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Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung für eine Scheibenbremse und eine Scheibenbremse, insbesondere zur Anwendung in einem riemenbetriebenen Startergenerator (RSG) für Start-Stopp-, Standklima- und Generatorbetrieb. Dabei kann die Scheibenbremse insbesondere als eine elektromechanisch betätigte Hohlradbremse für eine Riemenscheibe eines Antriebsstrangs für den Startergenerators ausgebildet sein.
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Aus
DE 101 48 961 A1 ist ein Riementrieb mit einer Riemenscheibe zum Antreiben 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.
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Der Bandfreilauf kann bei Vibrationen des Riementriebs seine Lage verändern, so dass eine Bremsfunktion des Bandfreilaufs vermindert sein kann. Es besteht daher ein ständiges Bedürfnis, Riementriebe möglichst unanfällig gegenüber Vibrationen zu gestalten.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, mit deren Hilfe eine Vibrationsanfälligkeit eines Riementriebs auf einfache und kostengünstige Weise reduziert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Zentriervorrichtung für eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine Zentriervorrichtung für eine Scheibenbremse vorgesehen, wobei die Scheibenbremse eine bewegbare Bremsbacke zum Verpressen einer Bremsscheibe zwischen der Bremsbacke und einer Gegenbremsbacke der Scheibenbremse und ein lagefestes Trägerelement zum beweglichen Aufnehmen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke aufweist, mit einem drehbeweglichen Zentrierelement, das drehbar an dem Trägerelement lagerbar ist, einem ersten Anschlusselement und einem zweiten Anschlusselement, die mit gegenüberliegenden Seiten des Zentrierelements beweglich in Eingriff stehen und bezüglich der Bremsscheibe axial bewegbar sind, und einer vorgespannten ersten Zentrierfeder und einer vorgespannten zweiten Zentrierfeder, wobei die erste Zentrierfeder gegen die Bremsbacke anfederbar und gegen das erste Anschlusselement angefedert ist und die zweite Zentrierfeder gegen die Gegenbremsbacke anfederbar und gegen das zweite Anschlusselement angefedert ist.
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Bei einer vibrationsbedingten, gemeinsamen und gleichgerichteten Auslenkung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zu der Bremsscheibe kann eine Zentrierung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke bezüglich einer orts- oder lagefesten Position der Bremsscheibe dadurch erfolgen, dass eine die Bremsbacke oder die Gegenbremsbacke und das erste bzw. zweite Anschlusselement anfedernde Zentrierfeder durch eine Drehung des an dem lagefesten Trägerelement drehbar gelagerten Zentrierelements komprimiert werden kann. Dabei kann die sich komprimierende Zentrierfeder aufgrund der Auslenkung der Bremsbacke bzw. der Gegenbremsbacke und der sich verändernden axialen Relativposition des ersten Anschlusselements bzw. des zweiten Anschlusselements und dem Zentrierelement komprimiert werden, so dass die Zentrierfeder in Abhängigkeit ihrer Federkonstanten eine Rückstellkraft in Richtung zur zentrierten Position der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zu einer Bremsscheibe erzeugen kann. Dabei können sich das erste und zweite Anschlusselement axial in entgegengesetzte Richtungen bewegen und gegenläufig arbeiten. Die andere Zentrierfeder, die sich an der bremsscheibenferneren Bremsbacke bzw. Gegenbremsbacke oder entsprechenden Belagsträgern abstützen kann, kann im Wesentlichen in ihrem vorgespannten Zustand verbleiben, da sich der Abstand zwischen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke bzw. deren beiden Belagsträgern nicht ändern kann. Die Rückstellwirkung der Zentriervorrichtung kann folglich insbesondere durch das Vorsehen des Zentrierelements und der Zentrierfedern bewerkstelligt sein.
