DE102012220744A1

DE102012220744A1 - Betätigungseinrichtung für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102012220744A1
Application number: DE201210220744
Authority: DE
Inventors: Lászlo Mán
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Es ist eine Betätigungseinrichtung für eine Scheibenbremse vorgesehen, mit einer bewegbaren Bremsbacke zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke und einer Gegenbremsbacke, einem Betätigungselement zum Bewegen der Bremsbacke zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung, wobei das Betätigungselement relativ zur Bremsbacke um eine Achse schwenkbar ist, einem mit dem Betätigungselement operativ verbundenen Rampensystem zur Umsetzung einer Schwenkbewegung des Betätigungselements in eine Axialbewegung der Bremsbacke und einem mit dem Betätigungselement verbundenen Abdeckungsgehäuse zum Aufnehmen des Rampensystems, wobei das Rampensystem in einem innerhalb des Abdeckungsgehäuses abdichtbaren Raum angeordnet ist. Durch die einfach zu realisierende und kompakt aufgebaute Betätigungseinrichtung für die Scheibenbremse ist eine hohe Wartungsfreundlichkeit über die Lebensdauer eines Riementriebs ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Scheibenbremse und natürlich auch eine Scheibenbremse mit einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung zur Anwendung in einem riemengetriebenen Startergenerator (RSG) für Start-Stopp-, Standklima- und Generatorbetrieb, wobei die Bremse insbesondere als eine elektromechanisch betätigte Hohlradbremse für eine solche Riemenscheibe ausgebildet 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. Somit besteht ein ständiges Bedürfnis Riementriebe möglichst wartungsarm zu gestalten. Ferner gibt es Nachteile bezüglich des erforderlichen Bauraums und der Toleranzanforderungen in der Herstellung eines riemengetriebenen Startergenerators (RSG).
Es ist eine Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, mit deren Hilfe eine kompakte Bauweise und eine hohe Wartungsfreundlichkeit über die Lebensdauer eines Riementriebs ermöglicht wird.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Betätigungseinrichtung für eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Betätigungseinrichtung für eine Scheibenbremse vorgesehen, mit einer bewegbaren Bremsbacke zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke und einer Gegenbremsbacke, einem Betätigungselement zum Bewegen der Bremsbacke zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung, wobei das Betätigungselement relativ zur Bremsbacke um eine Achse schwenkbar ist, einem mit dem Betätigungselement im Eingriff stehenden Rampensystem zur Umsetzung einer Schwenkbewegung des Betätigungselements in eine Axialbewegung der Bremsbacke und einem mit dem Betätigungselement verbundenen Abdeckungsgehäuse zum Aufnehmen des Rampensystems, wobei das Rampensystem in einem innerhalb des Abdeckungsgehäuses abdichtbaren beziehungsweise abgedichteten Raum angeordnet ist. Dadurch kann eine vor Schmutz geschützte und sehr kompakt aufgebaute Betätigungseinrichtung für die Scheibenbremse realisiert werden. Insbesondere kann die Betätigungsmechanik in einer sehr kompakten Bauweise vor Schmutz (wie Verschleißpartikeln der Reibbeläge), Nässe, Salz und anderen externen Einflüssen geschützt werden. Bei der erfinderischen Lösung kann der Kontakt zwischen einer elektromechanischen Aktorik (z.B. einer Spindel-Mutter-Einheit) und dem Betätigungselement durch ein offenes aber dadurch einfacher gestaltetes Gehäuse freigelegt und durch trockene Gleitlagerung ersetzt, während das Rampensystem separat abgedichtet wird. Die Erfindung stellt somit eine Betätigungseinrichtung mit einem separaten Abdichtungsraum für den Rampenmechanismus für eine mechanische RSG-Hohlradbremse dar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abdeckungsgehäuse an einem Ende des Betätigungselements angeordnet beziehungsweise angebracht und der Raum im Abdeckungsgehäuse zum Aufnehmen des Rampensystems ist mittels mindestens eines Dichtelements, vorzugsweise mehreren Dichtelemente, abdichtbar beziehungsweise abgedichtet. Das Abdeckungsgehäuse, welches vorzugsweise als Hülse, insbesondere eine im Wesentlichen zylindrische Hülse, ausgestaltet ist, ist zusammen mit dem Betätigungselement um die Achse schwenkbar, wobei Dichtelemente an axialen Endbereichen des Abdeckungsgehäuses den Raum zum Aufnehmen des Rampensystems abdichten. Die Dichtelemente sind typischerweise aus Kunststoff oder Gummi und können herkömmliche Dichtringe sein, wie z.B. Radialwellendichtringe, die seitlich in die Enden der Abdeckungshülse eingesteckt werden können.
