DE102013100173A1 - Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einer in einem Bremssattel (1) angeordneten Zuspanneinrichtung (2), die einen an einem Ende als Exzenter (11) ausgebildeten schwenkbaren Bremshebel (6) aufweist, der sich einerseits am Bremssattel (1) und andererseits an einer Brücke (7) abstützt, in der Stellspindeln gelagert sind, mittels derer ein Bremsbelag (4) an eine Bremsscheibe (3) pressbar ist, wobei der Bremssattel (1) eine seitliche Bearbeitungsöffnung (17) aufweist, die durch einen Verschlussdeckel (24) verschlossen ist, ist so ausgebildet, dass der einstückig aus Gusseisen bestehende Bremssattel (1) einen rückseitig weitgehend geschlossenen Aufnahmeraum (8) für Funktionsteile, wie den Bremshebel (6) und die Brücke (7) aufweist, der auf der dem Bremsbelag (4) zugewandten Seite mit einer durch eine Verschlussplatte (9) verschlossenen Montageöffnung (14) versehen ist, dass sich der Exzenter (11) kreisbogenförmig in Schwenkrichtung des Bremshebels (6) geformten Lagerstellen (13) des Bremssattels (1) abstützt und dass der in die Bearbeitungsöffnung (17) eingepresste Verschlussdeckel (24) eine umfängliche Mantelfläche aufweist, die mit einer elastischen Dichtung (26) versehen ist, die unter Anpressdruck an der Laibung der Bearbeitungsöffnung (17) anliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In der DE 40 32 886 A1 ist eine gattungsgemäße Scheibenbremse geoffenbart, deren Bremssattel einen Aufnahmeraum für eine Zuspanneinrichtung aufweist, mit einem von einem Bremszylinder betätigbaren Bremshebel, der sich einerseits an einer Brücke und andererseits an der Rückseite des Bremssattels abstützt, wobei in der Brücke zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Stellspindeln gelagert sind, die Druckstücke tragen, die einen Bremsbelag kontaktieren, der bei Betätigung des Bremshebels gegen eine Bremsscheibe pressbar ist.
  • Das auf den der Bremsscheibe abgewandten Teil der Brücke einwirkende exzentrische Ende des Bremshebels ist mittels Gleit- oder Wälzelementen am Rücken des Bremssattels gelagert, wobei der rückseitige Abschnitt des Bremssattels als separates Gehäuse ausgeführt ist, das entlang einer Trennlinie mit dem Bremssattel im Übrigen verschraubt ist.
  • Die bei einer Bremsung wirksam werdenden Reaktionskräfte werden in den aufgeschraubten Gehäuseabschnitt eingeleitet, wodurch sich Verschraubungs-, Festigkeits- und Dichtprobleme ergeben können, die sich insbesondere nachteilig auf die Standzeit der Scheibenbremse insgesamt auswirken.
  • In der EP 1 160 480 A2 ist eine Scheibenbremse gezeigt und beschrieben, bei der das die Reaktionskraft aufnehmende rückwärtige Gehäuseteil des Bremssattels ebenfalls als separates Bauteil ausgeführt ist, das jedoch nicht mit dem Bremssattel zur Kraftübertragung verschraubt ist, sondern durch eine Montageöffnung in den Bremssattel eingeführt und an dessen rückwärtigen Teil derart fixiert ist, dass die Abstützkräfte über umlaufende Kontaktflächen direkt in den Bremssattelrücken eingeleitet werden. Allerdings bleibt auch bei dieser Konstruktion das Problem der Abdichtung der mit den Reaktionskräften der Bremse beaufschlagten umlaufenden Kontaktflächen.
  • In der EP 0 824 639 B2 wird hingegen vorgeschlagen, die Reaktionskraft über eine Lagerwalze des Bremshebels direkt in die weitgehend geschlossene Rückwand des Bremssattels einzuleiten. Die Auflage, d.h., die Lagerstelle für diese Lagerwalze am Bremssattelrücken muss bearbeitet werden, wozu seitlich am Bremssattel angeordnete Bohrungen vorgesehen sind, zur Durchführung eines Bearbeitungswerkzeuges.
