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Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung für eine Scheibenbremse, eine Scheibenbremse, einen Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Zentrieren einer Scheibenbremse.
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Aus
DE 101 48 961 A1 ist ein Riementrieb mit einer Riemenscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten bekannt, der über ein Planetengetriebe mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Das Planetengetriebe weist ein Hohlrad auf, das mit Hilfe eines Bandfreilaufs gebremst werden kann, um ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Kurbelwelle und der Riemenscheibe zu variieren.
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Bekannte Scheibenbremsen, die für riemengetriebene Startergeneratoren verwendet werden, können schwimmende Bremssättel mit einer Bremsbacke und einer Gegenbremsbacke benachbart zu einer Bremsscheibe aufweisen, die mit Hilfe einer Zentriervorrichtung relativ zur Bremsscheibe und einem lagefesten Trägerelement beweglich ausgebildet sind. Üblicherweise ist eine solche Zentriervorrichtung während ihres Einbaus und in ihrem in der Scheibenbremse eingebauten Zustand schwer zugänglich, da die Zentriervorrichtung innerhalb des Bremssattels angeordnet und teilweise von einer Aktorik der Scheibenbremse bedeckt sein kann.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, mit deren Hilfe eine konstruktiv einfache Zentriervorrichtung mit geringem Montageaufwand auf einfache und kostengünstige Weise in einer Scheibenbremse montierbar ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Zentriervorrichtung für eine Scheibenbremse gemäß Patentanspruch 1, eine Scheibenbremse gemäß Patentanspruch 8, einen Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 9 und ein Verfahren zum Zentrieren einer Scheibenbremse gemäß Patentanspruch 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine Zentriervorrichtung für eine Scheibenbremse vorgesehen, wobei die Scheibenbremse eine mit einem Bremssattel der Scheibenbremse verbundene Gegenbremsbacke, eine bewegbare Bremsbacke zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke, und ein lagefestes Trägerelement, insbesondere ein Aktorikgehäuse, zum beweglichen Aufnehmen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke aufweist, wobei die Zentriervorrichtung ein Zentrierelement aufweist, das durch eine Außenseite des Bremssattels hindurch mit dem Aktorikgehäuse mittels einer Einstellschraube der Zentriervorrichtung zum Einstellen einer Anordnung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe verschraubbar ist, wobei die Bremsbacke und die Gegenbremsbacke mittels vorgespannter Zentrierfedern der Zentriervorrichtung an dem Zentrierelement zum Zentrieren der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe anfederbar sind.
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Die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung beruht folglich auf dem Konzept, dass die Zentriervorrichtung ein Zentrierelement, eine Einstellschraube und Zentrierfedern aufweist. Die Zentrierfedern sind an dem Zentrierelement und an der Bremsbacke beziehungsweise der Gegenbremsbacke anfederbar, so dass die Bremsbacke und die Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe beweglich und zentrierbar sein können. Die Bremsbacke und die Gegenbremsbacke können mittels der Zentrierfedern relativ zum lagefesten Trägerelement beweglich ausgebildet sein. Dabei können sich die Bremsbacke und die Gegenbremsbacke zumindest in einer mit dem Aktorikgehäuse verschraubten Anordnung des Zentrierelements am Zentrierelement beweglich abstützen. Der Begriff „bewegliches Aufnehmen eines Elements“ kann ein bewegliches Abstützen des Elements und/oder ein räumliches Aufnehmen des Elements bezeichnen.
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Die Zentriervorrichtung kann ferner auf einem Schraubmechanismus zwischen dem Zentrierelement und der Einstellschraube beruhen, mit dem auch die Zentriervorrichtung an dem Aktorikgehäuse einer Aktorik für die Bremsbacke verschraubbar sein kann. Dadurch kann die Zentriervorrichtung insbesondere besonders einfach mit wenigen Bauteilen ausgebildet sein und Fertigungs- und Wartungskosten der Zentriervorrichtung können gering sein. Die Scheibenbremse kann insgesamt konstruktiv einfach und kompakt ausgebildet.
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Da die Einstellschraube der Zentriervorrichtung von einer Außenseite des Bremssattels aus zugänglich sein kann, um das Zentrierelement mit dem Aktorikgehäuse zu verschrauben, kann ein Montageaufwand für die Zentriervorrichtung besonders gering und die Montage beziehungsweise Demontage, insbesondere im Vergleich zu einem Verschrauben der Zentriervorrichtung am Aktorikgehäuse, einfach und kostengünstig sein.
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Ferner kann mittels der Einstellschraube die Anordnung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe in deren zentrierten Position einstellbar sein, so dass verschleißbedingte Fehlabstände der Bremsbacke und/oder der Gegenbremsbacke während einer Lebenszeit der Scheibenbremse ausgleichbar sein können. Dabei kann eine Anordnung der Einstellschraube relativ zum Zentrierelement aufgrund einer veränderten Relativschraubstellung beider Bauteile miteinander veränderbar sein.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Zentriervorrichtung beschrieben. Diese gelten auch für die Scheibenbremse, den Antriebsstrang und das Verfahren zum Zentrieren der Scheibenbremse.