Mit Hilfe des Rampensystems kann die Schwenkbewegung des Betätigungselements in eine Axialbewegung der Bremsbacke gewandelt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Rampensystem ein Teil mit mindestens einer Betätigungsrampe und ein Teil mit mindestens einem für die jeweilige Rampe vorgesehenen Nachläufer auf. Die mindestens eine Betätigungsrampe kann beispielsweise als Kugelrampe ausgebildet sein, welche im Abdeckungsgehäuse gelagert ist. Der mindestens eine Nachläufer kann insbesondere als Rolle oder Rampenkugel ausgebildet sein. Das Teil mit der mindestens einen Betätigungsrampe umfasst einen vorzugsweise kreisrunden oder ringförmigen Körper, der im Wesentlichen formschlüssig mit einem Querschnitt des Abdeckungsgehäuses beziehungsweise des Raumes innerhalb des Abdeckungsgehäuses ausgebildet ist, und ist zusammen mit dem Betätigungselement schwenkbar um die Achse. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Abdeckungsgehäuse beziehungsweise der Raum im Abdeckungsgehäuse eine sich parallel zur Achse erstreckende Innenverzahnung zur formschlüssigen axialen Aufnahme des Rampenteils des Rampensystems auf. Der vorzugsweise kreisrunde oder ringförmige Körper des Rampenteils kann daher eine entsprechende Außenverzahnung beziehungsweise ein verzahntes Profil aufweisen zum axialen Einfügen ins Abdeckungsgehäuse.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Betätigungselement als Hebel ausgestaltet, ein Ende dessen ein Teil des Rampensystems bildet, insbesondere das Teil mit der mindestens einen Rampe. Zudem weist das Abdeckungsgehäuse eine seitliche Öffnung auf, durch welche sich dieses Ende des Betätigungselements in den Raum innerhalb des Abdeckungsgehäuses hinein erstreckt. Ein Deckel schließt und vorzugsweise dichtet die seitliche Öffnung in das Abdeckungsgehäuse um das Betätigungselement herum ab, wobei der Deckel vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Gummi besteht.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Betätigungselement als relativ zur Bremsbacke um eine Achse schwenkbarer Hebel beziehungsweise Bremshebel ausgestaltet, der einheitlich und insbesondere einstückig mit dem Abdeckungsgehäuse ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform sind die Teile des Rampensystems daher separat oder getrennt vom Betätigungselement innerhalb des Abdeckungsgehäuses angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung ferner eine zwischen dem Rampensystem und der Bremsbacke angeordnete Nachstelleinrichtung zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Bremsbacke zur Gegenbremsbacke, wobei die Nachstelleinrichtung zumindest teilweise im Raum innerhalb des Abdeckungsgehäuses angeordnet ist, und wobei das Abdeckungsgehäuse beziehungsweise der Raum innerhalb des Abdeckungsgehäuses gegen die Nachstelleinrichtung abgedichtet ist. Insbesondere kann die Nachstelleinrichtung ein an der Bremsbacke angreifendes Nachstellelement zum Nachstellen des verschleißbedingten Fehlabstands der Bremsbacke zur Gegenbremsbacke und ein mit dem Nachstellelement über eine Kupplung, beispielsweise über einen Freilauf, gekoppeltes Sensierelement aufweisen. Bei einer Bewegung der Bremsbacke durch das Betätigungselement ist das Sensierelement bewegbar, um das Nachstellelement relativ zur Bremsbacke zum Nachstellen der Bremsbacke zu bewegen. Das Sensierelement ist vorzugsweise im Drehzentrum des Betätigungselements beziehungsweise des Hebels gelagert und um die Achse durch das Betätigungselement drehbar. Mittels des Rampensystems kann das Betätigungselement 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 eine Verschraubung ausgebildet. Das Sensierelement befindet sich zumindest teilweise radial innerhalb eines Umfangs 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. Das Sensierelement kann auch 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, z.B. infolge von verschlissenen Bremsbelägen, hinreichend groß ist.
