WO2007028585A1 - Scheibenbremse für ein nutzfahrzeug - Google Patents

Scheibenbremse für ein nutzfahrzeug Download PDF

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Robert Theil
Tobias Linke
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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    • F16D65/38—Slack adjusters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0004—Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0037—Protective covers

Definitions

  • the present invention relates to a disc brake for a commercial vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Such a disk brake is known for example from DE 103 00 013 Al.
  • Adjustment provided by means of a clearance between the brake disc and brake shoes is adjustable.
  • the adjustment means or a synchronization is e.g. operated via a synchronous transmission and has for this purpose an output gear, which is driven mechanically or via an electric motor. Both the output gear and the
  • Electric motor are arranged inside or outside the caliper, as well as other functional parts that are required for the operation of the disc brake.
  • the lid is connected to the caliper.
  • the invention is therefore based on the object to further develop a disc brake of the generic type, that the lid for the encapsulation of functional parts is secured tamper-proof and a more cost-effective production and assembly is possible.
  • Lids are largely dispensed with, since connection connections, such as threaded holes or the like are no longer required. Such a renunciation of preparatory work leads, for obvious reasons, to a reduction in manufacturing costs, resulting in significant savings.
  • the welding can be done by laser or welding electrodes.
  • Laser welding are in the contact area of the lid with the caliper a plurality of openings, preferably provided in the form of holes, on the inner edge of a circumferential laser weld is generated, through which the welded joint is produced.
  • the cover When welding by means of a welding electrode, the cover rests with pronounced welding pins on the caliper, while the welding electrodes are immersed in a concentric blind hole, which is followed by the welding pin. The welding takes place inductively. It is also conceivable that the caliper is provided with welding pin.
  • the welding pins can be introduced by impressing, while in the case of a plastic lid, the respective welding pin is part of an inserted metal ring, which rests at least axially secured in the plastic lid.
  • the plastic cover introduced metal rings are also the connection by means of laser welding, in which case the metal ring is modified accordingly. Both welding methods can be automated, that is, by a suitable robot can be carried out in a very efficient way, an automatic welding of the lid to the caliper.
  • FIG. 1 shows a cover of a disc brake according to the invention in a perspective view
  • FIGS. 2 and 3 3 each embodiment of a detail of the lid of Figure 1
  • Figures 4 to 6 are each a partial cross-section through a detail of the connectable to a caliper cover
  • a cover 1 is shown, which is integrally connected to an indicated caliper 2 ( Figure 4) a disc brake for a commercial vehicle, wherein the cover 1 outside the caliper 2 arranged, not shown functional parts of an adjusting device, such as transmission parts in terms of Encapsulation covered.
  • the lid 1 shown in Figure 1 is made of plastic and has in the edge region of its outer contour a plurality of inserted metal rings 3 or 4, of which an embodiment is shown enlarged in Figures 2 and 3.
  • the metal rings 3, 4 axially secured, preferably also secured against rotation, mounted in the cover 1, to which on the metal ring 3, a circumferential bead 6 is integrally formed, which corresponds positively to the lid 1.
  • the metal ring 3 is configured to be weldable to the caliper 2 by means of an electrode 11 (FIG. 5).
  • the metal ring 3 on its caliper 2 facing the end of a central pin 5, which melts when immersing the electrode 11 in a blind hole 12 of the metal ring 3 and applying power and welded to the caliper 2, which also consists of metal welded , Excess weld material of the pin 5 is received by a concentric undercut 7 which is adjacent to the pin 5.
  • the lid 1 is made of metal.
  • the pin 5 is formed here by corresponding impressing the lid 1, below
  • the cross section of the pin 5 is kept relatively small, while the outer diameter of the formed as a rotationally symmetrical body
  • Metal ring 3 is chosen to be relatively large, so that it heats only slightly during welding.
  • Lid 1 is mounted in plastic.
  • This metal ring 4 is provided with a through hole 8 and has on its the caliper 2 facing end face a support ring 9, with which it is supported on the caliper 2.
  • a seal 13 is provided for sealing the functional parts receiving the interior of the lid 1 relative to the surrounding environment, which is sealingly supported on the one hand on the cover 1 and on the other hand on the brake caliper 2.

