DE102011118736B4

DE102011118736B4 - Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug sowie Bremsbelag für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102011118736B4
Application number: DE102011118736.0A
Authority: DE
Inventors: José Camilo-Martinez; Wolfgang Pritz
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2031-11-18
Also published as: WO2013072333A1; DE102011118736A1

Abstract

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug mit A) einem eine Bremsscheibe (2) übergreifenden, vorzugsweise als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel (1) und B) einem zuspannseitigen und einem reaktionsseitigen, jeweils eine Belagträgerplatte (6) mit einem Reibbelag (7) aufweisenden Bremsbelag (3, 4), C) die bei eine Bremsung beidseitig an die Bremsscheibe (2) angreifen und D) die quer zur Zuspannrichtung gesichert in einem Belagschacht eines ortsfesten Bremsträgers oder des Bremssattels (1) gelagert sind, E) wobei die Belagträgerplatte (6) des reaktionsseitigen Bremsbelages (4) auf ihrer dem Reibbelag (7) abgewandten Rückseite mit Federelementen (11) versehen ist und F) wobei der Bremsbelag (4) mit seinen Federelementen (11) durch eine Montageöffnung (16) des Bremssattels (1) auf die Hinterschneidungen aufgeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass G) jedes Federelement (11) in eine an der Rückseite der Belagträgerplatte (6) zugewandten Seite einer zugeordneten Wand (5) des Bremssattels (1) vorgesehene Hinterschneidung (12) eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse.
Eine derartige Scheibenbremse sowie ein Bremsbelag sind aus der DE 94 22342 U1 bekannt.
Im Fall einer Bremsung erfolgt die Zuspannung der Bremsbeläge mittels einer Zuspanneinrichtung durch Andrücken des aktionsseitigen Bremsbelages gegen die Bremsscheibe und bei dem als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel durch nachfolgendes Anpressen des gegenüberliegenden, reaktionsseitigen Bremsbelages, wobei der Bremssattel entgegen der Zuspannrichtung des aktionsseitigen Bremsbelages verschoben wird.
Zur lateralen Sicherung der jeweils in einem Belagschacht eingesetzten Bremsbeläge sind an einem ortsfesten Bremsträger Bremsträgerhörner vorgesehen, die in Umfangsrichtung der Bremsscheibe den Belagträgerschacht begrenzen und an denen die Bremsbeläge unter Aufnahme des Bremsmoments anliegen.
Eine axiale Bewegung der Bremsbeläge zur Bremsscheibe hin ist ebenso möglich wie nach Beendigung der Bremsung eine entgegengesetzte Bewegung, in der der Bremssattel wieder seine kraftfreie Ausgangsposition einnimmt. Dabei liegen die Bremsbeläge, insbesondere der reaktionsseitige, drucklos an der Bremsscheibe an.
Durch Vibrationen, Erschütterungen und Querbeschleunigungen bei Kurvenfahrten kann jedoch der Bremsbelag an der Bremsscheibe zur Anlage kommen, was im Fahrbetrieb zu Restschleifmomenten führt mit der Folge eines höheren Verschleißes sowohl der Bremsbeläge wie auch der Bremsscheibe sowie einem erhöhten Kraftstoffverbrauch, der sich betriebskostensteigernd auswirkt.
Dabei kann durch ein durchaus mögliches Überschreiten des zulässigen Schleifmoments die Bremsscheibe bzw. der Bremsbelag heiß laufen, wodurch die Standzeit der Scheibenbremse bzw. der relevanten Funktionsteile um einen wesentlichen Faktor herabgesetzt wird.
Zusätzlich ist nicht gewährleistet, dass sich die Bremsbeläge von der Bremsscheibe lösen, wenn der Bremsvorgang abgebrochen wird. Insbesondere dann, wenn beispielsweise die Bremsbeläge durch Korrosion an der Bremsscheibe anhaften, reichen die fahrbedingten Erschütterungen nicht aus, um eine kontaktfreie Position der Bremsbeläge mit Sicherheit während der Phase der Nichtbremsung zu erreichen.
