DE102009023416A1

DE102009023416A1 - Pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102009023416A1
Application number: DE102009023416A
Authority: DE
Inventors: Robert Kreuzeder; Johann Baumgartner; Robert Trimpe
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: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2010-12-23

Abstract

Eine pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (3) übergreifenden Bremssattel (1), beidseitig an die Bremsscheibe (3) anpressbaren Bremsbelägen (2) sowie einem im Bremssattel (1) angeordneten, mit einer Nachstelleinrichtung (9) in Wirkverbindung stehenden Bremshebel (4) einer Zuspanneinrichtung, der lagerseitig als ein um eine Schwenkachse schwenkbarer, sich am Bremssattel (1) abstützender Exzenter (5) ausgebildet ist, durch den bei einer bremsbedingten Verschwenkung des Bremshebels (4) zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Druckstempel (6) gegen den zuspannseitigen Bremsbelag (2) drückbar sind, ist so ausgebildet, dass die Schwenkachse des Exzenters (5) durch zwei abständig zueinander angeordnete Wälzkörper gebildet sind, die im Bremssattel (1) oder jeweils einer an jedem Druckstempel (6) gelagert sind, die im Bremssattel (1) oder jeweils einer an jedem Druckstempel (6) gelagert sind, wobei sich der jeweils gegenüberliegende Bereich des Exzenters bei einer Anordnung der Wälzkörper am Bremssattel (1) an einem im zugeordneten Druckstempel (6) gehaltenen Nadellager (13) und bei einer Anordnung der Wälzkörper an den Druckstempeln (6) an einem im Bremssattel (1) gehaltenen Nadellager (13) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Scheibenbremse ist beispielsweise aus der EP 0 553 105 B1 bekannt. Bei der darin gezeigten und beschriebenen Scheibenbremse wird die Zuspannkraft, mit der die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe im Falle einer Bremsung gepresst werden, durch einen exzentrisch gelagerten Bremshebel aufgebracht, an dessen freiem Ende ein mit Druckluft beaufschlagbarer Stößel angreift.
Die aufgebrachte Kraft wird über eine Traverse und darin gelagerte Druckstempel auf den zuspannseitigen Bremsbelag geleitet.
Zum Ausgleich einer verschleißbedingten Änderung des sogenannten Lüftspiels ist im Übrigen eine Nachstelleinrichtung vorgesehen, die bei Betätigung des Bremshebels auf die Druckstempel einwirkt und diese zusammen mit dem anliegenden Bremsbelag in Richtung der Bremsscheibe bewegt.
Bei einer Ausführungsvariante der bekannten Scheibenbremse stützt sich der Bremshebel mit seinem Rücken an einem Nadellager ab, das an der Gehäusewandung des Bremssattels angeordnet ist, während gegenüberliegend angeformte Zylinderstifte des Bremshebels als Schwenkachsen an der Traverse anliegen.
Zwar sind die Reibungsverluste durch die Wälzlagerung des Bremshebels am Bremssattel relativ gering, jedoch ist die Bearbeitung des Nadellagersitzes nur mit einem erheblichen Aufwand möglich, der sich naturgemäß ungünstig auf die Fertigungskosten einer solchen Scheibenbremse auswirkt.
Darüber hinaus ist die Bautiefe durch die funktionsbedingt vorhandene Traverse verhältnismäßig groß, so dass ein entsprechender Bauraum zur Verfügung gestellt werden muss, um die Scheibenbremse montieren zu können. Dies steht den Forderungen nach einer kompakten Bauform ebenso entgegen wie nach einer Gewichtsminimierung, der der Einsatz der Traverse grundsätzlich entgegensteht.
Unter Verzicht auf die Traverse sind Konstruktionen bekannt, bei denen der Bremshebel mittels Kugeln im Bremssattel gelagert ist. Auch die Druckstempel liegen über stirnseitig eingelassene Kugeln am Bremshebel an. Eine solche Scheibenbremse ist aus der EP 1 230 491 B1 bekannt.
Wenngleich diese Scheibenbremse kostengünstiger herstellbar ist als die zuvor beschriebene, da weniger Bauteile erforderlich sind, ergeben sich durch die statisch überbestimmte Lagerung mit zwei Kugeln relativ hohe Reibverluste, die einen entsprechenden pneumatischen Druck zur Bewegung des Bremshebels erfordern.
Eine solche statisch überbestimmte Lagerung liegt auch bei einer Scheibenbremse vor, bei der sich der Bremshebel an zwei Kugeln abstützt, die im Rücken des Bremssattels vorgesehen sind und gegenüberliegend an einem Nadellager, das in einer die Druckstempel aufnehmenden Traverse gehalten ist.
Daneben ist diese Scheibenbremse aufgrund ihrer funktionsbedingt aufwendigen Bauweise nur mit erheblichem Kosten herzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass die Reibungsverluste beim Betätigen des Bremshebels minimiert und ihre Herstellung insgesamt einfacher und damit kostengünstiger wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese konstruktive Ausbildung der Scheibenbremse kann auf den Einsatz einer Traverse vollständig verzichtet werden, da der Exzenter über die Wälzkörper bzw. in der alternativen Ausführungsvariante über die Nadellager direkt an den Druckstempeln angreift.
Der Platzbedarf für die der Zuspannung zuzurechnenden Funktionsteile wird dadurch erheblich verringert, was entweder zu einer Reduzierung der Abmaße der Scheibenbremse führen kann oder zu eine Vergrößerung des Bremssattel-Innenraums, der dadurch Platz erhält für zusätzliche Teile, die die Funktionsfähigkeit der Bremse verbessern können.
Im Übrigen wird durch den möglichen Verzicht auf die Traverse entsprechendes Gewicht eingespart, was den ständigen Forderungen nach einer Gewichtsoptimierung aller im Fahrzeugbau eingesetzten Teile entgegenkommt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist einer der im Bremssattelrücken gelagerten Wälzkörper als Kugel ausgebildet, während der andere Wälzkörper als zylindrische Rolle geformt ist, deren Achse die Schwenkachse für den Bremshebel bildet, ebenso wie die dazu gleichgerichtete Mittelachse der Kugel.
