DE102012215278A1

DE102012215278A1 - Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102012215278A1
Application number: DE201210215278
Authority: DE
Inventors: Peter Greb; Lászlo Mán
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-03-28
Also published as: WO2013044892A1; DE112012004006A5

Abstract

Es ist eine Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse vorgesehen, mit einer bewegbaren Bremsbacke zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke und einer Gegenbremsbacke, einem an der Bremsbacke angreifenden Nachstellelement zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Bremsbacke zur Gegenbremsbacke, einem an dem Nachstellelement angreifenden Betätigungselement zum Bewegen der Bremsbacke zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung und einem mit dem Nachstellelement über eine Kupplung, insbesondere über einen Freilauf gekoppelten Sensierelement, wobei das Sensierelement bei einer Bewegung der Bremsbacke durch das Betätigungselement bewegbar ist, um das Nachstellelement relativ zur Bremsbacke zum Nachstellen der Bremsbacke zu bewegen, und wobei das Sensierelement zumindest teilweise innerhalb eines Umfangs des Nachstellelements angeordnet ist. Durch die einfach zu realisierende und kompakt aufgebaute automatische Verschleißnachstellung für die Scheibenbremse ist eine hohe Wartungsfreundlichkeit über die Lebensdauer eines Riementriebs ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse, mit deren Hilfe ein verschleißbedingter Fehlabstand nachgestellt werden kann.
Aus DE 101 48 961 A1 ist ein Riementrieb mit einer Riemenscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten bekannt, der über ein Planetengetriebe mit einer Kurbelwelle der 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.
Der Bandfreilauf kann über die Lebensdauer des Riementriebs verschleißen, so dass er ausgetauscht werden muss. Es besteht ein ständiges Bedürfnis Riementriebe möglicht wartungsarm zu gestalten.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, mit deren Hilfe eine hohe Wartungsfreundlichkeit über die Lebensdauer eines Riementriebs ermöglicht wird.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse vorgesehen, mit einer bewegbaren Bremsbacke zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke und einer Gegenbremsbacke, einem an der Bremsbacke angreifenden Nachstellelement zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Bremsbacke zur Gegenbremsbacke, einem an dem Nachstellelement angreifenden Betätigungselement zum Bewegen der Bremsbacke zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung und einem mit dem Nachstellelement über eine Kupplung, vorzugsweise über eine Einwegkupplung beziehungsweise über einen Freilauf, gekoppelten Sensierelement, wobei das Sensierelement bei einer Bewegung der Bremsbacke durch das Betätigungselement bewegbar ist, um das Nachstellelement relativ zur Bremsbacke zum Nachstellen der Bremsbacke zu bewegen, und wobei das Sensierelement zumindest teilweise innerhalb eines Umfangs des Nachstellelements angeordnet ist. Dadurch kann eine sehr kompakt aufgebaute automatische Verschleißnachstellung für die Scheibenbremse durch die Nachstelleinrichtung realisiert werden.
Das Betätigungselement kann beispielsweise eine axiale Verschiebung des Nachstellelements bewirken, um über das Nachstellelement eine Bewegung der Bremsbacke in Verstellrichtung herbeizuführen, durch welche die Scheibenbremse geschlossen und/oder geöffnet werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Nachstellelement relativ drehbar zur Bremsbacke zur Übertragung einer Nachstellbewegung auf die Bremsbacke über ein Rampensystem, vorzugsweise über eine Verschraubung, ausgebildet. Das Sensierelement befindet sich zumindest teilweise radial innerhalb eines Umfangs des Rampensystems beziehungsweise der Verschraubung und erstreckt sich vorzugsweise entlang einer Drehachse des Nachstellelements. Bei einer Betätigung der Scheibenbremse mit einer derartigen Nachstelleinrichtung kann das für die Betätigung der Scheibenbremse bewegte Betätigungselement bei hinreichend verschlissenen Reibbelägen eine Relativdrehung des Nachstellelements zur Bremsbacke bewirken.
