DE10304713A1

DE10304713A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE10304713A1
Application number: DE2003104713
Authority: DE
Inventors: Johann Baumgartner; Robert Trimpe; Dirk Ganzhorn
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: DE10304713B4

Abstract

Eine Scheibenbremse, mit einem Bremsengehäuse (1), das eine Bremsscheibe (5) umfaßt und wenigstens auf seiner der Bremsscheibe (5) zugewandten Seite eine Montageöffnung (11) aufweist, durch die zur Montage Funktionselemente zur Bremsbetätigung und Verschleißnachstellung einführbar sind, zeichnet sich dadurch aus, daß diese Montageöffnung (11) nach erfolgter Montage durch jeweils mindestens einen Deckel (2) verschlossen ist, so daß jeder Deckel (2) form- und/oder stoffschlüssig mit dem Bremsengehäuse (1) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen, vorzugsweise druckluftbetätigten oder elektronisch betätigten und in Nutzfahrzeuge einbaubaren Scheibenbremsen werden Funktionselemente, wie Zuspann- und Verschleißnachstellsysteme durch wenigstens eine Montageöffnung, die auf den der Scheibenbremse zugewandten Seiten des Bremsengehäuses vorgesehen ist, eingeführt und darin montiert.
Diese Vorgehensweise ermöglicht eine zur Aufnahme der auftretenden hohen Betätigungskräfte geeignete Gestaltung des Bremsengehäuses (Bremssattel), insbesondere hinsichtlich der Steifigkeit.
Zum Schutz des Aufnahmeraumes für die Funktionselemente wird die jeweilige Montageöffnung von einem Deckel verschlossen, der von auf die Bremsbeläge wirkenden Druckstößeln durchdrungen wird und mit dem Bremsengehäuse verschraubt ist.
Um das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in den entsprechenden Aufnahmeraum des Bremsengehäuses zu verhindern, sind im Bereich der Kontaktflächen zwischen dem üblicherweise aus Blech oder einem Gußwerkstoff bestehenden De ckel einerseits und dem Bremsengehäuse bzw. den den Deckel durchdringenden Druckstößeln andererseits Abdichtungen vorgesehen.
Nachteilig dabei ist, daß beim Betätigen der Bremse auf das Bremsengehäuse einwirkende Kräfte auftreten, die zu Verformungen im Bereich der Montageöffnungen und damit zu Relativbewegungen des Deckels zum Bremsengehäuse führen. Diese bewirken einen Verschleiß insbesondere der Dichtungen an den Kontaktflächen. Überdies können sich durch die Wechselbeanspruchungen die Schrauben lösen, mit denen der Deckel am Bremsengehäuse befestigt ist.
In beiden Fällen wird die Dichtwirkung der Abdichtungen herabgesetzt, so daß es zu einer inneren Korrosion und einem Nachlassen der Bremswirkung oder gar einem Versagen der Bremse kommen kann.
Als weiterer Nachteil der bekannten Konstruktion ist anzusehen, daß die Abdichtung und Verschraubung des Deckels mit dem Bremsengehäuse einen entsprechenden Bauraum erfordert, durch den die Einbaufähigkeit der Bremse bei manchen Achskonstruktionen zumindest erschwert, teilweise sogar unmöglich wird.
Die insoweit lösbare Verbindung des Deckels mit dem Bremsengehäuse und der dadurch bestehenden Möglichkeit, diese Verbindung einfach zu lösen, besteht die Gefahr, daß unsachgemäße Reparaturen durchgeführt oder unautorisierte Eingriffe in die Funktionselemente vorgenommen werden, mit den entsprechenden Folgen für deren Zuverlässigkeit.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, daß mit konstruktiv einfachen Mitteln deren Belastbarkeit und damit Standzeit erhöht, die Sicherheit gegen einen unsachgemäßen Eingriff auf die Funktionselemente verbessert, der Einsatzbereich und die Montagemöglichkeit erweitert sowie die Herstellungs- und Montagekosten reduziert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Durch diese konstruktive Ausbildung werden auf äußerst einfache Art und Weise und mit geringem Aufwand die Montageräume des Bremsengehäuses durch die Deckel so verschlossen, daß dies hinsichtlich der Belastung als einstöckiges Gebilde anzusehen ist.
Dies hat naturgemäß eine Erhöhung der Steifigkeit zur Folge, so daß insgesamt die Belastungsfähigkeit verbessert wird. Hierdurch ergeben sich Standzeitvorteile, da ein Verschleiß insbesondere im Anlagebereich der Deckel am Bremsengehäuse nicht mehr auftritt.
Durch die feste Verbindung zwischen Deckel und Bremsengehäuse, die auch bei betriebsbedingten Krafteinwirkungen nicht gelockert wird, ergibt sich eine dauerhafte Abdichtung der Montageöffnung mit der Folge, daß in den insoweit abgesperrten Montageraum kein Schmutz und keine Feuchtigkeit eindringen kann, wodurch sich ebenfalls die Standzeit der Scheibenbremse erhöht.
Der Verzicht auf Schrauben und eine separat anbringbare Abdichtung führt zu einer Reduzierung des notwendigen Bauraumes, so daß eine Scheibenbremse entsprechend der Erfindung nun vielfach auch an solchen Achskonstruktionen montierbar ist, an denen dies bislang gar nicht, zumindest jedoch nur erschwert, möglich war.
Gleichfalls eine Verbesserung ergibt sich durch die Erfindung hinsichtlich der Verhinderung eines unsachgemäßen Eingriffs in die Funktionselemente, da ein Öffnen der Montageöffnung durch Entfernen des Deckels wirksam verhindert wird. Dies trägt in erheblichem Umfang zur Betriebssicherheit der Scheibenbremse bei.
