-
Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Innenbackenbremse mit einem Gehäuse, mindestens einem in dem Gehäuse verschiebbar gelagerten Spreizkolben und einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Eine Betätigungseinrichtung dieser Art, die bei einer Spreizkeilbremse eingesetzt wird, ist aus der
US 4,553,646 bekannt. Die dortige Betätigungseinheit weist auf jeder Seite eine in einem Spreizkolben drehbar gelagerte Nachstellmutter auf, in deren selbsthemmendem Innengewinde ein Nachstellbolzen eingeschraubt ist. Das außenliegende Ende des Nachstellbolzens ist drehfest mit einem Bremsbackensteg verbunden. Um den Verschleiß der Reibbeläge an den jeweiligen Bremsbacken zu kompensieren, ist eine selbsttätige Nachstelleinrichtung vorgesehen, die einen am Spreizkolben schwenkbar gelagerten Nachstellhebel umfasst. Der Nachstellhebel ist als einseitig gelagerter Schwenkhebel ausgebildet, der an einem Ende eine Klinke aufweist, die mit einem mit der Nachstellmutter verbundenen Klinkenrad derart zusammenwirkt, dass eine Schwenkbewegung des Nachstellhebels eine Drehung des Klinkenrads und damit der Nachstellmutter bewirkt, wenn das Lüftspiel zwischen Bremsbacken und Bremstrommel ein vorgegebenes Maß überschreitet. Der Nachstellhebel wird dort mittels einer Feder derart in Schwenkrichtung beaufschlagt, dass eine kurvige Seitenfläche des Nachstellhebels gegen einen gehäusefesten Bolzen gedrückt wird. Auf diese Weise erfolgt ein Schwenken des Nachstellhebels, wenn der Nachstellhebel bei einem Bremsvorgang zusammen mit dem Spreizkolben relativ zum Gehäuse und damit relativ zum gehäusefesten Bolzen axial verschoben wird. Die Schwenklagerung des Nachstellhebels erfolgt mittels eines Gelenkzapfens, der einen über den Nachstellhebel vorragenden Führungskopf aufweist, der in einer Längsnut des Gehäuses längsverschiebbar geführt ist und hierdurch ein Drehen des Spreizkolbens verhindert.
-
Nachteilig ist bei dieser bekannten Nachstellvorrichtung, dass die seitliche Führungsfläche des Nachstellhebels mittels der Feder nicht immer zuverlässig am gehäusefesten Bolzen gehalten wird. Bei einsatzbedingten Schwingungen kann eine derartige Anordnung zu einem Abheben des Nachstellhebels vom gehäusefesten Bolzen und damit zu einem unkontrollierbaren Nachstellverhalten führen. Sowohl beim Aus- als auch beim Einfahren des Spreizkolbens gleitet dieselbe Kurve am gehäusefesten Bolzen, um die Axialbewegung in eine Drehbewegung umzuwandeln. Hierdurch können keine optimalen Kraft-/Weg-Verläufe realisiert werden. Weiterhin kann nicht ausgeschlossen werden, dass insbesondere bei einsatzbedingten Schwingungen die Klinke des Nachstellhebels mehrere Zähne der Nachstellmutter überfahren kann, was dazu führt, dass ein zu großer Weg kompensiert wird. Bei länger anhaltenden Bremsungen kann ein derartiges Verhalten bis zum Festsetzen der Bremse führen. Ein weiterer Nachteil ist, dass der gehäusefeste Bolzen seitlich neben dem Nachstellhebel und damit außermittig angeordnet werden muss, was den beanspruchten Raum vergrößert. Nachteilig ist weiterhin, dass die im Gehäuse im Bereich der Zylinderbohrung vorhandene Führungsnut für den Kopf des Schwenklagers das Gehäuse in diesem Bereich schwächt und die Kontaktfläche zum Spreizkolben verkleinert, wodurch der Verschleiß erhöht wird.