  • Die relativ geringe Abmessung dieser Bohrungen führt nur zu einer geringen Schwächung des Bremssattels, wobei der Verschluss und die Abdichtung nach der Bearbeitung durch einfache Schraubstopfen erfolgt.
  • Im Vergleich zu der Bauart nach der DE 40 32 886 A1 ist jedoch die Krafteinleitung in den Bremssattelrücken ungünstiger. Während hierbei die Reaktionskraft über großflächige Rollenlager-Halbschalen gleichmäßig auf die Bremssattelrückwand übertragen wird, ergibt sich bei der Abstützung der Lagerwalze nach der EP 0 824 639 B2 eine linienförmige Krafteinleitungszone, die mittig auf der Sattelrückwand und zwischen zwei Durchgangsbohrungen angeordnet ist. Dies führt zu einer hohen Beanspruchung des Sattelrückens, die eine entsprechend massive Dimensionierung erfordert, was wiederum zu vergrößerten Abmessungen und einem relativ hohen Gewicht führt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Betriebssicherheit verbessert, ihre Standzeit erhöht und ihr Gewicht reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch diese konstruktive Ausbildung ist eine Lagerung des Bremshebels gefunden, die eine Übertragung der Bremskraft vom Drehhebel auf den Bremssattel ohne kraftaufnehmende Verschraubungen der Bauteile und ohne im Kraftfluss liegende empfindliche Abdichtungen ermöglicht. Dabei ist die Zone im Bremssattel, die Kraft einleitet, so ausgebildet, dass eine geringe und gleichmäßige Beanspruchung des Sattelrückens erreicht und die notwendige Bearbeitung dieser Krafteinleitungszone rationell und kostengünstig durchführbar ist.
  • Da durch die Erfindung die Krafteinleitung in den Bremssattel optimiert ist, insbesondere durch die Anordnung von Wälz- oder Gleitlagern am Sattelrücken und durch die einstückige Ausbildung des Bremssattels, ist dieser gewichtsoptimiert gestaltet, d.h., die Scheibenbremse insgesamt ist gegenüber einer solchen nach dem Stand der Technik wesentlich leichter.
  • Hierdurch ergeben sich betriebswirtschaftliche Vorteile, da sich ein geringeres Gewicht in einem entsprechend geringeren Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges niederschlägt. Bei der Vielzahl der in einem Nutzfahrzeug verbauten Scheibenbremsen ist die Gesamt-Gewichtsersparnis ein durchaus beachtenswerter Vorteil.
  • Die die Wälzlager aufnehmenden Lagerstellen am Bremssattelrücken, die einen Kreisbogen von etwa 180° in Schwenkrichtung des Bremshebels beschreiben, bewirken eine gleichmäßigere Kraftverteilung der beim Bremsen sich durch den Bremshebel ergebenden Stützkräfte, mit einer wesentlich geringeren Flächenpressung als dies bei der Abstützung einer Lagerwalze, wie zum Stand der Technik beschrieben, der Fall ist.
  • Die seitliche Bearbeitungsöffnung zur Durchführung eines Bearbeitungswerkzeugs zum Bearbeiten der Lagerstellen im Sattelrücken gestaltet sich beim Stand der Technik insofern problematisch, als durch im Betrieb übertragene Reaktionskräfte eine leicht ovale Verformung eintritt. Dabei wird der Durchmesser der Bearbeitungsöffnung in der Kraftflussrichtung geringfügig vergrößert und quer dazu geringfügig verkleinert.
  • Obwohl die Verformungen relativ gering sind, können sie zu einem Herauswandern des Verschlussdeckels und zu Undichtigkeiten führen.
