DE19855614C1

DE19855614C1 - Scheibenbremse für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19855614C1
Application number: DE1998155614
Authority: DE
Inventors: Hans Baumgartner; Dieter Bieker
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: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2018-12-03

Abstract

Eine Scheibenbremse für Fahrzeuge mit einem eine Bremsscheibe umfassenden Bremssattel (3) und mit einer Zuspanneinheit (5), welche im rückwärtigen, bremsscheibenabgewandten und weitgehend geschlossenen Bereich des Bremssattels (3) angeordnet ist, ist derart ausgelegt, daß die bremsscheibenzugewandte Öffnung des Bremssattels (3) bei eingeführter Zuspanneinheit (5) mit einer von dem wenigstens einem Druckstück durchsetzten Verschlußplatte (17) abgeschlossen ist, insbesondere mittels Bolzen (23), welche durch Öffnungen (21) in der Verschlußplatte (17) geführt sind und in Bohrungen (25) des Bremssattels (3) eingreifen. Dabei greift die Verschlußplatte (17) mit wenigstens einem im Bereich ihrer Öffnungen (21) angeformten und/oder in diese eingesetzten ein- oder mehrteiligen hohlzylindrischen Element (27) formschlüssig in die Bohrungen (25) des Bremssattels (3) ein (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahr zeuge, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel, einer Zuspannein heit, welche im rückwärtigen, bremsscheibenabgewandten und weitgehend geschlos senen Bereich des Bremssattels angeordnet ist, wobei die bremsscheibenzugewandte Öffnung des Bremssattels bei eingeführter Zuspanneinheit mit einer von wenig stens einem Druckstück durchsetzten Verschlußplatte mittels Bolzen abgeschlossen ist, welche durch Öffnungen in der Verschlußplatte geführt sind und die in Bohrun gen des Bremssattels eingreifen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Her stellung einer Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruches 11.

Eine gattungsgemäße Scheibenbremse und ein gattungsgemäßes Verfahren sind aus der DE 195 15 063 C1 bekannt. Bei der in dieser Schrift dargestellten Scheibenbremse ist der einteilige Bremssattel als kostengünstiges Gußteil ausgebildet, welches eine direkte Übertragung der Bremskräfte in den Bremssattel ermöglicht, da der brems scheibenabgewandte, rückwärtige Bereich des die Zuspanneinheit aufnehmenden Bremssattels mit Ausnahme der verhältnismäßig klein dimensionierten Durchgriffs öffnung für den Betätigungszylinder im wesentlichen geschlossen ist. Die Zuspannein heit ist zudem in besonders einfacher Weise als vormontierte Einheit bei von der Bremsscheibe abgenommenem Sattel durch die bremsscheibenzugewandte Öffnung in die Scheibenbremse einsetzbar.

Nach dem Einsetzen der mit Hilfe eines Bügels oder beispielsweise einer Feder vor montierten Einheit wird auf die Öffnung des Bremssattels eine Verschlußplatte ge schraubt, welche im Falle von dem einen Druckstück oder - im Falle einer zweispindeli gen Konstruktion - von zwei Druckstücken unter Abdichtung durchsetzt wird. Da die Bohrun gen zum Durchführen der Befestigungsschrauben ein klein wenig größer sind als die Durchmesser der Befestigungsschrauben, ist die Verbindung entsprechend labil. Es ist deshalb nicht möglich, in der Verschlußplatte den Führungszapfen für die Zentrierung der Brücke anzuordnen, da die auftretenden Kräfte nicht aufgenommen werden kön nen. Es ist deshalb eine kostenaufwendige Alternativlösung zur Brückenzentrierung notwendig. Außerdem sind die die vordere Öffnung begrenzenden Seitenwände des Bremssattels bei Bremsungen hohen Beanspruchungen ausgesetzt, welche u. a. auch Verformungen während der Bremsungen hervorrufen können, wodurch sich im Betrieb Relativbewegungen der Dichtflächen des Bremssattels gegen die Verschluß- bzw. Dichtplatte ergeben. Die Relativbewegungen bzw. Verschiebungen können wiederum Beschädigungen der Dichtverbindung oder ein Lösen der Schraubbolzen zur Verbin dung der Verschlußplatte mit dem Bremssattel hervorrufen.

