DE102015110231B4

DE102015110231B4 - Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102015110231B4
Application number: DE102015110231.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Hacklberger; Markus Molnar
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: DE102015110231A1

Abstract

Eine in einem Bremssattel (1) einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug angeordnete Zuspanneinrichtung (5), mit einem Bremshebel (6), der sich an einer Brücke (7) abstützt, in der mindestens eine, an ihrem dem Bremshebel (6) abgewandten Ende ein Druckstück (9) tragende und als Hohlkörper ausgebildete Stellspindel (8) axial verstellbar gelagert ist, wobei die Stellspindel (8) ein mit einem Innengewinde der Brücke (7) korrespondierendes Außengewinde sowie an einer inneren Mantelfläche mindestens eine Axialnut (14) aufweist, in die formschlüssig ein über den Bremshebel (6) betätigbares Drehelement (13) eingreift, ist so ausgebildet, dass die Stellspindel (8) aus einem durch Druckumformen hergestellten Rohrabschnitt besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Zuspanneinrichtung kann über einen pneumatisch oder elektromotorisch angetriebenen Bremszylinder betätigbar sein. Pneumatisch betätigte Scheibenbremsen weisen üblicherweise einen als Schiebesattel, Schwenksattel oder Festsattel ausgebildeten Bremssattel auf, in dem die Zuspanneinrichtung angeordnet ist mittels der Bremsbeläge beidseitig an eine Bremsscheibe pressbar sind, um durch Reibung eine Bremswirkung zu erreichen.
Zum Ausgleich eines durch Abrieb der Bremsbeläge und der Bremsscheibe sich verändernden Lüftspiels, also des Abstands zwischen der Bremsscheibe und dem jeweiligen Bremsbelag, d. h., um dieses Lüftspiel konstant zu halten, ist eine Nachstelleinrichtung vorgesehen, mit der eine axiale Relativverstellung einer ein Druckstück tragenden Stellspindel zur Brücke erfolgt.
Hierzu weist die Brücke eine Gewindebohrung auf, in der verdrehbar die mit einem Außengewinde versehene Stellspindel gelagert ist.
Die Verdrehung der Stellspindel erfolgt mittels eines Drehelementes, das einerseits formschlüssig in Axialnuten in der inneren Mantelfläche der als Hohlkörper ausgebildeten Stellspindel eingreift und andererseits mit dem Bremshebel derart in Verbindung steht, so dass das Drehelement bei Betätigung des Bremshebels ebenso verdreht wird wie die Stellspindel.
An der dem Bremshebel abgewandten geschlossenen Stirnseite trägt die Stellspindel ein Druckstück, das im Falle einer Bremsung gegen den zugeordneten Bremsbelag gepresst wird. Dabei ist an die Stirnseite ein Zapfen angeformt, an dem das Druckstück angeschlossen ist
Im Übrigen kann eine gattungsgemäße Zuspanneinrichtung statt lediglich mit einer auch mit zwei parallel und abständig zueinander angeordneten Stellspindeln ausgestattet sein, wobei für eine synchrone Verdrehung beider Stellspindeln zum Zweck der Nachstellung eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen ist. Der Aufbau einer gattungsgemäßen Scheibenbremse ist in der DE 94 22 342 U1 offenbart.
Die Stellspindel liegt zunächst als zylindrischer Rohling vor, der durch Warm- und Kaltumformung bearbeitet, vergütet, schlussgerollt und beschichtet wird.
Insgesamt gestaltet sich die Herstellung der Stellspindel daher als außerordentlich aufwendig, insbesondere durch die vielen erforderlichen Bearbeitungsschritte. Naturgemäß steht dies einer rationellen und kostenminimierenden Herstellung entgegen, wie sie gerade für ein solches Serienteil gefordert wird.
In der DE 42 12 352 A1 ist eine Scheibenbremse mit einer Zuspanneinrichtung thematisiert, bei der die Stellspindel im Fließ-Pressverfahren hergestellt ist, wobei allerdings zur Aufnahme einer formschlüssig angreifenden Nachstellwelle eine sich in Längsachsrichtung erstreckende Blindbohrung vorgesehen ist. An dem der geschlossenen Seite der Blindbohrung zugewandten Ende ist ein Zapfen angeformt, an dem ein Druckstück gelagert ist.