  • Gemäß der Erfindung ist der Verschlussdeckel in seiner der Laibung der Bearbeitungsöffnung anliegenden Mantelfläche mit einer mit Dichtlippen versehenen Ummantelung aus einem Elastomer versehen, die so stark verformt wird, dass sie den dichtenden Kontakt auch dann aufrecht erhält, wenn die Bearbeitungsöffnung unter den wirkenden Spannkräften unrund verformt wird.
  • Im Übrigen ist der Bremssattel im Bereich der Bearbeitungsöffnung mit Verstärkungszonen versehen, um die beim Bremsen auftretenden Verformungskräfte aufzunehmen.
  • Eine in Durchmesserrichtung im Anlagebereich des Verschlussdeckels mit der Laibung der Bearbeitungsöffnung verbesserte Elastizität des Verschlussdeckels wird dadurch erreicht, dass der Deckelboden nicht unmittelbar mit der Mantelfläche verbunden ist, sondern gegenüber dem umfänglichen Randbereich eingezogen ist und über einen teil-mäandrierenden Verlauf in die Mantelfläche übergeht.
  • Für eine ausreichende Größe der Bearbeitungsöffnung zur Durchführung des Bearbeitungswerkzeuges ist eine Lagerbohrung für ein Loslager im Bremssattel relativ kurz gehalten, wobei diese Lagerbohrung in der Hälfte des Bremssattels angeordnet ist, in der auch die Bearbeitungsöffnung eingebracht ist.
  • Die sehr kurze Dimensionierung der Lagerbohrung wird dadurch ermöglicht, dass bei komplett montiertem Bremssattel, d.h., sowohl mit angeschraubtem Betriebs-Bremszylinder wie auch mit befestigtem Feststell-Bremszylinder der Schwerpunkt der gesamten Einheit innerhalb der Führungslänge eines dem Loslager gegenüberliegenden Festlagers liegt und dabei die Länge der Lagerbohrung des Loslagers in beiden Richtungen nicht oder nur geringfügig überschreitet. Dadurch wird trotz der kurzen Bohrungslänge des Loslagers ein Verkanten der Führungen auch bei dynamischer Beanspruchung vermieden.
  • Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Scheibenbremse in einer geschnittenen Seitenansicht
  • 2 eine Vorderansicht auf den Bremssattel der Scheibenbremse
  • 3 einen Schnitt durch den Bremssattel gemäß der Linie III-III in 2
  • 4 einen Schnitt durch den Bremssattel nach der Linie IV-IV in 2
  • 5 einen Teilausschnitt des Bremssattels in einer geschnittenen Draufsicht
  • 6 eine Einzelheit der Scheibenbremse in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht
  • 7 einen Schnitt durch den Bremssattel gemäß der Linie VII-VII in 3.
  • In der 1 ist schematisch in einer geschnittenen Seitenansicht eine Scheibenbremse nach der Erfindung dargestellt, mit einem eine Bremsscheibe 3 überspannenden, einstückig aus Gusseisen bestehenden Bremssattel 1, der, bezogen auf eine Drehachse 23 (4) der Bremsscheibe 3, axial verschiebbar an einem fahrzeugseitigen Bremsträger 10 befestigt ist.
  • Hierzu sind Führungsholme in einer Führungsbohrung 15 und einer Lagerbohrung 16 des Bremssattels 1 gehalten, wobei die Führungsbohrung 15 mit dem eingelagerten Führungsholm ein Festlager und die Lagerbohrung 16 mit dem darin geführten Führungsholm ein Loslager bilden.
  • Im Bremsträger 10 sind in einem Belagschacht zwei Bremsbeläge 4 angeordnet, die bei einer Bremsung beidseitig reibend an der Bremsscheibe 3 anliegen.
