DE102007010327A1

DE102007010327A1 - Zuspannvorrichtung für eine elektromechanisch oder elektrohydraulisch betätigbare Fahrzeug-Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102007010327A1
Application number: DE102007010327A
Authority: DE
Inventors: Johann Iraschko; Johann Baumgartner; Aleksandar Peričević
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2027-03-03
Also published as: DE102007010327B4

Abstract

Eine Zuspannvorrichtung für eine elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse eines Nutzfahrzeuges, bei der die Bremsbeläge mittels eines antreibbaren Kugelgewindetriebes quer zur Drehrichtung der Bremsscheibe verfahrbar sind, soll so gestaltet werden, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln und mit geringstmöglichem Bauraumbedarf ein Zusammenhalten der Kugelreihe während der Betätigung der Scheibenbremse und eine zuverlässige Rückstellung der Kugeln (3) in die definierte Ruhepositon sichergestellt ist. Dazu ist in den Endbereichen der Kugellaufrinnen (2) des rotierend antreibbaren Antriebsteiles in Form einer Mutter (4) und im Endbereich der Kugellaufrinne (2) des linear verfahrbaren Antriebsteiles (1) in Form einer Spindel (1) jeweils ein fester Anschlag (6, 7) derart eingesetzt, dass mittels des Anschlages (7) linear verfahrbaren Antriebsteiles (1) die Kugeln (3) in den Kugellaufrinnen (2) verschiebbar sind. Die erfindungsgemäße Zuspannvorrichtung ist besonders für Lastkraftwagen und Anhänger geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuspannvorrichtung für eine elektromechanisch oder elektrohydraulisch betätigbare Fahrzeug-Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem Bremssattel, der eine Bremsscheibe und zwei seitlich angeordnete Bremsbeläge umfasst, die unter Einsatz eines antreibbaren Kugelgewindetriebes quer zur Drehrichtung der Bremsscheibe linear verfahrbar sind, wobei der Kugelgewindetrieb aus einem rotierend antreibbaren und einem linear beweglichen Antriebsteil und dazwischen angeordneten Kugeln besteht, die in Kugellaufrinnen der Antriebsteile geführt sind.
Bei der zuvor beschriebenen Zuspannvorrichtung ist ein Antriebsteil eine Spindel und das andere Antriebsteil eine darauf aufgesetzte Mutter. Je nach Bauart der Zuspanneinrichtung wird entweder die Mutter angetrieben, so dass sich die Spindel in ihrer Längsrichtung bewegt, so dass sie das Antriebsteil für die gegen die Bremsscheibe zu drückenden Bremsbeläge bildet. Bei einer anderen Ausführung wird die Spindel angetrieben und die Mutter ist gegen Drehung gesichert, so dass sich die Mutter in Längsrichtung der Spindel bewegt. Sie bildet dann das Antriebsteil für die Bremsbeläge. Bei beiden Ausführungen sind die Spindel und die Mutter mit Kugellaufrinnen versehen, in denen zur Verminderung der Reibung die Kugeln geführt sind. Die Kugellaufrinnen sind dem Durchmesser der Kugeln angepasst. Bei den herkömmlichen Kugelgewindetrieben sind konstruktive Maßnahmen vorgesehen, um durch Umlenkung die Kugeln zurückzuführen. Durch diese Rückführung werden jedoch die Herstellkosten eines Kugelgewindetriebes erhöht. Darüber hinaus führt die Rückführung der Kugeln zu Störungen und zu Geräuschen. Darüber hinaus unterliegen die Kugeln einem zusätzlichen Verschleiß.
Um diese Rückführung der Kugeln auszuschalten, ist bereits eine Zuspanneinrichtung bekannt, welche mit zwei Ringrädern ausgestattet ist. Ein Ringrad ist mit dem Bremssattel verbunden und das andere Ringrad ist durch die Planetenräder eines Planetengetriebes verdrehbar. Die Ringräder sind umfangsseitig mit Kugellaufrinnen ausgestattet, wobei in die Kugellaufrinnen Anschläge eingesetzt sind gegen die die Kugeln durch ebenfalls in die Kugellaufrinnen eingesetzte Federn gedrückt werden. Diese Federn sind als Rückstellelemente für die Kugelreihen ausgelegt. Diese Rückstellung ist jedoch nur bei extrem kurzen Gesamthüben des Kugelgewindetriebes anwendbar, da der Weg, den die Kugelreihe bei einer Betätigung in der Laufrinne zurücklegt, ein mehrfaches des ausgeführten Spindelhubes ist. Die vorbekannte Zuspanneinrichtung ist aus diesem Grunde bei größeren Arbeitshüben des jeweiligen Antriebsteiles aufgrund des enormen Platzbedarfes nicht ausführbar.
Elektromechanisch betätigbare Fahrzeug-Scheibenbremsen werden bevorzugt in Nutzfahrzeuge, wie z. B. Lastkraftwagen, Anhänger, Aufleger und elektrohydraulisch betätigbare Fahrzeug-Scheibenbremsen bevorzugt in Fahrzeuge der kleineren Bauarten, beispielsweise Personenkraftwagen und Kastenwagen eingebaut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuspannvorrichtung der eingangs näher beschriebenen Art so zu gestalten, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln bei geringstmöglichem Bauraumbedarf ein Zusammenhalten der Kugelreihe während der Betätigung der Scheibenbremse und eine zuverlässige Rückstellung der Kugeln in eine definierte Ruheposition sichergestellt ist.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Endbereich der Kugellaufrinne des rotierend antreibbaren Antriebsteiles und im Endbereich der Kugellaufrinne des linear verfahrbaren Antriebsteiles jeweils ein fester Anschlag derart eingesetzt ist, dass mittels des Anschlages des linear verfahrbaren Antriebsteiles die Kugeln beim Einfahren desselben in den Kugellaufrinnen in die Ausgangsstellung verfahrbar sind.
Die Rückführung der Kugeln in die Ausgangsstellung bei gelöster Bremse erfolgt nunmehr durch den fest in die Kugellaufrinne eingesetzten Anschlag, wobei durch den anderen Anschlag verhindert wird, dass die Kugeln aus der Kugellaufrinne herausgedrückt werden.
