DE102012008574A1 - Pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse - Google Patents

Pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse Download PDF

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Abstract

Eine pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse, mit a) einem eine Bremsscheibe (2) übergreifenden Bremssattel (1), b) einer im Bremssattel (1) angeordneten, einen Bremshebel (7) aufweisenden Zuspanneinrichtung, c) einem zentral im Bremssattel (1) angeordneten Bremsstempel (6), der mittels des Bremshebels (7) axial bewegbar gegen einen Bremsbelag (3) pressbar ist, d) einem im Bremssattel (1) positionierten, durch den Bremshebel (7) betätigbaren Nachsteller (11), mit dem durch eine axiale Verstellung des Bremsstempels (6) eine verschleißbedingte Änderung eines Lüftspiels zwischen dem Bremsbelag (3) und der Bremsscheibe (2) im Wesentlichen ausgleichbar ist, ausgebildet durch folgende Merkmale: e) der Nachsteller (11) ist seitlich neben dem Bremsstempel (6) positioniert, f) der Nachsteller (11) weist ein antreibendes Treibrad (13) auf, das in ein angetriebenes Treibrad (9) des Bremsstempels (6) eingreift, g) eine am Bremshebel (7) angeordnete Verzahnung (14) kämmt mit einem gegenüber dem antreibenden Treibrad (13) verdrehfest gehaltenen Zahnrad (12, 16) des Nachstellers (11).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Scheibenbremse, die als Schiebesattel-Scheibenbremse ausgebildet ist, weist lediglich einen zentral angeordneten Bremsstempel auf, an dem ein Bremshebel anliegt, bei dessen Betätigung der Bremsstempel gegen einen Bremsbelag und dieser gegen eine Bremsscheibe gepresst wird.
  • In dem Bremsstempel ist eine Nachstelleinrichtung positioniert, mit der eine automatische Verschleißnachstellung erfolgt, um ein sogenanntes Lüftspiel, d. h. den Spalt zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe in unbetätigtem Zustand, unabhängig vom Verschleißzustand und Verschleißverhalten der Bremsbeläge konstant zu halten.
  • Bei der bekannten Scheibenbremse ist ein Nachsteller in dem als Gewinderohr ausgebildeten Bremsstempel angeordnet und wird bei Betätigung des Bremshebels angetrieben.
  • Hierzu sind an den üblicherweise geschmiedeten Bremshebel Schaltstifte angeformt, die in eine Schaltgabel des Nachstellers eingreifen.
  • Eine über den gesamten Schwenkbereich des Bremshebels konstante Übersetzung ist jedoch damit nicht möglich, so dass entsprechend eine genaue Verstellung des Bremsstempels zum Ausgleich des Lüftspiels nicht gewährleistet ist.
  • Hierzu trägt überdies bei, dass ein auftretendes Antriebsspiel zwischen dem Nachsteller und dem Bremsstempel einen exakten Lüftspielausgleich nicht zulässt, zumal eine Einstellung der Nachstelleinrichtung insgesamt aufgrund von Toleranzen nur sehr ungenau möglich ist.
  • Insgesamt ergibt sich daraus die Gefahr eines wechselnden Lüftspiels während des Betriebs, was naturgemäß das Funktionsverhalten der Scheibenbremse beeinträchtigt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ein gleichbleibender Ausgleich einer Lüftspieländerung möglich ist und damit die Funktionssicherheit der Scheibenbremse verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Den Nachsteller, gemäß der Erfindung seitlich neben dem Bremsstempel im Bremssattel zu positionieren, schafft die Möglichkeit, den Nachsteller durch eine feinere Verzahnung mit dem Bremshebel annähernd spielfrei zu bewegen. Darüber hinaus wird eine konstante Übersetzung über den gesamten Schwenkbereich des Bremshebels bewirkt, wodurch das Nachstellverhalten der Bremse in erheblichem Maße verbessert wird.
  • Der Bremsstempel wird exakter angetrieben, mit der Folge einer genauen Einstellung des Lüftspiels. Bevorzugt erfolgt dies über eine später genau beschriebene Schaltkulisse im Nachsteller.