-
Aus der
AT 334 235 B ist eine Innenbackenbremse bekannt, bei welcher zum Verstellen der Nachstellmutter kein am Spreizkolben schwenkbar gelagerter Nachstellhebel, sondern ein Verstellring verwendet wird, der axial fluchtend zur Nachstellmutter angeordnet ist und mit dieser über einen stirnseitigen Sägezahnkranz derart in Eingriff ist, dass ein Drehen des Verstellrings in einer Richtung eine entsprechende Drehung der Nachstellmutter bewirkt, während bei einem Drehen des Verstellrings in die entgegengesetzte Richtung die Drehkopplung zwischen Verstellring und Nachstellmutter aufgehoben ist.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungseinrichtung der eingangs genannten Art mit einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung zu schaffen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist und dabei eine besonders zuverlässige, exakte und wartungsarme Nachstellung des Bremsbackenlüftspiels ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Betätigungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
-
Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung weist ein Gehäuse, mindestens einen in dem Gehäuse verschiebbar gelagerten Spreizkolben und eine selbsttätige Nachstelleinrichtung auf. Die Nachstelleinrichtung umfasst einen Nachstellbolzen, der relativ zum Spreizkolben in Axialrichtung bewegbar ist und einen sich in den Spreizkolben hinein erstreckenden Schraubschaft sowie einen mit einer Bremsbacke in Wirkverbindung stehenden Kopfabschnitt aufweist. Weiterhin umfasst die Nachstelleinrichtung eine zumindest teilweise innerhalb des Spreizkolbens angeordnete, drehbar gelagerte Nachstellmutter, die mit dem Schraubschaft im Gewindeeingriff ist, und einen Nachstellhebel, der am Spreizkolben schwenkbar gelagert, mit diesem relativ zum Gehäuse verschiebbar und mit der Nachstellmutter in Eingriff ist, um diese relativ zum Nachstellbolzen zu drehen. Die Nachstelleinrichtung umfasst ferner ein gehäusefestes Führungselement, mit dem der Nachstellhebel derart zusammenwirkt, dass eine Verschiebung des Nachstellhebels relativ zum Führungselement eine Schwenkbewegung des Nachstellhebels bewirkt. Der Nachstellhebel weist eine Führungskulisse in Form eines Führungsschlitzes mit zwei gegenüberliegenden Kulissenflächen auf, die mit gegenüberliegenden Seiten des gehäusefesten Führungselements derart zusammenwirken, dass die Axialverschiebung des Nachstellhebels relativ zum gehäusefesten Führungselement in Schwenkbewegungen des Nachstellhebels umgewandelt wird.
-
Die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung bietet den Vorteil, dass die die Drehung der Nachstellmutter bewirkende Schwenkbewegung des Nachstellhebels beim axialen Verschieben des Spreizkolbens ohne irgendeine zusätzliche Federkraft allein durch die zweiseitig wirkenden, mit dem gehäusefesten Führungselement zusammenwirkenden Kulissenflächen des Nachstellhebels erzeugt werden kann. Dadurch, dass der Nachstellhebel am gehäusefesten Führungselement beidseitig seitlich geführt ist, ist es auch bei einsatzbedingten Schwingungen nicht möglich, dass sich eine Kulissenfläche des Nachstellhebels vom gehäusefesten Führungselement in unerwünschter Weise entfernt und eine unkontrollierte Schwenkbewegung ausführt. Die Steuerung der Schwenkbewegung des Nachstellhebels erfolgt damit in Abhängigkeit der Axialposition des Spreizkolbens in sehr exakter und zuverlässiger Weise. Das gehäusefeste Führungselement, das insbesondere aus einem quer zur Längsachse des Spreizkolbens angeordneten Stift oder Bolzen bestehen kann, muss nicht seitlich neben dem Nachstellhebel angeordnet werden, sondern kann insbesondere in der Längsmittelebene des Spreizkolbens angeordnet sein. Hierdurch ist kein zusätzlicher Raum seitlich neben dem Nachstellhebel für das gehäusefeste Führungselement erforderlich.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Nachstellhebel einen Endabschnitt mit einer Klinke auf, die mit der Nachstellmutter in Eingriff ist, um die Nachstellmutter zu drehen, während der Führungsschlitz in einem zum Endabschnitt entfernten Abschnitt des Nachstellhebels angeordnet ist, wobei der Nachstellhebel mittels eines Schwenklagers gelagert ist, das sich zwischen dem die Klinke tragenden Endabschnitt und dem entfernten Abschnitt befindet. Der Nachstellhebel besteht in diesem Fall somit aus einem zweiarmigen Schwenkhebel mit gegenüberliegenden Hebelarmen und dazwischenliegendem Schwenklager. Hierdurch kann auf einfache Weise eine platzsparende Anordnung geschaffen werden, wobei durch die Länge der Hebelarme eine vorbestimmte Übersetzung des Schwenkweges realisiert werden kann.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Kulissenflächen einen ersten Kulissenflächenabschnitt auf, der schräg oder gebogen zur Längsachse des Spreizkolbens verläuft, und einen zweiten Kulissenflächenabschnitt, der in einer vorbestimmten Schwenkstellung des Nachstellhebels parallel zur Längsachse des Spreizkolbens verläuft, um ein Verschwenken des Nachstellhebels durch den zweiten Kulissenflächenabschnitt bei einer Axialbewegung des Spreizkolbens zu vermeiden. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Art „Freilauf“ geschaffen werden, der bewirkt, dass ab einem bestimmten axialen Verschiebeweg des Spreizkolbens keine weitere Verschwenkung des Nachstellhebels mehr erfolgt. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Klinke des Nachstellhebels ungewollt mehrere Zähne der Nachstellmutter überspringt und der Nachstellbolzen zu weit nachgestellt wird.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ragt das gehäusefeste Führungselement in eine Zylinderbohrung des Gehäuses, in welcher der Spreizkolben angeordnet ist, hinein, wobei der Spreizkolben eine Längsnut oder einen Längsschlitz aufweist, in die bzw. in den das Führungselement eingreift, um eine Drehung des Spreizkolbens innerhalb des Gehäuses zu verhindern. Hierdurch wird der Spreizkolben auf sehr einfache Weise drehfest in der Zylinderbohrung des Gehäuses festgelegt, ohne die Wand des Gehäuses durch eine Längsnut schwächen zu müssen. Dies ist insbesondere im Fall einer Spreizkeilbremse von Vorteil, da der Spreizkeil auf den Spreizkolben ein Kippmoment ausübt, das vom Gehäuse im Bereich der Zylinderbohrung aufgenommen werden muss und zu hohen Flächenpressungen in bestimmten Bereichen der Zylinderbohrung führt. Das Gehäuse kann diese hohen Flächenpressungen ohne Beschädigung aufnehmen, wenn in diesen Bereichen keine Führungsnuten vorgesehen sind, welche die Kontaktflächen zwischen Spreizkolben und Gehäuse reduzieren.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Spreizkolben zwei Endabschnitte mit größeren Außendurchmessern und einen mittleren Abschnitt mit kleinerem Außendurchmesser auf, wobei der Spreizkolben mittels der Endabschnitte im Gehäuse axial verschiebbar gelagert ist und der Nachstellhebel im Bereich des mittleren Abschnitts gelagert ist. Hierdurch ist es möglich, den Nachstellhebel und das Schwenklager soweit vertieft, d.h. radial innerhalb der Außendurchmesser der Endabschnitte anzuordnen, dass Nachstellhebel und Schwenklager radial nach außen nicht über die beiden Endabschnitte vorragen. Hierdurch ist es auf sehr einfache Weise möglich, eine sehr kompakte Bauform von Spreizkolben und Nachstellhebel zu schaffen.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Nachstellmutter ein Klinkenrad auf oder ist mit einem Klinkenrad drehfest verbunden, das innerhalb des Spreizkolbens angeordnet ist, wobei der Spreizkolben eine Aussparung aufweist, durch die sich der die Klinke aufweisende Endabschnitt des Nachstellhebels hindurcherstreckt, um mit dem Klinkenrad in Eingriff zu treten. Hierdurch ist auf einfache Weise eine Kopplung des Nachstellhebels mit dem sich insbesondere vollkommen innerhalb des Spreizkolbens angeordneten Klinkenrad möglich. Weiterhin kann die Nachstellmutter mit ihren beiden Endabschnitten im Spreizkolben gelagert werden, wobei das Klinkenrad dann zwischen den beiden Endabschnitten der Nachstellmutter anordnet ist. Hierdurch ergeben sich kurze, kompakte Bauformen und eine sehr exakte Lagerung der Nachstellmutter.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1: eine Seitenansicht einer Innenbackenbremse mit erfindungsgemäßer Betätigungseinrichtung, wobei einzelne Teile zur Erhöhung der Übersichtlichkeit vereinfacht dargestellt oder weggelassen wurden;
- 2: einen Schnitt durch die Betätigungseinrichtung von 1;
- 3: eine räumliche, teilweise freigeschnittene Darstellung eines Spreizkolbens mit daran gelagertem Nachstellhebel; und
- 4a bis 4c: Draufsichten auf den Spreizkolben und Nachstellhebel in drei verschiedenen Axialpositionen des Spreizkolbens relativ zu einem gehäusefesten Führungselement.
-
1 zeigt wesentliche Teile einer Innenbackenbremse 1 in Form einer Simplex-Spreizkeilbremse. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Simplex-Spreizkeilbremsen beschränkt, sondern kann auch für andere Arten von Innenbackenbremsen, beispielsweise Duplex- oder Servobremsen, angewendet werden.
-
Zwei Bremsbacken 2 der Innenbackenbremse 1 weisen in üblicher Weise jeweils einen Reibbelag 3 und einen oder zwei Bremsbackenstege 4 auf. Die Bremsbackenstege 4 sind an ihrem unteren Ende 6 an einem Stützlager 7 schwenkbar abgestützt, das an einem Bremsträger 5 befestigt ist. Die oberen Enden 9 der Bremsbackenstege 4 sind dagegen an einer Betätigungseinrichtung 10 abgestützt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Spreizkeileinrichtung ausgebildet ist, und können von dieser seitlich nach außen gedrückt werden, um die Reibbeläge 3 gegen die Umfangswand einer Bremstrommel 11 zu pressen und hierdurch einen Bremsvorgang durchzuführen. Zum Zurückziehen der Bremsbacken 2 in ihre nicht bremsende Ausgangsstellung sind zwei Backenrückzugfedern 12 vorgesehen, die an den gegenüberliegenden Bremsbackenstegen 4 eingehakt sind und die Bremsbacken 2 zusammenziehen.
