DE102012006110A1

DE102012006110A1 - Bremsträger für eine Schiebesattel-Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102012006110A1
Application number: DE201210006110
Authority: DE
Inventors: Alexander Asen; Jens Fricke; Johann Iraschko; Michael PESCHEL; Christian Stöger
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: DE102012006110B4

Abstract

Es wird ein Bremsträger (1) für eine Schiebesattel-Scheibenbremse, der für die Montage an einen Achsstück bzw. Achsstummel und für die formschlüssige Aufnahme von wenigstens einem auf die Bremsscheibe wirkende Bremsbelag vorgesehen ist und Bremsbelagaufnahmen (3, 4, 5, 6) aufweist, vorgestellt, der sich dadurch auszeichnet, dass der Bremsträger (1) aus wenigstens drei Einzelteilen (2, 3, 4, 5, 7 bzw. 26, 27, 28, 30, 32, 36, 37, 38) zusammengefügt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsträger für eine Schiebesattel-Scheibenbremse, der für die Montage an einem Achsstück und für die formschlüssige Aufnahme von wenigstens einem auf die Bremsscheibe wirkende Bremsbelag vorgesehen ist und Bremsbelagaufnahmen aufweist.
Derartige Bremsträger für Scheibenbremsen werden üblicherweise einstückig durch ein Urformverfahren hergestellt, vorzugsweise im Sandgießverfahren, wobei als Werkstoff vorzugsweise Gusseisen mit Kugelgraphit bzw. Sphäroguss eingesetzt wird. Das so entstandene Gussrohteil wird anschließend spanend fertig bearbeitet, so dass ein einbaubarer Bremsträger entsteht. Solche einstückige Bremsträger aus Sphäroguss nach dem Stand der Technik haben sich grundsätzlich bewährt, weisen aber einige Nachteile auf, die sich insbesondere im Anwendungsbereich der schweren Nutzfahrzeuge negativ auswirken.
Ein sich durch das Fertigungsverfahren „Gießen mit verlorener Form” prinzipbedingt ergebener Nachteil, liegt in dem zwangsläufig benötigten Gießmodell, so dass auf Grund der Kostenstruktur eines gegossenen Bremsträgers eine relativ hohe Grenzstückzahl ergibt, ab der ein gegossener Bremsträger wirtschaftlich herstellbar ist. Kosten entstehen zudem durch das Laufsystem, welches zwar wieder eingeschmolzen wird aber auch bezahlt werden muss.
Darüber hinaus unterliegt ein Gießmodell durch die permanente Beaufschlagung des Gießmodells mit Formsand einem Abrasivverschleiß, so dass es nach einer bestimmten Anzahl von Formvorgängen gegen ein neues Gießmodell ersetzt werden muss. Die Kostenstruktur eines gegossenen Bremsträgers wird dadurch weiter belastet.
Weiterhin erfordert ein gegossener Bremsträger fertigungsprinzipbedingt Mindestwandstärken, um prozesssicher gießbar zu sein. Dies führt insbesondere in gering belasteten Bereichen dazu, dass der Werkstoff unter Festigkeitsaspekten nicht vollständig ausgenutzt wird, so dass dadurch Kosten- und Gewichtsnachteile entstehen.
Grundsätzlich bedarf es eines Zerspanungsprozesses, um aus einem Gussrohteil ein einbaufertigen Bremsträger zu erzeugen.
Es besteht also die Notwendigkeit, einen Bremsträger insbesondere für Fahrzeugbremsen, insbesondere Nutzfahrzeugbremsen, bereitzustellen, der die vorgenannten Nachteile überwindet.
Aus der DE 198 57 074 A1 ist ein Bremsträger bekannt, bei dem wenigstens ein Element der Fahrzeugachse in den Bremsträger integriert ist. Dies wird möglich, wenn wesentliche Funktionen des Bremsträgers in das Endstück einer Nutzfahrzeugachse, in der Fachsprache auch als Achsstummel bezeichnet, integriert sind.
Nachteilig an der Ausführung nach DE 198 57 074 A1 ist, dass wesentliche Nachteile eines gegossenen Bremsträgers – insbesondere hinsichtlich der Kostenstruktur – nach der in DE 198 57 074 A1 offenbarten technischen Lehre nach nicht überwunden werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Bremsträger zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile vermeidet und der auch in kleinen Losgrößen kostengünstig, prozesssicher und damit wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, indem sie einen Bremsträger für eine Scheibenbremse schafft, der aus wenigstens drei Einzelteilen zusammengefügt ist.
