DE102016100137B4

DE102016100137B4 - Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102016100137B4
Application number: DE102016100137.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Stöger
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2036-01-06
Also published as: DE102016100137A1

Abstract

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe umfassenden Bremssattel (1), der an einem ortsfesten Bremsträger (7) durch mindestens zwei Befestigungseinrichtungen, bezogen auf die Bremsscheibe, axial verschiebbar gehalten ist, wobei die Befestigungseinrichtungen jeweils einen mit dem Bremsträger (7) verbundenen Führungsholm (8) aufweisen, der in einer verschiebegesichert im Bremssattel (1) gehaltenen Führungsbuchse (10) gelagert ist, deren dem Bremsträger (7) abgewandte, außenseitige Stirnseite verschlossen ist, und wobei eine Befestigungseinrichtung als Festlager (2) und eine zweite Befestigungseinrichtung als Loslager (3) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Festlager (2) in Achsrichtung einer Führungsbuchse (10) abständig zueinander angeordnete, jeweils mit einer Lagerbohrung (6) versehene, an den Bremssattel (1) angeformte Stützabschnitte (4, 5) aufweist, in denen die Führungsbuchse (10) gehalten ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der auch als Schiebesattel bekannte Bremssattel einer solchen Scheibenbremse ist durch zwei Befestigungseinrichtungen mit einem fahrzeugseitigen, also ortsfesten Bremsträger verbunden.
Die Befestigungseinrichtungen sind als Axial-Gleitlager ausgebildet und weisen jeweils einen am Bremsträger angeschlossenen Führungsholm auf, sowie eine im Bremssattel gehaltene Führungsbuchse, in der der Führungsholm gelagert ist und mittels der der Bremssattel, bezogen auf die Bremsscheibe, axial verschiebbar ist.
Zum Schutz des Gleitlagers, d. h. insbesondere der Gleitflächen des Führungsholms einerseits und der Führungsbuchse andererseits vor insbesondere Witterungseinflüssen, ist es bekannt, die Führungsbuchse auf ihrer dem Bremsträger abgewandten, außenseitigen Stirnseite mit einer Kappe zu verschließen, unter gleichzeitiger Überdeckung des zugeordneten Kopfes des Führungsholms.
In der DE 20 2009 003 262 U1 wird hierzu vorgeschlagen, die aus Blech bestehende Kappe in einen im Sinne einer Zylinderhülse ausgebildeten Fortsatz des Bremssattels einzupressen.
Um einen ausreichenden Reibschluss zu erhalten, sind jedoch entsprechende Reibkräfte erforderlich, die in wesentlichem Maße abhängig sind von der Oberflächenbeschaffenheit der aneinander liegenden Flächen. Schwankungen beim Reibwert der Oberflächen können jedoch einen solchen sicheren Halt beeinträchtigen und dazu führen, dass sich die Kappe aus dem Reibschluss löst, so dass dann der Führungsholm frei liegt und den betriebsbedingten Belastungen wie Verschmutzungen oder dergleichen ungeschützt ausgesetzt ist.
Die Gefahr der Beeinträchtigung des Reibschlusses ergibt sich auch durch die bei der Betätigung der Bremse sich verändernde Querschnittsform des Fortsatzes, die sogenannte Ovalisierung, was gleichermaßen zum Auswandern des Deckels bis zum Herausfallen führt. Dies wird dadurch begünstigt, dass Nutzfahrzeuge vielfach in einem rauen Umfeld zum Einsatz kommen, d. h., mitunter erheblichen Erschütterungen ausgesetzt sind.
In der DE 41 19 928 A1 ist eine Scheibenbremse offenbart, bei der die Kappe formschlüssig am Bremssattel gehalten wird. Hierzu ist in eine Lagerbohrung des Bremssattels, die die Führungsbuchse aufnimmt, ein Innengewinde eingebracht, in das die mit einem Außengewinde versehene Kappe eingeschraubt ist.
Eine andere bekannte konstruktive Lösung sieht vor, die Kappe mit einem Innengewinde zu versehen, das auf ein Außengewinde eines Fortsatzes des Bremssattels aufgeschraubt wird.
Bei all diesen Lösungen ergibt sich immer das Problem, das ein dauerhafter fester Sitz der Kappe am Bremssattel nicht gewährleistet ist, mit der Gefahr des Funktionsausfalls der Gleitlagerführung, so dass diese sich festsetzen kann und die Herstellung eines rückseitigen Lüftspiels nicht mehr herstellbar ist. Dies führt unter Umständen zu einem ständigen Kontakt des rückseitigen Bremsbelags an der Bremsscheibe, woraus sich ein erhöhtes Restschleifmoment sowie ein erhöhter Bremsbelagverschleiß ergibt.
