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Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der
DE 94 22 342 U1 , der
EP 2 203 659 B1 sowie der
DE 10 2011 115 114 A1 ist jeweils eine Scheibenbremse geoffenbart, die einen Drehhebel aufweist, der bei Betätigung auf eine in einem Bremssattel positionierte Brücke einwirkt. Darin sind zwei Verstellelemente, insbesondere in Form von Stellspindeln gelagert, die als Gewinderohre ausgebildet sind, deren Außengewinde in ein Innengewinde der Brücke eingreift.
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Jede Stellspindel ist mit einem Druckstück versehen, mit dem ein aus einer Belagträgerplatte und einem daran befestigten Reibbelag bestehender Bremsbelag bei einer Bremsung an eine Bremsscheibe angedrückt wird.
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Mit einer Nachstelleinrichtung, die einer der Stellspindeln zugeordnet ist, wird durch Verdrehen der beiden Stellspindeln bei Verschleiß des Reibbelages der Bremsbelag soweit zugestellt, dass ein Lüftspiel zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe im Wesentlichen immer konstant bleibt. Hierzu wird ein in einer der Stellspindeln angeordneter Nachsteller über ein Antriebselement vom Bremshebel angetrieben.
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Da jedoch dieser Nachsteller lediglich in einer Stellspindel positioniert ist, die Nachstellung des Bremsbelages jedoch gleichmäßig erfolgen soll und damit auch die zweite Stellspindel entsprechend verstellt werden muss, ist eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen, die durch den Nachsteller bewirkte Drehbewegung der einen Stellspindel auf die andere Stellspindel synchron übertragen wird. Zur Übertragung der Drehbewegung ist ein Zugmitteltrieb bekannt, mit einer Gliederkette, einem Lochband oder Zahnriemen als Zugmittel, die jeweils mit angepassten Antriebs- bzw. Abtriebsrädern in Korrespondenz stehen, die fest mit den Stellspindeln verbunden sind.
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Bei der bekannten Konstruktion ist die Synchronisiereinrichtung außerhalb des Bremssattels angeordnet. Um sowohl die Synchronisiereinrichtung vor Witterungseinflüssen zu schützen, als auch, um Durchtrittsöffnungen im Bremssattel hin zu den Stellspindeln abzudichten, ist dabei ein die Synchronisiereinrichtung überdeckender Verschlussdeckel vorgesehen.
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Zu dessen Befestigung, aber auch zur Abdichtung gegenüber dem Bremssattel sind relativ aufwändige Maßnahmen erforderlich, die nur mit entsprechend kostenintensiven Fertigungsschritten realisierbar sind.
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Darüber hinaus baut die Synchronisiereinrichtung und der diese überdeckende Verschlussdeckel auf den Bremssattel auf und steht somit der stets geforderten Baumaßminimierung entgegen.
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Um die Baumaße zu verringern, wird in der
EP 1 610 024 B1 vorgeschlagen, die Synchronisiereinrichtung auf der dem aktionsseitigen Bremsbelag zugewandten Seite zwischen einer eine Montageöffnung des Bremssattels verschließenden Verschlussplatte und der Brücke anzuordnen. Damit wird zwar eine Baulängenverkürzung der Scheibenbremse erreicht, aber nur unter Inkaufnahme einer deutlichen Verkürzung der Brücke, deren Belastbarkeit damit stark verringert wird.
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In der
DE 37 16 202 A1 schließlich ist geoffenbart, die Synchronisiereinrichtung auf der vom Bremsbelag abgewandten Seite der Brücke, aber dennoch im Bremssattel anzuordnen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie konstruktiv einfacher aufgebaut und kostengünstiger herstellbar ist sowie ihre Betriebssicherheit verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung löst sich von dem bisher realisierten Konstruktionsprinzip, die Synchronisiereinrichtung quasi auf der Rückseite des Bremssattels zu positionieren, so dass nun auf die das Baumaß vergrößernde Abdeckung verzichtet werden kann.
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Da die fahrzeugseitige Positionierung der Scheibenbremse nur in beengten Bauraumverhältnissen möglich ist, kommt der Reduzierung der Abmaße der Scheibenbremse, d. h. des Bremssattels, insofern eine besondere Bedeutung zu, als nun zumindest die Montage der Scheibenbremse wesentlich erleichtert wird.
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Überdies wendet sich die Erfindung von dem Vorschlag ab, die Synchroneinrichtung zwischen der Brücke und dem aktionsseitigen Bremsbelag anzuordnen, um zwingend eine Bauraumkürzung zu erreichen, da die Verkürzung der Brücke, wie erwähnt, als nachteilig anzusehen ist.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine die Synchronisiereinrichtung überdeckende und zumindest teilweise aufnehmende Druckplatte vorgesehen, die die bislang zur Verwendung kommenden Druckstücke ersetzt, von denen jeweils eines in der Stellspindel angeschlossen ist und über die der Bremsbelag gegen die Bremsscheibe pressbar ist.
