WO2017215989A1 - Scheibenbremse für ein nutzfahrzeug - Google Patents

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Christian Brandl
Igor Nesmjanowitsch
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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    • F16D65/183—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with force-transmitting members arranged side by side acting on a spot type force-applying member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/22—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting transversely to the axis of rotation
    • F16D2125/28—Cams; Levers with cams
    • F16D2125/32—Cams; Levers with cams acting on one cam follower

Definitions

  • the invention relates to a disc brake for a commercial vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Such a disk brake has a brake caliper that engages over a vehicle-side brake disk and in which an application device is arranged, with which brake linings arranged against the brake disk on both sides of the brake disk in the brake caliper can be pressed.
  • the application device is provided with a preferably pneumatically or electromechanically pivotable brake lever, which is supported with an eccentric portion on a pivot bearing, while on the opposite side a Wälzrolle is held, which runs parallel to the brake disc and forms a pivot axis for the brake lever.
  • a rolling roller holder is known from EP 1 599 680 B1, which is fastened to the brake lever and which has two angled lugs in which respective bearing journals are mounted at both ends of the roller. These trunnions are based on a cylindrical shank and are arranged smaller and concentric with respect to this. Moreover, cage recirculations are integrally formed on the roller-roller holder in order to return bearing cages of roller bearings, which form the rotary bearings of the eccentric section, upon pivoting back of the brake lever after release of the brake.
  • the known disc brake has been proven. However, occur during braking shear forces acting on the Wälzrolle and on the Wälzrollenhalterung generate high voltages, so there is a risk of damage to the rolling roller holder up to its breakage.
  • the roller is only secured against loss by the roller bearing holder, but not centered on the brake lever to prevent stress-inducing shear force components.
  • the invention has for its object to further develop a disc brake of the generic type so that their reliability and durability are improved with low design and manufacturing effort. This object is achieved by a disc brake with the features of claim 1.
  • the Wälzrolle is spring-loaded in its axial direction slidably held in Wälzrollenhalter.
  • the inventive design of the disc brake, the bearing of the Wälzrolle is optimized in such a way that the occurring during operation, the Wälzrollenhalter stressing voltages no longer occur, in which case in particular contributes that preferably the bearing plates are resiliently deformable.
  • the respective bearing plate is quasi tensioned in a brake-induced axial displacement and by the built-up spring pressure after a nem release of the brake returned to its original position under displacement of the roller, which rests with the associated end face of the cylindrical shank at a portion of the tab. Since the axial displacement direction is not predictable during braking, both bearing plates are formed according to the invention, so that in each case after a relief of the brake lever, a centering of the roller takes place with respect to the brake lever.
  • the respective bearing pin is in a circumferentially closed bearing bore, wherein a portion of the bearing plate, namely the, which is supported on the front side of the cylindrical shank, cantilevers, while at the opposite portion of the bearing bracket for a mounting straps and the each have a reinforcing rib formed.
  • the fastening straps serve to fasten the rolling roller holder to the brake lever, for example by riveting.
  • One of the mounting tabs connects the two bearing plates together and is provided at the same time with the cage retrievals, in the form of corresponding bends.
  • Coil springs may exist.
  • the Wälzrollenhalter according to the invention is extremely inexpensive to produce, since it can be made from a sheet by stamping and forming. That is, essentially, the invention is cost-neutral to implement.
  • Figure 1 shows the schematic structure of a disc brake after
  • Figure 2 shows a part of the disc brake in a perspective view
  • Figure 3 is a front view of the detail seen in the direction of arrow III in Figure 2
  • Figure 4 is an individual part of the disc brake according to the invention.
  • Figure 5 shows the item in a front view, as seen in the direction of
  • FIG. 1 shows a schematic view of a disc brake for a commercial vehicle according to the prior art, which has a vehicle-side brake disc 2 cross-caliper 1, which is displaceable in the direction of the brake disc 2.
  • a brake application device 4 is arranged, with which brake pads 3 can be pressed against the brake disk 2 in the case of a braking triggered via a preferably pneumatically actuated brake cylinder 11.
  • the application device 4 engages two adjusting spindles (not shown) arranged parallel and at a distance from one another in a bridge 8.
  • the application device 4 has a brake lever 5 with eccentric sections 6, which are supported via rolling bearings 9 on the back of the caliper 1.
  • Opposite is provided as a pivot bearing for the brake lever 5 Wälzrolle 7, which rests in a bearing shell 10 of the brake lever 5 and on the other hand rests against the bridge 8.
  • the brake lever 5 with attached Wälzrolle 7 can be seen as a detail, which is attached via a Wälzrollenhalter 13 on the brake lever 5.
  • the Wälzrollenhalter 13 on two opposite sides bearing plates 14 which are each provided with a bearing bore 21 in which a bearing pin 12 is mounted, which, starting from a cylindrical shank 17 of the Wälzrolle 7 diameter smaller end is formed.
  • each bearing plate 14 consists of an upper tab portion 15 and a lower tab portion 16, wherein on the upper tab portion 15 fastening tabs 19 are formed by means of, for example, by riveting, the Wälzrollenhalter 13 is attached to the brake lever 5.
  • the lower tab portion 16, however, is designed in the sense of a cantilever.
  • Figures 3 and 5 in particular clearly show that, according to the invention, the bearing plates 14 are inclined with respect to the center axis of the roller 7, in the example they are oriented in opposite directions, that is, the lower bearing sections 16 run towards each other.
  • bearing plates 14 bear with their lower bearing portions 16 on the respective associated end face of the cylindrical shank 17, wherein they are resiliently deformable.
  • a fastening tab 19 is formed so that it connects the two bearing plates 14 with each other.
  • the applied by the bearing plates 14, especially by the lower tab portions 16 spring forces are dependent on the dimensions and the choice of material of Wälzrollenhalters 13 and should in any case be within the elasticity range, so that the Wälzrolle 7 caused by a transverse forces during braking axial Displacement when releasing the brake is pushed back into a centered position.

