DE102015103612A1

DE102015103612A1 - Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102015103612A1
Application number: DE102015103612.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Asen
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel, mindestens einer Zuspanneinrichtung zum Zuspannen der Scheibenbremse mittels eines verschiebbar geführten Mutterteiles (10), wobei das Mutterteil (10) mindestens eine Gewindebohrung aufweist, in die eine mit einem Außengewinde versehene Stellspindel (6) eingeschraubt ist, einer mit der Stellspindel (6) in Wirkverbindung stehenden Nachstelleinrichtung zum Nachstellen des Lüftspiels und einem bis zu einem bestimmten Drehmoment verdrehhindernd auf die Stellspindel (6) wirkenden Sicherungselement, ist so ausgebildet, dass das Sicherungselement aus einem gegenüber der Stellspindel (6) und/oder dem Mutterteil (10) verdrehfest oder drehgehemmt gehaltenen, unter Federspannung daran außerhalb des Mutterteiles (10) anliegenden und diese Stellspindel (6) teilweise umschließenden und aus einem schraubenförmig um eine gedachte Seele gewundenen Draht gebildeten Federring (19) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der DE 94 22 342 U1 ist eine gattungsgemäße Scheibenbremse entnehmbar, bei der bei einer Bremsung ein Bremshebel auf eine ein Mutterteil bildende Brücke einwirkt, in der vorzugsweise zwei Stellspindeln gelagert sind. Diese weisen jeweils ein Druckstück, das bei Betätigung der Bremse durch Verschieben der Brücke an eine Bremsscheibe gepresst wird.
Zum Ausgleich einer verschleißbedingten Änderung eines vorbestimmten Lüftspiels, d.h. des Abstands zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe, ist eine Nachstelleinrichtung vorgesehen, mit der die Stellspindeln durch Verdrehen in Richtung der Bremsscheibe verstellt werden. Hierzu sind die beiden Stellspindeln mit einem Außengewinde versehen, das in eine dazu korrespondierende Gewindebohrung der Brücke eingreift.
Eine weitere Scheibenbremse ist in der DE 10 2008 036 765 A1 thematisiert, bei der das verdrehfest gehaltene Mutterteil als Bremsstempel fungiert, in dem zur Nachstellung die Stellspindel verdrehbar gehalten ist.
Durch während des Fahrbetriebs sich zwangsläufig ergebende Erschütterungen besteht die Gefahr, dass sich die Stellspindeln verdrehen, so dass sich das vorgenannte Lüftspiel verändert.
Um hier Abhilfe zu schaffen, d.h. um eine ungewollte und unkontrollierte Verstellung der Stellspindeln zu verhindern, wird in der oben genannten DE 94 22 342 U1 empfohlen Sicherungselemente einzusetzen, die drehhemmend auf mindestens eine der beiden Stellspindeln einwirken.
Dabei liegt das Sicherungselement mit einer Reibkraft an der Stellspindel an, die so bemessen ist, dass die zur Nachstellung mittels der Nachstelleinrichtung erforderliche Verdrehung der Stellspindeln problemlos möglich ist. D.h., das durch die Nachstelleinrichtung aufgebrachte Drehmoment ist größer als eines, das sich aus den Erschütterungskräften im Fahrbetrieb ergeben kann.
Eine weitere konstruktive Lösung des genannten Problems ist in der DE 103 22 834 A1 offenbart. Darin ist vorgeschlagen das Sicherungselement in einer Sekundärdichtung zu halten, die aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer wie Silikonkautschuk besteht.
Funktional hat sich diese Konstruktion durchaus bewährt, wobei radial mit Federkraft an der Stellspindel anliegende, und über den Umfang verteilte Federarme vorgesehen sind, die an einen in der Sekundärdichtung gehaltenen Stützring angeformt sind.
