DE102004045952B3 - Scheibenbremse mit elektromotorisch betätigbarem Nachstellsystem - Google Patents

Abstract

Eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel (1), einer Zuspanneinrichtung zum Zuspannen der Scheibenbremse sowie einem Nachstellsystem zum Ausgleich von Bremsbelag- und/oder -scheibenverschleiß, wobei das Nachstellsystem wenigstens einen Elektormotor (4) als Antrieb ausweist, der in einer von außen zugänglichen, im Bremssattel (1) vorgesehenen Aufnahme (11) angeordnet ist, ist so ausgebildet, dass der vollständig in der Aufnahme (11) platzierte Elektromotor (4) einen Flansch (5) aufweist, der im Außenrandbereich der Aufnahme (11), diese zumindest weitgehend hermetisch verschließend, anliegt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Eine derartige Scheibenbremse ist aus der WO 03/036 122 A1 bekannt.
• Um unter anderem eine leichte Zugänglichkeit auf den Elektromotor zu ermöglichen, die eine einfachere Montage und Demontage erlaubt, wird in dieser Schrift vorgeschlagen, den Elektromotor von außen zugänglich am Bremssattel anzuordnen. Hierzu ist im Bremssattel eine Aufnahme vorgesehen, in der der Elektromotor vollständig einliegt. Durch diese Maßnahme wird ein Schutz des Elektromotors gegen Witterungseinflüsse und Beschädigungen durch Steine oder dergleichen erreicht, wobei zusätzlich eine Abdeckung vorgesehen sein kann, die sozusagen ein Gehäuse bildet, durch das der Elektromotor gekapselt ist.
• Prinzipiell hat sich die Anordnung des Elektromotors in einem von außen zugänglichen Bereich des Bremssattels bewährt.
• Allerdings reicht die Kapselung des Elektromotors lediglich aus, um gröbere Verschmutzungen und die genannten Beschädigungen durch Steinschlag oder dergleichen zu vermeiden.
• Beim Betrieb einer Scheibenbremse werden jedoch auch Witterungseinflüsse wirksam, die zur Korrosion funktionsrelevanter Teile führen, so dass es durchaus zu einem dadurch bedingten Ausfall des Elektromotors kommen kann.
• Im übrigen stellt die Abdeckung, also das den Elektromotor kapselnde Gehäuse, nicht unbedingt einen massiven Schutz vor Steinschlägen dar, da die Abdeckung üblicherweise aus einem relativ dünnwandigen Blech besteht.
• Als relativ problematisch gestaltet sich auch die Montage des Elektromotors, insbesondere dann, wenn dieser vollständig in der Aufnahme untergebracht werden soll, zumal eine axiale Verschiebesicherung sowie eine Verdrehsicherung gewährleistet sein muss.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse gemäß dem Gattungsbegriff so weiter zu entwickeln, dass der Schutz des Elektromotors optimiert wird, so dass sich eine höhere Standzeit ergibt und dass eine Montage und Demontage vereinfacht wird.
• Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Diese konstruktive Ausbildung der Scheibenbremse ermöglicht einen sicheren Schutz des Elektromotors mit geringem baulichen Aufwand, wobei er so gegenüber dem Außenbereich platziert ist, dass weder eine mechanische, noch eine witterungsbedingte Beschädigung eintreten kann. Das heißt, der Elektromotor mit seinen Funktionsteilen ist nach außen hin vollständig geschützt gelagert, so dass die Standzeit beeinträchtigende äußere Einwirkungen ausgeschlossen sind.
• Ein besonderes Augenmerk ist auch darauf zu richten, dass die Erfindung eine einfache und somit kostengünstige Montage bzw. Demontage des Elektromotors erlaubt.
• Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Elektromotor formschlüssig im Bremssattel gehalten und zwar sowohl in axialer Richtung wie auch in Drehrichtung.
• Zur axialen Arretierung können vorzugsweise am Flansch Arretiermittel vorgesehen sein, die mit entsprechenden Gegenstücken des Bremssattels korrespondieren.
• Solche Arretiermittel können aus einem Sicherungsring bestehen, der nach einer bevorzugten Ausführung aus einem Sprengring gebildet ist.
• Dieser Sprengring, hintergreift eine umlaufende Schulter oder liegt in einer umlaufenden Nut in der Wandung der Aufnahme und bildet so eine axiale Sicherung.
• Dabei ist der Sprengring in einer Ringnut des Elektromotors, vorzugsweise in einem Bündchen des Flansches derart gelagert, dass eine radiale, nach innen gerichtete Federung möglich ist, so dass der Elektromotor unter Eindrücken des Sprengringes in die Ringnut in die Aufnahme einführbar ist und der Sprengring nach Erreichen seiner Endposition aufgrund seiner Rückstellkraft aus der Ringnut gleitet in den Bereich der Schulter bzw. der Nut der Aufnahme, an der er dann anliegt.
