauben) 36, 38 durch miteinander fluchtende Befestigungsöffnungen 32, 26 bzw. 34, 28. In gleicher Weise erstreckt sich in montiertem Zustand ein Betätigungsglied (Stößel) 40 durch die miteinander fluchtenden Funktionsöffnungen 30, 24. Das Betätigungsglied 40 ist in montiertem Zustand mit einer (nicht gezeigten) Zuspanneinrichtung im Inneren des Sattels 10 gekoppelt. Zur Abdichtung der beiden Funktionsöffnungen 24, 30 dient eine Ringdichtung 42.
3 zeigt schematisch den Sattel 10 mit daran angesetzter Betätigungseinrichtung 14 vor dem Verschrauben. Zum Verschrauben werden in der Zeichnung nicht dargestellte Mutterschrauben auf die Befestigungsbolzen 36, 38 aufgeschraubt. Werden daraufhin die Verschraubungen angezogen, so verbiegt sich die Flanschfläche 16a, 16b in dem zwischen den Befestigungsbolzen 36, 38 einerseits und der Funktionsöffnung 30 andererseits liegenden Bereich, weil sich der in 3 gezeigte Spalt 44 bzw. 46 schließt. Da das Verbiegen elastisch erfolgt, wirkt eine entsprechende Rückstellkraft auf die Flanschfläche 16, die die Flanschfläche 16 in Richtung auf die Flanschfläche 12 vorspannt.
Mit anderen Worten ist eine vollflächige Kraftverschraubung hergestellt. Die oben genannten nachteiligen Spaltbildungen im verschraubten Zustand sind vermieden. Dadurch wird gegenüber der nachteiligen linienförmigen Anlagefläche herkömmlicher Bremsen eine kreuzförmige Anlagefläche erzeugt. Die Vollflächigkeit unter elastischer Materialvorspannung aus der Deformierung sichert somit auch in radialer Sicht ein maximales Gegenmoment mit einem großen Hebel ab. Damit ist die Schlechtwegtauglichkeit erheblich verbessert. Die Hebelwirkung ist in 2 durch die Bezugszeichen H₁ und H₂ angedeutet.
Um die Möglichkeit einer elastischen Verbiegung des Bodens 18 der Betätigungseinrichtung 14 zu gewährleisten, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der genannte Boden 18 aus Tiefziehblech hergestellt.
Die Ausgestaltung nach den 4 bis 6 entspricht im wesentlichen derjenigen nach den 1 bis 3, wobei allerdings nicht die Flanschfläche 16 des Bodens 18 der Betätigungseinrichtung 14 mit einer vorspringenden Stufe versehen ist, sondern vielmehr die Flanschfläche 12 des Sattels 10.
Auch bei dieser Ausgestaltung wird mit Anziehen der Verschraubung der beiden Befestigungsbolzen 36, 38 ein Biegemoment erzeugt, wobei die daraus resultierende elastische Rückstellkraft die Flanschfläche 16 zumindest abschnittweise in Richtung auf die Flanschfläche 12 vorspannt.
Eine dritte Ausgestaltung zeigen die 7 und 8. Der Sattel 10 ist dabei entsprechend 1 ausgestaltet. Danach sind die Flanschflächen 12 und 16 (wie bei herkömmlichen Bremsen) eben. Dazwischen liegt aber eine Einlage 47, deren äußere Ränder 48, 50 mit einem Abstand A von den Befestigungsbolzen 36, 38 bzw. von den Funktionsöffnungen 32, 34 angeordnet sind. Die Ränder 46, 48 haben die gleiche Funktion wie die Stufen 20, 22. Wiederum wird bei Anziehen der Verschraubungen ein Biegemoment erzeugt, wobei die darauf zurückgehende elastische Rückstellkraft die Flanschfläche 16 gegen die Flanschfläche 12 vorspannt.
Die in der obigen Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Sattelscheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Sattel (10), der eine erste Flanschfläche (12) mit einer ersten Funktionsöffnung (24) aufweist, einer Betätigungseinrichtung (14), die eine zweite Flanschfläche (16) mit einer im montierten Zustand mit der ersten Funktionsöffnung fluchtenden zweiten Funktionsöffnung (30) aufweist, und einer Befestigungseinrichtung (36, 38) zum Befestigen der Betätigungseinrichtung an dem Sattel, wobei die Funktionsöffnungen (24, 30) der Kopplung der Betätigungseinrichtung mit einer Zuspanneinrichtung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung dazu ausgelegt ist, die zweite Flanschfläche in einem zwischen der zweiten Funktionsöffnung und der Befestigungseinrichtung liegenden Bereich gegen eine elastische Rückstellkraft zu verbiegen, und die Rückstellkraft die zweite Flanschfläche zumindest abschnittweise in Richtung auf die erste Flanschfläche vorspannt.
Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (36, 38) eine Schraube aufweist.
Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung eine Mutterschraube aufweist.
Bremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Sattel (10) und der Betätigungseinrichtung (14) liegende Zwischeneinrichtung, die eine dritte Flanschfläche aufweist.
Bremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, die zweite und/oder die dritte Flanschfläche(n) (12, 16) zwischen der Befestigungseinrichtung (36, 38) und den Funktionsöffnungen (24, 30) nicht eben ist/sind.
Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, die zweite und/oder die dritte Flanschfläche (12, 16) eine Stufe (20, 22) zwischen der Befestigungseinrichtung (36, 38) und den Funktionsöffnungen (24, 30) aufweist/aufweisen.
Bremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einlage (47) zwischen zwei benachbarten Flanschflächen (12, 16), die sich zwischen den Funktionsöffnungen (24, 30) und der Befestigungseinrichtung (36, 38) erstreckt, jedoch mit Abstand (A) von der Befestigungseinrichtung angeordnet ist.
Bremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dichteinrichtung (42) zum Abdichten der ersten und/oder der zweiten Funktionsöffnung (24, 30).
Bremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei oder mehr Befestigungseinrichtungen (36, 38).
Bremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Funktionsöffnung (30) in der Mitte zwischen zwei Befestigungseinrichtungen (36, 38) liegt.
Bremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (14) in Axial- oder in Radiallage bezüglich der Bremsscheibe angeordnet ist.
Bremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der in montiertem Zustand gegen eine elastische Rückstellkraft verbogene Teil (18) der Betätigungseinrichtung (14) ein Tiefziehteil aus Blech ist.
Sattel einer Bremse nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Betätigungseinrichtung einer Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 12.