Durch die relative Verdrehbarkeit des Nachstellelements zur Bremsbacke, kann sich auch das Nachstellelement über die Einwegkupplung beziehungsweise über den Freilauf in einer Drehrichtung relativ zum Sensierelement verdrehen. In der anderen Drehrichtung ist das Sensierelement jedoch über den Freilauf drehfest mit dem Nachstellelement gekoppelt. In diesem Zusammenhang ist der Freilauf vorzugsweise als Hülsenfreilauf ausgebildet, der beispielsweise einen am oder im Nachstellelement befestigten Außenring mit Klemmrampen, Andruckfedern und Nadelrollen umfasst und Drehmomente in einer Drehrichtung überträgt. Somit kann sich das Sensierelement in der freilaufenden Drehrichtung beim Schließen der Scheibenbremse relativ zum Außenring und zum Nachstellelement verdrehen. Durch die drehfeste Kopplung zwischen dem Sensierelement und dem Freilauf in der anderen Richtung wird jedoch eine Rückdrehung des Sensierelements relativ zum Außenring und zum Nachstellelement beim Öffnen der Scheibenbremse gesperrt, so dass das Nachstellelement relativ zur Bremsbacke durch das Sensierelement verdreht werden kann, um die Bremsbacke zu verstellen. Wie später näher beschrieben wird, kann das Sensierelement durch einen Totbereich oder einen Freiwinkel von einer Bewegung des Betätigungselements teilweise isoliert werden, so dass eine Nachstellung der Bremsbacke erst dann erfolgt, wenn der erforderliche Stellweg zum Schließen der Scheibenbremse, beispielsweise infolge von verschlissenen Bremsbelägen, hinreichend groß ist.
Anstatt der Gestalt des oben beschriebenen Hülsenfreilaufs kann der Freilauf in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ineinandergreifende Verzahnungen aufweisen, nämlich eine mit dem Nachstellelement bewegungsfest verbundene Stellverzahnung und eine Sensierverzahnung des Sensierelements. Somit kann ein Zahn der Sensierverzahnung in der freilaufenden Drehrichtung auf einem Zahn der Stellverzahnung abgleiten. Wenn der erforderliche Stellweg zum Schließen der Scheibenbremse, beispielsweise infolge von verschlissenen Bremsbelägen, hinreichend groß ist, kann der Zahn der Sensierverzahnung in einen nachfolgenden Zahnzwischenraum der Stellverzahnung geraten. In diesem Fall kann eine Rückdrehung des Sensierelements relativ zur Stellverzahnung beim Öffnen der Scheibenbremse gesperrt werden, so dass das Nachstellelement relativ zur Bremsbacke durch das Sensierelement verdreht werden kann.
Das zwischen der Bremsbacke und dem Nachstellelement ausgebildete Rampensystem kann aufeinander abgleitende Rampen aufweisen, deren Kontaktflächen im Wesentlichen in axialer Richtung des Nachstellelements, das heißt in Verstellrichtung der Bremsbacke, weisen. Die aufeinander abgleitenden Rampen sind insbesondere schraubenförmig ausgebildet, so dass das Nachstellelement mehrere Relativdrehungen zur Bremsbacke ausführen kann. Dadurch lässt sich über einen besonders großen Verstellweg der Bremsbacke beziehungsweise über einen besonders großen Nachstellweg eine besonders feine Auflösung für die Nachstellung erreichen. Hierzu ist das Rampensystem insbesondere als Verschraubung ausgestaltet, bei der ein Außengewinde des einen Bauteils in ein Innengewinde des anderen Bauteils eingreift.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Nachstellelement ein Außengewinde auf, welches zusammen mit einem Innengewinde einer an der Bremsbacke vorgesehenen Buchse die genannte Verschraubung bildet, wobei das Sensierelement als Stift oder Welle ausgeführt ist, der oder die koaxial mit der Verschraubung verläuft. Vorzugsweise umfasst das Nachstellelement eine sich in axialer Richtung der Drehachse des Nachstellelements erstreckende Hülse, die einen Teil des Rampensystems ausbildet, wobei die Hülse insbesondere ein in ein korrespondierendes Innengewinde einer Buchse der Bremsbacke einschraubbares Außengewinde zur Ausbildung des schraubenförmigen Rampensystems aufweist. Vorzugsweise steht die Buchse von einer der Bremsescheibe abgewandten Rückseite der Bremsbacke hervor und weist eine äußere, vorzugsweise zylindrische Dichtfläche auf, an welcher die Verschraubung durch eine Abdichtung über einen gesamten Verstellweg der Bremsbacke abgedichtet ist. Vorzugsweise ist der Freilauf innerhalb eines Umfangs der Hülse angeordnet, vorzugsweise als Hülsenfreilauf ausgeführt, wie oben beschrieben.
