DE102016100830B3

DE102016100830B3 - Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102016100830B3
Application number: DE102016100830.3A
Authority: DE
Inventors: Manfred Schönauer
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2036-01-20

Abstract

Eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden, als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel (4), der an einem ortsfesten Bremsträger (1) befestigt ist, zwei im Bremssattel (4) angeordneten, gegensinnig bewegbaren Bremsbelägen, von den ein reaktionsseitiger mittels einer Zuspanneinrichtung gegen die Bremsscheibe pressbar ist, sowie mindestens einer Rückstelleinrichtung (5), mit der der Bremssattel (4) nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Bremse rückführbar ist, ist so ausgebildet, dass die Rückstelleinrichtung (5) zwei Druckvorrichtungen (6, 7) aufweist, mit jeweils einem Kolben (9), die gegensinnig wirksam in Verschieberichtung des Bremssattels (4) an zwei Anlagebereichen (13) des Bremsträgers (1) anliegen und axial verschiebbar in einem mit einem Fluid gefüllten, fest zueinander positionierten Gehäuse (8) geführt sind, wobei die Gehäuse (8) durch eine mittels eines Rückschlagventiles (12) versperrbare Fluidleitung (11) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Fall einer Bremsung wird bei einer solchen, auch als Schiebesattel-Bremse bekannten Scheibenbremse mittels einer pneumatisch oder elektromotorisch betätigbaren Zuspanneinrichtung ein aktionsseitiger Bremsbelag gegen eine fahrzeugseitige Bremsscheibe gepresst. Im weiteren Verlauf des Bremsvorgangs wird der Bremssattel, bezogen auf die Bremsscheibe, entgegen der Zuspannrichtung des aktionsseitigen Bremsbelages verschoben unter Mitnahme und Anpressen des gegenüberliegenden, reaktionsseitigen Bremsbelages an die andere Seite der Bremsscheibe.
Allerdings verbleibt nach einem Lösen der Bremse der Bremssattel bei der bekannten Scheibenbremse in dieser Position, in der die Bremsbeläge, zumindest jedoch der reaktionsseitige Bremsbelag zwar drucklos, jedoch schleifend an der Bremsscheibe anliegt. Die dadurch im Fahrbetrieb auftretenden Restschleifmomente der Bremsbeläge wirken sich insofern nachteilig aus als sie zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen ebenso wie zu einer Verringerung der Standzeit der beteiligten Bauteile, nämlich der Bremsscheibe und der Bremsbeläge.
Zwar erfolgt ein geringes Lösen der Bremsbeläge im Fahrbetrieb beispielsweise durch einen Taumelschlag der Bremsscheibe sowie durch Erschütterungen und Querbeschleunigungen bei Kurvenfahrten. Diese Effekte sind jedoch nicht ausreichend, um die genannten Restschleifmomente wirksam zu verhindern.
Um diesem Problem zu begegnen, ist in der Druckschrift DE 10 2007 001 213 A1 eine Scheibenbremse offenbart, mit einer Rückstelleinrichtung, die in einem der Führungsholme, über die der Bremssattel verschiebbar am Bremsträger gehalten ist, angeordnet ist und die ein federndes Rückstellement aufweist, durch das der Bremssattel in eine Ausgangsstellung verschoben wird.
Grundsätzlich hat sich diese Konstruktion bewährt. Jedoch kann der Einsatz dieser bekannten Rückstelleinrichtung bei druckluftbetätigten Scheibenbremsen schwerer Nutzfahrzeuge zu Problemen führen, da hier weite Grenzen variabler Einflüsse durch Bauteiltoleranzen und Bauteildeformationen wirksam sind, die eine sichere Funktion dieser Rückstelleinrichtung nicht in jedem Fall zulassen.
Vergleichbare Probleme ergeben sich bei einer Scheibenbremse, wie sie in der DE 10 2012 006 111 A1 thematisiert ist. Dabei ist eine Rückstelleinrichtung auf der der Zuspanneinrichtung gegenüberliegenden, dem reaktionsseitigen Bremsbelag zugewandten Seite angeordnet, wodurch eine wirksame, insbesondere automatische Rückstellung des Bremssattels erreicht wird, bei gleichzeitig minimalstem Eingriff in die Systemsteifigkeit.
In jedem Fall wirkt die Rückstelleinrichtung auf den Bremssattel, wobei der Bremsträger als Widerlager fungiert.
Eine gattungsgemäße Scheibenbremse ist in der JP 2006-194 315 A offenbart. Zur Rückstellung des Bremssattels wird darin vorgeschlagen Führungsholme, mit denen der Bremssattel am Bremsträger verschieblich gelagert ist, als Kolben zu nutzen, während die als Sackloch ausgebildeten Bohrungen, in denen die Führungsholme geführt sind, den Hydraulikzylinder bilden, über die ein hydraulisch wirkender Druck auf die Kolben aufgebracht wird, wobei die Zylinderräume über eine Fluidleitung miteinander verbunden sind.
Aus der DE 31 20 685 A1 ist eine hydraulisch betätigbare Scheibenbremse bekannt, mit einer Rückstelleinrichtung, die mit dem Hydraulikzylinderraum der Zuspanneinrichtung hydraulisch verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass mit konstruktiv einfachsten Mitteln die Standzeit insbesondere der Bremsbeläge und der Bremsscheibe erhöht und die Betriebskosten insgesamt gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Scheibenbremse wird eine Rückstellung des Bremssattels und der damit verbundenen Bremsbeläge bei gelöster Bremse erreicht, wobei besonders hervorzuheben ist, dass sich hierbei beidseitig der Bremsscheibe hinsichtlich der Abmaße gleiche Lüftspiele einstellen.
Hierzu wird bei einem Verschleiß eines Bremsbelages durch die beim Bremsen aufgebrachte Bremskraft ein Öffnungsdruck des Rückschlagventiles überschritten und eine entsprechende Menge Fluid von dem Gehäuse der ersten Druckvorrichtung zum Gehäuse der zweiten Druckvorrichtung gedrückt. D. h., das Volumen des ersten Gehäuses nimmt ab, während das des Zweiten zunimmt.
Nach einem Lösen der Bremse wird der Bremssattel entsprechend der neuen Fluidverteilung wieder neu zentriert. Dabei ist das Rückschlagventil so positioniert, dass es den Fluiddurchfluss in Richtung der ersten Druckvorrichtung sperrt. Das Rückschlagventil kann unmittelbar in der Fluidleitung angeordnet sein, ebenso wie in einem der Gehäuse, den Zugang zu der Fluidleitung entsprechend verschließend.
