DE102006034766B3

DE102006034766B3 - Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug sowie Bremsbelag für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102006034766B3
Application number: DE200610034766
Authority: DE
Inventors: Thomas Härtl; Josef Treipl
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-07-28

Abstract

Eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit zwei, beidseitig einer Bremsscheibe (2) angeordneten Bremsbelägen (3), die, bezogen auf die Mittelachse (9) der Bremsscheibe (2) jeweils lateral gesichert zuspann- und reaktionsseitig in einem Belagschacht eines ortsfesten Bremsträgers oder eines Bremssattels (1) gelagert sind, ist so ausgebildet, dass der reaktionsseitige Bremsbelag (3) und der Bremssattel (1) auf ihren einander zugewandten Seiten mit ineinander greifenden, jeweils starr befestigten Formschlusselementen (6) versehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse.
Im Funktionsfall der Scheibenbremse, also wenn die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe gepresst werden, werden durch den reaktionsseitigen Bremsbelag sehr hohe Biegebeanspruchungen am Bremssattel, d.h. im Bremssattelrücken wirksam. Zur Aufnahme dieser Biegebelastungen muss der Bremssattel daher entsprechend steif und massiv ausgeführt werden, was jedoch der Forderung nach einer Gewichtsreduzierung des Gesamtsystems entgegensteht.
Zur lateralen Sicherung der jeweils in einem Belagschacht eingesetzten Bremsbeläge sind an einem ortsfesten Bremsträger Bremsträgerhörner vorgesehen, die in Umfangsrichtung der Bremsscheibe den Belagträgerschacht begrenzen und an denen die Bremsbeläge unter Aufnahme des Bremsmoments anliegen.
Zur Aufteilung der Reaktionskräfte in Zug- und Biegespannungen ist es weiter bekannt, die Abstützflächen der Bremsträgerhörner radial ausgerichtet schräg verlaufend auszubilden.
In jedem Fall ist eine axiale Bewegung des Bremsbelages zur Bremsscheibe hin möglich, so dass beim Zuspannen der Bremse die Bremsbeläge ungehindert gegen die Bremsscheibe gepresst werden. Nach Beendigung der Bremsung nimmt der Bremssattel wieder seine kraftfreie Ausgangsposition ein, während die Bremsbeläge, insbesondere der reaktionsseitige, der axial, also in Zuspannrichtung im Belagträgerschacht frei beweglich ist, drucklos an der Bremsscheibe anliegen.
Durch das ständige Schleifen des anliegenden Bremsbelages an der Bremsscheibe während des Fahrbetriebs entsteht ein erhöhter Verschleiß sowohl des Bremsbelages wie auch der Bremsscheibe ebenso wie einzusätzlicher Kraftstoffverbrauch, der sich betriebskostensteigemd auswirkt.
Dabei kann durch ein durchaus mögliches Überschreiten des zulässigen Schleifmoments die Bremsscheibe bzw. der Bremsbelag heiß laufen. Naturgemäß wird hierdurch die Standzeit der Scheibenbremse bzw. der relevanten Funktionsteile um einen wesentlichen Faktor herabgesetzt.
Neben diesen rein funktionalen Nachteilen sind auch Herstellungsnachteile zu beklagen, insbesondere weil die Abstützflächen der Bremsträgerhörner bzw. im Bremssattel mechanisch bearbeitet werden müssen, beispielsweise durch Fräsen, was insgesamt kostenintensiv ist.
Eine gattungsgemäße Scheibenbremse ist aus der GB 11 65 967 bekannt. Dabei wird der Bremsbelag mittels Schrauben am Bremssattel befestigt, während eine formschlüssig in den Bremssattel eingreifende Verstärkungsplatte, die fest mit der Belagträgerplatte verbunden ist, deren Versteifung dient.
Ein Bremsbelag gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 ist in der DE 15 55 699 A gezeigt und beschrieben. Dieser Bremsbelag weist ein Formschlusselement in Form einer im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Erhebung auf, die in Eingriff steht mit einem Hydraulikkolben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Standzeit verbessert sowie die Betriebs- und Herstellungskosten gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Durch diese Ausbildung der Scheibenbremse bzw. des Bremsbelages ist neben der lateralen auch eine axiale Fixierung des reaktionsseitigen Bremsbelages gegeben, wobei die Erfindung bevorzugt in einer Schiebesattel-Bremse verwirklicht wird.
Beim Lösen der Bremse, wenn eine Zuspannvorrichtung außer Eingriff gebracht wird und der Bremssattel insoweit unbelastet ist und eine Ausgangsposition einnimmt, schleppt dieser sozusagen den Bremsbelag mit, so dass ein Freilauf zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe entsteht.
Eine schleifende Anlage des Bremsbelages während des ungebremsten Fahrbetriebs, wie dies, wie beschrieben, bislang gegeben ist, ist nun ausgeschlossen.
Daraus ergeben sich wesentliche Vorteile sowohl hinsichtlich der Standzeit der funktionsrelevanten Teile der Scheibenbremse wie auch hinsichtlich der Senkung der Betriebskosten, insbesondere hinsichtlich der Senkung des Kraftstoffverbrauchs, der bisher durch die Überwindung der auftretenden Reibkräfte durchaus bemerkenswert ist.
Die Standzeiterhöhung der Scheibenbremse resultiert sowohl aus dem verminderten Abrieb des Bremsbelages, d.h. dessen Reibbelages, wie auch aus dem verminderten Abrieb der Bremsscheibe, deren verschleißbedingte Austauschintervalle somit verlängert sind.
Alles in allem stellt sich eine Kostenreduzierung dar, die vor allem deshalb bedeutsam ist, weil derartige Scheibenbremsen, die vorzugsweise in Nutzfahrzeugen eingebaut werden, aufgrund der hohen Laufleistung dieser Nutzfahrzeuge einem besonderen Verschleiß unterliegen.
