Scheibenbremse sowie Wärmedämmeinrichtung für eine Scheibenbremse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatisch und/oder elektromotorisch betätigbare Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Wärmedämmeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Scheibenbremsen sind beispielsweise als Schiebesattelscheibenbremsen, Schwenksattelscheibenbremsen oder Festsattelscheibenbremsen bekannt.
Schiebesattelbremsen benötigen ein achsfestes Bauteil, das die an einer Seite der Bremsscheibe wirksamen Bremsbeläge trägt und bei Bremsbetätigung deren Um- fangskräfte aufhimmt sowie den parallel zur Fahrzeugachse verschiebbar gelagerten Bremssattel hält. Die Relativbewegung, die der Bremssattel gegen das achsfeste Bauteil ausführt, lässt sich in Arbeite- und Verschleißhub unterteilen.
Zum Ausgleich von Bremsbelag- und/oder Bremsscheibenverschleiß ist im Bremssattel wenigstens eine Nachstelleinrichtung angeordnet, welche über ein oder zwei im wesentlichen axial zur Bremsscheibe verschiebliche Druckstücke auf einen Bremsbelag wirkt, um den Abstand zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe zu verstellen. Das Bremsbelagmaterial ist mit dem Belagträger verbunden, der wiederum mit dem Druckstück entweder verbunden ist oder aber ohne Verbindung zum Belagträger „lose" an diesem anliegt.
Beispielsweise aus der DE 42 30 005 AI ist eine derartige Scheibenbremse mit einem Schiebesattel bekannt, bei welcher auf jeder Seite der Bremsscheibe jeweils zwei nebeneinander angeordnete Druckstücke auf einen Belagträger eines Bremsbelages einwirken, der mit einem Belagträgermaterial versehen ist.
Nachteilig bei den bekannten Konstruktionen ist, daß die bei einem Bremsvorgang entstehende Reibungswärme ungehindert durch sämtliche Bauteile der Nachstelleinrichtung geleitet wird, wodurch die nachgeordneten Funktionsteile einer besonderen, die Standzeit mindernden Belastung ausgesetzt sind. Problematisch ist dies insbesondere, wenn als Antriebe der Nachstelleinrichtungen Elektromotore eingesetzt werden.
Da Scheibenbremsen, die bei Nutzfahrzeugen Verwendung finden, höchsten Beanspruchungen unterliegen, kommt diesem Problem eine besondere Bedeutung zu, insbesondere in wirtschaftlicher Hinsicht, da verkürzte Standzeiten und ein dadurch bedingter Ersatz der entsprechenden Funktionsteile nicht nur Reparaturkosten verursacht, sondern auch Kosten, die durch die notwendige Stillstandszeit des Nutz- fahrzeuges entstehen.
Aus der DE 39 19 179 ist eine Scheibenbremse bekannt, bei welcher an der zum Druckstück gewandten Seite des Bremsbelages an der Belagträger als Wärme- dämmeimichtung eine Wärmedämmplatte angebracht ist, welche den Wärmefluss zwischen dem Bremsbelag und dem Druckstück verringert. Da bei Bremsungen eine hohe Wärmeentwicklung an der Bremsscheibe und den Bremsbelägen erfolgt, schützt die Wärmedämmplatte das Innere des Bremssattels - so die Zuspanneinheit und die Nachstelleinrichtung - gegen Überhitzung. Durch diese Lösung lässt sich das Problem mindern. Konstruktiv ist die Lösung dagegen nicht optimal, denn sie lässt sich beispielsweise nicht bei bestehenden Scheibenbremsen nachrösten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß mit konstruktiv einfachen eine geringe Wärmeübertragung bei Bremsungen in das Innere des Bremssattels erreicht wird, wobei prinzipiell auch eine Nachrüstbarkeit gegebener Scheibenbremsen mit der Wäimedämmemrichtung realisierbar sein soll.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und den Gegenstand des Anspruchs 15 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach weist die Wärmedämmeinrichtung eine Wärmedämmschicht und eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Wärmedämmschicht an dem wenigstens einen Druckstück auf. Die Wärmedämmeinrichtung weist damit nur eine minimale Ausdehnung über den Bereich der Druckstücke auf und ist durch Austausch der Druckstücke oder Ansetzen an bestehende Druckstücke unkompliziert nachrüstbar. Sie bietet dennoch einen hervorragenden Schutz der Zu- und der Nachstelleinrichtung gegen Wärmekonvektion vom Druckstück in das Innere des Bremssattels.
