DE102015002572A1

DE102015002572A1 - Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, und Bremssattel einer solchen Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102015002572A1
Application number: DE102015002572.4A
Authority: DE
Inventors: Marcel Kalmbach; Hans-Christian Jungmann; Markus Stafflinger
Original assignee: Wabco Europe BVBA
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-01
Also published as: WO2016134824A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Bremssattel, der einen Innenraum mit einer ersten Öffnung auf der der Bremsscheibe zugewandten Seite aufweist, und einem Deckel zum Verschließen der ersten Öffnung, wobei der Deckel mit mindestens einem Niet an dem Bremssattel befestigt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Bremssattel ein Sackloch mit einer Hinterschneidung aufweist und sich ein Schließkopf des Niets in Zugrichtung an einer quer zur Nietachse liegenden Wand der Hinterschneidung abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Bremssattel, der einen Innenraum mit einer ersten Öffnung auf der der Bremsscheibe zugewandten Seite aufweist, und einem Deckel zum Verschließen der ersten Öffnung, wobei der Deckel mit mindestens einem Niet an dem Bremssattel befestigt ist.
Scheibenbremsen der eingangs genannten Art sind bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2014 104 306 A1 .
Bei den bekannten Bremsen werden Hohlnieten zum Befestigen des Deckels an dem Bremssattel verwendet. Dadurch soll eine Gewichtseinsparung erreicht werden. Die Nieten haben aber auch den Vorteil, daß sie zur Manipulationssicherheit beitragen. Im Gegensatz zu Schrauben können sie nämlich nicht zerstörungsfrei entfernt werden, um den Deckel von dem Sattel abzunehmen.
Bei der bekannten Bremse sind sowohl an dem Deckel als auch an dem Sattel Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Nieten vorgesehen. Insbesondere im Falle des Sattels müssen daher flanschartige Ansätze vorgesehen sein, die sich in Radialrichtung der Bremse erstrecken. Diese Radialansätze erhöhen den Bauraumbedarf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bremse der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß der Bauraumbedarf verringert ist, ohne daß die Manipulationssicherheit sinkt.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer Scheibenbremse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Bremssattel ein Sackloch mit einer Hinterschneidung aufweist und sich ein Schließkopf des Niets in Zugrichtung an einer quer zur Nietachse liegenden Wand der Hinterschneidung abstützt.
Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß ein Sackloch in dem Sattel ausgebildet werden kann, ohne daß es dafür eines flanschartigen Ansatzes bedarf, so daß für den Niet kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist. Dadurch kann der Niet zur Befestigung des Deckels verwendet werden, der im Gegensatz zu einer Schraube manipulationssicher ist.
Die Hinterschneidung gewährleistet dabei, daß der Niet zuverlässig in dem Sackloch gehalten wird. Er stützt sich nämlich in Zugrichtung an der quer zur Nietachse liegenden Wand der Hinterschneidung ab. Damit ist der Niet zuverlässiger in dem Sackloch gehalten, als wenn das Sackloch zylindrisch ausgebildet wäre und einem Herausziehen des Niets nur die Reibkraft entgegenstehen würde. Nicht ausreichend ist auch die Haltekraft in einem Sackloch mit einer Profilierung, wie etwa einem Innengewinde. Durch die erfindungsgemäße Hinterschneidung kann demgegenüber gewährleistet werden, daß der Niet der für das dichte Halten des Deckels an dem Bremssattel erforderlichen Vorspannung standhalten kann.
Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei dem Niet um einen Hohlniet. Damit wird gegenüber einem Vollniet eine Gewichtsreduktion erreicht.
Weiter bevorzugt handelt es sich bei dem Niet um einen Zugdornniet. Ein solcher Zugdornniet hat ausreichende Festigkeit und ist ausreichend in dem Sackloch mit der Hinterschneidung verankert, um diejenigen Zugkräfte aufnehmen zu können, die der Niet zum Halten des Deckels an dem Bremssattel erzeugt und die er unter Betriebslast aufnimmt.
Der Zugdorn weist nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Sollbruchstelle auf. Dadurch kann er zumindest teilweise nach der Montage entfernt werden. Er ragt dann beispielsweise nach der Montage nicht aus dem Sackloch bzw. dem Hohlraum des Hohlnietes heraus.