Die Erfindung beruht demnach auf dem Gedanken, den Bremsträger aus mehreren, vornehmlich in Trenn- und/oder Umformprozessen vorgefertigten Einzelteilen zusammenzufügen und somit für jedes der Einzelteile eine dafür vorteilhafte, festigkeitsgerechte Geometrie und ein der Geometrie wesentlich folgendes Halbzeug aus Blech, Flachstahl oder Rundstahl vorzusehen, sowie für jedes der Einzelteile einen der jeweiligen mechanischen Belastung entsprechenden Werkstoff zuzuordnen und darüber hinaus die Einzelteile so zu gestalten, dass sie sich einfach, automatisierbar und mit einem geringen Vorrichtungsaufwand verzugsarm stoffschlüssig fügen lassen, so dass eine spanende Nachbearbeitung des gefügten Bremsträgers entfallen kann oder gegenüber dem Stand der Technik zumindest minimiert ist.
Ein wesentlicher Vorteil eines Bremsträgers, der aus vorgefertigten Blechteilen zusammengefügt wird, ist die Möglichkeit, Bereiche mit höherer bzw. geringerer Belastung hinsichtlich der Wandstärke sowie der Auswahl des Werkstoffs belastungsgerecht auslegen zu können, so dass das der Werkstoff des jeweiligen Bauteils optimal ausgenutzt wird. Durch diese Flexibilität in der Werkstoffauswahl ergeben sich erhebliche Vorteile in der Gewichtsbilanz und in der Kostenstruktur eines gefügten Bremsträgers.
Durch die Flexibilität hinsichtlich der Werkstoffwahl können auch grundsätzlich Werkstoffe mit einer höherer Festigkeit und Streckgrenze gewählt werden, wodurch sich die Kostenstruktur und vor allem das Gewicht des Bremsträgers weiter optimieren lässt. Wobei insbesondere ein niedriges Gewicht – neben einer optimalen Kostenstruktur – ein im Fahrzeugbereich dominierendes Entwicklungsziel ist, da durch eine höhere Nutzlast für das Gesamtfahrzeug möglich ist.
Durch die Gestaltung des Bremsträgers als aus mehreren umgeformten bzw. vorbearbeiteten Bauteilen, die zusammengefügt werden, ergibt sich eine höhere Anzahl von in Frage kommenden Zulieferern als bei einem vergleichbaren Bremsträger aus Spähroguss.
Ein weiterer, wesentlicher Kostenvorteil für einen erfindungsgemäßen Bremsträgers ergibt sich durch den Wegfall eines kostenintensiven Gießmodells. Die Kostenstruktur einer Fügevorrichtung kann durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Bremsträgers ebenfalls niedrig gehalten werden, wenn Ein- bzw. Anlegeteile in ein Grundelement formschlüssig aufgenommen bzw. konturkongruent angelegt werden können, so dass eine separate „Geometriestation” nicht erforderlich ist. Bauartbedingt entfällt bei einem erfindungsgemäßen Bremsträger auch die spanende Nachbearbeitung eines Rohteils, wodurch sich weitere Kostenvorteile ergeben.
Schließlich ist eine Variantenbildung bauartbedingt einfach durchführbar und ebenso kostengünstig darstellbar, da sich die wirtschaftliche Grenzstückzahl durch Änderung der Fertigungsmethode – beispielsweise durch den Wechsel von werkzeuggebundener Fertigung der Einzelteile zu einer werkzeuglosen Fertigung auf Universalmaschinen – deutlich reduzieren lässt.
Weitere vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Bremsträgers sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Bremsträgers sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1: eine räumliche Darstellung des Rohteils eines gegossenen Bremsträgers nach dem Stand der Technik;
2: eine räumliche Darstellung des bearbeiteten Rohteils eines gegossenen Bremsträgers nach dem Stand der Technik;
3: eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsträgers als Schweißkonstruktion aus einem Kant-Biegeteil und vorbearbeiteten Ansetz- bzw. Einsetzteilen;
4: eine räumliche Explosionsdarstellung der Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsträgers nach 3;
5: eine Abwicklung des Kant-Biegeteils der Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsträgers nach 3 bzw. 4;
6: eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsträgers als Schweißkonstruktion aus mehreren Kant-Biegeteilen und vorbearbeiteten Ansetz- bzw. Einsetzteilen;
7: eine räumliche Explosionsdarstellung der Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsträgers nach 6;
3 zeigt eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsträgers 1 als Schweißkonstruktion aus einem als Kant-Biegeteil ausgeführten Grundkörper 2 und vorbearbeiteten Ansetz- 3, 4, 5, 6 bzw. Einsetzteilen 7.
