DE10104158A1 - Scheibenbremse mit Betätigungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit einem Bremsgehäuse (1), in dem eine Betätigungsvorrichtung (5) zur Beaufschlagung wenigstens eines Bremsbelages mit einer Bremskraft angeordnet ist. Die Betätigungsvorrichtung umfaßt eine drehbar im Bremsgehäuse (1) gelagerte Betätigungswelle (11), die aus dem Bremsgehäuse (1) mit einem Betätigungswellenende (12) herausragt und mit einem Hebel (15) verbunden ist. Zur Verhinderung des Eindringens von Schmutz und Feuchtigkeit in das Bremsgehäuse (1) ist es erforderlich eine zuverlässige Abdichtung vorzusehen. Dazu ist ein erstes Dichtungsmittel (19, 21, 22, 23) ausgebildet, das zwischen dem Bremsgehäuse (1) und dem Hebel (15) der Betätigungswelle (11) wirksam ist. Eine Verbesserung der Dichtwirkung wird dadurch erreicht, daß ein zweites Dichtungsmittel (29, 30) ausgebildet ist, das zwischen einer das Betätigungswellenende (12) überstülpenden Abdeckkappe (17) und dem Hebel (15) bzw. der Betätigungswelle (11) wirksam ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 mit einem Bremsgehäu­ se, in dem eine Betätigungsvorrichtung zur Beaufschlagung wenigstens eines Bremsbelages mit einer Bremskraft angeord­ net ist. Die Betätigungsvorrichtung umfaßt eine drehbar im Bremsgehäuse gelagerte Betätigungswelle, die aus dem Brems­ gehäuse mit einem Betätigungswellenende herausragt. Zur Ein­ leitung einer Bremskraft am Betätigungswellenende ein Hebel befestigt, wobei zwischen Bremsgehäuse und der Betätigungs­ welle bzw. dem Hebel ein Dichtungsmittel angeordnet ist.

Aus der EP 0 403 635 B1 ist eine Betätigungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Scheibenbremse bekannt, mit einer drehbar in einem Gehäuse gelagerten sowie aus diesem herausragenden Welle. Ferner ist zur Einleitung einer mechanischen Brems­ kraft außerhalb des Gehäuses ein Hebel an der Welle mon­ tiert. Dabei führt die Welle während einer mechanischen Be­ tätigung eine Drehbewegung überlagert mit einer axialen Ver­ schiebung aus. Zwischen dem Gehäuse und der Welle bzw. dem Hebel ist ein Dichtelement angeordnet. Das Dichtelement wirkt sowohl gegenüber der Welle als auch gegenüber dem He­ bel. Infolge der Rotation sowie Translation der Welle ist die Dichtfunktion durch das genannte Dichtelement nicht für jeden Betriebszustand sichergestellt. Insbesondere ist die Verbindungsstelle von Hebel und Welle nicht wirksam abge­ dichtet. Somit kann das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Innere des Bremsgehäuses nicht wirksam verhindert werden. Ferner erweist es sich als aufwendig an der Welle und am Hebel die entsprechenden Dichtflächen für das Dichtelement durch kostenintensive Bauteilbearbeitung bereitzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Scheibenbremse mit gattungsgemäßer Betätigungsvorrichtung anzugeben, bei der das Bremsgehäuse mit herausgeführter Betätigungswelle wirksam gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Scheibenbremse mit Betä­ tigungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Danach umfaßt die Scheibenbremse ein Bremsgehäuse zur Aufnahme zumindest eines mit einer Bremsscheibe zusammenwirkenden Bremsbelages sowie eine zur Einwirkung auf wenigstens einen Bremsbelag vorgese­ hene Betätigungsvorrichtung, die eine drehbar im Bremsgehäu­ se gelagerte Betätigungswelle aufweist. Die Betätigungswelle ist durch eine Öffnung im Bremsgehäuse aus diesem herausge­ führt und ragt somit mit einem Betätigungswellenende aus dem Bremsgehäuse heraus. Am Betätigungswellenende ist ein Hebel zur Einleitung einer Betätigungskraft befestigt. Zur Abdich­ tung des Bremsgehäuses gegenüber der Umgebung ist ein erstes Dichtungsmittel vorgesehen, das zwischen dem Bremsgehäuse und dem Hebel bzw. der Betätigungswelle wirksam ist. Darüber hinaus ist ein zweites Dichtungsmittel ausgebildet, das zwi­ schen einer das Betätigungswellenende überstülpenden Abdeck­ kappe und dem Hebel bzw. der Betätigungswelle wirksam ist. Dadurch wird wirksam verhindert, daß Schmutz oder Feuchtig­ keit in Zwischenräume zwischen Hebel und Betätigungswelle eindringt und dort möglicherweise Korrosion auslöst. Insge­ samt wird mittels der beiden Dichtungsmittel nicht nur eine Korrosion zwischen Bremsgehäuse und Betätigungswelle sondern auch zwischen Betätigungswelle und Hebel wirksam verhindert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Abdeckkappe als auf das Betätigungswellenende aufgeschraubte hutartig geschlossene Mutter ausgeführt. Damit wird unmittelbar die Verbindungsstelle zwischen Betätigungswelle und Hebel durch die hutartig geschlossene Mutter abgedeckt und vor Schmutz sowie Feuchtigkeit geschützt.