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Insbesondere kann das Zentrierelement bezüglich der Bremsscheibe in axialer Richtung durch den Bremssattel hindurch verschraubbar sein. Dabei können das Zentrierelement und die Zentrierfedern benachbart zu einer weiteren Außenseite des Bremssattels angeordnet sein, die der Außenseite des Bremssattels gegenüberliegen kann, durch das die Einstellschraube hindurch verschraubbar sein kann. Dadurch kann eine Montage beziehungsweise Demontage der Zentriervorrichtung besonders einfach durchgeführt werden, da in der axialen Richtung ausreichend Platz für die auszuführenden Montage- beziehungsweise Demontagearbeiten gegeben sein kann. Insbesondere kann die Einstellschraube im Vergleich zu einer bezüglich der Bremsscheibe radialen Verschraubung der Zentriervorrichtung auf einfache Weise verschraubbar sein, da die Einstellschraube besonders gut zugänglich sein kann.
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Insbesondere kann ein axialer Abstand der Bremsbacke und/oder der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe mittels der Einstellschraube einstellbar sein.
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Insbesondere kann die Außenseite des Bremssattels eine in einem zusammengebauten Zustand der Scheibenbremse nach vorne oder zur Seite weisende, freiliegende Frontseite Bremssattels darstellen, so dass die Zentriervorrichtung gut zugänglich sein kann. Insbesondere kann die Außenseite eine Außenseite eines plattenförmigen Abdeckelements, beispielsweise einer Abdeckplatte, des Bremssattels sein, das einen Sattelkörper des Bremssattels, mit dem die Gegenbremsbacke lagefest verbunden sein kann, und einen axial bewegbaren Stützkörper für die Bremsbacke nach außen hin abdecken kann.
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Das Zentrierelement kann einen im Wesentlichen L-förmigen Körper mit einem axialen Führungsabschnitt zum axialen Führen der Einstellschraube und einem quer, insbesondere senkrecht, zum axialen Führungsabschnitt verlaufenden Anfederabschnitt aufweisen, wobei die Einstellschraube teilweise in dem Führungsabschnitt verschraubbar sein kann, wobei die Zentrierfedern an dem Anfederabschnitt angefedert sein können. Hierbei kann sich die axiale Richtung, wie oben erklärt, durch eine Drehachse der Bremsscheibe definiert sein. Dazu kann der Führungsabschnitt eine axiale Durchbohrung aufweisen, durch die die Einstellschraube geführt sein kann. Insgesamt kann das Zentrierelement konstruktiv besonders einfach ausgebildet und dadurch kostengünstig fertigbar sein. Ferner kann das Zentrierelement besonders einfach in der Scheibenbremse einbaubar sein, da entsprechende Außenseiten des L-förmigen Körpers des Zentrierelements an entsprechenden Anlageflächen, insbesondere des Bremssattels und des Aktorikgehäuses, der Scheibenbremse angelegt beziehungsweise eingepasst werden können. Dadurch kann der Bremssattel besonders kompakt ausgebildet sein. Ferner können die Zentrierfedern vor, während oder nach einem Verschrauben der Einstellschraube in dem Führungsabschnitt an dem Anfederabschnitt angelegt beziehungsweise angefedert werden, da der Führungsabschnitt und der Anfederabschnitt aufgrund der Bauform des Zentrierelements räumlich separiert sein können.
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Insbesondere kann das Zentrierelement, beispielsweise mittels eines Endabschnitts seines Führungsabschnitts, an einem zur Bremsbacke weisenden, radialen Vorsprung des Aktorikgehäuses anliegen und mittels der Einstellschraube durch den Vorsprung hindurch verschraubbar sein. Dazu kann der Vorsprung eine axiale Durchbohrung aufweisen, durch die die Einstellschraube von der Außenseite des Aktorikgehäuses zum Zentrierelement geführt sein kann. Dadurch kann eine passgenaue Aufnahme des Zentrierelements in oder an dem Aktorikgehäuse bewerkstelligt sein, so dass die Scheibenbremse besonders kompakt ausgebildet sein kann.
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Der Führungsabschnitt kann ein Innengewinde aufweisen, das an einem zur Außenseite des Bremssattels weisenden ersten Teilbereich des Führungsabschnitts angeordnet sein kann, wobei ein zweiter Teilbereich des Führungsabschnitts frei von einem Innengewinde ausgebildet sein kann. Dabei kann das Innengewinde Teil der axialen Durchbohrung des Führungsabschnitts sein. Dadurch kann das Zentrierelement besonders einfach und kostengünstig fertigbar sein.