Der Grundköper 2 des Bremsträgers 1 besteht aus einem Zuschnitt 8 aus Stahlblech, der so gestaltet ist, dass aus ihm durch Umformvorgänge, insbesondere durch Schwenkbiegen oder Abkanten ein steifer Grundköper 2 eines Bremsträgers 1 entsteht, wobei die Grundgeometrie den aus dem Stand der Technik bekannten einteilig gegossenen Bremsträger nachempfunden ist.
Der Grundkörper 2 weist dazu eine konsolenartige Grundgeometrie auf, wobei die Konsolenbasis 9 eine ebene Anlagefläche aufweist, die bei Montage des Bremsträgers 1 zur Anlage an einen entsprechend gestalteten Achsstummel (nicht dargestellt) kommt. Zur Befestigung des Bremsträgers 1 weist die Konsolenbasis 9 ein Bohrungsbild auf, wobei die Funktionsbohrungen 10, durch die Befestigungsmittel, wie z. B. Schraubenbolzen gesteckt werden, um den Bremsträger 1 an einen Achsstummel (nicht dargestellt) zu befestigen, durch das Einschweißen von vorbearbeiteten Einsetzteilen in Buchsenform 7 in im Zuschnitt 8 vorhandene Löcher 20 realisiert werden. Die Einsetzteile in Buchsenform 7 weisen dabei eine Tiefe auf, die die Buchse bei zur Konsolenbasis 9 planen Einbau nach innen über die durch die Blechstärke t begrenzte Dicke der Konsolenbasis 9 hinausragen lässt. Durch diese Geometrie der Einsetzteile in Buchsenform 7 wird eine einfache Verschweißbarkeit der Einsetzteile in Buchsenform 7 durch vorzugsweise Kehlnähte auf der der Bremsscheibe (nicht dargestellt) zugewandten Seiten der Konsolenbasis 9 realisiert, so dass die Konsolenbasis 9 grundsätzlich frei von Schweißnähten bleibt und deshalb nicht nachträglich spanend bearbeitet werden muss, was sich grundsätzlich kostensparend auswirkt.
Die Einsetzteile in Buchsenform 7 können kostengünstig z. B. als Automatendrehteil gefertigt werden, wobei als Werkstoff Stahl – vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte – vorgesehen ist. Die Konsolenbasis 9 weist ferner eine Ausnehmung 11 auf, in der sich im eingebauten Zustand des Bremsträgers 1 der Achsstummel (nicht dargestellt) erstreckt.
Die als Kragplatte 12 ausgebildete Ebene des Grundkörpers 2, die sich senkrecht zur Konsolenbasis 9 erstreckt, einstückig mit der Konsolenbasis 9 verbunden ist und durch einen Umformvorgang des Zuschnitts 8 entsteht, weist eine zentrale Ausnehmung 13 auf, in der sich im eingebauten Zustand des Bremsträgers 1 die Bremsscheibe (nicht dargestellt) befindet.
Die Kragplatte 12 weist ferner eine Überwölbung 14 auf, unter der sich im eingebauten Zustand des Bremsträgers 1 der Achsstummel (nicht dargestellt) erstreckt. Der seitliche Abschluss der Überwölbung 14 auf der von der Konsolenbasis 9 abgewandten Seite der Kragplatte wird durch eine durch einen Umformvorgang erzeugte Rippe 24 gebildet. Der Zuschnitt 8 springt an dieser Stelle durch eine Ausklinkung 25 zurück.
Die Kragplatte 12 wird durch paarweise symmetrisch, jeweils an der Außenkante der Kragplatte angesetzte Knotenbleche 23 gegen die Konsolenbasis 9 abgestützt. Dabei sind die Knotenbleche 23 jeweils einstückig mit der Konsolenbasis 9 verbunden und entstehen durch einen Umformvorgang des Zuschnitts 8. Das jeweils freie Ende der Knotenbleche 23 wird durch eine V-Naht mit der Kragplatte 12 verschweißt. Dadurch entsteht ein biegesteifer Grundkörper 2 des Bremsträgers 1. Auf der Kragplatte 12 befinden sich paarweise symmetrisch angeordnete Bremsbelagaufnahmen 3, 4, 5, 6, die jeweils direkt an die zentrale Ausnehmung 13 angrenzen.