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Bei einer Auslenkung der Bremsbacke oder der Gegenbremsbacke aus ihrer relativ zur Bremsscheibe zentrierten Position, können aufgrund der insbesondere entgegengesetzten Axialbewegungen des ersten und zweiten Anschlusselements beide Zentrierfedern gleichzeitig komprimiert werden, so dass eine Funktionsweise der Zentriervorrichtung davon unbeeinflusst sein kann. Dadurch können Axialverschiebungen der Bremsbacke bzw. der Gegenbremsbacke bei einer Betätigung der Scheibenbremse oder bei einer verschleißbedingten Nachstellung eines Abstands zwischen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke kompensiert werden und die Bremsbacke und die Gegenbremsbacke können in einer zentrierten Position relativ zur Bremsscheibe verbleiben.
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Die Zentriervorrichtung kann folglich eine Vibrationsanfälligkeit der Scheibenbremse reduzieren und gleichzeitig eine automatische Zentrierung von Reibbelägen bezüglich einer Bremsscheibe der Scheibenbremse unabhängig von einem Betätigungszustand oder Verschleißzustand der Reibbeläge gewährleisten.
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Da die Zentriervorrichtung wenige Bauteile aufweisen kann, können die Zentriervorrichtung und die Scheibenbremse konstruktiv einfach, kompakt und daher kostengünstig ausgebildet sein.
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Insbesondere kann das lagefeste Trägerelement bewegungsfest mit einem Bremsgehäuse oder Gehäusebauteil der Scheibenbremse verbindbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Lage des Trägerelements relativ zu dem Bremsgehäuse justierbar sein.
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Das Zentrierelement kann ein an einem Endabschnitt des Zentrierelements angeordnetes Zahnrad aufweisen, wobei das erste Anschlusselement und das zweite Anschlusselement eine Zahnung, insbesondere an einer Zahnstange, aufweisen können, die mit dem Zahnrad in Eingriff stehen kann. Insbesondere können die Zahnungen des ersten und zweiten Anschlusselements gleich und/oder gleichmäßig oder linear ausgebildet sein. Dabei kann das Zahnrad in der zentrierten Position der Scheibenbremse mit Endabschnitten der Zahnungen des ersten und zweiten Anschlusselements in Eingriff stehen, die jeweils zu der Bremsbacke weisen können, an der sich die Zentrierfeder abstützen kann. Da sich bei einer Drehung des Zahnrads um seine Drehachse das erste und zweite Anschlusselement jeweils wechselseitig gekoppelt um einen gleichen Abstand axial in entgegengesetzte Richtungen bewegen können, wird jede der beiden Zentrierfedern um den gleichen Betrag gestaucht, so dass eine Vorspannung der ersten und zweiten Zentrierfedern erhöht sein kann. Dies kann insbesondere bei der Betätigung einer Verschleißnachstellung oder einer Betätigung der Scheibenbremse vorteilhaft sein, da die Zentriervorrichtung ihre optimale Funktionsweise beibehalten kann. Bei einer zusätzlichen gemeinsamen gleichgerichteten Axialbewegung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke kann die sich an der bremsscheibenferneren Bremsbacke abstützende Zentrierfeder ihrem anfänglichen Vorspannzustand beibehalten, während die andere Zentrierfeder um eine Auslenkung komprimiert werden kann, dessen Betrag dem doppelten Betrag des Axialwegs der Bremsbacke bzw. der Gegenbremsbacke entsprechen kann. Da die Zahnungen tangential am Zahnrad angreifen können, kann die Zentriervorrichtung unabhängig von einem Bauraum des Bremssattels ausgebildet sein und insbesondere in axial langgestreckte Bauräume integrierbar sein.
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Insbesondere können Federkonstanten des ersten und zweiten Zentrierelements gleich sein, so dass die Zentriervorrichtung eine in und entgegen der axialen Richtung symmetrische Rückstellkraft aufweisen kann.
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Insbesondere kann die Drehachse des Zentrierelements im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse der Bremsscheibe verlaufen und diese vorzugsweise schneiden, und die Drehachse des Zentrierelements kann vorzugsweise durch eine Mittenebene der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke, insbesondere eines Bremssattels, verlaufen, die parallel zur Drehachse der Bremsscheibe orientiert sein kann. Das Zahnrad kann in einer Ebene angeordnet sein, die sich senkrecht zur Drehachse des Zentrierelements erstrecken kann. Dies bewirkt eine besonders einfache geometrische Anordnung der Bauteile der Scheibenbremse.