• Nach einem weiteren Gedanken ist vorgesehen im Anlagebereich des Flansches mit dem Bremssattel einen Dichtungsring anzuordnen, der aus einem elastisch verformbaren Material besteht und die hermetische Dichtung gegenüber dem Außenbereich bildet. Hierdurch wird wirksam verhindert, dass neben auftretendem Schmutz auch Feuchtigkeit in das Innere der Aufnahme und somit an den in der Aufnahme lagernden Elektromotor gelangt.
• Durch die Abdichtung wird auch der Sicherungsring wirksam vor Korrosion geschützt.
• Zur Verdrehsicherung des montierten Elektromotors kann der Flansch eine Anschlusslasche aufweisen, die einerseits zur Einführung von Kabeln dient und andererseits in eine entsprechende Ausnehmung im Eintrittsbereich der Aufnahme des Bremssattels eingefügt ist, die in ihrer Breite etwa der Breite der Anschlusslasche entspricht, so dass eine seitliche Abstützung zur Verdrehsicherung gegeben ist.
• Im übrigen kann der Flansch in einer die Aufnahme außenseitig begrenzenden Absenkung einliegen und zwar so, dass er flächenbündig mit der Außenseite des angrenzenden Bremssattels abschließt, lediglich die Anschlusslasche steht geringfügig vor.
• Für eine Demontage des Elektromotors im Fall, dass dieser defekt ist und ausgetauscht werden muss, können im Flansch zunächst verschlossene, durchstoßbare Fenster vorgesehen sein, durch die die Spreizschenkel einer Zange führbar sind, mit der der Sprengring, vorzugsweise ein Innensprengring aus seiner Arretierposition radial nach Innen gezogen werden kann, so dass der Formschluss mit der Aufnahme gelöst und der Elektromotor problemlos herausgezogen werden kann.
• Da im Regelfall eine Reparatur des Motors aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll ist, ist ein Wiederverschluss der Fenster nicht erforderlich.
• Grundsätzlich besteht aber durchaus die Möglichkeit, die Fenster so zu gestalten, dass sie auch im Fall einer Wiederverwendung des Motors verschließbar sind.
• Die schraubenlose Verbindung des Motors mit dem Bremssattel hat erkennbare Vorteile, wozu vor allem zu zählen ist, dass auf Gewindebohrungen im Bremssattel verzichtet werden kann, was naturgemäß eine günstige Fertigung erlaubt. Darüber hinaus sind Schraubverbindungen potentielle Korrosionsstellen, die zumindest eine Demontage erschweren.
• Auch ist die Montage des Elektromotors durch die Rastverbindung mit dem Bremssattel sehr einfach, da dieser lediglich bis zur Verrastung in die Aufnahme eingesteckt werden muss.
• Gerade in wirtschaftlicher Hinsicht stellt die eine Erfindung eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar, da durch die einfache Montage die Fertigungszeiten verkürzt und andererseits bei einer Demontage die Ausfallzeiten des Nutzfahrzeuges minimiert werden.
• 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 schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Scheibenbremse mit teilweise dargestelltem Bremssattel
• 2 ein Teilausschnitt des Bremssattels in einer perspektivischen Ansicht
• 3 einen Teil des in den Bremssattel eingesetzten Elektromotors ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht
• In der 1 ist eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, dargestellt, die einen eine nicht gezeigte Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel 1 aufweist, sowie eine Zuspanneinrichtung, von der ein Drehhebel 2 erkennbar ist. Weiter ist die Bremsscheibe mit einem Nachstellsystem zum Ausgleich von Bremsbelag- und/oder -scheibenverschleiß vorgesehen, wobei das Nachstellsystem im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Elektromotoren 4 als Antrieb aufweist, von denen einer linksseitig dargestellt ist. Der Übersichtlichkeit halber ist auf die Darstellung des rechtseitigen Elektromotors verzichtet.
• Über Druckstücke 3 sind angeschlossene Bremsbeläge an die Bremsscheibe andrückbar, wobei die Druckstücke 3 mit dem Nachstellsystem in Wirkverbindung stehen.
• Die Funktionsweise der Scheibenbremse insgesamt ist in der WO 03/036 122 A1 beschrieben, so dass sich eine ausführliche Erläuterung hier erübrigt.