Die inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4 weisen eine im Wesentlichen dreieckförmige Grundgeometrie auf, die einer Rippe 15, wie sie aus Gusskonstruktionen bekannt ist, nachempfunden ist, so dass die inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4 in Richtung des wirkenden Bremsmoments eine entsprechende Steifigkeit aufweisen, um den Bremsbelag während des Bremsvorgangs sicher in Position zu halten.
Unter dem rippenförmigen Grundkörper schließt sich ein Grundplattenteil 16 an, der über eine entsprechende Öffnung 17 in die Kragplatte 12 eingelassen sind, so dass sich zusätzlich mit den z. B. als umlaufende Kehlnaht ausgeführten Schweißverbindung eine Formschlussverbindung in Wirkrichtung des Bremsmoments zwischen inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4 und Kragplatte 12 ergibt. Darüber hinaus wird so eine maßgenaue Positionierung der inneren Bremsbelaghalter sichergestellt. Die inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4 weisen ferner jeweils eine angesenkte Bohrung 21 auf, die in der gleichen Ebene wie die Bohrungen 10 in der Konsolenbasis 9 verläuft.
Die äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 weisen die gleiche Grundgeometrie auf, wie die inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4. Die äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 weisen jeweils einen Positionieransatz 18 auf, der über eine entsprechende Öffnung 19 in der Kragplatte 12 eingelassen ist, so dass sich zusätzlich mit den als umlaufende Kehlnaht ausgeführten Schweißverbindung eine Formschlussverbindung in Wirkrichtung des Bremsmoments zwischen Bremsbelagaufnahmen 5, 6 und Kragplatte 12 ergibt. Darüber hinaus wird so eine maßgenaue Positionierung der äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 sichergestellt. Die von der Konsolenbasis 9 abgewandte Seite der äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 weist jeweils einen durchgehenden Absatz 22 auf.
Die inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4 und die äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 können z. B. als Frästeil oder besonders kostengünstig als Abschnitt eines entsprechenden Stahlprofils gefertigt werden, wobei als Werkstoff Stahl – vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte – vorgesehen ist.
Der in 5 dargestellte Zuschnitt 8 für den Grundkörper 2 des Bremsträgers (1) wird – sofern eine werkzeuglose Fertigung vorgesehen ist – durch geeignete Trennverfahren, wie z. B. Laser-, Plasma- oder Brennschneiden oder Stanzen oder durch eine Kombination daraus hergestellt. Moderne Laserschneidanlagen bzw. Laserschneid-Stanzpressen ermöglichen dabei kurze Hauptzeiten und somit eine wirtschaftliche und kostengünstige Fertigung des Zuschnitts 8. Als Halbzeug können alle handelsüblichen Blechhalbzeuge zum Einsatz kommen.
Für den Zuschnitt 8 kommt als Werkstoff Stahl, vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte zum Einsatz. Sofern eine werkzeuggebundene Fertigung für den Zuschnitt 8 vorgesehen ist, wird der Zuschnitt 8 vorzugsweise in einem Folgeschneidwerkzeug hergestellt. Je nach benötigter Menge kann auch eine Fertigung des gesamten Grundkörpers 2 in einem Folgeverbundwerkzeug wirtschaftlich sein, bei dem der Zuschnitt 8 inkl. der Umformvorgänge zur Ausformung der Konsolenbasis 9, der Kragplatte 12 sowie der Knotenbleche 23 in einem Werkzeug erfolgt, so dass je Pressenhub ein Grundkörper 2 aus dem Werkzeug fällt. Im Falle einer werkzeuggebundenen Fertigung des Zuschnitts 8 bzw. des Grundkörpers 2 kommen vorzugsweise aufgespulte Blechcoils als Halbzeug zum Einsatz, wobei als Werkstoff Stahl, vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte vorgesehen ist.
Die Schweißoperationen zur Verbindung der Einzelteile 2, 3, 4, 5, 7 werden – auch im Hinblick auf optimale Betriebsfestigkeitseigenschaften des Bremsträgers 1 – vorzugsweise unter Anwendung eines durch ein Handhabungsgerät – wie z. B. einem Roboter – geführtes, automatisiertes Schweißverfahren, wie z. B. das Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) oder das Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG) vorrichtungsgestützt durchgeführt, so dass von einer prozesssicheren Reproduzierbarkeit der Schweißverbindungen auszugehen ist.
