DE102013100337A1

DE102013100337A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102013100337A1
Application number: DE201310100337
Authority: DE
Inventors: Günter Dowe; Andreas Dowe; Michael Pehle; Christian Abt; Michael Schwarz
Original assignee: BPW Bergische Achsen KG
Current assignee: BPW Bergische Achsen KG
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2014-07-17
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: DE102013100337B4

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Scheibenbremse für Fahrzeuge, vorzugsweise für Schwerlast-Fahrzeuge, mit einem eine Bremsscheibe (3) übergreifenden Bremssattel mit einem Sattelgehäuse (2), in dem zwei gegen einen Bremsbelag (12) arbeitende und über eine Traverse (8) miteinander verbundene Druckstempel (5) längsbeweglich angeordnet sind und das zu dem Bremsbelag (12) hin durch eine mit jeweils einer Durchtrittsöffnung (22) für jeden Druckstempel (5) versehenen Gehäuseplatte (20) geschlossen ist, wobei sich die Durchtrittsöffnung (22) in einer Lochplatte (21) befindet, deren Innenrand sich zu der Außenseite des Druckstempels (5) hin erstreckt. Ferner vorhanden ist ein den jeweiligen Druckstempel (5) umgebender Faltenbalg (10A, 10B), dessen erstes Ende (16) an der Gehäuseplatte (20), und dessen zweites Ende (17) zwischen der Lochplatte (21) und der Traverse (8) im Bereich des bremsscheibenabgewandten Endes des Druckstempels (5) an dem Druckstempel (5) oder an der Traverse (8) abgedichtet befestigt ist. Um eine Scheibenbremse mit vereinfachtem Aufbau und vereinfachter Montage im Bereich der Druckstempel vorzuschlagen, ohne dabei den Schutz der Faltenbalge zu beeinträchtigen, ist die Lochplatte (21) einteiliger Bestandteil der Gehäuseplatte (20) oder des jeweiligen Faltenbalgs (10A, 10B).

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für Fahrzeuge, vorzugsweise für Schwerlast-Fahrzeuge, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel mit einem Sattelgehäuse, in dem zwei gegen einen Bremsbelag arbeitende und über eine Traverse miteinander verbundene Druckstempel längsbeweglich angeordnet sind und das zu dem Bremsbelag hin durch eine mit jeweils einer Durchtrittsöffnung für jeden Druckstempel versehenen Gehäuseplatte geschlossen ist, wobei sich die Durchtrittsöffnung in einer Lochplatte befindet, deren Innenrand sich zu der Außenseite des Druckstempels hin erstreckt, und mit einem den jeweiligen Druckstempel umgebenden Faltenbalg, dessen erstes Ende an der Gehäuseplatte, und dessen zweites Ende zwischen der Lochplatte und der Traverse im Bereich des bremsscheibenabgewandten Endes des Druckstempels an dem Druckstempel oder an der Traverse abgedichtet befestigt ist.
Die im Inneren des Scheibenbremsengehäuses untergebrachten empfindlichen Bauteile, wie z. B. eine Nachstelleinrichtung oder Komponenten der Zuspanneinrichtung, werden durch die als Dichtungen dienenden Faltenbälge gegenüber Verunreinigungen geschützt.
Da die Faltenbälge üblicherweise aus einem elastischen nicht sehr temperaturbeständigen Material gefertigt sind, sich ihr weit vorne an der Gehäuseplatte befestigter Endbereich aber sehr nah an der Bremsscheibe bzw. dem Bremsbelag befinden kann, also in einem Bereich, wo während des Bremsvorganges hohe Temperaturen auftreten, gilt es, die Faltenbälge selbst ebenfalls zu schützen.
Um eine höhere Lebensdauer des Faltenbalgs zu gewährleisten, ist es aus der EP 1 748 210 B1 bekannt, zwischen dem Bremsbelag und dem als Faltenbalg ausgebildeten Dichtelement einen zusätzlichen Schutz vorzusehen. Als Schutz dient eine Lochplatte, deren Innenrand den Durchtritt des Druckstempels ermöglicht, und die mit ihrem Außenrand an dem Bremssattelgehäuse festlegbar ist. Für eine erleichterte Montage und Demontage besteht sie aus zwei Teilscheiben. Diese weisen am Außenrand Verriegelungselemente zum Verrasten in umgebenden Öffnungen der Gehäuseplatte auf. Der Aufbau dieser separaten Schutzelemente und deren Montage und Demontage sind vergleichsweise aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse mit vereinfachtem Aufbau und vereinfachter Montage im Bereich der Druckstempel vorzuschlagen, ohne dabei den Schutz der Faltenbalge zu beeinträchtigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Scheibenbremse für Fahrzeuge, vorzugsweise für Schwerlast-Fahrzeuge, vorgeschlagen, bei der die Lochplatte einteiliger Bestandteil der Gehäuseplatte oder des jeweiligen Faltenbalgs ist.
