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Die Erfindung betrifft eine Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Zuspanneinrichtung kann über einen pneumatisch oder elektromotorisch angetriebenen Bremszylinder betätigbar sein. Pneumatisch betätigte Scheibenbremsen weisen üblicherweise einen als Schiebesattel, Schwenksattel oder Festsattel ausgebildeten Bremssattel auf, in dem die Zuspanneinrichtung angeordnet ist mittels der Bremsbeläge beidseitig an eine Bremsscheibe pressbar sind, um durch Reibung eine Bremswirkung zu erreichen.
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Zum Ausgleich eines durch Abrieb der Bremsbeläge und der Bremsscheibe sich verändernden Luftspiels, also des Abstands zwischen der Bremsscheibe und dem jeweiligen Bremsbelag, d. h., um dieses Luftspiel konstant zu halten, ist eine Nachstelleinrichtung vorgesehen, mit der eine axiale Relativverstellung einer ein Druckstück tragenden Stellspindel zur Brücke erfolgt (
DE 94 22 342 U1 ).
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Hierzu weist die Brücke eine Gewindebohrung auf, in der verdrehbar die mit einem Außengewinde versehene Stellspindel gelagert ist.
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An der dem Bremshebel abgewandten Stirnseite trägt die Stellspindel ein Druckstück, das im Fall einer Bremsung gegen den zugeordneten Bremsbelag gepresst wird. Zur Halterung des Druckstücks an der Stellspindel ist an deren Stirnseite ein Zapfen angeformt, der in eine daran angepasste Bohrung des Druckstücks eingesteckt ist, wobei zwischen der Wandung dieser Bohrung und dem Zapfen eine Gleitbuchse vorgesehen ist, mittels der das Druckstück gegenüber der Stellspindel leicht verdrehbar ist. Dies insbesondere dann, wenn die Stellspindel zur Nachstellung verdreht wird, während das Druckstück am zugeordneten Bremsbelag anliegt.
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Bei einer Bremsung, bei der ein Bremshebel gegen eine im Bremssattel angeordnete, die Stellspindel aufnehmende Brücke gedrückt wird, wodurch die Stellspindel mit angeschlossenem Druckstück gegen den Bremsbelag gepresst wird, bewegt sich diese Brücke nicht genau axial zur Bremsscheibe, sondern leicht radial dazu, was unter dem Begriff „Brückenkippen” bekannt ist. Entsprechend der Positionsverlagerung der Brücke erfolgt auch eine entsprechende Auslenkung des Bremsstempels, d. h. der Stellspindel und des Druckstücks, woraus sich erhebliche Spannungszuwächse zwischen dem Druckstück und der Stellspindel ergeben. Vor allem da das Druckstück mit seiner dem Zapfen der Stellspindel abgewandten Kontaktseite plan am Bremsbelag einliegt.
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Dabei wird das Druckstück nicht nur durch den Zapfen gehalten, sondern liegt überdies an der dem Zapfen umgebenden Stirnfläche der Stellspindel an, so dass das Druckstück in radialer Richtung quasi fest eingespannt ist.
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Naturgemäß wird durch diese hohe Belastung im Anschlussbereich des Druckstücks an der Stellspindel die Standzeit der Zuspanneinrichtung, insbesondere jedoch der Stellspindel und/oder des Druckstücks deutlich beeinträchtigt. Die nachfolgenden erforderlichen Reparaturarbeiten sind nur mit einem erheblichen, auch kostenintensiven Aufwand möglich, der der steten Forderung nach einer Kostenoptimierung entgegensteht.
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In der
DE 10 2011 115 214 A1 ist eine Zuspanneinrichtung nach der Gattung offenbart, bei der das Druckstück derart gelenkig an der Stellspindel angebunden ist, dass eine Kippbewegung in radialer Richtung der Bremsscheibe möglich ist.
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Aus der
DE 10 2007 023 191 A1 ist eine Zuspanneinrichtung bekannt, bei der die Stellspindel an ihrer dem Druckstück zugewandten Andruckfläche konvex ausgebildet ist, so dass eine relative Kippbewegung zwischen dem Druckstück und der Stellspindel möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuspanneinrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Standzeit mit geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand verlängert und die Betriebskosten damit gesenkt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Zuspanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die Erfindung ist die Halterung des Druckstücks an der Stellspindel flexibler gestaltet, so dass die Stellspindel gegenüber dem am Bremsbelag anliegenden Druckstück, zumindest in einem hier interessierenden Umfang, auslenkbar ist.