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 Hohlschraube, die ein Teil der Verschraubung ausbildet, wobei die zylindrische Hohlschraube insbesondere ein in ein korrespondierendes Innengewinde einer Buchse der Bremsbacke einschraubbares Außengewinde zur Ausbildung der Verschraubung 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 die Verschraubung zwischen dem Nachstellelement und der Bremsbacke in einem abgedichteten Raum untergebracht werden können. Dadurch kann sowohl die Betätigungsmechanik als auch die 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.
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 Betätigungseinrichtung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Betätigung der Scheibenbremse, wobei die Bremsbacke zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglich an dem Bremssattelgehäuse und/oder an der Gegenbremsbacke geführt ist. 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 Betätigungseinrichtung für die Scheibenbremse ist eine hohe Wartungsfreundlichkeit über die Lebensdauer des Riementriebs bzw. 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 Schnittdarstellung einer Scheibenbremse mit einer Betätigungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2: eine perspektivische Schnittdarstellung der Scheibenbremse aus 1,
3: eine perspektivische Ansicht der Scheibenbremse aus 1,
4: eine perspektivische Ansicht eines Deckels des Abdeckungsgehäuses der in den 1 bis 3 gezeigten Betätigungseinrichtung,
5: eine perspektivische Ansicht des Abdeckungsgehäuses der in 1 bis 3 gezeigten Betätigungseinrichtung,
6: eine perspektivische Ansicht des Abdeckungsgehäuses der in 1 bis 3 gezeigten Betätigungseinrichtung,
7: eine perspektivische Ansicht des Betätigungselements der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung aus 1 bis 3,
8: eine perspektivische Ansicht des Betätigungselements der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung aus 1 bis 3,
9: eine perspektivische Ansicht der Betätigungseinrichtung aus 1 bis 3,
10: eine Schnittdarstellung einer Scheibenbremse mit einer Betätigungseinrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,
11: eine perspektivische Schnittdarstellung der Scheibenbremse aus 10,
12: eine perspektivische Ansicht der Scheibenbremse aus 10,
13: eine perspektivische Ansicht eines Teils der Betätigungseinrichtung in 10,
14: eine perspektivische Ansicht eines Teils des Rampensystems der Betätigungseinrichtung aus 10 bis 12
15: eine perspektivische Ansicht der Betätigungseinrichtung aus 10 bis 12.
Bezugnehmend zunächst auf die 1 bis 3 ist eine als Hohlradbremse ausgestaltete Scheibenbremse 10 gezeigt. Daher ist die Bremsscheibe (nicht gezeigt) 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 wird dadurch als Hohlradbremse für das Planetengetriebe zwischen der Kurbelwelle und der Riemenscheibe verwendet. 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.