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Gegenüber einzelnen Druckstücken wird durch die eine Druckplatte eine wesentlich günstigere Druckverteilung auf den Bremsbelag erreicht. Dabei besteht die Möglichkeit, diese Druckplatte in den Bremsbelag zu integrieren, so dass eine Belagträgerplatte, die einen Reibbelag trägt, in ihrer Dicke geringer dimensioniert werden kann. Die Verbindung der Druckplatte mit der Belagträgerplatte erfolgt vorzugsweise formschlüssig, wozu an der Belagträgerplatte und an der Druckplatte Rastelemente vorgesehen sind.
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Durch die weitgehende Versenkung der Synchronisiereinrichtung in der Druckplatte wird eine Kapselung der Synchronisiereinrichtung erreicht und damit ein Schutz vor äußeren Einflüssen, wie Korrosion, Hitze, mechanische Einwirkungen oder dergleichen.
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Darüber hinaus kann in die Druckplatte eine Kontur eingebracht werden, die als Führungssystem für die Synchronisiereinrichtung bzw. deren Triebelemente dient.
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Vor allem für einen Toleranzausgleich bei der Montage der Synchronisiereinrichtung ist eine Feinsynchronisation erforderlich, wozu entsprechende konstruktive Maßnahmen vorgesehen sind. Diese bestehen vorzugsweise in einer Feinverzahnung der Stellspindeln einerseits und der eingreifenden Antriebs- bzw. Abtriebsräder.
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Wie erwähnt, kann die Synchronisiereinrichtung anstelle eines Zugmitteltriebs auch ein Zahnradgetriebe aufweisen, das nach einem weiteren Gedanken der Erfindung in ein Gehäuse eingebettet ist, das die Druckplatte bildet. In diesem Fall ist die den Stellspindeln zugewandte Seite des Gehäuses durch die Verschlussplatte abgedeckt, die mit dem Gehäuse verbunden ist. An dieser Verschlussplatte können in an sich bekannter Weise Faltenbälge, zur Abdichtung des Durchtrittsbereichs der Stellspindeln, Sicherungs- und Fixierungsbauteile angebracht werden.
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Die Zahnräder des Zahnradgetriebes sind in dem Gehäuse gehalten und beispielsweise auf Drehzapfen gelagert.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen:
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1–4 jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Einzelheit in einer Explosionsdarstellung bzw. in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt.
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In den Figuren ist jeweils die Synchronisationseinrichtung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug dargestellt, die erfindungsgemäß außerhalb eines Bremssattels zwischen einem aktionsseitigen Bremsbelag 11 und einer Verschlussplatte 3 (2) angeordnet ist, wobei die Verschlussplatte 3 eine Montageöffnung des Bremssattels auf der dem Bremsbelag 11 zugewandten Seite verschließt. Dabei bildet der Bremssattel einen Aufnahmeraum für eine Zuspanneinrichtung zum Andrücken des aktionsseitigen Bremsbelages an die Bremsscheibe, wozu zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Stellspindeln 1 drehbar in einer Brücke gelagert sind.
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Mittels einer im Bremssattel positionierten Nachstelleinrichtung, die mit einer der Stellspindeln 1 in Eingriff steht, ist über eine axiale Verstellung der Stellspindeln 1 eine verschleißbedingte Änderung des Lüftspiels ausgleichbar.
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Zur synchronen Verstellung der beiden Stellspindeln 1 greift in dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Zahnradgetriebe 4 an den Stellspindeln 1 an, wobei das Zahnradgetriebe 4 aus zwei Stirnrädern 5 besteht, die formschlüssig in die Stellspindeln 1 eingreifen und die mit einem Koppelrad 6 kämmen, über das die Drehbewegung des einen Stirnrades 5 auf das andere übertragen wird. Die Zahnräder 5, 6 sind auf Lagerzapfen 9 einer Druckplatte 8 verdrehbar gelagert, die als Gehäuse ausgebildet ist, das mittels der Verschlussplatte 3 verschlossen ist.
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Zur Feinsynchronisation der Stellspindeln 1 bei einer Montage weisen die beiden, der jeweiligen Stellspindel 1 zugeordneten Zahnräder 5 einen feinverzahnten Zapfen 7 auf, der in eine daran angepasste Innenverzahnung der Stellspindeln 1 eingreift.
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An die Verschlussplatte 3 sind Anschlussringe 10 angeformt, an denen zur Durchführung der Stellspindeln 1 vorgesehene Öffnungen abdichtende Faltenbälge befestigt sind.