Aus der DE 295 22 308 U1 ist eine Zuspanneinrichtung bekannt mit Stellspindeln, die jeweils an ihrem dem Druckstück zugewandten Ende ein umfängliches, außenseitiges Bündchen aufweisen, um die Anlagefläche am Druckstück zu erhöhen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuspanneinrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Zuspanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Erfindung werden die Herstellungskosten der Scheibenbremse deutlich reduziert, da zur Funktionsfähigkeit lediglich das Außengewinde der Stellspindel in einem separaten Arbeitsschritt eingebracht werden muss.
Das zur Verfügung gestellte Halbzeug liegt als Rohr in Stangenform vor, das auf die entsprechende Länge der Stellspindel unter Bildung eines Rohrabschnitts abgelängt wird. Dabei kann das Außengewinde an den jeweiligen Rohrabschnitt angeformt werden. Denkbar ist aber auch, die als Halbzeug vorliegende Stange insgesamt erst mit einem Außengewinde zu versehen und anschließend abzulängen.
Die Druckumformung, mittels der das Halbzeug hergestellt wird, ist definiert als beispielsweise Strang- oder Ziehpressen oder Stranggießen und insbesondere zur Herstellung von Serienprodukten geeignet.
Auch die Innenkontur der Stellspindel in Form der mindestens einen, vorzugsweise mehrerer, in gleichmäßigem Winkelabstand zueinander angeordneten Axialnuten, kann beim Druckumformen ausgeformt werden, was gleichfalls den Verzicht auf entsprechende Umformverfahren, wie bei einer Stellspindel nach dem Stand der Technik ermöglicht.
Neben den sich ergebenden erheblichen Kostenvorteilen bietet die Stellspindel nach der Erfindung auch funktionale Vorteile, die sich aus der durchgängigen, über die gesamte Länge der Stellspindel erstreckenden Axialnut ergeben. Hierzu zählt insbesondere ein unbegrenzter Freigang des Drehelementes in axialer Richtung, zu dem sich die Stellspindel bei einem Nachstellvorgang relativ bewegt.
Wie erwähnt, trägt die Stellspindel an ihrem dem aktionsseitigen Bremsbelag zugewandten Ende ein Druckstück, das je nach konstruktiver Vorgabe verdrehbar oder fest mit der Stellspindel verbunden ist.
Bei der erfindungsgemäßen Stellspindel kann das Druckstück unmittelbar oder alternativ dazu unter Zwischenfügung eines Tragdeckels gehalten sein.
Bei der unmittelbaren Befestigung des Druckstücks an der Stellspindel ist nach einem Gedanken der Erfindung vorgesehen, das Druckstück mit einem in die Stellspindel eingefügten Zapfen zu versehen, wobei zwischen den einander zugewandten umfänglichen Anlageflächen des Zapfens des Druckstücks einerseits und der inneren Mantelfläche der Stellspindel andererseits eine Gleithülse vorgesehen ist, die ein reibungsarmes Verdrehen zwischen dem Druckstück und der Stellspindel gewährleistet, wenn die Stellspindel zum Zweck der Nachstellung mittels des Drehelementes verstellt wird, während das Druckstück demgegenüber verdrehfest am Bremsbelag anliegt.
Bei einer mittelbaren Anbindung des Druckstücks an der Stellspindel, bei der der genannte Tragdeckel zum Einsatz kommt, weist dieser Tragdeckel auf seiner der Stellspindel abgewandten Seite einen Aufnahmezapfen auf, der in eine Aufnahmebohrung des Druckstücks eingefügt ist, gegebenenfalls gleichfalls unter Zwischenschaltung eines Gleitringes.
Der Tragdeckel, der, ebenso wie die Stellspindel rotationssymmetrisch ausgeführt ist, kann mittels Form-, Reib- oder Stoffschluss mit der Stellspindel verbunden sein.
