DE102021126766A1

DE102021126766A1 - Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102021126766A1
Application number: DE102021126766.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Hidringer; Andreas Petschke; Thomas Beck
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2021-10-15
Filing date: 2021-10-15
Publication date: 2023-04-20
Also published as: CN117999422A; WO2023062032A1

Abstract

Eine Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem auf einen Bremsstempel einwirkenden Bremshebel (6), wobei der Bremsstempel eine mit einem Außengewinde (19) versehene Stellspindel (8) aufweist sowie ein Druckstück (9), das an einer einem Bremsbelag (4) zugewandten radial ausgerichteten Stützfläche (18) der Stellspindel (8) anliegt, ist so ausgebildet, dass der Außendurchmesser der Stützfläche (18) wenigstens 60% des Durchmessers der Andruckfläche (23) des Druckstücks (9) beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse ist in einem eine fahrzeugseitige Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel angeordnet, wobei ein Bremsstempel in einer Brücke gehalten ist, die mittels eines verschwenkbaren Bremshebels, der pneumatisch oder elektromechanisch betätigbar ist, bei einer Bremsung in Richtung der Bremsscheibe unter Mitnahme des Bremsstempels verschiebbar ist.
Dabei kommt ein Druckstück des Bremsstempels zur Anlage an einem zugeordneten Bremsbelag, der gegen die Bremsscheibe gepresst wird.
Das Druckstück liegt an einer stirnseitigen Stützfläche der Stellspindel an und ist dieser gegenüber verdrehbar gehalten, wozu ein konzentrischer Zapfen der Stellspindel in eine Sackbohrung des Druckstücks eingesteckt ist. Zwischen dem Zapfen und der Sackbohrung des Druckstücks ist ein Gleitring angeordnet, der eine leichtgängige Verdrehung des Druckstücks ermöglicht, wenn eine Nachstelleinrichtung zum Ausgleich einer verschleißbedingten Änderung eines Lüftspiels, d.h. des Abstands zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe, zum Einsatz kommt.
Hierbei wird die Stellspindel verdreht für einen axialen Hub, während das Druckstück in der eingenommenen Position verharrt. Die Verdrehsicherung des Druckstücks gegenüber der Stellspindel erfolgt üblicherweise über einen Faltenbalg, mittels dessen eine Abdichtung eines die Zuspanneinrichtung aufnehmenden Aufnahmeraums des Bremssattels gegenüber der Umgebung erfolgt.
Zur axialen Sicherung des Druckstücks an der Stellspindel wird das Druckstück am Zapfen der Stellspindel oder durch einen Absatz in diesem Bereich verstemmt.
Der Außendurchmesser der Stützfläche der Stellspindel entspricht bei dem bekannten Bremsstempel, wie er beispielsweise aus der DE 10 2015 110 231 A1 bekannt ist, dem Nenndurchmesser des Außengewindes der Stellspindel oder ist kleiner als der Nenndurchmesser, während der Außendurchmesser des Druckstücks deutlich größer ist.
Daraus ergeben sich jedoch in Funktion der Zuspanneinrichtung, also bei Anlage des Druckstücks am Bremsbelag im Fall einer Bremsung insofern Probleme, als durch die Krafteinwirkungen der einlaufenden Bremsscheibe und deren Hebelarme zur Abstützung des Bremsbelags, wie auch durch Sattelverformungen, das Druckstück kippt, mit der Folge eines Schrägverschleißes des Bremsbelags. Dies insbesondere bei einer Einstempelausführung der Zuspanneinrichtung.
Vor allem aufgrund des erhöhten Verschleißes des Bremsbelages 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 Stillstandszeiten des Fahrzeugs ergibt, dessen Scheibenbremsen entsprechend bearbeitet werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuspanneinrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass die Standzeit der Scheibenbremse insgesamt erhöht und damit die Betriebskosten gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Zuspanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese konstruktive Ausbildung des Bremsstempels bzw. der Stellspindel ist eine größere Stützfläche geschaffen, die zu einer Reduzierung des bei einer Bremsung sich ergebenden Kippmoments führt und somit dem genannten Schrägverschleiß entgegenwirkt.
Anzumerken ist überdies, dass die Erfindung mit geringem fertigungstechnischem Aufwand zu realisieren ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Konstruktiv gibt es verschiedene Möglichkeiten, um den Bremsstempel im Sinne der Erfindung zu gestalten.
So kann, wie bisher, die Stützfläche der Stellspindel bei deren Formgebung entsprechend dimensioniert sein, d.h., die dem Druckstück zugeordnete Stirnfläche der Stellspindel ist hinsichtlich ihres Durchmessers gemäß der Erfindung dimensioniert.
Denkbar ist jedoch auch, die Stützfläche durch ein separates Teil zu vergrö-ßern, beispielsweise in Form eines Ringes, der auf das entsprechende Ende der Stellspindel aufgesteckt wird und dessen dem Druckstück zugewandte Fläche in Kombination mit der Stirnfläche der Stellspindel die vergrößerte Stützfläche ergibt.
Alternativ kann der Ring auch derart ausgebildet sein, dass er die Stirnseite der Stellspindel mit abdeckt, wobei in jedem Fall der das Druckstück tragende Zapfen der Stellspindel den Ring durchtritt. Bei Überdeckung des Ringes auch der Stirnseite der Stellspindel ist die Stützfläche unterbrechungsfrei, mit Ausnahme einer Mittenöffnung zur Durchführung des Zapfens.
Der Einsatz eines Ringes in beiden beschriebenen Formen ermöglicht auch die nachträgliche Vergrößerung der Stützfläche bei einer bereits montierten Zuspanneinrichtung, da die Stellspindel auf ihrer dem Druckstück zugewandten Seite ein umlaufendes, vom Außengewinde abgesetztes Bündchen aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Nenndurchmesser des Außengewindes, so dass bei einer bestimmten Konfiguration des Ringes der Absatz zwischen dem Gewinde und dem Bündchen als axialer Anschlag für den Ring dient.
Um dem besagten Schrägverschleiß des Bremsbelages entgegenzuwirken, können neben der Konfiguration gemäß der Erfindung zusätzliche Maßnahmen vorgesehen sein, die eine versetzte Krafteinbringung in den Bremsbelag bewirken. Auch hierbei ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stellspindel unterstützend, so dass sich insgesamt ein deutlich verbessertes Bremsverhalten ergibt.
Außer der genannten Gestaltung der Stellspindel sind prinzipiell keine weiteren Modifikationen erforderlich, um das angestrebte Ziel der Reduzierung des Schrägverschleißes und in der Folge einen Beitrag zu Kostenoptimierung in dem gewünschten Umfang zu erreichen. D.h., auch die Herstellung des neuen Bremsstempels gestaltet sich äußerst preiswert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:

1 eine mit einer Zuspanneinrichtung versehene Scheibenbremse nach dem Stand der Technik in einer teilweise geschnittenen Draufsicht
2 einen Bremsstempel der Zuspanneinrichtung nach dem Stand der Technik in einer Seitenansicht
3 bis 5 jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Bremsstempels nach der Erfindung in einem Längsschnitt.

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.
Im Bremssattel 1 ist eine Zuspanneinrichtung 5 positioniert, mit einem schwenkbaren, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbaren Bremshebel 6, der sich an einer Brücke 7 abstützt.
In diese Brücke 7 sind zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Bremsstempel eingeschraubt, die jeweils ein Außengewinde 19 (2) aufweisen, das in eine Gewindebohrung der Brücke 7 eingreift.
Jede Stellspindel 8 trägt an ihrer dem Bremshebel 6 abgewandten Ende ein Druckstück 9, das im Fall einer Bremsung mit einer Andruckfläche 23 an dem aktionsseitigen Bremsbelag anliegt und diesen an die Bremsscheibe 3 presst, wobei im weiteren Verlauf der Bremsung der reaktionsseitige Bremsbelag 4 an die gegenüberliegende Seite der Bremsscheibe 3 gepresst wird.
Die Stellspindeln 8 durchtreten einen einen Aufnahmeraum des Bremssattels 1 verschließenden Verschlussdeckel 11, wobei der Durchtrittsbereich durch einen Faltenbalg 10 abgedichtet ist.
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.
Hierzu sind in einer axialen Blindbohrung 12 Axialnuten 14 vorgesehen, in die Zähne des Drehelementes 13 eingreifen.
Für eine gleichzeitige und gleichmäßige Verdrehung der Stellspindeln 8 zum Zwecke der Nachstellung ist eine Synchronisiereinrichtung 15, im Beispiel in Form eines Zugmitteltriebs, vorgesehen.
In der 2 ist ein Bremsstempel nach dem Stand der Technik als Einzelheit abgebildet. So ist zu erkennen, dass die Stellspindel 8 an ihrer dem Druckstück 9 zugewandten Stirnseite einen konzentrischen Zapfen 16 aufweist, an den sich eine radial ausgerichtete, ringförmige Stützfläche 18 anschließt, an der das Druckstück 9 anliegt. Der Außendurchmesser dieser Stützfläche 18 entspricht dem Durchmesser eines gewindefreien Bündchens 20 und ist kleiner als der Nenndurchmesser des Außengewindes 19.
Der Zapfen 16 ist umhüllt von einem Gleitring 17, durch den eine leichte Verdrehung der Stellspindel 8 gegenüber dem Druckstück 9 möglich ist.
In den 3 bis 5 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Bremsstempels gemäß der Erfindung abgebildet. Allen gemeinsam ist, dass der Außendurchmesser der Stützfläche 18 wenigstens 60% des Durchmessers der Andruckfläche 23 des Druckstücks 9 beträgt.
Bevorzugt ist ein Spindelhals der Stellspindel um etwa 20% - 40% größer als der Durchmesser des Außengewindes 19.
Bei der in der 3 gezeigten Variante ist die dem Druckstück 9 zugewandte Stirnseite der Stellspindel 8 entsprechend groß ausgebildet. D.h., die Stützfläche 18 ist einstückiger Bestandteil der Stellspindel 8.
Bei dem in der 4 gezeigten Beispiel ist die vergrößerte Stützfläche dadurch gebildet, dass auf das Bündchen 20 ein Ring 21 aufgesteckt ist, der mit der Stirnseite der Stellspindel 8 auf der dem Druckstück 9 zugewandten Seite derart fluchtet, dass sich die vergrößerte plane Stützfläche 18 ergibt.