Die in den 1 bis 3 als Hohlradbremse ausgestaltete Scheibenbremse 10 weist einen offenen Bremssattel 11 auf, der fest mit einer Gegenbremsbacke 12 verbunden ist. Mit der Gegenbremsbacke 12 und einem relativ zur Gegenbremsbacke 12 in einer Verstellrichtung 13 bewegbaren Bremsbacke 14 ist jeweils ein Reibbelag 15, 16 verbunden, der während der Lebensdauer der Scheibenbremse 10 verschleißen kann. Die Scheibenbremse 10 weist eine Betätigungseinrichtung 20 auf, mittels derer die Bremse 10 zum Verpressen der Bremsscheibe (nicht gezeigt) zwischen der bewegbaren Bremsbacke 14 und der Gegenbremsbacke 12 betätigt wird. Die Betätigungseinrichtung 20 weist die Bremsbacke 14 auf, die entlang der Verstellrichtung 13 an dem Bremssattel 11 linear bewegbar – beispielsweise über in Führungshülsen 17 geführte Führungsbolzen 18 – geführt ist. Mit Hilfe eines als um eine Achse A schwenkbarer Bremshebel ausgestalteten Betätigungselements 21 kann über ein zwischengeschaltetes Rampensystem 22 die Bremsbacke 14 entlang der Verstellrichtung 13 verschoben werden, um die Bremsbacke 14 zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung zu bewegen. In dieser Hinsicht ist das mit dem Bremshebel 21 operativ verbundene beziehungsweise im Eingriff stehende Rampensystem 22 zur Umsetzung einer Schwenkbewegung des Bremshebels 21 in eine Axialbewegung der Bremsbacke 14 entlang der Verstellrichtung ausgebildet. Hierzu ist das Betätigungselement 21 mit Hilfe eines Axiallagers 23 mit Lagerkugel 24 und des Rampensystems 22 drehbar um die Achse A gelagert.
Mit Bezug nun auf die 7 bis 9 weist das Rampensystem 22 in diesem Ausführungsbeispiel einen etwa kreisrunden Körper 25 auf, der an einem Ende des Bremshebels 21 vorgesehen und somit selbstverständlich mit dem Bremshebel 21 schwenkbar um die Achse A ist. Der runde Körper 25 des Rampensystems 22 weist drei in einer axial gerichteten Seite 26 des Körpers 25 geformte, um deren Umfang gleichmäßig verteilte Kugelrampen oder rampenförmige Laufbahnen 27 auf. In jeder Kugelrampe oder Laufbahn 27 wird eine jeweilige Rampenkugel 28 geführt, um bei einer Schwenkbewegung des Bremshebels 21 eine durch die sich ändernde Tiefe der Rampen 27 erzeugte axiale Bewegung auf die Bremsbacke 14 in der Richtung 13 zu übertragen. Die Rampenkugel 28 werden ebenfalls in Laufbahnen eines an einem Rahmen 19 des Bremssattels 11 gelagerten Rampensitzes 29 des Rampensystems 22 geführt. Auf der gegenüberliegenden Seite des kreisrunden Körpers 25 ist das Axiallager 23 mit der Kugel 24 angeordnet. Ein Aktionswinkel des Bremshebels 21 bei einer Axialbewegung der Bremsbacke 14 von einer offenen Position zu einer geschlossenen Position hat in diesem Ausführungsbeispiel eine Größe im Bereich von 30 bis 60 Grad. Die Bremsbacke 14 wird dabei gegen die Federkraft einiger Rückstellfeder R auf die Gegenbremsbacke 12 zu gedrückt, so dass bei einem Nachlassen der über den Bremshebel 21 eingeleiteten Betätigungskraft die Rückstellfeder R die Bremsbacke 14 von der Gegenbremsbacke 12 wegdrückt, um die Scheibenbremse 10 wieder zu öffnen. Das Betätigungselement 21 kann vorzugsweise durch die Federkraft der Rückstellfeder R über die Kugelrampen 27 von der Schließposition zurück in die Öffnungsposition gedrückt werden.
