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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung des Reibbelagverschleißes
einer mindestens zwei Bremspads aufweisenden Scheibenbremse, mit
einem an einem der Bremspads montierbaren Stab, der einen Befestigungsbereich
zur Montage des Stabes auf dem Belagträger des Bremspads
sowie einen Verlagerungsabschnitt aufweist, wobei sich der Verlagerungsabschnitt
neben einer Gehäusefläche der Scheibenbremse befindet.
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Bei
Scheibenbremsen für Fahrzeuge ist auch außerhalb
der Serviceintervalle eine gelegentliche Kontrolle des Reibbelagverschleißes
an den Bremsbelägen bzw. Bremspads sinnvoll. Hierzu bedarf
es nicht unbedingt der in vielfältigen Ausführungen
bekannten elektrischen Verschleißsensoren, vielmehr reichen
häufig und für eine erste Einschätzung
des Abnutzungsgrades auch einfache Systeme mit einer mechanisch-optischen
Anzeige aus.
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Eine
rein mechanisch arbeitende Anzeigevorrichtung nach der
US 6,237,723 verwendet einen in einem
Führungsgehäuse, welches am Bremsgehäuse
der Scheibenbremse angeschraubt ist, parallel zur Scheibenbremsachse
längsbeweglichen Anzeigestab. Dieser ist zur Visualisierung
der Abnutzung der Bremspads mit unterschiedlich gefärbten Längsabschnitten
versehen. Aus der Verlagerung dieser Abschnitte lässt sich
auf den Grad des Belagverschleißes schließen.
Damit die Längsverlagerungen von Bremspad und Stab einander
entsprechen, stützt sich der Stab mit einem abgewinkelten
Endabschnitt gegen den Belagträger des inneren der beiden
Bremspads ab. Um diese Abstützung auch während
der Zuspannbewegung des Bremspads aufrechtzuerhalten, ist der Stab
dauernd durch eine in dem Führungsgehäuse angeordnete,
den Stab umgebende Druckfeder beaufschlagt. Die Vorrichtung gemäß der
US 6,237,723 erfordert die
Montage vieler einzelner Teile. Erforderlich ist insbesondere ein
zusätzliches Führungsgehäuse, welches
an seinen beiden Enden mit speziell gestalteten Schlitzen für
die Längsführung sowie seitliche Lagesicherung
des Stabes versehen ist, sowie eine in das Führungsgehäuse
eingesetzte Druckfeder. Der mit dieser Feder zwangsläufig
verbundene stetige Federdruck auf den Bremspad kann unerwünscht
sein.
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Eine
mechanisch arbeitende Vorrichtung der gattungsgemäßen
Art ist aus der
DE
24 38 485 A1 bekannt. Der darin beschriebene Anzeigestab
ist an seinem einen Ende auf den plattenförmig gestalteten Belagträger
des inneren der beiden Bremspads aufgesteckt, und weist zu diesem
Zweck erste und zweite Laschen auf, die sich von außen
bzw. von innen her nahe des Außenrandes des Belagträgers
gegen dessen Flachseiten abstützen. Das andere Ende des Anzeigestabes
visualisiert durch seine Verlagerung bzw. Position den Grad des
aktuellen Bremsbelagverschleißes. Zur Längsführung
des Stabes ist ein außen an dem Bremsgehäuse befestigter,
den Belagschacht überbrückender Deckel mit zwei
auf das Querschnittsmaß des Stabes abgestimmten Führungsschlitzen
versehen. Auch die Vorrichtung gemäß der
DE 24 38 485 A1 erfordert
die Montage zusätzlicher Teile. Erforderlich ist ferner
der Deckel mit darin speziell gestalteten Führungsschlitzen,
da der Anzeigestab erst durch diese Maßnahmen eine ausreichende
Lagesicherung quer zu seiner Längserstreckung erfährt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung
des Reibbelagverschleißes einer Scheibenbremse mit einer
geringen Anzahl von Einzelteilen zu schaffen.