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Das erste und zweite Anschlusselement können in einen zweifach gewinkelten Körper aufweisen, wobei sich die Zahnung des ersten und zweiten Anschlusselements axial entlang eines Teilbereichs des Körpers, insbesondere entlang eines mittleren Abschnitts des Körpers, erstrecken kann. Dies kann eine Abwälzung des Zahnrads entlang der gesamten Länge des Teilbereichs des Körpers bewerkstelligen, so dass eine ausreichende große Kompression der Zentrierfedern ermöglicht wird, um eine Zentrierung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zur Bremsscheibe zu erreichen. Ferner kann die Zentriervorrichtung besonders kompakt ausgestaltet sein und in beliebig geformte Bauräume des Bremssattels integriert werden. Aufgrund des gewinkelten Körpers des ersten und zweiten Anschlusselements können die Zentrierfedern und das Zahnrad zueinander benachbart angeordnet sein, so dass eine Drehung des Zahnrads bzw. eine Ausdehnung oder Stauchung der Zentrierfedern die Formänderung bzw. Lageänderung des bzw. der jeweils anderen Bauteile nicht beeinträchtigen kann.
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Insbesondere können das erste und zweite Anschlusselement bezüglich der axialen Richtung zueinander versetzt und bezüglich der Bauweise ihrer, insbesondere identisch ausgebildeten, Körper gleichorientiert angeordnet sein.
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Der Körper kann einen ersten Endabschnitt aufweisen, der sich quer, insbesondere senkrecht, zur axialen Richtung erstrecken kann, wobei der erste Endabschnitt des ersten und zweiten Anschlusselements, insbesondere in einer zentrierten und nicht ausgelenkten Position der Scheibenbremse gegen die Bremsbacke bzw. die Gegenbremsbacke abstützbar und als Federteller für die erste bzw. zweite Zentrierfeder ausgebildet sein kann. Der erste Endabschnitt des ersten und zweiten Anschlusselements kann auf einer Seite, die der ersten bzw. zweiten Zentrierfeder abgewandt sein kann, auf Kontakt mit der Bremsbacke gedrückt werden, an die die Zentrierfeder nicht anfederbar sein kann. Dadurch kann eine besonders sichere Anlage der Zentrierfedern an dem ersten und zweiten Anschlusselement ermöglicht und eine stabile Anordnung der Bauteile der Zentriervorrichtung in einer zentrierten und nicht ausgelenkten Position der Scheibenbremse bewerkstelligt sein.
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Die Zentriervorrichtung weist ferner ein erstes und zweites Führungselement auf, die sich axial zwischen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke erstrecken können, wobei der erste Endabschnitt eine hindurchgehende Öffnung, insbesondere eine Durchbohrung, aufweisen kann, wobei sich das erste Führungselement und das zweite Führungselement durch die Öffnung des ersten Abschnitts des ersten bzw. zweiten Anschlusselements und die erste bzw. zweite Zentrierfeder erstrecken können. Die Zentrierfedern und/oder das erste und zweite Führungselement können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Dadurch können das erste und zweite Führungselement als Verliersicherung für die erste bzw. zweite Zentrierfeder dienen und eine axiale Führung des ersten Abschnitts des ersten bzw. zweiten Anschlusselements bewerkstelligen, so dass die Zentriervorrichtung auch bei Betätigung der Scheibenbremse, einer verschleißbedingten Nachstellung der Scheibenbremse oder einer vibrationsbedingten Auslenkung der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke ihre optimale Funktionsweise beibehalten kann.
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Das erste und zweite Führungselement können mit einem Sattelkörper eines Bremssattels der Scheibenbremse verbunden und in einem Stützkörper des Bremssattels für die Bremsbacke geführt sein. Dies bewirkt eine konstruktiv besonders einfache Bauweise des Bremssattels und der Zentriervorrichtung.