Durch diese einfach zu realisierende und kompakt aufgebaute automatische Verschleißnachstellung für die Scheibenbremse ist eine hohe Wartungsfreundlichkeit der Nachstelleinrichtung über die Lebensdauer eines Riementriebs ermöglicht, weil das Sensierelement sowie das Rampensystem beziehungsweise die Verschraubung zwischen dem Nachstellelement und der Bremsbacke in einem abgedichteten Raum untergebracht werden können. Dadurch kann die Betätigungsmechanik der Nachstelleinrichtung vor Schmutz (wie Verschleißpartikeln der Bremse), Nässe, Salz und anderen externen Einflüssen geschützt werden. Ferner kann die Abdichtung durch herkömmliche kreisrunde Dichtungselemente, wie Radialwellendichtringe, erfolgen. Zudem ist durch die automatische mechanische Verschleißnachstellung der Nachstelleinrichtung das Ausmaß von Veränderungen der Betriebsbedingungen über die Lebensdauer eines Riementriebs reduziert, der eine Scheibenbremse mit einer derartigen Nachstelleinrichtung als Hohlradbremse zum Bremsen eines Hohlrads eines zwischen einer Antriebswelle und dem Riementrieb zwischengeschalteten Planetengetriebe verwendet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Betätigungselement als relativ zur Bremsbacke um eine Achse schwenkbarer Bremshebel ausgestaltet, wobei der Bremshebel an einer Betätigungsrampe zur Umsetzung der Schwenkbewegung des Bremshebels in eine Axialbewegung der Bremsbacke gelagert ist, und wobei das Sensierelement im Drehzentrum des Hebels gelagert und um die Achse durch den Hebel drehbar ist. Mit Hilfe der Betätigungsrampe kann die Schwenkbewegung des Bremshebels in eine Axialbewegung der Bremsbacke gewandelt werden. Die Betätigungsrampe kann beispielsweise durch eine an einem Bremssattelgehäuse gelagerte Kugelrampe ausgebildet werden. Es ist auch möglich, dass das Nachstellelement über die Betätigungsrampe an dem Bremshebel abgestützt ist und die Betätigungsrampe beispielsweise durch das Nachstellelement ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der Bremshebel einen ersten Anschlag zum Bewegen des Sensierelements bei einer Bewegung der Bremsbacke zur Schließstellung und einen zweiten Anschlag zum Bewegen des Sensierelements bei einer Bewegung der Bremsbacke zur Offenstellung auf, wobei der erste und der zweite Anschlag zur Ausbildung eines Totbereichs, insbesondere eines Freiwinkels, über einen definierten Bewegungsweg der Bremsbacke zueinander beabstandet sind. In diesem Zusammenhang weist das Sensierelement ein Mitnehmprofil zum Anschlagen an dem ersten und/oder an dem zweiten Anschlag auf.
Dabei muss das Sensierelement nicht mit dem Betätigungselement oder mit dem Nachstellelement direkt bewegungsgekoppelt sein. Durch den zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag ausgebildeten Freiwinkel kann eine Relativbewegung des Sensierelements relativ zum Freilauf bzw. zum Nachstellelement bei einer Betätigung der Scheibenbremse in einem Teilbereich des Stellwegs der Bremsbacke vermieden werden. Durch den Freiwinkel ergibt sich ein minimaler Stellweg der Bremsbacke, in dem ein Nachstellen unterbleibt. Die Bremsbacke kann dadurch weit genug von der Bremsscheibe abheben, dass eine Reibung zwischen der Bremsscheibe und der Bremsbacke sicher vermieden wird, ohne dass der überstrichene Stellweg der Bremsbacke ein Nachstellen auslöst. Somit wird das Sensierelement erst nach einer bestimmten, einem Mindestfehlabstand entsprechenden Relativbewegung des Hebels dann zusammen mit dem Hebel um die Achse verdreht.
Solange die Reibbeläge der Scheibenbremse nicht weit genug verschlissen sind, um eine Nachstellung, auszulösen, kann sich das Betätigungselement im Freiwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag um das Mitnehmprofil des Sensierelements bewegen ohne das Sensierelement relativ zum Freilauf im Nachstellelements zu bewegen. Dadurch kann auch bei auftretenden Schwingungen ein unbeabsichtigtes Nachstellen vermieden werden. Außerdem kann ein Reibelement in Kontakt mit dem Sensierelement vorzugsweise innerhalb des Nachstellelements, angeordnet sein, um ein solches ungewolltes Verdrehen des Sensierelements zu verhindern. Kurz vor einem Nachstellen kann das Mitnehmprofil an dem zweiten Anschlag anschlagen. Bei einem weiteren Verschleiß der Reibbeläge wird die Relativbewegung so groß, dass ein Nachstellen erfolgt. Bei einem nachfolgenden Öffnen der Scheibenbremse schlägt das Mitnehmprofil dann an dem zweiten Anschlag an und verdreht das Nachstellelement relativ zur Bremsbacke, wodurch die Bremsbacke mit Hilfe des zwischen der Bremsbacke und dem Nachstellelement ausgebildeten Rampensystems auf die Bremsscheibe zu nachgestellt wird.