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Die bislang sich ergebende hohe Beanspruchung bei einer Bremsung im Anbindungsbereich des Druckstücks mit der Stellspindel tritt damit nicht mehr auf, so dass die sich aus diesen Beanspruchungen ergebenden Probleme dauerhaft verhindert werden.
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Dies trägt zu einer bemerkenswerten Kostenreduzierung bei, da ein Austausch der Stellspindel bzw. des Druckstücks zumindest nicht aufgrund von Beschädigungen durch die genannten Beanspruchungen, nicht mehr erforderlich ist, wobei diese Kosteneinsparung sowohl die nicht mehr erforderliche Ersatzbeschaffung wie auch eine Montage bzw. Demontage und insbesondere die nun nicht mehr erforderlichen Stillstandszeiten des Fahrzeuges einschließen.
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Die erfindungsgemäß gelenkbewegliche Halterung des Druckstücks an der Stellspindel erfolgt bevorzugt durch eine ballige Ausbildung der Stirnseite der Stellspindel und eine daran angepasste Ausnehmung der Anlageseite des Druckstücks.
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Dabei kann die ballige Ausbildung der Stellspindel, die im Übrigen als Kugelabschnitt vorliegen kann, durch ein separates Teil bereitgestellt sein, das mit der als Gewinderohr ausgebildeten Stellspindel verbunden ist, vorzugsweise stoffschlüssig, wie Schweißen oder dergleichen.
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Denkbar ist aber auch, die ballige Form der Stirnseite an die Stellspindel einstückig anzuformen, durch ein geeignetes Fertigungsverfahren.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verbindungsbereichs Druckstück/Stellspindel ist sowohl eine Kippbewegung beider Bauteile zueinander möglich, wie auch einen relative Verdrehbarkeit zueinander, wobei das Druckstück im Anlagebereich ebenso eine kreisrunde Außenkontur aufweist, wie auch die anliegende Stirnseite der Stellspindel.
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Die Befestigung des Druckstücks an der Stellspindel erfolgt durch ein Schraubelement, das durch das Druckstück geführt und mit der Stellspindel an deren Stirnseite verschraubt ist.
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Zur ungehinderten Kippbeweglichkeit des Druckstücks gegenüber der Stellspindel, zumindest in einem Winkel, der dem maximalen Kippwinkel der Brücke bei einer Bremsung entspricht, ist das Druckstück gegenüber dem Schaft des durchgeführten Schraubelementes ebenso weit frei schwenkbar. Dazu ist die Durchgangsbohrung des Druckstücks entsprechend konfiguriert.
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Zu einer Kostenminimierung der Zuspanneinrichtung durch die Erfindung trägt auch bei, dass auf den Einsatz der zum Stand der Technik beschriebenen Gleitbuchse verzichtet werden kann.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung entspricht der Durchmesser der balligen Ausformung, insbesondere des Kugelabschnitts an der Stirnseite der Stellspindel und der dazu angepassten Ausnehmung des Druckstücks dem Außendurchmesser der Stellspindel, wodurch sich gegenüber dem Stand der Technik eine erheblich reduzierte Flächenpressung ergibt, was ebenfalls zu einer Belastungsreduzierung bzw. -minimierung beiträgt.
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Um zu verhindern, dass durch die Durchgangsbohrung des Druckstücks, in der die Verbindungsschraube geführt ist, in den Gelenkbereich Schmutz oder Feuchtigkeit gelangt, was letztendlich die Funktionsfähigkeit dieser Gelenkverbindung dauerhaft zumindest stark einschränkt, wenn nicht sogar gänzlich unbrauchbar macht, ist auf der der Gelenkseite gegenüberliegenden Seite des Druckstücks ein Deckel vorgesehen, der gegenüber der Anlagefläche des Druckstücks am Bremsbelag versenkt ist.
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Dieser Deckel kann dabei in eine abgestufte Vertiefung eingelassen sein und im einfachsten Fall im Sinne eines Presssitzes, also durch Reibschluss, gehalten sein.
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Bevorzugt besteht dieser Deckel aus einem wärmestabilen Material, insbesondere Metall, mit einem außenseitig umlaufenden Kragen, der die Anlagefläche für den Presssitz bildet, wozu die stufenförmige Vertiefung eine daran angepasste umlaufende Wandung aufweist.
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Wie erwähnt, erfolgt die Halterung des Druckstücks an der Stellspindel mittels einer Schraube, die in eine stirnseitige Gewindebohrung der Stellspindel eingedreht ist.