• Die Anordnung und Konfiguration des Elektromotors 4 bezieht sich auf den in der 1 linksseitig dargestellten, gilt jedoch gleichermaßen für den nicht dargestellten, rechtseitig angeordneten Elektromotor.
• Der Elektromotor 4 weist einen Flansch 5 auf, an den sich eine Abdeckung 6 anschließt, die vollständig im Innern des Bremssattels 1 angeordnet ist, wobei im Bremssattel 1 eine Aufnahme 11 vorgesehen ist, in die der Elektromotor 4 eingesteckt ist und der Flansch 5 außenseitig am Bremssattel 1, die Aufnahme 11 weitgehend hermetisch verschließend, anliegt.
• In den 2 und 3 ist jeweils der Flansch 5 als Einzelheit dargestellt. Dabei ist in der 2 zu erkennen, dass der Flansch 5 flächenbündig mit der angrenzenden Außenwandung des Bremssattels 1 verläuft und hierzu in einer Abstufung 14, die die Aufnahme 11 außenseitig begrenzt, einliegt.
• Zur axialen Sicherung des Elektromotors ist im Flansch ein Sicherungsring 7 in Form eines Sprengringes (3) vorgesehen, der in einer umlaufenden Ringnut 17 radial bewegbar einliegt, die in einem konzentrisch, sich axial nach innen erstreckenden Bündchen 16 vorgesehen ist.
• In montierter Stellung des Elektromotors 4 liegt der Sicherungsring 7 an einer Schulter 13 der Aufnahme 11 an, die nach außen hin in Einschieberichtung ansteigt.
• Beim Einstecken des Elektromotors 4 in die Aufnahme 11 wird der federnde Sicherungsring 7 in die Ringnut 17 gedrückt. Um das Einschieben des Elektromotors bzw. das Zusammendrücken des Sicherungsringes 7 zu erleichtern, ist von der Einschubseite her die Aufnahme 11 als Fase 12 ausgebildet, an der der Sicherungsring 7 zunächst anliegt und bei einem weiteren Einschieben des Elektromotors 4 in die Ringnut 17 gegen die Rückstellkräfte eingedrückt wird. Bei Erreichen einer Endstellung im Bereich der Schulter 13 spreizt sich der Sicherungsring 7 und verspannt aufgrund der Anlage an der schrägen Schulter 13 den Elektromotor, das heißt, der Flansch 5 wird gegen die Abstufung 14 gezogen, so dass ein fester Halt entsteht.
• Zur hermetischen Abdichtung des durch die Aufnahme 11 gebildeten Raumes, in dem der Elektromotor 4 platziert ist, weist der Flansch 5 im Übergangsbereich zum Bündchen 16 eine umlaufende Nut 18 auf, in der ein elastischer Dichtring 8, vorzugsweise aus einem Elastomer, einliegt.
• Nach einem Einstecken des Elektromotors in die Aufnahme 11 wird der Dichtring 8 durch die aus den Spannkräften des Sicherungsringes 7 resultierende Zugkraft in Achsrichtung gegen die Fase 12 unter gleichzeitiger Deformierung gepresst, so dass eine wirksame Abdichtung entsteht.
• Zur verdrehgesicherten Lage des Elektromotors im Bremssattel 1 ist eine an den Flansch 5 angeformte, sich radial nach außen erstreckende Anschlusslasche 9 vorgesehen, die der Aufnahme und Durchführung von Kabeln 10 dient und die in einer entsprechend angepassten Ausnehmung an der Außenseite des Bremssattels einliegt. Anstelle einer Ausnehmung können auch Vorsprünge vorgesehen sein, die seitliche Anschläge für die Anschlusslasche 9 bilden. Auf längslaufende Nuten und Vorsprünge zur Verdrehsicherung in der Aufnahme 11 kann daher verzichtet werden.
• Neben der Verdrehsicherung gewährleistet die Anschlusslasche 9 auch eine korrekte Positionierung des Kabeleingangs, wodurch die Montage des Elektromotors erleichtert wird. Zum Toleranzausgleich zwischen den beiden bremssattelseitigen Anschlagseiten und der Anschlusslasche 9 kann eine Silikonmasse oder ein vergleichbares Montagehilfsmittel in den gebildeten Spalt eingebracht werden.
• Für eine Demontage des Elektromotors 4 weist der Flansch 5, wie die 2 sehr deutlich zeigt, mit Sollbruchstellen versehene Fenster 15 auf, die in einem durch Montageösen 19 des Sicherungsringes 7 vorgegebenen Bereich vorgesehen sind.
• Im Bedarfsfall kann die Abdeckung der Fenster 15 durch eine geeignetes Werkzeug, beispielsweise einen Schraubendreher, durchstoßen werden, wodurch der Zugang zu den Montageösen 19 des Sicherungsringes 7 freigelegt werden. Der Sicherungsring 7 kann nun mit einer handelsüblichen Montagezange in die Ringnut 17 gezogen werden, so dass die Arretierung gelöst und ein einwandfreies und leichtes Herausziehen des Elektromotors 4 aus der Aufnahme 11 möglich ist.
• Durch das Durchstoßen der Sollbruchstelle der Fenster 15 wird der Motor lediglich minimal beschädigt, so dass eine Schadensermittlung am ausgetauschten Teil ohne weiteres möglich ist.

