DE102018132729A1

DE102018132729A1 - Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102018132729A1
Application number: DE102018132729.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Asen; Markus Molnar
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2020-06-18

Abstract

Eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (3) übergreifenden Bremssattel (2), der, bezogen auf die Bremsscheibe (3), mittels eines als Festlager (4) und eines als Loslager (5) ausgebildeten Gleitlager axial verschiebbar an einem fahrzeugseitigen, Bremsbeläge aufnehmenden Bremsträger (1) gehalten ist, wobei die Gleitlager jeweils einen mit dem Bremsträger (1) Führungsholm (9) aufweisen, der in einer Gleitbuchse (8) geführt ist, die verschiebegesichert in einer axialen Lagerbohrung (6) des Bremssattels (2) gehalten ist, wobei zumindest die Lagerbohrung (6) des Festlagers (4) sich durch einen auf der der Bremsscheibe (3) abgewandten Seite des Bremssattels (2) vorstehenden Stutzen (7) erstreckt, ist so ausgebildet, dass zumindest die Gleitbuchse (8) des Festlagers (4) über den Stutzen (7) hinausragt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Scheibenbremsen kommen insbesondere bei schweren Nutzfahrzeugen zum Einsatz, wobei der auch als Schiebesattel bezeichnete Bremssattel durch Führungsholme, die an einem fahrzeugseitigen Bremsträger befestigt sind, bezogen auf eine Bremsscheibe, axial verschiebbar gelagert ist.
Dabei sind die Führungsholme am Bremsträger, insbesondere durch Verschrauben befestigt und in Gleitbuchsen des Bremssattels so geführt, dass dieser, bezogen auf eine an einer Achse des Fahrzeugs verdrehsicher gehaltenen Bremsscheibe bei einer Bremsung axial verschoben wird.
Eines der Gleitlager ist als Festlager mit geringem Gleitspiel ausgebildet und dient in der Hauptsache der axialen Führung des Bremssattels, wobei das Lagerspiel so gering wie möglich gehalten ist.
Das andere Gleitlager hingegen weist als Loslager funktionsbedingt ein größeres Lagerspiel auf, da neben der axialen Führung auch ein Toleranzausgleich sowie thermisch bedingte Ausdehnungen des Bremssattels zu berücksichtigen sind.
Vor allem die Gleitbuchse des Festlagers besteht aus Metall, vorzugsweise einem Buntmetall oder einer Kombination mit Stahl, deren innere Mantelfläche, an der der Führungsholm anliegt, zylindrisch ausgebildet ist.
Bei einem stark außermittigen Kraftangriffspunkt am Bremssattel, wie er sich im Fahrbetrieb einstellen kann, besteht die Gefahr der Selbsthemmung des Führungsholms in der Gleitbuchse, die letztendlich zu einem Klemmen des Bremssattels führt und sowohl durch die erhöhte Belastung der Sattellagerung zu deren erhöhtem Verschleiß führt, ebenso wie zu einem Schräg- bzw. Ungleichverschleiß der Bremsbeläge.
Durch das Gewicht eines am Bremssattel gehaltenen Bremszylinders, verschiedener Einbaulagen, dem genannten Schrägverschleiß der Bremsbeläge und der aus einem Bremsmoment sich ergebenden Belastung werden die die Gleitbuchse endseitig begrenzenden Kanten sowie der zugeordnete Mantelbereich des Führungsholms hoch belastet.
Durch die Abstützung der Gleitbuchse in der massiven Bremssattelbohrung ist insbesondere bei stahlarmiertem Buntmetall-, d.h. Bronzebuchsen kaum noch Elastizität im System vorhanden, die eine eher flächigere als punktförmige Krafteinleitung gewährleisten könnte.
Mit zunehmender Betriebsdauer stellt sich ein erheblicher Verschleiß der beteiligten Komponenten, also der Gleitbuchse und des Führungsholms ein, mit der Folge, dass sich die Verschiebbarkeit des Bremssattels erschwert und überdies Klappergeräusche im Fahrbetrieb entstehen.
Insbesondere aufgrund des erhöhten Verschleißes ist die Standzeit der Scheibenbremse insgesamt auf ein inakzeptables Maß reduziert, da damit vorzeitige Reparaturarbeiten verbunden sind.