Durch die fertigungsgerechte Formgebung des Grundkörpers 2 kann auf eine sog. „Geometriestation”, in der die Position und Lage der zu verschweißenden Teile zueinander z. B. durch Heften festgelegt wird, verzichtet werden, da der Grundkörper 2 selbst als Vorrichtung dienen kann, da alle zu verschweißenden Einzelteile 2, 3, 4, 5, 7 durch die entsprechende Formgebung des Grundkörpers 2 durch einfaches Anlegen oder Einlegen positionierbar sind, so dass sich die eigentliche Schweißvorrichtung auf das Fixieren der Einzelteile auf dem Grundkörper 2 beschränken kann. Durch die entsprechende Formgebung des Grundkörpers 2 wird so ein kostengünstiger Schweißprozess ermöglicht, so dass eine einfache Roboterschweißzelle mit nur einer, einfach aufgebauten Schweißvorrichtung erforderlich ist, um einen kompletten Bremsträger 1 zu schweißen. Die Nahtfolge kann in dem Fall grundsätzlich beliebig aber z. B. auch vorteilhafterweise gezielt nach dem Aspekt der gegenseitigen Aufhebung von Schweißverzug bei gegenüberliegenden Schweißnähten gewählt werden. Dadurch kann ein Verzug des gesamten Bauteils durch das Schweißen nahezu vollständig vermieden werden, so dass eine mögliche mechanische Nachbearbeitung zur maßlichen Korrektur des Verzuges des geschweißten Bremsträgers 1 grundsätzlich entfallen kann, was sich ebenfalls kostenminimierend auswirkt.
In 6 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante des Bremsträgers 1 dargestellt. Das Konstruktionsprinzip dieser Ausführungsvariante zeichnet sich aus einem aus mehreren Haupteinzelteilen (26, 27, 28, 32) gebildeten Grundkörper 2 aus, die miteinander verschweißt werden. Die Grundgeometrie des Bremsträgers 1 leitet sich im Wesentlichen ebenfalls von den Gusskonstruktionen nach dem Stand der Technik ab.
Der Grundkörper 2 weist dazu ebenfalls eine konsolenartige Grundgeometrie auf. Die Konsolenbasis 9 wird von zwei paarweise symmetrisch angeordneten Platten 27, 28 gebildet, die in ihrer vertikalen Erstreckung jeweils zu einer Rippe 29 verlängert sind. Darüber hinaus weisen die Platten 27, 28 jeweils an ihrer der Symmetrielinie des Grundkörpers 2 zugewandten Seite eine der Kontur der Bügel 26 korrespondierende Geometrie auf, so dass der Bügel formschlüssig aufgenommen wird.
Zur Befestigung des Bremsträgers 1 weist die Konsolenbasis 9 ein Bohrungsbild auf, wobei die Funktionsbohrungen 10, 21 durch die Befestigungsmittel, wie z. B. Schraubenbolzen gesteckt werden, um den Bremsträger 1 an einen Achsstummel (nicht dargestellt) zu befestigen, durch das Einschweißen von vorbearbeiteten Einsetzteilen in Buchsenform 30, 38 mit Absatz in in den Platten 27, 28 vorhandene Löcher 31 realisiert werden. Der Absatz der Einsetzteile in Buchsenform 30, 38 weist dabei eine Länge auf, die mit der Blechstärke der Platten 27, 28 korrespondiert, so dass die Einsetzteile in Buchsenform 30, 38 bei zur Innenseite der Konsolenbasis 9 planen Einbau zur der Anschlussebene des Achsstummels hinausragen lässt, so dass die über die Konsolenbasis 9 herausragende Einsetzteile in Buchsenform 30 domförmige, lokal begrenzte, kreisringförmige Anlagenflächen bilden. Durch diese Geometrie der Einsetzteile in Buchsenform 30, 38 wird eine einfache Verschweißbarkeit der Einsetzteile in Buchsenform 30, 38 durch hier umlaufende Kehlnähte auf der Oberfläche der Platten 27, 28 realisiert. Die Konsolenbasis 9 wird so in eine Ebene vor der Anschraubebene des Bremsträgers 1 in Richtung Bremsscheibe verlegt, wodurch eine kurze, direkte und dadurch momentenfreie Krafteinleitung der aus dem Bremsmoment resultierenden Normalkräfte in die Platten 27, 28 realisiert wird. Die Einsetzteile in Buchsenform 30, 38 können kostengünstig z. B. als Automatendrehteil gefertigt werden, wobei als Werkstoff Stahl – vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte – vorgesehen ist. Die Konsolenbasis 9 weit ferner eine Ausnehmung 11 auf, in der sich im eingebauten Zustand des Bremsträgers 1 der Achsstummel (nicht dargestellt) erstreckt.