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Zur
Lösung wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie ein Stab mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen.
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Der
Vorteil dieser Lösungen besteht darin, dass mit einer geringen
Anzahl von Einzelteilen ein zuverlässiges Feststellen des
Fortschreitens des Abnutzungsprozesses an den Bremspads ermöglicht wird. Über
die bauartbedingten beweglichen Teile der Bremse hinaus werden keine
zueinander beweglichen Bauteile benötigt, wodurch die Vorrichtung ohne
eigene Abnutzung arbeitet.
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Anders
als bei der Vorrichtung nach der
DE 24 38 485 A1 erstreckt sich der Stab von
seinem Befestigungsbereich ohne Durchdringung einer Öffnung eines
umliegenden Bauteiles bis hin zu seinem Verlagerungsabschnitt.
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Mit
einer Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass im
Befestigungsbereich eine erste Abstützung des Stabes von
außen, und eine zweite Abstützung des Stabes von
innen her gegen den Belagträger erfolgt.
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Mit
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Belagträger
mit einer vom Rand des Belagträgers ausgehenden und sich
in den Belagträger hinein erstreckenden Aussparung versehen ist,
in deren Bereich auch der Reibbelag mit einer Aussparung versehen
ist, die größer als die Aussparung des Belagträgers
ist, und dass ein zwischen den beiden Abstützungen ausgebildeter
Vorsprung des Befestigungsbereichs in die Aussparung des Belagträgers
eingreift.
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Vorzugsweise
dienen als Abstützungen Laschen, von denen die erste Lasche
sich von außen, und die zweite Lasche sich von innen her
gegen den Belagträger abstützt.
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Mit
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Stab einschließlich
des Befestigungsbereichs mit den beiden Laschen und dem Vorsprung
aus einem einzigen Blechformteil besteht. Auf diese Weise werden
Zusammenbau- und Montagekosten soweit als möglich vermieden,
was die Kosten der Vorrichtung senkt.
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Für
einen sicheren Halt des Stabes auf dem Bremspad wird ferner vorgeschlagen,
dass das den Vorsprung bildende Material zu einem Teil an der ersten,
und zu einem anderen Teil an der zweiten Lasche angeformt ist. Von
Vorteil ist ferner, wenn das den Vorsprung bildende Material aus
einer an der Innenseite der jeweiligen Lasche durch Biegen geformten
Abwinklung besteht, die zu der jeweils anderen Lasche hin gerichtet
ist. Vorzugsweise ist die von innen her gegen den Belagträger
abgestützte Lasche größer als die Aussparung
im Belagträger, aber kleiner als die Aussparung im Reibbelag
Schließlich wird mit einer weiteren Ausgestaltung vorgeschlagen, dass
neben der von außen her gegen den Belagträger
abgestützten Lasche eine Zusatzlasche angeordnet ist, mit
der sich der Befestigungsbereich gegen den Rand des Belagträgers
abstützt.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung eine nach dem Schwimmsattelprinzip
aufgebaute Scheibenbremse für ein Fahrzeug, wobei die Bremsscheibe
und einer der beiden Bremspads der Scheibenbremse nicht dargestellt
ist;
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2 die
Scheibenbremse nach 1 in einer einem Verschleiß gleichkommenden
Situation, so dass der Bremspad eine im Vergleich zu 1 andere
Position einnimmt;
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3 eine
Ansicht des Bremspads von der Reibbelagseite her;
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4 eine
perspektivische Ansicht des Bremspads von der anderen, d. h. der
Außenseite her;
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5 in
perspektivischer Darstellung einen auf den Bremspad aufsteckbaren
Anzeigestab;
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6 in
einer Ansicht ein durch Stanzen vorgefertigtes Blechformteil, aus
welchem sich der Anzeigestab nach 5 durch
Biegen herstellen lässt;
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7 in
perspektivischer Darstellung einen auf den Bremspad aufgesteckten
Befestigungsbereich des Anzeigestabes;
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8 dieselben
Gegenstände wie 7, jedoch aus anderer Perspektive
und
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9 einen
Schnitt durch den Befestigungsbereich in der Ebene des Belagträgers.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Scheibenbremse
ist vom Schwimmsattel-Bautyp und dient dem Einsatz z. B. als schwere
Nutzfahrzeugbremse insbesondere für Anhängerfahrzeuge.