Nach einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckvorrichtungen im Bremssattel angeordnet, wobei die jeweiligen Gehäuse form-, kraft- oder stoffschlüssig mit dem Bremssattel verbunden sind, während der Kolben dem Gehäuse und dem Bremssattel gegenüber in Richtung des Bremsträgers vorsteht und daran an einem Anlagebereich anliegt.
Als Fluid können unterschiedliche Medien Verwendung finden. Beispielhaft seien hierzu Gas, auch Luft, Öl oder eine andere geeignete Flüssigkeit genannt.
Das Medium kann überdies in einem zwischengeschalteten Ausgleichsbehälter deponiert sein, der mit der Fluidleitung oder einem oder beiden Gehäusen fluiddurchlässig in Verbindung steht.
Bei unbenutzten Bremsbelägen, beispielsweise nach einer Neumontage, sind die beiden Gehäuse der Druckvorrichtungen volumengleich, also mit gleicher Menge an Fluid gefüllt, wobei die Kolben mit leichter Vorspannung oberhalb der Verschiebekraft des Bremssattels am Bremsträger anliegen. Damit wird auf beiden Seiten der Bremsscheibe bzw. des Bremsträgers ein gleiches Lüftspiel erreicht.
Bevorzugt sind die beiden Bremsbeläge sozusagen zwangsgehalten und nicht in Zuspannrichtung schwimmend gelagert. Hierzu ist der zuspannseitige Bremsbelag beispielsweise an Druckstücken befestigt, die wiederum Bestandteil von Bremsstempeln sind, die mittels eines Bremshebels bei einer Bremsung den zugeordneten Bremsbelag an die Bremsscheibe pressen.
Der gegenüberliegende, d. h. reaktionsseitige Bremsbelag ist an der zugeordneten Wandung des Bremssattels gehalten, so dass bei einem Lösen der Bremse und Zurückstellen des Bremssattels mittels der Rückstelleinrichtung die Bremsbeläge mitgeschleppt werden.
Im Übrigen können im Bedarfsfall mehr als eine erfindungsgemäße Rückstelleinrichtung installiert sein.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen Teilausschnitt einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer schematischen Draufsicht.
In der Figur ist ein Teil einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug abgebildet, mit einem eine nicht dargestellte Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel 4, der, bezogen auf die Bremsscheibe, axial verschiebbar an einem Bremsträger 1 angeschlossen ist, wozu der Bremssattel 4 auf ebenfalls nicht gezeigten Führungsholmen gelagert ist, die mit dem ortsfest am Fahrzeug gehaltenen Bremsträger 1 verbunden sind.
Der Bremsträger 1 weist zwei sich gegenüberliegende Belagträgerschächte 2, 3 auf zur Aufnahme von Bremsbelägen, die im Fall einer Bremsung beidseitig an die Bremsscheibe anpressbar sind, wobei jeder Bremsbelag eine Belagträgerplatte und einen auf der der Bremsscheibe zugewandten Seite daran befestigten Reibbelag aufweist, der in Funktion, also bei einer Bremsung gegen die Bremsscheibe gepresst ist.
Die Bremsung erfolgt mittels einer im Bremssattel 4 dort in einem Aufnahmeraum angeordneten Zuspanneinrichtung mit einem pneumatisch oder elektromotorisch verschwenkbaren Bremshebel. Der zugeordnete Bremsbelag, der im Belagschacht 3 positioniert ist und einen aktionsseitigen Bremsbelag bildet, kontaktiert zunächst bei einer Bremsung die Bremsscheibe. Im weiteren Verlauf wird mittels auftretender Reaktionskräfte der Bremssattel 4 entgegengesetzt verschoben, unter Mitwirkung des reaktionsseitigen, im Belagschacht 2 angeordneten Bremsbelags, bis dieser gleichfalls an der Bremsscheibe reibend zur Anlage kommt.
Erfindungsgemäß ist eine Rückstelleinrichtung 5 vorgesehen, die, bezogen auf den Bremsträger 1, zwei sich gegenüberliegende Druckvorrichtungen 6, 7 aufweist, mit jeweils einem Gehäuse 8 und einem darin axial verschiebbar geführten Kolben 9, der an einem Anlagebereich 13 des Bremsträgers 1 anliegt, wobei diese Anlagebereiche 13 an den sich gegenüberliegenden Außenseiten, den Belagschächten 2, 3 benachbart, vorgesehen sind.
In jedem Gehäuse 8 ist eine Kammer 10 gebildet, die einseitig durch eine Stirnfläche des Kolbens 9 verschlossen ist und in die andererseits eine Zuleitung 11 mündet, wobei die Zuleitung 11 an beide Gehäuse 8 angeschlossen ist.
Die Kammern 10 sind mit einem Fluid gefüllt, während in der Zuleitung 11 ein Rückschlagventil 12 angeordnet ist, das den Durchfluss des Fluids zur ersten Druckeinrichtung 6 versperrt.
Bei unverschlissenen Bremsbelägen sind die Volumen der beiden Kammern 10 gleich. Bei einem Verschleiß des reaktionsseitigen Bremsbelages hingegen wird durch die Bremskraft bei Betätigung der Bremse der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 12 überschritten und eine entsprechende Menge Fluid wird über die Fluidleitung 11 von der Kammer 10 der ersten Druckeinrichtung 6 zur Kammer 10 der zweiten Druckeinrichtung 7 gedrückt. Somit nimmt das Volumen der Kammer 10 der ersten Druckeinrichtung 6 ab, das der Kammer 10 der zweiten Druckeinrichtung 7 hingegen zu.
Nach einem Lösen der Bremse wird der Bremssattel 4 entsprechend der neuen Fluidverteilung in den beiden Druckeinrichtungen 6, 7 in seiner neuen Position zentiert, wobei beidseitig der Bremsscheibe ein gleiches Lüftspiel eingestellt wird, also des Abstandes zwischen dem jeweiligen Bremsbelag und der Bremsscheibe.
Bevorzugt sind die Bremsbeläge in Verschieberichtung des Bremssattels 4 zwangsgeführt, wozu der zuspannseitige Bremsbelag an beispielsweise Druckstücken von Bremsstempeln gehalten ist, während der gegenüberliegende reaktionsseitige Bremsbelag am Bremssattel 4 direkt angeschlossen ist.
Damit ist gewährleistet, dass bei der zentrierenden Rückstellung des Bremssattels 4 beide Bremsbeläge von der Bremsscheibe abheben, so dass ein sogenanntes Restschleifmoment, resultierend aus einem drucklosen Kontakt der Bremsbeläge an der Bremsscheibe, minimiert wird, mit der Folge einer höheren Standzeit der Bremsbeläge sowie der Bremsscheibe wie auch eines verringerten Treibstoffverbrauchs.

Claims

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden, als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel (4), der an einem ortsfesten Bremsträger (1) befestigt ist, zwei im Bremssattel (4) angeordneten, gegensinnig bewegbaren Bremsbelägen, von denen ein reaktionsseitiger mittels einer Zuspanneinrichtung gegen die Bremsscheibe pressbar ist, sowie mindestens einer Rückstelleinrichtung (5), mit der der Bremssattel (4) nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Bremse rückführbar ist, wobei die Rückstelleinrichtung (5) zwei Druckvorrichtungen (6, 7) aufweist, mit jeweils einem Kolben (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (9) gegensinnig wirksam in Verschieberichtung des Bremssattels (4) an zwei Anlagebereichen (13) des Bremsträgers (1) anliegen und axial verschiebbar in mit einem Fluid gefüllten, fest zueinander positionierten Gehäusen (8) geführt sind, wobei die Gehäuse (8) durch eine mittels eines Rückschlagventiles (12) versperrbare Fluidleitung (11) miteinander verbunden sind.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Druckvorrichtung (6, 7) im Bremssattel (4) fest gehalten ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagebereiche (13) des Bremsträgers (1) auf einander abgewandten Außenseiten des Bremsträgers (1) vorgesehen sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid aus einem Gas oder einer Flüssigkeit besteht.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (12) in der Fluidleitung (11) angeordnet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (12) im Zugangsbereich der Fluidleitung (11) in einem der Gehäuse (8) angeordnet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (12) die Zuleitung (11) in Richtung eines reaktionsseitigen Bremsbelags versperrt.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (9) mit einer Vorspannung an den Anlagebereichen (13) anliegen, die größer ist als eine Verschiebekraft des Bremssattels (4).
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der reaktionsseitige Bremsbelag am Bremssattel (4) und der zuspannseitige Bremsbelag an zugeordneten Bremsstempeln befestigt sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumen der Gehäuse (8) bei unverschlissenen Bremsbelägen gleich groß sind.