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Die Einstellschraube kann ein Außengewinde aufweisen, das in einem Teilbereich der Einstellschraube benachbart zu einem Schraubenkopf der Einstellschraube angeordnet sein kann. Somit kann die Einstellschraube in einem ersten Teilbereich ein Außengewinde aufweisen und ein zweiter Teilbereich der Einstellschraube kann einen zylindrischen Abschnitt aufweisen, der als axiale Führung für das beispielsweise in dem Bremssattel axial beweglich aufgenommene und nicht mit dem Aktorikgehäuse verschraubte Zentrierelement dienen kann. Bei einer Montage der Zentriervorrichtung kann das Zentrierelement zuerst an oder in dem Bremssattel angeordnet werden, und die Einstellschraube kann in das Aktorikgehäuse nur so weit eingedreht werden, dass der zylindrische zweite Teilbereich, der frei von einem Außengewinde sein kann, von der gegenüberliegenden Seite des Aktorikgehäuses vorspringen kann. Der zylindrische zweite Teilbereich der Einstellschraube kann dabei das bereits an oder im Bremssattel angeordnete Zentrierelement axial zentrieren, das über den zylindrischen Bereich der Einstellschraube axial bewegbar sein kann. Danach kann die Aktorik am Bremssattel montiert werden. Für ein Zentrieren der Scheibenbremse, das zeitlich beabstandet von der oben beschriebenen Montage ausgeführt werden kann, kann die Scheibenbremse in ihre Schließstellung bewegt oder zugefahren werden, so dass die Bremsbacke und die Gegenbremsbacke axial benachbart an der Bremsscheibe anliegen können und sich die Gegenbremsbacke und die Bremsbacke relativ zur Bremsscheibe zentrieren kann. Danach kann die Einstellschraube in das Aktorikgehäuse weiter axial eingedreht werden, und das auf der anderen Seite aus dem Aktorikgehäuse austretende Außengewinde der Einstellschraube kann in das Innengewinde des Zentrierelements eingreifen. Sofern sich die Gewindegänge des Außengewindes der Einstellschraube und des Innengewindes des Führungsabschnitts nicht etwa gleich treffen, kann das Zentrierelement maximal eine Gewindeumdrehung des Innengewindes des Zentrierelements beziehungsweise des Außengewindes der Einstellschraube axial gegen eine Vorspannkraft der vorgespannten Zentrierfedern axial weggedrückt werden, bevor die Einstellschraube in das Gewinde des Führungsabschnitts eingreifen kann. Die Einstellschraube wird dann bis zu einem Anschlag an dem Aktorikgehäuse in den Führungsabschnitt hineingedreht und festgezogen. Auf diese Weise wird die Einstellschraube in ihrer eingestellten Anordnung und damit die Bremsbacke und die Gegenbremsbacke in deren eingestellten, zentrierten Anordnung relativ zur Bremsscheibe gehalten. Eine Einstelltoleranz und eine Einstellgenauigkeit der Anordnung können unter einer Gewindeumdrehung der Einstellschraube liegen und maximal eine Ganghöhe oder Steigung des Außengewindes der Einstellschraube beziehungsweise des Innengewindes des Führungsabschnitts betragen. Diese Anordnung der Einstellschraube kann einer Abstandseinstellung oder Zentrierung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe entsprechen. Ferner kann ein verschleißbedingter Fehlabstand der Bremsbacke und/oder der Gegenbremsbacke durch die Einstellung der Anordnung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe kompensierbar sein.
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Eine axiale Erstreckung eines Schraubenkörpers der Einstellschraube kann etwa einer Summe der axialen Erstreckungen des Vorsprungs des Aktorikgehäuses und des Führungsabschnitts des Zentrierelements entsprechen oder geringfügig kleiner sein, so dass die Einstellschraube in den Bremssattel hinein geführt und auch bei nicht vollständig eingedrehter Anordnung sicher aufgenommen sein kann. Insbesondere kann dabei eine axiale Durchbohrung der plattenförmigen Abdeckelements ohne Gewinde ausgebildet sein. Eine axiale Erstreckung des Außengewindes der Einstellschraube kann etwa eine Summe der axialen Erstreckungen eines Innengewindes der Durchbohrung des Aktorikgehäuses und eines Innengewindes des Führungsabschnitts entsprechen, so dass ein ausreichender zylindrischer Teilbereich der Einstellschraube zur axialen Führung in dem Führungsabschnitt verbleiben kann.
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Das Aktorikgehäuse, insbesondere der Vorsprung, die Einstellschraube und der Führungsabschnitt können ein Feingewinde aufweisen, dessen Gewindesteigung insbesondere höchstens etwa 1 mm betragen kann. Dadurch können eine besonders geringe Einstelltoleranz und eine besonders hohe Genauigkeit bei einer Montage der Zentriervorrichtung in dem Bremssattel gewährleistet sein.
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Der Anfederabschnitt kann Aussparungen aufweisen, in denen jeweils ein Endbereich einer unterschiedlichen Zentrierfeder aufnehmbar und anfederbar ist. Die Aussparungen können beispielsweise kreisrund ausgebildet sein. Die Zentrierfedern können insbesondere als kreisrunde, schraubenförmige Druckfedern ausgestaltet sein, die ein Rückstellen der Bremsbacke beziehungsweise der Gegenbremsbacke, an dem die jeweilige Zentrierfeder anfederbar sein kann, ermöglichen können. Die Aussparungen können sich axial bezüglich der Bremsscheibe erstrecken, so dass die Zentrierfedern besonders einfach in der axialen Richtung in dem Bremssattel einbaubar sein können. Diese Maßnahme kann eine besonders einfache Anordnung und Aufnahme der Zentrierfedern in dem Bremssattel ermöglichen.