-
Die Betätigungseinrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 13, das fest mit dem Bremsträger 5 verbunden ist. Das Gehäuse 13 weist einen T-förmigen Abschnitt auf, der sich vom Bremsträger 5 in den von der Bremstrommel 11 umschlossenen Raum hinein erstreckt, sowie einen äußeren Flanschabschnitt 14, der auf der gegenüberliegenden Seite des Bremsträgers 5 angeordnet ist und zum Befestigen eines nicht dargestellten Bremszylinders dient.
-
Wie aus 2 ersichtlich, umfasst das Gehäuse 13 einen zentralen, hohlzylindrischen Führungsabschnitt 15, an dessen äußerem Ende der Flanschabschnitt 14 anschließt, während sich von seinem gegenüberliegenden, innerhalb der Bremse befindenden Ende zwei Zylinderabschnitte 16 in entgegengesetzte Richtungen und rechtwinklig zum Führungsabschnitt 15 seitlich nach außen erstrecken. Die Zylinderabschnitte 16 weisen jeweils eine Zylinderbohrung 32 auf, in welcher ein drehfester Spreizkolben 17 axial verschiebbar gelagert ist.
-
Die Verschiebung der Spreizkolben 17 erfolgt mittels eines Druckkeils 18, der längsverschiebbar im Führungsabschnitt 15 angeordnet ist. Der Druckkeil 18 umfasst einen Schaft 19 mit einem halbkugelförmig geformten Ende 20, das gelenkig in einer kalottenartigen Vertiefung 21 eines Kolbens 22 gelagert ist. Der Kolben 22 ist innerhalb des Führungsabschnitts 15 des Gehäuses 13 verschiebbar gelagert und wird durch den nicht dargestellten Bremszylinder bewegt.
-
Am gegenüberliegenden Ende weist der Druckkeil 18 einen Keilabschnitt 23 auf. Der Keilabschnitt 23 greift zwischen zwei Rollen 24 ein, die von einem nicht dargestellten Käfig derart innerhalb des Gehäuses 13 positioniert werden, dass sie sich zwischen den beiden Spreizkolben 17 in Verschieberichtung des Druckkeils 18 bewegen können.
-
Die Rollen 24 liegen jeweils einerseits an einer Schrägfläche 25 des Keilabschnitts 23 und andererseits an einer Schrägfläche 26 der Spreizkolben 17 an. Da die Neigung der Schrägflächen 25 der Neigung der gegenüberliegenden Schrägflächen 26 entspricht, können die Rollen 24 zwischen parallelen Schrägflächen abrollen. Wird der Druckkeil 18 vorgeschoben, d.h. in 2 nach unten bewegt, werden die Spreizkolben 17 über die Rollen 24 gespreizt, d.h. gegensinnig seitlich nach außen bewegt.
-
Das Gehäuse 13 und die darin aufgenommenen Elemente sind symmetrisch zu einer Mittelebene 27 der Betätigungseinrichtung 10.
-
Die Spreizkolben 17 sind becherartig ausgebildet und weisen einen in Axialrichtung verlaufenden, gestuft zylindrischen Hohlraum 28 auf. Dieser Hohlraum 28 ist zu der seitlich außen liegenden Stirnseite des Spreizkolbens 17 hin offen. Weiterhin ist auch die äußere Form des Spreizkolbens 17 im Wesentlichen gestuft zylindrisch. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, weist der Spreizkolben 17 zwei zylinderförmige Endabschnitte 29a, 29b mit einem größeren Außendurchmesser und einen mittleren Abschnitt 30 mit einem verringerten Außendurchmesser auf. Der mittlere Abschnitt 30 geht über konische Flächen 31a, 31b in die Endabschnitte 29a, 29b über. Der Kolben 17 hat damit eine taillierte, sanduhrähnliche Form. Die Umfangswände der Endabschnitte 29a, 29b dienen als Lagerflächen, mit denen der Spreizkolben 17 in der Zylinderbohrung 32 gelagert ist. Zwischen dem mittleren Abschnitt 30 und der Wand der Zylinderbohrung 32 ist dagegen ein freier Ringraum 33 vorhanden.
-
Wie aus 2 ersichtlich, ist innerhalb des zylindrischen Hohlraums 28 des Spreizkolbens 17 im Bereich des Endabschnitts 29a eine Nachstellmutter 34 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert. Hierzu weist der Spreizkolben 17 einen axial äußeren Lagerflansch 35 und einen axial inneren Lagerflansch 36 auf. Im äußeren Lagerflansch 35 ist ein äußerer Endabschnitt der Nachstellmutter 34 gelagert, während im inneren Lagerflansch 36 ein innerer Endabschnitt der Nachstellmutter 34 gelagert ist. Eine an den inneren Lagerflansch 36 anschließende, nach innen vorspringende Durchmesserstufe des Spreizkolbens 17 bildet eine Schulter und damit eine axiale Anschlagfläche 37, an der die Nachstellmutter 34 axial nach innen abgestützt ist.