  • Die Verzahnung zwischen dem Nachsteller und dem Bremshebel erfolgt z. B. überein am Bremshebel angeordnetes Stirnradsegment, das bei einer Ausbildung des Bremshebels als Gussteil mit angegossen sein kann und das mit einem an einer zentralen Antriebsspindel des Nachstellers verdehsicher gehaltenen Kronrad kämmt. Ein ebenfalls am Nachsteller gehaltenes, gegenüber der Antriebsspindel verdrehbares antreibendes Treibrad steht mit einem angetriebenen Treibrad des Bremsstempels in Eingriff.
  • Anstelle der Paarung Stirnradsegment/Kronrad kann auch ein Kegelradantrieb vorgesehen sein, dessen Positionierung am Bremshebel insofern unproblematisch ist, als mit dem Bremshebel lediglich der eine zentrale Bremsstempel betätigbar ist und somit seitlich ausreichend Platz bleibt.
  • Der Bremsstempel besteht aus einer Kernspindel, auf der verdrehfest das angetriebene Treibrad gelagert ist und an der sich der Bremshebel zur axialen Verstellung abstützt.
  • Auf der Kernspindel ist eine fest mit einem Druckstück verbundene Hülse gelagert, wobei die Kernspindel und die Hülse miteinander korrespondierende Gewinde aufweisen, so dass bei Verdrehen der Kernspindel über das Treibrad die relativ dazu axial bewegbare Hülse zum Ausgleich eines veränderten Lüftspiels in Richtung der Bremsscheibe bewegt wird.
  • Zum Ausgleich der Schwenkbewegung des Bremshebels bei dessen Betätigung und damit der axialen Verstellung des Bremsstempels gegenüber dem fest positionierten Nachsteller, ist das Treibrad derart auf der Antriebsspindel gelagert, dass das antreibende Treibrad gegenüber der Antriebsspindel axial beweglich ist. Damit bleibt der Eingriff der beiden Treibräder, also des treibenden des Nachstellers und des angetriebenen des Bremsstempels unverändert zueinander positioniert, während das treibende Treibrad eine Relativbewegung zur Antriebsspindel vollführen kann, entsprechend der Schwenkbewegung des Bremshebels.
  • Zur axialen Bewegbarkeit einerseits und zur Verdrehsicherung des Treibrades auf der Antriebsspindel andererseits sind zwischen beiden Gleitelemente vorgesehen, bevorzugt in Form von Kugeln oder Gleitsteinen, die in Axialnuten der Antriebsspindel und/oder des Treibrades gelagert sind.
  • Darüber hinaus ermöglicht diese Anordnung der Gleitlagerung ein gewisses Spiel zwischen dem Treibrad des Bremshebels und dem Treibrad des Nachstellers, so dass die von einer geradlinigen Bewegung abweichende Schwenkbewegung des Bremshebels ausgeglichen wird.
  • Neben dem erwähnten exakten und gleichbleibenden Funktionsverhalten der Scheibenbremse bei der Nachstellung über die gesamte Betriebsdauer der Scheibenbremse, ist als weiterer Vorteil die kostengünstige Herstellung insbesondere des Angriffsbereichs des Bremshebels am Nachsteller zu nennen, da die relevanten Bauteile durch Umformen herstellbar sind.
  • Darüber hinaus zeichnet sich die neue Scheibenbremse durch eine hohe Verschleißfestigkeit und in der Folge durch eine hohe Dauerfunktionssicherheit aus.
  • Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Scheibenbremse in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht
  • 2 eine Einzelheit der Scheibenbremse, gleichfalls perspektivisch dargestellt
  • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einzelheit der Scheibenbremse in einer Draufsicht
  • 4 einen Ausschnitt der Scheibenbremse in einer teilweise geschnittenen Draufsicht
  • 5 eine Einzelheit der Scheibenbremse in einer perspektivischen Ansicht.