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Ein flacher, mittlerer Abschnitt des Körpers kann in Richtung des Zentrierelements hin gebogen ausgebildet sein, so dass der mittlere Abschnitt des Körpers, der insbesondere die Zahnung aufweisen kann, das erste bzw. zweite Führungselement umgeben und eine sich axial erstreckende Anlagefläche für die jeweilige Zentierfeder bilden kann.
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Ein zweiter Endabschnitt des Körpers des ersten und zweiten Anschlusselements kann sich quer, insbesondere senkrecht, zur axialen Richtung erstrecken und plattenförmig mit einer hindurchgehenden Öffnung, insbesondere einer Durchbohrung, ausgebildet sein, wobei der zweite Endabschnitt des ersten und zweiten Anschlusselements axial benachbart zu gegenüberliegenden Seiten des Zentrierelements angeordnet sein kann, wobei die Zentriervorrichtung ferner ein drittes Führungselement aufweisen kann, das sich axial zwischen der Bremsbacke und der Gegenbremsbacke und durch die Öffnung des zweiten Endabschnitts des ersten und zweiten Anschlusselements hindurch erstrecken kann. Der erste Endabschnitt des ersten und zweiten Anschlusselements kann von dem Zentrierelement wegweisen, während der zweite Endabschnitt des ersten und zweiten Anschlusselements zum Zentrierelement weisen kann. Dadurch kann eine weitere axiale Führung des ersten und zweiten Anschlusselements bewerkstelligt werden, so dass ein Drehen des ersten und zweiten Anschlusselements um seine Längserstreckung verhindert werden kann. Dies kann eine Lagestabilität der Bauteile der Zentriervorrichtung erhöhen.
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Insbesondere kann jedes Führungselement als Führungsstift ausgebildet sein, so dass die Zentriervorrichtung besonders leicht und klein ausgebildet und einfach in die Scheibenbremse unterschiedlichster Bauweisen und Bauräume integrierbar sein kann.
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Der zweite Endabschnitt kann in einer bezüglich der Bremsscheibe radialen Richtung radial innerhalb des Zahnrads und zu diesem versetzt angeordnet sein. Dies kann eine besonders einfache Bauweise der Zentriervorrichtung im Bereich des Zahnrads bewirken, da das Zahnrad einerseits ausreichend groß ausgebildet und ein radialer Bauraum der Zentriervorrichtung und der Scheibenbremse optimal ausgenutzt werden 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 Bremsbacke und der Gegenbremsbacke relativ zu einer Bremsscheibe. Insbesondere kann die Bremsbacke an einem bewegbaren Stützkörper des Bremssattels geführt sein, der einen Sattelkörper, an dem die Gegenbremsbacke angeordnet sein kann, aufweisen kann.
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Insbesondere kann die Zentriervorrichtung ein Teil einer Aktorik für einen Bremssattel einer Scheibenbremse darstellen.
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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 Antriebstrang kann für einen riemengetriebenen Startergenerator verwendbar oder Teil des Startergenerators sein.
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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 Prinzipdarstellung einer Zentriervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine Scheibenbremse in unbetätigtem, unverschlissenem Zustand und zentrierter Ruheposition eines Bremssattels der Scheibenbremse,
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2 eine Prinzipdarstellung der Zentriervorrichtung in 1 in betätigtem bzw. verschlissenem und demzufolge nachgestellten Zustand und der zentrierten Ruheposition des Bremssattels,
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3 eine Prinzipdarstellung der Zentriervorrichtung in 1 in dem unbetätigtem, unverschlissenem Zustand und in nach rechts ausgelenkter Position des Bremssattels,
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4 eine Prinzipdarstellung der Zentriervorrichtung in 1 in dem unbetätigtem, unverschlissenem Zustand und in nach links ausgelenkter Position des Bremssattels,
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5 eine schematische Schnittdarstellung des Bremssattels mit der Zentriervorrichtung in 1 in der zentrierten Ruheposition des Bremssattels,
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6 eine schematische Draufsicht des Bremssattels in 5 mit der Zentriervorrichtung von 1 in der zentrierten Ruheposition des Bremssattels,
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7 eine Schnittdarstellung des Bremssattels mit der Zentriervorrichtung in 1 in der zentrierten Ruheposition des Bremssattels,
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8 eine perspektivische Ansicht eines ersten Anschlusselements der Zentriervorrichtung in 1 und
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9 eine Summenfederkennlinie der Zentriervorrichtung in 1.