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Die Aussparungen können axial und in Richtung zu einem Inneren des Anfederabschnitts verjüngt ausgebildet sein, wobei zwei Zentrierfedern der Zentrierfedern in der axialen Richtung in Flucht angeordneten Aussparungen anfederbar sein können. Dies kann eine beidseitige Anfederung des Zentrierelements in der axialen Richtung ermöglichen, so dass bei annähernd gleichen Federkonstanten der in Flucht angeordneten Zentrierfedern eine gleich große Rückstellkraft der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke bezüglich der Bremsscheibe ermöglicht werden kann.
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Die axial in Flucht angeordneten Aussparungen können mittels eines sich radial erstreckenden kragenförmigen Vorsprungs oder Kragens miteinander verbunden sein. Insbesondere können die in der Flucht angeordneten Aussparungen eine Durchbohrung mit einem axial sich veränderndem Durchmesser in dem Zentrierelement darstellen, wobei sich die in Flucht angeordneten Zentrierfedern an dem kragenförmigen Vorsprung beidseitig abstützen können. Dies kann eine besonders einfache, kostengünstige und Material sparende Fertigung des Zentrierelements ermöglichen. Gleichzeitig kann das Zentrierelement besonders leicht ausgebildet, so dass das Zentrierelement einfach und ohne zusätzliche Hilfsmittel in dem Bremssattel montierbar sein kann.
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Ein Schraubenkopf der Einstellschraube kann an einer radialen Stützfläche des Aktorikgehäuses benachbart zu einer axialen Durchbohrung des Aktorikgehäuses axial abstützbar sein, so dass die Einstellschraube sicher an dem Aktorikgehäuse gehalten sein kann.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Scheibenbremse, mit einer bewegbaren Bremsbacke, einer mit einem Bremssattel, insbesondere einem Schwimmsattel, der Scheibenbremse verbundenen Gegenbremsbacke und einer Zentriervorrichtung, die oben beschrieben ist, zum Zentrieren der bewegbaren Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zu einer zwischen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke angeordneten Bremsscheibe. Die Bremsscheibe kann Teil der Scheibenbremse sein. Der Bremssattel kann insbesondere einen bügelförmigen Sattelkörper aufweisen, der einstückig mit der Gegenbremsbacke auf einer Seite des Bremssattels ausgebildet ist. Ein Stützkörper des Bremssattels kann auf einer der Gegenbremsbacke gegenüberliegenden Seite des Bremssattels ausgebildet sein. Der Stützkörper kann die bewegbare Bremsbacke tragen und diese beim Bremsen abstützen. Dadurch kann der Bremssattel die Bremsscheibe axial und radial umgeben. Die Scheibenbremse kann insbesondere zur Anwendung in einem riemengetriebenen Startergenerator (RSG) für Start-Stopp-, Standklima- und Generatorbetrieb vorgesehen sein, und die Scheibenbremse kann als eine elektromechanisch betätigte Hohlradbremse für eine Riemenscheibe des Startergenerators ausgebildet sein.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle, insbesondere einer Kurbelwelle, einer mit der Antriebswelle über ein Planetengetriebe verbindbaren Riemenscheibe eines Riementriebs zum Antreiben von Nebenaggregaten und einer Scheibenbremse, die oben beschrieben ist, zum Bremsen eines Teils des Planetengetriebes, insbesondere eines Hohlrads des Planetengetriebes, zur Variation eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe. Der Antriebsstrang kann als Teil des riemengetriebenen Startergenerators ausgebildet sein.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zentrieren einer Scheibenbremse, wobei die Scheibenbremse eine mit einem Bremssattel der Scheibenbremse verbundene Gegenbremsbacke, eine bewegbare Bremsbacke zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke, und ein lagefestes Trägerelement, insbesondere ein Aktorikgehäuse, zum beweglichen Aufnehmen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke aufweist, mit Verschrauben eines Zentrierelements der Zentriervorrichtung mit dem Aktorikgehäuse mittels einer Einstellschraube der Zentriervorrichtung zum Einstellen einer Anordnung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe durch eine Außenseite des Bremssattels hindurch und Anfedern der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke mittels vorgespannter Zentrierfedern der Zentriervorrichtung an dem Zentrierelement zum Zentrieren der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe. Insbesondere können die Schritte des Verschraubens und des Anfederns nacheinander in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Scheibenbremse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Zentrierelements der Scheibenbremse in 1,
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3 eine perspektivische Ansicht einer Einstellschraube der Scheibenbremse in 1,
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4 eine weitere perspektivische Teilansicht der Scheibenbremse in 1 von vorne,
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5 eine weitere perspektivische Ansicht der Scheibenbremse in 1 von vorne,
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6 eine schematische Querschnittansicht der Scheibenbremse in 1 entlang einer Linie X-X in 5 vor einem Einstellen einer Anordnung einer Bremsbacke und einer Gegenbremsbacke der Scheibenbremse relativ zu einer Bremsscheibe,
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7 eine schematische Querschnittansicht der Scheibenbremse in 1 entlang der Linie X-X in 5 nach einem Einstellen der Anordnung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke der Scheibenbremse relativ zu der Bremsscheibe,
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8 eine vergrößerte Querschnittansicht von 6 und
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9 eine vergrößerte Querschnittansicht von 7. In 1, 4–9 ist eine Scheibenbremse 10 dargestellt, die als Hohlradbremse ausgebildet ist. Eine Bremsscheibe 12 der Scheibenbremse 10 ist um eine Drehachse A rotierbar ausgebildet. Die Drehachse A definiert eine axiale Richtung der Scheibenbremse 10. Die in 1 dargestellte Drehachse A der Bremsscheibe 12 deutet schematisch eine Orientierung und eine Position der Drehachse A an. Eine tatsächliche Position der Drehachse A unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Position der Drehachse A.