Bei dieser Lösung wird der zusätzliche Schutz des Faltenbalgs durch eine ihm gleichsam vorgelagerte Platte mit einem zentralen Loch bzw. einer zentralen Durchtrittsöffnung für den Druckstempel beibehalten. Jedoch wird der Aufbau und die Montage der Scheibenbremse im Bereich der Druckstempel vereinfacht, da diese Lochplatte einteiliger Bestandteil entweder der ohnehin erforderlichen Gehäuseplatte oder des ohnehin erforderlichen Faltenbalgs ist, und damit für die Anordnung der Lochplatte keine zusätzlichen Fertigungsschritte erforderlich sind.
Ist die Lochplatte einteiliger Bestandteil der Gehäuseplatte, so kann sie an der Gehäuseplatte einstückig mit angeformt sein, wobei sie vorzugsweise in der Grundebene der Gehäuseplatte angeordnet ist.
Ist die Lochplatte einteiliger Bestandteil des Faltenbalgs, kommt es mit der Montage des Faltenbalgs zugleich zur Montage der Lochplatte und damit des Schutzelements für den Faltenbalg. Für diese Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn die Lochplatte durch Vulkanisieren an dem Faltenbalg befestigt ist.
Vorteilhaft ist ferner eine Ausgestaltung, bei der die Lochplatte um das zentral angeordnete Loch herum zusätzlich mit weiteren, im Vergleich kleineren Öffnungen versehen ist. Durch diese hindurch ist einerseits der Austritt von Feuchtigkeit gewährleistet, andererseits können gröbere Partikel wie z. B. kleine Steine nicht in den dahinterliegenden Bereich und damit in den Bereich der empfindlichen Abdichtung durch den Faltenbalg eindringen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert. Darin zeigen:
1 eine vereinfachte Schnittdarstellung der Scheibenbremse in gleichzeitig einer ersten und einer zweiten Ausführungsform,
2 einen mit „II“ bezeichneten Querschnitt durch 1,
3 eine vereinfachte Schnittdarstellung der Scheibenbremse in gleichzeitig einer dritten und einer vierten Ausführungsform,
4 einen mit „IV“ bezeichneten Querschnitt durch 3, und
5 eine vereinfachte Schnittdarstellung der Scheibenbremse in gleichzeitig einer fünften und einer sechsten Ausführungsform.
In 1 ist der Aufbau einer für Fahrzeuge und insbesondere für Schwerlast-Fahrzeuge wie z. B. Lkw-Anhänger bestimmten Scheibenbremse in einer Schnittdarstellung dargestellt. Die Scheibenbremse besteht aus einem Sattelgehäuse 2 sowie einer Bremsscheibe 3, zu deren beiden Seiten Bremsbeläge 12 angeordnet sind, die aus einem Reibbelag 13 sowie einer rückseitigen Belagträgerplatte 14 bestehen. In 1 ist von den beiden Bremsbelägen 12 nur der eine, nämlich der auf der dem Sattelgehäuse 2 zugewandten Seite der Bremsscheibe 3 befindliche Bremsbelag 12 abgebildet.
Wie 1 weiter erkennen lässt, sind im Inneren 19 des Gehäuses 2 zwei als Druckstempel 5 ausgebildete Kraftübertragungselemente untergebracht. Diese befinden sich in der Darstellung gemäß 1 in nahezu ihrer zurückgezogenen Endstellung.
Ein Druckstempel 5 besteht jeweils aus einem zylinderförmigen Schaft 6 und einem sich in axialer Richtung an den Schaft 6 einstückig anschließenden und koaxialen Zapfen 30. Der Zapfen 30 weist gegenüber dem Schaft 6 einen geringeren Durchmesser auf. Auf jedem Zapfen 30 sitzt ein Stützfuß 32 in Gestalt einer Lochplatte mit zentraler Durchtrittsöffnung für den Zapfen 30. Dadurch, dass die Länge des Zapfens 30 größer als die Dicke des Stützfußes 32 ist, ragt der Zapfen 30 auf der anderen, der Bremsscheibe 3 zugewandten Stirnseite ein Stück weit aus dem Stützfuß 32 heraus. Diese Stirnseite bildet eine Druckfläche 31 zur Übertragung der Zustellkraft der Scheibenbremse auf den Bremsbelag.