Bezugnehmend nun auf 1 bis 9 ist zu beachten, dass die Betätigungseinrichtung 20 der Scheibenbremse 10 ferner ein am Ende des Bremshebels 21 angeordnetes Abdeckungsgehäuse 30 zum Aufnehmen des Rampensystems 22 aufweist. Das Abdeckungsgehäuse 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen als zylindrische Hülse ausgestaltet und das Rampensystem 22 ist in einem innerhalb der Abdeckungshülse 30 abdichtbaren Raum 31 angeordnet. In diesem Zusammenhang sind Dichtelemente 32 an axialen Endbereichen 33 der Abdeckungshülse 30 vorgesehen, um den Raum 31 zum Aufnehmen des Rampensystems 22 abzudichten. Die Dichtelemente 32 sind typischerweise herkömmliche Dichtringe, wie z.B. Radialwellendichtringe aus Kunststoff, von denen einer den Innenraum 31 der Hülse 30 gegen eine zylindrische Fläche 34 des Rampensitzes 29 und der andere den Innenraum 31 der Hülse 30 gegen eine zylindrische Außenfläche 47 einer Buchse 46 von einer Nachstelleinrichtung 40, die später beschrieben wird, abdichtet.
Wie besonders den 3 bis 9 zu entnehmen ist, weist die Abdeckungshülse 30 eine seitliche angeordnete rechteckige Büchse 35, die eine Öffnung 36 in den Innenraum 31 der Hülse 30 umschließt. Durch diese seitliche Öffnung 36 erstreckt sich das Ende des Bremshebels 21, an dem der kreisrunde Körper 25 des Rampensystems 22 vorgesehen ist, in den Raum innerhalb der Abdeckungshülse 30 hinein, wobei der runde Körper 25 im Wesentlichen formschlüssig quer in der Hülse 30 beziehungsweise im Raum 32 innerhalb der Hülse 30 sitzt und passt. Ein Deckel oder Stöpsel 37 bestehend aus einem Kunststoff schließt und dichtet die seitliche Öffnung 36 zum Innenraum 31 der Abdeckungshülse 30 um den Bremshebel 21 herum ab. Wegen der drehfesten Verbindung über die Büchse 35 und die seitliche Öffnung 36 ist die Abdeckungshülse 30 zusammen mit dem Hebel 21 schwenkbar um die Achse A. Außerdem bewegen sich der Hebel 21 und die Hülse 30 bei einer Betätigung der Scheibenbremse 10 sowohl rotatorisch als auch axial und nehmen dabei die abgedichtete Baugruppe mit.
Wie oben kurz erwähnt, ist zwischen dem Rampensystem 23 und der Bremsbacke 14 eine automatische mechanische Nachstelleinrichtung 40 zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Bremsbacke 14 zur Gegenbremsbacke 12 angeordnet, damit der Verstellweg der Bremsbacke 14 über die Lebensdauer der Scheibenbremse 10 im Wesentlichen konstant bleibt. Die Nachstelleinrichtung 40 ist zumindest teilweise im Raum 31 innerhalb der Abdeckungshülse 30 angeordnet und die Hülse 30 beziehungsweise dessen Innenraum 31 ist gegen die Nachstelleinrichtung 40 abgedichtet. Ein Nachstellelement 41 weist eine Hülse 42 mit einem Außengewinde 43 auf, das in einem in der Bremsbacke 14 ausgebildeten Innengewinde 44 eingeschraubt ist und mit ihm eine Verschraubung 45 bildet. Das Innengewinde 44 der Bremsbacke 14 wiederum ist in der von der Rückseite der Bremsbacke 14 hervorstehenden Buchse 46 geformt, welche Buchse 46 die Hülse 42 des Nachstellelements 41 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, 16 kann das Nachstellelement 41 relativ zur Bremsbacke 14 verdreht werden, so dass die Bremsbacke 14 über die Buchse 46 und die durch die Außen- und Innengewinden 43, 44 gebildete Verschraubung 45 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 40 wiederherzustellen.