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Mit Bezug auf 1 bis 8 wird eine Scheibenbremse 10 gezeigt, die als Hohlradbremse eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist. In 1 bis 4 ist die Scheibenbremse 10 schematisch und in 5 bis 8 ist die Scheibenbremse 10 realitätsnah gezeigt. Die Scheibenbremse 10 weist einen Bremssattel 12 in Form eines Schwimmsattels auf, der einen bügelförmigen Sattelkörper 14 und einen Stützkörper 16 aufweist. Eine Gegenbremsbacke 18 ist mit dem Sattelkörper 14 verbunden und eine Bremsbacke 20 ist in Richtung zur Gegenbremsbacke 18 weisend an dem Stützkörper 16 angeordnet und zusammen mit dem Stützkörper 16 relativ zum Sattelkörper 14 entlang einer axialen Richtung beweglich ausgebildet. Die axiale Richtung ist mit Bezug auf eine Drehachse A einer Bremsscheibe 22 definiert, die in 1 bis 4 gestrichelt und in 5 und 7 mittels durchgezogener Linien angedeutet ist. Um vibrationsbedingte oder trägheitskraftbedingte Verschiebungen oder Auslenkungen des Schwimmsattels 12 in der axialen Richtung relativ zu der Bremsscheibe 22 auszugleichen, weist die Scheibenbremse 10 eine Zentriervorrichtung 24 zum Zentrieren der Bremsbacke 20 und der Gegenbremsbacke 18 relativ zu der Bremsscheibe 22 auf.
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Die Zentriervorrichtung 24 weist ein drehbewegliches Zentrierelement 26 auf, das um eine Drehachse D drehbar ausgebildet ist. Die Drehachse D verläuft senkrecht zur Drehachse A der Bremsscheibe 22. Das Zentrierelement 26 weist einen länglichen Zapfen 28 auf, der sich radial, also senkrecht, zur Drehachse A in einer Mittenebene M des Bremssattels 12 erstreckt, an dessen Endabschnitt ein Zahnrad 30 befestigt ist. Die Mittenebene M scheidet den Bremssattel 12 mittig und verläuft in der axialen Richtung. Das Zahnrad 30 ist bezüglich des Zapfens 28 radial innen angeordnet und erstreckt sich senkrecht zur Mittenebene M. Der Zapfen 28 ist axial lagefest mit einem lagefesten Trägerelement 32, das Teil eines Aktorikgehäuses einer Aktorik der Scheibenbremse 10 ist, gehalten und drehbar an dem Trägerelement 32 gelagert.
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Die Zentriervorrichtung 24 weist ferner ein erstes Anschlusselement 34a und ein zweites Anschlusselement 34b auf, die mit gegenüberliegenden Seiten des Zahnrads 30 beweglich in Eingriff stehen und axial bewegbar sind. Das erste und zweite Anschlusselement 34a, 34b sind identisch als Zuganker ausgebildet.
