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Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.
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Insbesondere aus Gründen der Gewichtsoptimierung, aber auch zur Vereinfachung der Herstellung und Montage der Scheibenbremse ist es bekannt, den reaktionsseitigen Bremsbelag, also den der Zuspanneinrichtung abgewandt liegenden lediglich im Bremssattel abzustützen. Auf Bremsträgerhörner, die Bestandteil des Bremsträgers sind und die der lateralen Abstützung des Bremsbelages dienen, wird in diesem Fall verzichtet.
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Die beim Bremsen entstehende Umfangskraft wird vom Bremssattelrücken aufgenommen und bewirkt ein Drehmoment um eine quer zur Drehachse der Bremsscheibe verlaufende Achse, das bei beispielsweise verschlissenen Bremsbelägen bis zu 30% des Bremsmomentes beträgt.
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Zur Abstützung dieses sozusagen Hochachsdrehmomentes ist es bekannt, die Befestigungselemente, jeweils bestehend aus einem mit dem Bremsträger fest verbundenen Führungsholm und einer Gleithülse, die Bestandteil des Bremssattels ist und die auf dem Führungsholm axial verschiebbar gelagert ist, entsprechend zu dimensionieren. Allerdings ist hierzu eine sehr steife und damit massive Ausführung dieser Lagerung erforderlich, die einen entsprechend hohen baulichen Aufwand erfordert und einer Gestaltungsoptimierung, insbesondere hinsichtlich einer Gewichtseinsparung, entgegensteht.
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Des Weiteren ist eine Drehmomentenabstützung bekannt, bei der die resultierenden Kraftangriffspunkte der beiden Bremsbeläge auf die Bremsscheibe in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.
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Allerdings besteht durch den Versatz der Kraftangriffspunkte die Gefahr, dass die Bremsbeläge verkanten. In diesem Fall ergibt sich in den Belagreibflächen eine ungleiche Druckverteilung mit der Folge eines Schrägverschleißes, durch den die gewünschte Abstützwirkung jedoch aufgehoben wird.
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Zur Vermeidung, zumindest aber zur Minderung eines Schrägverschleißes der Reibbeläge ist es bekannt, eine versetzte Krafteinleitung mit einem Versatz der beiden Bremsbeläge in Umfangsrichtung zu kombinieren. Hierdurch kann die auftretende Flächenpressung in den Druckflächen der Bremsbeläge gleichmäßig verteilt werden.
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Ein grundlegendes Problem dieser versetzten Krafteinleitung besteht in der mechanischen Beanspruchung der Bremsscheibe durch das Abstützmoment. Dadurch wird die Bremsscheibe auf Biegung beansprucht, so dass sich die Gefahr einer Rissbildung ergibt bzw. verstärkt. Naturgemäß stellt dies eine Beeinträchtigung der Betriebssicherheit der Scheibenbremse insgesamt dar.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie mit konstruktiv und fertigungstechnisch geringem Aufwand eine verbesserte bzw. erhöhte Standzeit und Betriebssicherheit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Prinzipiell wird durch diese Konstruktion das Abstützmoment des Bremssattels, resultierend aus der beim Bremsen wirksamen Umfangskraft, das auf den reaktionsseitigen Bremsbelag und darüber auf den Bremssattel einwirkt, auch auf der Aktionsseite vom Bremsträger aufgenommen und zwar direkt oder indirekt.
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Entscheidend ist jedoch, dass die Relativbewegung des als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattels zum Bremsträger beim Ausgleich des Lüftspiels mittels der Nachstelleinrichtung in gleichem Maße ebenfalls ausgeglichen wird. Dadurch wird erreicht, dass unabhängig vom Verschleiß der Bremsbeläge eine gleichmäßige Abstützung des Bremssattels am Bremsträger erfolgt, die den gestalterischen Erfordernissen sowohl in funktionaler Hinsicht wie auch in Hinsicht einer Gewichtsoptimierung der Scheibenbremse keine Einschränkungen auferlegt.
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Darüber hinaus führt die Erfindung zu einer Verbesserung der Betriebssicherheit, da im Wesentlichen keine Biegekräfte auf die Bremsscheibe einwirken, so dass daraus bedingte Rissbildungen verhindert werden.
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Die gleichmäßige Abstützung der Bremsbeläge führt im Übrigen zu einer Vermeidung einer Schrägabnutzung des Reibbelages, wodurch die Standzeit der Scheibenbremse insgesamt, insbesondere aber der Bremsbeläge wesentlich verbessert wird.
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Üblicherweise sind die beiden Befestigungselemente, mit denen der Bremssattel am Bremsträger gehalten ist, als Fest- und als Loslager ausgebildet, wobei das Loslager vor allem dem Ausgleich von radialen Fertigungstoleranzen dient.