Die als Kragplatte 12 ausgebildete Ebene des Grundkörpers 2, die sich senkrecht zur Konsolenbasis 9 erstreckt, wird durch den Steg der Bügel 26 sowie dem Steg einer Grundplatte 32, gebildet. Die zentrale Ausnehmung 13, in der sich im eingebauten Zustand des Bremsträgers 1 die Bremsscheibe (nicht dargestellt) befindet, wird durch eine entsprechende Ausklinkung 33 in der Grundplatte 32 gebildet und in ihrem weiteren Verlauf durch die voneinander beabstandete Position der Bügel 26 gebildet. Die Überwölbung 14 der Kragplatte 12, unter der sich im eingebauten Zustand des Bremsträgers 1 der Achsstummel (nicht dargestellt) erstreckt, wird durch eine entsprechende, in die Bügel 26 durch einen Umformvorgang eingebrachte bogenförmige Geometrie gebildet.
Der seitliche Abschluss der Überwölbung 14 auf der von der Konsolenbasis 9 abgewandten Seite der Kragplatte 12 wird durch eine in die Grundplatte 32 durch einen Umformvorgang erzeugte bogenförmige Geometrie 34 gebildet. Der Grundplatte 32 springt an dieser Stelle durch eine Ausklinkung 25 zurück. Die Kragplatte 12 wird durch jeweils an der Außenkante der Grundplatte 32 angesetzte Knotenbleche 23 gegen die die an dieser Stelle die Konsolenbasis 9 bildenden Platten 27, 28 abgestützt.
Dabei sind die Knotenbleche 23 jeweils einstückig mit der Grundplatte 32 verbunden und entstehen durch einen Umformvorgang des Zuschnitts der Grundplatte 32. Das jeweils freie Ende der Knotenbleche 23 wird hier durch eine V-Naht, bzw. einer Kehlnaht mit den Platten 27, 28 verschweißt. Dadurch entsteht ein biegesteifer Grundkörper 2 des Bremsträgers 1. Auf der Kragplatte 12 befinden sich paarweise symmetrisch angeordnete Bremsbelagaufnahmen 3, 4, 5, 6. Die Bremsbelagaufnahmefunktion ist dabei in funktionsintegrierender Weise jeweils in den Flansch 35 eines Bügels (26) integriert.
Zu Abstützung der inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4 sind die Flansche 35 des Bügels 26 jeweils durch die Rippe 29 in Richtung des wirkenden Bremsmoments jeweils außen abgestützt, die jeweils hier durch eine umlaufenden Kehlnaht mit dem Flansch 35 des Bügels 26 verschweißt sind. Zur Aussteifung des Bügels 26, der die inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4 ausformt, ist der Bügel 26 von unten jeweils in Richtung des wirkenden Bremsmoments auf den Platten 27, 28 abgestützt, die jeweils hier durch eine umlaufenden Kehlnaht mit dem Bügel 26 verschweißt sind.
Die äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 weisen hier die gleiche Grundgeometrie auf wie die inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4. Maßliche Unterschiede sind aber möglich.
Der Bügel 26, der die äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 bildet, ist über eine Öffnung 19 in die Grundplatte 32 eingelassen, so dass sich zusätzlich mit der als seitliche Kehlnaht ausgeführten Schweißverbindung eine Formschlussverbindung in Wirkrichtung des Bremsmoments zwischen Bremsbelagaufnahmen 5, 6 und Grundplatte 32 ergibt. Darüber hinaus wird so eine maßgenaue Positionierung der äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 sichergestellt.
Zu Abstützung der äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 sind die Flansche 35 des Bügels 26 jeweils mit jeweils einer Rippe 37 in Richtung des wirkenden Bremsmoments jeweils außen abgestützt, die jeweils hier durch eine umlaufenden Kehlnaht mit dem Flansch 35 des Bügels 26 und mit der Kragplatte 12 verschweißt ist. Zur Aussteifung des Bügels 26, der die äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 ausformt, ist der Bügel von unten mit jeweils einer Rippe 36 in Richtung des wirkenden Bremsmoments jeweils innen abgestützt, wobei die Rippe 36 jeweils hioer durch eine umlaufenden Kehlnaht mit dem Knotenblech 23 der Grundplatte 32 und mit dem Steg des Bügels 26 verschweißt ist.