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Die Zuspannkraft wird über die Stellspindeln 1 und die Zahnräder 5 auf die Druckplatte 8 und damit auf den Bremsbelag 11 übertragen.
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In der 2a)–c) ist eine Variante der Erfindung dargestellt, bei der die Synchronisiereinrichtung 2 aus einem Zugmitteltrieb besteht. Dieser weist der Stellspindel 1 zugeordnet, ein Kettenrad 17 auf, das über ein Zahnrad 18 verdrehsicher mit der Stellspindel 1 verbunden ist.
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Dieses Zahnrad 18 ist mit einer umfänglichen Feinverzahnung versehen, die in eine daran angepasste Feinverzahnung des Kettenrades eingreift, zur Feinsynchronisierung der Synchronisiereinrichtung 2.
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Zur verdrehsicheren Verbindung der Einheit Kettenrad 17/Zahnrad 18 mit der Stellspindel 1 sind darin Kugeltaschen 19 vorgesehen, in die Kugeln 22 eingreifen, die andererseits in Axialnuten 23 des Zahnrades 18 gelagert sind.
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Um die Kettenräder 17 ist eine Kette 20 als Zugmittel geführt, die in einer in der Druckplatte 8 vorgesehenen Aussparung 16 einliegt, ebenso wie die Kettenräder 17 und die Zahnräder 18, so dass die gesamte Synchronisiereinrichtung vollständig in der Druckplatte 8 eingebettet ist, wobei die Aussparung 16 durch die Verschlussplatte 3 abgedeckt ist.
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Wie insbesondere die 2c) zeigt, ist ein auf die Kette 20 wirkender Kettenspanner 21 vorgesehen in Form eines Federbügels, der gleichfalls in der Aussparung 16 gehalten ist und der an einem Trum der Kette 20 anliegt.
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Im Übrigen ist die Druckplatte 8 fest mit dem Bremsbelag 11 verbunden, wozu die Belagträgerplatte 12 seitliche Rastlaschen 14 aufweist, die in Rastausnehmungen 15 der Druckplatte 8 eingreifen.
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In der 2b) ist zu erkennen, dass die an der Druckplatte 8 dort in kalottenartigen Ausnehmungen anliegenden Stirnflächen 24 der Stellspindeln 1 ballig ausgeformt sind, so dass in Kombination mit der Verbindung der Antriebsräder mittels der Kugeln eine bewegliche Verbindung erreicht wird, die Schwenk- und Axialbewegungen der Stellspindeln 1 relativ zur Druckplatte 8 erlaubt.
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In den 3a) bis c) ist eine ebenfalls als Zugmitteltrieb ausgebildete Synchronisationseinrichtung erkennbar, bei der das Zugmittel aus einer Drahtlitze 26 besteht, die in Eingriff mit Litzenrollen 25 steht, die jeweils über eine Feinverzahnung 32, 33 mit der zugeordneten Stellspindel 1 verdrehfest verbunden sind.
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Die Drahtlitze 26 ist in einer hülsenförmigen Litzenführung 27 gehalten, die auf die mit der Drahtlitze 26 umwickelte Litzenrolle 25 aufgeschoben ist und an die sich ein Führungssteg 30 anschließt, der eine Führung für die Drahtlitze 26 von einer Stellspindel 1 zur anderen bildet.
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Die Drahtlitze 26 ist so an der Litzenrolle 25 befestigt, dass sie über den Gesamtnachstellweg einerseits abgewickelt und andererseits aufgewickelt wird.
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Der Führungssteg 30 liegt in Kanälen 31 von Druckstücken 29 ein, so dass diese verdrehfest zueinander positioniert sind.
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Wie insbesondere die 3c) wiedergibt, ragt der Führungssteg 30 über das jeweilige Druckstück 29 in Richtung des Bremsbelages vor, der an seiner zugeordneten Seite eine entsprechende und an den Führungssteg 30 angepasste Ausnehmung aufweist, so dass sich quasi ein Schlüssel ergibt, der gewährleistet, dass nur der dafür vorgesehene Bremsbelag zum Einsatz kommt.
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Die axiale Sicherung des Druckstücks 29 mit der Stellspindel 1 erfolgt über einen Sprengring 28, der in montierter Stellung des Druckstücks 29 sowohl in die Stellspindel 1 wie auch in das Druckstück 29 eingreift. Dabei ist der Sprengring 28, in dem der Stellspindel 1 zugeordneten oberen Randbereich des Druckstücks 29 festgelegt. Bei einer Montage wird das Druckstück 29 zur Feinsynchronisation zunächst nur soweit auf die Stellspindel 1 aufgeschoben, bis die Feingewinde 32, 33 ineinander greifen und eine Verstellung der Stellspindeln 1 in eine exakte Position möglich ist. Danach wird das Druckstück 29 auf die Stellspindel 1 aufgepresst, bis der Sprengring 28 auch in die dafür vorgesehene Ringnut der Stellspindel 1 eingreift.