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Die Bremsscheibe 12 ist mit einem Hohlrad verbunden, das Teil eines zwischen einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und einer Riemenscheibe eines Riementriebs zum Antreiben von Nebenaggregaten zwischengeschalteten Planetengetriebes zur Variation eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe ist. Die Scheibenbremse 10 wird als Hohlradbremse für das Planetengetriebe zwischen der Kurbelwelle und der Riemenscheibe verwendet, mittels der auf das Hohlrad ein hinreichend großes Schleppmoment aufgebracht werden kann, um zwischen der Kurbelwelle und der Riemenscheibe eine Untersetzung von beispielsweise 3:1 bereitzustellen. Wenn mit Hilfe eines Starters ein Drehmoment über die Riemenscheibe eingeleitet wird, kann dieses Übersetzungsverhältnis das Starten einer drehmomentstarken Brennkraftmaschine erleichtern.
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Die Scheibenbremse 10 weist eine als elektromechanisch betätigbarer Linearantrieb ausgebildete Aktorik 14 auf. Der Linearantrieb, der im Folgenden mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet wird, weist eine Mutter-Spindel-Einheit auf, die in einem Aktorikgehäuse 16 des Linearantriebs 14 aufgenommen ist. Eine Spindelachse S einer Spindel der Mutter-Spindel-Einheit verläuft senkrecht zur Drehachse A. Eine Mutter der Mutter-Spindel-Einheit ist entlang einer linearen Richtung, die der Spindelachse S entspricht, beweglich und gleichzeitig bezüglich der Spindelachse S drehfest ausgebildet. Das Aktorikgehäuse 16 ist auf einen Bremssattel 17 der Scheibenbremse 10 aufgesetzt, der beweglich am Aktorikgehäuse 14 geführt ist. Der Bremssattel 17 ist dreiteilig ausgebildet und weist einen bügelförmigen Sattelkörper 18a, einen Stützkörper 18b und eine Abdeckplatte 18c auf. Eine entlang der axialen Richtung bewegbare Bremsbacke 20 ist an dem axial bewegbaren Stützkörper 18b geführt. Eine Gegenbremsbacke 22 ist fest mit dem Sattelkörper 18a verbundenen. Die Abdeckplatte 18c ist axial benachbart an einer der Bremsbacke 20 und der Gegenbremsbacke 22 abgewandten Seite des Sattelkörpers 18a und des Stützkörpers 18b angeordnet. Bremsbeläge, die auf der Bremsbacke 20 und der Gegenbremsbacke 22 angeordnet sind, greifen jeweils axial auf unterschiedlichen Seiten der Bremsscheibe 12 an.
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Eine Zentriervorrichtung 24 der Scheibenbremse 10 ist in einer radialen Richtung bezüglich der Bremsscheibe 12 gesehen zwischen der Bremsbacke 20 beziehungsweise der Gegenbremsbacke 22 und dem Aktorikgehäuse 14 innerhalb des Sattelkörpers 18a und des Stützkörpers 18b angeordnet. Die Zentriervorrichtung 24 weist ein Zentrierelement 26, eine Einstellschraube 28 und sechs Zentrierfedern auf, von denen in 1 die drei Zentrierfedern 30a–30c an einer dem Aktorikgehäuse 16 zugewandten Seite des Bremssattels 17 benachbart zur Gegenbremsbacke 22 dargestellt sind. Die weiteren drei Zentrierfedern sind axial benachbart zu den Zentrierfedern 30a–30c in der radialen Richtung gesehen zwischen der Bremsbacke 20 und dem Aktorikgehäuse 16 angeordnet. Die Zentrierfedern 30a–30c sind als schraubenförmige Druckfedern ausgebildet und vorgespannt an dem Zentrierelement 26 und der Gegenbremsbacke 22 beziehungsweise an dem Zentrierelement 26 und der bewegbaren Bremsbacke 20 angefedert.