1

Bremssattel

2

Drehhebel

3

Druckstück

4

Elektromotor

5

Flansch

6

Abdeckung

7

Sicherungsring

8

Dichtring

9

Anschlusslasche

10

Kabel

11

Aufnahme

12

Fase

13

Schulter

14

Abstufung

15

Fenster

16

Bündchen

17

Ringnut

18

Nut

19

Montageöse

Claims (18)

1. Scheibenbremse, mit a) einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel (1), b) einer Zuspanneinrichtung zum Zuspannen der Scheibenbremse, c) sowie einem Nachstellsystem zum Ausgleich von Bremsbelag- und/oder -scheibenverschleiß, d) wobei das Nachstellsystem wenigstens einen Elektromotor (4) als Antrieb aufweist, e) der in einer von Außen zugänglichen, im Bremssattel (1) vorgesehenen Aufnahme (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass f) der vollständig in der Aufnahme (11) platzierte Elektromotor (4) einen Flansch (5) aufweist, der im umfänglichen Außenrandbereich der Aufnahme (11), diese hermetisch verschließend, anliegt.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) formschlüssig in der Aufnahme (11) gehalten ist.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) für eine formschlüssige axiale Sicherung mindestens ein mit der Aufnahme (11) korrespondierendes Sicherungsmittel aufweist.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsmittel aus einem Sicherungsring (7) besteht, der an einer in der Aufnahme (11) vorgesehenen Schulter (13) oder in einer umlaufenden Nut an- bzw. einliegt.
5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 3, 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (7) als Sprengring, vorzugsweise als Innensprengring ausgebildet ist.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (7) in einer Ringnut (17) des Flansches (5) radial bewegbar angeordnet ist.
7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (17) in einem konzentrischen, sich axial an den Flansch (5) anschließenden Bündchen (16) vorgesehen ist.
8. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulter (13) in Einschubrichtung ansteigend abgeschrägt ist.
9. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (7) soweit zusammendrückbar ist, dass sein Außendurchmesser dem lichten Durchmesser der kreisrunden Aufnahme (11) entspricht.
10. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) in einer den Außenrand der Aufnahme (11) begrenzenden Abstufung (14) einliegt und dabei flächenbündig mit der benachbarten Außenfläche des Bremssattels (1) verläuft.
11. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) mit durch Sollbruchstellen verschlossenen Fenster (15) versehen ist, für einen werkzeugseitigen Durchgriff auf Montageösen (19) des Sicherungsringes (7).
12. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) eine radial sich über den Rand des Flansches (5) im übrigen erstreckende Anschlusslasche (9) aufweist, die in einer Ausnehmung des Bremssattels (1) oder zwischen zwei am Bremssattel (1) vorgesehenen Vorsprüngen zur Verdrehsicherung einliegt.
13. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anschlusslasche (9) elektrische Kabel (10) geführt sind.
14. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sicherungsring (7) und dem Flansch (5) ein umlaufender Dichtring (8) angeordnet ist, der dichtend an der Aufnahme (11) anliegt.
15. Scheibenbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (8) in einer Nut (18) des Flansches und/oder des Bündchens (16) einliegt.
16. Scheibenbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (8) aus einem Elastomer besteht.
17. Scheibenbremse nach einem Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (11) auf ihrer Einschubseite mit einer Fase (12) versehen ist, deren größter Durchmesser größer ist als der maximale Durchmesser des Sicherungsringes (7).
18. Scheibenbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (8) dichtend an der Fase (12) anliegt.