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In dem Fall, dass das Loslager im Bereich der Auslaufseite der Scheibenbremse, d. h. in Umlaufrichtung der Bremsscheibe auf der dem Festlager nachgeordneten Seite angeordnet ist, ist nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung im Bremssattel eine verstellbare Abstützung angeordnet, die über ein Transmissionselement mit der Nachstelleinrichtung verbunden ist und die mit einer achsfesten bzw. bremsträgerfesten Abstützung korrespondiert.
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Dabei ist in einer bremssattelseitigen Stützhülse ein Stützbolzen gehalten, der über ein Außengewinde in ein Innengewinde der Stützhülse eingeschraubt ist und der über das genannte Transmissionselement gegenüber der Stützhülse, entsprechend dem Verstellweg der Nachstelleinrichtung axial in Richtung der bremsträgerseitigen Abstützung bewegt wird.
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Bei einer anderen Variante, bei der das Loslager einlaufseitig angeordnet ist, dient das mit dem Bremsträger fest verbundene Befestigungselement als Abstützelement.
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In diesem Fall entsteht beim Bremsen ein Kippmoment am Bremssattel, das diesen in die der Zuspanneinrichtung entgegengesetzte Richtung bewegen will, also nach außen zur Felgenseite hin.
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Dabei stützt sich der vorzugsweise ebenfalls vorgesehene und in eine Stützhülse des Bremssattels eingeschraubte Stützbolzen am Befestigungselement ab, das somit ein Widerlager und eine Begrenzung der Verschwenkung des Bremssattels bildet. Auch hier ist der Stützbolzen über ein Transmissionselement mit der Nachstelleinrichtung verbunden, so dass die Relativbewegung des Bremssattels bei Betätigung der Nachstelleinrichtung zur Fahrzeuginnenseite hin ausgeglichen wird.
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Auf eine separate Abstützung, die ortsfest mit einem Fahrzeugteil, beispielsweise dem Bremsträger verbunden ist, kann bei dieser Ausführungsvariante verzichtet werden.
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Daneben ist ein weiterer Vorteil, dass der Verstellmechanismus im Gehäuse des Bremssattels angeordnet und somit nach außen bin komplett abgedichtet sein kann.
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Um den Verstellmechanismus im Bremssattelgehäuse zu integrieren, ist hierfür zweckmäßigerweise der oberhalb des Loslagers vorhandene Bauraum zu nutzen, was durch eine entsprechende Formgebung des üblicherweise als Gussteil ausgebildeten Bremssattels erfolgen kann.
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Als Transmissionselement kann eine für die Nachstelleinrichtung zum Einsatz kommende Kette genutzt werden, die ggf. lediglich um ein zusätzliches Umlenkrad zu führen ist, das in den Bauraum mit integrierbar ist.
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Im Übrigen bietet diese Konzeption der Abstützung den Vorteil, dass das Gehäuse des Bremssattels symmetrisch ausgebildet werden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Scheibenbremse nach dem Stand der Technik in einer schematischen Draufsicht
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2 einen Teilausschnitt des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer schematischen Draufsicht
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3 einen Teilausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer schematischen Draufsicht
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4 eine Einzelheit der Scheibenbremse gemäß der Erfindung in einer Draufsicht.
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In der 1 ist eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug dargestellt.
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Diese Scheibenbremse besteht in ihrem Grundaufbau aus einem eine Bremsscheibe 3 übergreifenden Bremssattel 1, in dem zwei Bremsbeläge 11, 12 angeordnet sind, die im Funktionsfall die Bremsscheibe 3 beidseitig kontaktieren.
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Der Bremssattel 1 ist über zwei Befestigungselemente an einem fahrzeugseitigen Bremsträger 2 befestigt, wobei ein, entsprechend der Pfeilrichtung auslaufseitiges Befestigungselement als Loslager 4 und das einlaufseitige Befestigungselement als Festlager 5 ausgebildet sind.
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Dabei besteht das Loslager 4 aus einem am Bremsträger 2 festgelegten Führungsholm 6 auf dem eine in Richtung der Bremsscheibe 3 axial verschiebbare Gleithülse 7 gelagert ist, die im Bremssattel 1 axial gesichert gehalten ist.
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Den Befestigungselementen zugeordnet ist eine Zuspanneinrichtung, die hier zwei Stellspindeln 9 aufweist, über die der angeschlossene Bremsbelag 11 gegen die Bremsscheibe 3 pressbar ist.
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Die eine Stellspindel 9 weist eine Nachstelleinrichtung 8 auf, mit der eine verschleißbedingte Änderung eines Lüftspiels zwischen dem Bremsbelag 11 und der Bremsscheibe 3 im Wesentlichen ausgleichbar ist. Für eine synchrone Betätigung der Stellspindeln 9 ist ein Transmissionselement 10 vorgesehen, mit dem die beiden Stellspindeln 9 gleichzeitig verdrehbar sind.