Nennenswert ist weiterhin, daß die Fertigungs- bzw. Montagekosten durch die Erfindung gesenkt werden, was sich insoweit als vorteilhaft darstellt, als diese Schreibenbremsen in großen Stückzahlen hergestellt werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stoffschluß durch Löten oder Schweißen erfolgt, wobei als bevorzugtes Schweiß verfahren das Lichtbogenschweißen in Form von Laser- oder Elektronenstrahl-Schweißen vorgesehen ist.
Ein Laser- oder Elektronenstrahl als Wärmequelle kann auch beim Verlöten eingesetzt werden, wobei das Lot in einen Gefügespalt zwischen dem Bremsengehäuse und dem Deckel eingebracht wird.
Als Stoffschluß kann auch eine Klebeverbindung vorgesehen sein, bei der der Kleber ebenfalls in den vorhandenen Gefügespalt eingebracht wird.
Während das Bremsengehäuse aus einem Gußeisen mit Kugelgraphit besteht, ist der Deckel aus Stahlblech gebildet. Bei Verwendung eines Kohlenstoffstahles erfolgt die Verschweißung unter Zuführung von Nickel als Zusatzmaterial, da Nickel den im Gußeisen in relativ hohem Anteil enthaltenen Kohlenstoff in der Schweißzone bindet und damit die Festigkeit und Duktilität des Verbindungsbereiches steigert.
Bei Verwendung eines Deckels aus hochlegiertem Stahlblech mit hohem Nickelgehalt – bspw. mindestens 6% Ni und maximal 0,15% C (z.B. WNr. 1.4301) – kann auf die Zufuhr von Nickel als Zusatzwerkstoff verzichtet werden.
Zum Formschluß des Deckels mit dem Gehäuse ist die Außenkontur des Deckels entsprechend ausgeformt, ebenso wie eine daran angepaßte Vertiefung des Bremsengehäuses, in die der Deckel paßgenau eingesetzt wird.
Vorzugsweise ist die Außenkonturierung geringfügig größer als die Aufnahmekontur des Bremsengehäuses, so daß der Deckel mit Übermaß eingepreßt wird.
Eine Abdichtung des Deckels zum Bremsengehäuse erfolgt im Gefügespalt, wobei diese Abdichtung entweder durch die form- und/oder stoffschlüssige innige Verbindung der Materialien von Deckel und Bremsengehäuse oder durch ein zusätzlich in den Gefügespalt eingebrachtes Dichtungsmittel gegeben ist.
Die formschlüssige Verbindung kann des weiteren durch Verstemmen, Verprägen oder Umrollen der Aufnahmekontur des Bremsengehäuses vorgenommen werden oder durch Vorsehen einer Hinterschneidung, in die die Außenkontur des Deckels unter geringfügiger elastischer Verformung eingreift.
Selbstverständlich können Stoff- und Formschluß auch miteinander kombiniert werden, was eine besonders sichere Verbindung bei gleichzeitiger rationeller Herstellung ermöglicht: Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe in einer Seitenansicht gemäß der Linie I-I in 2,
2 eine geschnittene Draufsicht der Scheibenbremse,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Scheibenbremse, ebenfalls in einer geschnittenen Draufsicht,
4 einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispieles der Scheibenbremse in einer geschnittenen Draufsicht.
In den Figuren ist eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, dargestellt, die ein Bremsengehäuse 1, auch Bremssattel genannt, vorzugsweise aus Gußeisen, aufweist. Der Bremssattel umfaßt eine eine Bremsscheibe 5, an die nach einer Variante beidseitig Bremsbeläge 10 andrückbar sind. Dabei ist die Brems scheibe vorzugsweise verschieblich ausgebildet. Der Bremssattel kann ein Fest-, ein Schwenk- und/oder ein Schiebesattel sein.
Das Bremsengehäuse 1 weist hier auf seinen beiden der Bremsscheibe 5 zugewandten Seiten Montageöffnungen 11 auf, durch die zur Montage Funktionselemente in Form von druckluftbetätigbaren Bremszuspanneinrichtungen 8 und/oder elektrisch verstellbaren Verschleißnachstelleinrichtungen 7 einführbar sind.
Nach erfolgter Montage sind die Montageöffnungen 11 jeweils durch einen Deckel 2 verschlossen, der vorzugsweise aus Stahlblech geformt ist.
Zur Betätigung der Bremsbeläge 10 sind mittels der Bremszuspanneinrichtung 8 jeweils Druckstößel durch den Deckel 2 geführt und gegenüber diesem abgedichtet.
Erfindungsgemäß ist der Deckel 2 form- und/oder stoffschlüssig mit dem Bremsengehäuse 1 verbunden. Hierzu ist jeder Deckel 2 umfänglich mit einer Außenkontur 3 versehen, die in einer daran angepaßten Aufnahmekontur 6 des Bremsgehäuses 1 einliegt.
Bei dem in den 2 und 3 gezeigten Beispiel ist jeder Deckel 2 mit dem Bremsengehäuse 1 verschweißt oder verlötet.
Die Außenkontur 3 des Deckels 2 ist bei dem in der 2 gezeigten Beispiel als ein abgewinkelter, sich im wesentlichen axial erstreckender Kragen ausgebildet, der in der daran angepaßten Aufnahmekontur 6 des Bremsengehäuses 1 plaziert ist.
Im Beispiel gemäß 3 wird die Außenkontur 3 des Deckels 2 durch einen sich im wesentlichen radial nach außen erstreckenden Kragen gebildet, der außenseitig am Bremsengehäuse 1 bzw. in der Aufnahmekontur 6 anliegt.
Eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Deckel 2 und dem Bremsengehäuse 1 ist beispielhaft in der 4 gezeigt.
Dabei ist die Außenkontur 3 des Deckels 2 entsprechend der in der 2 gezeigten, als axial sich erstreckender Kragen ausgebildet, der jedoch in diesem Fall in einer Hinterschneidung 9 der Aufnahmekontur 6 einliegt, so daß der Deckel 2 sowohl axial wie auch radial gesichert gehalten ist. Zusätzlich kann hier noch ein Stoffschluß durch Schweißen, Löten oder Kleben hergestellt werden.