Wie den 1 und 2 zu entnehmen ist, weist die Nachstelleinrichtung 40 ein als Welle oder Stift ausgebildetes, sich in axialer Richtung, also entlang der Achse A des Nachstellelements 41 erstreckendes Sensierelement 48. Dabei ist das Sensierelement 48 auch im Drehzentrum des Bremshebels 21 gelagert und durch den Bremshebel 21 um die Achse A drehbar. Ferner ist das Sensierelement 48 mit dem Nachstellelement 41 über einen Freilauf gegebenenfalls über einen Hülsenfreilauf 49 gekoppelt, der innerhalb der Hülse 42 des Nachstellelements 41 gelagert ist. Der Freilauf 49 weist ein mit dem Nachstellelement 41 bewegungsfest verbundenes zylindrisches Gehäuse (z.B. Außenring) mit drehbar gelagerten, parallel der Achse A gerichteten Nadelrollen auf, mit welchen der Wellenstumpf am Ende des in der Hülse 42 des Nachstellelements 41 relativ drehbar gelagerten Sensierelements 46 in Kontakt steht. Ein Reibelement 50 – beispielsweise als O-Ring aus Gummi- oder Kunststoff gestaltet – kann derart in der Hülse 42 angeordnet sein, dass es in einem leichten reibenden Kontakt mit einer Schulter 51 der Sensierwelle 48 steht, um das benötigte Drehmoment zum Verdrehen der Sensierwelle 48 zu erhöhen und dadurch ein ungewolltes beziehungsweise versehentliches Verdrehen der Welle 48 durch Vibrationen zu verhindern.
Dadurch, dass das Sensierelement 48 radial innerhalb der Hülse 42 beziehungsweise der Verschraubung 45 des Nachstellelements 41 angeordnet ist, wird eine sehr kompakt und platzsparend aufgebaute automatische Verschleißnachstellung für die Scheibenbremse 10 durch die Nachstelleinrichtung 40 realisiert. Bei einer Betätigung der Scheibenbremse 10 mit einer derartigen Nachstelleinrichtung 40 kann das für die Betätigung der Scheibenbremse bewegte Betätigungselement 21 bei hinreichend verschlissenen Reibbelägen 15, 16 eine Relativdrehung des Nachstellelements 41 zur Bremsbacke bewirken.
Die von der Rückseite der Bremsbacke 14 hervorstehenden Buchse 46 weist eine zylindrische Außenfläche 47 auf, an welcher sowohl die Verschraubung 45 der Nachstelleinrichtung 40 als auch das Rampensystem 22 der Betätigungsmechanik innerhalb der Abdeckungshülse 30 mittels handelsüblichen Radialwellendichtringe 32 über eine gesamte Länge des Verstellwegs der Bremsbacke 14 abgedichtet werden kann. Die Sensierwelle 48 und die Verschraubung 45 zwischen dem Nachstellelement 41 und der Buchse 46 können somit in einem abgedichteten Raum 31 untergebracht werden. Ferner kann die gesamte empfindliche Betätigungsmechanik von der Abdeckungshülse 30 umschlossen werden. Auf dieser Weise kann die Betätigungsmechanik einschließlich der Nachstelleinrichtung 20 vor Schmutz (wie Verschleißpartikeln der Reibbeläge 15, 16), Nässe, Salz und/oder anderen externen Einflüssen geschützt.
Bezugnehmend nun auf die 10 bis 15 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse 10 mit einer Betätigungseinrichtung 20 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel werden baugleiche Teile und Komponenten der Bremse 10 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wie in den 1 bis 9 der Fall war, und die Beschreibung solcher baugleichen Teile und Komponenten wird nicht detailliert wiederholt. Vielmehr wird nun auf diejenigen Teile und Komponenten dieser Scheibenbremse 10 fokussiert, die etwas anders ausgeführt sind. In diesem Zusammenhang ist darauf zu achten, dass das Betätigungselement bzw. der Bremshebel 21 in diesem Ausführungsbeispiel einheitlich und einstückig mit dem Abdeckungsgehäuse 30 ausgebildet ist. Als solche hat die zylindrische Abdeckungshülse 30 in diesem Ausführungsbeispiel keine Büchse 35 mit einer seitlichen Öffnung 36 sondern außen hat sie eine regelmäßige zylindrische Form.