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Während der zuspannseitige Bremsbelag 11 seitlich durch am Bremsträger 2 angeordnete Bremsträgerhörner abgestützt wird, die als Einzelheit nicht dargestellt sind, liegt der reaktionsseitige Bremsbelag 12 derart im Bremssattel 1 ein, dass dieser eine Abstützung in Umfangsrichtung der Bremsscheibe 3 für den Fall bildet, dass die Bremsbeläge 11, 12 an der Bremsscheibe 3 anliegen und von dieser in Drehrichtung mit einer entsprechenden Umfangskraft beaufschlagt werden, die beim reaktionsseitigen Bremsbelag 12 von dem Bremssattel 1 und beim aktionsseitigen Bremsbelag 11 von dem Bremsträger 2 aufgenommen wird.
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Um das auf den Bremssattel 1 bei einer Bremsung einwirkende Drehmoment aufzufangen bzw. den Bremssattel entsprechend abzustützen, ist erfindungsgemäß zuspannseitig am Bremssattel 1 eine entsprechend der Lüftspielanpassung verstellbare Abstützeinrichtung vorgesehen, die mit einem demgegenüber ortsfesten Bauteil korrespondiert.
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Bei dem in der 2 dargestellten Beispiel, das hinsichtlich der Anordnung des Loslagers 4 der in der 1 gezeigten Ausführung entspricht, ist das auftretende Drehmoment durch einen Pfeil dargestellt.
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Die Abstützeinrichtung besteht hierbei aus einer im Bremssattel 1 drehfest angeordneten Stützhülse 13, die ein Innengewinde in einem Sackloch aufweist, in das ein mit einem Außengewinde versehener Stützbolzen 14 eingedreht ist, und zwar auf der dem Bremsbelag 11 abgewandten Seite.
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Im Bereich der der Stützhülse 13 gegenüberliegenden Stirnseite ist mit einem geringen Abstand „x” eine ortsfeste, d. h. beispielsweise am Bremsträger 2 festgelegte Abstützung 15 angeordnet, an der bei einer Drehmomentbelastung des Bremssattels 1 der Stützbolzen 14 mit seiner Stirnseite zur abstützenden Anlage kommt.
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Bei einem Lüftspielausgleich mittels der Nachstelleinrichtung 8 wird der als Schiebesattel ausgebildete Bremssattel 1 derart in Richtung des aktionsseitigen Bremsbelages 11 verfahren, dass auch das Lüftspiel des reaktionsseitigen Bremsbelages 12 korrigiert wird.
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Um das Spaltmaß „x” zwischen dem Stützbolzen 14 und der Abstützung 15 gleich groß zu halten, ist der Stützbolzen 14 über das Transmissionselement 10, beispielsweise eine Kette, mit der Nachstelleinrichtung 8 verbunden, so dass bei einer Verstellung der Stellspindeln 9 der Stützbolzen 14 entsprechend in die Stützhülse 13 eingedreht wird.
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In der 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Loslager 4 einlaufseitig am Bremssattel 1 angeordnet ist. Die Drehmomentrichtung ist ebenfalls durch einen Pfeil dargestellt.
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Entsprechend wird der Bremssattel 1 bei einer Bremsung in Richtung des Führungsholms 6 gedrückt, der in diesem Fall eine Abstützung für den Stützbolzen 14 bildet. Dabei verläuft der Stützbolzen 14 achsgleich mit dem Führungsholm 6.
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Beim Nachstellen der Bremsbeläge 11, 12 verfährt der Bremssattel 1 entgegengesetzt, so dass sich der Spalt zwischen dem Stützbolzen 14 und dem Führungsholm 6 vergrößert. Um die Spaltbreite gleich groß zu halten, ist auch hier der Stützbolzen 14 über das Transmissionselement 10 mit der Nachstelleinrichtung 8 verbunden, so dass bei jeder Nachstellung der Stützbolzen 14 entsprechend in Richtung des Führungsholms 6 weiterbewegt wird. Im Übrigen ist auch die in den Bremssattel 1 eingelassene Stützhülse 13 mit einem Innengewinde und der Stützbolzen 14 mit einem korrespondierenden Außengewinde versehen, wobei das Innengewinde in eine Durchgangsbohrung eingebracht ist.
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Zur Unterbringung der Abstützeinrichtung, also der Stützhülse 13, des Stützbolzens 14 sowie des angeschlossenen Transmissionselementes 10 ist bei dieser Ausführungsvariante oberhalb des Loslagers 4 ein zusätzlicher Bauraum 16 vorgesehen, wie er in der 4 erkennbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremssattel
- 2
- Bremsträger
- 3
- Bremsscheibe
- 4
- Loslager
- 5
- Festlager
- 6
- Führungsholm
- 7
- Gleithülse
- 8
- Nachstelleinrichtung
- 9
- Stellspindel
- 10
- Transmissionselement
- 11
- Bremsbelag
- 12
- Bremsbelag
- 13
- Stützhülse
- 14
- Stützbolzen
- 15
- Abstützring
- 16
- Bauraum