Eine vorteilhaft einfache Ausführung des zweiten Dichtungs­ mittels mit geringem Bauteilaufwand wird dadurch erreicht, daß direkt zwischen der hutartigen Mutter und dem Hebel ein metallischer Dichtsitz ausgebildet ist. Dabei liegen Mutter und Hebel flüssigkeitsdicht aneinander an. Eine zusätzliche Dichtung kann somit eingespart werden.

Eine fertigungstechnisch leicht realisierbare Ausführung ei­ nes direkten Dichtsitzes zwischen Mutter und Hebel ergibt sich dadurch, daß am Hebel ein um die Betätigungswelle um­ laufender Dichtkranz ausgebildet ist, der dem Betätigungs­ wellenende zugewandt ist. Ein solcher Dichtkranz läßt sich beispielsweise mittels einer mechanischen Bearbeitung oder mittels einer Blechumformung, insbesondere mittels einer Blechdurchstellung, anformen.

Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit wie auch der Kraftübertragung ist es sinnvoll den Hebel formschlüssig an der Betätigungswelle zu befestigen. Dabei ist der Hebel ins­ besondere auf die Betätigungswelle aufgepreßt. Im einzelnen ist dazu auf der Mantelfläche der Betätigungswelle zumindest abschnittsweise eine Oberflächenaufrauhung, beispielsweise eine Rändelung, vorgesehen. Hingegen ist die zugehörige Öffnung im Hebel aus Gründen der einfachen Fertigung zylin­ drisch. Beim Aufpressen des Hebels wird der Formschluß ge­ genüber der Betätigungswelle erreicht, da der Hebel aus wei­ cherem Material besteht als die Betätigungswelle. Unter Um­ ständen kann dieser Formschluß nicht ausreichen, um eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Hebel und Betäti­ gungswelle zu schaffen. Deshalb wird mit der bereits be­ schriebenen Mutter die Abdichtung der Verbindung von Hebel und Betätigungswelle realisiert.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schei­ benbremse wird dadurch erreicht, daß das erste Dichtungsmit­ tel ein am Bremsgehäuse befestigtes Dichtelement umfaßt, das zumindest eine Dichtlippe aufweist, welche mit einer zugehö­ rigen Dichtfläche am Hebel oder an der Betätigungswelle zu­ sammenwirkt. Insbesondere kann das Dichtelement zur Verstär­ kung der Dichtfunktion zwei mit der zugehörigen Dichtfläche zusammenwirkende Dichtlippen aufweisen. Dabei ergibt sich eine einfachere Gestaltung des Hebels, indem die Dichtfläche an einem am Hebel befestigten Blechelement ausgebildet ist. Eine zusätzliche Bearbeitung des Hebels zur Realisierung der entsprechenden Dichtfläche kann vorteilhaft entfallen. Eine weiter Verbesserung wird dadurch erzielt, daß zwischen den beiden Dichtlippen eine mit Fett befüllte Kammer ausgebildet ist. Dies dient nicht nur der optimierten Dichtfunktion son­ dern auch der entsprechenden Langzeitwirkung des Dichtele­ mentes. Insgesamt wird durch das Dichtelement zuverlässig das Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Innere des Bremsgehäuses verhindert.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird in den Figuren dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Scheibenbremse mit Be­ tätigungsvorrichtung, die erfindungsgemäße Dichtungs­ mittel aufweist;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Schnitt­ darstellung.