Diese wiederum führen zu einer entsprechenden Betriebskostensteigerung, die sich zum einen aus der Ersatzteilbeschaffung und den Montagekosten und zum anderen aus den Stillstandzeiten des Fahrzeuges ergibt, dessen Scheibenbremsen entsprechend bearbeitet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Standzeit erhöht und damit die Betriebskosten insgesamt gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 7 gelöst.
Die Erfindung nach Anspruch 1 geht davon aus, dass der Selbsthemmungseffekt im Wesentlichen von der Systemreibung und der Gesamtführungslänge des Gleitlagers bestimmt wird. Die Systemreibung wiederum ergibt sich vornehmlich aus den Oberflächenzuständen der beiden Reibpartner Führungsholm/ Gleitbuchse und dem Befettungszustand, wobei die Oberflächenzustände bestimmt werden durch die Rauheit der aneinander liegenden Oberflächen sowie das Material.
Dadurch, dass gemäß Anspruch 1 die Gleitbuchse des Festlagers über den Stutzen hinausragt, wird die Möglichkeit geschaffen, eine deutlich längere Gleitbuchse zu verwenden, jedoch gleichzeitig den vorgegebenen Bauraum beizubehalten.
Wie sich gezeigt hat, wird damit der Abstand zwischen dem Festlager und einem Klemmpunkt vergrößert, woraus sich eine höhere Sicherheit gegen eine Klemmung ergibt.
Beispielhaft sei ein Kraftangriff am Bremssattel von 143 mm genannt, bei einer zentrischen Krafteinleitung und einer Führungslänge der Gleitbuchse von 95 mm, woraus sich ein Klemmpunkt bei 264 mm ergibt, ausgehend von der Mittelachse des Festlagers. Das Maß, mit dem die Gleitbuchse über den Stutzen hinausragt, beträgt etwa 13 bis 18 mm, vorzugsweise 15 mm.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß Anspruch 1 ist eine an sich bekannte Kappe, die den Führungsholm und die Gleitbuchse stirnseitig überdeckt, auf den überstehenden Mantelbereich der Gleitbuchse gepresst, so dass das Innere des Festlagers abgedichtet und vor Nässe und Schmutz geschützt ist.
Eine im vorgetragenen Sinn ausgebildete Lagerstelle, insbesondere des Festlagers, führt zu einer deutlichen Steigerung der Standzeit, da nunmehr die zum Stand der Technik beschriebenen Probleme nicht mehr auftreten, wobei die Erfindung mit geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand realisiert werden kann, also gegenüber einer Scheibenbremse nach dem Stand der Technik praktisch kostenneutral.
Dies ergibt sich gleichermaßen bei einer Scheibenbremse gemäß dem nebengeordneten Anspruch 7. Durch die derartige konstruktive Ausgestaltung der Lagerbohrung des Bremssattels wird gewährleistet, dass Spannungsspitzen an den Kanten reduziert und eine flächigere Krafteinleitung in das Lager erfolgt, wodurch eine Flächenpressung auf die Gleitbuchse und den Führungsholm verringert wird.
Insbesondere die am höchsten belastete, der Bremsscheibe zugeordnete, den umfänglichen Randbereich der Gleitbuchse überdeckende Schnittstelle wird über den gesamten Verschleißweg entlastet und damit die Standzeit von Führungsholm und Gleitbuchse signifikant verlängert.
Der der Bremsscheibe abgewandte innere Randbereich der Lagerbohrung ist als längere erste Fase ausgebildet, länger als die des gegenüberliegenden, der Bremsscheibe zugewandten Randbereichs der Lagerbohrung. Die längere Ausbildung der bremsscheibenabgewandten ersten Fase verhindert eine Verformung der Gleitbuchse während eines Einpressvorgangs, wodurch das Risiko einer Faltung und Stauchung der Gleitbuchse reduziert wird. Naturgemäß trägt dies zu einer durchaus bemerkenswerten Verringerung der Herstellungskosten bzw. der Kosten eines Zusammenbaus der Scheibenbremse bei.
Während bei der Sattellagerung nach dem Stand der Technik durch die Abstützung in der massiven Lagerbohrung, insbesondere bei mit einer Stahlarmierung versehenen Gleitbuchse aus Bronze kaum Elastizität vorhanden ist, die eine eher flächigere als punktförmige Krafteinleitung gewährleistet, ergibt sich dies bei der vorliegenden Erfindung nicht, mit den erwähnten Vorteilen, insbesondere hinsichtlich einer verlängerten Standzeit der beteiligten Bauteile.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:

1 eine Scheibenbremse nach dem Stand der Technik in einer schematischen Draufsicht
2 eine Einzelheit der Scheibenbremse gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 in einem schematischen Teil-Längsschnitt.
3 eine Einzelheit der Scheibenbremse nach der Erfindung gemäß Anspruch 7, gleichfalls in einem schematischen Teil-Längsschnitt.

In der 1 ist eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Stand der Technik abgebildet, die in ihrem Grundaufbau einen Bremssattel 2 aufweist, der eine Bremsscheibe 3 übergreift, die an einer nicht dargestellten Achse des Nutzfahrzeuges verdrehsicher befestigt ist.
Der Bremssattel 2 ist an einem Bremsträger 1 des Nutzfahrzeuges, bezogen auf die Bremsscheibe 3, axial verschiebbar angeordnet, wobei in dem Bremsträger zwei bei einer Bremsung gegen die Bremsscheibe 3 pressbare Bremsbeläge angeordnet sind.
Hierzu sind zwei Lagerstellen vorgesehen, die jeweils einen mit dem Bremsträger 1 verbundenen Führungsholm 9 (2) aufweisen, der mittels einer Schraube 10, die durch eine Längsbohrung des Führungsholms 9 geführt ist, am Bremsträger 1 befestigt ist. Eine Lagerstelle ist als Festlager 4 und die andere als Loslager 5 ausgebildet.
Zur Lagerung des Führungsholms 9, d.h. zur axialen Führung des Bremssattels 2 weist das Festlager eine Gleitbuchse 8 auf, die verschiebesicher in einer Lagerbohrung 6 des Bremssattels 2 gehalten ist. Diese Gleitbuchse 8 ist aus Metall, vorzugsweise einem Buntmetall, letzteres auch stahlarmiert, hergestellt.
In der 2, die in schematischer Ansicht das Festlager 4 zeigt, ist in ein Ausführungsbeispiel nach Anspruch 1 zu erkennen.
Auf der dem Bremsträger 1 abgewandten Seite ist an den Bremssattel 2 ein Stutzen 7 angeformt, in den die als Durchgangsbohrung ausgebildete Lagerbohrung 6 eingebracht ist.
Erfindungsgemäß ragt die Gleitbuchse 8 über den Stutzen 7 hinaus, wobei dieses vorstehende Maß X in einem Bereich zwischen 10 und 15 mm liegt, vorzugsweise 13 mm. Der Führungsholm 9 fluchtet dabei bei unbenutzten Bremsbelägen mit der Stirnseite der Gleitbuchse 8.
Zur Abdichtung der Lagerstelle ist eine Kappe 11 vorgesehen, die mantelseitig am vorstehenden Teil der Gleitbuchse 8 anliegt, insbesondere reibschlüssig gehalten und die die Stirnseite der Gleitbuchse 8 und des Führungsholms 9 mit einliegender Schraube 10 überdeckt, wobei sich die Kappe 11 mit ihrem Mantel bis nahezu an die Stirnfläche des Stutzens 7 erstreckt.
In der 3 ist vergleichbar der 2 ebenfalls des Festlager 4 abgebildet, das gemäß dem nebengeordneten Anspruch 7 ausgebildet ist.
Danach ist zumindest der dem Bremsträger 1 abgewandte Randbereich der Lagerbohrung 6 mit einer ersten Fase 12 versehen, in der dargestellten Variante auch mit einer zweiten Fase 13 am gegenüberliegenden, d.h. dem Bremsträger 1 zugewandten Randbereich der Lagerbohrung 6.
Erkennbar ist die axiale Erstreckung, d.h. die Länge der ersten Fase 12 größer als die der zweiten Fase 13, wobei, wie bereits erwähnt, die erste Fase 12 eine Einführschräge beim Einpressen der Gleitbuchse 8 in die Lagerbohrung 6 bildet.
Neben der in der 3 gezeigten Ausführung, bei der die Gleitbuchse 8 etwa bis zur äußeren Kante des Stutzens 7 geführt wird, kann die erste Fase 12 der Lagerbohrung 6 auch bei dem Festlager 4 nach Anspruch 1, d.h., bei der Ausführung nach 2 vorgesehen sein.
Im Übrigen ist die Kappe 11 bei der in der 3 gezeigten Ausführung auf den Stutzen 7 aufgepresst, wobei der umfängliche Randbereich des Stutzens 7 von dem Mantel der Kappe 11 überdeckt ist.
Bezugszeichenliste