Die Bremse ist druckluftbetätigt und verfügt hierzu
am Bremsgehäuse 1 über einen Anschluss
für einen druckluftbetätigten Bremszylinder. Die
Bremse ist mit einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung
versehen. Einstückig zu dem Bremsgehäuse 1 ist
ein Bremssattel 2 mit einem Belagschacht 4 für
die beiden Bremspads. In den 1 und 2 wiedergegeben
ist nur der innere der beiden Bremspads, d. h. jener Bremspad 5,
welcher sich von innen her gegen die ebenfalls nicht dargestellte
Bremsscheibe der Scheibenbremse abstützt. Zur Aufnahme
des nicht dargestellten äußeren Bremspads sind
am Bremssattel 2 entsprechende Aufnahmen und Abstützflächen 7 ausgebildet.
Ein lösbarer Bügel 9 erstreckt sich quer über
den Belagschacht 4 und sichert so die beiden Bremspads 5 im
Belagschacht.
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Um
die Abnutzung der Reibbeläge 16 der Bremspads
zu erfassen und zu visualisieren, ist auf den inneren Bremspad ein
Stab 10 aufgesteckt, der sich im Wesentlichen parallel
zur Scheibenbremsachse erstreckt. Der Stab 10 weist an
seinem einen Ende einen Befestigungsbereich 11 zur Verbindung mit
dem Bremspad 5 auf. Zu seinem anderen Ende hin weist der
Stab 10 einen Verlagerungsabschnitt 12 auf, an
dem ein pfeilförmiger Indikator 13 angeformt ist.
Aus der Längsposition des Verlagerungsabschnitts 12 bzw.
des Indikators 13 in Bezug auf das dahinter angeordnete
Bremsgehäuse 1 und daran angebrachte Markierungen
lässt sich der Verschleißzustand der Bremspads
erfassen, auch wenn ein direkter Blick auf den Belagschacht 4 und
die darin angeordneten Bremspads aufgrund der räumlichen
Gegebenheiten nicht möglich ist.
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Der
Anzeigestab 10 ist frei auskragend gestaltet, d. h. er
ist ausschließlich im Befestigungsbereich 11 gehalten
und auf ganzer Länge frei von Führungselementen.
Da ein Kontakt zu benachbarten Teilen der Bremse nicht stattfindet,
entstehen keine Reibungseffekte und der Stab arbeitet völlig
abnutzungsfrei.
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1 zeigt
die Situation bei neuen, d. h. unverbrauchten Bremspads. Der Indikator 13 zeigt
hier am Bremsgehäuse 1 eine Position V1 an. Bei
fortgeschrittener Abnutzung der Bremspads hingegen, wie in 2 durch
die veränderte Lage des inneren Bremspads 5 wiedergegeben,
zeigt der Indikator 13 auf eine im Vergleich zu V1 verlagerte
Position V2, aus deren Abstand zu der Position V1 der fortgeschrittene
Belagverschleiß feststellbar ist.
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Gemäß den 3 und 4 setzt
sich der Bremspad 5 aus einem Belagträger 15,
gegen den die Zuspannung der Scheibenbremse arbeitet, sowie einem
der Bremsscheibe zugewandten Reibbelag 16 zusammen. Der
plattenförmige Belagträger 15 ist in an
sich bekannter Weise an seinem Außenrand 19 mit
einer Aussparung 17 versehen. Diese dient bisher üblicherweise
der Anbringung eines elektrischen Verschleißsensors. Die
Aussparung 17 geht vom Außenrand 19 aus
und erstreckt sich in den Belagträger hinein, wodurch die
Aussparung 17 eine Gestaltung ähnlich einer Kerbe
aufweist. Die 3 und 9 lassen
erkennen, dass die Breite der Aussparung 17 nicht einheitlich
ist, sondern die Aussparung 17 zu ihrem geschlossenen Ende
hin eine Erweiterung aufweist.