Diese Variante führt zu einer Verringerung der Reibverluste, da die Lagerung nicht mehr, wie zum Stand der Technik beschrieben, statisch überbestimmt ist.
Zur Positionierung der Kugel und der Rolle sind entsprechende Ausnehmungen sowohl im Bremssattelrücken wie auch im Exzenter vorgesehen, wobei beispielsweise im Exzenter eine Gleitschale angeordnet sein kann, die eine einfache Bearbeitung der Ausnehmung im Exzenter erlaubt, wobei die bislang einzuhaltenden Toleranzen bei Verwendung von zwei Kugeln zur Abstützung des Bremshebels wesentlich größer sein können, mit der Folge einer sehr kostengünstigen Herstellung.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, die Nachstelleinrichtung mit einer zentralen Antriebswelle zu versehen, die zwischen den beiden Druckstempeln geführt ist und die mit diesen, die dann als Stellspindeln konzipiert sind, korrespondieren, wobei die zentrale Antriebseinheit eine Ausnehmung des Bremshebels durchtritt.
Eine der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Alternativlösungen sieht vor, dass jeweils ein Wälzkörper an den beiden Druckstempeln gehalten ist, wozu diese stirnseitig an die Wälzkörper angepasste Aufnahmen aufweisen, in denen die Wälzkörper einliegen, ebenso wie in Ausnehmungen des Exzenters. Um dessen Bearbeitung zu vereinfachen ist in dem Exzenter eine Lagerschale platziert, die der Form der Ausnehmung entspricht und an der der Wälzkörper anliegt.
Die Wälzkörper können als Kugeln, als Rollen oder als Kombination von beidem vorgesehen sein, d. h. einer Kugel und einer Rolle.
In an sich bekannter Weise ist das dem Wälzkörper jeweils gegenüberliegende Nadellager ebenfalls in einer eingebrachten Ausnehmung gehalten, wobei die Ausnehmung mit einer Lagerschale ausgekleidet ist, in der das Nadellager einliegt und die gegebenenfalls als Käfigrückholung konzipiert ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Teilausschnitt einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer schematisch dargestellten, geschnittenen Draufsicht
2 einen Querschnitt durch die Scheibenbremse nach 1
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, ebenfalls als Teilausschnitt in einer schematisch dargestellten geschnittenen Seitenansicht.
In den Figuren ist ein Teil einer pneumatisch oder elektromechanisch betätigbaren Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug dargestellt, mit einem eine Bremsscheibe 3 übergreifenden Bremssattel 1, beidseitig an die Bremsscheibe 3 anpressbaren Bremsbelägen 2 sowie einem im Bremssattel 1 angeordneten, mit einer Nachstelleinrichtung 9 in Wirkverbindung stehenden Bremshebel 4 einer Zuspanneinrichtung.
Dieser Bremshebel 4 wird von einem nicht dargestellten Stößel eines Pneumatikzylinders im Fall einer Bremsung betätigt, wozu er um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die durch zwei Wälzkörper gebildet ist.
An den Wälzkörpern stützt sich ein Exzenter 5 ab, der jeweils dem Wälzkörper gegenüberliegend an einem Nadellager 13 anliegt.
Über den Bremshebel 4 werden bei einer bremsbedingten Verschwenkung zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Druckstempel 6 gegen den zuspannseitigen Bremsbelag 2 gedrückt, der sich dann reibend an die Bremsscheibe 3 anlegt.
In der 1 ist zu erkennen, dass zwischen den Druckstempeln 6 eine zentrale Antriebseinheit einer Nachstelleinrichtung 9 positioniert ist, die mit den Druckstempeln 6 in Eingriff steht und mittels der bei Betätigung des Bremshebels 4 ein verschleißbedingtes Lüftspiel zwischen dem Bremsbelag 2 und der Bremsscheibe 3 ausgeglichen wird. Zur Durchführung der Antriebswelle ist in dem Bremshebel 4 ein Durchbruch 14 vorgesehen, während ein in der 2 erkennbarer Hebelarm des Bremshebels 4 sich nach oben hin erstreckt, an den beidseitig jeweils ein Exzenter 5 angeschlossen ist.
Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die Wälzkörper aus jeweils einer Kugel 7 und einer Rolle 8, die in Aufnahmen 11, 12 des Bremssattels 1, und zwar an dessen Rückwand, gelagert sind. Dabei ist die Aufnahme 11 der Kugel 7 als Kalotte ausgebildet, während die Aufnahme 12 der Rolle 8 im Sinne eines Zylinderausschnitts geformt ist.
Der jeweils zugeordnete Exzenter 5 ist in gleicher Form wie die Ausnehmungen 11, 12 gestaltet, wobei die Aufnahme für die Rolle 8 im Exzenter 5 beidseitig der Rolle 8 einen Anschlag aufweist, so dass die Rolle 8 axial gesichert ist.
Auf der den Wälzkörpern jeweils gegenüberliegenden Seite stützt sich der Exzenter 5 über ein Nadellager 13 an der Stirnseite des jeweiligen Druckstempels 6 ab, das dazu an eine Kreisbogenform des Nadellagers 13 angepasst ist.
Die Kugel 7 und die Rolle 8 sind in den Aufnahmen der Exzenter 5 über Lagerschalen 10 gelagert, die eingesetzt sind und gegenüber der Kugel 7 bzw. der Rolle 8 einen geringen Reibungskoeffizienten aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel des zweiten Alternativvorschlags der Erfindung ist in der 3 dargestellt.
Hier ist an jedem Druckstempel 6 stirnseitig ein Wälzkörper gelagert, wie im Beispiel dargestellt als Kugel 7 oder als Rolle 8 oder als Kombination von beidem, d. h. in einem Druckstempel 6 eine Kugel 7 und im anderen Druckstempel 6 eine Rolle 8.
Die Kugel 7 ist in einer Aufnahme des Exzenters 5 gelagert, während der Druckstempel 6 zur Aufnahme der Kugel 7 stirnseitig eine Kalotte 14 aufweist.
Ebenso wie zum anderen Beispiel beschrieben, ist die Aufnahme des Exzenters 5 für die Kugel 7 mit einer Lagerschale 10 ausgekleidet.
Die der Kugel 7 gegenüberliegende Seite des Exzenters 5 stützt sich an einem Nadellager 13 ab, das im Rücken des Bremssattels 1 positioniert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0553105 B1 [0002]
- EP 1230491 B1 [0008]