Die Federarme sind aus einem Federblechstreifen gestanzt und umgeformt, wobei nach einem Biegen zu einem Kreisring die benachbarten Enden des Streifens verschweißt werden, üblicherweise durch Laserschweißen.
Die Herstellung dieses bekannten Sicherungselementes gestaltet sich jedoch aufgrund der relativ komplizierten Formgebung der Federarme recht aufwändig und damit teuer, ebenso wie das genannte Verschweißen der Enden.
Den ständigen Forderungen nach einer Kostenoptimierung, insbesondere bei Serienteilen, um die es sich hier handelt, wird der Herstellungsprozess dieses Sicherungselementes nicht gerecht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie konstruktiv einfacher aufgebaut und bei unveränderter Funktionssicherheit kostengünstiger herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Nach der Erfindung besteht das Sicherungselement aus einem Federring, der aus einem schraubenförmig um eine gedachte Seele gewundenen Draht gebildet ist.
Dieser Federring, der aus einer auch als Wurmfeder bekannten Feder gebildet ist, umschließt die Stellspindel und/oder das Mutterteil zumindest teilweise, insbesondere überwiegend, d.h. in einem Umschlingungswinkel > 90°, bevorzugt jedoch vollständig und liegt unter Federspannung an der Stellspindel und/oder dem Mutterteil an.
Dabei kann die Bremswirkung durch den Federring zum einen durch dessen Querschnittsdimensionierung und zum anderen durch den Öffnungswinkel variiert werden, durch den die Anlagefläche der Stellspindel bestimmt wird. Auch der Querschnitt des gewundenen Drahtes bietet eine Variationsmöglichkeit bezüglich der radial nach innen gerichteten Federkraft.
Der Federring kann im Sinne eines Torus ausgebildet sein, also mit rundem Querschnitt. Denkbar ist aber auch einen eckigen, insbesondere rechteckigen Querschnitt vorzusehen, wobei er auf den Spitzen des Außengewindes der Stellspindel aufliegt oder in einem Gewindegang. Bevorzugt liegt der Federring jedoch in einem gewindefreien Abschnitt der Stellspindel an.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung sieht vor, den Federring in eine vorzugsweise aus einem Elastomer bestehende Sekundärdichtung einzubetten, wobei das Elastomer den Federring lediglich so weit umhüllt, dass die mit der Stellspindel, insbesondere den Gewindegängen in Kontakt stehenden Reibflächen frei liegen.
Zur reibschlüssigen Halterung der Sekundärdichtung am Mutterteil bzw. der Brücke ist in die Sekundärdichtung ein Stützring, vorzugsweise aus Stahl, eingegossen, der an einem an dem Mutterteil angeformten Bündchen, das im Austrittsbereich zur Stellspindel des Innengewindes hin vorgesehen ist, reibend anliegt.
Im Gegensatz zu dem aus der DE 103 22 834 A1 bekannten Stand der Technik, bei dem das Sicherungselement und der Stützring einstückig ausgebildet sind, sind der Federring und der Stützring nach der Erfindung als separate Teile ausgebildet, wodurch sich eine preiswertere Herstellung ergibt.
Auch die Herstellung des Sicherungselementes selbst gestaltet sich sehr kostengünstig, da das Ausgangsmaterial, nämlich ein aus einem schraubenförmig um eine gedachte Seele gewundender Draht, konfektioniert und handelsüblich erhältlich ist und lediglich beispielsweise von einer Rolle abgelängt und gebogen werden muss.
Überdies lässt sich die Fertigung des Sicherungselementes mit sehr einfachen Werkzeugen realisieren, die keinem die Standzeit wesentlich einschränkenden Verschleiß unterliegen, wobei die Fertigungszeit gegenüber der nach dem Stand der Technik ebenfalls deutlich reduziert ist.
Der Federring ebenso wie der Stützring können aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere unterschiedlichen Metallen hergestellt sein, was gleichfalls zur Kostenminimierung beiträgt.