-
Die Nachstellmutter 34 ist mit einem selbsthemmenden Innengewinde versehen, in das ein Nachstellbolzen 38 eingeschraubt ist. Weiterhin weist die Nachstellmutter 34 im Bereich zwischen ihren Endabschnitten ein äußeres Zahnrad oder Klinkenrad 39 mit Zähnen 40 auf (siehe auch 4a bis 4c). Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Klinkenrad 39 einteilig mit der Nachstellmutter 34 ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, Klinkenrad 39 und Nachstellmutter 34 getrennt auszubilden und drehfest miteinander zu verbinden. In axialer Richtung befindet sich das Klinkenrad 39 im Bereich des Endabschnitts 29a des Spreizkolbens 17. Zwischen dem Klinkenrad 39 und der Innenwand des Endabschnitts 29a ist ein radialer Freiraum vorhanden.
-
Wie aus den 2 und 3 ersichtlich, ist an der Außenseite des Spreizkolbens 17 ein Nachstellhebel 41 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse 42 verläuft senkrecht zur Längsachse 43 des Spreizkolbens 17 und ist in der Längsmitteebene des Spreizkolbens 17 angeordnet. Das Lagerelement besteht im vorstehenden Ausführungsbeispiel aus einem Nietbolzen 44, der im mittleren Abschnitt 30 des Spreizkolbens 17 verankert ist und in radialer Richtung nach außen über den mittleren Abschnitt 30 vorsteht. Die Länge des Nietbolzens 44 ist derart bemessen, dass er radial nach außen nicht über den Außenumfang der Endabschnitte 29a, 29b vorsteht und er daher innerhalb der Zylinderbohrung 32 zusammen mit dem Spreizkolben 17 bewegt werden kann, ohne die Umfangsfläche der Zylinderbohrung 32 zu berühren.
-
Wie aus 2 ersichtlich, weist der Nietbolzen 44 einen an den Spreizkolben 17 anschließenden zylindrischen Lagerabschnitt 45 und einen Kopf 46 mit vergrößertem Durchmesser auf. Der Lagerabschnitt 45 dient zur Schwenklagerung des Nachstellhebels 41, der zu diesem Zweck eine Lagerbohrung aufweist, die etwas größer als der Durchmesser des Lagerabschnitts 45 ist. Hierdurch kann der Nachstellhebel 41, wie aus 3 ersichtlich, sowohl in einer ersten Ebene (Hauptschwenkebene) geschwenkt werden, die senkrecht zur Schwenkachse 42 liegt und in welcher der Doppelpfeil 47 liegt, als auch in einer hierzu senkrechten Ebene, die durch den Doppelpfeil 48 veranschaulicht ist.
-
Die schwenkbare Fixierung des Nachstellhebels 41 am Spreizkolben 17 erfolgt mittels einer Druckfeder 49. Die Druckfeder 49 umschlingt den Nietbolzen 44 und ist einerseits am Kopf 46 abgestützt, während sie andererseits auf den Nachstellhebel 41 und diesen gegen eine ebene Fläche 66 (2) drückt, die im Umgebungsbereich des Nietbolzens 44 im mittleren Abschnitt 30 des Spreizkolbens 17 vorhanden ist und sich bis in den Bereich der konischen Flächen 31a, 31b (3) erstreckt.
-
Wie aus den 3 und 4a bis 4c ersichtlich, umfasst der Nachstellhebel 41 einen ersten Arm 50, der sich vom Nietbolzen 44 aus in einer im Wesentlichen axialen Richtung des Spreizkolbens 17 nach außen erstreckt, sowie einen zweiten Arm 51, der sich vom Nietbolzen 44 aus in entgegengesetzter Richtung erstreckt. Der erste Arm 50 endet in einem Endabschnitt 52 mit einer Klinke 53, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie sich über das Klinkenrad 39 erstreckt und mit diesem in Eingriff tritt. Um dies zu ermöglichen, ist in der Wand des Spreizkolbens 17 im Bereich der konischen Fläche 31a eine fensterartige Aussparung 54 vorgesehen, durch welche der erste Arm 50 hindurchtreten kann, so dass sich sein Endabschnitt 52 in den Hohlraum 28 des Spreizkolbens 17 hineinerstrecken kann. Die Größe der Aussparung 54 ist so bemessen, dass die notwendigen Schwenkbewegungen des Nachstellhebels 41 nicht behindert werden. Es ist zu beachten, dass in 3 der Endabschnitt 29a lediglich aus Gründen der deutlicheren Darstellung im Bereich der Umfangswand des Endabschnitts 29a freigeschnitten dargestellt ist. Tatsächlich ist die Aussparung 54 jedoch nur seitlich neben dieser Umfangsfläche im Bereich der konischen Fläche 31a vorgesehen, so dass die Umfangsfläche des Endabschnitts 29a als ununterbrochene, umlaufende Lagerfläche ausgebildet ist.