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Wie in 8 gezeigt, weist das zweite Anschlusselement 34b einen flachen, zweifach rechtwinklig gestuften, einstückigen Körper 36b aus Blech auf, der einen ersten Endabschnitt 38b, einen dem ersten Endabschnitt 38b gegenüberliegenden, zweiten Endabschnitt 40b und einen mittleren Abschnitt 42b aufweist. Der erste und zweite Endabschnitt 38b, 40b stellen umgebogene Fortsätze des mittleren Abschnitts 42a dar und sind plattenförmig ausgebildet. Der erste und zweite Endabschnitt 28b, 40b weisen jeweils eine hindurchgehende, mittige Öffnung 44b, 46b in Form einer Durchbohrung auf. Der erste Endabschnitt 38b ist als Federteller ausgebildet. Der mittlere Abschnitt 42b ist bezüglich des ersten Endabschnitts 38b konvex gebogen und weist eine Zahnstange 48b auf, die bezüglich des mittleren Abschnitts 42b in Richtung zum zweiten Endabschnitt 46b umgebogen ist. Eine Zahnung 50b der Zahnstange 48b erstreckt sich entlang der gesamten Länge der Zahnstange 48b, die geringfügig kürzer als eine Länge des mittleren Abschnitts 42b ist. Der zweite Endabschnitt 40b ist bezüglich einer Längserstreckung der Zahnstange 50b auf einer dem ersten Endabschnitt 38b abgewandten Seite des Körpers 36b angeordnet.
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In einem eingebauten Zustand des ersten und zweiten Anschlusselements 34a, 34b sind jeweils der erste Endabschnitt 38a, 38b benachbart zum Stützkörper 16 bzw. zum Sattelkörper 14 angeordnet. Daher erstrecken sich die ersten und zweiten Endabschnitte 38a, 38b, 40a, 40b des ersten und zweiten Anschlusselements 34a, 34b etwa in Ebenen, die senkrecht zur Drehachse A und parallel zu der Ebene der Bremsscheibe 22 verlaufen. Das Zahnrad 28 steht in einer Ruheposition des Bremssattels 12 mit den Endabschnitten der Zahnungen 50a, 50b der Zahnstangen 48a, 48b in Eingriff, die benachbart zum zweiten Endabschnitt 40a, 40b angeordnet sind.
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Ein erster, zweiter und dritter Führungsstift 52a–52c, die zueinander identisch ausgebildet sind, sind in axialen Durchbohrungen des Sattelkörpers 14 radial außerhalb der Gegenbremsbacke 18 befestigt und erstrecken sich in axialer Richtung zum Stützkörper 16 hin, durch den die Führungsstifte 52a–52c hindurch verlaufen und in entsprechenden Durchbohrungen des Stützkörpers 16 axial beweglich geführt sind. Anstelle der Durchbohrungen des Sattelkörpers 14 können die Führungsstifte 52a–52c auch in entsprechenden Bohrungen des Sattelkörpers 14 befestigt sein. Die Führungsstifte 52a, 52b erstrecken sich durch die Durchbohrungen 44a, 44b des ersten Endabschnitts 38a, 38b des ersten bzw. zweiten Anschlusselements 34a, 34b und sind jeweils von einer schraubenförmigen Zentrierfeder 54a bzw. 54b umgeben. Die Zentrierfedern 54a, 54b sind identisch ausgebildet und weisen eine gleich große Federkonstante auf. Der dritte Führungsstift 52c erstreckt sich durch die Durchbohrungen 46a, 46b der zweiten Endabschnitte 40a, 40b des ersten und zweiten Anschlusselements 34a, 34b und ist in der Mittenebene M radial innerhalb des Zahnrads 38 und der Zahnstangen 48a, 48b geführt. Die Zentrierfedern 54a, 54b sind in einem vorgespannten Zustand gegen den als Federteller ausgebildeten ersten Endabschnitt 38a, 38b und den Stützkörper 16 bzw. den Sattelkörper 14 abgestützt.