  • Der Bremssattel 1 weist einen Aufnahmeraum 8 auf, in dem eine Zuspanneinrichtung 2 positioniert ist, mit einem über einen Bremszylinder 5 betätigbaren Bremshebel 6, der endseitig als Exzenter 11 ausgebildet ist und an einer Brücke 7 anliegt, in der nicht dargestellte Stellspindeln gelagert sind, über die der zugeordnete Bremsbelag 4a gegen die Bremsscheibe 3 pressbar ist, unter Verschiebung des Bremssattels 1 derart, dass der gegenüberliegende, reaktionsseitige Bremsbelag 4 in die andere Seite der Bremsscheibe pressbar ist, wobei dieser reaktionsseitige Bremsbelag 4 an einem Sattelrücken 18 des Bremssattels 1 anliegt.
  • Zur Montage der im Aufnahmeraum 8 befindlichen Funktionsteile ist auf der dem aktionsseitigen Bremsbelag 4 zugewandten Seite eine Montageöffnung 14 vorgesehen, die durch eine Verschlussplatte 9 verschlossen ist, wobei die beiden erwähnten Stellspindeln diese Verschlussplatte 9 durchtreten.
  • Erfindungsgemäß stützt sich der Exzenter 11 auf der der Brücke 7 gegenüberliegenden Seite am Bremssattel 1 ab, in Bereichen, die als halbkreisförmig ausgebildete Lagerstellen 13 vorgesehen sind, wobei zwischen den Lagerstellen 13 und dem Exzenter 11 Wälzlager 12 angeordnet sind, um ein leichtes Verschwenken des Bremshebels 6 zu ermöglichen. Dabei erstrecken sich die Lagerstellen 13 über einen Winkelbereich von etwa 180°.
  • In der 2 ist der Bremssattel 1 als Einzelteil in einer Vorderansicht gezeigt, mit einem angeformten Flansch 29, an dem der Bremszylinder 5 befestigbar ist. Weiter weist der Bremssattel 1 Bohrungen 21, 22 auf, durch die zum einen ein mit einer Stellspindel in Korrespondenz stehender Nachsteller einer Nachstelleinrichtung und zum anderen ein mit der anderen Stellspindel in Wirkverbindung stehender Mitnehmer einer Synchronisiereinrichtung führbar sind.
  • In der 3 sind die Lagerstellen 13, 14 deutlich erkennbar, die durch ein spangebendes Werkzeug bearbeitbar sind, das durch eine seitlich im Bremssattel 1 vorgesehene Bearbeitungsöffnung 17 führbar ist, wobei diese Bearbeitungsöffnung 17 auf der Seite des Bremssattels 1 angeordnet ist, auf der auch die Lagerbohrung 16 für das Loslager vorgesehen ist.
  • In der 3 ist durch die Grenzlinien 19, 20 der Bereich definiert, innerhalb dessen sich der Schwerpunkt der gesamten Einheit bei montiertem Betriebs-Bremszylinder 5 als auch eines Feststell-Bremszylinders liegt, wobei die Länge der Lagerbohrung 16 durch diesen Grenzbereich nur geringfügig oder gar nicht überschritten wird.
  • Während die 4 einen Längsschnitt durch den Bremssattel 1 gemäß der Linie IV-IV in 2 wiedergibt, zeigt die 5 in vergrößerter Darstellung in einem geschnittenen Teilausschnitt den Bereich des Bremssattels 1, in dem die Bearbeitungsöffnung 17 vorgesehen ist, die hierbei durch einen Verschlussdeckel 24 verschlossen ist. Dieser ist in der 6 als Einzelheit erkennbar.
  • Darin ist zu sehen, dass ein Boden 25 gegenüber der umfänglichen Mantelfläche des Verschlussdeckels 24 eingezogen ist, wobei der Übergang 27 zu der Mantelfläche teilmäandriert ausgebildet ist.
  • Die Mantelfläche ist außenseitig mit einer Dichtung 26 aus einem elastischen Material, vorzugsweise einem Elastomer versehen, mit umfänglichen Dichtlippen 28, die unter Verformung an der Wandung der Bearbeitungsöffnung 17 anliegt.