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Abstract

Eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einer in einem Bremssattel angeordneten Zuspanneinrichtung, die einen pneumatisch oder elektromechanisch schwenkbaren Bremshebel (5) mit einem sich an Drehlagern abstützenden Exzenterabschnitt (6) und eine Wälzrolle (7) aufweist, die am Bremshebel (5) durch einen Wälzrollenhalter (13) axial und radial gesichert befestigt ist, wobei der Wälzrollenhalter (13) an beiden Enden jeweils mit einer abgewinkelten Lagerlasche (14) versehen ist, in der ein, ausgehend von einem Zylinderschaft (17) am jeweiligen Ende der Wälzrolle (7) angebrachter Lagerzapfen (12) einliegt, ist so ausgebildet, dass die Wälzrolle (7) in axialer Richtung federbelastet verschiebbar im Wälzrollenhalter (13) gehalten ist.

Description

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Eine solche Scheibenbremse weist einen eine fahrzeugseitige Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel auf, in dem eine Zuspanneinrichtung angeordnet ist, mit der bei einer Bremsung beidseitig der Bremsscheibe im Bremssattel an- geordnete Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe pressbar sind.
Die Zuspanneinrichtung ist mit einem vorzugsweise pneumatisch oder elektro- mechanisch verschwenkbaren Bremshebel versehen, der sich mit einem Exzenterabschnitt an einem Drehlager abstützt, während auf der gegenüberlie- genden Seite eine Wälzrolle gehalten ist, die parallel zur Bremsscheibe verläuft und eine Schwenkachse für den Bremshebel bildet.
Zur axialen und radialen Fixierung der Wälzrolle ist aus der EP 1 599 680 B1 ein Wälzrollenhalter bekannt, der am Bremshebel befestigt ist und der zwei ab- gewinkelte Laschen aufweist, in denen jeweils an beiden Enden der Wälzrolle angebrachte Lagerzapfen einhegen. Diese Lagerzapfen gehen von einem Zylinderschaft aus und sind diesem gegenüber durchmesserkleiner und konzentrisch angeordnet. Überdies sind an den Wälzrollenhalter Käfigrückführungen angeformt, um Lagerkäfige von Wälzlagern, die die Drehlager des Exzenterabschnitts bilden, bei einem Zurückschwenken des Bremshebels nach Lösen der Bremse zurückzuführen. Prinzipiell hat sich die bekannte Scheibenbremse bewährt. Allerdings treten bei einer Bremsung Querkräfte auf, die auf die Wälzrolle einwirken und an der Wälzrollenhalterung hohe Spannungen erzeugen, so dass die Gefahr der Beschädigung des Wälzrollenhalters bis hin zu dessen Bruch besteht.
Dabei wird die Wälzrolle durch den Wälzrollenhalter nur gegen Verlieren gesi- chert, nicht jedoch am Bremshebel zentriert, um spannungsverursachenden Querkraftkomponenten vorzubeugen.
Konzeptionell davon abweichende Konstruktionen sind in der WO 95/1951 1 A, der US 6 31 1 809 B1 sowie der WO 96/36819 A offenbart.
Keiner dieser Literaturen ist jedoch ein Hinweis zu entnehmen, wie das genannte Problem, nämlich die Belastung des Wälzrollenhalters zu minimieren, gelöst werden könnte. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Betriebssicherheit und Standzeit mit geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand verbessert werden. Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Nach dessen Kennzeichen ist vorgesehen, das die Wälzrolle in ihrer axialen Richtung federbelastet verschiebbar im Wälzrollenhalter gehalten ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Scheibenbremse wird die Lagerung der Wälzrolle optimiert und zwar derart, dass die beim Betrieb auftretenden, den Wälzrollenhalter belastenden Spannungen nicht mehr auftreten, wobei hierzu insbesondere beiträgt, dass bevorzugt die Lagerlaschen federnd verformbar sind.