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Wie in 2 dargestellt, weist das Zentrierelement 26 einen L-förmigen Körper 32 auf, der einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Führungsabschnitt 34 mit zweifach stufenförmigen Außendurchmesser und einen senkrecht zu dem Führungsabschnitt 34 angeordneten Anfederabschnitt 36 aufweist.
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Der Führungsabschnitt 34 weist einen ersten Teilbereich 38 benachbart zu dem Anfederabschnitt 36 und einen zweiten Teilbereich 40 auf, der in Flucht mit dem ersten Teilbereich 38 angeordnet ist. Eine kreisrunde Durchbohrung 42 erstreckt sich durch den ersten und zweiten Teilbereich 38, 40 des Führungsabschnitts 34. Die axiale Bohrung 42 ist ausgehend von einer Öffnung des Führungsabschnitts 34, die an einem vom zweiten Teilbereich 40 abgewandten Endabschnitt des ersten Teilbereichs 38 angeordnet ist, teilweise entlang des ersten Teilbereich 38 mit einem Innengewinde 44 versehen, das als Feingewinde ausgebildet ist. Der zweite Teilbereich 40 ist frei von einem Innengewinde und mit einer glatten, zylindrischen Innenfläche ausgebildet.
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Der Anfederabschnitt 36 weist sechs Aussparungen 46a–46f mit kreisrunden Öffnungen auf, die parallel zum Führungsabschnitt 34 von jeweiligen Außenseiten 48a, 48b des Anfederabschnitts 36 in ein Inneres des Anfederabschnitts 36 hinein eingebracht sind. Die Außenseiten 48a, b des Anfederabschnitts 36 sind im Wesentlichen zueinander parallel ausgebildet. Die Aussparungen 46a–46f verjüngen sich zu dem Inneren des Anfederabschnitts 36 hin. Je zwei Aussparungen 46a, 46d, 46b, 46e beziehungsweise 46c, 46f sind zueinander benachbart in Flucht angeordnet und mittels eines in ein Inneres der Aussparungen 46a–46f vorspringenden Kragens 50a–50c miteinander verbunden. Mittige Durchbrechungen 52a, 52b des Anfederanschnitts 36 verbinden paarweise die in der Flucht angeordneten Aussparungen 46a–46f mit den jeweils benachbart in der Flucht angeordneten Aussparungen 46a–46f. Außenflächen 54a–54d der Durchbrechungen 52a, 52b erstrecken sich in einer Ebene, die eine Längserstreckung des Führungsabschnitts 34 und eine dazu senkrecht verlaufende Längserstreckung des Anfederabschnitts 36 aufweist. Ein Vorsprung 56 des Anfederabschnitts 36, der an einem von dem Führungsabschnitt 34 abgewandten Endabschnitt des Anfederabschnitts 36 angeordnet ist, ist mit einer kreisrunden Durchbohrung 58 versehen, deren Erstreckung parallel zu einer Längserstreckung des Führungsabschnitts 34 verläuft.
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Die in 3 gezeigte Einstellschraube 28 weist einen Schraubenkopf 60 und einen Schraubenkörper 62 auf. Ein erster Teilbereich 64 des Schraubenkörpers 62, der benachbart zu dem Schraubenkopf 60 angeordnet ist, ist mit einem Außengewinde 66 versehen, das als Feingewinde ausgebildet ist. Ein zweiter Teilbereich 68 des Schraubenkörpers 62, der benachbart zu dem ersten Teilbereich 64 angeordnet ist, ist frei von einem Außengewinde und als zylindrischer Teilbereich 68 ausgebildet. Ein Außendurchmesser des Schraubenkörpers 62 entspricht etwa einem Innendurchmesser der Durchbohrung 42 des Führungsabschnitts 34.
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In einem zusammengebauten Zustand der Scheibenbremse 10 verläuft die Längserstreckung des Führungsabschnitts 34 und die Längserstreckung der Einstellschraube 28 in der axialen Richtung, also parallel zueinander, und der Anfederabschnitt 36 erstreckt sich senkrecht zu der axialen und radialen Richtung. Der Schraubenkopf 60 ist auf einer den drei Zentrierfedern 30a–30c abgewandten Seite der Zentriervorrichtung 24 angeordnet. In diesem Zustand kann die Einstellschraube 28 mit dem Führungsabschnitt 34 verschraubt oder axial in dem Führungsabschnitt 34 führbar sein.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Zentrieren der Scheibenbremse 10 beschrieben, das Teil eines Verfahrens zum Zusammenbauen der Scheibenbremse 10 ist. In einem ersten Schritt des Verfahrens wird, wie in 4 dargestellt ist, der Linearantrieb 14 mit dem Aktorikgehäuse 16 bereitgestellt, das einen radialen Vorsprung 70 an einer der Mutrter-Spindel-Einheit abgewandten Seite des Aktorikgehäuses 16 aufweist, in dem eine kreisrunde Durchbohrung 72 mit einem als Feingewinde ausgebildeten Innengewinde 74 eingebracht ist. Ein Innendurchmesser der Durchbohrungen 42, 72 sind etwa gleich.