Neben der in Zuspannrichtung gesehenen weitgehend festen Verbindung des Bremsbelages mit dem Bremssattel, dienen die Formschlusselemente auch der lateralen Sicherung des Bremsbelages, so dass prinzipiell auf den Einsatz von Bremsträgerhörnern verzichtet werden kann, zumindest jedoch auf deren aufwendige Bearbeitung, wie sie eingangs erwähnt ist.
Dabei wird durch die starre Anordnung der Formschlusselemente am Bremsbelag bzw. am Bremssattel, die durch eine einstückige Ausbildung erreicht wird, ein besonders sicherer Halt des Bremsbelages am Bremssattel gewährleistet.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Formschlusselemente als teilzylinderförmige, an eine Belagträgerplatte des Bremsbelages angeformte Ausbauchungen und an daran angepasste Mulden ausgebildet, in denen die Ausbauchungen einliegen, wobei die Mulden derart geformt sind, dass die Ausbauchungen in Richtung der Bremsscheiben unverrückbar oder weitgehend unverrückbar einliegen.
Da der Bremssattel üblicherweise als Gussteil hergestellt ist, sind die Mulden problemlos einzuformen, was gleichermaßen für die ebenfalls als Gussteil ausgebildete Belagträgerplatte und deren Ausbauchungen gilt.
Grundsätzlich können der Bremsbelag und der Bremssattel jeweils lediglich ein Formschlusselement aufweisen, das dann zweckmäßigerweise im Bereich einer quer zur Längserstreckung des Bremsbelages verlaufenden Symmetrieachse angeordnet ist. Bei mehreren Formschlusselementen sind diese spiegelsymmetrisch angeordnet.
Die Längserstreckung der Ausbauchungen bzw. der Mulden verläuft ebenfalls entsprechend der Symmetrieachse bzw. verlaufen parallel dazu, d.h. in Einschubrichtung des Bremsbelages.
Die konvexe Form der Ausbauchungen und die konkave Form der Mulden können sowohl konzentrisch und zylindrisch wie auch zueinander versetzt und/oder elliptisch sein, so dass, je nach Erfordernis, größere oder geringere Spiele in einer vorbestimmten Richtung vorgegeben werden können.
Neben der genannten kurvigen Querschnittskontur der Formschlusselemente sind auch andere Querschnittskonturen denkbar, beispielsweise eckige, ebenso eine um gekehrte Anordnung der Formschlusselemente, d.h., eine Anformung der Ausbauchungen am Bremssattel und der Mulden an der Belagträgerplatte.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Scheibenbremse
2 eine Einzelheit der Scheibenbremse in einer perspektivischen Ansicht
3 eine weitere Einzelheit der Scheibenbremse in einer Draufsicht
4 einen vergrößerten Teilausschnitt der Scheibenbremse in einer Draufsicht
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der neuen Scheibenbremse in einem Teilausschnitt in einer Draufsicht dargestellt.
In der Figur ist ein Teil einer neuerungsgemäßen Scheibenbremse dargestellt, in der ein reaktionsseitiger Bremsbelag 3 erkennbar ist, der einer Seite einer Bremsscheibe 2 zugeordnet ist, die von einem an einem nicht dargestellten ortsfesten Bremsträger axial verschiebbar gelagerten Bremssattel 1 übergriffen wird.
Der reaktionsseitige Bremsbelag 3 besteht aus einer Belagträgerplatte 4 sowie einem daran befestigten Reibbelag 5, der beim Bremsen die Bremsscheibe 2 kontaktiert.
Der reaktionsseitige Bremsbelag 3 und der Bremssattel 1 sind auf ihren einander zugewandten Seiten mit ineinander greifenden, jeweils starr befes tigten Formschlusselementen 6 versehen, durch die eine in Zuspannrichtung, die als axiale Richtung bezeichnet werden kann, und in lateraler, also in Umfangsrichtung der Bremsscheibe 2 gesichert am Bremssattel 1 angeschlossen ist.
Die Formschlusselemente bestehen aus zwei spiegelsymmetrisch zu einer Mittelachse 9 der Bremsscheibe 2 angeordneten, an die Belagträgerplatte 4 auf deren dem Bremssattel 1 zugewandten Seite angeformten, teilzylinderförmigen Ausbauchungen 7, deren Form besonders deutlich in der 2 erkennbar ist.
Diese Ausbauchungen 7 liegen in in ihrer Kontur daran angepassten, ebenfalls angeformten Mulden 8 des Bremssattels 1 ein, die insoweit ebenfalls ein Bestandteil der Formschlusselemente 6 sind.
Wie weiter in der 2 erkennbar ist, verlaufen die Ausbauchungen 7 etwa parallel zu einer Symmetrieachse 10. Denkbar ist aber auch, die Ausbauchungen 7 radial auszurichten, so dass sie unter einem spitzen Winkel zueinander stehen.
In der 3 ist erkennbar, dass die Mulden 8 in den als Gussteil ausgebildeten Bremssattel 1 mit eingegossen sind, so dass auf eine spanende Bearbeitung im wesentlichen verzichtet werden kann.
In den 4 und 5 sind vergrößerte Teilausschnitte der Scheibenbremse dargestellt, wobei in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 4 die Konturen der Ausbauchungen 7 und der zugeordneten Mulden 8 zueinander versetzt angeordnet sind, so dass sich ein Spalt 11 ergibt, durch den eine gewisse, gewünschte axiale oder laterale Bewegbarkeit des Bremsbelages 3 gegenüber dem Bremssattel 1 möglich ist.
Dies ist ebenfalls bei dem in der 5 gezeigten Beispiel erreichbar, wobei hier allerdings die kreisbogenförmigen Konturen der Mulden 8 und der zugeordneten Ausbauchungen 7 konzentrisch zueinander stehen.
Die axiale Sicherung des Bremsbelages 3 wird dadurch erreicht, dass die Mulden 8 derart geformt sind, dass sie die zugeordneten Ausbauchungen 7 in Zuspannrichtung über den größten Durchmesser hinaus übergreifen. Zur Montage des Brems belages 3 ist dieser daher ausschließlich von oben her einfürhrbar, wobei die Mulden 8 praktisch Führungsbahnen bilden.
Statt der gezeigten kreisbogenförmigen Konturen ist die Konturenform prinzipiell frei wählbar und lediglich abhängig von den Erfordernissen.