In den Figuren ist eine kombinierte Scheibenbremse zur Rea­ lisierung sowohl einer Betriebs- als auch einer Feststell­ bremsfunktion dargestellt. Die Scheibenbremse umfaßt ein ei­ ne nicht gezeigte Bremsscheibe übergreifendes Bremsgehäuse 1 zur Aufnahme zumindest eines mit der Bremsscheibe zusammen­ wirkenden Bremsbelages. Zur Beaufschlagung des ebenfalls nicht gezeigten Bremsbelages mit einer entsprechenden Brems­ betätigungskraft ist ein Kolben 2 verschiebbar in einer zu­ gehörigen Zylinderbohrung 3 des Bremsgehäuses 1 angeordnet. Die Krafteinwirkung auf den Kolben 2 erfolgt während einer Betriebsbremsung durch Druckbeauschlagung des zwischen Kol­ ben 2 und Zylinderbohrung 3 befindlichen Druckraumes 4. Dazu wird bei einer Betriebsbremsung Hydraulikflüssigkeit in den Druckraum 4 gefördert. Darüber hinaus ist eine weitere auf den Bremsbelag einwirkende Betätigungsvorrichtung 5 vorgese­ hen, die der Bremskrafteinleitung bei einer Feststellbrem­ sung dient. Die Betätigungsvorrichtung 5 ist unabhängig von der hydraulischen Druckbeaufschlagung wirksam und ermöglicht somit eine eigenständige Bremsbetätigung.

Die Betätigungsvorrichtung 5 umfaßt eine in Betätigungsrich­ tung 7 aufspreizbare Rampenvorrichtung 6, die über eine zwi­ schengeschaltete Nachstellvorrichtung 8 auf den Kolben 2 bzw. den damit in Verbindung stehenden Bremsbelag einwirkt.

Die in Betätigungsrichtung 7 längenveränderliche Nachstell­ vorrichtung 8 weist eine Spindel 9 mit einer dazu verdrehba­ ren Mutter 10 auf. Durch Drehung der Mutter 10 auf der Spin­ del 9 wird die Abmessung der Nachstellvorrichtung 8 in Betä­ tigungsrichtung 7 verändert, um einen an den Bremsbelägen auftretenden Reibbelagverschleiß ausgleichen zu können. Dem­ zufolge kann der Betätigungshub des Kolbens 2 bzw. Bremsbe­ lages während einer Bremsbetätigung im wesentlichen konstant gehalten werden. Letztlich ist jedoch die genaue Ausführung der Nachstellvorrichtung für die erfindungsgemäße Scheiben­ bremse unerheblich.