Wie in den 13 bis 15 deutlich dargestellt, weist allerdings eine innere Seite der Abdeckungshülse 30, die den Innenraum 31 zum Aufnehmen des Rampensystems 22 umgibt, eine sich parallel zur Achse A erstreckende, rechteckige Verzahnung 38 auf, die einem äußeren Profil 39 des kreisrunden Körpers 25 des Rampensystems 22 derart entspricht, dass sie zur formschlüssigen axialen Aufnahme des Körpers 25 ausgebildet ist. In diesen verzahnten Bereich kann der Körper 25 mit den drei Kugelrampen oder rampenförmige Laufbahnen 27 fest eingepresst werden. Nach der Montage der Rampenkugel 28 und Rampensitz 29 schließen die Radialwellendichtringe 32 die Einheit ab. Somit drehen sich wieder die Abdeckungshülse 30 und der Körper 25 des Rampensystems 22 zusammen mit dem Hebel 21 um die Achse A. Hierfür müssen die Außendurchmesser des Axiallagers 23 und des Rampensitzes 29 kleiner gestaltet werden als ein Innendurchmesser der rechteckige Verzahnung 38 am Rande des Innenraums 31 in der Hülse 30, so dass sie eine Drehung der Hülse 30 nicht verhindern.
Der erfinderische Aufbau der Betätigungseinrichtung schafft einen separaten Abdichtungsraum für den Rampenmechanismus und ermöglicht dadurch eine einfachere offene Konstruktion des Bremssattels. Vorteilhaft beider Ausführungsbeispiele sind ein geringerer Bauraum sowie eine einfachere Gestaltung des E-Motorgehäuses in der Aktorik des riemengetriebenen Startergenerators (RSG).
Bezugszeichenliste

10: Scheibenbremse
11: Bremssattel
12: Gegenbremsbacke
13: Verstellrichtung
14: Bremsbacke
15: Reibbelag
16: Reibbelag
17: Führungshülsen
18: Führungsbolzen
19: Rahmen des Bremssattels
20: Betätigungseinrichtung
21: Betätigungselement bzw. Bremshebel
22: Rampensystem
23: Axiallager
24: Lagerkugel
25: Körper des Rampensystems
26: Seite des Körpers
27: Kugelrampe bzw. Laufbahn
28: Rampenkugel
29: Rampensitz
30: Abdeckungsgehäuse bzw. hülse
31: Innenraum der Hülse
32: Dichtelement
33: Endbereich der Hülse
34: zylindrische Fläche
35: Büchse
36: Öffnung
37: Deckel oder Stöpsel
38: Verzahnung
39: Äußeres Profil des Körpers
40: Nachstelleinrichtung
41: Nachstellelement
42: Hülse
43: Außengewinde
44: Innengewinde
45: Verschraubung
46: Buchse
47: Zylindrische Fläche
48: Sensierelement bzw. -welle
49: Freilauf
50: Reibelement
51: Schulter des Sensierelements
A: Drehachse
R: Rückstellfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10148961 A1 [0002]

Claims

Betätigungseinrichtung (20) für eine Scheibenbremse (10), mit einer bewegbaren Bremsbacke (14) zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke (14) und einer Gegenbremsbacke (12), einem Betätigungselement (21) zum Bewegen der Bremsbacke (14) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung, wobei das Betätigungselement (21) relativ zur Bremsbacke (14) um eine Achse (A) schwenkbar ist, einem mit dem Betätigungselement (21) operativ verbundenen Rampensystem (22) zur Umsetzung einer Schwenkbewegung des Betätigungselements (21) in eine Axialbewegung der Bremsbacke (14) und einem mit dem Betätigungselement (21) verbundenen Abdeckungsgehäuse (30) zum Aufnehmen des Rampensystems (21), wobei das Rampensystem (21) in einem innerhalb des Abdeckungsgehäuses (30) abdichtbaren Raum (31) angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei das Abdeckungsgehäuse (30) an einem Ende des Betätigungselements (21) angeordnet ist, und wobei der Raum (31) im Abdeckungsgehäuse (30) zum Aufnehmen des Rampensystems (22) mittels mindestens eines Dichtelements (32), vorzugsweise mehreren Dichtelemente (32), abgedichtet ist.