-
Der zweite Arm 51 des Nachstellhebels 41 ist gegabelt ausgebildet und weist eine zweiseitig wirkende Führungskulisse in Form eines Führungsschlitzes 55 mit zwei gegenüberliegenden, kurvigen Kulissenflächen 56, 57 auf. In diesen Führungsschlitz 55 ragt ein gehäusefestes Führungselement 58 in Form eines Stifts 59 hinein. Wie aus 2 ersichtlich, handelt es sich bei diesem Stift 59 um einen Schraubstift, dessen Längsachse parallel zur Schwenkachse 42 (3) des Nietbolzens 44 angeordnet ist. Der Stift 59 ist nahe dem Führungsabschnitt 15 in das Gehäuse 13 eingeschraubt und von außen her zugänglich. Das innere Ende des Stifts 59 erstreckt sich in die Zylinderbohrung 32 und in den Führungsschlitz 55 des Nachstellhebels 41 hinein.
-
Wie aus den 4a bis 4c erkennbar, bilden die Kulissenflächen 56, 57, d.h. die Seitenflanken des Führungsschlitzes 55, zwei unterschiedliche Kulissenkurven, mit denen der Nachstellhebel 41 in gleitendem Kontakt mit dem gehäusefesten Stift 59 steht. Die erste Kulissenfläche 56 umfasst einen ersten Kulissenflächenabschnitt 56a (4c), der schräg gebogen zur Längsachse 43 des Spreizkolbens 17 verläuft. An diesen ersten Kulissenflächenabschnitt 56a schließt sich ein zweiter Kulissenflächenabschnitt 56b an, der in denjenigen Schwenkstellungen, die in den 4b und 4c gezeigt sind, parallel zur Längsachse 43 verläuft.
-
Der Verlauf der zweiten Kulissenfläche 57 ist zu derjenigen der ersten Kulissenfläche 56 verschieden. Die Kulissenfläche 57 weist einen ersten Kulissenflächenabschnitt 57a auf, der schräg zur Längsachse 43 verläuft, und einen zweiten Kulissenflächenabschnitt 57b, der parallel zum Kulissenflächenabschnitt 56b und damit in einer vorbestimmten Schwenkstellung des Nachstellhebels 41 parallel zur Längsachse 43 des Spreizkolbens 17 verläuft. Der Nachstellhebel 41 ist im Bereich der ersten Kulissenflächenabschnitte 56a, 57a mit dem Stift 59 dann in Führungseingriff, wenn der von den Spreizkolben 17 bei einem Bremsvorgang zurückzulegende Weg relativ kurz ist, während die zweiten Kulissenflächenabschnitte 56b, 57b mit dem Stift 59 in Führungseingriff sind, wenn die Spreizkolben 17 relativ weit aus den Zylinderbohrungen 32 des Gehäuses 13 ausgefahren sind. Je nach Gestaltung der Kurven am Nachstellhebel 41 wird, solange sich der Stift 59 im Bereich der ersten Kulissenflächenabschnitte 56a, 57a befindet, die Axialbewegung des Spreizkolbens 17 durch den gehäusefesten Stift 59 in eine Schwenkbewegung (in der Hauptschwenkebene, die durch den Doppelpfeil 47 in 3 dargestellt ist) gewandelt. Befindet sich der Stift 59 dagegen im Bereich der zweiten Kulissenflächenabschnitte 56b, 57b erfolgt keine weitere Schwenkbewegung des Nachstellhebels 41, wenn der Spreizkolben 17 axial verlagert wird. Hierdurch wird eine Art „Freilauf“ geschaffen, der bei einer größeren Axialbewegung des Spreizkolbens 17 verhindert, dass sich der Nachstellhebel 41 ungewünscht weit dreht. Der Nachstellvorgang wird später noch näher beschrieben.
-
Wie aus 2 weiter ersichtlich, ist in die Nachstellmutter 34 eines jeden Spreizkolbens 17 ein Nachstellbolzen 38 eingeschraubt. Hierzu weist der Nachstellbolzen 38 einen Schraubschaft 61 auf, der mit dem Innengewinde der Nachstellmutter 34 zusammenwirkt und sich in den zylindrischen Hohlraum 28 des Spreizkolbens 17 hineinerstreckt, sowie einen äußeren Kopfabschnitt 62, der über die äußere Stirnfläche des Spreizkolbens 17 vorragt. Nachstellbolzen 38, Nachstellmutter 34, Spreizkolben 17 und Zylinderabschnitt 16 des Gehäuses 13 sind koaxial zueinander angeordnet und weisen dieselbe Längsachse 43 auf.
