DE102021123775A1

DE102021123775A1 - Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102021123775A1
Application number: DE102021123775.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Asen; Dimitrij Habermann; Thomas Eichler
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-03-16
Also published as: CN117916483A; WO2023041252A1

Abstract

Eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel, der an einem ortsfesten Bremsträger (1) durch zwei Führungsholme (2) verschiebbar gehalten ist, wobei jeder Führungsholm (2) eine mit dem Bremsträger (1) mittels einer in eine Gewindebohrung (8) des Bremsträgers (1) eingedrehten Schraube (4) verbundene Führungsbuchse (3) aufweist, die verdrehsicher am Bremsträger (1) gehalten ist, ist so ausgebildet, dass die am Bremsträger (1) anliegende Stirnseite der Führungsbuchse (3) einen umlaufenden Vorsprung (10) aufweist, der an die zugeordnete Oberfläche des Bremsträgers (1) gepresst ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Bremssattel einer gattungsgemäßen Scheibenbremse ist verschiebbar an einem fahrzeugseitigen Bremsträger gehalten, wozu Führungsholme vorgesehen sind, die jeweils aus einer Führungsbuchse und einer darin geführten, in eine Gewindebohrung des ortsfesten, d.h. fahrzeugseitigen Bremsträgers, üblicherweise in ein Bremsträgerhorn, eingedrehten Schraube besteht.
Die jeweilige Führungsbuchse liegt mit einer Stirnseite an der zugeordneten Oberfläche des Bremsträgers an, wobei als Schraube eine hochfeste Schraube Verwendung findet, die unter Vorspannung den Führungsholm an den Bremsträger anpresst.
Vielfach kommen Bremsträger zum Einsatz, deren den Führungsbuchsen zugewandte Oberfläche mit einer reibwertreduzierenden Beschichtung versehen ist, beispielsweise aus Zinkphosphat.
Jedoch erhöht sich damit, aufgrund des verminderten Reibschlusses, zwischen der Führungsbuchse und dem Bremsträger das Risiko einer Verdrehung der Führungsbuchse, die zu einem Verlust der Vorspannkraft der Schraube und letztendlich zu deren Lösen führen kann.
Daraus ergibt sich eine Einschränkung der Betriebs- bzw. der Funktionssicherheit der Scheibenbremse insgesamt, da ein Lösen der Verschraubung in letzter Konsequenz zu einem Totalausfall der Bremse führt. Eine Scheibenbremse ist ein sicherheitsrelevantes Bauteil, so dass diese Gefährdung eine inakzeptable Situation darstellt.
Um hier Abhilfe zu schaffen, ist in der DE 10 2013 109 673 A1 vorgeschlagen, zwischen der Führungsbuchse und dem Bremsträger ein Sicherungselement in Form von zwei Keilsicherungsscheiben anzuordnen, deren umfängliche Keilflächen im Sinne einer Verzahnung ineinander greifen.
Durch diese Konstruktion wird zwar eine Verdrehsicherung erreicht, allerdings nur unter Bereitstellung zusätzlicher Bauteile, nämlich der besagten Keilsicherungsscheiben, deren Beschaffung mit zusätzlichen Kosten verbunden ist, was dem steten Bemühen einer Kostenoptimierung entgegensteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Funktions- und Betriebssicherheit mit geringem konstruktivem und fertigungstechnischem Aufwand verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht prinzipiell darin, die Flächenpressung im Anlagebereich der Führungsbuchse am Bremsträger, das heißt am zugeordneten Bremsträgerhorn, zu erhöhen, mit der Folge einer Reibwerterhöhung, durch die ein Verdrehen der Führungsbuchse wirksam verhindert wird, solange die Schraube einen entsprechenden Anpressdruck bewirkt.