  • Die 7 schließlich zeigt einen Schnitt durch den Bremssattel 1 entsprechend der Linie VII-VII in 3, wobei die Montageöffnung 14 begrenzt wird durch eine Anlagefläche 30 zur Anlage der Verschlussplatte 9, die über in Gewindebohrungen 31 an der Anlagefläche 30 mit dem Bremssattel 1 verschraubt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bremssattel
    2
    Zuspanneinrichtung
    3
    Bremsscheibe
    4
    Bremsbelag
    4a
    Bremsbelag
    5
    Bremszylinder
    6
    Bremshebel
    7
    Brücke
    8
    Aufnahmeraum
    9
    Verschlussplatte
    10
    Bremsträger
    11
    Exzenter
    12
    Wälzlager
    13
    Lagerstelle
    14
    Montageöffnung
    15
    Führungsbohrung
    16
    Lagerbohrung
    17
    Bearbeitungsöffnung
    18
    Sattelrücken
    19
    Grenzlinie
    20
    Grenzlinie
    21
    Bohrung
    22
    Bohrung
    23
    Drehachse
    24
    Verschlussdeckel
    25
    Boden
    26
    Dichtung
    27
    Übergang
    28
    Dichtlippe
    29
    Flansch
    30
    Anlagefläche
    31
    Gewindebohrungen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (9)

  1. Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einer in einem Bremssattel (1) angeordneten Zuspanneinrichtung (2), die einen an einem Ende als Exzenter (11) ausgebildeten schwenkbaren Bremshebel (6) aufweist, der sich einerseits am Bremssattel (1) und andererseits an einer Brücke (7) abstützt, in der Stellspindeln gelagert sind, mittels derer ein Bremsbelag (4) an eine Bremsscheibe (3) pressbar ist, wobei der Bremssattel (1) eine seitliche Bearbeitungsöffnung (17) aufweist, die durch einen Verschlussdeckel (24) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der einstückig aus Gusseisen bestehende Bremssattel (1) einen rückseitig weitgehend geschlossenen Aufnahmeraum (8) für Funktionsteile, wie den Bremshebel (6) und die Brücke (7) aufweist, der auf der dem Bremsbelag (4) zugewandten Seite mit einer durch eine Verschlussplatte (9) verschlossenen Montageöffnung (14) versehen ist, dass sich der Exzenter (11) kreisbogenförmig in Schwenkrichtung des Bremshebels (6) geformten Lagerstellen (13) des Bremssattels (1) abstützt und dass der in die Bearbeitungsöffnung (17) eingepresste Verschlussdeckel (24) eine umfängliche Mantelfläche aufweist, die mit einer elastischen Dichtung (26) versehen ist, die unter Anpressdruck an der Laibung der Bearbeitungsöffnung (17) anliegt.
  2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im benachbarten Bereich der Bearbeitungsöffnung (17) Verstärkungszonen im Bremssattel (1) vorgesehen sind.
  3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (26) umfängliche Dichtlippen (28) aufweist.
  4. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (25) des Verschlussdeckels (24) gegenüber der Mantelfläche eingezogen ist, wobei ein Übergang (27) zur Mantelfläche teilmäandriert ist.
  5. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen halbkreisförmig gestaltet sind, wobei sie einen Winkel von etwa 180° einschließen.
  6. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Exzenter (11) und den Lagerstellen (13) jeweils ein Wälzlager (12) angeordnet ist.
  7. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsöffnung (17) auf der einer Lagerbohrung (16) eines Loslagers zugeordneten Seite des Bremssattels (1) angeordnet ist.
  8. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt bei in den Bremssattel (1) ein Betriebs-Bremszylinder (5) sowie Einstell-Bremszylinder in einem durch Grenzlinien (19, 20) begrenzten Längenabmaß der Lagerbohrung (16) liegt oder geringfügig darüber.
  9. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt innerhalb der Länge einer Führungsbohrung (15) eines Festlagers liegt, wobei in der Führungsbohrung (15) sowie der Lagerbohrung (16) jeweils ein mit einem fahrzeugseitigen Bremsträger (10) verbundener Führungsholm gelagert ist.
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