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Für eine definierte Anpresskraft des Druckstücks an der Stellspindel ist nach einem weiteren Gedanken ein Federring vorgesehen, der sich einerseits am Grund der Vertiefung des Druckstücks und andererseits an der Unterseite eines Schraubenkopfes abstützt.
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Die wirksame Anpresskraft, vor allem bei einem progressiven Federungsverhalten des Federrings, wird durch die Einschraublänge der Schraube bestimmt.
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Dabei ist der Anpressdruck so einzustellen, dass das Druckstück einerseits sicher gehalten ist, insbesondere in axialer Richtung, und andererseits in seiner betriebsbedingten Kippbewegung nicht beeinträchtigt wird.
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Die Ausgestaltung des Federrings kann gleichfalls unterschiedlich sein, beispielsweise in Form einer Tellerfeder oder dergleichen, wobei durchaus die Möglichkeit besteht, sich an geeigneten Normteilen zu bedienen.
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Anstelle eines Federrings kann eine Unterlegscheibe Verwendung finden, die gleichfalls zwischen dem Grund der Vertiefung des Druckstücks und dem Schraubenkopf angeordnet ist.
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Um die gegenüber der Stellspindel im Betrieb zu vollziehende relative Schwenkbewegung des Druckstücks zur Stellspindel ungehindert vollführen zu können, ist der Grund der Vertiefung entsprechend konvex ausgeformt und die anliegende Unterlegscheibe daran angepasst.
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Die Krümmung des Grundes der Vertiefung ist durch die Krümmung des Kugelabschnitts der Stellspindel einerseits und des Druckstücks andererseits im gemeinsamen Anlagebereich vorgegeben.
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Dabei verhindert ein gewisses Spiel zwischen der Unterlegscheibe und dem Druckstück ein Verkanten der Bauteile.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine mit einer Zuspanneinrichtung versehene Scheibenbremse nach dem Stand der Technik in einer teilweise geschnittenen Draufsicht
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2 eine Einzelheit einer erfindungsgemäßen Zuspanneinrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht
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3–5 jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Teilausschnitt einer Einzelheit in einer geschnittenen Seitenansicht.
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In der 1 ist eine Scheibenbremse nach dem Stand der Technik abgebildet, die einen eine fahrzeugseitige Bremsscheibe 3 übergreifenden Bremssattel 1 aufweist, der, bezogen auf die Bremsscheibe 3, axial verschiebbar an einem ortsfesten Bremsträger 2 gehalten ist.
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Im Bremssattel 1 ist eine Zuspanneinrichtung 5 positioniert, mit einem schwenkbaren, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbaren Bremshebel 6, der sich an einer Brücke 7 abstützt.
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In dieser Brücke 7 sind zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Stellspindeln 8 verdrehbar gelagert, die jeweils ein Außengewinde aufweisen, das in eine Gewindebohrung der Brücke 7 eingreift.
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Jede Stellspindel 8 trägt an ihrem dem Bremshebel 6 abgewandten Ende ein Druckstück 9, das im Fall einer Bremsung an einem aktionsseitigen Bremsbelag 4 anliegt und diesen an die Bremsscheibe 3 presst, wobei im weiteren Verlauf der Bremsung ein reaktionsseitiger Bremsbelag 4 an die gegenüberliegende Seite der Bremsscheibe 3 angepresst wird.
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Die Stellspindeln 8 durchtreten einen einen Aufnahmeraum des Bremssattels 1 verschließenden Verschlussdeckel 11, wobei der Durchtrittsbereich durch einen Faltenbalg 10 abgedichtet ist.
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Um eine verschleißbedingte Änderung eines Lüftspiels, d. h. des Abstands zwischen den Bremsbelägen 4 und der Bremsscheibe 3 auszugleichen, ist eine Nachstelleinrichtung mit einem Drehelement 13 vorgesehen, das bei Betätigung des Bremshebels 6 verdreht wird und das formschlüssig in die Stellspindel 8 eingreift.
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Für eine gleichzeitige und gleichmäßige Verdrehung der Stellspindeln 8 zum Zwecke der Nachstellung ist eine Synchronisiereinrichtung 15, im Beispiel in Form eines Zugmitteltriebs, vorgesehen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Stellspindel 8 nach der Erfindung, mit einem angeschlossenen Druckstück 9.
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Die Stellspindel 8 besteht aus einem Gewinderohr 15, an dessen dem Druckstück 9 zugewandten Ende ein Kipplager 16 befestigt ist, mit einer Gelenkfläche 17, die im Beispiel konvex ausgebildet ist und an der eine konkav angepasste Gelenkfläche 17 des Druckstücks 9 anliegt, so dass dieses kippbeweglich an der Stellspindel 8 gehalten ist. Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, das Druckstück 9 auf seiner der Stellspindel 8 zugewandten Seite ballig auszuformen und das Kippelement 16 mit einer daran angepassten Vertiefung zu versehen.