Bei einer Zuspannvorrichtung, bei der die Mutter rotierend antreibbar und die Spindel axial verschiebbar ist, ist vorgesehen, dass in die Innenfläche der Mutter an der Ausfahrseite der Spindel der Anschlag eingesetzt und an der gegenüberliegenden Seite der Anschlag in die Umfangsfläche der Spindel eingesetzt ist. Dieser verfahrbare, in die Spindel eingesetzte Anschlag bewirkt, dass die Kugelreihe in Richtung zu dem gegenüberliegenden Anschlag verschoben wird. Es ist ferner vorgesehen, dass in der Lösestellung der Scheibenbremse bzw. in der Ruhestellung die Kugeln in den Kugellaufrinnen sich kontaktieren oder in relativ geringen Abständen zueinander stehen. Diese Abstände sollten deutlich geringer sein als die Durchmesser der Kugeln. Die zuvor aufgezeigte Lösung dürfte zumindest für ein Großteil der Anwendungen ausreichend sein.
Um die Montage der Zuspannvorrichtung zu erleichtern, kann das Handling des Kugelgewindetriebes verbessert werden, wenn die Kugeln in einer vormontierten Baueinheit gehalten sind. Es entfallen dann die Arbeitsgänge zum einzelnen Einbringen der Kugeln in die Kugellaufrinnen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Baueinheit als Käfig ausgebildet ist.
In weiterer Ausgestaltung ist noch vorgesehen, dass der Käfig als zylindrische Käfighülse ausgebildet ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Käfighülse Schlitze zur Aufnahme der Kugeln aufweist. Diese Schlitze können geradlinig in Achsrichtung der Spindel oder auch gedrillt verlaufen.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Kugeln in einzelnen Käfigtaschen angeordnet, von denen die Kugeln ringförmig umfasst werden.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Baueinheit als Kugelband ausgebildet ist, welches flexibel ist. Damit eine ausreichende Stabilität gegeben ist, ist vorgesehen, dass die Endbereiche jedes Kugelbandes mit Verstärkungselementen versehen sind. Dadurch können die durch das Anfahren der Anschläge auftretenden Kräfte aufgenommen werden, ohne dass es zu erhöhten Verschleißerscheinungen kommt.
Unabhängig von der jeweiligen Gestaltung des Kugelgewindetriebes sind bevorzugt die Anschläge als Anschlagringe ausgebildet.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Kugelgewindetrieb der erfindungsgemäßen Zuspannvorrichtung in bevorzugter Ausführung mit einem Käfig; weitere Elemente der Bremse wie ein Bremssattel sind hier nicht dargestellt;
2 den Käfig als Einzelheit mit geradlinig verlaufenden Schlitzen;
3 ein Kugelband, welches zylindrisch formbar ist; und
4 eine Schnittdarstellung gemäß den Linien IV-IV in den 2 und 3.
Die Zuspannvorrichtung der 1 ist mit einer Spindel 1 ausgestattet, die mit Kugellaufrinnen 2 versehen ist. Die Kugellaufrinnen 2 sind im Querschnitt annähernd halbkreisförmig gestaltet, so dass Kugeln 3 exakt geführt sind. Auf die Spindel 1 ist eine Mutter 4 aufgesetzt, die an der Innenfläche ebenfalls mit Kugellaufrinnen ausgestattet ist, die querschnittsmäßig den Kugellaufrinnen 2 der Spindel 1 entsprechen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Mutter 4 mittels eines elektrischen Antriebes rotierend antreibbar. Da die Spindel 1 gegen Verdrehung gesichert ist, wird sie je nach Drehrichtung der Mutter 4 in Richtung des Doppelpfeils A verfahren. Bei der Ausführung nach der 1 sind die Kugeln 3 mittels einer Baueinheit fixiert, die als zylindrische Käfighülse 5 ausgebildet ist.
Die Kugeln 3 verschieben sich beim Ausfahren der Spindel 1 in der Ausfahrrichtung innerhalb der Kugellaufrinnen 2. Damit sie jedoch nicht außerhalb des Bereiches der Mutter 4 gelangen, ist an der Ausfahrseite innenseitig in die Mutter 4 ein Anschlag in Form eines Anschlagringes 6 fest eingesetzt. Beim Einfahren der Spindel 1 verschieben sich die Kugeln 3 ebenfalls in der Einfahrrichtung innerhalb der Kugellaufrinnen 2. Deshalb ist die Spindel im gegenüberliegenden Bereich mit einem weiteren Anschlag in Form eines Anschlagringes 7 ausgestattet, der die Bewegung der Kugeln 3 stoppt. Im eingefahrenen Zustand der Spindel 1 kontaktieren sich die Kugeln 3 oder sie liegen in relativ geringen Abständen zueinander, wobei die Abstände deutlich kleiner sind als die Durchmesser der Kugeln 3. Durch die Gestaltung der Spindel 1 und der Mutter 4 entfallen konstruktive Maßnahmen zur Rückführung der Kugeln 3, wenn die Spindel 1 eingefahren wird. Die Rückführung der Kugeln 3 erfolgt durch die Umkehr der Bewegungsrichtung.
Die 2 zeigt den Käfig 5 in einer Teildraufsicht. Bei dieser Ausführung sind die Kugeln 3 in geradlinigen Schlitzen 8 angeordnet. Entgegen der Darstellung könnten die Schlitze auch gedrillt verlaufen.
Bei der Ausführung gemäß der 3 werden die Kugeln in ein Kugelband 9 eingesetzt. Dieses Kugelband 9 ist mit Öffnungen 10 versehen, die so ausgelegt sind, dass die Kugeln formschlüssig gehalten sind. Das Kugelband 9 ist flexibel ausgebildet, so dass es sich an die Konturen der Spindel 1 und der Mutter 4 anpassen kann.
Die 4 zeigt, dass die Öffnungen 10 eine Hinterschneidung 11 aufweisen, um die Kugeln 3 darin einzuklipsen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich ist, dass die Spindel 1 und die Mutter 4 mit in den Kugellaufrinnen 2 eingesetzten Anschlägen 6, 7 versehen ist, damit sich die Kugeln 3 beim Ein- und Ausfahren der Spindel 1 nicht aus dem Bereich der Mutter 4 bewegen können.