Auch kann die den Federring und den Stützring aufnehmende Sekundärdichtung bei Wartungsarbeiten an bestehenden Scheibenbremsen eingesetzt werden, da an der Stellspindel oder anderen beteiligten Bauteilen, beispielsweise einer den Bremssattel verschließenden und von der Stellspindel durchtretenen Verschlussplatte keine Anpassungsmaßnahmen erforderlich sind.
Erfindungsgemäß ist das Sicherungselement verdrehfest gehalten, was bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsvariante durch die Sekundärdichtung erfolgt, die sowohl an der Verschlussplatte wie auch an der Brücke befestigt ist.
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 erfindungsgemäße Scheibenbremse in einer teilweise geschnittenen Draufsicht
2 einen Teil einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer geschnittenen, perspektivischen Seitenansicht
3 eine Einzelheit des Teils nach 2, ebenfalls in einer geschnittenen, perspektivischen Ansicht.
In der 1 ist eine pneumatisch oder elektromotorisch betätigbare Scheibenbremse dargestellt, die einen als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel 1 aufweist, der eine Bremsscheibe 3 in ihrem oberen Umfangsbereich umgreift. Prinzipiell eignet sich die Erfindung auch für Scheibenbremsen mit Fest- oder Schwenksätteln.
Beidseitig der Bremsscheibe 3 sind Bremsbeläge 4 angeordnet, die bei einer Bremsung einer Zuspanneinrichtung 2 an die Bremsscheibe 3 pressbar sind.
Die Zuspannvorrichtung 2 weist einen Bremshebel 11 auf, der auf ein durch eine Brücke gebildetes Mutterteil 10 einwirkt mit dem zwei Stellspindeln 6, die als Bremsstempel fungieren, gegen den zugeordneten Bremsbelag 4 pressbar sind.
Die Stellspindeln 6, von denen eine in schematischer Ansicht in der 2 abgebildet ist, sind Bestandteil einer Nachstelleinrichtung 5 und tragen auf der dem Bremsbelag 4 zugewandten Seite ein den Bremsbelag 4 kontaktierendes Druckstück 7, das auf einem an die Stellspindel 6 angeformten Zapfen 17 aufgesteckt ist.
Die Stellspindel 6 ist als Hohlspindel ausgebildet, mit einer Innenverzahnung 18, in die eine Synchronisiereinrichtung eingreift, mittels der die parallel und abständig zueinander angeordneten Stellspindeln 6 synchron verstellbar sind, um ein sich verschleißbedingt veränderndes Lüftspiel, d.h. des Abstands zwischen der Bremsscheibe 3 und dem Bremsbelag 4, auszugleichen, so dass das Lüftspiel im Wesentlichen konstant bleibt.
Außenseitig ist jede Stellspindel 6 zumindest bereichsweise mit einem Außengewinde versehen, das in ein Innengewinde des Mutterteils 10 eingeschraubt ist.
Die Funktion der Scheibenbremse ist der zum Stand der Technik bereits genannten DE 94 22 342 U1 beschrieben, auf die diesbezüglich ausdrücklich verwiesen wird.
Um einen gebildeten Aufnahmeraum des Bremssattels 1 zur Umgebung hin im Durchdringungsbereich eines den Aufnahmeraum verschließenden Verschlussdeckels 20 abzudichten, ist neben einem Faltenbalg 8 eine in der 3 als Einzelheit dargestellte Sekundärdichtung 9 vorgesehen, die einerseits in dem Verschlussdeckel 20 gehalten ist, wozu eine Mantelfläche 12 der topfartig geformten Sekundärdichtung 9 reibschlüssig an einer Öffnungswand des Verschlussdeckels 20 anliegt.
Andererseits ist konzentrisch zur Mantelfläche 12 im Durchtrittsbereich der Stellspindel 6 eine Innenwand 14 ausgebildet, in die ein Stützring 15 eingebettet ist, der auf ein Bündchen 16 des Mutterteiles 10 aufgepresst ist.