Der aus dem Stützfuß 32 herausragende Endbereich 30A des Zapfens 30 dient durch Eingriff in ein korrespondierend gestaltetes Sackloch 33 in der Rückseite des Bremsbelags 12 der radialen Abstützung gegenüber dem Bremsbelag.
Am rückwärtigen bzw. bremsscheibenabgewandten Ende des Druckstempels 5 befindet sich eine Traverse 8, welche die zwei im Inneren 19 des Sattelgehäuses 2 angeordneten Druckstempel 5 starr miteinander koppelt. Vorzugsweise sind die zwei Druckstempel 5 einstückig mit der Traverse 8.
Bei Betätigung der Scheibenbremse werden die über die Traverse 8 gekoppelten Druckstempel 5 in Richtung der Bremsscheibe 3 axial aus dem Bremssattelgehäuse 2 hinaus geschoben, um die Bremsbeläge 12 gegen die Bremsscheibe 3 in Anlage zu bringen. Die Traverse 8 wird dabei mittels einer Zuspanneinrichtung, die einen Schwenkhebel aufweisen kann, der im mittleren Bereich der Traverse 8 angreift, mit einer Kraft F beaufschlagt. Die Druckstempel 5 bewegen sich hierbei in runden Löchern 22 einer Lochplatte 21 hindurch, wobei der Durchmesser des Lochs 22 der Lochplatte 21 geringfügig größer ist als der Durchmesser des Schafts 6 des Druckstempels 5, und so ein gewisses seitliches Spiel ohne Kontakt zwischen Stempel und Durchtrittsöffnung 22 ermöglicht.
Die Stellung der Druckstempel 5 innerhalb des Bremssattelgehäuses 2 hängt wesentlich vom Verschleiß der Scheibenbremse 3 ab. Mit steigendem Lüftspiel werden die Druckstempel 5 über eine in dem Bremssattelgehäuse 2 untergebrachte Nachstelleinrichtung in Richtung zu der Bremsscheibe 3 hin nachgestellt, so dass sie mit der Zeit immer weiter aus dem Gehäuse 2 austreten. Auch von der Nachstelleinrichtung ist in 1 lediglich ein Bauelement, nämlich die Nachstellspindel 7, schematisch dargestellt. Diese ist drehbar mittig zwischen den beiden Druckelementen 5 und koaxial zu diesen in der Traverse 8 gelagert. Sie weist ein Außengewinde auf, welches in ein Innengewinde der Traverse 8 greift. In der Nachstellspindel 7 befinden sich die Bauteile der Nachstelleinrichtung.
Zur Bremsscheibe 3 hin ist das Bremssattelgehäuse 2 durch eine separate Gehäuseplatte 20 verschlossen. Um ein Eindringen von feinem Staub oder Feuchte im Bereich der Durchführung der Druckstempel 5 in das Innere 19 des Bremssattelgehäuses 2 zu verhindern, ist als Abdichtung jeweils ein streck- und stauchbares Dichtelement in der Form eines Längendifferenzen flexibel aufnehmenden Faltenbalgs 10A bzw. 10B um jeden Druckstempel 5 herum vorgesehen.
Der Faltenbalg 10A bzw. 10B befindet sich hinter der einen zusätzlichen Schutz bietenden Lochplatte 21 und besteht, wie 1 erkennen lässt, aus einem vorderen Ende 16, einem mittleren Bereich 18 und einem hinteren Ende 17. Die Enden 16, 17 sind gegenüber dem übrigen Faltenbalg 10A bzw. 10B verdickt als Wulstringe ausgeführt. Das erste Ende 16 ist an der Gehäuseplatte 20, und das zweite Ende 17 am bremsscheibenabgewandten Ende des Druckstempels 5 oder an der Traverse 8 festgelegt. Zur Befestigung des Endes 16 an der Gehäuseplatte 20, weist diese an ihrer zum Inneren 19 gewandten Seite zwei senkrecht zu dieser angeordnete, den jeweiligen Druckstempel ringförmig umgebende Stege 24 auf. Der mittlere Bereich 18 des Faltenbalgs 10A bzw. 10B ist streck- bzw. stauchbar, so dass sich seine axiale Länge entsprechend der Stellung des Druckstempels 5 anpassen kann.