Es ist konstruktiv vorteilhaft und einfach, wenn der Zylinderschaft der Wälzrolle stirnseitig an den Lagerlaschen anliegt, von denen eine oder die beide federnd verformbar ausgebildet sind.
Durch die nach einem weiteren Gedanken der Erfindung, bezogen auf die Mittelachse der Wälzrolle vorzugsweise gegensinnig schräg verlaufenden Lagerlaschen wird die jeweilige Lagerlasche bei einer bremsenbedingten axialen Verschiebung quasi gespannt und durch den aufgebauten Federdruck nach ei- nem Lösen der Bremse in ihre Ursprungsstellung zurückgeführt unter Verschiebung der Wälzrolle, die mit der zugeordneten Stirnseite des Zylinderschaftes an einem Teilbereich der Lasche anliegt. Da die axiale Verschieberichtung bei einer Bremsung nicht vorherbestimmbar ist, sind beide Lagerlaschen entsprechend der Erfindung ausgebildet, so dass in jedem Fall nach einer Entlastung des Bremshebels eine Zentrierung der Wälzrolle gegenüber dem Bremshebel erfolgt. Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt der jeweilige Lagerzapfen in einer umfänglich geschlossenen Lagerbohrung ein, wobei ein Teilbereich der Lagerlasche, nämlich der, der sich an der Stirnseite des Zylinderschaftes abstützt, auskragt, während an den sich gegenüberliegenden Teilbereich der Lagerlasche zum einen Befestigungslaschen und zum anderen je- weils eine Verstärkungsrippe angeformt sind. Dabei dienen die Befestigungslaschen der Befestigung des Wälzrollenhalters am Bremshebel, beispielsweise durch Vernieten.
Eine der Befestigungslaschen verbindet die beiden Lagerlaschen miteinander und ist gleichzeitig mit den Käfigrückholungen versehen, in Form von entsprechenden Abwinkelungen.
Zur federbelastet verschiebbaren Lagerung der Wälzrolle in axialer Richtung sind auch andere konstruktive Lösungen denkbar, beispielsweise in Form von Druckfedern, die zwischen dem Zylinderschaft und der zugeordneten, dann starren Lagerlasche angeordnet sind, wobei solche Federelemente aus
Schraubenfedern, Tellerfedern oder dergleichen bestehen können.
Im Übrigen ist der Wälzrollenhalter nach der Erfindung äußerst kostengünstig herzustellen, da er aus einem Blech durch Stanzen und Umformen hergestellt werden kann. D.h., im Wesentlichen ist die Erfindung kostenneutral zu realisieren.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
Figur 1 den schematischen Aufbau einer Scheibenbremse nach dem
Stand der Technik in einem Querschnitt
Figur 2 einen Teil der Scheibenbremse in einer perspektivischen Ansicht
Figur 3 einen Vorderansicht der Einzelheit gesehen in Richtung des Pfeiles III in Figur 2
Figur 4 ein Einzelteil der erfindungsgemäßen Scheibenbremse
schaubildlichen Darstellung
Figur 5 das Einzelteil in einer Vorderansicht, gesehen in Richtung des
Pfeiles V in Figur 4.
In der Figur 1 ist in schematischer Ansicht eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Stand der Technik abgebildet, die einen eine fahrzeugseiti- ge Bremsscheibe 2 übergreifenden Bremssattel 1 aufweist, der in Richtung der Bremsscheibe 2 verschiebbar ist.