Unabhängig davon gestaltet sich der außenseitige Verschluss der Führungsbuchse mittels einer Kappe hinsichtlich anfallender Fertigungskosten relativ aufwändig und daher kostenintensiv, zumal zum einen die Kappe als separates Bauteil bereitgestellt werden muss und zum anderen eine entsprechende Bearbeitung der Lagerbohrung bzw. des Fortsatzes des Bremssattels und/oder der Kappe zwingend ist, einerseits zur Herstellung eines Reibschlusses und andererseits zur Herstellung einer Gewindeverbindung.
Eine Scheibenbremse ist aus der älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten DE 10 2014 113 054 A1 bekannt.
In der DE 36 16 695 A1 , der US 4 360 082 A sowie der DE 32 07 454 A1 ist jeweils eine Scheibenbremse offenbart, deren Bremssattel mittels als Gleitlager ausgebildeten Befestigungseinrichtungen an einem Bremsträger gehalten sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Betriebssicherheit dauerhaft verbessert wird und ihre Herstellungskosten gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung in Kombination mit den erwähnten abständig zueinander angeordneten Stützabschnitten als Lageraufnahmen ermöglicht die identische Herstellung der Bremssättel durch Gießen für den Einsatz an der linken und rechten Fahrzeugseite.
Da die Länge eines Festlagers größer ist als die eines Loslagers, ist zur Bereitstellung des Loslagers lediglich der, bezogen auf die Bremsscheibe außenseitige Stützabschnitt abzutrennen. Insgesamt ergibt sich durch die identische Ausbildung der Bremssättel eine deutlich vereinfachte Herstellung, ebenso eine optimierte Lagerhaltung bzw. Teile-Logistik.
Durch die Ausgestaltung der Führungsbuchse derart, dass die außenseitige Stirnseite der Führungsbuchse mit einem unlösbaren, geschlossenen Bodenelement versehen ist, ist ein quasi einstückiger Verschluss des Gleitlagers und damit ein Schutz der gebildeten Gleitlagerflächen zwischen dem Führungsholm und der Führungsbuchse hergestellt, der eine dauerhafte Dichtung bildet, die auch durch betriebsbedingte Beanspruchungen in diesem Bereich nicht beeinträchtigt wird.
Die Führungsbuchse kann aus einem kostengünstigen, eine Mantelhülse bildenden Material bestehen, beispielsweise aus Stahl, und mit einer Gleithülse ausgekleidet sein, die wiederum aus einem geeigneten Lagerwerkstoff, beispielsweise Messing besteht, an deren Innenfläche der Führungsholm anliegt. Der Einsatz eines teuren Lagerwerkstoffs kann dadurch deutlich reduziert werden.
Denkbar ist jedoch auch, die Führungsbuchse komplett aus einem Lagerwerkstoff, beispielsweise dem genannten Messing oder einem anderen Buntmetall herzustellen, wobei hierzu ein Rohr zum Einsatz kommen kann, bei dem durch einen entsprechenden Umformprozess das Bodenelement einseitig angeformt wird, wobei entstehende Fugen bevorzugt durch eine Dichtmasse abgedichtet werden.
Ein weiterer Gedanke sieht vor, dass die außenseitige das Bodenelement bildende Stirnseite der Führungsbuchse durch eine stoffschlüssig damit verbundene Scheibe verschlossen ist, die zur Kostenoptimierung sowohl aus einem entsprechend günstigen Material bestehen kann wie auch in ihrer Dicke auf ein notwendiges Minimum dimensioniert wird.
Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt z. B. durch Löten, Schweißen oder Kleben.
Vorzugsweise ist die Führungsbuchse, die als vorgefertigtes Bauteil vorliegen kann, zerstörungsfrei lösbar im Bremssattel gehalten.
Hierzu kann die Führungsbuchse an ihrem dem Bremsträger zugewandten Endbereich mit einem Außengewinde versehen sein, das in ein Innengewinde der Lagerbohrung des Bremssattels eingreift.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Führungsbuchse durch Formschlusselemente axial verschiebegesichert am Bremssattel gehalten, wobei dieser gemäß der Erfindung, bevorzugt, dem Führungsholm bzw. der Führungsbuchse eines Festlagers zugeordnet, zwei in Achsrichtung der Führungsbuchse abständig zueinander angeordnete Stützabschnitte aufweist, die eine Lageraufnahme bilden und jeweils mit einer Lagerbohrung versehen sind. Alternativ kann als Formschlusselement ein Sicherungsring vorgesehen sein, der im Sinne eines Sprengrings in einer umfänglichen Nut an der Außenseite der Führungsbuchse einliegt und diese radial so weit überragt, dass er einen Anschlag in Korrespondenz mit einem der beiden Stützabschnitte, vorzugsweise des gegenüber dem Bremsträger außen liegenden, bildet, wobei der Sicherungsring an der dem zweiten Stützabschnitt zugewandten Innenseite des äußeren ersten Stützabschnitts anliegt.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 einen durch Gießen hergestellten Rohling eines Bremssattels einer Scheibenbremse in einer Draufsicht;
2 einen Schnitt durch eine Lagerstelle der Scheibenbremse in einer Seitenansicht;
3a und 3b jeweils eine Einzelheit der Scheibenbremse in eine geschnittenen Seitenansicht;
4a und 4b ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einzelheit in einer teilweise aufgeschnittenen perspektivischen Ansicht;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einzelheit, gleichfalls in einer teilweise aufgeschnittenen perspektivischen Ansicht.
In der 1 ist ein Bremssattel einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug abgebildet, wie er sich nach der Herstellung durch Gießen als Rohling darstellt.
Dabei weist der Bremssattel 1 beidseitig einer Symmetrieachse X angeformte Lagerstellen auf, die jeweils aus einem äußeren Stützabschnitt 4 und einem abständig dazu angeordneten inneren Stützabschnitt 5 bestehen, wobei eine solche Anordnung bevorzugt der Ausbildung eines Festlagers 2 dient.
Durch Abtrennen eines äußeren Stützabschnitts 4, entsprechend einer gestrichelt erkennbaren Schnittlinie Y linksseitig der Symmetrieachse X wird die bauliche Voraussetzung für ein Loslager 3 geschaffen, dessen Länge kürzer ist als die des Festlagers 2.
Sowohl das Festlager 2 wie auch das Loslager 3 bilden jeweils eine Befestigungseinrichtung, die in der 2 in Form des Festlagers 2 in einem Schnitt dargestellt ist.
Der äußere Stützabschnitt 4 sowie der innere Stützabschnitt 5 sind jeweils mit einer Lagerbohrung 6 versehen, in der eine Führungsbuchse 10 axial gesichert gehalten ist. In der Führungsbuchse 10 ist ein mit einem ortsfesten Bremsträger 7 mittels einer Kopfschraube 9 verbundener Führungsholm 8 derart gelagert, dass die Führungsbuchse 10 und mit ihr der Bremssattel 1 darauf verschiebbar ist.
Die Führungsbuchse 10 besteht im Beispiel nach der 2 aus einer Mantelhülse 11 und einer eine innere Mantelfläche bildenden, aus einem Lagerwerkstoff, beispielsweise einem Buntmetall, wie Messing oder Bronze gebildeten Gleithülse 12, die fest mit der Mantelhülse 11 verbunden ist, die im Übrigen aus Stahlblech hergestellt sein kann.
Auf der dem Bremsträger zugewandten Seite sind die aneinander liegenden Gleitflächen der Führungsbuchse 10 und des Führungsholms 8 durch einen Faltenbalg 14 gegenüber der Umgebung abgedichtet, während zur Abdichtung auf der gegenüberliegenden, außenseitigen Stirnseite der Führungsbuchse 10 ein dazu unlösbares Bodenelement 13 ausgebildet ist, im Beispiel nach der 2 mit der Mantelhülse 11.
Zur Verschiebesicherung der Führungsbuchse 10 liegt diese mit ihrer dem Faltenbalg 14 zugewandten Stirnseite an einem Anschlag 21 des inneren Stützabschnitts 5 an, während eine Verschiebesicherung in die dem Bremsträger 7 abgewandte Richtung durch einen Sicherungsring 16 erfolgt, der in einer Ringnut 15 der Führungsbuchse 10 einliegt und sich an der dem inneren Stützabschnitt 5 zugewandten Seite des äußeren Stützabschnitts 4 abstützt.
In den 3a) und 3b) ist jeweils eine Führungsbuchse 10 abgebildet, bei der das Bodenelement 13 angeformt ist, wobei die 3a) die Führungsbuchse 10 entsprechend der 2 wiedergibt, d. h., mit außenseitiger umfänglicher Ringnut 15 sowie innerer Gleithülse 12 und äußerer Mantelhülse 11.
Durch geeignetes Bearbeiten kann das Bodenelement 13 an die Mantelhülse 11 angeformt werden, beispielsweise durch Tiefziehen oder dergleichen.
Zur Befestigung der Führungsbuchse 10 im Bremssattel 1 weist die Führungsbuchse 10, im Beispiel die Mantelhülse 11, bei dem in der 3b) gezeigten Beispiel an dem dem Bodenelement 13 gegenüberliegenden Endbereich ein Außengewinde 17 auf, das in ein korrespondierendes Innengewinde des Bremssattels 1 eingreift.
Im Übrigen ist die dem Führungsholm 8 zugewandte Innenseite der Gleithülse 12 mit Fettnäpfchen 18 versehen, in die Gleitfett einbringbar ist.
In den 4a) und 4b) ist eine Führungsbuchse 10 als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, die einteilig aus einem Lagerwerkstoff, beispielsweise dem benannten Buntmetall, hergestellt sein kann. Auf eine Gleithülse 12, wie im Beispiel nach der 3, kann in diesem Fall verzichtet werden.
Als Halbzeug kommt ein Rohrabschnitt zum Einsatz, der zur Bildung des Bodenelements 13 endseitig umgeformt wird, wobei sich radial ausgerichtete Fugen 19 ergeben (4a), die durch ein Dichtmittel verschlossen werden, so dass sich eine durchgehend dichte, d. h. geschlossene Fläche des Bodenelements 13 ergibt, entsprechend der Abbildung in 4b).
In der 5 ist als weitere Ausführungsvariante der Führungsbuchse 10 dargestellt, dass das Bodenelement 13 aus einer separaten Scheibe besteht, die mit der als Rohrabschnitt vorliegenden Mantelhülse 11 stoffschlüssig verbunden ist, unter Ausbildung einer umfänglichen Verbindungsnaht 20, wobei sich die Führungsbuchse 10 nach einem Verschluss der einen Stirnseite durch das Bodenelement 13 ebenso topfartig darstellt wie in den übrigen Ausführungsbeispielen.

Claims

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe umfassenden Bremssattel (1), der an einem ortsfesten Bremsträger (7) durch mindestens zwei Befestigungseinrichtungen, bezogen auf die Bremsscheibe, axial verschiebbar gehalten ist, wobei die Befestigungseinrichtungen jeweils einen mit dem Bremsträger (7) verbundenen Führungsholm (8) aufweisen, der in einer verschiebegesichert im Bremssattel (1) gehaltenen Führungsbuchse (10) gelagert ist, deren dem Bremsträger (7) abgewandte, außenseitige Stirnseite verschlossen ist, und wobei eine Befestigungseinrichtung als Festlager (2) und eine zweite Befestigungseinrichtung als Loslager (3) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Festlager (2) in Achsrichtung einer Führungsbuchse (10) abständig zueinander angeordnete, jeweils mit einer Lagerbohrung (6) versehene, an den Bremssattel (1) angeformte Stützabschnitte (4, 5) aufweist, in denen die Führungsbuchse (10) gehalten ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die außenseitige Stirnseite der Führungsbuchse (10) durch ein unlösbares Bodenelement verschlossen ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (10) zerstörungsfrei lösbar im Bremssattel (1) gehalten ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (13) an die Führungsbuchse (10) angeformt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (13) als Scheibe ausgebildet und stoffschlüssig mit der Führungsbuchse (10) ausgebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Sicherung der Führungsbuchse (10) im Bremssattel (1) ein Sicherungsring (16) vorgesehen ist, der in einer außenseitig umfänglichen Ringnut (15), gegenüber der Mantelfläche der Führungsbuchse (10) vorstehend, an einer zugeordneten Anschlagfläche des Bremssattels (1) anliegt.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (10) einen Außengewindeabschnitt (17) aufweist, der in ein Innengewinde des Bremssattels (1) eingedreht ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (10) aus einer äußeren Mantelhülse (11) und einer inneren Gleithülse (12) besteht, die fest mit der Mantelhülse (11) verbunden ist und die aus einem Lagerwerkstoff, vorzugsweise einem Buntmetall, gebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelhülse (11) aus Stahl besteht.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (13) mit der Mantelhülse (11) verbunden ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (10) aus einem Rohrabschnitt besteht, dessen Endbereich zu dem Bodenelement (13) umgeformt ist und entstehende Fugen (19) abgedichtet sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (10) aus einem Lagerwerkstoff, vorzugsweise einem Buntmetall, besteht.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Loslagers (3) ein äußerer Stützabschnitt (4) des als Guss-Rohling vorliegenden Bremssattels (1) abgetrennt ist.