Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremssattel nach Anspruch 1 .

Derartige Bremssattel für Scheibenbremsen werden üblicherweise einstückig durch ein Urformverfahren hergestellt, vorzugsweise im Sandgießverfahren, wobei als Werkstoff vorzugsweise Gusseisen mit Kugelgraphit bzw. Spharoguss eingesetzt wird. Das so entstandene Gussrohteil wird anschließend spanend fertig bearbeitet, so dass ein einbaubarer Bremssattel entsteht. Solche einstückigen Bremssättel aus Spharoguss nach dem Stand der Technik haben sich grundsätzlich bewährt, weisen aber einige Nachteile auf, die sich insbesondere im Anwendungsbereich der schweren Nutzfahrzeuge negativ auswirken. Nachteilig sind insbesondere die durch den hohen Aufwand zum Erschmelzen des Gussmaterials, dem Entsanden, gezielten Abkühlens nach dem Gussprozess, Putzen des des Rohgussteils entstehenden hohen Prozeßkosten des Gussprozesses, die nur eine geringe Stückzahlabhängigkeit aufweisen. Ein sich durch das Fertigungsverfahren„Gießen mit verlorener Form" prinzipbedingt ergebener Nachteil, liegt in dem zwangsläufig benötigten Gießmodell, so dass auf Grund der Kostenstruktur eines gegossenen Bremssattels eine Grenzstückzahl ergibt, ab der ein gegossener Bremssattel wirtschaftlich herstellbar ist. Kosten entstehen zudem durch das Laufsystem, welches zwar wieder eingeschmolzen wird, aber auch bezahlt werden muss

Darüber hinaus unterliegt ein Gießmodell durch die permanente Beaufschlagung des Gießmodells mit Formsand einem Abrasivverschleiß, so dass es nach einer bestimmten Anzahl von Formvorgängen gegen ein neues Gießmodell ersetzt werden muss. Die Kostenstruktur eines gegossenen Bremssattels wird dadurch weiter belastet. Weiterhin erfordert ein gegossener Bremssattel fertigungsprinzipbedingt Mindestwandstärken, um prozesssicher gießbar zu sein. Dies führt insbesondere in gering belasteten Bereichen dazu, dass der Werkstoff unter Festigkeitsaspekten nicht voll- ständig ausgenutzt wird, so dass dadurch Kosten- und Gewichtsnachteile entstehen.

Ferner bedarf es eines Zerspanungsprozesses, um aus einem Gussrohteil ein einbaufertigen Bremssattel zu erzeugen. Es besteht also die Notwendigkeit, einen Bremssattel insbesondere für Fahrzeugbremsen, insbesondere Nutzfahrzeugbremsen, bereitzustellen, der die vorgenannten Nachteile wenigstens teilweise überwindet.

Aus der EP 0 108 680 A1 ist ein Bremssattel bekannt, der aus zwei umgeformten Bauteilen aufgebaut ist. Das obere und das untere Bauteil des Bremssattels weisen dabei jeweils zentrale Öffnungen auf. Das obere und das untere Bauteil ist dazu jeweils aus einem Blech oder Band so hergestellt, das beide jeweils einen zentralen Halbzylinder aufweisen. Mehrere kleinere Halbzylinder sind jeweils vom zentralen Halbzylinder beabstandet jeweils in das obere und untere Bauteil eingeformt. Durch Fügen der beiden Bauteile werden die eingeformten Halbzylinder jeweils Vollzylindern und können andere Bauteile , wie z.B. den in diesem Fall hydraulisch wirkenden Zuspannaktuator bzw. Führungsstifte zur Führung der Bewegung des Sattels in axialer Richtung relativ zur Bremsscheibe aufgenommen werden. Nachteilig an der Ausführung nach EP 0 108 680 A1 ist die mangelnde Präzision der geschaffenen Aufnahme insbesondere für Führungselemente.

Darüber hinaus können durch die gewählte Bauweise der wesentlichen Strukturbauteile die Abschnitte mit hoher mechanischen Belastung nicht oder nur unzureichend belastungsgerecht gestaltet werden. Dadurch ist die in der EP 0 108 680 A1 gewählte Bauweise insbesondere für eine Anwendung im Nutzfahrzeugbereich nur eingeschränkt bzw. gar nicht brauchbar. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Bremssattels anzugeben, sowie einen Bremssattel zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile vermeidet und kostengünstig, prozesssicher und damit wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch , dass die Einhausung eine Bodenplatte, eine Zwischenplatte , eine die Bodenplatte und die Zwischenplatte verbindende Gehäuseschale sowie eine Gehäuseabdeckung aufweist und der Sattelrahmen aus einem Blech geschnitten und umgeformt ist und dass die Gehäuseabdeckung einstückig mit dem Sattelrahmen ausgebildet ist.