  • In der 1 ist eine pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug dargestellt, mit einem eine Bremsscheibe 2 übergreifenden Bremssattel 1, einem Bremshebel 7 einer Zuspanneinrichtung, mit der Bremsbeläge 3 gegen die Bremsscheibe 2 pressbar sind, wobei ein zentral angeordneter Bremsstempel 6 mittels des Bremshebels 7 unter axialer Verstellung gegen den zugeordneten Bremsbelag 3 druckbar ist.
  • Im Bremssattel 1 ist ein durch den Bremshebel 7 betätigbarer Nachsteller 11 erfindungsgemäß neben dem Bremsstempel 6 angeordnet, mit dem über eine axiale Verstellung des Bremsstempels 6 eine verschleißbedingte Änderung des Lüftspiels zwischen dem Bremsbelag 3 und der Bremsscheibe 2 im Wesentlichen ausgleichbar ist.
  • Der Nachsteller weist eine parallel zum Bremsstempel 6 verlaufende Antriebsspindel 15 auf, an der ein antreibendes Treibrad 13 verdrehbar gehalten ist, das mit einem angetriebenen Treibrad 9 in Eingriff steht, das am Bremsstempel 6 befestigt ist.
  • Zur Verdrehung des Nachstellers 11 ist bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein mit der Antriebsspindel 15 fest verbundenes Kronrad 12 vorgesehen, das mit einem Stirnradsegment 14 des Bremshebels 7 kämmt.
  • Dieses Stirnradsegment 14 erstreckt sich in Schwenkrichtung des Bremshebels 7 und bewirkt bei jeder Betätigung des Bremshebels 7 eine Drehung des Kronrades 12 und damit des antreibenden Treibrades 13.
  • Bei dem in den 3 und 4 dargestellten Beispiel erfolgt die Verdrehung des Nachstellers 11 mittels eines Kegelradgetriebes, wobei ein Kegelrad 16 am Bremshebel 7 und das damit korrespondierende andere Kegelrad 16 an der Antriebsspindel 15 befestigt sind.
  • Mit dem antreibenden Treibrad 13 steht eine Antriebsscheibe 20 in Eingriff, die umfänglich Zähne aufweist, die in Kulissenausschnitte 19 des Treibrades 13 eingreifen (4 und 5).
  • Während einer sogenannten Lüftspielphase, bei der die Bremsbeläge 3 noch nicht in Kontakt zur Bremsscheibe 2 stehen, erfolgt zunächst keine Einleitung der Drehbewegung in die Kernspindel 8, da der Nachsteller 11 zunächst einen Totweg zurücklegen muss. Dieser definiert sich aus einem freien Drehwinkel zwischen der Antriebsscheibe 20 und dem Treibrad 13.
  • Nach Überwindung des Totwegs erfolgt eine Kraftanleitung in das Treibrad 13. Falls das Lüftspiel zu groß ist, wird nun die Kernspindel 8 solange verdreht, bis es durch die damit bewirkte axiale Verstellung der Hülse 10 zum Kontakt der Bremsbeläge 3 mit der Bremsscheibe 2 kommt. Durch den sehr raschen Kraftaufbau innerhalb der gesamten Spannmechanik ist es nun nicht mehr möglich, den Bremsstempel 6 zu verdrehen. Dabei ist entscheidend, dass die Hülse 10 bzw. das angeschlossene Druckstück 5 verdrehfest gehalten sind.
  • Um eine axiale Verschiebung des antreibenden Treibrades 13 gemeinsam mit dem angetriebenen Treibrad 9 bei einer durch die Schwenkbewegung des Bremshebels 7 bewirkten axialen Verstellung des Bremsstempels 6 zu ermöglichen, bei der die beiden Treibräder 9, 13 in axialer Richtung unverrückbar zueinander stehen, sind zwischen der Antriebsspindel 15 und dem antreibenden Treibrad 13 Gleitelemente 17 in Axialnuten 18 der Antriebsspindel 15 einerseits und dem Treibrad 13 andererseits angeordnet.