Betätigungseinrichtung (20) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Abdeckungsgehäuse (30), welches vorzugsweise als Hülse, insbesondere eine im Wesentlichen zylindrische Hülse, ausgestaltet ist, zusammen mit dem Betätigungselement (21) um die Achse (A) schwenkbar ist, wobei Dichtelemente (32) an axialen Endbereichen (33) des Abdeckungsgehäuses (30) den Raum (41) zum Aufnehmen des Rampensystems (22) abdichten.
Betätigungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Rampensystem (22) ein Teil mit mindestens einer Betätigungsrampe (27), insbesondere einer Kugelrampe, und ein Teil mit mindestens einem für die jeweilige Rampe (27) vorgesehenen Nachläufer, insbesondere einer Rolle oder einer Rampenkugel (28), aufweist, wobei das Teil mit der mindestens einen Betätigungsrampe (27) zusammen mit dem Betätigungselement (21) um die Achse (A) schwenkbar ist und einen vorzugsweise kreisrunden oder ringförmigen Körper (25) umfasst, der im Wesentlichen formschlüssig mit einem Querschnitt des Abdeckungsgehäuses (30) beziehungsweise des Raumes (31) innerhalb des Abdeckungsgehäuses (30) ausgebildet ist.
Betätigungseinrichtung (20) nach Anspruch 4, wobei das Abdeckungsgehäuse (30) eine sich parallel zur Achse (A) erstreckende Innenverzahnung (38) aufweist zur formschlüssigen axialen Aufnahme des Rampenteils (25) des Rampensystems (22).
Betätigungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Betätigungselement (21), welches vorzugsweise als Hebel, insbesondere elektromechanisch betätigbaren Bremshebel, ausgestaltet ist, einheitlich und insbesondere einstückig mit dem Abdeckungsgehäuse (30) ausgebildet ist.
Betätigungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Ende des Betätigungselements (21), welches vorzugsweise als Hebel ausgestaltet ist, ein Teil des Rampensystems (22), insbesondere das Rampenteil (25), bildet, wobei das Abdeckungsgehäuse (30) eine seitliche Öffnung (36) aufweist, durch welche sich dieses Ende des Betätigungselements (21) in den Raum innerhalb des Abdeckungsgehäuses (30) hinein erstreckt, und wobei ein Deckel (37) die Öffnung (36) in das Abdeckungsgehäuse (30) um das Betätigungselement (21) herum abschließt und vorzugsweise abdichtet, wobei der Deckel (37) vorzugsweise aus einem Kunststoff besteht.
Betätigungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend eine zwischen dem Rampensystem (22) und der Bremsbacke (14) angeordnete Nachstelleinrichtung (40) zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der Bremsbacke (14) zur Gegenbremsbacke (12), wobei die Nachstelleinrichtung (40) zumindest teilweise im Raum (31) innerhalb des Abdeckungsgehäuses (30) angeordnet ist, und wobei das Abdeckungsgehäuse (30) beziehungsweise der Raum (31) gegen die Nachstelleinrichtung (40) abgedichtet ist.
Scheibenbremse (10) mit einem mit einer Gegenbremsbacke (12) verbundenem Bremssattel (11) und einer Betätigungseinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Betätigung der Scheibenbremse (10), wobei die Bremsbacke (14) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglich an dem Bremssattel (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.