1: Bremsengehäuse
2: Deckel
3: Außenkontur
4: Druckstößel
5: Bremsscheibe
6: Aufnahmekontur
7: Verschlußnachstelleinrichtung
8: Bremszuspanneinrichtung
9: Hinterschneidung
10: Bremsbelag
11: Montageöffnung

Claims

Scheibenbremse, mit einem Bremsengehäuse (1), der eine Bremsscheibe (5) umfaßt, wobei das Bremsengehäuse (1) zumindest auf seiner der Bremsscheibe (5) zugewandten Seite eine Montageöffnung (11) aufweist, durch die zur Montage Funktionselemente zur Bremszuspannung und Verschleißnachstellung einführbar sind, und wobei diese Montageöffnung (11) nach erfolgter Montage durch jeweils mindestens einen Deckel (2) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) form- und/oder stoffschlüssig mit dem Bremsengehäuse (1) verbunden ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stoffschlüssige Verbindung durch Löten, Schweißen oder Kleben hergestellt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung durch Laser- oder Elektronenstrahl-Schweißen durchgeführt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Löten ein Laser- oder Elektronenstrahl als Wärmequelle eingesetzt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsengehäuse (1) aus Kugelgraphitguß und der Deckel (2) aus Stahlblech bestehen.
Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) aus einem Kohlenstoffstahl besteht, wobei zur Verschweißung als Schweißzusatzwerkstoff Nickel zugeführt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) aus einem hochlegierten Stahlblech besteht.
Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) aus einem Stahlblech mit maximal 0,15% C und mindestens 6% Ni (z.B. Werkstoffnummer 1.4301) besteht.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) im Randbereich eine Außenkontur (3) aufweist, die in einer daran angepaßten Aufnahmekontur (6) einliegt.
Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur (3) mit Übermaß in die Aufnahmekontur (6) eingepreßt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdichtung im Fügespalt zwischen dem Deckel (2) und der dem Bremsengehäuse (1) vorgesehen ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung aus einem entsprechenden Dichtmaterial besteht.
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekontur (6) eine Hinterschneidung aufweist, in die die als Kragen ausgebildete Außenkontur (3), den Deckel (2) axial und radial sichernd, eingreift.
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur (3) als abgewinkelter, sich axial erstreckender Kragen ausgebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur (3) als ein sich radial erstreckender Kragen ausgebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschluß durch Verstemmen, Verprägen oder Umrollen der Aufnahmekontur (6) hergestellt ist.