Dabei bietet sich als Stoffschluss ein Reibschweißen oder Kleben an, während ein Formschluss durch eine Verschraubung, eine Schnappverbindung oder eine Stiftverbindung hergestellt wird. Zur Verschraubung wird in die Innenbohrung der Stellspindel ein Innengewinde eingebracht, in das der mit einem daran angepassten Außengewinde versehene Tragdeckel eingeschraubt ist.
Der Reibschluss schließlich kann durch eine Presspassung erreicht werden zwischen dem Tragdeckel und der Stellspindel, wozu allerdings eine entsprechende Bearbeitung beider Funktionsteile erforderlich ist.
Für eine Schnappverbindung kann an einem der beiden miteinander verbundenen Funktionsteile eine Hinterschneidung vorgesehen sein, in die Schnapphaken oder dergleichen des anderen Funktionsteiles eingreifen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Stellspindel werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine mit einer Zuspanneinrichtung versehene Scheibenbremse nach dem Stand der Technik in einer teilweise geschnittenen Draufsicht
2 ein Ausführungsbeispiel einer Einzelheit nach der Erfindung in einer geschnittenen Seitenansicht
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einzelheit der erfindungsgemäßen Zuspanneinrichtung, gleichfalls in einer geschnittenen Seitenansicht
4 eine Rückansicht auf die Einzelheit nach 2 oder 3.
In der 1 ist eine Scheibenbremse nach dem Stand der Technik abgebildet, die einen eine fahrzeugseitige Bremsscheibe 3 übergreifenden Bremssattel 1 aufweist, der, bezogen auf die Bremsscheibe 3, axial verschiebbar an einem ortsfesten Bremsträger 2 gehalten ist.
Im Bremssattel 1 ist eine Zuspanneinrichtung 5 positioniert, mit einem schwenkbaren, pneumatisch oder elektromechanisch betätigbaren Bremshebel 6, der sich an einer Brücke 7 abstützt.
In dieser Brücke 7 sind zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Stellspindeln 8 verdrehbar gelagert, die jeweils ein Außengewinde aufweisen, das in eine Gewindebohrung der Brücke 7 eingreift.
Jede Stellspindel 8 trägt an ihrer dem Bremshebel 6 abgewandten Ende ein Druckstück 9, das im Fall einer Bremsung an dem aktionsseitigen Bremsbelag 4 anliegt und diesen an die Bremsscheibe 3 presst, wobei im weiteren Verlauf der Bremsung der reaktionsseitige Bremsbelag 4 an die gegenüberliegende Seite der Bremsscheibe 3 anpressbar ist.
Die Stellspindeln 8 durchtreten einen einen Aufnahmeraum des Bremssattels 1 verschließenden Verschlussdeckel 11, wobei der Durchtrittsbereich durch einen Faltenbalg 10 abgedichtet ist.
Um eine verschleißbedingte Änderung eines Lüftspiels, d. h. des Abstands zwischen den Bremsbelägen 4 und der Bremsscheibe 3 auszugleichen, ist eine Nachstelleinrichtung mit einem Drehelement 13 vorgesehen, das bei Betätigung des Drehhebels verdreht wird und das formschlüssig in die Stellspindel 8 eingreift.
Hierzu sind in einer Blindbohrung 12 der Stellspindel 8 Axialnuten 14 vorgesehen, in denen Zähne des Drehelementes 13 aufgenommen sind.
Für eine gleichzeitige und gleichmäßige Verdrehung der Stellspindeln 8 zum Zwecke der Nachstellung ist eine Synchronisiereinrichtung 15, im Beispiel in Form eines Zugmitteltriebs, vorgesehen.
In den 2 und 3 ist jeweils eine Stellspindel 8 dargestellt, die dadurch hergestellt ist, dass zunächst ein stangenförmiger Rohling durch Druckumformung bei gleichzeitiger Ausbildung der Innenkontur, d. h. der Axialnuten 14, hergestellt, anschließend zu einem Rohrabschnitt abgelängt und danach das Außengewinde eingebracht wird, wobei die Axialnuten 14 fertigungsbedingt sich über die gesamte Länge der Stellspindel 8 durchgehend erstrecken.