Durch die Erfindung wird also ein Bremssattel geschaffen, der aus durch aus Trennprozessen bzw. Trenn- und Umform prozessen bzw. aus Trenn- und Fügeprozessen geschaffene Bauteile aufweist, wobei der einstückige Sattelrahmen ein Gehäuse- Oberteil ausprägt, das Teil der Einhausung der Zuspannmechanik der Scheibenbremse ist.

Ein Vorteil eines Bremssattels, der besonders bevorzugt aus mehreren Bauteilen, die entweder durch ein Trennverfahren oder durch eine Kombination eines Trennverfah- rens und eines Umformverfahrens hergestellt sind, zusammengefügt wird, ist die Möglichkeit, Bereiche mit höherer bzw. geringerer Belastung hinsichtlich der Wandstärke sowie der Auswahl des Werkstoffs belastungsgerecht auslegen zu können, so dass das der Werkstoff des jeweiligen Bauteils optimal ausgenutzt wird. Dies wird z.B. durch die Verwendung eines Tailored Blank als Zuschnitt realisiert. Durch diese Flexibilität in der Werkstoffauswahl ergeben sich erhebliche Vorteile in der Gewichtsbilanz und in der Kostenstruktur eines gefügten Bremssattels.

Durch die Flexibilität hinsichtlich der Werkstoffwahl können auch grundsätzlich Werkstoffe mit einer höherer Festigkeit und Streckgrenze gewählt werden, wodurch sich die Kostenstruktur und vor allem das Gewicht des Bremssattels weiter optimieren lässt. Wobei insbesondere ein niedriges Gewicht -neben einer optimalen Kostenstruktur- ein im Fahrzeugbereich dominierendes Entwicklungsziel ist, da durch eine höhere Nutzlast für das Gesamtfahrzeug möglich ist. Durch die Gestaltung des Bremssattels aus Umform-Bauteilen ergibt sich eine höhere Anzahl von in Frage kommenden Zulieferern als bei einem vergleichbaren Bremssattel aus Sphäroguss. Ein weiterer, wesentlicher Kostenvorteil für einen erfindungsgemäßen Bremssattel ergibt sich durch den Wegfall eines kostenintensiven Gießmodells. Bauartbedingt entfällt bei einem erfindungsgemäßen Bremssattel -zumindest teilweise- auch die spanende Nachbearbeitung eines Rohteils, wodurch sich weitere Kostenvorteile er- geben.

Darüber hinaus entfällt bei einem erfindungsgemäßen Bremssattel auch die spanende Nachbearbeitung eines Rohteils, wodurch sich weitere Kostenvorteile ergeben. Weitere vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Bremssattels sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Bremssattels sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine räumliche Ansicht einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremssattels; Figur 2 eine räumliche Ansicht eines Sattelrahmens einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremssattels;

Figur 3 eine räumliche Ansicht eines Gehäuses für eine Zuspannmechanik einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremssattels;

Figur 4 eine räumliche Ansicht einer Zwischenplatte einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremssattels. Figur 5 eine räumliche Ansicht einer Bodenplatte mit Lagerböcken einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremssattels

Im Folgenden wird ein Bremssattel 1 einer Schiebesattel-Scheibenbremse beschrie- ben. Dies ist rein beispielhaft zu verstehen. Ein erfindungsgemäßer Bremssattel 1 , ist demzufolge auch für eine Festsattel-Scheibenbremse oder für eine Schwebesattel- Scheibenbremse einsetzbar, wobei bremsenspezifische Ausführungseigenschaften des Bremssattels 1 der jeweiligen Bauweise der Scheibenbremse entsprechend an- gepasst werden.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Bremssattel 1 einer Schiebesattel - Scheibenbremse räumlich dargestellt. Der Bremssattel 1 weist einen bügeiförmigen Sattelrahmen 2 auf. Der Sattelrahmen 2 umgreift im eingebauten Zustand des Bremssattels 1 eine Bremsscheibe (nicht dargestellt). Der Sattelrahmen 2 weist zwei im Wesentlichen parallel zueinander und zur Bremsscheibenachse liegenden Zugstreben 3, 4 auf. Ferner weist der Sattelrahmen 2 einen Sattelrücken 5 auf. Der Sattelrahmen 2 ist aus einem Flachmaterialzuschnitt hergestellt, der zum Sattelrahmen 2 umgeformt ist. Auf der sattelrahmenabgewandten Seite der Zwischenplatte 7 bildet der Sattelrahmen ein Gehäuseoberteilabschnitt 12 aus, das gemeinsam mit einer Gehäuseschale 12' im montierten Zustand der Scheibenbremse eine Zuspannmechanik der Scheibenbremse aufnimmt. Die Zugstreben 3, 4 des Sattelrahmens 2 überdecken eine Zwischenplatte 7 und stoßen an eine Bodenplatte 15. Der Sattelrahmen 2 bildet fer- ner eine Gehäuseabdeckung 12 aus, der gemeinsam mit einer Gehäuseschale 12' im montierten Zustand der Scheibenbremse eine Zuspannmechanik der Scheibenbremse aufnimmt. Die Gehäuseabdeckung 12 weist im Wesentlichen einen Querschnitt auf, der der Grundgeometrie der Zwischenplatte 7 folgt. Die Gehäuseabdeckung 12 stößt auf der der sattelrahmenabgewandten Seite der Zwischenplatte 7 teilweise an die Zwischenplatte 7 an und ist durch ein Fügeverfahren, vorzugsweise durch ein stoffschlüssiges Fügeverfahren, besonders bevorzugt durch Laserschweißen an ihr befestigt. Der Sattelrahmen 2 weist im Bereich der Gehäuseabdeckung 12 einen domartigen Gehäuseabschnitt 25 auf. Die Zwischenplatte 7 sowie die Bodenplatte 15 sind an dem Sattelrahmen 2 jeweils durch ein Fügeverfahren, vorzugsweise durch ein stoffschlüssiges Fügeverfahren, besonders bevorzugt durch Laserschweißen befestigt.

Die Zwischenplatte 7 weist zwei Bohrungen 8, 9 auf. Darüber hinaus weist die Zwischenplatte 7 einen symmetrischen Durchbruch auf, der durch eine Verbindung jeweils zwischen einer zentralen Öffnung 10 und zwei symmetrisch zur Symmetrieachse liegenden Bohrungen 1 1 , 1 1 ' geschaffen wird. Die beiden Bohrungen 1 1 , 1 1 ' nehmen im montierten Zustand der Scheibenbremse Druckelemente einer Zu- spannmechanik auf, während die Öffnung 10 weitere Funktionselemente der Zu- spannmechanik wie z.B. ein Nachstellsystem für Bremsbeläge zur Verschleißkompensation aufnimmt. Die Gehäuseabdeckung 12 umschließt auch den Bereich der gedanklichen zylindrischen Fortführung der Bohrungen 8, 9 auf der sattelrahmenab- gewandten Seite der Zwischenplatte 7. Die Zwischenplatte 7 ist aus einem Flachmaterialzuschnitt hergestellt. Die Zwischenplatte 7 ist auch in Fig. 4 dargestellt.

Auf der zwischenplattenabgewandten Seite der Gehäuseabdeckung 12 stößt die Gehäuseabdeckung 12 des Sattelrahmens 2 an eine Bodenplatte 15 an und ist durch ein Fügeverfahren, vorzugsweise durch ein stoffschlüssiges Fügeverfahren, besonders bevorzugt durch Laserschweißen an der Bodenplatte 15 befestigt. Die Bodenplatte 15 weist eine auf der Symmetrielinie der Bodenplatte 15 befindliche Bohrung 16 auf, die im montierten Zustand der Scheibenbremse von einer Kolbenstange oder eines Betätigungsgestänges eines Bremszylinders durchgriffen wird. Die Bodenplatte 15 weist weiterhin zwei Bohrungen 17, 18 auf, die symmetrisch zur Symmetrielinie angeordnet sind. Darüber hinaus weist die Bodenplatte 15 mehrere Bohrungen 19 mit relativ kleinem Durchmesser auf.