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3 zeigt die erfindungsgemäße Befestigung des Druckstücks 9 am Kippelement 16 mittels einer Schraube 19, die durch eine Durchgangsöffnung 20 des Druckstücks 9 geführt und in eine Gewindebohrung 21 des Kippelementes 16 eingedreht ist.
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Die Durchgangsöffnung 20 ist dabei so gestaltet, dass das Druckstück 9 gegenüber der Schraube 19 in jede Richtung soweit dies betriebsbedingt erforderlich ist, verschwenkt. Bevorzugt ist hierzu, wie in der 3 deutlich zu erkennen ist, die Durchgangsöffnung 20 in Richtung des Kippelementes 16 konisch sich verjüngend ausgebildet.
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Auf seiner der Gelenkfläche 17 abgewandten Seite ist das Druckstück 9 mit einer Vertiefung 18 versehen, die einen Kopf 25 der Schraube 19 aufnimmt und die auf ihrer der Gelenkfläche 17 abgewandten Seite stufig ausgebildet ist, mit einer umlaufenden Wandung 24.
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Um zu verhindern, dass Schmutz oder Feuchtigkeit durch die Durchgangsöffnung 20 in den Bereich der Gelenkflächen 17 gelangt, ist die Vertiefung 18, die im Wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet ist, auf ihrer der Gelenkfläche 17 abgewandten Seite durch einen Deckel 22 verschlossen, der reibschlüssig im Druckstück 9 gehalten ist, wobei dieser Deckel 22 vorzugsweise aus Blech besteht.
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4 gibt eine federnde Anbindung des Druckstücks 9 an der Stellspindel 8 wieder, wozu ein Federelement 26 in Form eines Federringes vorgesehen ist, der über die Schraube 19 geführt ist und sich an der Unterseite eines Schraubenkopfes 25 einerseits abstützt und andererseits am Grund 23 der Vertiefung 14 anliegt. Dabei ist das Federelement 26 im Sinn einer Tellerfeder ausgebildet und derart verspannt, dass einerseits ein Halt des Druckstücks 9 am Kippelement 16 gewährleistet ist und andererseits die Reibkräfte zwischen den Gelenkflächen 17 so minimiert sind, dass eine Kippbewegung des Druckstücks 9, hervorgerufen durch die beim Bremsen wirksamen Kräfte, problemlos möglich ist.
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Anstelle eines Federrings sind selbstverständlich auch anders ausgebildete Federelemente 26 einsetzbar, beispielsweise Schraubenfedern.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der am Grund 23 der Vertiefung 18 eine Unterlegscheibe 27 anliegt, wobei der Grund 23 an die konvexe Krümmung der Gelenkfläche 17 des Kippelementes 16 angepasst ist, ebenso wie die konkav ausgebildete Unterseite der Unterlegscheibe 27, die sich am Grund 23 abstützt, an die konkave Ausformung der Gelenkfläche 17 des Druckstücks 9 angepasst ist.
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Auch durch die Unterlegscheibe 27 wird ein sicherer Halt des Druckstücks 9 an der Stellspindel 8 gewährleistet, wobei die Verspannung der Unterlegscheibe 27 mittels der Schraube 19 so gewählt ist, dass, wie zum Federelement 26 beschrieben, eine behinderungsfreie Kippbewegung des Druckelementes gegenüber der Stellspindel 8 möglich ist. Die Verspannung der Unterlegscheibe 27 erfolgt im Übrigen durch Anlage der Unterseite des Schraubenkopfes 25 an der Unterlegscheibe 27.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremssattel
- 2
- Bremsträger
- 3
- Bremsscheibe
- 4
- Bremsbelag
- 5
- Zuspanneinrichtung
- 6
- Bremshebel
- 7
- Brücke
- 8
- Stellspindel
- 9
- Druckstück
- 10
- Faltenbalg
- 11
- Verschlussplatte
- 12
- Blindbohrung
- 13
- Drehelement
- 14
- Axialnut
- 15
- Gewinderohr
- 16
- Kipplager
- 17
- Gelenkfläche
- 18
- Vertiefung
- 19
- Schraube
- 20
- Durchgangsöffnung
- 21
- Gewindebohrung
- 22
- Deckel
- 23
- Grund
- 24
- Wandung
- 25
- Schraubenkopf
- 26
- Federelement