Wie oben erwähnt, kann die Freilaufkopplung zwischen den Sensier- und Nachstellelementen beispielsweise auch durch ineinandergreifende Verzahnungen realisiert werden. Hierzu können die Sensierverzahnung und die Stellverzahnung in axialer Richtung des Nachstellelements ineinandergreifen. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise die Stellverzahnung an einem Außenumfang, beispielsweise in der Art eines Zahnrads, vorgesehen ist und die Sensierverzahnung des Sensierelemnents als Klinke mit einem einzelnen Zahn in den Außenumfang der Stellverzahnung eingreift. Bevorzugt weisen die Stellverzahnung und/oder die Sensierverzahnung im Wesentlichen ein Sägezahnprofil auf. Dadurch können die Sensierverzahnung und die Nachstellverzahnung in Nachstellrichtung einfach aufeinander abgleiten und entgegen der Nachstellrichtung sperren. Die Stellverzahnung weist beispielsweise in axialer Richtung einer Drehachse des Nachstellelements, wobei die Sensierverzahnung des Sensierelements in axialer Richtung der Drehachse des Nachstellelements auf die Stellverzahnung zu gerichtet ist. Dadurch kann der Bauraumbedarf in radialer Richtung zum Nachstellelement reduziert werden. Die Sensierverzahnung und die Stellverzahnung können vorzugsweise mehrere in Umfangsrichtung verteilte Zähne aufweisen, so dass sich ein endlos umlaufender Zahneingriff ergeben kann. Durch eine ungleiche Anzahl an Zähnen und/oder in Umfangsrichtung mit unterschiedlichem Abstand angeordnete Zähne kann die Auflösung der Nachstelleinrichtung erhöht werden.
Durch das zwischen der Bremsbacke mittelbar oder unmittelbar ausgebildete Rampensystem kann die Bremsbacke in axialer Richtung des Nachstellelements relativ zum Nachstellelement verstellt werden, so dass bei einer Rückdrehung des Nachstellelements beim Öffnen der Scheibenbremse die Bremsbacke nur einen Teil des zuvor überstrichenen Stellweges zurückbewegt wird, z.B. wenn der Freiwinkel überwunden worden ist, oder wenn ein Zahn der Sensierverzahnung in einen nachfolgenden Zahnzwischenraum der Verstellverzahnung geraten ist, das heißt nachgestellt hat. Bei einer nachfolgenden Betätigung der Scheibenbremse ist auch bei verschlissenen Bremsbelägen zum Schließen der Scheibenbremse nur ein entsprechend geringer Stellweg erforderlich, der im Wesentlichem dem Stellweg der Scheibenbremse im Neuzustand, das heißt mit unverschlissenen Bremsbelägen, entspricht, so dass sich auch ohne Wartungsmaßnahmen über die Lebensdauer der Scheibenbremse im Wesentlichen konstante Betriebsbedingungen ergeben.
Mit der Bremsbacke und/oder mit der Gegenbremsbacke kann ein Reibbelag zum Bremsen einer Bremsscheibe verbunden sein, wobei die Bremsscheibe insbesondere mit einem Hohlrad eines zwischen einer Antriebswelle eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs und einer Riemenscheibe eines Riementriebs zum Antrieb von Nebenaggregaten zwischengeschalteten Planetengetriebes zur Variation eines Übersetzungsverhältnisses verbunden ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Scheibenbremse mit einem mit einer Gegenbremsbacke verbundenem Bremssattelgehäuse und einer Nachstelleinrichtung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Nachstellung des verschleißbedingten Fehlabstands der Scheibenbremse, wobei die Bremsbacke zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglich an dem Bremssattelgehäuse und/oder an der Gegenbremsbacke geführt ist. Durch die einfach zu realisierende und kompakt aufgebaute automatische Verschleißnachstellung für die Scheibenbremse ist eine hohe Wartungsfreundlichkeit über die Lebensdauer des Riementriebs ermöglicht. Die Scheibenbremse ist insbesondere als Hohlradbremse ausgebildet zum Bremsen eines Holrads eines zwischen einer Antriebswelle eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs und einer Riemenscheibe eines Riementriebs zum Antrieb von Nebenaggregaten zwischengeschalteten Planetengetriebes zur Variation eines Übersetzungsverhältnisses.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, einem mit der Antriebswelle über ein Planetengetriebe verbindbaren Riemenscheibe eines Riementriebs zum Antrieb von Nebenaggregaten und einer Scheibenbremse, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Bremsen eines Teils des Planetengetriebes, insbesondere eines Hohlrads des Planetengetriebes, zur Variation eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe. Durch die einfach zu realisierende und kompakt aufgebaute automatische Verschleißnachstellung für die Scheibenbremse ist eine hohe Wartungsfreundlichkeit über die Lebensdauer des Antriebsstrangs ermöglicht.