In Fig. 2 ist der Sattelrahmen 2 gut erkennbar dargestellt. Der Sattelrahmen 2 ist ein einstückiges, symmetrisches Bauteil. Der Sattelrücken 5 weist eine im Wesentlichen kreisringsegmentartige Grundgeometrie auf. Diese Grundgeometrie schließt sich orthogonal an die gewölbte Geometrie des Sattelrahmens 2 im Bereich des Bremsscheibenfensters 37 an und wird durch einen Umformvorgang oder mehrere Umformvorgänge erzeugt. Die Geometrie der beiden Zugstreben 3, 4 folgt der kreis- segmentartigen Grundgeometrie der Zwischenplatte 7. Insofern weisen beide Zugstreben 3, 4 sowie die Gehäuseabdeckung 12 eine Krümmung„K" auf. Durch die Krümmung der Zugstreben 3, 4 wird deren Biegesteifigkeit gegenüber einer Ausführung ohne Krümmung„K" in vorteilhafter Weise erhöht. Der Sattelrahmen 2 weist ferner jeweils eine Aussparung 38, 39 auf. Durch die Aussparung 38, 39 wird eine Zugänglichkeit zur Gehäuseschale 12' geschaffen, so dass die Gehäuseschale 12' mit dem Sattelrahmen 2 mit der Gehäuseabdeckung 12 zu einem Gehäuse verbunden werden kann. Der Sattelrahmen 2 ist vorzugsweise durch Tiefziehen oder Formstanzen eines Flachmaterialzuschnitts hergestellt. Durch den Umformprozess bzw. die Umformprozesse kann sich eine Kaltverfestigung im Sattelrahmen 2 ergeben, die sich festigkeitssteigernd auswirken kann.

In Fig. 3 ist der Sattelrahmen 2 mit der Gehäuseabdeckung 12 dargestellt. Die Gehäuseabdeckung 12 des Sattelrahmens 2 sowie die Gehäuseschale 12' bilden eine Einhausung, die die Zuspannmechanik der Scheibenbremse aufnimmt und jeweils stirnseitig von der Bodenplatte 15 und von der Zwischenplatte 7 (jeweils hier nicht dargestellt) abgeschlossen wird.

Der domartige Gehäuseabschnitt 25 haust eine Kolbenstange eines Bremszylinders, sowie einen Hebelarm der Zuspannmechanik der Scheibenbremse ein (jeweils nicht dargestellt) und folgt dem Schwenkbereich des Hebelarms der Zuspannmechanik der Scheibenbremse.

In Fig. 5 ist die Bodenplatte 15 dargestellt. Die Bodenplatte 15 ist ein im Wesentli- chen symmetrisches Bauteil und weist eine Grundplatte33 sowie zwei Lagerböcke 34, 35 auf. Nicht symmetrisch ist ein Plattenabschnitt 40, der eine Bohrung 41 aufweist, die zum Festlager eines Führungselementes (nicht dargestellt) gehört.

Die Lagerböcke 34, 35 sind jeweils Teil eines geteilten Lagergehäuses und nehmen die Lager eines Hebels oder einer Welle auf, auf die ein Hebel wirkt (jeweils nicht dargestellt). Die Welle und/oder der Hebel sind jeweils Teil der Zuspannmechanik der Scheibenbremse. Zur Aufnahme der Lager weisen die Lagerböcke 34, 35 jeweils einen Lagersitz 36 auf. Der Lagersitz 36 ist jeweils halbzylinderförmig in den Lagerbock 34, 35 eingearbeitet. Die Lagerböcke 34, 35 sind durch ein Fügeverfahren, vor- zugsweise durch ein stoffschlüssiges Fügeverfahren, besonders bevorzugt durch Laserschweißen an der Grundplatte33 befestigt. Die Lagerböcke 34, 35 sind aus einem gut schweißbaren Werkstoff wie z.B. Stahl durch einen Zerspanungsprozess hergestellt. Alternativ können die Lagerböcke 34, 35 auch durch ein Urformverfahren, wie z.B. Gießen hergestellt sein. Als Werkstoff kommt in einem solchen Fall z.B. Stahlguss oder schweißbarer weißer Temperguss in Frage.

Die jeweiligen Zuschnitte für den Sattelrahmen 2, die Zwischenplatte 7, das Gehäuse 12, bzw. die Gehäuseschale 12' und die Bodenplatte 15 bzw. die Grundplatte33 wer- den -sofern eine werkzeuglose Fertigung vorgesehen ist- durch geeignete Trennverfahren, wie z.B. Laser-, Plasma- oder Brennschneiden oder Stanzen oder durch eine Kombination daraus hergestellt. Als Halbzeug können alle handelsüblichen Blechhalbzeuge, wie z.B. Tafeln, Platinen, Coils oder Bänder oder Tailored Blanks zum Einsatz kommen.