Zur Einleitung einer mechanischen oder elektrisch aufge­ brachten Betätigungskraft über die Betätigungsvorrichtung 5 umfaßt diese eine drehbar im Bremsgehäuse 1 gelagerte Betä­ tigungswelle 11. Dabei steht die Betätigungswelle 11 unmit­ telbar mit der Rampenvorrichtung 6 in Verbindung. Die Betä­ tigungswelle 11 ragt mit einem Betätigungswellenende 12 aus dem Innern des Bremsgehäuses 1 heraus und ist dabei mittels einer Lagerhülse 13 drehbar in einer zugehörigen Öffnung 14 des Bremsgehäuses 1 aufgenommen. Eine Drehung der Betäti­ gungswelle 11 bewirkt eine Verdrehung der Elemente der Ram­ penvorrichtung 6 relativ zueinander, wodurch sich die Ram­ penvorrichtung 6 in Betätigungsrichtung 7 aufspreizen läßt. Dies resultiert in einer Verschiebung der Betätigungswelle 11 in Betätigungsrichtung 7. Mit ihrem Betätigungswellenende 12 ist die Betätigungswelle 11 aus dem Bremsgehäuse 1 her­ ausgeführt und durchragt somit die Öffnung 14. Außerhalb des Bremsgehäuses 1 ist am Betätigungswellenende 12 ein Hebel 15 verdrehsicher befestigt. Der Hebel 15 dient der Übertragung einer Bremsbetätigungskraft auf die Betätigungswelle 11. Hierbei ist es zunächst unerheblich, wie die Betätigungs­ kraft aufgebracht wird. Sie kann alternativ manuell vom Fahrer oder aber von einer fremdansteuerbaren Bremskraftquelle, z. B. einem Elektromotor, aufgebracht werden. Eine Kraftübertragung auf den Hebel 15 erfolgt bevorzugt mittels eines geeigneten Übertragungselementes, z. B. mittels eines Seilzuges.

Der Hebel 15 ist zur Gewährleistung einer wirksamen Kraftübertragung über eine formschlüssige Verbindung an der Betätigungswelle 11 fixiert. Dazu ist am Betätigungswelle­ nende 12 ein Wellenabschnitt mit einer Aufrauhung 16 an der Oberfläche versehen. Eine solche Oberflächenaufrauhung 16 kann beispielsweise als Rändelung oder vergleichbare Ober­ flächenbearbeitung ausgebildet sein. Hingegen ist am Hebel 15 vor der Befestigung an der Betätigungswelle 11 aus Grün­ den der einfachen Herstellung ein einfaches zylindrisches Loch ausgebildet. Gleichzeitig besteht der Hebel 15 aus ei­ nem weicheren Material als die Betätigungswelle 11. Zur He­ belbefestigung wird der Hebel 15 auf das Betätigungswelle­ nende 12 aufgepreßt. Dadurch gräbt sich die Oberflächen­ aufrauhung 16 der Betätigungswelle 11 in des anliegende He­ belmaterial ein. Die Negativkontur der Oberflächenaufrauhung 16 wird somit beim Aufpressen im Bereich des zylindrischen Loches in den Hebel 15 eingeformt. Es entsteht daraus eine formschlüssige Verbindung zwischen Betätigungswelle 11 und Hebel 15. Dabei ist die Betätigungswelle 11 im Bereich der Oberflächenaufrauhung 16 entweder zylindrisch oder leicht konisch ausgeführt. Zur Verstärkung der formschlüssigen Ver­ bindung ist am Betätigungswellenende 12 ein Gewinde 18 ange­ formt, auf das eine hutartig geschlossene Mutter 17 aufge­ schraubt ist. Mittels der Mutter 17 wird der Hebel 15 unter Vorspannung an der Betätigungswelle 11 fixiert.

Von wesentlicher Bedeutung für die beschriebene Scheiben­ bremse mit Betätigungsvorrichtung 5, ist die Abdichtung des Bremsgehäuses 1 im Innern gegen das Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit. Die gilt insbesondere für den Bereich der Öffnung 14 im Bremsgehäuse 1, wo die Betätigungswelle 11 aus dem Bremsgehäuse 1 herausragt. Dazu ist ein erstes Dich­ tungsmittel 19 vorgesehen, das zwischen dem Bremsgehäuse 1 und dem Hebel 15 wirksam ist. Analog wäre es jedoch denkbar, daß das Dichtungsmittel 19 zwischen dem Bremsgehäuse 19 und der Betätigungswelle 11 wirkt. Das erste Dichtungsmittel ist bevorzugt als Dichtelement 19 ausgebildet ist, das am Brems­ gehäuse 1, beispielsweise in einer Nut 20, verdrehsicher fi­ xiert ist. Das Dichtelement 19 besitzt zumindest eine Dicht­ lippe 21, die mit einer zugehörigen Dichtfläche 22 am Hebel 15 zusammenwirkt und bei Drehung der Betätigungswelle 11 auf dieser Dichtfläche 22 gleitet. Zur Verbesserung der Dicht­ wirkung ist es vorteilhaft eine zweite Dichtlippe 23 auszu­ bilden, die mit einem O-ringförmigen Endabschnitt 28 eben­ falls an der Dichtfläche 22 anliegt. Eine weitere Optimie­ rung des Dichtelementes 19 läßt sich dadurch erreichen, daß eine zwischen den Dichtlippen 21, 23 befindliche Kammer 24 mit Fett befüllt ist. Dabei ist es erforderlich die Dicht­ fläche 22 am Hebel 15 mit der geeigneten Oberflächengüte zu versehe. Um im gleichen Zuge die Hebelfertigung nicht unnö­ tig aufwendig gestalten zu müssen, ist es sinnvoll, die Dichtfläche 22 an einem separaten Blechelement 25 auszubil­ den. Das Blechelement 25 ist undrehbar am Hebel 15 befe­ stigt, beispielsweise durch Kleben, Löten, Nieten schweißen oder ähnliches. Ein solches Blechelement 25 kann mit der ge­ wünschten Oberflächengüte für die Dichtfläche 22 besonders kostengünstig durch Umformung aus einem einfachen Blechzu­ schnitt gewonnen werden. Am radial inneren Rand weist das Blechelement 25 einen abgewinkelten Kragen 26 auf, der im wesentlichen der einfachen Montage des Dichtelementes 19 bzw. der zweiten Dichtlippe 23 dient. Am Kragen 26 ist eine um die Achse der Betätigungswelle 11 umlaufende Aufnahme 27 für den O-ringförmigen Endabschnitt 28 der zweiten Dichtlip­ pe 23 angeformt. Dabei ist das Blechelement 25 derart am He­ bel 15 befestigt, daß der Kragen 26 die Betätigungswelle 11 nicht berührt.

Während einer Bremsbetätigung mittels der Rampenvorrichtung 6 verdreht sich die Betätigungswelle 11 und verschiebt sich gleichzeitig in Betätigungsrichtung 7 (Betätigungshub). Die beiden Dichtlippen 21, 23 folgen dieser Hubbewegung der Be­ tätigungswelle 11. Die erste Dichtlippe 21 gleitet auf der Dichtfläche 22 radial nach außen während die zweite Dicht­ lippe 23 mit ihrem O-ringförmigen Endabschnitt 28 innerhalb der Aufnahme 27 gleitbar verbleibt und sich gleichzeitig in Falten legt. Die wirksame Dichtfunktion des Dichtelementes 19 ist somit auch bei Bewegung der Betätigungswelle 11 in Betätigungsrichtung 7 sichergestellt. In Ergänzung zur Aus­ führung gemäß Fig. 1-2 ist es ebenso möglich, das Dichtele­ ment 19 undrehbar am Hebel 15 oder an der Betätigungswelle 11 zu befestigen und mit den Dichtlippen 21, 23 auf einer entsprechenden Dichtfläche des Bremsgehäuses 1 gleiten zu lassen.

Ein zweites Dichtungsmittel 29 ist an der Verbindungsstelle zwischen Betätigungswelle 11 und Hebel 15 angeordnet. Das zweite Dichtungsmittel 29 ist als Dichtsitz 30 zwischen ei­ ner auf das Betätigungswellenende 12 aufgeschraubten, hutar­ tig geschlossenen Mutter 17 und dem Hebel 15 ausgebildet. Infolge dieses Dichtsitz 30 kann auf den Einsatz zusätzli­ cher Dichtungselemente verzichtet werden. Im einzelnen ist an der aufgeschraubten Mutter 17 an ihrem offenen Ende eine Fase 31 angeformt, die mit einer zugehörigen Dichtfläche 32 am Hebel 15 zusammenwirkt. Hierbei ist die Dichtfläche 32 an einem um die Betätigungswelle 11 umlaufenden Dichtkranz 33 des Hebels 15 ausgebildet. Ein solcher Dichtkranz 33 mit der entsprechenden Dichtfläche 32 kann vorzugsweise durch eine spanende Bearbeitung oder aber eine einfache Blechdurchstel­ lung 34 angeformt werden. Beim Aufschrauben der geschlosse­ nen Mutter 17 auf das Betätigungswellenende 12 wird die Fase 31 an der Mutter 17 an die zugehörige Dichtfläche 32 des Dichtkranzes 33 gepreßt. Vorteilhaft ist der Hebel 15 aus einem weicheren Material als die Mutter 17, so daß sich die Fase 31 in die Dichtfläche 32 einformt und einen flüssig­ keitsdichten metallischen Dichtsitz 30 entstehen läßt. Ein Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Gewinde 18 wird vermieden.

Die beiden Dichtungsmittel 19, 29 verhindern wirksam das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Bremsgehäuse 1. Dadurch wird die Ausbildung von Korrosion unterbunden und somit die langanhaltende Funktionstüchtigkeit der Scheiben­ bremse zuverlässig gewährleistet.

Claims (9)

1. Scheibenbremse mit einem Bremsgehäuse (1) zur Aufnahme zumindest eines mit einer Bremsscheibe zusammenwirkenden Bremsbelages, mit einer zur Einwirkung auf wenigstens einen Bremsbelag vorgesehenen Betätigungsvorrichtung (5), die eine drehbar im Bremsgehäuse (1) gelagerte Be­ tätigungswelle (11) umfaßt, welche mit einem Betätiguns­ wellenende (12) aus dem Bremsgehäuse (1) herausragt, mit einem am Betätigungswellenende (12) befestigten Hebel (15) zur Einleitung einer Betätigungskraft und mit einem ersten Dichtungsmittel (19, 21, 22, 23), das zwischen dem Bremsgehäuse (1) und dem Hebel (15) bzw. der Betäti­ gungswelle (11) wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Dichtungsmittel (29, 30) ausgebildet ist, das zwischen einer das Betätigungswellenende (12) über­ stülpenden Abdeckkappe (17) und dem Hebel (15) bzw. der Betätigungswelle (11) wirksam ist.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe als auf das Betätigungswellenende (12) aufgeschraubte hutartig geschlossene Mutter (17) ausgeführt ist.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mutter (17) und dem Hebel (15) ein Dichtsitz (30) ausgebildet ist.

4. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Hebel (15) ein um die Be­ tätigungswelle (11) umlaufender Dichtkranz (33) ausgebildet ist, der dem Betätigungswellenende (12) zugewandt ist.

5. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (15) formschlüssig an der Betätigungswelle (11) befestigt ist.

6. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtungsmittel (19, 21, 22, 23) ein am Bremsgehäuse (1) befestigtes Dichtelement (19) umfaßt, das zumindest eine Dichtlippe (21, 23) aufweist, welche mit einer zugehörigen Dicht­ fläche (22) am Hebel (15) zusammenwirkt.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (19) zwei mit der zugehörigen Dichtfläche (22) zusammenwirkende Dichtlippen (21, 23) aufweist.

8. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (22) an einem am Hebel (15) befe­ stigten Blechelement (25) ausgebildet ist.

9. Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtlippen (21, 23) eine mit Fett be­ füllte Kammer (24) ausgebildet ist.