Claims

Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit zwei, beidseitig einer Bremsscheibe (2) angeordneten Bremsbelägen (3), die, bezogen auf die Mittelachse (9) der Bremsscheibe (2) jeweils lateral gesichert zuspann- und reaktionsseitig in einem Belagschacht eines ortsfesten Bremsträgers oder eines Bremssattels (1) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der reaktionsseitige Bremsbelag (3) und der Bremssattel (1) auf ihren einander zugewandten Seiten mit ineinander greifenden, jeweils einstückig angeformten und in Zuspannrichtung sowie in lateraler Richtung ineinander greifenden, aus Erhebungen und Ausnehmungen bestehenden Formschlusselementen (6) versehen sind.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung jeder Ausnehmung in Richtung der Bremsscheibe (2) und in lateraler Richtung einen Anschlag bildet.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung als eine an die Belagträgerplatte (4) angeformte teilzylinderförmige Ausbauchung (7) ausgebildet ist, während die kongruente Ausnehmung des Bremssattels (1) als Mulde (8) ausgebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Belagträgerplatte (4) eine Erhebung angeordnet ist, die sich entlang einer quer zur Längserstreckung des Bremsbelages (3) verlaufenden Symmetrieachse (10) erstreckt.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Erhebungen und Vertiefungen vorgesehen sind, die spiegelsymmetrisch zur Symmetrieachse (10) angeordnet sind.
Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen der Erhebungen und zugeordneten Vertiefungen konzentrisch oder versetzt zueinander angeordnet sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbauchung (7) und die Mulde (8) jeweils eine kreisbogenförmige Kontur aufweisen.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbauchung (7) oder die Mulde (8) eine vom Kreisbogen abweichende Kurvenkontur aufweist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und Vertiefungen parallel zur Symmetrieachse (10) verlaufen.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen und Vertiefungen radial unter Einschluss eines spitzen Winkels zueinander verlaufen.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulde (8) in Zuspannrichtung des Bremsbelages (3) die Ausbauchung (7) über deren größten Durchmesser hinaus übergreift.
Bremsbelag für eine Scheibenbremse, mit einer Belagträgerplatte (4) und einem darauf befestigten Reibbelag (5), wobei die Belagträgerplatte (4) auf ihrer dem Reibbelag (5) abgewandten Seite ein Formschlusselement in Form einer Erhebung aufweist und gegenüber der Belagträgerplatte im übrigen mit zumindest einer Hinterschneidung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung als teilzylinderförmige Ausbauchung (7) ausgebildet ist, deren Kontur kreisbogenförmig ist oder eine vom Kreisbogen abweichende Kurvenform aufweist.
Bremsbelag nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbauchung (7) entlang einer quer zur Längserstreckung des Bremsbelages verlaufenden Symmetrieachse (10) verläuft.
Bremsbelag nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ausbauchungen (17) vorgesehen sind, die spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 12–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbauchungen (7) parallel zur Symmetrieachse (10) verlaufen.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 12–15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbauchungen (7) radial unter Einschluss eines spitzen Winkels zueinander verlaufen.