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Patent Searching and Data


Title:
DISC BRAKE FOR A UTILITY VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/143964
Kind Code:
A1
Abstract:
A disc brake for a utility vehicle, with a brake calliper (1) which engages over a brake disc (3) and is in the form of a sliding calliper, two brake linings which are arranged in said brake calliper, are movable in opposite directions and each have a lining carrier plate (4) and a friction lining (5) fastened thereon and of which an action-side brake lining is pressable against the brake disc (3) by means of an application device via at least one brake plunger, and with at least one resetting device (7) with which the brake calliper (1) is returnable after a braking-induced displacement and release of the brake, wherein the resetting device (7) is provided with a friction element (10) which is mounted in the brake lining (2) so as to be displaceable to a limited extent under pressure loading in the axial direction of the brake disc (3) and on which an elastic pressure element (8) held in the brake calliper (1) and/or brake plunger acts.

More Like This:
Inventors:
EICHLER THOMAS (DE)
HABERL-GUENTHNER PAUL (DE)
WEBER RALF (DE)
NESMJANOWITSCH IGOR (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/055920
Publication Date:
October 03, 2013
Filing Date:
March 21, 2013
Export Citation:
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Assignee:
KNORR BREMSE SYSTEME (DE)
International Classes:
F16D65/02
Foreign References:
DE19946677A12001-05-03
DE4318746A11994-12-08
DE102007001213A12008-07-10
DE19946677A12001-05-03
Attorney, Agent or Firm:
DANTZ, Jan et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (3) übergreifenden, als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel (1 ), zwei darin angeordneten, gegensinnig bewegbaren, jeweils eine Belagträgerplatte (4) und einen darauf befestigten Reibbelag (5) aufweisenden Bremsbelägen, von denen ein aktionsseitiger mittels einer Zuspanneinrichtung über mindestens einen Bremsstempel gegen die Bremsscheibe (3) pressbar ist, sowie mindestens einer Rücksteileinrichtung (7), mit der der Bremssattel (1 ) nach einem bremsbedingten Verschieben und Lösen der Bremse rückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücksteileinrichtung (7) mit einem in Achsrichtung der Bremsscheibe (3) druckbelastet begrenzt verschiebbar im Bremsbelag (2) gelagerten Reibelement (10) versehen ist, an dem ein im Bremssattel (1 ) und/oder Bremsstempel gehaltenes elastisches Druckelement (8) angreift.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das

Reibelement (10) aus dem gleichen oder härterem Material wie der Reibbelag (5) besteht.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (10) in einer Gleithülse (12) gelagert ist, die aus Metall oder Keramik besteht und mit dem Reibbelag (5) oder der

Belagträgerplatte (4) verbunden ist.

4. Scheibenbremse nach einem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Reibelement (10) ein Stößel (1 1 ) verbunden ist, der in einer Aufnahme der Belagträgerplatte (4) axial verschiebbar gehalten ist.

5. Scheibenbremse nach einem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (10) in Nichtfunktionsstellung der Bremse in Richtung der Bremsscheibe (3) über den Reibbelag (5) vorsteht und der Stößel (1 1 ) über einer Lagefläche der Belagträgerplatte (4) zum Bremssattel (1 ) mit Abstand in der Belagträgerplatte (4) einliegt

6. Scheibenbremse nach einem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand (X) des Reibelementes (10) kleiner oder gleich dem Abstand (Y) des Stößels (1 1 ) zur Anlagefläche der

Belagträgerplatte (4) ist.

Scheibenbremse nach einem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Reibelement abgewandten Seite des Stößels (1 1 ) das Druckelement (8) oder ein Zwischenelement, vorzugsweise eine Kugel (9) anliegt.

Scheibenbremse nach einem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellweg des Druckelementes (8) durch einen Einzug (13) der Aufnahme für das Druckelement (8) und die Kugel (9) begrenzt ist.

Scheibenbremse nach einem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (8) aus einer Druckfeder, insbesondere einer Schrauben-, Teller- oder Blattfeder oder einer Druckpatrone mit einem komprimierbaren Medium gefüllt, besteht.