Claims

Pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (3) übergreifenden Bremssattel (1), beidseitig an die Bremsscheibe (3) anpressbaren Bremsbelägen (2) sowie einem im Bremssattel (1) angeordneten, mit einer Nachstelleinrichtung (9) in Wirkverbindung stehenden Bremshebel (4) einer Zuspanneinrichtung, der lagerseitig als ein um eine Schwenkachse schwenkbarer, sich am Bremssattel (1) abstützender Exzenter (5) ausgebildet ist, durch den bei einer bremsbedingten Verschwenkung des Bremshebels (4) zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Druckstempel (6) gegen den zuspannseitigen Bremsbelag (2) druckbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse des Exzenters (5) durch zwei abständig zueinander angeordnete Wälzkörper gebildet sind, die im Bremssattel (1) oder jeweils einer an jedem Druckstempel (6) gelagert sind, wobei sich der jeweils gegenüberliegende Bereich des Exzenters bei einer Anordnung der Wälzkörper am Bremssattel (1) an einem im zugeordneten Druckstempel (6) gehaltenen Nadellager (13) und bei einer Anordnung der Wälzkörper an den Druckstempeln (6) an einem im Bremssattel (1) gehaltenen Nadellager (13) abstützt.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper aus Kugeln (7) bestehen.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzkörper aus einer Kugel (7) und das andere Wälzlager (8) aus einer Rolle gebildet ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper in Aufnahmen (11, 12) im Rücken des Bremssattels (1) und in Aufnahmen des Exzenters (5) einliegen.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (11) für die Kugeln (7) als Kalotte gestaltet sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen für die Kugeln (7) und/oder die Rollen (8) zumindest im Exzenter mit einer Lagerschale (10) ausgekleidet sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinrichtung (9) eine zwischen den Druckstempeln (6) angeordnete zentrale Antriebseinrichtung aufweist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Antriebseinrichtung durch einen Durchbruch (14) im Bremshebel (4) geführt ist.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadellager (13) bei Anordnung der Wälzkörper am Bremssattel (1) stirnseitig an den Druckstempeln (6) gehalten sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadellager (13) in Schwenkrichtung des Bremshebels (4) kreisbogenförmig ausgebildet sind.