Ein durch Lösen der Bremsbeläge von der Bremsscheibe erzielbares Lüftspiel, also der Abstand zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe, ist nicht definiert, so dass ein Schleifen der Bremsbeläge an der Bremsscheibe nicht vollständig vermieden werden kann.
In der DE 196 40 931 A1 sowie der JP 2008 185 133 A ist jeweils eine Scheibenbremse geoffenbart, bei der der Bremssattel durch eine Federanordnung mit dem Bremsträger verbunden ist. Der Bremssattel ist dabei oberseitig geschlossen und muss daher zur Montage der Bremsbeläge aufgeschoben werden. Ein Federelement dient der Lagestabilisierung des Bremsbelages und der Unterdrückung von Bremsgeräuschen. Eine axiale Sicherung des Bremsbelages gegenüber dem Bremssattel ist damit allerdings nicht möglich.
In der US 4 609 077 A ist ein Bremsbelag ausgewiesen, an dessen Belagträgerplatte eine Feder angeordnet ist, während die DE 100 33 834 A1 zwei Federelemente aufweist, die mit der Belagträgerplatte durch Vernieten, Verschrauben oder Kleben verbunden sind, wobei dieser Bremsbelag durch Gleitelemente in einem fahrzeugseitigen Bremsträger eingespannt ist.
Die DE 196 17 373 A1 zeigt und beschreibt gleichfalls einen Bremsbelag, der mit Federelementen versehen ist, die an einen Betätigungskolben angreifen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Standzeit verbessert sowie die Betriebskosten gesenkt werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Durch diese konstruktive Ausbildung sowohl der Scheibenbremse wie auch des Bremsbelages ist neben der lateralen auch eine axiale Fixierung des reaktionsseitigen Bremsbelages gegeben, wobei sozusagen ein Zwangslösen des Bremsbelages bei einem Lösen der Bremse erreicht wird und zwar in einem Maß, das dem vorbestimmten Lüftspiel entspricht.
Beim Lösen der Bremse, wenn die Zuspannvorrichtung außer Eingriff gebracht wird und der Bremssattel insoweit unbelastet ist und eine Ausgangsposition einnimmt, schleppt dieser sozusagen den Bremsbelag mit, so dass ein Freilauf zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe entsteht.
Eine schleifende Anlage des Bremsbelag während des ungebremsten Fahrbetriebs, wie dies, wie beschrieben, bislang möglich ist, ist nun ausgeschlossen.
Damit werden auch die zum Stand der Technik beschriebenen Nachteile verhindert, wozu insbesondere zählt, dass nun der Abrieb des Bremsbelages ausschließlich bei einer gewollten Bremsung erfolgt, so dass die Standzeit des Bremsbelages in einem durchaus bemerkenswerten Umfang verlängert wird. Betriebskostensenkend wirkt sich auch der durch die Vermeidung von Restschleifmomenten geringere Kraftstoffverbrauch aus.
Alles in allem stellt sich eine Kostenreduzierung dar, die vor allem deshalb bedeutsam ist, weil derartige Scheibenbremsen aufgrund der hohen Laufleistung von Nutzfahrzeugen, in denen gattungsgemäße Scheibenbremsen zum Einsatz kommen, einem besonderen Verschleiß unterliegen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Hinterschneidungen, in die die Federelemente der Belagträgerplatte des reaktionsseitigen Bremsbelages eingreifen, in den Bremssattel, d. h. in die entsprechende Rückwand des Sattelrückens eingeformt. Da der Bremssattel üblicherweise als Gussteil ausgebildet ist, ist die Herstellung der Hinterschneidungen sehr einfach zu realisieren und ohne Nachbearbeitung möglich, zumal die Federelemente aufgrund ihrer Eigenschaften Toleranzen ohne weiteres ausgleichen.
Dabei erstrecken sich die Hinterschneidungen in Einschubrichtung des Bremsbelages, so dass der sich bildende Formschluss zwischen den Federelementen und den Hinterschneidungen beim Einschieben des Bremsbelages hergestellt wird, wobei die Hinterschneidungen in Richtung einer Montageöffnung des Bremssattels offen sind. Dies erlaubt auch eine sehr einfache Demontage des Bremsbelages bei einem Belagwechsel.