Scheibenbremse nach einem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand (X) des Reibelementes (10) und der Abstand (Y) des Stößels (1 1 ) zur Anlagefläche der Belagträgerplatte (4) kleiner ist als die Hälfte des konstruktiven Lüftspiels.

Description:
Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Im Funktionsfall, d. h. bei einer Bremsung, erfolgt eine Zuspannung der Bremsbeläge mittels einer Zuspanneinrichtung zunächst durch Andrücken des zuspannseitigen Bremsbelages gegen die Bremsscheibe und einem nachfol- genden Anpressen des gegenüberliegenden, reaktionsseitigen Bremsbelages.

Während der aktionsseitige Bremsbelag über Bremsstempel der

Zuspanneinrichtung gegen die Bremsscheibe gepresst wird, wird zum Andrücken des reaktonsseitigen Bremsbelages der als Schiebesattel ausgebildete Bremssattel entgegen der Zuspanneinrichtung des aktionsseitigen Bremsbelages verschoben.

Nach einem Lösen der Bremse verbleibt bei der bekannten Scheibenbremse der Bremssattel in dieser letztgenannten Position, in der die Bremsbeläge, zu- mindest aber der reaktionsseitige, zwar drucklos, jedoch schleifend an der

Bremsscheibe anliegt. Die dadurch im Fahrbetrieb auftretenden sogenannten Restschleifmomente führen zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs ebenso wie zu einer Verringerung der Standzeit sowohl der Bremsscheibe wie auch der Bremsbeläge.

Ein geringes Lösen der Bremsbeläge erfolgt im Fahrbetrieb durch einen Taumelschlag der Bremsscheibe sowie durch Erschütterungen und Querbeschleunigungen bei Kurvenfahrten. Diese Effekte sind jedoch nicht ausreichend, um das genannte Schleifen wirksam zu verhindern.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist aus der DE 199 46 677 A1 eine Scheibenbremse bekannt mit einer Rücksteileinrichtung, die nach dem Lösen der Bremse, den Bremssattel in seine Ausgangsstellung zurückführt. Insbesondere um den reaktionsseitigen Bremsbelag in Nichtfunktionsstellung aus seinem Kontakt mit der Bremsscheibe zu führen, sind Federsysteme bekannt, die beim Zuspannen der Bremse vorgespannt werden. Nach einem Lösen werden die Bremsbeläge mit der durch die Vorspannung gespeicherten Federenergie zurück gedrückt bzw. weggezogen. Dabei können diese Federsysteme in ortsfesten Bauteilen, z. B. einem Bremsträger, verankert sein. Allerdings ist die Rückstellung des Bremssattels ausschließlich abhängig vom Federweg des Rückstellelementes, was jedoch eine exakte Zurückführung auf ein immer gleiches Lüftspielmaß zwischen der Bremsscheibe und dem reakti- onsseitigen Bremsbelag nicht ermöglicht, sodass die bekannte Scheibenbremse eine eher unbefriedigende Lösung des Problems darstellt.

Dies gilt gleichermaßen dann, wenn der reaktionsseitige Bremsbelag formschlüssig am Bremssattelrücken angebunden ist, da durch die im Gesamtsys- tem bleibenden Haltekräfte von sich relativ zueinander bewegenden Bauteilen nach einem Lösen der Bremse diese Bauteile von der Bremsscheibe weggedrückt werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass eine in Bezug auf das

Lüftspiel gleichbleibende Rückstellung des Bremssattels gewährleistet ist, und auftretende Restschleifmomente minimiert werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des An- Spruchs 1 gelöst.

Die Erfindung findet vornehmlich im reaktionsseitigen Bereich der Scheibenbremse Verwendung, ist aber durchaus auch im aktionsseitigen Bereich einsetzbar, und dort in der Funktionseinheit reaktionsseitiger Bremsbe- lag/Bremsstempel. In jedem Fall wird durch die Erfindung eine Reduzierung des Restschleifmomentes erreicht.