Dieser Reibschluss ist auch dann gegeben, wenn die Oberfläche des Bremsträgers im Anlagebereich mit einer, wie zum Stand der Technik beschrieben, reibwertreduzierenden Beschichtung versehen ist, beispielsweise in Form von Zinkphosphat.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht die Führungsbuchse, zumindest der erfindungsgemäße Vorsprung, aus einem härteren Material als der Bremsträger, wobei entweder die Führungsbuchse insgesamt aus einem härteren Stahl gefertigt ist oder der Vorsprung durch entsprechende Behandlung härter ist.
Denkbar ist den Anlagebereich zwischen der Führungsbuchse und dem Bremsträger beispielsweise mit einer reibwerterhöhenden Paste oder mit einer aushärtenden Beschichtung zu versehen, letzteres im Anlagebereich des Vorsprungs, gegebenenfalls auch im angrenzenden, eine Anlagefläche bildenden Bereich der Stirnseite der Führungsbuchse. Als weitere Alternative zur Reibwerterhöhung kann eine den Reibwert erhöhende Einlage an der Stirnseite der Führungsbuchse vorgesehen sein.
Der Vorsprung selbst kann hinsichtlich seines Querschnitts unterschiedlich gestaltet sein, beispielsweise als scharfkantiger Grat mit einem dreieckigen Querschnitt oder als Vorsprung mit einer planen Fläche. In jedem Fall führt die höhere Flächenpressung dazu, dass sich dieser Vorsprung in den Bremsträger sozusagen eingräbt.
Die Anordnung des Vorsprungs kann gleichfalls unterschiedlich sein. Zur Zentrierung der Führungsbuchse ist es bekannt, diese endseitig mit einem angeformten Bündchen zu versehen, das in eine Senkung der Gewindebohrung des Bremsträgers eingefügt ist, während die dem Bündchen benachbarte, ringförmige Anlagefläche der Führungsbuchse an der benachbarten Außenseite des Bremsträgers anliegt. Der Vorsprung nach der Erfindung ist an der ringförmigen Anlagefläche ausgebildet und zwar alternativ am äußeren Randbereich oder etwa mittig der Anlagefläche.
Bei einer Ausbildung des Vorsprungs als Grat, d.h. mit einer umlaufenden scharfen Kante, kann dieser Grat im Querschnitt als gleichschenkliges Dreieck ausgebildet sein oder lediglich mit einer Schräge. Dabei bewirkt der Grat in Verbindung mit der Schraubenvorspannkraft eine Spannungskonzentration radial außen, d.h. an der Anlagefläche der Führungsbuchse und über einen maximal wirkenden Hebelarm eine deutliche Erhöhung des Widerstandsmoments in Torsionsrichtung, gegenüber einem von außen auf den Führungsholm einwirkendes Moment.
Eine Erhöhung des Widerstandsmomentes, ähnlich wie die Kegelaufnahme eines Bohrfutters, ergibt sich auch bei der Ausbildung des Vorsprungs als scharfkantiger Grat, der durch die Schraubenvorspannkraft die Oberfläche des Bremsträgers plastisch verformt.
Als besonderer Vorteil der Erfindung ist überdies anzusehen, dass die Führungsbuchse mit geringem fertigungstechnischem Aufwand zu realisieren ist, was insoweit bedeutsam ist, als Scheibenbremsen als Serienteile in großen Stückzahlen hergestellt werden. Die Erfindung erfüllt daher in hohem Maße die Forderungen nach einer Kostenoptimierung.
Hierzu trägt auch bei, dass die erfindungsgemäße Führungsbuchse nachträglich in bereits montierte Bremsträger eingebaut werden kann, so dass eine entsprechende Scheibenbremse nachgerüstet werden kann, zumal keine besondere Bearbeitung des Bremsträgers hierzu erforderlich ist.
Auch der nun mögliche Verzicht auf separate Sicherungsmittel, wie auf die zum Stand der Technik beschriebenen Keilsicherungsscheiben, führt zu einer Kostenminimierung.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:

1 einen Bremsträger mit montierten Führungsholmen in einer geschnittenen, perspektivischen Ansicht
2 den Verbindungsbereich eines Führungsholms mit einem Bremsträger in einer geschnittenen Seitenansicht
3 einen vergrößerten Ausschnitt auf den Verbindungsbereich, entsprechend der Angabe III in 2
4 und 5 jeweils unterschiedliche Ausführungsvarianten der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung im Verbindungsbereich des Führungsholms mit einem Bremsträger
7 die Führungsbuchse gemäß der 6 in einer perspektivischen Ansicht.

In der 1 ist ein in Funktion ortsfest an einem Fahrzeug gehaltener Bremsträger 1 dargestellt, der sich gegenüberliegende Bremsträgerhörner 5 aufweist, an denen nicht gezeigte Bremsbeläge einer Scheibenbremse anliegen.
An zwei sich fluchtend gegenüberliegenden Bremsträgerhörnern 5 sind Führungsholme 2 befestigt, wozu durch eine zylindrische Führungsbuchse 3 des Führungsholms 2 eine Schraube 4 geführt ist, die in eine Gewindebohrung 8 (2) des zugeordneten Bremsträgerhorns 5 eingedreht ist.
Auf diesen Führungsholmen 2 ist axial verschiebbar ein nicht dargestellter Bremssattel gelagert, der auch als Schiebesattel bekannt ist.
Als Schraube 4 kommt bevorzugt eine Innensechskantschraube zum Einsatz, die mit ihrem Kopf in einer Senkung der Führungsbuchse 3 einliegt.
Auf ihrer dem Bremsträger 1 zugewandten Stirnseite weist die Führungsbuchse 3, wie in der 2 sehr deutlich zu erkennen ist, ein durchmesserkleineres Bündchen 6 auf, das in einer Senkung 7 der Gewindebohrung 8 einliegt.
Die dem Bremsträgerhorn 5 zugewandte Stirnseite der Führungsbuchse 3 und zwar eine radial vom Bündchen 6 ausgehende Anlagefläche 9 weist einen umlaufenden Vorsprung 10 auf, im Beispiel als Grat ausgebildet, der in dem der Mantelfläche der Führungsbuchse 3 zugeordneten radialen Endbereich der Anlagefläche 9 angeordnet ist.
In der 3 ist der Vorsprung 10, der im Beispiel im Querschnitt dreieckig ist, in einer vergrößerten Darstellung erkennbar, wobei auch zu sehen ist, dass der Vorsprung 10 in die Oberfläche des Bremsträgerhorns 5 eingepresst ist, unter Materialverformung des Bremsträgers1.
Das in den 2 und 3 gezeigte Beispiel des Vorsprungs 10 ist in der 4 nochmals abgebildet, wobei die Ausbildung des Vorsprungs 10 als Grat deutlich erkennbar ist.
In der 5, die den mit dem Vorsprung 10 versehenen Endbereich der Führungsbuchse 3 wiedergibt, ist der als Grat ausgebildete Vorsprung 10 etwa in der Mitte der radialen Anlagefläche 9 ausgebildet.
Eine weitere Variante des Vorsprungs 10 ist in den 6 und 7 erkennbar, wobei die 6 den Verbindungsbereich der Führungsbuchse 3 mit dem Bremsträgerhorn 5 geschnitten wiedergibt. Insbesondere in der 7, die eine mit den 4 und 5 vergleichbare Ansicht zeigt, ist zu erkennen, dass der Vorsprung 10 eine flache, am Außenrandbereich der Anlagefläche 9 angeordnete Form aufweist, wodurch eine hohe Flächenpressung im Anlagebereich des Vorsprungs 10 an der Oberfläche des Bremsträgerhorns 5 erreicht ist.
Bezugszeichenliste

1: Bremsträger
2: Führungsholm
3: Führungsbuchse
4: Schraube
5: Bremsträgerhorn
6: Bündchen
7: Senkung
8: Gewindebohrung
9: Anlagefläche
10: Vorsprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013109673 A1 [0007]

Claims

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel, der an einem ortsfesten Bremsträger (1) durch zwei Führungsholme (2) verschiebbar gehalten ist, wobei jeder Führungsholm (2) eine mit dem Bremsträger (1) mittels einer in eine Gewindebohrung (8) des Bremsträgers (1) eingedrehten Schraube (4) verbundene Führungsbuchse (3) aufweist, die verdrehsicher am Bremsträger (1) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die am Bremsträger (1) anliegende Stirnseite der Führungsbuchse (3) einen umlaufenden Vorsprung (10) aufweist, der an die zugeordnete Oberfläche des Bremsträgers (1) gepresst ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) härter ist als das Material des Bremsträgers (1), insbesondere gehärtet ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlagefläche (9) der Führungsbuchse (3) am Bremsträger (1) sowie der Vorsprung (10) mit einer reibwerterhöhenden Paste oder einer aushärtenden Beschichtung oder einer reibwerterhöhenden Einlage versehen sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) als Grat ausgebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grat im Querschnitt dreieckig ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) auf dem der Mantelseite der Führungsbuchse (3) zugeordneten Randbereich der Anlagefläche (9) vorgesehen ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) etwa im Mittenbereich der Anlagefläche (9) vorgesehen ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grat im Querschnitt als gleichschenkliges oder ungleichschenkliges Dreieck ausgebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (10) eine abgeflachte Stirnfläche aufweist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (3) auf ihrer dem Bremsträger (1) zugewandten Stirnseite ein konzentrisches Bündchen (6) aufweist, das gegenüber der sich radial anschließenden, zur Mantelseite der Führungsbuchse (3) hin ersteckenden Anlagefläche (9) vorsteht und in einer Senkung (7) des Bremsträgers (1) eingefügt ist.