Aus der DE 41 34 316 A1 ist ein Kurbelwellengehäuse eines Kraftfahrzeugmotors be kannt, dessen Öffnung durch einen aufgeschraubten Deckel verschlossen ist. Zur Zen trierung des Deckels sind zumindest zwei Schraubenlöcher axial nach außen ausge stülpt, so daß die ausgestülpten Zentrieransätze in Aussenkungen der Schraubenlö cher eingreifen. Durch diese Maßnahme wird auf Zentrierstifte verzichtet, jedoch wird ein Lösen der Schrauben durch diese Zentrieransätze nicht verhindert.

Ausgehend von einem durch die DE 195 15 063 C1 vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Scheibenbremse so weiterzuentwickeln, daß auch nach längerem Betrieb noch eine gute Dichtwirkung zwi schen der Verschlußplatte und dem Bremssattel gewährleistet ist. Außerdem soll die Verbindung zwischen dem Sattelkörper und der Verschlußplatte so ausgebildet sein, daß auf zusätzliche, kostenaufwendige Alternativlösungen zur Zentrierung der Brücke verzichtet werden kann. Ferner soll ein einfaches Herstellverfahren für diese Scheiben bremse realisierbar sein.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel in Hinsicht auf die Scheibenbremse durch den Ge genstand des Anspruches 1 und in Hinsicht auf das Herstellverfahren durch den Ge genstand des Anspruches 11.

Anders als beim gattungsgemäßen Stand der Technik greift die Verschlußplatte mit wenigstens einem im Bereich der Öffnungen angeformten und/oder eingesetzten hohlzylindrischen Element formschlüssig in die Bohrungen des Bremssattels ein. Damit wird auf einfache Weise quasi eine Baueinheit von Bremssattel und Verschlußplatte geschaffen, bei der die Verschlußplatte in besonders platzsparender und kostengünsti ger Weise mit dem Bremssattel verbunden wird, wobei die Sattelkopfwände gegen die auftretenden Belastungen stabilisiert werden und wobei Relativbewegungen der Sattel dichtfläche gegen die Verschlußplatte insbesondere durch den Formschluß zwischen der Verschlußplatte und dem Bremssattel vermieden werden.

Dabei sind ferner die Bohrungen im Bremssattel Durchgangsbohrungen, die sich von der bremsscheibenabgewandten zur bremsscheibenzugewandten Seite erstrecken. Dadurch wird der Bremssattel und die Verschlußplatte mittels durch die Öffnungen des Bremssattels und die Verschlußplatte hindurchgeführter Bolzen besonders stabil mit einander verschraubt.

Vorzugsweise werden die hohlzylindrischen Elemente mit einem kopfartigen Ansatz versehen, der flanschartig an der Außenfläche der Verschlußplatte anliegt, wobei die Anlageflächen der Ansätze der hohlzylindrischen Elemente mit einer Oberflächen strukturierung zur Erzielung eines Formschlußes zwischen den hohlzylindrischen Ele menten und der Verschlußplatte versehen sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Scheibenbremse ergibt sich dadurch, daß die Zuspanneinheit insbesondere mit einem von einem Betätigungszylinder schwenkbaren Drehhebel versehen ist und vorzugsweise der Drehhebel mittels eines Exzenters auf eine gegen Federkraft in Richtung der Bremsscheibe verschiebbare, wenigstens eine mit einem Druckstück versehene Stellspindel aufweisende Brücke einzuwirken vermag. Dies verwirklicht eine kompakte Bremseinheit, die zusammen mit der Verschlußplatte einfach montiert bzw. demontiert werden kann.