Die Bügel 26, die die inneren Bremsbelagaufnahmen 3, 4 bzw. die äußeren Bremsbelagaufnahmen 5, 6 bilden, können als Biegeteil aus einem handelsüblichen Flachstahlhalbzeug gefertigt werden, wobei als Werkstoff Stahl – vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte – vorgesehen ist. Ebenso können die Rippen 36, 37 aus einem solchen Flachstahlhalbzeug gefertigt werden.
Der Zuschnitt für die Grundplatte 32 sowie der Platten 27, 28 wird – sofern eine werkzeuglose Fertigung vorgesehen ist – durch geeignete Trennverfahren, wie z. B. Laser-, Plasma- oder Brennschneiden oder Stanzen oder durch eine Kombination daraus hergestellt. Als Halbzeug können alle handelsüblichen Blechhalbzeuge zum Einsatz kommen. Für die Grundplatte 32 und die Platten 27, 28 kommt als Werkstoff Stahl, vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte zum Einsatz.
Sofern eine werkzeuggebundene Fertigung für den Zuschnitt der Grundplatte 32 und der Platten 27, 28 vorgesehen ist, wird der Zuschnitt vorzugsweise in einem Folgeschneidwerkzeug hergestellt. Je nach benötigter Menge kann auch eine Fertigung der Grundplatte 32 in einem Folgeverbundwerkzeug wirtschaftlich sein, bei dem der Zuschnitt inkl. der Umformvorgänge zur Ausformung der Grundplatte 32 in einem Werkzeug erfolgt, so dass je Pressenhub eine Grundkörper 32 aus dem Werkzeug fällt. Im Falle einer werkzeuggebundenen Fertigung der Grundplatte 32 bzw. der Platten 27, 28 kommen vorzugsweise aufgespulte Blechcoils als Halbzeug zum Einsatz, wobei als Werkstoff jeweils Stahl, vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte vorgesehen ist.
Die Schweißoperationen zur Verbindung der Einzelteile 26, 27, 28, 30, 32, 36, 37, 38 werden – auch im Hinblick auf optimale Betriebsfestigkeitseigenschaften des Bremsträgers 1 – vorzugsweise unter Anwendung eines durch ein automatisches Handhabungsgerät – wie z. B. einen Roboter – geführtes, automatisiertes Schweißverfahren, wie z. B. das Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) oder das Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG) vorrichtungsgestützt durchgeführt, so dass von einer prozesssicheren Reproduzierbarkeit der Schweißverbindungen auszugehen ist.
Durch die fertigungsgerechte Formgebung der Grundplatte 32 kann auf eine sog. „Geometriestation”, in der die Position und Lage der zu verschweißenden Teile zueinander z. B. durch Heften festgelegt wird, verzichtet werden, da die Grundplatte selbst als Vorrichtung dienen kann, da alle zu verschweißenden Einzelteile 26, 27, 28, 30, 32, 37, 38 durch die entsprechende Formgebung der Grundplatte 32 durch einfaches Anlegen oder Einlegen positionierbar sind, so dass sich die eigentliche Schweißvorrichtung auf das Fixieren der Einzelteile auf der Grundplatte 32 beschränken kann. Durch die entsprechende Formgebung der Grundplatte 32 wird so ein kostengünstiger Schweißprozess ermöglicht, so dass eine einfache Roboterschweißzelle mit nur einer, einfach aufgebauten Schweißvorrichtung erforderlich ist, um einen kompletten Bremsträger 1 zu schweißen. Die Nahtfolge kann in dem Fall grundsätzlich beliebig aber z. B. auch vorteilhafterweise gezielt nach dem Aspekt der gegenseitigen Aufhebung von Schweißverzug bei gegenüberliegenden Schweißnähten gewählt werden. Dadurch kann ein Verzug des gesamten Bauteils durch das Schweißen nahezu vollständig vermieden werden, so dass eine mögliche mechanische Nachbearbeitung zur maßlichen Korrektur des Verzuges des geschweißten Bremsträgers 1 grundsätzlich entfallen kann, was sich ebenfalls kostenminimierend auswirkt.