In 1 sind links und rechts gleichzeitig zwei mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Festlegung des vorderen Endes 16 der Faltenbälge 10A und 10B dargestellt. Der Faltenbalg 10B übergreift den Steg 24 und ist mit seiner Innenseite an der Außenseite des Stegs 24 befestigt und abgedichtet. Der Faltenbalg 10A ist hingegen an seinem Ende 16 von innen her gegen den Steg 24 abgestützt und abgedichtet.
Aus 2 ist zu erkennen, dass der Durchmesser des zentralen Lochs 22 jeder Lochplatte 21 in etwa dem Durchmesser des Schafts 6 des Druckstempels 5 entspricht. Zwischen jeweils dem Schaft 6 und dem Innenrand des Lochs 22 verbleibt lediglich das notwendige, radiale Druckstempelspiel. Auf diese Weise ist, zum Schutz des vollständig dahinter angeordneten Faltenbalgs, die Ringzone 26 zwischen dem Druckstempel 5 und der Innenseite des Faltenbalgs nach außen hin durch die Lochplatte 21 abgedeckt. Die Lochplatte 21 ist bei der hier beschriebenen Ausführungsform einteiliger und vorzugsweise einstückiger Bestandteil der Gehäuseplatte 20 selbst. Alternativ kann die Lochplatte 21, wie noch zu zeigen sein wird, einteiliger Bestandteil des jeweiligen Faltenbalgs sein.
Die Lochplatte 21 ist außer mit ihrem zentralen Loch 22, welches dem Durchtritt des Druckstempels 15 dient, noch mit zusätzlichen, über den Umfang des Stempeldurchtritts verteilt angeordneten Öffnungen 25 versehen. In radialer Richtung sind diese weiteren Löcher bzw. Öffnungen 25 weiter vom Innenrand als vom Außenrand der Lochplatte 21 entfernt, sie liegen jedoch innerhalb des ringförmigen Stegs 24. Über die zusätzlichen Löcher 25 kann z. B. Feuchtigkeit und etwaiger Schmutz aus der von dem Druckstempel 5 und dem Faltenbalg 10A bzw. 10B gebildeten Ringzone 26 austreten. Die Größe der zusätzlichen Löcher 25 ist so gewählt, dass einerseits der Austritt von Feuchtigkeit stets gewährleistet ist, andererseits aber gröbere Partikel wie z. B. kleine Steine nicht in die Ringzone 26 und damit in den Bereich der empfindlichen Abdichtung durch den Faltenbalg 10A bzw. 10B eindringen können.
Die 3 und 4 zeigen zwei weitere Ausführungsformen der Festlegung des Endes 16 an der Gehäuseplatte 20. Gegenüber 1 ist das Sattelgehäuse, die Bremsscheibe und der Bremsbelag nicht dargestellt.
Einziger struktureller Unterschied zwischen der Scheibenbremse nach 1 und 2 einerseits und 3 und 4 andererseits ist, dass bei letzterer die Stege 24 als ein durch Umformen hergestellter Bestandteil der Gehäuseplatte 20 ausgestaltet sind. Der Steg 24 weist im Querschnitt eine zur Bremsscheibe 3 hin geöffnete U-Form auf. Alternativ kann der Steg 24 als einfache Umbördelung nach innen hin ausgeführt sein.
Jede Lochplatte 21 kann auch durch z. B. Verschweißen in eine entsprechend dimensionierte Öffnung der Gehäuseplatte 20 dauerhaft eingesetzt sein, so dass sie zwar einteilig, aber nicht einstückig mit der Gehäuseplatte 20 ist.
Bei den in der 5 dargestellten zwei Ausführungsformen ist die Lochplatte 21 nicht ein Bestandteil der Gehäuseplatte, sondern sie ist einteiliger Bestandteil des jeweiligen Faltenbalgs 10A, 10B. Hierzu ist die Lochplatte 21 in geeigneter Weise innen an dem jeweiligen Faltenbalg 10A, 10B befestigt. Diese Befestigung kann z. B., sofern die Lochplatte 21 eine runde Metallscheibe ist, durch Vulkanisation innen an dem Faltenbalg erfolgen. Der besondere Vorteil besteht darin, dass mit dem Anbringen des Faltenbalgs gleichzeitig auch die Lochplatte 21 in ihrer richtigen Position montiert wird. Zugleich kommt es mit dem Austausch des jeweiligen Faltenbalgs, etwa im Falle einer Beschädigung desselben, zum Austausch der ihn schützenden Lochplatte 21.
