DE102019206031B4

DE102019206031B4 - Spreizeinrichtung für eine Trommelbremse

Info

Publication number: DE102019206031B4
Application number: DE102019206031.5A
Authority: DE
Inventors: Uwe Bach; Jens Hoffmann; Matthias Schulitz; Falk Petzold; Martin Gädke; Adrian Messner; Ahmed Sefo
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2020-11-19
Anticipated expiration: 2039-04-27
Also published as: DE102019206031A1; WO2020216798A1

Abstract

Spreizeinrichtung für eine Trommelbremse mit einem eine Längsachse (2) aufweisenden Gehäuse (1) in Form eines Hohlzylinders, mit einer koaxial im Gehäuse (1) gelagerten Spindelanordnung (3), umfassend eine Spindelmutter (4) und eine Gewindespindel (5) mit zwei Druckstücken (20, 22), wobei ein Druckstück (20) mit einem Ende der Spindel drehfest verbunden ist und ein Druckstück (22) an der Spindelmutter (4) über ein Axiallager (23) drehbar anliegt, und die Drehung des Druckstückes gegenüber der Spindelmutter (4) erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Spindelmutter (4) zwei Wälzlager (15) umfasst, die jeweils einen ringförmigen Käfig (16) aufweisen, in denen Lagerkugeln (17) aufgenommen sind, wobei jeder Käfig (16) verschiebbar zwischen zwei Absätzen an der äußeren Mantelfläche der Spindelmutter (4) gehalten ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spreizeinrichtung für eine Trommelbremse mit einem eine Längsachse aufweisenden Gehäuse in Form eines Hohlzylinders, der geeignet ist, an der Rückenplatte einer Trommelbremse befestigt zu werden, mit einer koaxial im Gehäuse gelagerten Spindelanordnung, umfassend eine Spindelmutter und eine Gewindespindel mit zwei Druckstücken, die geeignet sind, an je eine Backe der Trommelbremse angelegt zu werden, wobei ein Druckstück an der Spindelmutter über ein Axiallager anliegt, und eine Drehung des Druckstückes gegenüber der Spindelmutter erlaubt.
Eine stromlos selbsthemmende Spreizeinrichtung für eine elektrisch betätigbare Feststellbremsvorrichtung vom Duo-Servo-Typ ist in der US 2006/0278477 A1 beschrieben. Demnach erfolgt die Lagerung der Spindelmutter im Gehäuse mit gehäusefesten Gleitlagern, die mit ihren aneinander zugewandten Enden an einen Anschlag an der inneren Mantelfläche des Gehäuses anliegen. Eine elektromechanisch betätigbare Trommelbremse mit einer Spreizeinrichtung umfassend ein Kugelgewindegetriebe und mit einem integrierten Sensor ist in der DE 10 2013 224 922 A1 beschrieben.
Die JP 5418243 B2 betrifft einen messtechnischen Prüfstand in Verwendung für Prüftrommeln bei Trommelbremsen. Eine Aufgabe besteht darin, eine präzise Messung der Druckkraft zu erlauben, die von einem Paar Bremsschuhe in einer Prüftrommel in einem Zustand ausgeübt werden, in dem diese nicht an einem Fahrzeug montiert ist, und wobei die Bremsschuhe auf einen Innenumfang der Prüftrommel drücken. Zur Lösung dieser Aufgabe wird in Zusammenhang mit einer Druckkraftmessvorrichtung, die eine Basis zum Halten einer Trommelbremsvorrichtung bildet vorgeschlagen, ein Paar Lastsensoren vorzusehen, die jeweilige Druckaufnahmeflächen aufweisen und eine auf die Druckaufnahmeflächen aufgebrachte Last messen; und einen Lastsensorhaltemechanismus zum Halten eines Paares der Lastsensoren, um zu bewirken, dass die Druckaufnahmeflächen eines Paares der Lastsensoren Reibungsmaterial eines Paares der Bremsbacken in der Trommelbremsvorrichtung gegenüberliegen. In Halterung an der Basis sind die Druckaufnahmeflächen konvex gekrümmte Flächen. Bei einem solchen Aufbau wird die Reibungskraft, die zwischen den Druckaufnahmeflächen der Lastsensoren und den Reibungsmaterialien der Bremsbacken erzeugt wird, verringert, so dass die Wirkung der Reibungskraft verringert ist, und Druckkraftmessung besonders präzise erfolgt.
Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die Lagerung der Spindelanordnung im Gehäuse zu verbessern und insbesondere die axiale Beweglichkeit zu erhöhen, die notwendig ist, um eine Verschiebung der Spindelanordnung, die aus einem Verschleiß der Bremsbacken herrührt, zu kompensieren. Außerdem soll die Teilanzahl verringert und der Wirkungsgrad erhöht werden.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die Lagerung der Spindelmutter aus zwei Wälzlagern besteht, die jeweils einen ringförmigen Käfig aufweisen, in denen Lagerkugeln aufgenommen sind, wobei jeder Käfig verschiebbar zwischen zwei Absätzen an der äußeren Mantelfläche der Spindelmutter gehalten ist.
Die Wälzlager erlauben im Gegensatz zu den Gleitlagern im Stand der Technik sowohl die Rotation als auch die Translation der Spindelmutter gegenüber dem Gehäuse. Darüber hinaus sind der Wirkungsgrad und das Hysterese-Verhalten der Wälzlager deutlich besser als bei einem Gleitlager. Das Axiallager kann mit einem Radiallager kombiniert ausgeführt sein.
Vorzugsweise besitzt die Spindelmutter an ihrer äußeren Mantelfläche eine Verzahnung, wobei die jeweils inneren Anschläge für die Käfige von der Verzahnung gebildet sind. Für die jeweils äußeren Anschläge sind Anschlagringe vorgesehen, die in einer Nut in der äußeren Mantelfläche der Spindelmutter gehalten sind.