-
Die nach außen gewandte ebene Stirnfläche 63 des Nachstellbolzens 38 liegt auf einer radiusförmigen Kontaktfläche 64 des/der Bremsbackenstegs/-e 4 an und wird axial durch die Kraft der Backrückzugfeder/-n 12 reibschlüssig in Position gehalten. Nachstellmutter 34 und Nachstellbolzen 38 bilden ein Spindelsystem, um bei zunehmendem Verschleiß der Bremsbeläge 3 den Nachstellbolzen 38 durch selbsttätiges Drehen der Nachstellmutter 34 aus der Zylinderbohrung 32 herauszuschrauben und dadurch das Bremsbackenlüftspiel auf einem konstanten, gewünschten Wert zu halten. Hierzu ist es erforderlich, dass der Nachstellbolzen 38 drehfest relativ zum Gehäuse 13 angeordnet ist. Die Drehfixierung des Nachstellbolzens 38 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer Nut im Kopfabschnitt 62, in die das obere Ende 9 des Bremsbackenstegs 4 eingreift. Das Spiel zwischen den Seitenwänden der Nut und dem Bremsbackensteg 4 lässt eine Relativbewegung des Bremsbackensteges 4 zu, die für das Verschwenken der Bremsbacken 2 erforderlich ist.
-
Wie weiterhin aus 2 ersichtlich, befindet sich im Bereich des Kopfabschnitts 62 des Nachstellbolzens 38 sowie radial weiter außen am Gehäuse 13 eine umlaufende Nut. In diese Nuten ist ein elastischer und temperaturbeständiger Faltenbalg 65 eingesetzt, der die Betätigungseinrichtung 10 und insbesondere die gesamte Nachstelleinrichtung zur Umgebung hin abdichtet. Nach Entfernen der Backenrückzugfeder/-n 12 und dem Schwenken der Bremsbacken 2 nach außen ist das manuelle Rückstellen des Nachstellbolzens 38 durch Einschrauben in den zylindrischen Hohlraum 28 des Spreizkolbens 17 möglich. Hierzu kann es zweckmäßig sein, den Faltenbalg 65 drehbar am Gehäuse 13 oder am Nachstellbolzen 38 anzuordnen.
-
Im Folgenden wird die Funktionsweise der selbsttätigen Nachstelleinrichtung näher beschrieben:
-
Die Druckfeder 49 bewirkt eine Druckkraft auf den Nachstellhebel 41, die so geartet ist, dass die Klinke 53 des Nachstellhebels 41 im gesamten Arbeitsbereich auf den sägezahnartigen Zähnen 40 des Klinkenrads 39 geführt wird. Zu Beginn eines Bremsvorgangs erhöht sich die in Axialrichtung des Spreizkolbens 17 wirkende Druckkraft und bewirkt ein Verspannen der Bauteile zwischen den Bremsbacken 2 und damit ein Sperren der Nachstellmutter 34 aufgrund des selbsthemmenden Gewindes zwischen Nachstellmutter 34 und Nachstellbolzen 38. Ist bei einem Bremsvorgang der zurückgelegte Weg des Spreizkolbens 17 klein, so dass das Lüftspiel nicht nachgestellt werden muss, wird der Nachstellhebel 41 durch den ersten Kulissenflächenabschnitt 56a nur soweit im Uhrzeigersinn ( 4a) geschwenkt, dass die Klinke 53 des Nachstellhebels 41 über die flache Kontur des Zahns 40 des Klinkenrads 39 nach oben gleitet und nach dem Ende der Bremsbetätigung wieder nach unten gleitet, ohne diesen Zahn 40 zu überspringen. Wird der zurückgelegte Weg des Spreizkolbens 17 jedoch, wie in 4b dargestellt, aufgrund eines zu großen Lüftspiels einer Bremsbacke 2 so groß, dass ein ganzer Zahn 40 des Klinkenrads 39 überstrichen werden soll, wird der Nachstellhebel 41 mittels des Kulissenflächenabschnitts 56a im Uhrzeigersinn soweit geschwenkt, dass die Klinke 53 des Nachstellhebels 41 über die flache Kontur des Zahns 40 des Klinkenrads 39 nach oben gleitet, bis sie an ihrer Kante an der steilen Kontur des Zahns 40 um die Zahnhöhe nach unten fällt, d.h. in die Vertiefung des nächsten Zahns eingreift. Wird der zurückgelegte Weg des Spreizkolbens 17 noch größer, so gelangt der gehäusefeste Stift 59 in den Bereich des zweiten Kulissenflächenabschnitts 56b, wie in 4b dargestellt. Wird der Spreizkolben 17 weiter nach außen verschoben, wie in 4c dargestellt, erfolgt jedoch keine weitere Schwenkbewegung des Nachstellhebels 41 mehr, da der zweite Kulissenflächenabschnitt 56b parallel zur Längsachse 43 des Spreizkolbens 17 verläuft. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Nachstellhebel 41 das Klinkenrad 39 und damit die Nachstellmutter 34 immer nur um einen Zahn 40 weiterdreht.