Claims

Zuspannvorrichtung für eine elektromechanisch oder elektrohydraulisch betätigbare Fahrzeug-Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem Bremssattel, der eine Bremsscheibe und zwei seitlich angeordnete Bremsbeläge umfasst, die unter Einsatz eines antreibbaren Kugelgewindetriebes quer zur Drehrichtung der Bremsscheibe linear verfahrbar sind, wobei der Kugelgewindetrieb aus einem rotierend antreibbaren und einem linear beweglichen Antriebsteil und dazwischen angeordneten Kugeln besteht, die in Kugellaufrinnen (2) der Antriebsteile (1, 4) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise im Endbereich der Kugellaufrinne (2) des rotierend antreibbaren Antriebsteiles (4) und im Endbereich der Kugellaufrinne (2) des linear verfahrbaren Antriebsteiles (1) jeweils ein fester Anschlag (6, 7) derart eingesetzt ist, dass mittels des Anschlages (7) des linear verfahrbaren Antriebsteiles (1) beim Einfahren desselben die Kugeln (3) in der Kugellaufrinne (2) in die Ausgangsstellung verschiebbar sind.
Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das rotierend antreibbare Getriebeteil als Mutter (4) und das linear verfahrbare Antriebsteil als axial verschiebbare Spindel (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Innenfläche der Mutter (4) an der Ausfahrseite der Spindel (1) der Anschlag (6) eingesetzt und an der gegenüberliegenden Seite der Anschlag (7) in die Umfangsfläche der Spindel (1) eingesetzt ist.
Zuspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lösestellung der Scheibenbremse die Kugeln (3) in den Kugellaufrinnen (2) sich kontaktieren oder in relativ geringen Abständen zueinander stehen.
Zuspannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (3) in einer vormontierten Baueinheit gehalten sind.
Zuspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit als zylindrische Käfighülse (5) ausgebildet ist.
Zuspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfighülse (5) Schlitze (8) zur Aufnahme der Kugeln (3) aufweist.
Zuspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (8) geradlinig in Achsrichtung oder gedrillt verlaufen.
Zuspannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfighülse (5) Taschen zur Aufnahme der Kugeln (3) aufweist.
Zuspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit als flexibles Kugelband (9) ausgebildet ist.
Zuspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche des Kugelbandes (9) mit Verstärkungselementen versehen sind.
Zuspannvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge als Anschlagringe (6, 7) ausgebildet sind.