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:
1: eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse ohne Verschleiß,
2: eine schematische Schnittdarstellung der Scheibenbremse aus 1 mit maximalem Verschleiß und
3: eine schematische Schnittdarstellung des Betätigungselements beziehungsweise des Bremshebels der Scheibenbremse aus 1.
Die in 1 und 2 als Hohlradbremse ausgestaltete Scheibenbremse 10 weist ein Bremssattelgehäuse 11 auf, das fest mit einer Gegenbremsbacke 12 verbunden ist. Mit der Gegenbremsbacke 12 und einem relativ zur Gegenbremsbacke 12 in Richtung einer Verstellrichtung 13 bewegbaren Bremsbacke 14 ist jeweils ein Reibbelag 15 verbunden, der während der Lebensdauer der Scheibenbremse 10 verschleißen kann. Damit der Verstellweg der Bremsbacke 14 über die Lebensdauer der Scheibenbremse 10 im Wesentlichen konstant bleibt, weist die Scheibenbremse 10 eine automatische mechanische Nachstelleinrichtung 20 auf.
Die Nachstelleinrichtung 20 weist die Bremsbacke 14 auf, die entlang der Verstellrichtung 13 an dem Bremssattelgehäuse 11 linear bewegbar – beispielsweise über in Führungshülsen geführte Führungsbolzen (nicht gezeigt) – geführt ist. Mit Hilfe eines als schwenkbarer Bremshebel ausgestalteten Betätigungselements 30 kann über ein zwischengeschaltetes Nachstellelement 21 die Bremsbacke 14 entlang der Verstellrichtung 13 verschoben werden. Hierzu ist das Betätigungselement 30 mit Hilfe eines Axiallagers 31 und einer Kugelrampe 32 relativ drehbar zum Nachstellelement 21 an dem Nachstellelement 21 gelagert. Insbesondere kann das Betätigungselement 30 über die in dem Bremssattelgehäuse 11 gelagerte Kugelrampe 32 mit in einer rampenförmigen Laufbahn 33 geführten Kugeln 34 bei einem Verschwenken von einer Öffnungsposition in eine Schließposition in axialer Richtung des Nachstellelements 21 verschoben werden, wodurch das Nachstellelement 21 und damit die Bremsbacke 14 auf die Gegenbremsbacke 12 zu entlang der Verstellrichtung 13 axial verschoben werden kann. Die Bremsbacke 14 wird dabei gegen die Federkraft einer Lüftwegsfeder 35 auf die Gegenbremsbacke 12 zu gedrückt, so dass bei einem Nachlassen der über das Betätigungselement 30 eingeleiteten Betätigungskraft die Lüftwegsfeder 35 die Bremsbacke 14 von der Gegenbremsbacke 12 wegdrückt, um die Scheibenbremse 10 zu öffnen. Das Betätigungselement 30 kann durch die Federkraft der Lüftwegsfeder 35 an der Kugelrampe 32 von der Schließposition zurück in die Öffnungsposition gedrückt werden.
Das Nachstellelement 21 weist eine Hülse 22 mit einem Außengewinde 23 auf, das in einem in der Bremsbacke 14 ausgebildetem Innengewinde 24 eingeschraubt ist und durch diese Schraubenverbindung ein schraubenförmiges Rampensystem 25 ausbildet. Das Innengewinde 24 der Bremsbacke 14 wiederum ist in einer von der Rückseite der Bremsbacke 14 hervorstehenden Buchse 16 geformt, welche Buchse 16 die Hülse 22 des Nachstellelements 21 in diesem Ausführungsbeispiel axial komplett aufnehmen kann, wie in 1 gezeigt ist. Zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Bremsbacke 14 zur Gegenbremsbacke 12 durch verschlissene Reibbeläge 15 kann das Nachstellelement 21 relativ zur Bremsbacke 14 verdreht werden, so dass die Bremsbacke 14 über die Buchse 16 und die durch die Außen- und Innengewinden 23, 24 gebildete Verschraubung 25 vergleichbar zu einer an einer Spindel entlangbewegten Spindelmutter in der Verstellrichtung 13 auf die Gegenbremsbacke 12 zu bewegt werden kann, um einen ursprünglichen Bewegungsweg der Bremsbacke 14 zum Schließen der Scheibenbremse 10 im Rahmen des Auflösungsvermögens der Nachstelleinrichtung 20 wiederherzustellen.