Bezugszeichenliste

1: Bremsträger
2: Grundkörper
3: Innere Bremsbelagaufnahme
4: Innere Bremsbelagaufnahme
5: Äußere Bremsbelagaufnahme
6: Äußere Bremsbelagaufnahme
7: Einsetzteil in Buchsenform
8: Zuschnitt
9: Konsolenbasis
10: Funktionsbohrung
11: Ausnehmung
12: Kragplatte
13: Ausnehmung
14: Überwölbung
15: Rippe
16: Grundplattenteil
17: Öffnung
18: Positionieransatz
19: Öffnung
20: Loch
21: Angesenkte Bohrung
22: Absatz
23: Knotenblech
24: Rippe
25: Ausklinkung
26: Bügel
27: Platte
28: Platte
29: Rippe
30: Einsetzteil in Buchsenform
31: Loch
32: Grundplatte
33: Ausklinkung
34: Bogen
35: Flansch
36: Rippe
37: Rippe
38: Buchse mit Senkbohrung
t: Blechstärke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19857074 A1 [0008, 0009]

Claims

Bremsträger (1) für eine Schiebesattel-Scheibenbremse, der für die Montage an einen Achsstück und für die formschlüssige Aufnahme von wenigstens einem auf die Bremsscheibe wirkende Bremsbelag vorgesehen ist und Bremsbelagaufnahmen (3, 4, 5, 6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) aus wenigstens drei Einzelteilen (2, 3, 4, 5, 7 bzw. 26, 27, 28, 30, 32, 36, 37, 38) zusammengefügt ist.
Bremsträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) einen Grundkörper (2) aufweist, der durch einen Trennprozess, einen Umformprozess und einen Fügeprozess hergestellt ist, wobei ein Blechhalbzeug verwendet wird.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) zwei vorzugsweise symmetrisch zueinander angeordnete innere Bremsbelagaufnahmen (3, 4) aufweist, die durch einen Trennprozess hergestellt sind, wobei ein Flachstahl-Halbzeug verwendet wird.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) zwei vorzugsweise symmetrisch zueinander angeordnete äußere Bremsbelagaufnahmen (5, 6) aufweist, die durch einen Trennprozess hergestellt sind, wobei ein Flachstahl-Halbzeug verwendet wird.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) wenigstens ein Einsetzteil in Buchsenform (7, 30) bzw. wenigstens eine Buchse mit Senkbohrung (38) aufweist, das bzw. die durch einen Trennprozess hergestellt ist, wobei ein Rundstahl- oder Rohr-Halbzeug verwendet wird.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) einen Grundkörper (32) aufweist, der durch einen Trennprozess und einen Umformprozess hergestellt ist, wobei ein Blechhalbzeug verwendet wird.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) wenigstens einen Bügel (26) aufweist, der durch einen Trennprozess und einen Umformprozesse hergestellt ist, wobei ein Flachstahl-Halbzeug verwendet wird.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) zwei symmetrisch zueinander angeordnete Platten (27, 28) aufweist, die durch einen Trennprozess hergestellt sind, wobei ein Blechhalbzeug verwendet wird.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) wenigstens zwei symmetrisch zueinander angeordnete Rippen (36, 37) aufweist, die durch einen Trennprozess hergestellt sind, wobei ein Flachstahl- oder ein Blechhalbzeug verwendet wird.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) durch einen stoffschlüssigen Fügeprozess zusammengefügt ist.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) durch einen automatisierten Fügeprozess zusammengefügt ist.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) durch einen vorrichtungsgestützten Fügeprozess zusammengefügt ist.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsträger (1) durch einen Schweißprozess zusammengefügt ist.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) bzw. die Grundplatte (32) geometrisch so gestaltet ist, dass andere Einzelteile (3, 4, 5, 7 bzw. 26, 27, 28, 30, 36, 37, 38) die zusammen mit dem Grundkörper (2) bzw. mit der Grundplatte (32) den Bremsträger (1) bilden, formschlüssig bzw. konturkongruent in bzw. an den Grundkörper (2) bzw. der Grundplatte (32) an- bzw. einlegbar sind, so dass der Grundköper (2) bzw. die Grundplatte (32) die lage- bzw. positionsgerechte Platzierung der Einzelteile (3, 4, 5, 7 bzw. 26, 27, 28, 30, 37, 38) für einen stoffschlüssigen Fügeprozess sicherstellen, so dass der Grundkörper (2) bzw. die Grundplatte (32) selbst Teil der Fügevorrichtung ist.
Bremsträger (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügefolge für das Zusammenfügen des Bremsträgers (1) so gewählt wird, dass der Verzug des Bremsträgers (1) durch das Fügen der zu fügenden Einzelteile (3, 4, 5, 7 bzw. 26, 27, 28, 30, 36, 37, 38) minimal ist.