Der Deckel kann eine Funktionsöffnung aufweisen, durch die beispielsweise ein Funktionsteil einer Zuspanneinrichtung der Bremse aus dem Innenraum des Sattels hindurchragt, um auf einen dort positionierten Bremsbelag einzuwirken, insbesondere den Bremsbelag gegen die Bremsscheibe zu drücken.
Zur Abdichtung kann erfindungsgemäß bevorzugt eine die erste Öffnung umlaufende Dichtung zwischen dem Deckel und dem Bremssattel vorgesehen sein. Dadurch ist eine – bis auf die Funktionsöffnung – hermetische Abdichtung des Sattelinnenraums gegeben.
Der Durchmesser des Sacklochs im Bereich der Hinterschneidung kann erfindungsgemäß um 0,1 mm bis 2 mm größer sein als in einem davorliegenden Bereich, bevorzugt 0,8 mm bis 1,6 mm, weiter bevorzugt 1 mm bis 1,4 mm. Durch diese Ausgestaltung ist eine sichere Halterung des Niets in dem Sackloch gewährleistet.
Die axiale Länge des Sacklochs im Bereich der Hinterschneidung kann erfindungsgemäß 4 mm bis 9 mm betragen, bevorzugt 4 mm bis 7,5 mm, weiter bevorzugt 4 mm bis 6 mm.
Die axiale Länge des Sacklochs im Bereich vor der Hinterschneidung kann erfindungsgemäß 4 mm bis 9 mm betragen, bevorzugt 4 mm bis 7,5 mm, weiter bevorzugt 4 mm bis 6 mm.
Das Verhältnis der axialen Länge des Sacklochs im Bereich der Hinterschneidung zu seiner axialen Länge im Bereich vor der Hinterschneidung ist den jeweiligen Verhältnissen anzupassen. Es kann beispielsweise 1:1 betragen.
Die quer zur Nietachse liegende Wand der Hinterschneidung, an der sich der Niet in Zugrichtung abstützt, schließt nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit der Nietachse einen Winkel von 85° bis 90° ein, bevorzugt 87° bis 90°. Bei Winkeln, die kleiner sind als 90°, wird dadurch ein Effekt nach Art des Widerhakens erzielt, der die Verläßlichkeit der Halterung des Niets in dem Sackloch fördert. Ist der Winkel allerdings kleiner als 85°, könnten Kerbwirkungen den Niet beeinträchtigen.
Verfahren zum Einbringen einer Hinterschneidung in ein Sackloch sind bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2006 029 106 A1 . Im Gegensatz zu der dortigen Darstellung muß allerdings der Fräser eine andere Form haben, wenn der Winkelbereich von 85° bis 90°, bevorzugt 87° bis 90° (Widerhaken) realisiert werden soll.
Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Bremssattel der oben erläuterten Scheibenbremse.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigen
1 den Bremssattel einer Scheibenbremse nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer perspektivischer Ansicht,
2 eine schematische Schnittansicht des Bremssattels nach 1,
3 einen schematischen Ausschnitt aus 2 in einem anderen Fertigungszustand,
4 schematisch die gleiche Ansicht wie 3, jedoch in einem weiteren Fertigungszustand und
5 schematisch eine erfindungsgemäße Scheibenbremse.
1 zeigt den Bremssattel einer Scheibenbremse für Nutzfahrzeuge in perspektivischer Ansicht. Er ist insgesamt mit der Bezugszahl 10 bezeichnet. Ein Innenraum 12 des Bremssattels 10 nimmt in montiertem Zustand zumindest Teile einer Zuspanneinrichtung der Bremse auf. Der (in der Zeichnung nicht gezeigten) Bremsscheibe zugewandt liegt eine erste Öffnung 14, die in 2 bezeichnet ist. Die Öffnung 14 ist mit einem Deckel 16 verschlossen, der eine zweite Öffnung 18 aufweist. Bei der zweiten Öffnung 18 handelt es sich um eine Funktionsöffnung, durch die in montiertem Zustand Elemente der Zuspanneinrichtung hindurchragen.