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In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein Elektromotor 76 des Linearantriebs 14 mit dem Aktorikgehäuse 16 verbunden, so dass eine Mutter-Spindel-Einheit des Linearantriebs 14 elektromotorisch ansteuerbar ist. Das Aktorikgehäuse 16 wird dann auf den Bremssattel 17 aufgesetzt, in dem das Zentrierelement 26 mit den sechs Zentrierfedern 30a–30c bereits aufgenommen ist. Dazu wird der zweite Teilbereich 40 des Zentrierelements 24 in einer entsprechenden Ausnehmung 78 des Sattelkörpers 18a eingelegt. Ein Führungsstift des Bremssattels 17 wird axial durch das Durchgangsloch 58 des Anfederabschnitts 36 geführt. Endbereiche der Zentrierfedern 30a–30c werden jeweils in einer unterschiedlichen Aussparung 46a–46f aufgenommen und in entsprechende unterschiedliche Aussparungen des Sattelkörpers 18a und des Stützkörpers 18b aufgenommen. Dabei werden die Zentrierfedern 30a–30c gestaucht und befinden sich in einem vorgespannten Zustand.
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Danach wird die Abdeckplatte 18c mittels sich in der axialen Richtung erstreckenden Führungsstiften und Führungsbolzen 80a, 80b mit dem Sattelkörper 18a verschraubt. Dadurch verschließt die Abdeckplatte 18c in der axialen Richtung gesehen den Bremssattel 17 gegenüber außen.
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Danach wird der Bremssattel 17 wird um die Bremsscheibe 12 angeordnet. Dabei verläuft die Durchbohrung 72 des Aktorikgehäuses 16 in der axialen Richtung. Die Einstellschraube 28 wird durch eine axial verlaufende Durchbohrung 82 der Abdeckplatte 18c des Bremssattels 17 ausgehend von einer Außenseite 83 der Abdeckplatte 18c hindurch geführt und durch die axiale Durchbohrung 72 des Vorsprungs 70 des Aktorikgehäuses 16 hindurch derart eingeschraubt, dass der zweite, zylindrische Teilbereich 68 der Einstellschraube 28 in dem ersten Teilbereich 64 des Führungsabschnitts 34 des Zentrierelements 26 angeordnet ist. Dieser Zusammenbauzustand der Scheibenbremse 10 ist in 5 dargestellt.
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Im Anschluss daran wird eine Anordnung des Bremssattels 17 relativ zur Bremsscheibe 12 eingestellt. Mit Bezug auf 6 bis 9 wird ein Einstellvorgang zum Einstellen der Anordnung des Bremssattels 17 relativ zur Bremsscheibe 12 beschrieben. 6 und 8 zeigen die Scheibenbremse 10 vor dem Einstellen des Bremssattels 17 relativ zur Bremsscheibe 12 und 7 und 9 zeigen die Scheibenbremse 10 nach dem Einstellen der Anordnung des Bremssattels 17 relativ zur Bremsscheibe 12.
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Die Einstellschraube 28 ist vor dem Einstellen der Anordnung des Bremssattels 17 relativ zur Bremsscheibe 12 von der der Zentriervorrichtung 24 abgewandten Seite des Aktorikgehäuses 16 durch die axiale Durchbohrung 72 des Vorsprungs 70 des Aktorikgehäuses 16 und den ersten Teilbereich 38 des Führungsabschnitts 34 des Zentrierelements 26 hindurchgeführt. Dabei greift das Außengewinde 66 der Einstellschraube 28 lediglich in das Innengewinde 74 der Durchbohrung 72 des Vorsprungs 70 ein. Der zylindrische Teilbereich 68 des Schraubenkörpers 62 der Einstellschraube 28 ist in der axialen Richtung in dem ersten und zweiten Teilbereich 38, 40 des Führungsabschnitts 34 geführt.
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Die Scheibenbremse 10 wird derart betätigt, dass die Bremsbacke 20 und die Gegenbremsbacke an der Bremsscheibe 12 anliegen. Mit anderen Worten wird die Scheibenbremse 10 zugefahren. Danach wird die Einstellschraube 28 weiter in den Führungsabschnitt 24 des Zentrierelements 26 eingeschraubt. Bei einem Hineindrehen des Schraubenkörpers 62 der Einstellschraube 28 in die axiale Durchbohrung 42 des Führungsabschnitts 34 greift das Außengewinde 66 der Einstellschraube 28 in das Innengewinde 44 des Führungsabschnitts 34 ein. Dabei kann die Einstellschraube 28 maximal so lange in die axiale Durchbohrung 42 des Führungsabschnitts 34 eingedreht werden, bis der Schraubenkopf 60 an einer radial verlaufenden ringförmigen Stützfläche 84 des Vorsprungs 70 anliegt (7, 9). Eine Längserstreckung des Schraubenkörpers 62 der Einstellschraube 28 ist so bemessen, dass die Längserstreckung des Schraubenkörpers 62 etwa einer Summe der Längserstreckungen der Durchbohrung 72 und der Durchbohrung 42 entspricht. Daher schließt in der maximal eingedrehten Anordnung der Einstellschraube 28 ein Schraubenende 86 der Einstellschraube 28 bündig mit einer Außenseite 88 des Bremssattels 17 bündig ab, die von der Abdeckplatte 18c abgewandt ist.