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Im
Bereich um die Aussparung 17 des Belagträgers
herum ist auch der Reibbelag 16 mit einer Aussparung 18 versehen.
Diese Aussparung 18 ist größer, als die
Aussparung 17 des Belagträgers 15. Aufgrund
dieser Überdimensionierung der Aussparung 18 des
Reibbelags 16 verbleiben um die Aussparung 17 des
Belagträgers 15 herum auf beiden Seiten des Belagträgers
U-förmige Anlagebereiche 17a, an denen sich, wie
nachfolgend noch beschrieben wird, der Anzeigestab 10 zu
seiner Befestigung abstützen kann.
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5 zeigt
diesen Anzeigestab 10 einschließlich seines Befestigungsbereichs 11 und
seines mit dem Indikator 13 versehenen Verlagerungsabschnitts 12 in
fertigem Zustand.
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Hingegen
ist in 6 derselbe Anzeigestab 10 als flaches,
aus Metallblech gestanztes Halbfertigteil wiedergegeben. Aus diesem
Halbfertigteil wird durch mehrfaches Biegen, welches zudem um unterschiedliche
Biegeachsen erfolgt, der fertige Anzeigestab 10 nach 5 hergestellt.
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Die 7, 8 und 9 geben
wieder, wie der Stab 10 mit seinem Befestigungsbereich 11 an
dem Belagträger 15 des Bremspads befestigt und verankert
ist. Hierzu ist der Anzeigestab 10 in dem Befestigungsbereich
mit einer ersten Lasche 21 und einer zweiten, zu der ersten
Lasche beabstandeten Lasche 22 versehen. Die erste Lasche 21 stützt
sich von außen, und die zweite Lasche 22 von innen
her gegen den Belagträger 15 ab. Zur Erzielung
einer Klemmung ist bei noch nicht montiertem Stab der Abstand zwischen
den beiden Laschen 21, 22 geringer, als die Materialdicke
des Belagträgers 15 im Befestigungsbereich. Für
die Abstützung der Lasche 22 steht der U-förmig
um die Aussparung 17 herum angeordnete Anlagebereich 17a des
Belagträgers 15 zur Verfügung. Dieser
Bereich ist, wie oben bereits beschrieben, nicht durch das Material
des Reibbelags 16 belegt. Entsprechend stützt
sich die andere Lasche 21 gegenüberliegend, d.
h. von der anderen Seite her gegen den Belagträger 15 ab,
wobei auch diese Abstützung U-förmig um die kerbartige
Aussparung 17 herum ist.
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Allein
durch den Anpressdruck der beiden Laschen 21, 22 wird
noch kein ausreichender Halt des Anzeigestabes 10 auf dem
Bremspad erreicht. Denn der Stab ist nur an seinem einen Ende befestigt und
ist im übrigen frei auskragend gestaltet, d. h. er erfährt
keinerlei weitere Abstützung. Für einen verbesserten
Halt sind an den Laschen 21, 22 zusätzliche
Strukturen ausgebildet, die gemeinsam einen Vorsprung 25 bilden,
welcher formschlüssig in die Aussparung 17 des
Belagträgers 15 eingreift.
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9 zeigt
diesen Vorsprung 25 und seine Lage in der Aussparung 17 des
Belagträgers. Entsprechend der Erweiterung der Aussparung 17 zu
ihrem geschlossenen Ende hin zeigt auch der Vorsprung 25 einen
ersten Längsabschnitt 26 und einen demgegenüber
verbreiterten zweiten Längsabschnitt 27, wobei
der erweiterte Längsabschnitt 27 teils federnd
und teils formschlüssig in dem erweiterten Bereich der
Aussparung 17 sitzt.
