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WO2016139080A1 - Zuspanneinrichtung einer scheibenbremse - Google Patents

Zuspanneinrichtung einer scheibenbremse Download PDF

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WO2016139080A1
WO2016139080A1 PCT/EP2016/053700 EP2016053700W WO2016139080A1 WO 2016139080 A1 WO2016139080 A1 WO 2016139080A1 EP 2016053700 W EP2016053700 W EP 2016053700W WO 2016139080 A1 WO2016139080 A1 WO 2016139080A1
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WO
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brake
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threaded
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Thomas Beck
Michael Hidringer
Wolfgang Pritz
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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    • F16D2250/0061—Joining
    • F16D2250/0076—Welding, brazing

Definitions

  • the invention relates to an application device of a disc brake according to the preamble of claim 1.
  • Such an application device is known from DE 10 2006 010 754 A1.
  • This application device has a centrally arranged, via a
  • the threaded sleeve is mounted on an externally threaded adjusting spindle, which is used for Lsymmetricspielausrete, i. for adjusting the brake lining, by means of an adjusting device is rotatable, with simultaneous axial movement of the threaded sleeve.
  • an application device known from WO 2014/001 456 A1 the pressure piece and the threaded sleeve forming a threaded element in the sense of the generic type are likewise formed in one piece, usually by casting. Disregarded remains that the pressure piece and the threaded sleeve different requirements are made, not least in terms of their different spatial form.
  • the pressure piece is flat and wide.
  • the well-known brake application also no contribution to the constant demand for weight optimization of all components of a commercial vehicle, the aim of which is a reduction in fuel consumption and, as a result, C02 emissions. This is mainly because, as mentioned, the one-piece design of the unit cylindrical threaded element / pressure piece is designed as a casting, which enforces casting-related material thicknesses.
  • the object of the invention is to further develop an application device of the generic type such that it can be produced more simply and less expensively and, with the same load-bearing capacity, material and weight-optimized.
  • the pressure piece and the associated threaded element are formed as separate components, it is now possible to adapt each of the two components individually to the respective requirements, in particular with regard to their load, both in terms of dimensioning as well as with respect to the material to be used.
  • the threaded element is produced in the continuous casting method with preforming of the outer and inner geometry, so that only little mechanical post-processing is required.
  • the threaded element with other suitable primary shaping or forming methods, such as cold extrusion or the like.
  • the pressure piece in turn can be produced by sand casting or by forging.
  • other shaping methods are also conceivable here, as well as a selection of materials based on the requirements.
  • connection of the threaded element with the pressure piece is also possible in different ways. These include a frictional, material or form fit.
  • the material bond which is preferably produced by friction welding, which essentially does not require any welding additives, no substantial preparatory work is otherwise required.
  • the friction welding is particularly suitable for connecting different materials, in which case ferrous metals are preferably used as steel and / or cast iron.
  • the very small heat-affected zone produced during friction welding is also particularly advantageous for the realization of the invention, since warping, in particular of the threaded element, due to thermal stresses, is substantially avoided.
  • form-locking elements can be provided with one another corresponding projections on the pressure piece and / or threaded element, the For example, by bending such a mesh that both an axial and a rotation is guaranteed.
  • Figure 1 is a provided with an application device disc brake according to the invention in a sectional plan view
  • Figure 2 shows a part of the application device in different stages of production, each in a perspective view.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a disc brake, with a brake disc 2 cross-over, designed as a sliding caliper caliper 1, in which two brake pads 3 are arranged, which can be pressed against the brake disc 2 in function, ie during braking.
  • Each brake pad 3 consists of a lining carrier plate 1 1 and a friction lining 12 mounted thereon, which contacts the brake disk 2 during braking.
  • a lining retaining spring 9 is fastened in each case, which, in cooperation with a retaining clip 10, hold the brake linings 3 under pretension in a brake shaft of the brake caliper 1 or of a brake carrier.
  • the application device 8 has a brake stamp 4, which can be pressed in a centrally displaceable manner against the application-side brake pad 3 in a manner axially displaceable via a brake lever 14.
  • the brake piston 4 consists of an adjusting spindle 6, with which an adjusting device 5 for compensating a clearance is in communication, and a threaded sleeve 7, which engages with an internal thread in an external thread of the adjusting spindle 6.
  • On its the lining carrier plate 1 1 of the application side brake pad 3 side facing the threaded spindle 7 is fixedly connected to a plate-shaped pressure piece 13, which bears against the lining carrier plate 1 1.
  • FIG. 2 shows in detail the pressure piece 13 and the threaded sleeve 7 forming a threaded element which, according to the invention, are designed as separate components, as can be seen particularly clearly in FIG. 2a).
  • a position is shown before the threaded sleeve 7 is firmly connected by a suitable joining method with the pressure piece 13.
  • the assembly threaded sleeve II thrust piece 13 in connected, so ready for use arrangement is shown in the figure 2b).
  • the threaded sleeve 7 is centrally connected by, for example, welding, such as friction or fusion welding on the pressure piece 13, indicated by a weld seam 15.
  • a raised ring 16 is formed on the pressure piece 13 on the threaded sleeve 7 side facing concentric, on which a visible in the figure 1 bellows 17 is connected in function.

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Abstract

Eine Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse, mit einem einen Bremsbelag kontaktierenden Druckstück (13) und einem daran verdrehfest gehaltenen, zylinderförmigen Gewindeelement, wobei das Druckstück (13) und das damit verbundene Gewindeelement als separate Bauteile ausgebildet sind.

Description

Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse
Die Erfindung betrifft eine Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Eine solche Zuspanneinrichtung ist aus der DE 10 2006 010 754 A1 bekannt. Diese Zuspanneinrichtung weist einen zentral angeordneten, über einen
Bremshebel an den zuspannseitigen Bremsbelag einer Scheibenbremse andrückbaren Bremsstempel auf, mit einer Gewindehülse, an die auf ihrer dem Bremsbelag zugewandten Seite ein Druckstück angeformt ist, über das die Gewindehülse verdrehfest mit dem Bremsbelag verbunden ist.
Zum Ausgleich eines Lüftspiels, d.h. zum Ausgleich eines sich verschleißbedingt ändernden Abstands zwischen dem Bremsbelag und einer Bremsscheibe, ist die Gewindehülse auf einer mit Außengewinde versehenen Stellspindel gelagert, die zum Lüftspielausgleich, d.h. zur Nachstellung des Bremsbelages, mittels einer Nachstelleinrichtung verdrehbar ist, bei gleichzeitiger axialer Bewegung der Gewindehülse. Bei einer aus der WO 2014/001 456 A1 bekannten Zuspanneinrichtung sind das Druckstück und die im Sinne der Gattung ein Gewindeelement bildende Gewindehülse ebenfalls einstückig ausgebildet, üblicherweise durch Gießen. Unberücksichtigt dabei bleibt, dass an das Druckstück und die Gewindehülse unterschiedliche Anforderungen gestellt werden, nicht zuletzt hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Raumform.
Während die Gewindehülse im Querschnitt im Wesentlichen rund ist und im Verhältnis dazu relativ lang, ist das Druckstück flach und breit. Neben der fehlenden Möglichkeit hinsichtlich der Materialauswahl den unterschiedlichen Anforderungen an das Druckstück einerseits und die Gewindehülse andererseits zu entsprechen, leistet die bekannte Zuspanneinrichtung auch keinen Beitrag zur steten Forderung nach einer Gewichtsoptimierung aller Bauteile eines Nutzfahrzeuges, deren Ziel eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und in der Folge der C02-Emissionen ist. Dies vor allem, weil, wie erwähnt, die einstückige Ausbildung der Einheit zylinderförmiges Gewindeelement/Druckstück als Gussteil ausgebildet ist, das gießtechnisch bedingte Materialdicken erzwingt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuspanneinrichtung der gat- tungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und bei gleicher Belastbarkeit material- und gewichtsoptimiert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Zuspanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, das erfindungsgemäß das Druckstück und das damit verbundene Gewindeelement als separate Bauteile ausgebildet sind, besteht nun die Möglichkeit, jedes der beiden Bauteile individuell an die jeweiligen Anforderungen, insbesondere hinsichtlich ihrer Belastung, anzupassen, sowohl in Bezug auf die Dimensionierung wie auch in Bezug auf das einzusetzende Material.
Nach einem bevorzugten Gedanken der Erfindung ist das Gewindeelement im Stranggussverfahren hergestellt bei Vorformung der äußeren und der inneren Geometrie, so dass nur wenig mechanische Nachbearbeitung erforderlich ist.
Denkbar ist aber auch, das Gewindeelement mit anderen geeigneten Urformoder Umformverfahren herzustellen, wie Kaltfließpressen oder dergleichen. Das Druckstück wiederum kann im Sandgussverfahren hergestellt werden oder durch Schmieden. Auch hier sind selbstverständlich andere Formgebungsverfahren denkbar, ebenso wie eine an die Anforderungen angelehnte Materialauswahl.
Insgesamt wird dadurch eine Reduzierung der Herstellungskosten erreicht, ebenso wie die Möglichkeit einer Materialmischung der Baueinheit besteht, die zu einer Optimierung der Funktionsfähigkeit beiträgt. Dies trifft im Übrigen auch auf die Geometrien und Dimensionierungen der beteiligten Bauteile zu, die entsprechend den jeweiligen Anforderungen wählbar sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der nun möglichen gezielten Dimensionierung insofern, als dadurch die Zuspanneinrichtung gewichtsreduziert bzw. gewichtsoptimiert hergestellt werden kann, was, wie erwähnt, den steten Forde- rungen danach entgegenkommt.
Die Verbindung des Gewindeelementes mit dem Druckstück, in der Art, dass beide verdrehsicher zueinander gehalten sind, ist ebenfalls auf unterschiedliche Art und Weise möglich. Hierzu zählen ein Reib-, Stoff- oder Formschluss.
Zum Stoffschluss, der bevorzugt durch Reibschweißen hergestellt ist, das im Wesentlichen ohne Schweißzusatzstoffe auskommt, sind im Übrigen keine wesentlichen Vorbereitungsarbeiten erforderlich. Daneben eignet sich das Reibschweißen insbesondere auch zur Verbindung unterschiedlicher Materialien, wobei hier bevorzugt Eisenmetalle Verwendung finden wie Stahl und/oder Eisenguss.
Auch die beim Reibschweißen entstehende sehr kleine Wärmeeinflusszone ist für die Realisierung der Erfindung besonders vorteilhaft, da ein Verzug insbesondere des Gewindeelements durch Wärmespannungen im Wesentlichen vermieden wird.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit andere Schweißverfahren ein- zusetzen, beispielsweise Schmelzschweißen, wobei diese ebenso automatisiert durchgeführt werden wie das Reibschweißen.
Für eine Reibschluss, um die beiden Bauteile miteinander zu verbinden, sind entsprechende Aufnahmen zur Herstellung einer Presspassung vorzubereiten.
Zum Formschluss sind ebenfalls unterschiedliche Maßnahmen denkbar, beispielsweise eine Schraubverbindung, wobei durch entsprechende Sicherungsmaßnahmen Sorge dafür getragen wird, dass sich diese Schraubverbindung durch die im Fahrbetrieb des Nutzfahrzeuges auftretenden Erschütterungen nicht selbsttätig lösen. So können hierzu Einkerbungen vorgesehen sein, die eine Verdrehsicherung erzielen.
Gleichfalls als Formschlusselemente können miteinander korrespondierende Anformungen am Druckstück und/oder Gewindeelement vorgesehen sein, die beispielsweise durch Umbiegen derart ineinander greifen, dass sowohl eine axiale wie auch eine Verdrehsicherung gewährleistet ist.
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 eine mit einer erfindungsgemäßen Zuspanneinrichtung versehene Scheibenbremse in einer geschnittenen Draufsicht Figur 2 einen Teil der Zuspanneinrichtung in unterschiedlichen Fertigungsstufen, jeweils in einer perspektivischen Ansicht.
In der Figur 1 ist in schematischer Darstellung eine Scheibenbremse erkennbar, mit einem eine Bremsscheibe 2 übergreifenden, als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel 1 , in dem zwei Bremsbeläge 3 angeordnet sind, die in Funktion, also bei einer Bremsung, gegen die Bremsscheibe 2 pressbar sind.
Dabei wird zunächst der zuspannseitige Bremsbelag 3 mittels einer Zuspanneinrichtung 8 gegen die Bremsscheibe 2 gepresst, während nachfolgend, auf- grund der Reaktionskräfte, durch Mitnahme des sich verschiebenden Bremssattels 1 der reaktionsseitige Bremsbelag 3 gegen die Bremsscheibe 2 gepresst wird.
Jeder Bremsbelag 3 besteht aus einer Belagträgerplatte 1 1 und einem darauf befestigten Reibbelag 12, der bei einer Bremsung die Bremsscheibe 2 kontaktiert.
An den Belagträgerplatten 1 1 ist jeweils eine Belaghaltefeder 9 befestigt, die im Zusammenwirken mit einem Haltebügel 10 die Bremsbeläge 3 unter Vorspan- nung in einem Bremsschacht des Bremssattels 1 oder eines Bremsträgers halten. Die Zuspanneinrichtung 8 weist einen Bremsstempel 4 auf, der zentral angeordnet über einen Bremshebel 14 axial verschiebbar gegen den zuspannseiti- gen Bremsbelag 3 pressbar ist. Dabei besteht der Bremsstempel 4 aus einer Stellspindel 6, mit der eine Nachstelleinrichtung 5 zum Ausgleich eines Lüftspiels in Verbindung steht, sowie einer Gewindehülse 7, die mit einem Innengewinde in ein Außengewinde der Stellspindel 6 eingreift. Auf ihrer der Belagträgerplatte 1 1 des zuspannseitigen Bremsbelages 3 zugewandten Seite ist die Gewindespindel 7 mit einem plattenförmigen Druckstück 13 fest verbunden, das an der Belagträgerplatte 1 1 anliegt.
Um zu verhindern, dass sich bei einer Drehung der Stellspindel 6 zum Aus- gleich des Lüftspiels die Gewindehülse 7 und damit das Druckstück 13 mitdreht, ist dieses verdrehgesichert an der Belagträgerplatte 1 1 gehalten.
In der Figur 2 sind als Einzelheit das Druckstück 13 und die ein Gewindeelement bildende Gewindehülse 7 dargestellt, die, gemäß der Erfindung, als sepa- rate Bauteile ausgebildet sind, wie dies besonders deutlich in der Figur 2a) erkennbar ist. Hier ist eine Stellung abgebildet bevor die Gewindehülse 7 durch ein geeignetes Fügeverfahren fest mit dem Druckstück 13 verbunden wird. Die Baueinheit Gewindehülse II Druckstück 13 in verbundener, also einsatzbereiter Anordnung, ist in der Figur 2b) abgebildet.
Im Beispiel ist die Gewindehülse 7 zentral durch beispielsweise Schweißen, wie Reib- oder Schmelzschweißen am Druckstück 13 angeschlossen, kenntlich gemacht durch eine Schweißnaht 15. Im Übrigen ist an das Druckstück 13 auf der der Gewindehülse 7 zugewandten Seite konzentrisch dazu ein erhabener Ring 16 angeformt, an dem ein in der Figur 1 erkennbarer Faltenbalg 17 in Funktion angeschlossen ist.
Wie bereits ausgeführt, sind auch andere Fügeverfahren zur Verbindung der Gewindehülse 7 und des Druckstücks 13 denkbar, neben dem genannten Stoff- auch Reib- oder Formschluss.

Claims

Ansprüche
1 . Zuspanneinnchtung einer Scheibenbremse, mit einem einen Bremsbelag (3) kontaktierenden Druckstück (13) und einem daran verdrehfest gehaltenen, zylinderförmigen Gewindeelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) und das damit verbundene Gewindeelement als separate Bauteile ausgebildet sind.
2. Zuspanneinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeelement als Gewindehülse (7) ausgebildet ist.
3. Zuspanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) und das Gewindeelement (7) stoff-, reib- oder formschlüssig fest miteinander verbunden sind.
4. Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeelement mit dem Druckstück (13) verschraubt ist.
5. Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung gegen Verdrehen gesichert ist.
6. Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) und das Gewindeelement (7) aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere unterschiedlichen Eisenmaterialien bestehen.
7. Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeelement und das Druckstück (13) durch Reib- oder Schmelzschweißen miteinander verbunden sind.
8. Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) aus Gusseisen gebildet ist.
9. Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeelement als Stranggussteil oder Kaltfließpressteil ausgebildet ist.
10. Zuspanneinnchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (13) als Schmiedeteil ausgebildet ist.
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