Das axiale Spiel der Wälzlager ermöglicht einen reibungsfreien Betätigungshub. Durch den Verschleiß und die damit verbundene Abnutzung der Beläge wird nach und nach ein immer weiter vergrößerter Betätigungshub benötigt. In der Anfangsphase des Betätigungshubes werden die Lager zunächst über die axialen Absätze mitgenommen, wobei die Wälzlager in Axialrichtung wie Gleitlager wirken. In der Endphase des Betätigungshubes, bei der ein Anpressdruck auf die Bremsbacken ausgeübt wird, wirken die gegenüber dem Gehäuse nunmehr verschobenen Wälzlager wieder als Kugellager.
Um die Gewindespindel gegen eine Verdrehung zu sichern, so dass sie sich axial bewegt, wenn die Spindelmutter gedreht wird, ist vorgesehen, dass das Druckstück an der Gewindespindel eine drehsichere Verbindung zu der zugehörigen Bremsbacke aufweist. Diese wird durch einen Schlitz in dem Druckstück erreicht, in den ein Steg an der Bremsbacke eingreift.
Da die Bremsbacke selbst nicht um die Längsachse der Spindelanordnung drehbar ist, bewirkt sie eine Drehfixierung der Gewindespindel. Grundsätzlich kann aber auch eine drehgesicherte Führung für das Druckstück im Gehäuse vorgesehen werden.
Die Spindelmutter kann zweiteilig ausgeführt werden, nämlich durch eine Lagerbuchse, in die ein Einsatzstück, das mit der Gewindespindel zusammenwirkt, drehfest eingelassen ist.
Im Folgenden wird anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert. Dazu zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch die Spreizeinrichtung.
Die Spreizeinrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 in Form eines Hohlzylinder mit einer Längsachse 2. Koaxial zu der Längsachse 2 befindet sich im Gehäuse 1 eine Spindelanordnung 3. Diese besteht aus einer Spindelmutter 4 und einer Gewindespindel 5. Diese sind über einen Kugelgewindetrieb miteinander gekoppelt, wozu die Spindelmutter 4 und die Gewindespindel 5 jeweils eine Kugellaufbahn aufweisen, in der Kugeln laufen. Die Spindelmutter 4 besitzt außerdem an ihrer äußeren Mantelfläche eine gerade oder geschrägte Verzahnung in Form einer Stirnverzahnung 6, in die eine Antriebsmutter 7 eingreift. Dazu ist in der Wand des Gehäuses 1 eine entsprechende Aussparung 8 vorgesehen.
Die Spindelmutter 4 kann einteilig oder - wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt - zweiteilig ausgeführt sein. Dazu besteht sie aus einer Lagerbuchse 10, in der sich ein Einsatzstück 11 mit einer inneren Kugellaufbahn befindet.
Zur Lagerung der Spindelmutter 4 im Gehäuse sind zwei Wälzlager 15 vorgesehen. Diese befinden sich jeweils an den äußeren Enden der Spindelmutter und schließen zwischen sich die Stirnverzahnung der Spindelmutter ein.
Jedes Wälzlager besteht aus einem Käfig 16 sowie zwei Lagerkugelkreisen mit jeweils einer Vielzahl von Lagerkugeln 17, die auf dem Umfang der Spindelmutter 4 verteilt sind. Je nach Anforderung kann auch jeweils nur ein Lagerkugelkreis oder auch mehr als zwei vorgesehen werden. Die Käfige 16 fassen die Lagerkugeln 17 nur axial ein, so dass diese unmittelbar an der inneren Mantelfläche des Gehäuses 1 und an der äußeren Mantelfläche der Spindelmutter 4 abrollen. Dabei bildet die gegenüber der Mantelfläche der Spindelmutter hervorstehende Stirnverzahnung 6 innere Anschläge und Anschlagelemente 18 in Form von Ringen, die in Nuten in der äußeren Mantelfläche der Spindelmutter 4 eingelassen sind, äußere Anschläge für die Käfige 16.
Zwischen dem inneren und dem äußeren Anschlag besteht ein Abstand, der größer ist, als die Breite der Käfige 16, so dass diese mit einem axialen Spiel zwischen den Anschlägen gehalten sind.
Ein Druckstück 20 an der Gewindespindel 5 ist mit dieser fest verbunden und besitzt einen Schlitz 21, der zur Aufnahme eines Steges an der zugehörigen Bremsbacke der Trommelbremse gehört. Diese verhindert eine Drehung der Gewindespindel 5 um die Längsachse 2, so dass bei einer Drehung der Spindelmutter 4 die Gewindespindel 5 sich axial relativ zur Spindelmutter 4 bewegt.
Ein weiteres Druckstück 22 ist über ein Axiallager 23 (ggf. auch in der Ausgestaltung als kombiniertes Axial-Radiallager) an der Stirnseite der Spindelmutter 4 innerhalb einer Vertiefung abgestützt. Auch diese besitzt einen Schlitz, in dem ein Steg der anderen Bremsbacke aufgenommen ist. Das Axiallager 23 erlaubt damit eine Drehung des Druckstückes 22 um die Längsachse 2.
Wenn aufgrund des Verschleißes der Bremsbacken ein größerer Hub benötigt wird, werden die Käfige 16 über die Anschläge an der Spindelmutter 4 mitgenommen.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Längsachse
3: Spindelanordnung
4: Spindelmutter
5: Gewindespindel
6: Stirnverzahnung
7: Antriebsmutter
8: Aussparung
10: Lagerbuchse
11: Einsatzstück
15: Wälzlager
16: Käfig
17: Lagerkugel
18: Anschlagelemente
20: Druckstück
21: Schlitz
22: Druckstück
23: Axiallager

