DE10330633A1 - Pneumatically or electromotively operated disc brake - Google Patents
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Abstract
Eine pneumatisch oder elektromotorisch betätigbare Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (3) übergreifenden Bremssattel (1), mindestens einer Zuspanneinrichtung (2) zum Zuspannen der Scheibenbremse, wobei die Zuspanneinrichtung (2) auf der der Bremsscheibe (3) zugewandten Seite mindestens ein Druckstück (5) aufweist, das gegenüber dem Bremssattel (1) durch einen daran und am Druckstück (5) angeschlossenen, verformbaren Metallbalg (9) aus einem Blechmaterial abgedichtet ist.A pneumatically or electromotively actuated disc brake for a commercial vehicle, with a brake caliper (1) spanning a brake disc (3), at least one application device (2) for applying the disc brake, the application device (2) on the side facing the brake disc (3) at least has a pressure piece (5) which is sealed off from the brake caliper (1) by a deformable metal bellows (9) made of sheet metal material and connected to the pressure piece (5).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatisch oder elektromotorisch betätigbare Schreibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a pneumatic or electric motor actuated Writing brake according to the generic term of claim 1.
Der
prinzipielle Aufbau einer derartigen Scheibenbremse ist beispielsweise
aus der
Dabei weist die Zuspanneinrichtung zwei Stellspindeln auf, die im Bremssattel verschieblich gelagert sind und die an ihrem der Bremsscheibe zugewandten Ende jeweils ein Druckstück tragen, an dem ein im Funktionsfall die Bremsscheibe kontaktierender Bremsbelag befestigt ist. Die Bremsbeläge sind im Bremsträger verankert und werden mit den Druckstücken mit Kraft beaufschlagt.there the application device has two adjusting spindles in the brake caliper are slidably mounted and on their facing the brake disc End a pressure piece at the end wear on which a contacting the brake disc in the event of a function Brake pad is attached. The brake pads are anchored in the brake carrier and are with the pressure pieces energized.
Um den Innenraum des Bremssattels sowie die Stellspindeln vor Verschmutzungen zu schützen, ist an dem jeweiligen Druckstück ein Balg in Form eines Faltenbalges befestigt, der andererseits an einer Verschlußplatte festgelegt ist, durch die der Bremssattel verschlossen ist. Insofern ist die Verschlußplatte integraler Bestandteil des Bremssattels. Er kann auch direkt am Bremssattel angreifen, wenn keine Verschlussplatte vorgesehen ist.Around the interior of the brake caliper and the adjusting spindles against contamination is to protect on the respective pressure piece a bellows in the form of a bellows attached to the other on a locking plate is fixed by which the brake caliper is closed. insofar is the locking plate integral part of the brake caliper. He can also directly on Grip the brake caliper if no locking plate is provided.
Gattungsgemäße Scheibenbremsen, also üblicherweise in Nutzfahrzeugen montiert, unterliegen im Betriebsfall einer erheblichen Beanspruchung, insbesondere hinsichtlich einer thermischen Belastung. Die beim Bremsen entstehende Reibungswärme wird in einem nennenswerten Umfang auf die einzelnen Bauteile der Schei benbremse übertragen, insbesondere auch auf den als Dichtelement fungierenden Balg des jeweiligen Druckstücks.Disc brakes of the generic type, so usually Assembled in commercial vehicles are subject to considerable damage during operation Stress, especially with regard to thermal stress. The frictional heat generated during braking is noteworthy Transfer the scope to the individual components of the disc brake, in particular also on the bellows acting as a sealing element respective pressure piece.
Die bislang eingesetzten Bälge bestehen aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Silikon. Es wäre allerdings wünschenswert, ein noch geeigneteres Material für diese Bälge einzusetzen, um die Wartungsintervalle hinsichtlich des Balges zu verlängern.The Bellows used so far consist of a plastic, preferably of silicone. However, it would be desirable, an even more suitable material for these bellows to use the maintenance intervals regarding the bellows extend.
Es ist auch wünschenswert, ein mechanisch belastbareres Material einzusetzen, das noch unempfindlicher gegen Verschmutzungen und Beschädigungen ist, wie sie beispielsweise durch Belagabrieb, im Fahrbetrieb umherfliegende Steine, Sand oder dergleichen entstehen können.It is also desirable to use a mechanically stronger material that is even less sensitive against dirt and damage is how it flies around while driving, for example due to surface abrasion Stones, sand or the like can arise.
Zwar ist schon versucht worden, die mechanische Belastung durch eine über den Balg gestülpte Umhüllung, beispielsweise in Form einer Schraubenfeder aus Metall, zu reduzieren bzw. auszuschließen, jedoch führt dies aufgrund eines Wärmestaus zu einer zusätzlichen thermischen Belastung des Balges, so daß diese Lösung ganz und gar unbefriedigend ist.Though has already been tried to overcome the mechanical stress caused by a Bellows inverted covering, for example in the form of a coil spring made of metal, to reduce or exclude, however does this due to a heat build-up to an additional thermal stress on the bellows, so that this solution is completely unsatisfactory.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, daß ihre Standzeit erhöht und Reparaturkosten dadurch gesenkt werden.The The present invention is therefore based on the object of a disc brake of the generic type to develop further so that their service life elevated and repair costs can be reduced.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach besteht der Balg aus Metall.This Task is provided by a disc brake with the features of the claim 1 solved. After that the bellows is made of metal.
Eine derart ausgebildete Scheibenbremse zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ihre Standzeit wesentlich erhöht ist, d. h., die Reparaturzeiträume, nach denen ein verschleißbedingtes Auswechseln der Bälge erforderlich ist, sind wesentlich länger als bisher. Daraus ergeben sich naturgemäß Kostenvorteile, da zum einen die Stillstandzeiten des Nutzfahrzeuges reduziert und zum anderen Montage- und Materialkosten verringert werden.A disc brake designed in this way is particularly characterized by this from that their lifespan significantly increased is, d. i.e., the repair periods, after which a wear-related Changing the bellows is much longer than before. Resulting from it of course cost advantages, because on the one hand the downtimes of the commercial vehicle are reduced and on the other hand, assembly and material costs can be reduced.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den Balg als Faltenbalg z.B. in Form eines Lamellen- oder Wellenbalges auszubilden. Zumindest sollte dabei eine, vorzugsweise aber mehrere Wellung(en) oder Faltung(en) realisiert werden, um eine genügende Federwirkung zu sichern.To An advantageous development of the invention is provided the bellows as bellows e.g. in the form of a lamella or wave bellows train. At least one, but preferably several Corrugation (s) or folding (s) can be realized to have a sufficient spring action to secure.
Metallfaltenbälge sind zwar an sich bekannt. An den Einsatz eines Metallfaltenbalges bei Nutzfahrzeugbremsen wurde jedoch bisher nicht angedacht, vermutlich, da man glaubte, dass das Drehmoment, welches der Metallfaltenbalg aufgrund seiner Federwirkung zwischen Druckstück und Bremssattel jeweils auf die Stellspindeln ausübt, diesem Einsatz entgegensteht, insbesondere, da sich die Federwirkung und damit das Drehmoment mit zunehmendem Belagverschleiß und zunehmendem Ausfahren des Faltenbalges laufend verändern. Nach der Idee der Erfindung ist dieser Effekt aber überraschend durchaus beherrschbar, und zwar insbesondere, wenn der Faltenbalg derart ausgelegt ist, dass das durch die Federkraft des metallischen Faltenbalges erzeugte Gewindehaltemoment, welches der Faltenbalg auf die Stellspindeln ausübt, so gering ist, dass die Nachstellfunktion des Nachstellers auf die Nachstellspindeln dass die Nachstellfunktion des Nachstellers durch Verdrehen der Stellspindeln gewährleistet bleibt bzw. nicht oder nicht nennenswert bzw. nicht in praktisch erheblichem Maße beeinträchtigt wird. Nur wenn diese Bedingung erfüllt ist, bleibt die Funktion der Nachstellung in genügendem Maße gewährleistet. Bevorzugt ist die Federkraft kleiner als 1000 N, insbesondere kleiner als 800 N. Diese Kraftangaben beziehen sich auf zwei Faltenbälge. Pro Faltenbalg gilt daher bevorzugt: Federkraft < 500N, insbesondere < 400 N.Metal bellows are known per se. However, the use of a metal bellows in commercial vehicle brakes has not previously been considered, presumably because it was believed that the torque which the metal bellows exerts on the adjusting spindles due to its spring action between the pressure piece and the brake caliper stands in the way of this use, particularly since the spring action and so that the torque changes continuously with increasing lining wear and increasing extension of the bellows. According to the idea of the invention, this effect is surprisingly quite manageable, in particular if the bellows is designed in such a way that the thread holding torque generated by the spring force of the metallic bellows, which the bellows exerts on the adjusting spindles, is so low that the adjustment function of the adjuster on the adjuster spindles that the adjuster function of the adjuster remains guaranteed by turning the adjusting spindles or is not impaired or not appreciably or is not impaired to a practically considerable extent. The function of the adjustment can only be guaranteed to a sufficient extent if this condition is met. The spring force is preferably less than 1000 N, in particular less than 800 N. This force information refer to two bellows. The following applies to each bellows: spring force <500N, in particular <400 N.
Es ist auch denkbar, daß der Faltenbalg derart ausgelegt ist, dass er bei unverschlissenen Bremsbelägen und bei verschlissenen Bremsbelägen als Zugfeder (oder als Druckfeder) auf die Druckspindeln wirkt.It it is also conceivable that the Bellows is designed in such a way that it can be used with uns worn brake pads and with worn brake pads acts as a tension spring (or as a compression spring) on the pressure spindles.
Vorzugsweise wird der Faltenbalg aus einem nichtrostenden Metall hergestellt. Hier bietet sich Leichtmetall oder insbesondere nichtrostender Stahl an. Hergestellt wird der Faltenbalg insbesondere unter Einsatz eines Laserschweißverfahrens.Preferably the bellows is made of a rustproof metal. Here, light metal or especially stainless steel is ideal. The bellows is manufactured in particular using a Laser welding process.
Neben der hohen thermischen Belastbarkeit sowie der mechanischen, zeichnet sich ein solcher Balg dadurch aus, daß er flüssigkeitsdicht und dauerhaft elastisch verformbar ist.Next the high thermal resilience as well as the mechanical Such a bellows is characterized by the fact that it is liquid-tight and durable is elastically deformable.
Letzteres erlaubt die Mehrfachverwendung des Balges, d. h., er ist auch bei mehreren Bremsbelagwechseln einsetzbar, wobei er nach erfolgter Erneuerung des Bremsbelages in seinen Ausgangszustand zurückverformt werden kann.The latter allows multiple use of the bellows, i.e. that is, he is also with several brake pad changes can be used, after he has done Renewal of the brake pad deformed back to its original state can be.
Da der neue Balg in seiner Formgebung und Konfiguration zweckmäßigerweise dem eines bekannten angepaßt wird, ist auch die theoretische Möglichkeit der Nachrüstung gegeben. Im Falle eines notwendigen Austausches kann damit der neue Balg eingesetzt werden. Der Metallbalg als Erstausrüstungsbestandteil ist natürlich an sich auch gegen einen neuen Metallbalg austauschbar.There the new bellows is expedient in its shape and configuration adapted to that of a known one there is also the theoretical possibility of retrofitting. If a replacement is necessary, the new bellows can be used become. The metal bellows as original equipment component is of course on can also be exchanged for a new metal bellows.
Durch die Anpassung des neuen Balges an die Form des bislang eingesetzten sind auch die übrigen Bauteile der Scheibenbremse, an die der Balg anschließbar ist, nicht notwendigerweise auch zu verändern. Vielmehr kann der neue Balg theoretisch bei entsprechender Anpassung auch in eine bestehende Scheibenbremse eingebaut werden, insbesondere in den vorhandenen Einbauraum. Es kann allerdings auch notwendig sein, die Einbaugegebenheit geringfügig zu modifizieren, da der Metallbalg i.allg. etwas länger baut als ein Silikonbalg.By the adaptation of the new bellows to the shape of the one used so far are the rest too Components of the disc brake to which the bellows can be connected not necessarily to change too. Rather, the new one Bellows theoretically with an appropriate adjustment also in an existing one Disc brakes are installed, especially in the existing ones Installation space. However, the installation conditions may also be necessary slight to be modified because the metal bellows generally. builds a little longer than a silicone bellows.
Auch die Herstellung des neuen Balges gestaltet sich sehr einfach und kostengünstig, da auf bekannte Technologien zurückgegriffen werden kann, die vor allem unter dem Aspekt, daß es sich bei solchen Bälgen um Serienprodukte handelt, die in großen Stückzahlen verwendet werden, eine rationelle Fertigung zulassen.Also the production of the new bellows is very simple and cost-effective, because it uses known technologies can be, especially under the aspect that such bellows Series products that are used in large quantities, allow rational production.
Aufgrund der Dehn- (Zug- und Druck-)steifigkeit des Balges wird die mit dem Druckstück verbundene, im Bremssattel geführte und als Gewinderohr ausgebildete Stellspindel gegen unbeabsichtigtes Verdrehen durch Rütteln und dgl. gesichert, so daß auf eine bislang erforderliche Reibbremse zu diesem Zweck u.U. verzichtet werden kann, jedenfalls bei einer Auslegung als reine Druckfeder. U.U. kann der Balg auch mit einem Dichtringabschnitt zumindest an einem seiner Enden kombiniert werden.by virtue of the expansion (tensile and compressive) stiffness of the bellows becomes that with the Pressure piece connected, guided in the brake caliper and designed as a threaded tube adjusting spindle against unintentional turning by shaking and the like. Secured so that on a previously required friction brake for this purpose may waived can be, at least with a design as a pure compression spring. U.U. the bellows can also have a sealing ring section at least on one its ends can be combined.