Wie den 1 und 2 zu entnehmen ist, weist die Nachstelleinrichtung 20 ein als Welle oder Stift ausgebildetes, sich in axialer Richtung, also entlang der Achse A des Nachstellelements 21 erstreckendes Sensierelement 40. Dabei ist das Sensierelement 40 auch im Drehzentrum des Bremshebels 30 gelagert und durch den Bremshebel 30 um die Achse A drehbar. Ferner ist das Sensierelement 40 mit dem Nachstellelement 21 über einen Freilauf gegebenenfalls über einen Hülsenfreilauf 41 gekoppelt, der innerhalb der Hülse 22 des Nachstellelements 21 gelagert ist. Der Freilauf 41 weist ein mit dem Nachstellelement 21 bewegungsfest verbundenes zylindrisches Gehäuse 42 (z.B. Außenring) mit drehbar gelagerten, parallel der Achse A gerichteten Nadelrollen R auf, mit welchen der Wellenstumpf 43 am Ende des in der Hülse 22 des Nachstellelements 21 relativ drehbar gelagerten Sensierelements 40 in Kontakt steht. Ein Reibelement 26 – beispielsweise als O-Ring aus Gummi- oder Kunststoff gestaltet – kann derart in der Hülse 22 angeordnet sein, dass es in einem leichten reibenden Kontakt mit einer Schulter 44 der Sensierwelle 40 steht, um das benötigte Drehmoment zum Verdrehen der Sensierwelle 40 zu erhöhen und dadurch ein ungewolltes beziehungsweise versehentliches Verdrehen der Welle 40 durch Vibrationen zu verhindern.
Dadurch, dass das Sensierelement 40 radial innerhalb der Hülse 22 beziehungsweise der Verschraubung 25 des Nachstellelements 21 angeordnet ist, wird eine sehr kompakt und platzsparend aufgebaute automatische Verschleißnachstellung für die Scheibenbremse 10 durch die Nachstelleinrichtung 20 realisiert. Bei einer Betätigung der Scheibenbremse 10 mit einer derartigen Nachstelleinrichtung 20 kann das für die Betätigung der Scheibenbremse bewegte Betätigungselement 30 bei hinreichend verschlissenen Reibbelägen 15 eine Relativdrehung des Nachstellelements 21 zur Bremsbacke bewirken.
Die von der Rückseite der Bremsbacke 14 hervorstehenden Buchse 16 weist eine zylindrische Außenfläche 17 auf, an welcher die Verschraubung 25 mittels einer handelsüblichen kreisförmiger Abdichtung 18, wie beispielsweise Radialwellendichtring, über eine gesamte Länge des Verstellwegs der Bremsbacke 14 – wie in 2 gezeigt – abgedichtet werden kann. Das Sensierelement 40 sowie das Rampensystem beziehungsweise die Verschraubung 25 zwischen dem Nachstellelement 21 und der Buchse 16 können somit in einem abgedichteten Raum untergebracht werden. Ferner kann die gesamte Betätigungsmechanik durch weitere Gehäuse-Teile 50 und Dichtelemente 51 umschlossen. Auf dieser Weise kann die Betätigungsmechanik der Nachstelleinrichtung 20 vor Schmutz (wie Verschleißpartikeln der Reibbeläge 15), Nässe, Salz und/oder anderen externen Einflüssen geschützt.