Für die jeweiligen Zuschnitte kommt als Werkstoff Stahl, vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte zum Einsatz. Sofern eine werkzeuggebundene Fertigung für die jeweiligen Zuschnitte vorgesehen ist, wird die jeweiligen Zuschnitte vorzugsweise in einem Folgeschneidwerkzeug hergestellt.

Je nach benötigter Menge kann auch eine Fertigung des gesamten Sattelrahmens 2 bzw. des gesamten Gehäuses 12 bzw. der Gehäuseschale 12' in einem Folgeverbundwerkzeug wirtschaftlich sein, bei dem der jeweilige Zuschnitt inkl. der Umformvorgänge in einem Werkzeug erfolgt, so dass je Pressenhub ein Sattelrahmen 2 bzw. eine Gehäuseschale 12' aus dem Werkzeug fällt.

Die Gehäuseschale 12' kann alternativ auch durch ein Walzprofilierverfahren hergestellt sein. In dem Fall wird ein entsprechendes Profil durch Walzprofilieren eines Coils oder eines Bandes oder eines Tailored Blanks hergestellt und anschließend auf die erforderliche Länge der Gehäuseschale 12' abgelängt.

Im Falle einer werkzeuggebundenen Fertigung der jeweiligen Zuschnitte bzw. des Sattelrahmens 2 bzw. der Gehäuseschale 12' kommen vorzugsweise Tafeln, Platinen, Coils oder Bänder oder Tailored Blanks als Halbzeug zum Einsatz, wobei je- weils als Werkstoff Stahl, vorzugsweise eine gut schweißbare Stahlsorte vorgesehen ist.

Durch die Wahl von vorteilhaften Schweißverfahren, besonders bevorzugt Laser- schweißen, lässt sich der Schweißverzug auf ein Minimum beschränken, so dass übliche Maßnahmen zum Entgegenwirken bzw. zum Abbau von Schweißspannungen, wie z.B. einer vorgegebenen Nahtfolge oder Spannungsarmglühen des gefügten Bauteils nicht erforderlich sind. Dies beeinflusst die Kostenstruktur eines erfindungsgemäßen Bremssattels 1 ebenfalls positiv.

Ein erfindungsgemäßer Bremssattel 1 wird also dadurch gebildet, in dem in einem ersten Verfahrensschritt eines oder mehrerer Flachmaterialhalbzeuge bereitgestellt wird / werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Zwischenplatte 7 aus einem Flachmaterialhalbzeug ausgeschnitten.

In einem anschließenden Verfahrensschritt wird die Grundplatte33 aus einem

Flachmaterialhalbzeug ausgeschnitten und mit dem wenigstens einem Lagerbock 33, 34 zu der Bodenplatte 15 gefügt.

In einem folgenden Verfahrensschritt wird ein Zuschnitt der Gehäuseschale 12' aus einem Flachmaterialhalbzeug ausgeschnitten und zu der Gehäuseschale (12') umgeformt.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Zuschnitts des Sattelrahmens 2 aus einem Flachmaterialhalbzeug ausgeschnitten und zu dem Sattelrahmen 2 umgeformt.

In einem abschließenden Verfahrensschritt wird die Zwischenplatte 7, die Bodenplat- te 15, die Gehäuseschale 12' sowie der Sattelrahmens 2 zu dem Bremssattel 1 gefügt. Alternativ wird die Gehäuseschale 12' aus einem Flachmaterialhalbzeug durch einen Walzprofilierungsprozess umgeformt und anschließend zu einer Gehäuseschale 12' zugeschnitten.

Bezugszeichenliste

1 Bremssattel

2 Sattelrahmen

3 Zugstrebe

4 Zugstrebe

5 Sattelrücken

7 Zwischenplatte

8 Bohrung

9 Bohrung

10 Bohrung

1 1 Bohrung

12 Gehäuseabdeckung

12' Gehäuseschale

15 Bodenplatte

16 Bohrung

17 Bohrung

18 Bohrung

19 Bohrung

33 Grundplatte

34 Lagerbock

35 Lagerbock

36 Lagersitz

37 Bremsscheibenfenster

38 Aussparung

39 Aussparung

40 Plattenabschnitt

41 Bohrung