Die Befestigung des Metallbalges am Druckstück kann durch Schweißen, Löten, Rollieren, Verquetschen, Verpressen mit oder ohne einen Preßring erfolgen oder durch Halten mittels einer am Druckstück festlegbaren Platte zur Thermoisolation.The The metal bellows can be attached to the pressure piece by welding, soldering, rolling, Squeezing, pressing with or without a press ring or by holding by means of one on the pressure piece lockable plate for thermal insulation.
Die Verbindung mit dem Bremssattel bzw. der angeschlossenen Verschlußplatte kann in gleicher Weise erfolgen, wobei die Verschlußplatte eine topfartige Vertiefung aufweisen kann, an deren Grund der Balg mit einem Ende befestigt ist, während das andere Ende mit dem Druckstück verbunden ist.The Connection with the brake caliper or the connected locking plate can be done in the same way, the closure plate can have a pot-like depression, at the bottom of which the bellows attached with one end while the other end with the pressure piece connected is.
In diesem Fall erstreckt sich der Balg koaxial zur am Druckstück angeschlossenen Stellspindel.In In this case, the bellows extends coaxially to that connected to the pressure piece Adjusting spindle.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Balg in seiner Ausgangsstellung bei unverschlissenen Bremsbelägen einen zumindest teilweise aufgrollten Mantel aufweist, derart, dass mit zunehmendem Belagverschleiß der abgerollte Bereich des Faltenbalges nach und nach aus dem aufgrollten Bereich heraus gestreckt wird. Bei einem Belagwechsel wird dann auch dieser „Einwegbalg" gegen einen neuen getauscht.To In a further advantageous embodiment, the bellows in its starting position with uns worn brake pads one has at least partially rolled up jacket, such that with increasing lining wear unrolled area of the bellows gradually from the rolled up Area is stretched out. Then when changing the topping this "one-way bellows" against a new one exchanged.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:embodiments the invention are described below with reference to the accompanying drawings. It shows:
In
der
Zu
beiden Seiten der Bremsscheibe
Hierzu
ist eine drehhebelbetätigte
Zuspanneinrichtung
Zum
Ausgleich eines Lüftspiels
ist jeder Stellspindel
Der
Bremssattel
Hier
sind jeweils sich in das Innere des Bremssattels
Wenn
auf der der Zuspanneinrichtung
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
entsprechend den
Durch
den Balg
Wie
bereits erwähnt,
ist der Faltenbalg
Während der
in der
In
den
So
ist in der
In
der
Eine
radiale Zentrierung des Balgendes ist ebenfalls in der
Die
gezeigten Verbindungsmöglichkeiten
beschränken
sich nicht auf den Einsatz eines Topfes
Die
So
ist gemäß der
Im
Beispiel nach
In
der
Metallfaltenbälge sind
zwar an sich bekannt. An den Einsatz eines Metallfaltenbalges bei
Nutzfahrzeugbremsen wurde jedoch bisher nicht angedacht, vermutlich,
da man glaubte, dass das Drehmoment, welches der metallische Faltenbalg
Den
Effekt veranschaulichen prinzipiell die
Es ist alternativ auch denkbar, den Faltenbalg durch gängig in Hinsicht auf die Druckstücke als reine Zugfeder auszulegen, wenn dieser entsprechend komprimiert aufgebaut ist.It is alternatively also conceivable to pass the bellows through in Terms of the pressure pieces to be interpreted as a pure tension spring if it compresses accordingly is constructed.
- 11
- Bremssattelcaliper
- 22
- Zuspannvorrichtungapplication device
- 33
- Bremsscheibebrake disc
- 44
- Bremsbelagbrake lining
- 55
- DruckstückPressure piece
- 66
- NachstellerStalker
- 77
- Verschlussplatteclosing plate
- 88th
- Topfpot
- 99
- Balgbellows
- 1010
- Stellspindeladjusting spindle
- 1111
- Nutgroove
- 1212
- Anschlagattack
- 1313
- Stegweb
- 1414
- Ringring
- 1515
- Ringspaltannular gap
- 1616
- Anschlußblechconnecting plate
- 1717
- Isolierunginsulation
- 1818
- Bundbuchsecollar bushing
- 1919
- Drehhebellever
- 2020
- Brückenfeder(n)Bridge spring (s)
- 2121
- Brückebridge
- 2222
- KetteChain
- 2323
- Ringausnehmungannular recess
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