Gemäß der Erfindung ist im Bremsbelag, und zwar im Reibbelag ein in Achsrichtung der Bremsscheibe druckbelastet begrenzt verschiebbar gehaltenes Reibelement vorgesehen, das aus dem gleichen oder verschleißfesteren Material wie der Reibbelag selbst besteht. Zur behinderungsfreien axialen

Bewegbarkeit des Reibelementes, ist dies in einer beispielsweise Gleithülse gelagert, die aus Metall- oder Keramik bestehen kann und fest mit dem Reibbelag oder der Belagträgerplatte verbunden ist.

Als weiterer Bestandteil der Rücksteileinrichtung ist ein in der Belagträgerplatte mit dem Reibelement axial verschiebbar gehaltener Stößel vorgesehen, der einerseits mit dem Reibelement fest verbunden ist und andererseits in Korrespondenz mit einem elastischen Druckelement steht, das im Bremssattel gehal- ten ist und das bevorzugt aus einer Druckfeder in Form von Tellerfedern, Blattfedern oder Schraubenfedern besteht. Denkbar ist allerdings auch als elastisches Druckelement eine Druckpatrone einzusetzen, deren Medium beim Zuspannen unter Druckaufbau komprimiert und beim Lösen der Zuspannung entspannt wird.

Das Druckelement kann unmittelbar auf den Stößel wirken, aber auch über ein Zwischenelement, vorzugsweise eine Kugel, die in der Art positioniert und gehalten ist, dass sie das Druckelement axial im Bremssattel rücken sichert und den Stößel gegen die Begrenzung in der Belagrückenplatte presst. Die Begrenzung ist beispielsweise auf 0,3 mm festgelegt und somit geringfügig weniger als der Hälfte des gewünschten Lüftspiels entspricht. Das Reibelement reibt mit einem geringfügig kleineren Überstand über den Reibbelag hinaus, wobei dieser Überstand kleiner als die Hälfte des genannten theoretischen Lüftspiels sein soll, beispielsweise 0,3 mm.

Bevorzugt sind mehrere, insbesondere zwei abständig zueinander angeordnete Reibelemente vorgesehen, die beim Zuspannen der Bremsen an die Bremsscheibe gepresst und plan mit der Reibbelagfläche positioniert sind, wobei durch die relative Axialverschiebung der Reibelemente und des Bremssattels, einschließlich des Bremsbelages das Druckelement gespannt wird.

Beim Lösen der Zuspannung wird durch die gespeicherte Federkraft das jeweilige Reibelement über den Stößel weiterhin gegen die Bremsscheibe gedrückt. Die Rückstellkraft der Feder bewirkt, dass der verschiebbar gelagerte Bremssattel sowie der verschiebbar gelagerte Bremsbelag von der Bremsscheibe weggeschoben werden. Idealerweise ist der Bremsbelag, also hier der reakti- onsseitige Bremsbelag formschlüssig mit dem Bremssattelrücken verbunden. Zwar bleibt ein geringes Restschleifmoment mit wenig geforderter Reibenergie erhalten, jedoch ist dies vernachlässigbar klein, da die Reibelemente mit sehr kleinen Kontaktflächen an der Bremsscheibe anliegen. Kurze Zeit nach dem Bremsvorgang stellt sich ein Gleichgewicht ein, das frei vom Restschleifen oder annähernd frei davon ist. In jedem Fall ist die verbleibende Andruckkraft derart gering, dass die zum Stand der Technik beschriebenen Probleme nicht mehr auftreten.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer

Draufsicht;

Figur 2 den Teil der Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung;

Figur 3 einen Schnitt durch die Scheibenbremse gemäß der Linie III-III in

Fig. 1 ;

Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt gemäß der Angabe IV in Fig. 3.

In den Figuren ist ein Bremssattelrücken 6 eines Bremssattels 1 einer Scheibenbremse dargestellt, in den ein Bremsbelag 2 eingelassen ist, der aus einer Belagträgerplatte 4 und einem darauf befestigten, einer Bremsscheibe 3 zugewandten Reibbelag 5 besteht, wobei bei einer Bremsung der Bremsbelag 2 mit seiner Reibbelagseite an die Bremsscheibe 3 gepresst wird. Hierzu liegt der Bremssattelrücken 6 an der Belagträgerplatte 2 an.