Der Deckel 16 ist mit Nieten an dem Bremssattel 10 befestigt, von denen in 1 drei mit den Bezugszahlen 20, 22 bzw. 24 bezeichnet sind. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel dienen insgesamt sechs Nieten der Befestigung des Deckels 16 an dem Bremssattel 10. Es können aber auch mehr oder weniger sein.
In montiertem Zustand liegen die Nieten 20, 22, 24 in Sacklöchern, von denen zwei mit den Bezugszahlen 26 bzw. 28 bezeichnet sind.
2 zeigt einen Betriebszustand während der Ausbildung des Sackloches 26. Dazu dient ein Werkzeug, das in 2 dargestellt und mit der Bezugszahl 30 bezeichnet ist. Es hat an seinem Arbeitsende einen Fräskopf 32 mit vergrößertem Durchmesser. In einem ersten Arbeitsschritt wird ein Sackloch eingebracht, das den Durchmesser des Fräskopfes 32 hat, indem das Werkzeug 30 um seine eigene Achse drehend verwendet wird. Dann wird das Werkzeug 30 in die in 2 gezeigte Stellung aus dem Sackloch herausgezogen. Daraufhin wird es um seine eigene Achse drehend in Radialrichtung ausgelenkt, und zwar maximal um einen Betrag, der dem Unterschied zwischen dem Radius des Fräskopfes und des sich daran anschließenden Schaftes entspricht. Aus dieser Stellung wird es dann um die Längsachse des vorher eingebrachten Sacklochs im Kreis bewegt, während es sich gleichzeitig um seine eigene Längsachse dreht. Im Ergebnis entsteht ein Sackloch, das ausgebildet ist wie das in 2 gezeigte Sackloch 28. Das Sackloch 28 weist eine Hinterschneidung 34 auf. Die entsprechende Hinterschneidung in dem Sackloch 26 ist in den 3 und 4 mit der Bezugszahl 36 bezeichnet.
Das Ausbilden des Sacklochs mit der Hinterschneidung folgt im Prinzip der Lehre der DE 10 2006 029 106 A1 , nach der allerdings der Fräskopf konisch ausgebildet ist.
Nach der oben beschriebenen Ausbildung des Sacklochs wird wie folgt weiter verfahren, wobei sich die folgende Beschreibung auf das Sackloch 26 bezieht. Es kann aber mit den anderen Sacklöchern in gleicher Weise verfahren werden.
Es wird der Niet 22, bei dem es sich um einen Hohlniet handelt, mit einem Zugdorn 38 versehen in das Sackloch 26 eingeführt. Nun wird der Setzkopf 40 des Niets 22 mit einem geeigneten Werkzeug, bei dem es sich an schwer zugänglichen Stellen des Sattels um ein Winkelwerkzeug handelt, gehalten, und gleichzeitig wird an dem Zugdorn 38 gezogen. Daraufhin verkürzt sich der Niet 22 unter Ausbildung einer im Längsschnitt wellenförmigen Struktur, wie dies 4 zeigt. Die Ausbildung der Wellen wird dabei unterstützt bzw. vorgegeben durch (ringförmige) Einkerbungen an dem Niet, die in 3 mit den Bezugszahlen 42 bzw. 44 bezeichnet sind. An dem dem Setzkopf 40 entgegengesetzten Ende wird der Niet 22 durch die Verformung mittels des Zugdorns 38 in die Hinterschneidung 36 nach radial außen hineingedrückt. Er legt sich dabei insbesondere an die in den 3 und 4 mit der Bezugszahl 46 bezeichnete Wand an, die quer zur Längsachse 48 des Niets 22 liegt.
Wird eine vorbestimmte Zugkraft beim Herausziehen des Zugdorns 38 überschritten, so bricht er an einer Sollbruchstelle ab, die in 3 mit der Bezugszahl 50 bezeichnet ist. Ein Teil des Zugdorns 38 verbleibt in dem Niet 22, vgl. 4.
Die axiale Länge L_H der Hinterschneidung 36 beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 5 mm. Die axiale Länge L_S des Bereichs des Sacklochs 26 vor der Hinterschneidung 36 beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 6 mm. Der Durchmesser d in diesem Bereich beträgt ebenfalls 6 mm (Bohrungsdurchmesser). Der Durchmesser D im Bereich der Hinterschneidung 36 beträgt 7,2 mm. Die Darstellungen in den Figuren sind nicht maßstabsgetreu.