Der Stützring 15 besteht aus Metall, insbesondere Stahl, während die Sekundärdichtung 9 im Übrigen aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Elastomer besteht.
Zur Drehhemmung der Stellspindel 6, um deren unbeabsichtigte Verdrehung zu verhindern, ist ein Sicherungselement vorgesehen, das erfindungsgemäß als ein außenseitig unter Federspannung an der Stellspindel 6 anliegender Federring 19 ausgebildet ist, der, gemäß der Erfindung, aus einem schraubenförmig um eine gedachte Seele gewundenen Draht besteht, wobei der Federring 19 die Stellspindel 6 bevorzugt vollständig umschlingt.
Der im Querschnitt als Kreisring vorliegende Federring 19 ist in einen gegenüber der Innenwand 14 eingezogenen Kragen 13 ebenfalls eingebettet und zwar derart, dass sich eine ausreichende Reibfläche, die die im Anlagebereich bevorzugt gewindefreie Stellspindel 6 kontaktiert, ergibt. Dazu ist der lichte Durchmesser des Federrings 19 in entspannter, also nicht montierter Stellung kleiner als der Durchmesser des Anlagebereichs der Stellspindel 6.
In der 3 ist deutlich der Federring 19 mit der nach innen vorstehenden, frei liegenden Kontaktfläche zu erkennen.
Da die Sekundärdichtung 9 gegenüber der Stellspindel 6 verdrehfest gehalten ist, ist auch der Federring 19 verdrehfest, so dass durch die Reibung zwischen dem anliegenden Federring 19 und der Stellspindel 6 eine Drehhemmung erreicht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 9422342 U1 [0002, 0006, 0039]
DE 102008036765 A1 [0004]
DE 10322834 A1 [0008, 0021]

Claims

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel, mindestens einer Zuspanneinrichtung zum Zuspannen der Scheibenbremse mittels eines verschiebbar geführten Mutterteiles (10), wobei das Mutterteil (10) mindestens eine Gewindebohrung aufweist, in die eine mit einem Außengewinde versehene Stellspindel (6) eingeschraubt ist, einer mit der Stellspindel (6) in Wirkverbindung stehenden Nachstelleinrichtung zum Nachstellen des Lüftspiels und einem bis zu einem bestimmten Drehmoment verdrehhindernd auf die Stellspindel (6) wirkenden Sicherungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement aus einem gegenüber der Stellspindel (6) und/oder dem Mutterteil (10) verdrehfest oder drehgehemmt gehaltenen, unter Federspannung daran außerhalb des Mutterteiles (10) anliegenden und diese Stellspindel (6) teilweise umschließenden und aus einem schraubenförmig um eine gedachte Seele gewundenen Draht gebildeten Federring (19) besteht.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (19) im Querschnitt als Kreisring ausgebildet ist oder einen eckigen, vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (19) aus einem Metalldraht gebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (19) in eine Sekundärdichtung (9) eingebettet ist, die aus einem Kunststoff besteht, vorzugsweise einem Elastomer.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (19) in einen radial sich nach innen erstreckenden Kragen (13) der Sekundärdichtung (9) eingebettet ist, wobei eine den Anlagebereich der Stellspindel (6) kontaktierende Reibfläche frei liegt.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärdichtung (9) einen Stützring (15) aufweist, der in eine konzentrische Innenwand (14) eingegossen ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (15) aus Metall, vorzugsweise Stahl besteht.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (14) oder der Stützring (15) reibschlüssig an einem Bündchen (16) des Mutterteiles (10) gehalten ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Durchmesser des Federrings (19) in nicht montierter Stellung kleiner ist als der Durchmesser des zugeordneten Anlagebereichs der Stellspindel (6).
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (19) die Stellspindel (6) umfänglich umschließt.