In Hinsicht auf das Verfahren erreicht die Erfindung ihr Ziel dadurch, daß die hohlzylin drischen Elemente beim Aufsetzen der Verschlußplatte auf die Scheibenbremse zu nächst mit Spiel in die Bohrungen eingesetzt und dann zur Erzeugung eines Form schlusses in den Bohrungen aufgeweitet werden. Ein derartiger Formschluß ist verfah renstechnisch leicht und kostengünstig realisierbar, z. B. durch Aufweiten der Bohrun gen mittels eines Gewindeformwerkzeuges oder einer Gewindeformschraube und schafft eine auch dauerhaft hohen Beanspruchungen gewachsene Scheibenbremse.

Die hohlzylindrischen Elemente sind ohne größeren Kostenaufwand durch Einpressen, Schweißen oder Löten an die Verschlußplatte anformbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu ent nehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen anhand von Aus führungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1d Schnittansichten von Abschnitten verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung,

Fig. 2a bis 2d Ausschnittsvergrößerungen aus den Fig. 1a bis 1d,

Fig. 3 eine weitere Schnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1a,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Verschlußplatte am Bremssattel und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Verschlußplatte.

Die Fig. 1 und 3 zeigen eine pneumatisch zuspannbare Scheibenbremse 1 für schwere Nutzfahrzeuge mit einem eine Bremsscheibe (hier nicht abgebildet) umfas senden Bremssattel 3 und einer vormontierten Zuspanneinheit 5, welche im rückwärti gen, bremsscheibenabgewandten und weitgehend geschlossenen Bereich 3a des Bremssattels 3 angeordnet ist. Die Zuspanneinheit 5 ist in an sich bekannter Weise mit einem von einem (hier nicht abgebildeten) Betätigungszylinder an der Öffnung 7 schwenkbaren Drehhebel 9 versehen, der im Bremssattel exzentrisch rollengelagert ist (Exzenter 11, Rolle bzw. Stützwalze 13; siehe auch DE 195 15 063 C1). Der Exzenter bzw. halbzylindrische Ansatz 11 des Drehhebels 9 liegt an einer Brücke 15 an, in wel cher achssymmetrisch unter Gewindeeingriff zwei (hier ebenfalls nicht abgebildete) Stellspindeln mit bremsscheibenseitigen Druckstücken zum Einwirken auf die Brems scheibe vorgesehen sind.

Der die Zuspanneinheit 5 aufnehmende Abschnitt des einteiligen Bremssattels 3 ist mit einer Verschlußplatte 17 versehen, welche Aussparungen bzw. Öffnungen 19 zum Durchführen der Druckstücke aufweist. Im Randbereich der auch als Dicht- oder Druckplatte wir kenden Verschlußplatte 17 sind ferner Öffnungen 21 vorgesehen, durch welche Bolzen 23 geführt sind, welche Durchgangsbohrungen 25 im Bremssattel durchgreifen und die Verschlußplatte 17 fest am Bremssattel 3 verschrauben. Eine mittige Vertiefung bzw. Ausprägung 18 nimmt (unmittelbar oder - hier nicht dargestellt - zwischen die Brücke 15 und die Verschlußplatte 17 gesetzte Federn) die Brücke 15 auf und realisiert die Zentrierung der Brücke 15. Damit können die infolge der Hebel- und Exzenterbetäti gung bei der Brückenzentrierung auftretenden Kräfte in einfacher Weise über die form schlüssige Verbindung zwischen der Verschlußplatte 17 und dem Bremssattel 3 an den Sattelkörper abgeleitet werden.

Wie ferner in den Fig. 1 bis 3 zu erkennen, greift die Verschlußplatte 17 mit wenig stens einem im Bereich der Öffnungen 21 an die Verschlußplatte 17 angeformten und/oder in die Verschlußplatte 17 eingesetzten hohlzylindrischen Element 27 form schlüssig in die Durchgangsbohrungen 25 des Bremssattels 3 ein. Dabei sind die Öff nungen 21 in der Verschlußplatte 17 und die zugehörigen hohlzylindrischen Elemente 27 in einfacher Weise mit Innengewinde 29 (s. z. B. Fig. 2a) versehen, in das die Bolzen 23 einschraubbar sind.

Zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung der Verschlußplatte 17 mit dem Bremssattel 3 eignen sich verschiedene Verfahren, beispielsweise ein einfaches Auf weiten der hohlzylindrischen Elemente 27 bei der Montage oder aber ein Einpressen von hohlzylindrischen Buchsen 27' (s. z. B. Fig. 2b) in die Durchgangsbohrungen 25 des Bremssattels 3. Dabei durchdringen die Buchsen 27' mit ihrem Außendurchmesser die Verschlußplatte 17 zum Ausgleich von Abstandstoleranzen mit einem vorgegebe nen Spiel und der kopfartige Ansatz 31 der Buchsen 27' liegt flanschartig an der Au ßenfläche der Verschlußplatte 17 an. Die Anlagefläche des Ansatzes 31 ist vorzugs weise mit einer Oberfächenstruktur 33 versehen (s. z. B. wiederum Fig. 2b), welche beim Festschrauben der Verschlußplatte 17 am Bremssattel 3 einem Formschluß zwi schen dem Ansatz 31 bzw. dem Kopf der Buchse 27' und der Verschlußplatte 17 schafft, welcher die Übertragung von bei Bremsungen auftretenden Querkräften er möglicht.

Das Muttergewinde in der Verschlußplatte 17 bzw. den hohlzylindrischen Elementen 27 wird mit Hilfe eines Gewindewerkzeuges erst nach dem Aufsetzen der Verschlußplatte 17 auf den Bremssattel 3 ausgeformt. Da das Ausformen des Gewindes nicht spanend, sondern plastizierend erfolgt, kann die erforderliche Aufweitung der hohlzylindrischen Elemente 27 beim Gewindeausformen auf einfache Weise realisiert werden.

Alternativ werden zum Verschrauben der Verschlußplatte 17 mit dem Bremssattel 3 gewindeformende Schrauben verwendet, wobei die Aufweitung des hohlzylindrischen Elementes 27 zur Realisierung des Formschlusses zwischen der Verschlußplatte 17 und dem Bremssattel 3 analog zur Ausformung des Gewindes mit einem Gewindeform werkzeug erfolgt.

Nach einer weiteren Variante ist es auch denkbar, die hohlzylindrischen Elemente 27 mit einem sich in den Bremssattel 3 hinein kegelig aufweitenden Gewinde zu versehen (z. B. Withword-Rohrgewinde). Beim Einschrauben des kegeligen Bolzengewindes wer den hohlzylindrischen Elemente 27 aufgeweitet.

In der Fig. 2 werden insbesondere folgende Realisierungsmöglichkeiten der ggf. zur leichteren Aufweitung auch geschlitzt ausführbaren hohlzylindrischen Elemente 27 dar gestellt.

Fig. 2a zeigt ein als Ansatz ausgebildetes hohlzylindrisches Element 27, welches in einfacher und kostengünstiger Weise aus der Verschlußplatte als Durchzug ausformt ist und durch Aufweitung nach dem Einsetzen in den Bremssattel 3 aufgeweitet wurde.

Fig. 2b zeigt eine Ausbildung des hohlzylindrischen Elementes 27' als hohlnietenarti ges Gebilde, das in die Verschlußplatte 17 eingepreßt (Fig. 2b), eingelötet oder ein geschweißt sein kann.

Fig. 2c zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Bolzen 23 von der Seite der Ver schlußplatte 17 her eingesetzt ist und an der der Verschlußplatte 17 gegenüberliegen den Seite des Bremssattels 3 aus diesem austritt und dort mit einer Mutter 35 ver schraubt ist. Die als Einpreßbuchse 27' ausgelegte Buchse ist mit Spiel zur Verschluß platte 17 mit der Öffnung 21 versehen.

Fig. 2d zeigt einen Durchzug nach Art der Fig. 2a, welcher durch eine zusätzliche kegelige Buchse 27' aufgeweitet wird. Durchzug und Buchse bilden bei diesem Ausfüh rungsbeispiel zusammen das hohlzylindrische Element 27.