Üblicherweise werden die Belagträgerplatten ebenfalls durch Gießen hergestellt, wobei nach einem weiteren Gedanken der Erfindung an der Rückseite der Belagträgerplatte, also der dem Reibbelag abgewandten Seite, Rastelemente angeformt sind, mit denen die Federelemente bei entsprechender Konfiguration verrastet sind.
Diese Federelemente sind beispielsweise als Blattfedern ausgebildet und an einem Ende an der Belagträgerplatte angeschlossen, während der sich herausbildende Federschenkel auslenkbar ist.
Zur Verrastung des Federelementes ist das Rastelement der Belagträgerplatte pilzförmig ausgebildet, während das Federelement aufgesteckt ist und den Pilzkopf des Rastelementes hintergreift.
Bevorzugt ist das Federelement im Verbindungsbereich mit dem Rastelement im Sinne einer innengezahnten Zahnscheibe ausgebildet, wobei die Dicke des Federelementes im Verbindungsbereich sowie der Abstand des Pilzkopfes zur Belagträgerplatte so bemessen sind, dass sich eine spielfreie, zumindest jedoch weitgehend spielfreie Anlage des Federelementes an der Belagträgerplatte ergibt.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung sieht vor, die Rastelemente auf einer in Längserstreckung der Belagträgerplatte verlaufenden Geraden anzuordnen, die durch den Flächenschwerpunkt des Bremsbelages verläuft, womit der Beschleunigung des Belages entgegengewirkt wird.
Im Übrigen wird durch den Einsatz von Federelemente zur Belagrückstellung die Entstehung von Klappergeräuschen wirksam verhindert, was ein ständig angestrebtes Ziel bei der Konzeption von Scheibenbremsen 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 Draufsicht
2 einen Teilausschnitt der Scheibenbremse in einer Unteransicht
3 einen Bremsbelag gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht
4 den Bremsbelag in einer Rückansicht
5 den Bremsbelag in einer Draufsicht
6 eine Einzelheit des Bremsbelages in einer perspektivischen Ansicht.
In der 1 ist in schematischer Darstellung eine Scheibenbremse erkennbar, mit einem eine Bremsscheibe 2 übergreifenden, als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel 1, in dem ein zuspannseitiger Bremsbelag 3 sowie ein reaktionsseitiger Bremsbelag 4 angeordnet sind.
Im Falle einer Bremsung wird zunächst der zuspannseitige Bremsbelag 3 mittels einer Zuspanneinrichtung 8 gegen die Bremsscheibe 2 gepresst, während nachfolgend aufgrund der Reaktionskräfte durch Mitnahme des sich verschiebenden Bremssattels 1 der reaktionsseitige Bremsbelag 4 gegen die Bremsscheibe 2 gepresst wird.
Beide Bremsbeläge 3, 4 bestehen aus einer Belagträgerplatte 6 und einem darauf befestigten Reibbelag 7, der bei einer Bremsung die Bremsscheibe 2 kontaktiert.
An jeder Belagträgerplatte 6 ist eine Belaghaltefeder 9 befestigt, die im Zusammenwirken mit einem Haltebügel 10 den Bremsbelag 3, 4 unter Vorspannung in einem Bremsschacht des Bremssattels 1 oder eines Bremsträgers hält.
Erfindungsgemäß weist die Belagträgerplatte 6 des reaktionsseitigen Bremsbelages 4 auf ihrer dem Reibbelag 7 abgewandten Rückseite Federelemente 11 auf, die in an einer zugeordneten Wand 5 des Bremssattels 1 vorgesehene Hinterschneidungen 12 eingreifen. Dies ist besonders deutlich in der 2 zu erkennen, in der die Unterseite des Bremssattels 1 sowie der noch nicht in einer Endposition montierte Bremsbelag 4 dargestellt sind.
Im Beispiel sind die Hinterschneidungen 12 durch jeweils einen leistenförmigen Ansatz an den die Wand 5 begrenzenden Seiten gebildet und derart gestaltet, dass beim Einschieben des Bremsbelages 4 durch eine Montageöffnung 16 des Bremssattels 1 die Federelemente 11 problemlos aufgeschoben werden können.