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Eine automatische Nachstelleinrichtung 56 der Scheibenbremse 10 zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstandes der Bremsbacke 20 zu der Gegenbremsbacke 18 weist neben weiteren Bauteilen ein Außengewinde 58 auf, das in einem Innengewinde der Bremsbacke 20 axial verschraubbar ist. Mittels der Nachstelleinrichtung 56 ist die Bremsbacke 18 in der axialen Richtung zu der Gegenbremsbacke 18 hin bewegbar, so dass ein Spalt 60 zwischen der Bremsbacke 20 und der Gegenbremsbacke 18 bzw. zwischen auf der Gegenbremsbacke 18 und der Bremsbacke 20 befestigten Reibbelägen 62, 64 reduzierbar ist, wenn einer oder beide Reibbeläge 62, 64 abgerieben oder verschlissen sind. Bei einer Aktivierung der automatischen Nachstelleinrichtung 56 bewegt sich die Bremsbacke 20 auf die Gegenbremsbacke 18 zu, um den Verschleiß der Reibbeläge 62, 64 zu kompensieren. Dies ist in 2 angedeutet. Dadurch wälzen beide Zahnstangen 48a, 48b um jeweils an dem sich entlang eines Pfeils 66 drehenden Zahnrads 30 um die gleiche Strecke L/2 ab, so dass beide Zentrierfedern 54a, 54b um eine gleiche Auslenkung komprimiert werden. Eine Vorspannung der Zentrierfedern 54a, 54b nimmt dabei lediglich geringfügig zu, während eine Funktionsweise der Zentriervorrichtung 24 unverändert bleibt. Auch bei einer Betätigung der Scheibenbremse 10, bei der die Bremsbacke 20 und die Gegenbremsbacke 18 aufeinander zu bewegt werden, erhöht sich lediglich die Vorspannung der Zentrierfedern 54a, 54b und die Funktionsweise der Zentriervorrichtung 24 bleibt davon unberührt.
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Bei einer Auslenkung des Bremssattels 14, d.h. der Bremsbacke 20 und der Gegenbremsbacke 18, aufgrund von Massenkräften oder Vibrationen aus seiner in 1, 2, 5, 6, 7 gezeigten, um die Bremsscheibe 22 zentrierten Ruheposition verschiebt sich die axial mittige bzw. zentrierte Anordnung des Zentrierelements 26 bezüglich der Zentriervorrichtung 24 bei einem nicht ausgelenkten Bremssattel 12, so dass sich die Bremsbacke 20 oder die Gegenbremsbacke 18 dem Zahnrad 30 nähern, während sich die jeweils andere Bremsbacke 18, 20 vom Zahnrad 30 entfernt. Eine mittels des Pfeils 66 angedeutete Verdrehung des Zahnrads 30 bewirkt ein entgegen gerichtetes Abrollen der Zahnstange 48b an dem Zahnrad 30, da das erste und zweite Anschlusselement 34a, 34b gegenläufig arbeiten. Dabei verbleibt die jeweilige Zentrierfeder 54a, 54b, die sich am bremsscheibenferneren Reibbelagsträger der Bremsbacke 20 bzw. der Gegenbremsbacke 18, d.h. an dem Stützkörper 16 bzw. dem Sattelkörper 14 abstützt, im Wesentlichen in ihrem vorgespannten Zustand, da sich der Abstand zwischen der Gegenbremsbacke 18 und der Bremsbacke 20 bzw. deren beiden Reibbelägen 62, 64 nicht ändert. Die andere Zentrierfeder 54a, 54b wird jedoch aufgrund der Axialbewegung des ersten Endabschnitts 34a, 34b, der bezüglich der Zahnstange 48a, 48b lagefest ist, in Richtung zum Zahnrad 30 und aufgrund der Axialbewegung des Belagsträgers zum Zahnrad 30 hin um die doppelte Axialverschiebung des Bremssattels 12 komprimiert und erzeugt somit eine Rückstellkraft in Richtung der ursprünglichen zentrierten Ruheposition des Bremssattels 12.
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Mit Bezug auf 3 wird ein Beispiel erläutert, bei dem der Bremssattel 12 nach rechts ausgelenkt wird, so dass sich die Bremsbacke 20 um die Axialverschiebung der Länge L dem Zahnrad 28 nähert, während sich die Gegenbremsbacke 18 um die Axialverschiebung der Länge L vom Zahnrad 30 entfernt. Die von dem zweiten Anschlusselement 34b erzwungene Drehung des Zahnrads 30 entlang des Pfeils 66 erzeugt eine entgegengesetzte axiale Bewegung der Zahnstange 50a des ersten Anschlusselements 34a zur Bremsbacke 20 hin. Aufgrund der Bewegung des Schwimmsattels 12 wird die Zentrierfeder 54a um eine Länge L gestaucht, die einer weiteren Stauchung der Zentrierfeder 54a aufgrund der Verdrehung des Zahnrads 28 entspricht. Insgesamt ergibt sich eine Komprimierung der Zentrierfeder um eine Auslenkung 2L, so dass eine ausreichend große Rückstellkraft erzeugt wird, die die Bremsbacke 20 von der Gegenbremsbacke 18 wegdrückt, so dass sich der Schwimmsattel 12 relativ zur Bremsscheibe 22 in seine anfängliche, nicht ausgelenkte Ruheposition hin bewegt. Bei der in 4 gezeigten Auslenkung des Schwimmsattels 12 nach links wird aufgrund der Stauchung der Zentrierfeder 54a um den Betrag 2L eine entsprechende Rückstellkraft auf die Gegenbremsbacke 18 erzeugt, so dass sich der Schwimmsattel 12 um die Bremsscheibe 22 zentriert. Die Zentrierfeder 54a verbleibt dabei in ihrem vorgespannten Zustand. Es wird angemerkt, dass der Einfachheit das Zentrierelement 26 in 1 bis 4 in einer Ebene der Bremsscheibe 22 gezeigt ist, während das Zentrierelement 26 in 5 bis 7 auf einer Seite der Bremsbacke 20 angeordnet ist, die von der Gegenbremsbacke 18 abgewandt ist.
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Ein in 9 gezeigtes Diagramm 68 zeigt eine Summen-Federkennlinie der Zentrierfedern 54a, 54b. Eine Abszisse 70 des Diagramms 68 entspricht einer Auslenkung S der Zentrierfedern 54a, 54b und eine Ordinate 72 des Diagramms 68 bezeichnet die aufgebrachte Federkraft F der Zentriervorrichtung 24. Eine Kurve 74 entspricht der Summen-Federkennlinie. Ein Abschnitt 76 der Kurve 74 zeigt einen sofortigen Anstieg der Federkennlinie und entspricht dem Zustand der Gleichgewichtslage. Die Steigung des Abschnitts 76 ist derart groß, dass die Zentriervorrichtung 24 in beiden Auslenkungsrichtungen des Schwimmsattels 12 eine gleiche Vorspannung aufweist, die durch den Schnittpunkt der Kurve 74 mit der Ordinate 72 gekennzeichnet ist und in dem gezeigten Diagramm 68 den Übergangspunkt zwischen dem Abschnitt 76 und einem flachen Anstieg der Federkennlinie in Abschnitten 78, 80 der Kurve 74 entspricht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Scheibenbremse
- 12
- Schwimmsattel
- 14
- Sattelkörper
- 16
- Stützkörper
- 18
- Gegenbremsbacke
- 20
- Bremsbacke
- 22
- Bremsscheibe
- 24
- Zentriervorrichtung
- 26
- Zentrierelement
- 28
- Zapfen
- 30
- Zahnrad
- 32
- Lagefestes Trägerelement
- 34a, 34b
- Erstes und zweites Anschlusselement
- 36a, 36b
- Körper
- 38a, 38b
- Erster Endabschnitt
- 40a, 40b
- Zweiter Endabschnitt
- 42a, 42b
- Mittlerer Abschnitt
- 44a, 44b
- Öffnung/Durchbohrung
- 46a, 46b
- Öffnung/Durchbohrung
- 48a, 48b
- Zahnstange
- 50a, 50b
- Zahnung
- 52a–52c
- Führungselemente/Führungsstifte
- 54a, 54b
- Zentrierfedern
- 56
- Nachstelleinrichtung
- 58
- Außengewinde
- 60
- Spalt
- 62
- Reibbelag
- 64
- Reibbelag
- 66
- Pfeil
- 68
- Diagramm
- 70
- Abszisse
- 72
- Ordinate
- 74
- Kurve
- 76
- Abschnitt der Kurve
- 78
- Abschnitt der Kurve
- 80
- Abschnitt der Kurve
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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