Wie Figur 3 sehr deutlich wiedergibt, ist zur Rückstellung des Bremssattels 1 nach einem Lösen der Bremse eine Rücksteileinrichtung 7 vorgesehen, mit einem Reibelement 10, das in Achsrichtung der Bremsscheibe 3 druckbelastet begrenzt verschiebbar in dem Bremsbelag 2 gehalten ist, wobei das Reibelement 10 unter Druck eines elastischen Druckelementes 8, im Beispiel in Form einer Schraubenfeder, steht. Das Reibelement 10 ist in einer aus Metall oder Keramik bestehenden Gleithülse 12 verschiebbar gelagert, die fest mit dem Reibbelag 5, oder in einer anderen Ausführungsform mit der Belagträgerplatte 4 verbunden ist.

In der Figur 2 ist erkennbar, dass zwei Rücksteileinrichtungen 7 vorgesehen sind, die abständig zueinander angeordnet sind. Der Einfachheit halber wird im Folgenden lediglich eine Rücksteileinrichtung 7 beschrieben, wobei die zweite baugleich ist.

Die Verschiebung des Reibelementes 10 erfolgt durch einen Stößel 1 1 , der in einer Aufnahme der Belagträgerplatte 4 ebenfalls axial beweglich gehalten ist und an einer zugeordneten Stirnseite des Reibelementes 10 damit fest verbunden ist, beispielsweise durch Verkleben oder Verpressen.

Zwischen dem Stößel 1 1 und dem Druckelement 8 ist gleichfalls im Bremssat- telrücken 6 gelagert eine Kugel 9 positioniert, die sich einerseits am Stößel 1 1 und andererseits am Druckelement 8 abstützt und die eine Wegbegrenzung für das Druckelement 8 bildet, wozu die Ausnehmung, in der die Kugel 9 einliegt, auf der dem Stößel 1 1 zugewandten Seite einen Einzug 13 aufweist, beispielsweise durch Verstemmen.

In der Figur 4 ist der Bremsbelag 2 in einer Nichtfunktionsstellung, d. h. in ungebremster Position dargestellt. Hierbei ragt das Reibelement 10 über den Reibbelag 5 hinaus, wobei ein Überstand (X), z. B. 0,3 mm, kleiner oder gleich ist dem Abstand (Y) der von der Kugel 9 kontaktierten Auflagefläche des Stö- ßels 1 1 zur Anlagefläche der Belagträgerplatte 4 am Bremssattelrücken 6. Dieser Abstand ist geringfügig kleiner als die Hälfte des theoretischen Lüftspiels und ist zum Beispiel 0,3 mm. Dieser Abstand von 0,3 mm wird durch die Höhe des Stößel 1 1 und die Tiefe der Aufnahme in der Belagträgerplatte 4 definiert, wobei die Kugel 9 der Sicherung des Druckelementes 8 dient.

Bei einer Montage des Bremsbelages 2 wird das Druckelement 8 zusätzlich vorgespannt. Im Fall eines mit dem Bremssattelrücken 6 fest verbundenem Bremsbelages 2, z. B. durch eine Schraubverbindung, ist der Überstand wesentlich größer als der definierte Weg des Stößels 1 1 , wie gesagt der 0,3 mm.

Wird der Bremsbelag 2 hingegen nicht am Bremssattel 1 gehalten, darf der Überstand der Kugel 9 nicht größer als der definierte Stößelweg sein, da ansonsten der Bremsbelag über dem Stößel 1 1 in Richtung Bremsscheibe gedrückt würde.

Beim Lösen der Zuspannkraft drückt die gespeicherte Federenergie über den Stößel 1 1 das Reibelement 10 weiterhin gegen die Bremsscheibe 3. Die Rückstellkraft des Druckelementes 8 sorgt dafür, dass der verschiebbar gelagerte Bremssattel 1 , sowie der verschiebbar gelagerte Bremsbelag 2, von der Bremsscheibe 3 fortgeschoben wird. Bezugszeichenliste

1 Bremssattel

2 Bremsbelag

3 Bremsscheibe

4 Belagträgerplatte

5 Reibbelag

6 Bremssattelrücken

7 Rücksteileinrichtung

8 Druckelement

9 Kugel

10 Reibelement

1 1 Stößel

12 Gleithülse

13 Einzug