Der Unterschied zwischen der in 5 links, und der in 5 rechts wiedergegebenen Variante besteht darin, dass bei der rechts dargestellten Variante der Faltenbalg 10B den an der Gehäuseplatte 20 ausgebildeten Steg 24 übergreift, und er mit seiner Innenseite an der Außenseite des Stegs 24 befestigt ist. Bei der linken Variante hingegen sitzt der Wulstring des Faltenbalgs 10A von innen her in dem Steg 24, d. h. seine Außenseite ist mit der Innenseite des Stegs 24 dicht verbunden.
Bezugszeichenliste

2: Sattelgehäuse, Bremssattelgehäuse
3: Bremsscheibe
5: Druckstempel
6: Schaft
7: Nachstellspindel
8: Traverse
10A: Faltenbalg
10B: Faltenbalg
12: Bremsbelag
13: Reibbelag
14: Belagträgerplatte
16: erster Endbereich
17: zweiter Endbereich
18: mittlerer Bereich
19: Inneres
20: Gehäuseplatte
21: Lochplatte
22: Loch, Durchtrittsöffnung
24: Steg
25: Öffnungen, Löcher
26: Ringzone
30: Zapfen
30A: Endbereich
31: Druckfläche
32: Stützfuß
33: Sackloch
F: Kraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1748210 B1 [0004]

Claims

Scheibenbremse für Fahrzeuge, vorzugsweise für Schwerlast-Fahrzeuge, mit einem eine Bremsscheibe (3) übergreifenden Bremssattel mit einem Sattelgehäuse (2), in dem zwei gegen einen Bremsbelag (12) arbeitende und über eine Traverse (8) miteinander verbundene Druckstempel (5) längsbeweglich angeordnet sind und das zu dem Bremsbelag (12) hin durch eine mit jeweils einer Durchtrittsöffnung (22) für jeden Druckstempel (5) versehenen Gehäuseplatte (20) geschlossen ist, wobei sich die Durchtrittsöffnung (22) in einer Lochplatte (21) befindet, deren Innenrand sich zu der Außenseite des Druckstempels (5) hin erstreckt, und mit einem den jeweiligen Druckstempel (5) umgebenden Faltenbalg (10A, 10B), dessen erstes Ende (16) an der Gehäuseplatte (20), und dessen zweites Ende (17) zwischen der Lochplatte (21) und der Traverse (8) im Bereich des bremsscheibenabgewandten Endes des Druckstempels (5) an dem Druckstempel (5) oder an der Traverse (8) abgedichtet befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (21) einteiliger Bestandteil der Gehäuseplatte (20) oder des jeweiligen Faltenbalgs (10A, 10B) ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (21) um die Durchtrittsöffnung (22) herum zusätzlich mit mehreren im Vergleich zur Durchtrittsöffnung kleineren Öffnungen (25) versehen ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (21) an der Gehäuseplatte (20) einstückig angeformt ist, wobei sie vorzugsweise in der Grundebene der Gehäuseplatte (20) angeordnet ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (21) durch Vulkanisation unmittelbar an dem Faltenbalg (10A, 10B) befestigt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (16) des Faltenbalgs (10A, 10B) an einem an der Innenseite der Gehäuseplatte (20) angeordneten, ringförmigen Steg (24) befestigt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (24) ein durch Umformen hergestellter Bestandteil der Gehäuseplatte (20) ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende des Faltenbalgs (10A) von radial innen gegen den Steg (24) abgestützt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende des Faltenbalgs (10B) von radial außen gegen den Steg (24) abgestützt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstempel (5) dem Bremsbelag (12) zugewandt mit radial erweiterten Stützfüßen (32) versehen sind, wobei die Stützfüße (32) an dem Druckstempel lösbar befestigte Lochplatten sind.
Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfüße (32) auf an den Enden der Druckstempel (5) angeformten Zapfen (30) sitzen, wobei die Zapfen (30) gegenüber den Druckflächen (31) der Stützfüße vorspringend gestaltet sind.