-
Mit dem Ende der Betätigung der Betätigungseinrichtung 10 reduziert sich die axiale Druckkraft auf ihren Anfangswert, der durch die Backenrückzugfeder/-n 12 bestimmt wird. Die Sperrwirkung der Nachstellmutter 34 ist damit aufgehoben. Die sich ergebende seitliche Druckkraft des gehäusefesten Stifts 59 auf die gegenüberliegende zweite Kulissenfläche 57 am Nachstellhebel 41 bewegt den Nachstellhebel 41 in entgegengesetzter Schwenkrichtung, d.h. in den 4a bis 4c im Gegenuhrzeigersinn, in seine Ausgangslage zurück. Dabei drückt die Klinke 53 gegen die steile Kontur des Zahns 40 und verdreht damit das Klinkenrad 39 bzw. die Nachstellmutter 34, was zu einem Herausschrauben des Nachstellbolzens 38 und damit zu einer Verringerung des Lüftspiels der jeweiligen Bremsbacke 2 führt.
-
Über die zusammenwirkenden Gewinde der Nachstellmutter 34 und des Nachstellbolzens 38 entsteht somit aus der Drehbewegung der Nachstellmutter 34 eine Axialbewegung des Nachstellbolzens 38. Der bis zum Erreichen der Verschleißgrenze des Reibbelags 3 auszugleichende Weg gibt die maximal ausschraubbare Gewindelänge des Nachstellbolzens 38 sowie die maximale Strecklänge des Faltenbalgs 65 vor.
-
Mit fortschreitendem Verschleiß des Reibbelags 3 bewegt sich die Kontaktstelle von Nachstellbolzen 38 und dem/den Bremsbackensteg/-en 4 in Richtung des Stützlagers 7 der Bremsbacken 2. Sind beide Reibbeläge 3 gleichmäßig und zur Hälfte verschlissen, befindet sich die Kontaktstelle idealerweise während einer Bremsung auf Höhe der Mittelachse, d.h. der Längsachse 43 der Nachstellbolzen 38.
-
Der gehäusefeste Stift 59 dient gleichzeitig dazu, ein Drehen des Spreizkolbens 17 innerhalb der Zylinderbohrung 32 zu verhindern. Hierzu weist der Spreizkolben 17 im Bereich unterhalb des Führungsschlitzes 55 des Nachstellhebels 41 einen Längsschlitz (67) auf, in den der Endabschnitt des Stifts 59 hineinragt. Es ist somit nicht erforderlich, dass die Zylinderbohrung 32 eine Führungsnut zur Verhinderung der Rotation des Spreizkolbens 17 aufweist.
-
Es ist erkennbar, dass bei der erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung die Kraft zum Drehen der Nachstellmutter 34 allein durch die Kraft der bereits vorhandenen Backenrückzugfedern 12 aufgebracht wird. Zusätzliche, separate Federn sind hierzu nicht erforderlich. Die Kraft der am Nietbolzen 44 gelagerten Druckfeder 49 dient ausschließlich dazu, die Klinke 53 des Nachstellhebels 41 in Eingriff mit der Verzahnung 40 des Klinkenrads 39 zu halten und dabei dem Nachstellhebel 41 eine hierfür erforderlich Bewegungsmöglichkeit in radialer Richtung des Spreizkolbens 17, d.h. in Richtung des Doppelpfeils 48 (3), parallel zur Richtung der Schwenkachse 42, zu geben.
-
Da sich alle Bauteile der Nachstelleinrichtung im Inneren der Betätigungseinheit 10 befinden, können die entsprechend ihren Anforderungen gehärteten Bauteile zur Reduzierung von Verschleiß zusätzlich dauerhaft gefettet werden. Alle Bauteile sind so gestaltet, dass sie auf einfachste Weise hergestellt werden können und leicht zu montieren sind. Der Aufbau ist symmetrisch zur Mittelebene 27.
-
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung ergibt sich eine einfache Variation des Lüftspiels und ein klar strukturierter Nachstellprozess, der aus einem Schaltvorgang beim Auseinanderfahren der Spreizkolben 17 und einem Stellvorgang beim Zurückbewegen der Spreizkolben 17 besteht. Sowohl der Schaltvorgang als auch der Stellvorgang kann über die gezielte Gestaltung der Kulissenflächen 56, 57 exakt bestimmt werden. Der zweiseitig wirkende Führungsschlitz 55 verhindert dabei auf einfache und zuverlässige Weise eine ungewollte Abweichung der vorbestimmten Schwenkbewegung des Nachstellhebels 41.
-
Im Rahmen der Erfindung ist eine Vielzahl von Variationen möglich. Bei dem gehäusefesten Führungselement 58 muss es sich nicht um einen zylinderförmigen Stift 59 handeln. Es ist auch möglich, anders geformte Führungselemente zu verwenden, welche die Funktion eines Kulissensteins ausüben können. Anstelle des Nietbolzens 44 können auch andere Lagerelemente für die Lagerung des Nachstellhebels 41 verwendet werden, beispielsweise Lagerzapfen, die mit dem Spreizkolben 17 verschraubt oder auf diesem festgeschweißt sind.
