DE102015016288A1

DE102015016288A1 - Bremssattelrahmenversteifung

Info

Publication number: DE102015016288A1
Application number: DE102015016288.8A
Authority: DE
Inventors: Jörg Ebert
Original assignee: Ebertconsulting GmbH
Current assignee: Ebertconsulting GmbH
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-07-06

Abstract

Beschrieben wird die Gestaltung eines Bremssattels (1) einer Scheibenbremse, der durch eine vorteilhafte Gestaltung der fahrzeuginneren Kontaktfläche der Rückenplatte (5) des Bremssattels zur Bremsbelagrückenplatte bzw. der Rückenplatte des Bremsbelags zur Rückenplatte des Bremssattels de Steifigkeit der vorhandenen Rückenplatte des Bremsbelags nutzt, um die Nachgiebigkeit des Bremssattels ohne zusätzlichen Materialeinsatz zu reduzieren.

Description

Beschrieben wird die Gestaltung eines Bremssattels einer Scheibenbremse, der durch eine vorteilhafte Gestaltung der fahrzeuginneren Kontaktfläche der Rückenplatte des Bremssattels zur Bremsbelagrückenplatte bzw. der Rückenplatte des Bremsbelags zur Rückenplatte des Bremssattels die Steifigkeit der vorhandenen Rückenplatte des Bremsbelags nutzt, um die Steifigkeit des Bremssattels ohne zusätzlichen Materialeinsatz zu erhöhen.
Die Offenlegungsschrift WO 2015/052306 beschreibt den Aufbau eines Bremssattels aus umgeformten miteinander verschweißten Blechbauteilen. Im Bereich der Fahrzeuginnenseite des sog. Bremsrahmens übernimmt eine Brücke die auf den Bremsbelag aufgebrachten Kräfte, um sie in die Zugstreben zu leiten, die diese wiederum in das fahrzeugaussenseitige Gehäuse leiten. Die Brücke ist einem großen Biegemoment ausgesetzt. Das aufgebrachte Biegemoment führt zu Verformungen der Brücke und hohen Spannungen, die die Lebensdauer des Bauteils beeinträchtigen. Die Verformungen beeinflussen die Funktion der Bremse und sind möglichst gering zu halten. In der Offenlegungsschrift WO 2015/052305 wird eine U-förmige Umformung des Blechmaterials der Brücke gezeigt, um das Widerstandsmoment des Querschnittes zu erhöhen. Dies dient dazu, die hervorgerufenen Spannungen und Deformationen in der Brücke zu reduzieren.
Die Offenlegungsschrift WO 2015/052305 offenbart den Aufbau eines Bremssattels aus umgeformten miteinander verschweißten Blechbauteilen und den einstöckigen Aufbau einer Brücke und Zugstreben ausbildenden und über das Gehäuse übergreifenden Gehäuseschale. Die zugehörige Abbildung zeigt, dass die funktionsbedingt notwendige Kontaktfläche des Bremssattels zur Bremsbelagrückenplatte durch ein nach innen Ausstellen des überflüssigen Materials der Belagöffnung des Bremssattels ausgeformt wird. So wird im Bereich der Brücke ein zur Fahrzeugachse geöffnetes U ausgeformt, das das Widerstandsmoment im Bereich der Brücke erhöht und so Deformation des Rahmens und dessen Beanspruchung reduziert.
Nachteilig an den offenbarten Gestaltungen ist, dass die weitere Erhöhung des Widerstandsmomentes entweder eine Einschränkung des Bauraumes durch Vergrößerung des Querschnittes der Brücke oder aber erhöhten Materialeinsatz und entsprechend größere Aufwendungen für das Material erfordert. Eine Erhöhung der Masse der Bremse bewirkt eine unerwünschte Vergrößerung der ungefederten Masse des Fahrwerkes und mindert die Nutzlast.
Mit den im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Der Reibmaterial einer Scheibenbremse wird auf eine sog. Belagrückenplatte formschlüssig oder stoffschlüssig aufgebracht. Die Belagrückenplatte leitet die Bremskräfte über den der Bremskraft proportionalen Kontaktdruck in die Brücke des Bremssattels ein. Die Belagrückenplatte liegt auf der Gegenfläche des Bremssattels auf, Bei Betätigung der Bremse kann eine Relativverschiebung zwischen Belagrückenplatte und Gegenfläche des Bremssattels auftreten, so dass sich kein Schubverbund zwischen den beiden Bauteilen ausbilden kann. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kontaktfläche zwischen Bremsbelagrückenplatte und Bremssattel gelingt es, die relative Bewegung zwischen Belagrückenplatte und Bremssattel zu verhindern. So werden die beiden Bauteile mechanisch so gekoppelt, als wären sie ein Bauteil. Diese mechanische Verbindung bewirkt, dass ein durchgängiger Schubverbund zwischen beiden Bauteilen eintritt, der die Biegesteifigkeit mit einer dritten Potenzbeziehung der Summe der Wandstärke der Rückenplatte und der zusätzlich nutzbaren Wandstärke der Belagrückenplatte erhöht.
1 Ansicht des Zusammenbaus eines Bremssattels (1) einer Scheibenbremse mit fahrzeugseitiger Brücke (2), Bremsbelag (3), Bremsbelagrückenplatte (4) und bremsbelagseitiger Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1).
2 Ansicht des Bremsbelages einer Scheibenbremse mit Belagmaterial (3) und Belagrückenplatte (4) und Kontaktfläche zum Bremssattelrücken (10) mit Ausnehmung (21) zur Aufnahme eines Kontaktelementes (7)
3 Ansicht der bremsbelagseitigen Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1) mit aufgebrachter Verzahnung (6) mit parallelen Zähnen.
4 Ansicht der bremsbelagseitigen Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1) mit eingesteckten profilierten Spannelementen (7).
5 Ansicht Spannelement (7) mit Verzahnung (6).
6 Detailschnitt Spannelement (7) mit Verzahnung (6).
7 Halbschnitt Spannelement (7) mit Verzahnung (6).
8 Draufsicht Spannelement (7) mit paralleler Verzahnung (6).
9 Draufsicht bremsbelagseitige Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1) mit durchgehender Nute (8).
10 Seitenansicht bremsbelagseitige Platte (5) der Brücke (2.) des Bremssattels (1) mit durchgehender Nute (8).
11 Draufansicht bremsbelagseitige Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1) mit eingeformter Nute (9) und ebenem Rand (12).
12 Seitenansicht bremsbelagseitige Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1) mit aus der Platte eingeformter, wannenförmiger Nute (9) und Ausformung (11) mit ebenem Rand (12).
13 Ansicht Bremssattel (1) mit bremsbelagseitiger Platte (5) der Brücke (2) und partiell aufgebrachten parallelen Zähnen (6) und bremsbelagseitiger Fläche (20) der bremsbelagseitigen Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1).
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch Einsatz einer Verzahnung (6) vorzugsweise auf der bremsbelagseitigen Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1), da die Belagrückenplatte (4) des Bremsbelags als Gussbauteil ausgeführt sein kann, das einen geringeren E-Modul und eine geringere Festigkeit als die bremsbelagseitige Platte (5) aufweist, die vorzugsweise aus schweißbaren St-Werkstoffen ausgeformt wird. Die Bremsbelagrückenplatte (4) kann somit durch einen mit hohen Kräften ausgeführten Zahneingriff verformt werden, selber aber nicht in das Gegenmaterial in geeigneter Weise eindringen. Die Zähne verlaufen vorzugsweise parallel zu einer Mittelebene, die durch die Mitte des Bremssattels und entlang der Mitte des Achszapfens verläuft, so dass sich der Bremsbelag bei der Montage nicht verhaken kann.
Die Verzahnung kann in die bremsbelagseitige Platte (5) vor dem Fügen vorzugsweise umformtechnisch eingebracht werden und zusätzlich nach dem Einformen der Zähne einem Härteprozeß unterworfen werden.
Ein weitere erfindungsgemäße Gestaltung sieht den Einsatz von sog. Spannelementen (7) vorzugsweise in der bremsbelagseitigen Platte (5) oder aber in der Bremsbelagrückenplatte (4) vor. Die Zähne der Spannelemente graben sich aufgrund der großen Härte unter den wirkenden Bremskräften in das Gegenmaterial ein und bewirken einen innigen Verbund zwischen den Bauteilen, so dass eine Relativbewegung zwischen Bremsbelagrückenplatte (4) und Bremssattel (1) vermieden wird. Die Spannelemente (7) weisen vorzugsweise eine parallele Verzahnung (6) auf und werden vorzugsweise derart eingesetzt, dass die Verzahnung parallel zu einer Mittelebene verläuft, die aus der Mittellinie des Achszapfens und der Mitte des Bremssattels gebildet wird. Denkbar ist auch ein sog. Waffelmuster, das vorteilhaft eine winkelunabhängige Montage der Spannelemente ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung ist, dass die Verzahnung mit Umformfertigungsverfahren hergestellt werden kann, die keinen bzw. sehr geringen mechanischen Bearbeitungsaufwand erfordern.

Eine weitere erfindungsgemäße Gestaltung sieht vorzugsweise eine oder mehrere in die bremsbelagseitige Platte (5) eingebrachte durchgehende Nuten (8) oder beidseitig bzw. einseitig in der Längsrichtung begrenzte wannenartige Nuten (9) mit einer Ausstülpung (11) vor, in die eine bzw. mehrere entsprechend geformte Ausbuchtungen der Bremsbelagrückenplatte (4) kämmen. Denkbar ist auch eine vertauschte Gestaltung mit Ausbuchtungen auf der bremsbelagseitigen Platte (5), die in entsprechende Aussparungen in der Bremsbelagrückenplatte (4) kämmen. Bezugszeichenliste

Bezugszeichen	Bauteil
1	Bremssattel einer Scheibenbremse
2	Fahrzeuginnere Brücke des Bremssattels (1)
3	Bremsbelag mit Reibmaterial
4	Belagrückenplatte des Bremsbelags (3)
5	Bremsbelagseitige Platte der Brücke (2) des Bremssattels (1)
6	Verzahnung
7	Spannelement
8	Durchgehende Nute durch bremsbelagseitige Brücke (2)
9	Eintiefung in Platte (5)
10	Kontaktfläche Bremsbelagrückenplatte (4) mit bremsbelagseitige Platte der Brücke (2) des Bremssattels (1)
11	Ausstellung aus Platte (5)
12	Wandstärke Platte (5)
20	Kontaktfläche der bremsbelagseitigen Platte (5) der Brücke (2) des Bremssattels (1) mit der Bremsbelagrückenplatte (4)
21	Ausnehmung zur Aufnahme Kontaktelement (7)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/052306 [0002]
WO 2015/052305 [0002, 0003]

Claims

Bremssattel (1), der aus umgeformten Blechhalbzeugen gefügt ist und eine bremsbelagseitige Rückenplatte (5) und eine Bremsbelagrückenplatte (4) bei Betätigung der Bremse durch eine Kraft in Kontakt bringt dadurch gekennzeichnet das an der bremsbelagseitigen Rückenplatte (5) des Bremssattels (1) eine Verzahnung angebracht ist, deren Festigkeit höher als die Festigkeit der Belagrückenplatte (4) ist.
Bremssattel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Belagrückenplatte (4) eine Verzahnung angebracht ist.
Bremssattel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung an einem vorzugsweise in die Anlagefläche (20) oder (10) eingearbeiteten Verzahnungselemement (7) ausgebildet ist, das zwischen Bremssattel und Bremsbelagrückenplatte ausgebildet ist.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung durch eine plasmagespritzte Schicht auf den Anlageflächen (20), oder (10) gebildet ist.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzahnungselement (7) in einer durch Umformung bzw. Ausstanzen ausgebildeten Ausnehmung (21) aufgenommen ist.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (8), (9) durch Umformen in die belagseitige Rückenplatte (5) des Bremssattels (1) eingeformt ist.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (8), (9) durch Umformen in die belagseitige Rückenplatte (5) des Bremssattels (1) eingeformt ist und mit einer entsprechenden Verzahnung auf der Bremsbelagrückenplatte (4) kämmt.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung auf der Bremsbelagrückenlatte (4) durch einen Gussprozess hergestellt wird.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (6), (8), (9) eine festigkeitssteigernde Wärmebehandlung erfährt.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (6), (7), (8), (9) parallel verlaufende Zähne aufweist.
Bremssattel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (6), (7), (8), (9) parallel zur Mittelebene des Bremssattels verlaufende Zähne aufweist.