Zur Abdichtung umläuft die erste Öffnung 12 eine ringförmig geschlossene Dichtung 52, die in den 3 und 4 gezeigt ist.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel schließt die Wand 46, an der sich in angebrachtem Zustand ein Schließkopf 54 des Niets 22 abstützt, mit der Längsachse 48 des Niets 22 einen Winkel α von 90° ein. Dieser Winkel kann aber auch kleiner sein. Er beträgt mindestens 85°. Insbesondere dann, wenn er kleiner als 90° ist, entsteht ein „Widerhaken-Effekt”, der den Niet 22 noch besser in dem Sackloch 26 hält.
In 5 ist die erfindungsgemäße Scheibenbremse (ohne Bremsscheibe) dargestellt. Ein Bremsenträger ist mit der Bezugszahl 56 bezeichnet.
Da die Sacklöcher 26 und 28 in die Wand des Bremssattels 10 eingebracht werden können, ohne daß dafür eigens Ansätze vorgesehen sein müssen, ist der Bauraumbedarf für die Befestigung des Deckels 16 an dem Bremssattel 10 minimiert. Da wegen der Ausgestaltung der Sacklöcher mit den Hinterschneidungen dennoch der Deckel 16 verläßlich mit Nieten an dem Bremssattel 10 befestigt werden kann, ist Manipulationssicherheit gegeben.
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.
Bezugszeichenliste

10: Bremssattel
12: Innenraum
14: erste Öffnung
16: Deckel
18: zweite Öffnung (Funktionsöffnung)
20, 22, 24: Niet
26, 28: Sacklöcher
30: Werkzeug
32: Fräskopf
34, 36: Hinterschneidung
38: Zugdorn
40: Setzkopf
42, 44: (ringförmige) Einkerbungen
46: Wand
48: Längsachse des Niets 22 (Nietachse)
50: Sollbruchstelle
L_H, L_S: axiale Länge
52: Dichtung
54: Schließkopf
56: Bremsenträger

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014104306 A1 [0002]
DE 102006029106 A1 [0019, 0031]

Claims

Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Bremssattel (10), der einen Innenraum (12) mit einer ersten Öffnung (14) auf der der Bremsscheibe zugewandten Seite aufweist, und einem Deckel (16) zum Verschließen der ersten Öffnung, wobei der Deckel mit mindestens einem Niet (20, 22, 24) an dem Bremssattel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (10) ein Sackloch (26, 28) mit einer Hinterschneidung (36, 34) aufweist und sich ein Schließkopf (54) des Niets (20, 22, 24) in Zugrichtung an einer quer zur Nietachse (48) liegenden Wand (46) der Hinterschneidung abstützt.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet (20, 22, 24) ein Hohlniet ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Niet (20, 22, 24) ein Zugdornniet ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugdorn (38) eine Sollbruchstelle (50) aufweist.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (16) eine Funktionsöffnung (18) aufweist.
Scheibenbremse nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine die erste Öffnung (14) umlaufende Dichtung (52) zwischen dem Deckel (16) und dem Bremssattel (10).
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) des Sacklochs im Bereich der Hinterschneidung (36, 34) um 0,1 mm bis 2 mm größer ist als in einem davorliegenden Bereich, bevorzugt 0,8 mm bis 1,6 mm, weiter bevorzugt 1 mm bis 1,4 mm.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge (L_H) des Sacklochs (26, 28) im Bereich der Hinterschneidung (36, 34) 4 mm bis 9 mm beträgt, bevorzugt 4 mm bis 7,5 mm, weiter bevorzugt 4 mm bis 6 mm.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge (L_S) des Sacklochs (26, 28) im Bereich vor der Hinterschneidung (36, 34) 4 mm bis 9 mm beträgt, bevorzugt 4 mm bis 7,5 mm, weiter bevorzugt 4 mm bis 6 mm.
Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Nietachse (48) liegende Wand (46) der Hinterschneidung (36, 34), an der sich der Niet (20, 22, 24) in Zugrichtung abstützt, mit der Nietachse einen Winkel (α) von 85° bis 90° einschließt, bevorzugt 87° bis 90°.
Bremssattel einer Scheibenbremse nach einem der vorangehenden Ansprüche.