Im Bremssattel 1 ist eine Zuspannvorrichtung 4 angeordnet, mit der bei einer über einen vorzugsweise pneumatisch betätigten Bremszylinder 1 1 ausgelösten Bremsung Bremsbeläge 3 an die Bremsscheibe 2 drückbar sind.
Hierzu greift die Zuspannvorrichtung 4 an zwei nicht gezeigte, parallel und mit Abstand zueinander in einer Brücke 8 angeordnete Stellspindeln an.
Die Zuspannvorrichtung 4 weist einen Bremshebel 5 auf mit Exzenterabschnitten 6, die sich über Wälzlager 9 am Rücken des Bremssattels 1 abstützen.
Gegenüberliegend ist als Schwenklager für den Bremshebel 5 eine Wälzrolle 7 vorgesehen, die in einer Lagerschale 10 des Bremshebels 5 einliegt und andererseits an der Brücke 8 anliegt.
In der Figur 2 ist als Einzelheit der Bremshebel 5 mit angeschlossener Wälzrolle 7 erkennbar, die über einen Wälzrollenhalter 13 am Bremshebel 5 befestigt ist. Hierzu weist der Wälzrollenhalter 13 an zwei sich gegenüberliegenden Seiten Lagerlaschen 14 auf, die jeweils mit einer Lagerbohrung 21 versehen sind, in denen ein Lagerzapfen 12 gelagert ist, der, ausgehend von einem Zylinderschaft 17 der Wälzrolle 7 durchmesserkleiner endseitig angeformt ist.
Insbesondere die Figur 4 gibt wieder, dass jede Lagerlasche 14 aus einem oberen Laschenabschnitt 15 und einem unteren Laschenabschnitt 16 besteht, wobei an den oberen Laschenabschnitt 15 Befestigungslaschen 19 angeformt sind, mittels der, beispielsweise durch Vernieten, der Wälzrollenhalter 13 am Bremshebel 5 befestigt ist. Der untere Laschenabschnitt 16 hingegen ist im Sinne eines Kragarmes ausgebildet.
Vor allem die Figuren 3 und 5 geben sehr deutlich wieder, dass, gemäß der Erfindung, die Lagerlaschen 14, bezogen auf die Mittelachse der Wälzrolle 7 schräg verlaufen, wobei sie im Beispiel gegensinnig ausgerichtet sind, d.h., die unteren Lagerabschnitte 16 verlaufen aufeinander zu.
Dabei liegen die Lagerlaschen 14 mit ihren unteren Lagerabschnitten 16 an der jeweils zugeordneten Stirnseite des Zylinderschaftes 17 an, wobei sie federnd verformbar sind.
Auf der den unteren Laschenabschnitten 16 gegenüberliegenden Seite sind an die oberen Laschenabschnitte 15 nach außen gerichtete Stege 20 angeformt, die der Verstärkung der Lagerlasche 14 dienen.
Im Übrigen ist eine Befestigungslasche 19 so ausgebildet, dass sie die beiden Lagerlaschen 14 miteinander verbindet. Die durch die Lagerlaschen 14, vor allem durch die unteren Laschenabschnitte 16 aufgebrachten Federkräfte sind abhängig von der Dimensionierung und der Materialwahl des Wälzrollenhalters 13 insgesamt und sollen in jedem Fall innerhalb des Elastizitätsbereiches liegen, so dass die Wälzrolle 7 nach einer beim Bremsen durch Querkräfte bewirkten axialen Verschiebung beim Lösen der Bremse in eine zentrierte Stellung zurückgeschoben wird. Bezugszeichenliste
1 Bremssattel
2 Bremsscheibe
3 Bremsbelag
4 Zuspanneinrichtung
5 Bremshebel
6 Exzenterabschnitt
7 Wälzrolle
8 Brücke
9 Wälzlager
10 Lagerschale
1 1 Bremszylinder
12 Lagerzapfen
13 Wälzrollenhalter
14 Lagerlasche
15 oberer Laschenabschnitt
16 unterer Laschenabschnitt
17 Zylinderschaft
18 Käfigrückführung
19 Befestigungslasche
20 Steg
21 Lagerbohrung