In den 3–5 ist der Bremsbelag 4 jeweils als Einzelheit erkennbar. Darin ist zu sehen, dass in Vertiefungen 17 der Belagträgerplatte 6 pilzförmige Rastelemente 15 angeformt sind, an denen die Federelemente 11 formschlüssig gehalten sind.
Jedes Federelement 11, das in der 6 als Einzelheit gezeigt ist, ist als Federzunge ausgebildet, mit einem im Sinne einer Zahnscheibe mit Innenverzahnung ausgebildeten Verbindungsbereich 14, der in der Vertiefung 17 einliegt, und einem dazu gekröpften Schenkel 13, der sich in Funktion an der Hinterschneidung 12 abstützt. Dabei liegt der Schenkel 13 unter Federspannung an der Hinterschneidung 12 an, die im übrigen Anlagebereich mit dem Schenkel 13 als Rille ausgebildet sein kann.
Bevorzugt sind die beiden sich gegenüberliegenden Federelemente 11 auf einer Geraden G angeordnet, die in Längsrichtung des Bremsbelages 4 durch einen Flächenschwerpunkt S des Bremsbelages 4 verläuft, wobei die Federelemente 11, bezogen auf eine Achse quer zur Geraden G und durch den Flächenschwerpunkt S geführt, spiegelsymmetrisch angeordnet sind, mit einander zugewandten Schenkeln 13.

Claims

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug mit A) einem eine Bremsscheibe (2) übergreifenden, vorzugsweise als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel (1) und B) einem zuspannseitigen und einem reaktionsseitigen, jeweils eine Belagträgerplatte (6) mit einem Reibbelag (7) aufweisenden Bremsbelag (3, 4), C) die bei eine Bremsung beidseitig an die Bremsscheibe (2) angreifen und D) die quer zur Zuspannrichtung gesichert in einem Belagschacht eines ortsfesten Bremsträgers oder des Bremssattels (1) gelagert sind, E) wobei die Belagträgerplatte (6) des reaktionsseitigen Bremsbelages (4) auf ihrer dem Reibbelag (7) abgewandten Rückseite mit Federelementen (11) versehen ist und F) wobei der Bremsbelag (4) mit seinen Federelementen (11) durch eine Montageöffnung (16) des Bremssattels (1) auf die Hinterschneidungen aufgeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass G) jedes Federelement (11) in eine an der Rückseite der Belagträgerplatte (6) zugewandten Seite einer zugeordneten Wand (5) des Bremssattels (1) vorgesehene Hinterschneidung (12) eingreift.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidungen (12) leistenförmig ausgebildet sind und die Wand (5) beidseitig begrenzen.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die leistenförmigen Hinterschneidungen (12) jeweils eine Rinne aufweisen, in der das zugeordnete Federelement (11) einliegt.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (11) unter Federspannung an den Hinterschneidungen (12) anliegen.
Bremsbelag für eine Scheibenbremse, mit A) einer Belagträgerplatte (6) und einem darauf befestigten Reibbelag (5), B) wobei an der dem Reibbelag (5) abgewandten Rückseite der Belagträgerplatte (6) separate Federelemente (11) angeordnet sind, C) die spiegelsymmetrisch zu einer durch den Flächenschwerpunkt (S) geführten Symmetrieachse angeordnet sind, die quer zu einer in Längsachsrichtung der Belagträgerplatte (6) gesehenen, durch den Flächenschwerpunkt (S) gehenden, gedachten Gerade (G) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass D) die Federelemente (11) auf der gedachten Geraden (G) liegen und E) dass in Vertiefungen (17) der Belagträgerplatte (6) pilzförmige Rastelemente (15) angeformt sind, an denen die Federelemente (11) formschlüssig gehalten sind.
Bremsbelag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (11) an den Rastelementen (15) der Belagträgerplatte (6) befestigt sind.
Bremsbelag nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federelement (11) im Verbindungsbereich mit einem Rastelement (15) im Sinne einer Federscheibe mit Innenverzahnung ausgebildet ist, die mit dem Rastelement (15) in Eingriff steht, wobei sich an den Verbindungsbereich ein federnder Schenkel (13) anschließt.