  • Dabei sind im Beispiel die Gleitelemente 17 als Kugeln ausgebildet, so dass eine axiale Relativbewegung des Treibrades 13 gegenüber der insoweit fest stehenden und an einem Verschlussdeckel 21 gehaltenen Antriebsspindel 15 möglich ist, bei gleichzeitiger Verdrehung des Treibrades 13 mit der Antriebsspindel 15. Die Verschlussplatte 21 dient im Übrigen dem Verschluss einer Montageöffnung des Bremssattels 1.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bremssattel
    2
    Bremsscheibe
    3
    Bremsbelag
    4
    Belagträgerplatte
    5
    Druckstück
    6
    Bremsstempel
    7
    Bremshebel
    8
    Kernspindel
    9
    Treibrad
    10
    Hülse
    11
    Nachsteller
    12
    Kronrad
    13
    Treibrad
    14
    Stirnradsegment
    15
    Antriebsspindel
    16
    Kegelrad
    17
    Gleitelement
    18
    Axialnut
    19
    Kulissenausschnitt
    20
    Antriebsscheibe
    21
    Verschlussplatte

Claims (9)

  1. Pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse, mit a) einem eine Bremsscheibe (2) übergreifenden Bremssattel (1), b) einer im Bremssattel (1) angeordneten, einen Bremshebel (7) aufweisenden Zuspanneinrichtung, c) einem zentral im Bremssattel (1) angeordneten Bremsstempel (6), der mittels des Bremshebels (7) axial bewegbar gegen einen Bremsbelag (3) pressbar ist, d) einem im Bremssattel (1) positionierten, durch den Bremshebel (7) betätigbaren Nachsteller (11), mit dem durch eine axiale Verstellung des Bremsstempels (6) eine verschleißbedingte Änderung eines Lüftspiels zwischen dem Bremsbelag (3) und der Bremsscheibe (2) im Wesentlichen ausgleichbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: e) der Nachsteller (11) ist seitlich neben dem Bremsstempel (6) positioniert, f) der Nachsteller (11) weist ein antreibendes Treibrad (13) auf, das in ein angetriebenes Treibrad (9) des Bremsstempels (6) eingreift, g) eine am Bremshebel (7) angeordnete Verzahnung (14) kämmt mit einem gegenüber dem antreibenden Treibrad (13) verdrehbar gehaltenen Zahnrad (12, 16) des Nachstellers (11).
  2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (14) als Stirnradsegment und das Zahnrad (12) als Kronrad ausgebildet ist.
  3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung und das Zahnrad sind als Kegelräder (16) ausgebildet.
  4. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsstempel (6) einen das angetriebene Treibrad (9) tragende Kernspindel (8) aufweist, die mit einem Außengewinde versehen und in eine mit einem gegenüber dem zugeordneten Bremsbelag (3) verdrehsicher gehaltenen Druckstück (5) fest verbundene Hülse (10) eingeschraubt ist, wobei der Bremshebel (7) an der Kernspindel (8) anliegt.
  5. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachsteller eine Antriebsspindel (15) aufweist, mit einer Antriebsscheibe (20), die am Außenumfang mit Zähnen versehen ist, die in zugeordnete Kulissenausschnitte (19) des antreibenden Treibrads (13) in einem begrenzten Winkel verdrehbar eingreifen.
  6. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachsteller (15) an einer eine Montageöffnung des Bremssattels (1) verschließenden Verschlussplatte (21) befestigt ist.
  7. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibende Treibrad (13) gegenüber der Antriebsspindel (15) axial verschiebbar ist.
  8. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gleitelemente (17) vorgesehen sind, die in Axialnuten der Antriebsspindel (15) und/oder des antreibenden Treibrades (13) einliegen.
  9. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitelemente (17) als Kugeln ausgebildet sind.
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WO2016037934A1 (de) * 2014-09-10 2016-03-17 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Nachstellvorrichtung für eine drehhebelbetätigte scheibenbremse, und scheibenbremse mit einer solchen nachstellvorrichtung

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