Claims

Ansprüche
1 . Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einer in einem Bremssattel (1 ) angeordneten Zuspanneinrichtung (4), die einen pneumatisch oder elektrome- chanisch schwenkbaren Bremshebel (5) mit einem sich an Drehlagern abstützenden Exzenterabschnitt (6) und eine Wälzrolle (7) aufweist, die am Bremshebel (5) durch einen Wälzrollenhalter (13) axial und radial gesichert befestigt ist, wobei der Wälzrollenhalter (13) an beiden Enden jeweils mit einer abgewinkelten Lagerlasche (14) versehen ist, in der ein, ausgehend von einem Zy- linderschaft (17) am jeweiligen Ende der Wälzrolle (7) angebrachter Lagerzapfen (12) einliegt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wälzrolle (7) in ihrer axialen Richtung federbelastet verschiebbar im Wälzrollenhalter (13) gehalten ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zylinderschaft (17) der Wälzrolle (7) stirnseitig an den Lagerlaschen (14) anliegt, von denen eine oder die beide federnd verformbar ausgebildet sind.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine oder jede Lagerlasche (14), bezogen auf die Mittelachse der Wälzrolle (7), schräg verlaufend ausgebildet ist und sich mit einem Teilbereich an der zuge- ordneten Stirnseite des Zylinderschaftes (17) abstützt.
4. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Teilbereich der Lagerlasche (14) aus einem unteren Laschenabschnitt (16) gebildet ist, der federnd verformbar ist.
5. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der untere Laschenabschnitt (16) gegenüber einem oberen Laschenabschnitt (15) im Sinne eines Kragarmes ausgebildet ist.
6. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Lagerlasche (14) eine Lagerbohrung (21 ) aufweist, in der der zugeordnete Lagerzapfen (12) einliegt.
7. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lagerlaschen (14) gegensinnig schräg verlaufen.
8. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den oberen Laschenabschnitt (15) Befestigungslaschen (19) angeformt sind.
9. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
durch eine Befestigungslasche (19) die beiden Lagerlaschen (14) miteinander verbunden sind.
10. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder obere Lagerabschnitt (15) einen abgewinkelten Steg (20) aufweist.
1 1 . Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an die die Lagerlaschen (14) miteinander verbindende Befestigungslasche (19) Käfigrückführungen (18) angeformt sind.
12. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wälzrollenhalter (13) aus Stahlblech gebildet ist.
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