Bezugnehmend auf die 3 weist der Bremshebel 30 eine an der Drehachse A liegende Aussparung 36 zur axialen Aufnahme eines Endes 45 der Sensierwelle 40 auf. Seitliche Flächen am Ende 45 der Sensierwelle 40 sind abgeflacht, um ein Mitnehmprofil 46 zu bilden. In der Aussparung 36 im Drehzentrum des Hebels 30 ist einen ersten Anschlag 37 zum Drehen des Sensierelements 40 bei einer Bewegung der Bremsbacke 14 zur Schließstellung und einen zweiten Anschlag 38 zum Bewegen des Sensierelements 40 bei einer Bewegung der Bremsbacke 14 zur Offenstellung vorgesehen. Der erste und der zweite Anschlag 37, 38 sind derart zueinander beabstandet, dass sie einen Totbereich oder Freiwinkel 39 über einen definierten Bewegungsweg der Bremsbacke 14 bilden. In diesem Zusammenhang sind die Flächen des Mitnehmprofils 46 zum Anschlagen an dem ersten und/oder an dem zweiten Anschlag 37, 38 ausgebildet, wobei durch den Freiwinkel 39 eine Relativbewegung bzw. Relativdrehung der Sensierwelle 40 relativ zum Hülsenfreilauf 41 bei einer Betätigung der Scheibenbremse 10 in einem Teilbereich des Stellwegs der Bremsbacke 14 vermieden werden kann. Durch den Freiwinkel 39 ergibt sich somit ein kleiner Stellweg der Bremsbacke 14, in dem ein Nachstellen unterbleibt. Die Bremsbacke 14 kann dadurch weit genug von der Bremsscheibe abheben, dass eine Reibung zwischen der Bremsscheibe (nicht gezeigt) und der Bremsbacke 14 sicher vermieden wird, ohne dass der überstrichene Stellweg der Bremsbacke 14 ein Nachstellen auslöst.
Somit wird das Sensierelement 40 erst nach einer bestimmten, einem Mindestfehlabstand entsprechenden Relativbewegung des Bremshebels 30 um die Achse A verdreht. Das heißt, erst bei einem hinreichenden Verschleiß der Reibbeläge 15 kann das Mitnehmprofil 46 den gesamten Totbereich 39 überstreichen und an dem ersten Anschlag 36 anschlagen, wodurch das Sensierelement 40 beziehungsweise der Wellenstumpf 43 in der freilaufenden Richtung relativ zum Freilauf-Gehäuse 42 an den Nadelrollen R verdreht werden kann. Wenn das Sensierelement 40 dann relativ zum Außenring 42 verdreht wird, kann der zweite Anschlag 38 bei einer Rückbewegung von der Schließposition in eine Öffnungsposition an dem Mitnehmprofil 46 anschlagen und über den nun greifenden Freilauf 41 das Nachstellelement 21 (also, die Nachstellhülse 22) relativ zur Bremsbacke 14 aktiv verdrehen, wodurch der sensierte Fehlabstand nachgestellt werden kann.
Die Bremsscheibe (nicht gezeigt) ist insbesondere mit einem Hohlrad verbunden, das Teil eines zwischen einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und einer Riemenscheibe eines Riementriebs zum Antrieb von Nebenaggregaten zwischengeschalteten Planetengetriebes zur Variation eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe ist. Die Scheibenbremse 10 kann dadurch als Hohlradbremse für das Planetengetriebe zwischen der Kurbelwelle und der Riemenscheibe verwendet werden. Durch die Hohlradbremse kann auf das Hohlrad ein hinreichend großes Schleppmoment aufgebracht werden, um zwischen der Kurbelwelle und der Riemenscheibe eine Untersetzung von beispielsweise 3:1 bereit zu stellen. Wenn mit Hilfe eines Starters ein Drehmoment über die Riemenscheibe eingeleitet wird, kann dieses Übersetzungsverhältnis das Starten einer drehmomentstarken Brennkraftmaschine erleichtern.