1: Bremsträger
2: Bremssattel
3: Bremsscheibe
4: Festlager
5: Loslager
6: Lagerbohrung
7: Stutzen
8: Gleitbuchse
9: Führungsholm
10: Schraube
11: Kappe
12: erste Fase
13: zweite Fase

Claims

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (3) übergreifenden Bremssattel (2), der, bezogen auf die Bremsscheibe (3), mittels eines als Festlager (4) und eines als Loslager (5) ausgebildeten Gleitlager axial verschiebbar an einem fahrzeugseitigen, Bremsbeläge aufnehmenden Bremsträger (1) gehalten ist, wobei die Gleitlager jeweils einen mit dem Bremsträger (1) Führungsholm (9) aufweisen, der in einer Gleitbuchse (8) geführt ist, die verschiebegesichert in einer axialen Lagerbohrung (6) des Bremssattels (2) gehalten ist, wobei zumindest die Lagerbohrung (6) des Festlagers (4) sich durch einen auf der der Bremsscheibe (3) abgewandten Seite des Bremssattels (2) vorstehenden Stutzen (7) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Gleitbuchse (8) des Festlagers (4) über den Stutzen (7) hinausragt.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsholm (9) bei nicht beanspruchten Bremsbelägen stirnseitig mit der Stirnseite der Gleitbuchse (8) fluchtet.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbuchse (8) gegenüber dem Stutzen (7) um 10 bis 15 mm, vorzugsweise 13 mm vorsteht.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorstehende Bereich (X) der Gleitbuchse (8) von einer Kappe (11) überdeckt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (11) reibschlüssig auf der Gleitbuchse (8) gehalten ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel der Kappe (11) sich bis zur Stirnseite des Stutzens (7) erstreckt.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbohrung (6) zumindest in dem der Bremsscheibe (3) abgewandten äußeren Randbereich mit einer ersten Fase (12) versehen ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der der ersten Fase (12) gegenüberliegende Randbereich der Lagerbohrung (6) mit einer zweiten Fase (13) versehen ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fase (12) in ihrer axialen Erstreckung länger ist als die zweite Fase (13).
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Stutzens (7) mit einer reibschlüssig daran gehaltenen Kappe (11) überdeckt ist.