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Abstract

Eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel sowie außerhalb des Bremssattels angeordneten Funktionsteilen, wie Getriebeteilen einer Nachstelleinrichtung, die mittels eines außenseitig am Bremssattel befestigten Deckels (1) gekapselt sind, ist so ausgebildet, dass der Deckel (1) stoff schlüssig mit dem Bremssattel verbunden ist.

Description

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Scheibenbremse ist beispielsweise aus der DE 103 00 013 Al bekannt.
Zur Funktion einer solchen Scheibenbremse ist unter anderem eine
Nachstelleinrichtung vorgesehen, mittels der ein Lüftspiel zwischen der Bremsscheibe und Bremsbacken einstellbar ist. Die Nachstelleinrichtung oder eine Synchronisation wird z.B. über ein Synchrongetriebe betrieben und weist zu diesem Zweck ein Abtriebszahnrad auf, das mechanisch oder über einen Elektromotor antreibbar ist. Sowohl das Abtriebszahnrad wie auch der
Elektromotor sind innerhalb oder außerhalb des Bremssattels angeordnet, ebenso wie weitere Funktionsteile, die für den Betrieb der Scheibenbremse erforderlich sind.
Zum Schutz vor mechanischen und Witterungseinflüssen sind diese Funktionsteile von einem Deckel überdeckt und insoweit gegenüber der Umgebung gekapselt, wobei der Deckel mit dem Bremssattel verbunden ist.
Bislang erfolgt diese Verbindung formschlüssig, insbesondere durch Verschrauben, was allerdings insofern nachteilig ist, als in jedem Fall diese Verbindung lösbar ist.
Einen zuverlässigen Manipulationsschutz stellt diese Art der Verbindung allerdings nicht dar, so dass die Gefahr besteht, dass unsachgemäß bzw. unautorisiert auf die durch den Deckel gekapselten Funktionsteile zugegriffen werden kann. Insbesondere bei notwendigen Reparaturarbeiten können sich hierdurch durchaus Probleme ergeben, die eine potentielle Gefahrdung der Betriebssicherheit der Scheibenbremse darstellen.
Darüber hinaus ist das Anbringen des Deckels, insbesondere jedoch das
Vorbereiten der Verbindungsstellen aufwendig und somit teuer, da in den Bremssattel Gewindebohrungen eingebracht werden müssen, was naturgemäß nur mit einem erheblichen Fertigungsaufwand realisierbar ist.
Da solche Scheibenbremsen als Serienteile in großen Stückzahlen hergestellt werden, kommt einer rationellen Fertigung eine erhebliche Bedeutung zu, in deren Hinsicht die bekannten Scheibenbremsen nur eine unbefriedigende Lösung darstellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass der Deckel zur Abkapselung von Funktionsteilen manipulationssicher befestigt ist und eine kostengünstigere Herstellung und Montage möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Eine im Sinne der Erfindung ausgebildete Scheibenbremse bietet gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Vorteile.
Zunächst einmal ist die manipulationssichere Befestigung des Deckels zu nennen, da die stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise durch Verschweißen, nur durch mechanische Zerstörung der Verbindungsstellen möglich ist.
Darüber hinaus kann auf die Bearbeitung des Bremssattels zur Befestigung des
Deckels weitgehend verzichtet werden, da Verbindungsanschlüsse, wie Gewindebohrungen oder dergleichen nicht mehr erforderlich sind. Ein solcher Verzicht auf vorbereitende Arbeiten führt aus naheliegenden Gründen zur Reduzierung der Fertigungskosten, so dass sich nennenswerte Einsparungen ergeben.
Auch der Verzicht auf Verbindungsmittel, wie die genannten Schrauben führt zu einer Reduzierung der Kosten, wozu ebenfalls eine geringere Fertigungszeit beiträgt, da die stoffschlüssige Verbindung schneller herstellbar ist als eine formschlüssige.
Durch den Stoffschluss, der, wie erwähnt, vorzugsweise durch Schweißen hergestellt wird, prinzipiell aber auch durch Verkleben erfolgen kann, ist eine Übertragung von Axial- und Querkräften möglich, wobei eine Verbesserung des Tragbildes durch die beliebige Wahl der Anzahl von Kontaktpunkten erreichbar ist.
Die Verschweißung kann mittels Laser oder Schweißelektroden erfolgen. Bei der
Laser-Schweißung sind im Auflagebereich des Deckels mit dem Bremssattel eine Mehrzahl von Durchbrechungen, vorzugsweise in Form von Bohrungen vorgesehen, an deren Innenrand eine umlaufende Laserschweißnaht erzeugt wird, durch die die Schweißverbindung hergestellt wird.
Bei einer Schweißung mittels einer Schweißelektrode liegt der Deckel mit ausgeprägten Schweißzapfen am Bremssattel an, während die Schweißelektroden in ein konzentrisches Sackloch eingetaucht wird, an das sich der Schweißzapfen anschließt. Die Verschweißung erfolgt dabei induktiv. Denkbar ist auch, dass der Bremssattel mit Schweißzapfen versehen ist.
Bei einem Metalldeckel können die Schweißzapfen durch Einprägen eingebracht werden, während bei einem Kunststoffdeckel der jeweilige Schweißzapfen Bestandteil eines eingesetzten Metallringes ist, der zumindest axial gesichert in dem Kunststoffdeckel einliegt. In den Kunststoffdeckel eingebrachte Metallringe dienen auch der Verbindung mittels Laserschweißen, wobei dann der Metallring entsprechend modifiziert ist. Beide Schweißverfahren können automatisiert sein, das heißt, durch einen geeigneten Roboter kann auf sehr rationelle Weise eine automatische Verschweißung des Deckels mit dem Bremssattels durchgeführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 einen Deckel einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer perspektivischen Ansicht
Figuren 2 u. 3 jeweils Ausführungsbeispiele einer Einzelheit des Deckels nach Figur 1
Figuren 4 bis 6 jeweils einen Teilquerschnitt durch eine Einzelheit des mit einem Bremssattels verbindbaren Deckels
In der Figur 1 ist ein Deckel 1 dargestellt, der mit einem angedeuteten Bremssattel 2 (Figur 4) einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug stoffschlüssig verbindbar ist, wobei der Deckel 1 außerhalb des Bremssattels 2 angeordnete, nicht dargestellte Funktionsteile einer Nachstelleinrichtung, wie Getriebeteile im Sinne einer Kapselung überdeckt.
Der in der Figur 1 gezeigte Deckel 1 ist aus Kunststoff hergestellt und weist im Randbereich seiner Außenkontur eine Vielzahl eingesetzter Metallringe 3 oder 4 auf, von denen jeweils ein Ausführungsbeispiel vergrößert in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Dabei sind die Metallringe 3, 4 axial gesichert, vorzugsweise auch verdreh gesichert, in dem Deckel 1 gelagert, wozu an dem Metallring 3 ein umfänglicher Wulst 6 angeformt ist, der formschlüssig mit dem Deckel 1 korrespondiert.
Der Metallring 3 ist so konfiguriert, dass er mittels einer Elektrode 11 (Figur 5) mit dem Bremssattel 2 verschweißbar ist. Dabei weist der Metallring 3 auf seinem dem Bremssattel 2 zugewandten Ende einen zentrischen Zapfen 5 auf, der beim Eintauchen der Elektrode 11 in ein Sackloch 12 des Metallringes 3 und Aufbringen von Strom schmilzt und dabei mit dem Bremssattel 2, der ebenfalls aus Metall besteht, verschweißt. Überschüssiges Schweißmaterial des Zapfens 5 wird von einem konzentrischen Hinterschnitt 7 aufgenommen, der dem Zapfen 5 benachbart ist.
Bei dem in der Figur 6 gezeigten Beispiel besteht der Deckel 1 aus Metall. Der Zapfen 5 ist hier durch entsprechendes Einprägen des Deckels 1 ausgeformt, unter
Ausbildung des Sackloches 12.
Um das Induktionsschweißen mit einer geringen Stromstärke durchführen zu können, ist der Querschnitt des Zapfens 5 relativ klein gehalten, während der Außendurchmesser des als rotationssymmetrischer Körper ausgebildeten
Metallringes 3 relativ groß gewählt ist, so dass sich dieser beim Schweißen nur gering erwärmt.
In den Figuren 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Metallringes 4 gezeigt, der ebenso wie der in den Figuren 2 und 5 gezeigte axial gesichert in dem
Deckel 1 aus Kunststoff gelagert ist.
Dieser Metallring 4 ist mit einer Durchgangsbohrung 8 versehen und weist auf seiner dem Bremssattel 2 zugewandten Stirnseite einen Auflagering 9 auf, mit dem er sich auf dem Bremssattel 2 abstützt.
Mittels Laserschweißung - zur Verdeutlichung ist in der Figur 4 ein Laserstrahl 10 schematisch dargestellt - wird der Metallring 4 mit dem Bremssattel 2 verschweißt. Dabei erfolgt die Schweißung am unteren inneren Umfang einer Durchgangsbohrung 8, die einen Übergang zum Bremssattel 2 bildet und durch Verschmelzen eine feste Verbindung des Metallringes 4 und damit des Deckels 1 mit dem Bremssattel 2 ermöglicht.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit auch den Deckel 1 aus Metall mittels Laserschweißung stoffschlüssig mit dem Bremssattel 1 zu verbinden, wobei dann der Deckel 1 entsprechend angeformte Auflageringe 9 aufweist.
Da die Verschweißung des Deckels 1 mit dem Bremssattel 2 sozusagen punktuell erfolgt, ist zur Abdichtung des die Funktionsteile aufnehmenden Innenraumes des Deckels 1 gegenüber der Umgebung umlaufend eine Dichtung 13 vorgesehen, die sich einerseits am Deckel 1 und andererseits am Bremssattel 2 dichtend abstützt.
Bezugszeichenliste
I Deckel 2 Bremssattel
3 Metallring
4 Metallring
5 Zapfen
6 Wulst 7 Hinterschnitt
8 Bohrung
9 Auflagering
10 Laserstrahl
I I Elektrode 12 Sackloch
13 Dichtung

Claims

Ansprüche
1. Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel (2) sowie insbesondere außerhalb des Bremssattels (2) angeordneten Funktionsteilen, wie Getriebeteilen einer
Nachstelleinrichtung, die mittels eines außenseitig am Bremssattel (2) befestigten Deckels (1) gekapselt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) stoffschlüssig mit dem Bremssattel (2) verbunden ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel
(1) mit dem Bremssattel (2) verschweißt ist.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) mit dem Bremssattel (2) verklebt ist.
4. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) mit dem Bremssattel (2) durch Laserschweißen verschweißt ist.
5. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) durch Induktionsschweißen mit dem Bremssattel (2) verbunden ist.
6. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) auf seiner dem Bremssattel (2) oder der
Bremssattel (2) auf seiner dem Deckel (1) zugewandten Seite mehrere Zapfen (5) aufweist, die beim Induktionsschweißen durch Einsatz einer Elektrode (11) mit dem Bremssattel (2) bzw. dem Deckel (1) verschweißen.
7. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Zapfen (5) benachbart ein konzentrischer Hinterschnitt (7) vorgesehen ist, zur Aufnahme des beim Schweißen durch den Zapfen (5) gebildeten überschüssigen Schweißgutes.
8. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Elektrode (11) jeweils ein Sackloch (12) vorgesehen ist, das konzentrisch zum Zapfen (5) angeordnet ist.
9. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Laserschweißung der Deckel (1) auf seiner dem Bremssattel (2) zugewandten Seite konzentrische Auflageringe (9) aufweist.
10. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder konzentrische Auflagering (9) eine
Durchgangsbohrung (8) begrenzt, deren innerer, dem Bremssattel (2) zugewandter Randbereich mittels Laserstrahlen (10) mit dem Bremssattel (2) verschweißt ist.
11. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der
Deckel (1) aus Kunststoff gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (5) und/oder der Auflagering (9) an einen Metallring (3, 4) angeformt sind, der zumindest axial gesichert in dem Deckel (1) gelagert ist.
12. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring (3, 4) einen umlaufenden Wulst (6) aufweist, der formschlüssig mit dem Deckel (1) korrespondiert.
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