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Trifft bei einem Eindrehen der Einstellschraube 28 das Außengewinde 66 der Einstellschraube 28 nicht gleich auf das Innengewinde 44 der axialen Durchbohrung 42 des Führungsabschnitts 34, so wird das Zentrierelement 26 in der axialen Richtung maximal eine Schraubenumdrehung von dem Aktorikgehäuse 16 weggedrückt, bevor das Außengewinde 66 und das Innengewinde 44 miteinander in Eingriff kommen, da das Zentrierelement 26 zwischen dem Vorsprung 70 des Aktorikgehäuses und dem Bremssattel 17 mittels der Zentrierfedern 30a–30c angefedert ist.
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Wie in 7 und 9 gezeigt ist, ist eine Längserstreckung des Gewindes 66 kürzer als eine Summe der Längserstreckung des Innengewindes 44 der Durchbohrungen 42 und der Längserstreckung des Innengewindes 74 der Durchbohrung 72.
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Eine Einstellgenauigkeit der Anordnung des Zentrierelements 26 entspricht einem Gewindegang des Außengewindes 66 der Einstellschraube 28 beziehungsweise einem Gewindegang des Innengewindes 44 des Führungsabschnitts 34 des Zentrierelements 26.
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Je nach einem Verschleißzustand der jetzt mit den Bezugszeichen 90, 92 versehenden Bremsbeläge der Bremsbacke 20 und der Gegenbremsbacke 22 wird die Einstellschraube 28 zwischen einer ersten Anordnung, bei der das Außengewinde 66 der Einstellschraube 28 gerade mit dem Innengewinde 44 der Durchbohrung 42 des Führungsabschnitts 34 in Eingriff kommt, und einer zweiten Anordnung, die oben mit Bezug auf 7 und 9 beschrieben ist und bei der das Schraubenende 86 bündig mit der Außenseite 88 des Bremssattels 17 abschließt, eingedreht.
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Es ist ebenfalls möglich, dass das Verfahren zum Zentrieren der Scheibenbremse 10 unabhängig von dem Verfahren zum Zusammenbauen der Scheibenbremse 10 ausgeführt wird. In diesem Fall ist die Zentriervorrichtung 24 bereits in dem Sattelkörper 18a aufgenommen, und die Einstellschraube 28 befindet sich in ihrer ersten Anordnung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Scheibenbremse
- 12
- Bremsscheibe
- 14
- Linearantrieb
- 16
- Aktorikgehäuse
- 17
- Bremssattel
- 18a
- Sattelkörper
- 18b
- Stützkörper
- 18c
- Abdeckplatte
- 20
- Bremsbacke
- 22
- Gegenbremsbacke
- 24
- Zentriervorrichtung
- 26
- Zentrierelement
- 28
- Einstellschraube
- 30a–30c
- Zentrierfedern
- 32
- Körper des Zentrierelements
- 34
- Führungsabschnitt
- 36
- Anfederabschnitt
- 38
- Erster Teilbereich des Führungsabschnitts
- 40
- Zweiter Teilbereich des Führungsabschnitts
- 42
- Axiale Durchbohrung des Führungsabschnitts
- 44
- Innengewinde
- 46a–46f
- Aussparung des Anfederabschnitts
- 48a, 48b
- Außenseiten des Anfederabschnitts
- 50a–50c
- Kragen
- 52a, 52b
- Mittige Durchbrechung
- 54a–54d
- Außenflächen
- 56
- Vorsprung des Anfederabschnitts
- 58
- Axiale Durchbohrung des Vorsprungs
- 60
- Schraubenkopf
- 62
- Schraubenkörper
- 64
- Erster Teilbereich des Schraubenkörpers
- 66
- Außengewinde des ersten Teilbereichs
- 68
- Zweiter Teilbereich des Schraubenkörpers
- 70
- Vorsprung des Aktorikgehäuses
- 72
- Axiale Durchbohrung des Vorsprungs
- 74
- Innengewinde der axialen Durchbohrung
- 76
- Elektromotor
- 78
- Ausnehmung des Sattelkörpers
- 80a, 80b
- Führungsbolzen
- 82
- Axiale Durchbohrung der Abdeckplatte
- 83
- Außenseite der Abdeckplatte
- 84
- Radiale Stützfläche des Vorsprungs
- 86
- Schraubenende
- 88
- Außenseite des Bremssattels
- A
- Drehachse der Bremsscheibe
- S
- Drehachse der Spindel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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