Claims

Spreizeinrichtung für eine Trommelbremse mit einem eine Längsachse (2) aufweisenden Gehäuse (1) in Form eines Hohlzylinders, mit einer koaxial im Gehäuse (1) gelagerten Spindelanordnung (3), umfassend eine Spindelmutter (4) und eine Gewindespindel (5) mit zwei Druckstücken (20, 22), wobei ein Druckstück (20) mit einem Ende der Spindel drehfest verbunden ist und ein Druckstück (22) an der Spindelmutter (4) über ein Axiallager (23) drehbar anliegt, und die Drehung des Druckstückes gegenüber der Spindelmutter (4) erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Spindelmutter (4) zwei Wälzlager (15) umfasst, die jeweils einen ringförmigen Käfig (16) aufweisen, in denen Lagerkugeln (17) aufgenommen sind, wobei jeder Käfig (16) verschiebbar zwischen zwei Absätzen an der äußeren Mantelfläche der Spindelmutter (4) gehalten ist.
Spreizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (23) mit einem Radiallager kombiniert ist.
Spreizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (4) an ihrer äußeren Mantelfläche eine Verzahnung (6) aufweist und dass die jeweils inneren Anschläge für die Käfige (16) von der Verzahnung (6) gebildet sind.
Spreizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils äußeren Anschläge der Käfige (16) Anschlagringe (18) sind, die in einer Nut in der äußeren Mantelfläche der Spindelmutter (4) gehalten sind.
Spreizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (20) an der Gewindespindel (5) Mittel aufweist, um eine drehsichere Verbindung zu der zugehörigen Bremsbacke herzustellen.
Spreizeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (20) einen Schlitz (21) zur Aufnahme eines Stegs an der Bremsbacke aufweist.
Spreizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (4) zweiteilig ausgeführt ist.
Spreizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiteilige Ausführung eine Lagerbuchse (10) enthält, in die ein Einsatzstück, das mit der Gewindespindel (5) zusammenwirkt, drehfest eingelassen ist.
Spreizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder an einer Rückenplatte einer Trommelbremse befestigt ist.
Spreizeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Druckstück (20,22) an je eine Backe der Trommelbremse angelegt ist.