Bezugszeichenliste

10: Scheibenbremse
11: Bremssattelgehäuse
12: Gegenbremsbacke
13: Verstellrichtung
14: Bremsbacke
15: Reibbelag
16: Buchse
17: Dichtfläche
18: Dichtelement
20: Nachstelleinrichtung
21: Nachstellelement
22: Hülse
23: Außengewinde
24: Innengewinde
25: Rampensystem
26: Reibelement
30: Betätigungselement oder Bremshebel
31: Axiallager
32: Kugelrampe
33: Laufbahn
34: Kugel
35: Lüftwegsfeder
36: Aussparung
37: Erster Anschlag
38: Zweiter Anschlag
39: Totbereich oder Freiwinkel
40: Sensierelement bzw. -welle
41: Freilauf
42: Freilauf-Gehäuse bzw. Außenring
43: Wellenstumpf der Sensierelements
44: Schulter der Sensierelements
45: Ende des Sensierelements
46: Mitnehmprofil
50: Gehäuse-Teil
51: Dichtelement
R: Nadelrollen
A: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10148961 A1 [0002]

Claims

Nachstelleinrichtung (20) für eine Scheibenbremse (10), mit einer bewegbaren Bremsbacke (14) zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke (14) und einer Gegenbremsbacke (12), einem an der Bremsbacke (14) angreifenden Nachstellelement (21) zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Bremsbacke (14) zur Gegenbremsbacke (12), einem an dem Nachstellelement (21) angreifenden Betätigungselement (30) zum Bewegen der Bremsbacke (14) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung und einem mit dem Nachstellelement (21) über eine Kupplung, vorzugsweise über einen Freilauf (41), gekoppelten Sensierelement (40), wobei das Sensierelement (40) bei einer Bewegung der Bremsbacke (14) durch das Betätigungselement (30) bewegbar ist, um das Nachstellelement (21) relativ zur Bremsbacke (14) zum Nachstellen der Bremsbacke (14) zu bewegen, und wobei das Sensierelement (40) zumindest teilweise innerhalb eines Umfangs des Nachstellelements (21) angeordnet ist.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Nachstellelement (21) relativ drehbar zur Bremsbacke (14) zur Übertragung einer Nachstellbewegung auf die Bremsbacke (14) über ein Rampensystem (25), vorzugsweise über eine Verschraubung (25), ausgebildet ist, und wobei sich das Sensierelement (40) zumindest teilweise radial innerhalb eines Umfangs des Rampensystems beziehungsweise der Verschraubung (25) befindet und vorzugsweise entlang einer Drehachse (A) des Nachstellelements (21) erstreckt.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Nachstellelement (21) ein Außengewinde (23) aufweist, welches zusammen mit einem Innengewinde (24) einer an der Bremsbacke (14) vorgesehenen Buchse (16) die genannte Verschraubung (25) bildet, wobei das Sensierelement (40) als Stift oder Welle ausgeführt ist, der oder die koaxial mit der Verschraubung (25) verläuft.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Buchse (16) von einer der Bremsscheibe abgewandten Rückseite der Bremsbacke (14) hervorsteht und eine äußere, vorzugsweise zylindrische Dichtfläche (17) aufweist, an welcher die Verschraubung (25) durch eine Abdichtung (18) über einen gesamten Verstellweg der Bremsbacke (14) abgedichtet ist.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei das Sensierelement (40) mit dem Nachstellelement (21) über einen Freilauf (41), gekoppelt ist, wobei das Nachstellelement (21) in Form einer Hülse (22) ausgebildet ist, innerhalb deren Umfang der Freilauf (41) angeordnet ist, wobei der Freilauf (41) vorzugsweise als Hülsenfreilauf ausgeführt ist.
Nachstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Betätigungselement (30) als relativ zur Bremsbacke (14) um eine Achse (A) schwenkbarer Bremshebel ausgestaltet ist, wobei der Bremshebel (30) an einer Betätigungsrampe (32) zur Umsetzung der Schwenkbewegung des Bremshebels (30) in eine Axialbewegung der Bremsbacke (14) gelagert ist, und wobei das Sensierelement (40) im Drehzentrum des Hebels (30) gelagert und um die Achse (A) durch den Hebel (30) drehbar ist.
Nachstelleinrichtung nach Anspruch 6, wobei der Hebel (30) einen ersten Anschlag (36) zum Bewegen des Sensierelements (40) bei einer Bewegung der Bremsbacke (14) zur Schließstellung und einen zweiten Anschlag (37) zum Bewegen des Sensierelements (40) bei einer Bewegung der Bremsbacke (14) zur Offenstellung aufweist, wobei der erste und der zweite Anschlag (36, 37) zur Ausbildung eines Totbereichs (38), insbesondere eines Freiwinkels, über einen definierten Bewegungsweg der Bremsbacke (14) zueinander beabstandet sind.
Nachstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Reibelement (27) in Kontakt mit dem Sensierelement (40) angeordnet ist, vorzugsweise innerhalb des Nachstellelements (21).
Scheibenbremse mit einem mit einer Gegenbremsbacke (12) verbundenem Bremssattelgehäuse (11) und einer Nachstelleinrichtung (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Nachstellung des verschleißbedingten Fehlabstands der Scheibenbremse (10), wobei die Bremsbacke (14) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglich an dem Bremssattelgehäuse (11) und/oder an der Gegenbremsbacke (12) geführt ist.
Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, einem mit der Antriebswelle über ein Planetengetriebe verbindbaren Riemenscheibe eines Riementriebs zum Antrieb von Nebenaggregaten und einer Scheibenbremse (10) nach Anspruch 9 zum Bremsen eines Teils des Planetengetriebes, insbesondere eines Hohlrads des Planetengetriebes, zur Variation eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe.