DE102014102839B4

DE102014102839B4 - Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102014102839B4
Application number: DE102014102839.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Asen; Matthias Klingner; Alexander Werth
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2034-03-05
Also published as: DE102014102839A1

Abstract

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel, der an einem ortsfesten Bremsträger (1), bezogen auf die Bremsscheibe, mittels Führungsholmen (3) axial verschiebbar gehalten ist, wobei jeder Führungsholm (3) einen angeformten, in den Bremsträger (1) eingeschraubten Gewindezapfen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Führungsholm (3) durch mindestens eine beidseitig mit einer Keilverzahnung (12, 13) versehene Keilsicherungsscheibe (8) verdrehsicher gehalten und dazu auf seiner dem Gewindezapfen (6) zugewandten ringförmigen Stirnseite mit einer Keilverzahnung (9) versehen ist, in die eine zugeordnete Keilverzahnung (12) der Keilsicherungsscheibe (8) formschlüssig eingreift, die vor einer Verspannung des Führungsholms (3) im Sinne einer Tellerfeder geformt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Bremssattel einer solchen Scheibenbremse, die auch als Schiebesattel-Scheibenbremse bekannt ist, ist, bezogen auf eine Bremsscheibe axial verschieblich an einem fahrzeugseitigen Bremsträger gehalten.
Sowohl zur Halterung wie auch zur Verschiebung des Bremssattels sind am Bremsträger Führungsholme befestigt, die in Gleitbuchsen des Bremssattels derart geführt sind, dass dessen axiale Verschiebung gegenüber dem Bremsträger möglich ist.
Zur Befestigung des Führungsholms, der im Sinne eines Hohlzylinders ausgebildet ist, ist jeweils eine Schraube vorgesehen, die durch den Führungsholm geführt ist und sich mit ihrem Kopf an einer eingesenkten Stirnseite des Führungsholms abstützt, während sie gegenüberliegend mit ihrem Gewindeschaft in eine Gewindebohrung des Bremsträgers eingeschraubt ist.
Dabei liegt der Führungsholm mit einer Stirnseite an der Oberfläche des Bremsträgers mit einem Anpressdruck an, der über die als hochfeste Schraube ausgebildete Schraube aufgebracht ist.
Zunehmend finden Bremsträger Verwendung, deren den Führungsholmen zugewandte Oberfläche mit einer reibwertreduzierenden Beschichtung versehen ist, beispielsweise aus Zinkphosphat.
Durch den verminderten Reibschluss zwischen dem Führungsholm und dem Bremsträger erhöht sich allerdings das Risiko einer Verdrehung des Führungsholms und damit eines Verlustes der Vorspannkraft der Schraube, was letztendlich zu deren Lösen führen kann. Daraus ergibt sich eine Einschränkung der Betriebs- bzw. der Funktionssicherheit, da ein Lösen der Verschraubung in letzter Konsequenz zu einem Totalausfall der Bremse führt. Da eine Scheibenbremse ein sicherheitsrelevantes Bauteil darstellt, ist die sich daraus ergebende Möglichkeit einer Gefährdung nicht hinnehmbar.
Insbesondere in wirtschaftlicher Hinsicht steht die bekannte Konstruktion einer Scheibenbremse einer Kostenoptimierung insoweit entgegen, als, wie erwähnt, zur Verschraubung des Führungsholms eine hochfeste Schraube zum Einsatz kommt. Dies vor allem deshalb, um den Führungsholm mit einer entsprechenden Vorspannung an den Bremsträger pressen zu können.
D. h., für jede Befestigungsstelle des Bremssattels mit dem Bremsträger sind zumindest zwei Bauteile erforderlich und zwar der Führungsholm und die Schraube, wobei der Einsatz einer hochfesten Schraube aufgrund der relativ hohen Beschaffungskosten die Fertigungskosten der Scheibenbremse insgesamt nachteilig beeinflusst.
Führungsholme einer gattungsgemäßen Scheibenbremse sind jeweils aus der DE 10 2012 006 081 A1 sowie der DE 103 48 830 A1 bekannt. Dabei sind an den Führungsholm Gewindezapfen angeformt und derart ausgestaltet, dass sie die Eigenschaften einer Dehnschraube erhalten.
Die US 2010/0 260 580 A1 , die DE 20 2009 005 712 U1 sowie die WO 01/66 964 A1 offenbaren jeweils Schraubverbindungen mittels Keilsicherungsscheiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass deren Funktions- und Betriebssicherheit verbessert und ihre Herstellungskosten gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die neue Befestigung des Bremssattels am Bremsträger gestaltet sich sowohl hinsichtlich der Fertigung wie auch der Montage einfacher als bisher. Dabei wird auf den Einsatz einer Schraube verzichtet, woraus sich eine Reduzierung der Herstellungskosten ergibt, die, da üblicherweise zwei Führungsholme bei jeder Scheibenbremse zur Verwendung kommen, zu einer bemerkenswerten Ersparnis führt.
Der Führungsholm kann als einfaches Drehteil hergestellt werden, an dessen einem Ende erfindungsgemäß der Gewindezapfen angeformt ist.
Die nach der Erfindung vorgesehene Keilverzahnung der dem Gewindezapfen zugewandten ringförmigen Stirnseite des Führungsholms kann durch Prägen oder durch Kaltfließpressen eingebracht werden. In jedem Fall besteht die Möglichkeit, den Führungsholm als Serienteil besonders preiswert zu fertigen.
Auch die Keilsicherungsscheibe ist sozusagen als Massenprodukt herstell- bzw. als handelsübliches Bauteil verfügbar.
Dabei weist die Keilsicherungsscheibe an beiden Seiten jeweils eine Keilverzahnung auf, wobei üblicherweise eine Keilverzahnung gröber ist, d. h., eine größere Zahnteilung aufweist als die der anderen Seite.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt die Keilsicherungsscheibe mit ihrer feineren Zahnteilung am Bremsträger an, während die gegenüberliegende Keilverzahnung mit der gröberen Zahnteilung in die angepasste Keilverzahnung des Führungsholms eingreift.
Hierdurch wird eine dauerhaft zuverlässige Verdrehsicherung des Führungsholms gegenüber dem Bremsträger erreicht, mit den sich daraus ergebenden funktions- und sicherheitstechnischen Vorzügen.
Nach einem weiteren Gedanken weist der Führungsholm auf seiner dem Gewindezapfen gegenüberliegenden Stirnseite eine Werkzeugaufnahme auf, beispielsweise in Form eines Innensechskants, der nach einer weiteren bevorzugten Ausbildung in den Grund einer stirnseitigen Senkung eingebracht ist.
Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, problemlos einen entsprechend hohen Anpressdruck des Führungsholms an die Keilsicherungsscheibe und diese an den Bremsträger zu erreichen, wobei sich dann die am Bremsträger anliegende feinere Keilverzahnung in die Oberfläche des Bremsträgers derart eingräbt, dass ein Formschluss entsteht.
Ebenso wie die Keilverzahnung des Führungsholms kann auch dessen Werkzeugaufnahme durch Fließpressen, insbesondere durch Kaltfließpressen hergestellt sein, was zu einer kostenoptimierten Herstellung des Führungsholms beiträgt.
Dies ergibt sich gleichermaßen daraus, dass der Führungsholm ohne Vorspannung am Bremsträger befestigt werden kann, so dass der Führungsholm selbst aus einem Material bestehen kann, das die für eine Vorspannung erforderlichen Eigenschaften nicht aufweisen muss.
Unabhängig von der Beschaffenheit der einander zugewandten Oberflächen des Führungsholms einerseits und des Bremsträgers andererseits, insbesondere der Oberfläche des Bremsträgers, die bei einem bekannten Bremsträger mit einer reibwertreduzierenden Beschichtung versehen ist, erfolgt die Sicherung des Führungsholms gegen Verdrehen nunmehr ausschließlich durch die Keilsicherungsscheibe in Korrespondenz mit der Keilverzahnung des Führungsholms.
Damit wird wirksam verhindert, dass sich der Führungsholm aus seiner Lage löst, so dass die zum Stand der Technik sich daraus ergebenden Probleme nicht mehr auftreten.
Wir sich überraschend gezeigt hat, bewirken auch die im Fahrbetrieb eines Nutzfahrzeuges auftretenden Erschütterungen kein Lösen der Schraubverbindung.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Keilsicherungsscheibe auf einem Bündchen des Führungsholms geführt, das in eine Aufnahme des Bremsträgers ragt, wobei das Bündchen zwischen der ringförmigen, die Keilverzahnung aufweisenden Stirnseite und dem Gewindeschaft angeordnet ist, d. h., der Gewindeschaft schließt sich an das Bündchen an.
Neben der erwähnten kostengünstigen Realisierung der Verdrehsicherung sind konstruktive und fertigungstechnische Anpassungsmaßnahmen des Bremsträgers sowie des Bremssattels nicht erforderlich, so dass die Führungsholme entsprechend der Erfindung in Kombination mit den Keilsicherungsscheiben bei bereits im Einsatz befindlichen Scheibenbremsen ohne besonderen Aufwand eingesetzt werden können, auch im Sinne einer Nachrüstung, was bevorzugt bei Instandhaltungs- bzw. Reparaturmaßnahmen erfolgt.
Die Keilverzahnungen sowohl der Keilsicherungsscheibe wie auch des Führungsholms weisen keilförmige Zähne auf, die radial ausgerichtet sind und ineinander greifen. Eine Flanke des jeweiligen Zahnes verläuft axial, während die dazu abgewinkelte, sich anschließende Flanke ansteigt.
Die damit vorliegenden vielen Keilflächen korrespondieren jeweils mit den sich gegenüberliegenden Keilflächen und verhindern so eine relative Verdrehung zueinander.
Nach der Erfindung ist die Keilsicherungsscheibe im Sinne einer Tellerfeder axial geneigt bzw. gewölbt ausgebildet, wobei die Keilflächen nach einer Montage, d. h. nach einem Festziehen des Führungsholms unter Vorspannung aneinander liegen bzw. die zugewandte Keilfläche am Bremsträger.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 einen an einem Bremsträger befestigten, geschnittenen Führungsholm in einer perspektivischen Ansicht
2 einen Teilausschnitt gemäß der Angabe X in 1
3 einen Führungsholm gemäß der Erfindung als Einzelheit in einer perspektivischen Ansicht
4 eine Keilsicherungsscheibe in verschiedenen Ansichten.
In den 1 und 2 ist ein Bremsträger 1 erkennbar, der ortsfest an einem Nutzfahrzeug befestigbar ist und der den Bremssattel einer nicht gezeigten Scheibenbremse trägt.
Dieser Bremssattel ist über Führungsholme 3, von denen in den Figuren einer dargestellt ist, in Bezug auf eine vom Bremssattel übergriffene Bremsscheibe axial verschiebbar gehalten.
Der Bremsträger 1 weist zwei sich gegenüberliegende, jeweils einen Belagschacht zur Aufnahme von Bremsbelägen begrenzende Bremsträgerhörner 2 auf, an denen die Führungsholme 3 durch Verschrauben angeschlossen sind.
Gemäß der Erfindung weist dazu jeder Führungsholm 3 stirnseitig einen Gewindezapfen 6 auf, der in eine Gewindebohrung 7 des Bremsträgerhorns 2 eingedreht ist.
Die dem Gewindezapfen 6 gegenüberliegende Stirnseite des Führungsholms 3 ist mit einer Senkung 4 versehen, in deren Grund eine Werkzeugaufnahme 5 in Form eines Innensechskants eingebracht ist, so dass mit einem geeigneten Werkzeug der Führungsholm 3 in die Gewindebohrung 7 einschraubbar ist.
Der Gewindezapfen 6 geht aus von einem abgestuften Bündchen 10 des Führungsholms 3, das in eine Ausnehmung 11 des Bremsträgerhorns 2 ragt, die zusammen mit der Gewindebohrung 7 als Stufenbohrung ausgebildet ist.
Auf diesem Bündchen 10 ist zur Verdrehsicherung des Führungsholms 3 gegenüber dem Bremsträger 1 eine Keilsicherungsscheibe 8 gelagert, die in eine in die dem Gewindezapfen 6 zugewandte ringförmige Stirnseite des Führungsholms 3 eingebrachte Keilverzahnung 9 eingreift.
Diese Keilverzahnung 9, die als Einzelheit besonders deutlich in der 3 zu erkennen ist, die den Führungsholm 3 als Einzelteil wiedergibt, ist an den Führungsholm 3 angeformt, beispielsweise durch Prägen oder Kaltfließpressen.
Aus der 2 in Verbindung mit der 4 ist ersichtlich, dass die Keilsicherungsscheibe 8 beidseitig jeweils mit einer Keilverzahnung 12, 13 versehen ist, wobei die Keilverzahnungen 12, 13 unterschiedliche Zahnteilungen aufweisen.
Dabei liegt die Keilsicherungsscheibe 8 mit der die feinere Zahnteilung aufweisenden Keilverzahnung 13 (4 links) am Bremsträger 1 bzw. dem Bremsträgerhorn 2 an, während die Keilverzahnung 12 mit der gröberen Zahnteilung (4 rechts) in die Keilverzahnung 9 des Führungsholms 3 derart eingreift, dass eine Verdrehsicherung gebildet ist.
Die Keilsicherungsscheibe 8 kann verliersicher, jedoch drehbar am Führungsholm 3 gehalten sein, wozu bei einem Rollieren des Gewindes am Gewindezapfen 6 ein Hinterschnitt vorgesehen ist, in dem die Keilsicherungsscheibe 8 axial gesichert einliegt.
Im Übrigen kann die Keilsicherungsscheibe 8 in einer definierten Winkelstellung gehalten sein, beipielsweise durch eine lösbare Verklebung.

Claims

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel, der an einem ortsfesten Bremsträger (1), bezogen auf die Bremsscheibe, mittels Führungsholmen (3) axial verschiebbar gehalten ist, wobei jeder Führungsholm (3) einen angeformten, in den Bremsträger (1) eingeschraubten Gewindezapfen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Führungsholm (3) durch mindestens eine beidseitig mit einer Keilverzahnung (12, 13) versehene Keilsicherungsscheibe (8) verdrehsicher gehalten und dazu auf seiner dem Gewindezapfen (6) zugewandten ringförmigen Stirnseite mit einer Keilverzahnung (9) versehen ist, in die eine zugeordnete Keilverzahnung (12) der Keilsicherungsscheibe (8) formschlüssig eingreift, die vor einer Verspannung des Führungsholms (3) im Sinne einer Tellerfeder geformt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Keilverzahnung (12) eine gröbere Zahnteilung aufweist als die andere Keilverzahnung (13).
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gröbere Keilverzahnung (12) der Keilsicherungsscheibe (8) mit der Keilverzahnung (9) des Führungsholms (3) korrespondiert.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilverzahnung (9) des Führungsholms (3) angeformt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilverzahnung (9) durch Prägen oder Kaltfließpressen hergestellt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsholm (3) auf seiner dem Gewindezapfen (6) gegenüberliegenden Stirnseite mit einer Werkzeugaufnahme (5) versehen ist, vorzugsweise in Form eines Innensechskants.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (5) im Grund einer stirnseitig am Führungsholm (3) vorgesehenen Senkung (4) angeordnet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsholm (3) an dem dem Gewindezapfen (6) zugeordneten Ende ein Bündchen (10) aufweist, an das sich der Gewindezapfen (6) anschließt und das in einer Aufnahme (11) des Bremsträgers (1) ragt.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilsicherungsscheibe (8) mit ihrer die feinere Keilverzahnung (13) aufweisenden Seite am Bremsträger (1) anliegt.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilsicherungsscheibe (8) formschlüssig am Bremsträger (1) anliegt.