Vorzugsweise ist die Befestigungseinrichtung in konstruktiv einfacher Weise als Topf oder Käfig ausgebildet, welcher die Wärmedämmschicht aufnimmt und mittels Form- und/oder Kraftschluss am Druckstück befestigt ist.
Die Erfindung schafft auch eine Wärmedämmeinrichtung mit einer Warmedammschicht und einer Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Wärmedämmschicht an dem wenigstens einen Druckstück der Scheibenbremse.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1-5 verschiedene Varianten des Druckstückbereiches erfindungsgemäßer Scheibenbremsen,
Figur 6 einen Schnitt durch eine Scheibenbremse nach dem Stand der Technik.
Fig. 6 zeigt eine Scheibenbremse, wie sie aus der DE 4230005 bekannt ist. Die Erfindung ist aber nicht auf derartige pneumatisch betätigte Scheibenbremsen mit Schiebesattel beschränkt sondern eignet sich auch für Scheibenbremsen mit
Schwenk- oder Festsattel sowie auch für elektromechanisch betätigte Scheibenbremsen sowie pneumatisch betätigte Scheibenbremsen mit elektromechanisch angetriebener Nachstelleinrichtung sowie auch für Scheibenbremsen mit Nachstelleinrichtungen auf jeder Seite der Bremsscheibe (siehe z.B. die PCT/EPO 1/09366), denn die Hitzeschutzeinrichtungen lassen sich bei Druckstücken verschiedenster Art nachrüsten.
Die in Fig. 6 gezeigte Scheibenbremse weist einen als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel 1 auf, der eine Bremsscheibe 2 in ihrem oberen Umfangsbereich um- fasst. Denkbar, aber nicht dargestellt, ist auch eine elektromotorische Betätigung der Scheibenbremse.
Beidseits der Bremsscheibe 2 sind in ihrer Richtung und von dieser weg, d. h. senkrecht zu ihrer Ebene verschiedene Bremsbeläge 3 angeordnet, die in üblicher Weise aus einem Belagträger 3a und einem darauf aufgebrachten Belagmaterial 3b bestehen.
Eine Zuspanneinrichtung 4, die hier mittels eines Drehhebels 5 über einen Exzenter 6 auf eine Traverse 7 einwirkt, in welcher zwei zueinander parallele Nachstellspindeln 8 verdrehbar verschraubt sind, die jeweils an ihren der Bremsscheibe 2 zugewandten Seite Druckstücke 9 aufweisen, welche an dem Belagträger 3 anliegen, ermöglicht das Vorschieben des in Fig. 6 rechten Bremsbelages 3 in Richtung der Bremsscheibe und über die auftretenden Reaktionskräfte und die Verschiebbarkeit des Bremssattels 1 relativ zu einem Bremsträger auch das Zuspannen des linken Bremsbelages 3.
Die beiden miteinander synchronisierten Nachstellspindeln 8 ermöglichen über eine mechanische Kopplung mit dem Drehhebel 5 und eine Nachstelleinrichtung 10 mit Einwegdreh- und Überlastkupplung das Nachstellen von Bremsbelagverschleiß (hier nicht erkennbar, da in einer der Nachstellspindeln 8 untergebracht).
Die Druckstücke 9 weisen hier gem. Fig. 1 einen zum Belagträger 3a weisenden scheibenförmigen Bereich 11 auf sowie einen sich an diesen anschließenden, sich konisch verjüngenden Bereich 12 an ihrer vom Belagträger abgewandten Seite und gehen hier schließlich in einen kurzen bolzenartigen Bereich 21 über, an dem die Nachstellspindeln 8 befestigt sind. Am Umfangsrand des Druckstückes ist in dessen bolzenförmigen Bereich 21 das eine Ende eines Faltenbalges 22 befestigt, dessen anderes Ende am Innenumfang von Öffnungen 23 im Bremssattel 1 - siehe Fig. 1 - oder einer Verschlussplatte des Bremssattels 1 oder dgl. befestigt ist und das Innere des Bremssattels 1 gegen Verunreinigung schützt.
Denkbar - hier aber nicht dargestellt - wäre auch eine Ausbildung mit einem sich an die scheibenförmigen Bereiche 11 direkt oder nach einem weiteren konischen Bereich 12 anschließenden hülsen- bzw. mutternartigen Bereich, der auf einem Bolzen verschraubt sind. Wichtig ist in diesem Zusammenhang lediglich die Möglichkeit zur Veränderung des Abstandes zwischen den Druckstücken 9 und der Traverse 7 oder - allgemeiner formuliert - die Möglichkeit zur Veränderung der „Länge" der Nachstelleinrichtung senkrecht zur Bremsscheibe 2 zum Ausgleich von Belagverschleiß.
Nach der Erfindimg ist an den Druckstücken 9 jeweils eine Wärmedämmeinrichtung 13 angeordnet, welche jeweils eine ringförmige Wärmedämmschicht 14 und eine Befestigungseinrichtung 15 zur Befestigung der Wärmedämmschicht 14 an dem Druckstück 9 aufweist. Bei der Bremse der Fig. 6 ist die Wärmeschutzeinrichtung durch einen vollständigen Austausch der Druckstücke 9 oder - nach einigen Varianten - durch Ergänzung der Wärmeschutzeinrichtung 13 nachrüstbar.
Wie in Fig. 1 zu erkennen, ist die Wärmedämmschicht 14 vorzugsweise scheibenartig ausgebildet und weist einen Durchmesser auf, welcher dem des scheibenförmigen Bereiches 11 der Druckstücke 9 entspricht.
Als Befestigungseinrichtung dient nach Fig. 1 eine Art Topf 16 oder Käfig aus Blech, welcher die Wärmedämmschicht zum Belagträger hin mit seinem Boden 17
vorzugsweise vollständig überdeckt und der einen an seinem gesamten Umfang o- der zumindest abschnittsweise am Umfang einen zylindrischen Mantel 18 aufweist, welcher das Druckstück 9 - und hier insbesondere dessen scheibenförmigen Bereich 11 - an seinem Umfang ganz oder abschnittsweise einfasst und der die Warmedammschicht 13 nachrüstbar am Druckstück 9 befestigt.
Diese Befestigung kann durch Kraft- und/oder Formschluss erfolgen.
Die Befestigung durch den Topf 16 oder Käfig hat den Vorteil, daß es bei entsprechender Auslegung mit einer relativ dünnen Wärmedämmschicht 14 und einem entsprechend dünnwandigen Topf 16 sogar möglich ist, die Wärmedämmeinrichtung bei bestehenden Scheibenbremsen nachzurösten.
Nach Fig. 1 erfolgt die Befestigung des Topfes 16 in erster Linie durch einen Formschluss, wobei der zylindrische Mantel 18 an seinem freien, vom Belagträger abgewandten Ende im Bereich 26 nach innen hin umgebördelt oder umgepresst ist und sich an den konischen Bereich 12 anlegt, so daß ein Abziehen des Topfes 16 zum Druckstück hin 9 aufgrund des hierdurch gebildeten Hinterschnittes nicht mehr möglich ist.
Der Topf 16 kann im Bereich seiner Wandungen im wesentlichen oder ganz geschlossen oder auch - nach weniger bevorzugten Varianten - teilweise durchbrochen ausgebildet sein.
Die Wärmedämmeinrichtung 13 verringert auf einfache Weise die Konvektion von Wärme durch die Druckstücke 9 und schützt so die Zuspanneinrichtung 4 und die Nachstelleinrichtung 10 und dort insbesondere deren wärmeempfindliche Teile wie die Faltenbälge 22, Fette, Kunststoffteile wie Potentiometer oder dgl. gegen vorschnellen Verschleiß.
Nach Fig. 2 erfolgt die Befestigung des Topfes 16 in erster Linie durch einen Kraft- schluss, wobei der zylindrische Mantel 18 an seinem freien, vom Belagträger abge-
wandten Ende nach außen hin an seinem Rand umgebördelt oder gepresst ist - Bereich 20 - und sich mit Vorspannung gegen den Umfangsrand des scheibenförmigen Bereiches 11 des Druckstücks legt.
Die Ausfuhrungsbeispiele der Fig. 1 und 2 lassen sich auch leicht bei bestehenden Bremsen nachrüsten, da das Druckstück nicht verändert zu werden muss. Es ist sogar möglich, die Wärmedämmeinrichtung derart auszubilden, daß bestehende Montagewerkzeuge weiter eingesetzt werden können.
Der Topf 16 übernimmt dabei einerseits eine Fixierung und andererseits einen Schutz der Wärmedämmschicht 14 gegen mechanische Beschädigung. Eine oder mehrere Durchbrechungen im Topf 16 können andererseits vorteilhaft sein, um eine visuelle Inspektion der Wärmedämmschicht 14 vornehmen zu können.
Als Material für die Warmedammschicht 14 bietet sich insbesondere eine Keramik an, welche derart gewählt wird, daß sie einerseits eine gute Wärmedämmung und andererseits eine Aufnahme der bei Bremsungen auftretenden mechanischen Kräfte erlaubt.
Bei einer Scheibenbremse wie der nach Fig. 6 sind die Druckstücke 9 nicht mit dem Belagträger 3a verbunden, so daß während des gelösten Zustandes keine Wärme mehr in die Druckstücke 9 fließt. Dennoch eignet sich die Scheibenbremse prinzipiell auch für Varianten, bei welche die Druckstücke 9 mit dem Bremsbelag 3 gekoppelt sind und diesen beim Lösen der Bremse mit von der Bremsscheibe 2 zurückziehen.
Nach Fig. 3 ist der scheibenförmige Bereich 11 an seinem vom Belagträger 3a abgewandten Bereich mit einer Ringaussparung 19 oder mit mehreren am Umfang verteilten Aussparungen versehen, in welche der nach außen umgebördelte Bereich 20 rastend eingreift, so daß hier eine besonders effektive Kombination aus Formund Kraftschluss realisiert wird.
Fig. 4 verdeutlicht die Option bei einer Ausbildung der Wärmedämmschicht 14 als Ringscheibe nicht an deren Außenumfang sondern innen im Lochbereich 25 der Wärmedämmschicht 14 ein Verpressen oder Eindrücken des Topfes 16 zu einem Vertiefungsbereich 27 vorzunehmen, um den Topf kraftschlüssig am Druckstück 9 zu verpressen.
Nach Fig. 5 ist die Warmedammschicht nicht ring- sondern „geschlossen" scheibenförmig ausgebildet, so daß ganzflächig im Bereich des Drackstückes 9 die Konvek- tion von Wärme verhindert wird. Der Topf 16 weist hier noch einen äußeren Ringansatz 27 auf und deckt den Faltenbalg zum Belagträger 3b hin schützend ab.
Bezugszeichenliste
Bremssattel 1
Bremsscheibe 2
Bremsbeläge 3
Belagträger 3a
Belagmaterial 3b
Zuspanneinrichtung 4
Drehhebel 5
Exzenter 6
Traverse 7
Nachstellspindeln 8
Druckstücke 9
Nachstelleinrichtung 10 scheibenförmiger Bereich 11 konischer Bereich 12
Wärmedämmeinrichtung 13
Wärmedämmschicht 14
Befestigungseinrichtung 15
Käfig 16
Boden 17
Mantel 18
Ringaussparung 19 umgebördelter Bereich 20
Bolzenformiger Bereich 21
Faltenbalg 22
Öffnungen 23
Lochbereich 25
Bereich 26
Vertiefungsbereich 27