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In
fertigungstechnisch vorteilhafter Weise befindet sich der Vorsprung 25 einschließlich
seiner beiden Längsabschnitte 26, 27 nicht
nur an der einen oder an der anderen Lasche. Vielmehr ist das den Vorsprung 25 bildende
Material zu einem Teil an der ersten Lasche 21, und zu
einem anderen Teil an der zweiten Lasche 22 angeformt.
Hierzu ist aus jeder der beiden Laschen 21, 22 durch
Biegen eine Abwinklung 31 bzw. 32 herausgeformt,
wobei sich die Abwinklung 31 der ersten Lasche 21 zu
der zweiten Lasche 22 hin, und die Abwinklung 32 der
zweiten Lasche 22 zu der ersten Lasche 21 hin
erstreckt.
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In 9 ist
wiedergegeben, wie sich die an der Lasche 21 ausgebildete
Abwinklung 31 von der einen, und die an der Lasche 22 ausgebildete
Abwinklung 32 von der anderen Seite her gegen den Rand
der Aussparung 17 abstützt. Dies erfolgt mit einer
gewissen Federkraft wegen der Elastizität des dünnen
Blechmaterials, aus dem der Stab 10 besteht. Es wird also
eine klemmende und daher spielfreie Arretierung des Vorsprungs 25 in
der Aussparung 17 erzielt. In Verbindung mit einer ebenfalls durch
die Eigenelastizität des Blechmaterials hervorgerufenen
Vorspannung der beiden Laschen 21, 22 wird selbst
bei Erschütterungen ein wackelfreier Sitz des Anzeigestabes 10 auf
dem Belagträger 15 erreicht.
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Zusätzlich
kann, wie in 8 dargestellt, auf der Seite
der Lasche 21 eine Zusatzlasche 33 angeformt sein,
mit der sich der Befestigungsbereich 11 des Stabes gegen
den Außenrand 19 des Belagträgers 15 abstützt.
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Wie
in 4 zu erkennen ist, weist die Aussparung 17 des
Belagträgers 15 außen eine die Aussparung
gleichmäßig umgebende Stufe 17b auf.
Die Außenkontur der Lasche 21 ist der Kontur der
Stufe 17b, wie in 8 zu entnehmen
ist, angepasst, so dass die Lasche 21 kippstabil und damit
der Stab 10 um seine Längsachse verdrehfest gehalten
ist.
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Der
Stab ist als ungefederte Masse des Fahrzeugs starken Vibrationen
und Schwingungen ausgesetzt. Um die Stabilität des Stabes 10 gegen Durchbiegen
zu erhöhen, weist dieser eine Versteifungssicke 10a auf,
welche sich in der Stabmitte über dessen Länge
erstreckt.
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- 1
- Bremsgehäuse
- 2
- Bremssattel
- 4
- Belagschacht
- 5
- Bremspad
- 7
- Abstützfläche
- 9
- Bügel
- 10
- Anzeigestab
- 10a
- Versteifungssicke
- 11
- Befestigungsbereich
- 12
- Verlagerungsabschnitt
- 13
- Indikator
- 15
- Belagträger
- 16
- Reibbelag
- 17
- Aussparung
im Belagträger
- 17a
- Anlagebereich
- 17b
- Stufe
- 18
- Aussparung
im Reibbelag
- 19
- Außenrand
des Belagträgers
- 21
- Lasche,
Abstützung
- 22
- Lasche,
Abstützung
- 25
- Vorsprung
- 26
- Längsabschnitt
- 27
- Längsabschnitt
- 31
- Abwinklung
- 32
- Abwinklung
- 33
- Lasche
- V1
- Position
- V2
- Verlagerungsposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6237723 [0003, 0003]
- - DE 2438485 A1 [0004, 0004, 0008]