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Durch geeignete Fügeverfahren wird der Führungssteg 30 mit den Druckstücken 29 so verbunden, dass eine ausreichende Abdichtung erreicht wird.
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Auch in dem Beispiel nach der 4 ist die Synchronisiereinrichtung als Zugmitteltrieb ausgebildet, wobei jeder Stellspindel 1 ein Kettenrad 37 zugeordnet ist, das eine als Feinverzahnung ausgebildete Innenverzahnung 36 aufweist, die mit einer Feinverzahnung eines Zapfens 35 der Stellspindel 1 in Eingriff steht, auf den das Kettenrad 37 aufschoben ist. Zur axialen Sicherung des Kettenrades 37 ist ein Sprengring 34 vorgesehen, der in einer Nut des Zapfens 35 einliegt.
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Die Kettenräder 37 werden in Aufnahmen 21 der Druckplatte 8 eingefügt und nach außen hin verschoben, bis sie unterhalb eines ringsegmentförmigen Auflagers 40, dass die Begrenzung eines Hinterschnitts bildet, positioniert sind. Auf den Auflager 40 stützen sich jeweils die Stellspindeln 1 mit einem Ansatz 39 ab.
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Zur Arretierung der Stellspindeln 1 ist ein Führungselement 38 vorgesehen, dass an beiden Enden, die durch einen Steg miteinander verbunden sind, kreisabschnittsförmige Füllelemente 48 aufweist, die in Einschuböffnungen 47 der Druckplatte 8 eingesetzt werden, über die die Kettenräder 37 in die Druckplatte 8 eingefügt sind. Zur Unterbringung des die beiden Füllelemente 48 verbindenden Steges ist in der Druckplatte 8 eine Nut 42 vorgesehen, so dass in montierter Stellung der Synchronisiereinrichtung 2, wie sie in der 4c) dargestellt ist, ein flächenbündiger Übergang ergibt.
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Die Druckplatte 8 weist eine Kontur im Sinne eines Knochens auf, die sich in einer Aussparung 43 der Belagträgerplatte 12 des Bremsbelages 11 wiederfindet, so dass nach Einsetzen der Synchronisiereinrichtung 2 auch hier ein flächenbündiger Übergang entsteht, wobei die Dicke der Druckplatte 8 der Tiefe der Aussparung 43 entspricht und so gleichfalls einen Schlüssel im Sinne einer Kodierung bildet.
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Wie insbesondere in der 4b) sehr deutlich zu erkennen ist, die in einer Explosionsdarstellung eine Unteransicht der Synchronisiereinrichtung wiedergibt, weist das Führungselement 38 auf seiner der Druckplatte 8 zugewandten Unterseite einen Führungskanal 45 und beidseitig sich daran anschließende Einführtrichter 46 auf zur Führung des nicht dargestellten Zugmittels, hier einer Kette, die um die Zahnräder 37 geschlungen ist. Anstelle einer Kette sind selbstverständlich auch andere Zugmittel denkbar, wie Zahnriemen, Lochbänder, Rollen-, Bolzen- oder Kugelketten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stellspindel
- 2
- Synchronisiereinrichtung
- 3
- Verschlussplatte
- 4
- Zahnradgetriebe
- 5
- Zahnrad
- 6
- Koppelrad
- 7
- Zapfen
- 8
- Druckplatte
- 9
- Lagerzapfen
- 10
- Anschlussring
- 11
- Bremsbelag
- 12
- Belagträgerplatte
- 13
- Reibbelag
- 14
- Rastlasche
- 15
- Rastausnehmung
- 16
- Aussparung
- 17
- Kettenrad
- 18
- Zahnrad
- 19
- Kugeltasche
- 20
- Kette
- 21
- Kettenspanner
- 22
- Kugel
- 23
- Axialnut
- 24
- Stirnfläche
- 25
- Litzenrolle
- 26
- Drahtlitze
- 27
- Litzenführung
- 28
- Sprengring
- 29
- Druckstück
- 30
- Führungssteg
- 31
- Kanal
- 32
- Feinverzahnung
- 33
- Feinverzahnung
- 34
- Sprengring
- 35
- Zapfen
- 36
- Innenverzahnung
- 37
- Kettenrad
- 38
- Führungselement
- 39
- Ansatz
- 40
- Auflager
- 41
- Aufnahme
- 42
- Nut
- 43
- Aussparung
- 44
- Ringabschnitt
- 45
- Führungskanal
- 46
- Einführtrichter
- 47
- Einschuböffnung
- 48
- Füllelement