Bei dem in der 2 dargestellten Beispiel ist das Druckstück 9 in ein Ende der Stellspindel 8 eingesteckt, wozu das Druckstück 9 einen Zapfen 16 aufweist, der in die Stellspindel 8 ragt.
Zwischen der umfänglichen Mantelfläche des Zapfens 16 und der zugeordneten inneren Mantelfläche der Stellspindel 8, die in ihrer Länge etwa der Länge der Mantelfläche des Zapfens 16 entspricht, ist ein Gleitring 17 angeordnet, so dass das Druckstück 9 gegenüber der Stellspindel 8 leicht verdrehbar ist.
In der 3 ist eine weitere Ausführungsvariante der Anbindung des Druckstücks 9 an der Stellspindel 8 erkennbar. Dabei ist mit der Stellspindel 8 ein Tragdeckel 18 vorzugsweise verdrehsicher verbunden, der an der dem Druckstück 9 zugewandten Stirnseite befestigt ist, insbesondere form-, kraft- oder stoffschlüssig.
Dieser Tragdeckel 18 weist einen konzentrischen Aufnahmezapfen 19 auf, der in eine konzentrische Aufnahmebohrung 20 des Druckstücks 19 eingesteckt ist, wobei zwischen der Wandung der Aufnahmebohrung 20 und der Mantelfläche des Aufnahmezapfens 19 ein Gleitring 17 positioniert ist.
In der 4 ist die Rückseite der Stellspindel 8, also die dem Druckstück 9 abgewandte Seite abgebildet, in der die Anordnung der Axialnuten 14 erkennbar ist, von denen mehrere unter gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind.

Claims

In einem Bremssattel (1) einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug angeordnete Zuspanneinrichtung (5), mit einem Bremshebel (6), der sich an einer Brücke (7) abstützt, in der mindestens eine, an ihrem dem Bremshebel (6) abgewandten Ende ein Druckstück (9) tragende und als Hohlkörper ausgebildete Stellspindel (8) axial verstellbar gelagert ist, wobei die Stellspindel (8) ein mit einem Innengewinde der Brücke (7) korrespondierendes Außengewinde sowie an einer inneren Mantelfläche mindestens eine Axialnut (14) aufweist, in die formschlüssig ein über den Bremshebel (6) betätigbares Drehelement (13) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellspindel (8) aus einem durch Druckumformen hergestellten und von einem Rohr als Halbzeug abgelängten Rohrabschnitt besteht.
Zuspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Axialnut (14) sich durchgängig über die gesamte Länge der Stellspindel (8) erstreckt.
Zuspanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellspindel (8) aus einem abgelängten Rohrabschnitt eines durch Strang- oder Fließpressen oder Stranggießen hergestellten stangenförmigen Rohr gebildet ist.
Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (9) einen in die Stellspindel (8) eingesteckten konzentrischen Zapfen (16) aufweist, wobei zwischen der inneren Mantelfläche der Stellspindel (8) und der äußeren Mantelfläche des Zapfens (16) ein Gleitring (17) angeordnet ist.
Zuspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite der Stellspindel (8) ein Tragdeckel (18) befestigt ist, mit einem konzentrischen Aufnahmezapfen (19).
Zuspanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmezapfen (19) in eine Aufnahmebohrung (20) des Druckstücks (9) eingesteckt ist.
Zuspanneinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der umfänglichen Mantelfläche des Aufnahmezapfens (19) und der Wandungsfläche der Aufnahmebohrung (20) ein Gleitring (17) angeordnet ist.
Zuspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragdeckel (18) form-, stoff- oder reibschlüssig verdrehsicher an der Stellspindel (8) gehalten ist.
Verfahren zur Herstellung einer als Hohlkörper ausgebildeten metallischen Stellspindel (8) einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem Außengewinde und einer mindestens eine Axialnut (14) aufweisenden Innenkontur, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr-Rohling durch Druckumformung bei gleichzeitiger Ausbildung der Innenkontur hergestellt, das Außengewinde eingebracht und entsprechend der gewünschten Länge der Stellspindel (8) abgelängt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling als Rohrabschnitt von einer durch Druckumformung hergestellten rohrförmigen Stange abgelängt wird.