Fig. 4 veranschaulicht einerseits die Lage der Öffnungen 19 für die Druckstücke zur Betätigung der Bremsscheibe und zeigt andererseits siebender im Randbereich der Verschlußplatte 17 angeordneten Öffnungen 21, von denen wenigstens eine, vorzugs weise aber alle mit dem (den) vorstehend beschriebenen hohlzylindrischen Element (en) 27 versehen ist (sind).

Fig. 5 veranschaulicht anhand einer perspektivischen Darstellung die Realisierung der Verschlußplatte 17 als kostengünstiges Blechform- oder Gußteil.

Claims

1. Scheibenbremse für Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge, mit

a) einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel (3),
b) einer Zuspanneinheit (5), welche im rückwärtigen, bremsscheibenabgewandten und weitgehend geschlossenen Bereich des Bremssattels (3) angeordnet ist,
c) wobei eine bremsscheibenzugewandte Öffnung des Bremssattels (3) bei einge führter Zuspanneinheit (5) mit einer von wenigstens einem Druckstück durchsetzten Verschlußplatte (17) mittels Bolzen (23) abgeschlossen ist, welche durch Öffnungen (21) in der Verschlußplatte (17) geführt sind und in Boh rungen (25) des Bremssattels (3) eingreifen,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Verschlußplatte (17) mit wenigstens einem im Bereich ihrer Öffnungen (21) angeformten und/oder eingesetzten ein- oder mehrteiligen hohlzylindrischen Element (27) formschlüssig in die Bohrungen (25) des Bremssattels (3) eingreift, und
b) die Bohrungen im Bremssattel (3) Durchgangsbohrungen (25) sind, die sich von der bremsscheibenabgewandten zur bremsscheibenzugewandten Seite erstrecken.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlzylindri schen Elemente (27) buchsenartig ausgelegt sind.

3. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Öffnungen (21) der Verschlußplatte (17) und/oder die zugehörigen hohlzylindrischen Elemente (27) mit Innengewinde (29) versehen sind, in das die Bolzen (23) einschraubbar sind.

4. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Bolzen (23) zum Verschrauben des Bremssattels (3) mit der Verschluß platte (17) als gewindeformende Schrauben ausgelegt sind.

5. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß sich das Gewinde der Verschlußplatte (17) und/oder der zylindrischen Ele mente (17) in den Bremssattel (3) hinein kegelig aufweitet.

6. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die hohlzylindrischen Elemente (27) mit einem kopfartigen Ansatz (31) ver sehen sind, der flanschartig an der Außenfläche der Verschlußplatte (17) anliegt.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen der kopfartigen Ansätze (31) der hohlzylindrischen Elemente (27) mit einer Oberflä chenstrukturierung (33) zur Erzielung eines Formschlusses zwischen den hohlzylin drischen Elementen (27) und der Verschlußplatte (17) versehen sind.

8. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die hohlzylindrischen Elemente (27) eine kegelige Außenkontur aufweisen und/oder geschlitzt ausgebildet sind.

9. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Verschlußplatte (17) eine Ausprägung oder Vertiefung zur Aufnahme der Brücke (15) und/oder für zwischen die Brücke (15) und die Verschlußplatte (17) gesetzte Federn aufweist.

10. Scheibenbremse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Zuspanneinheit (5) mit einem von einem Betätigungszylinder schwenk baren Drehhebel (9) versehen ist und vorzugsweise der Drehhebel (9) mittels eines Exzenters (11) auf eine gegen Federkraft in Richtung der Bremsscheibe verschieb bare, wenigstens eine mit einem Druckstück versehene Stellspindel aufweisende Brücke (15) einzuwirken vermag.

11. Verfahren zur Herstellung einer Scheibenbremse nach einem der vorstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlzylindrischen Elemente (27) beim Aufsetzen der Verschlußplatte (17) auf die Scheibenbremse (1) zunächst mit Spiel in die Öffnungen (21) eingesetzt und dann zur Erzeugung eines Formschlusses in den Öffnungen aufgeweitet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweiten der Öff nungen (21) mittels eines Gewindeformwerkzeuges oder einer Gewindeformschrau be erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlzylin drischen Elemente (27, 27') durch Einpressen, Schweißen oder Löten an die Ver schlußplatte angeformt werden.