Der Bremsstempel gemäß der 5 weist ebenfalls einen Ring 21 auf, der auf das Bündchen 20 der Stellspindel 8 aufgeschoben ist, der jedoch derart ausgebildet ist, dass die dem Druckstück 9 zugewandte Stirnseite überdeckt ist, so dass sich eine unterbrechungsfreie Stützfläche 18 ergibt. Hierzu weist der Ring 21 einen zum Zapfen 16 hin radial ausgerichteten Flansch 22 auf, der auf der Stirnseite der Stellspindel 8 einerseits aufliegt und andererseits einen Teil der Stützfläche 18 bildet.
Eine erfindungsgemäße Zuspanneinrichtung kann prinzipiell wie die in 1 gezeigte Zuspanneinrichtung aufgebaut sein.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante einer solchen Zuspanneinrichtung weist diese genau einen zentral an der Brücke 7 angeordneten Bremsstempel auf, so dass anstelle der in 1 gezeigten Zuspanneinrichtung mit zwei Bremsstempeln nur ein zentraler Bremsstempel den aktionsseitigen Bremsbelag im Fall einer Bremsung gegen die Bremsscheibe 3 drückt.
Bezugszeichenliste

1: Bremssattel
2: Bremsträger
3: Bremsscheibe
4: Bremsbelag
5: Zuspanneinrichtung
6: Bremshebel
7: Brücke
8: Stellspindel
9: Druckstück
10: Faltenbalg
11: Verschlussdeckel
12: Blindbohrung
13: Drehelement
14: Axialnut
15: Synchronisiereinrichtung
16: Zapfen
17: Gleitring
18: Stützfläche
19: Außengewinde
20: Bündchen
21: Ring
22: Flansch
23: Andruckfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015110231 A1 [0007]

Claims

Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem auf einen Bremsstempel einwirkenden Bremshebel (6), wobei der Bremsstempel eine mit einem Außengewinde (19) versehene Stellspindel (8) aufweist sowie ein Druckstück (9), das an einer einem Bremsbelag (4) zugewandten radial ausgerichteten Stützfläche (18) der Stellspindel (8) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Stützfläche (18) wenigstens 60% des Durchmessers der Andruckfläche (23) des Druckstücks (9) beträgt.
Zuspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (18) durch die Stirnfläche der Stellspindel (8) gebildet ist.
Zuspanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stellspindel (8) auf der dem Druckstück (9) zugewandten Seite ein Ring (21) angeordnet ist, der mit einer radial ausgerichteten Seite zusammen mit der Stirnfläche der Stellspindel (8) die fluchtende Stützfläche (18) bildet.
Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (21) einen radial ausgerichteten Flansch (22) aufweist, der die dem Druckstück (9) zugewandte Stirnseite der Stellspindel (8) überdeckt und eine unterbrechungsfreie Stützfläche (18) bildet.
Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (21) auf einem Bündchen (20) der Stellspindel (8) gehalten ist.
Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellspindel (8) gegenüber dem Ring (21) verdrehbar ist.
Zuspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (21) fest mit der Stellspindel (8) verbunden ist.
Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Stützfläche (18) 20 % bis 40 % größer ist als der Nenndurchmesser des Außengewindes (19).