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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere
für ein Nutzfahrzeug.
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Hierbei
sind von der Erfindung Scheibenbremsen umfasst, die entweder einen
Gleitsattel oder einen Festsattel aufweisen, und die eine oder mehrere
Bremsscheiben übergreifen. Die Erfindung bezieht sich hauptsächlich,
aber nicht ausschließlich, auf Teilbelag-Scheibenbremsen.
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Scheibenbremsen,
insbesondere für Schwerlastkraftwagen, sind in den unterschiedlichsten
Ausführungsformen bekannt, sowohl was die Art des Betätigungsmechanismus,
die Art und Weise der Übertragung der Bremskraft auf eine
oder mehrere Bremsscheiben als auch die Art der Nachstellung zum
Ausgleich des Bremsbelagverschleißes angeht.
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So
ist beispielsweise aus der
EP
0 271 864 B1 eine Betätigungsvorrichtung bekannt,
bei welcher ein axiales Betätigungsglied in einem Bremssattelgehäuse
gelagert ist, um welches mehrere Komponenten des Bremsmechanismus
angeordnet sind. Die hierfür vorgesehene Nachstelleinrichtung
und der zur Anwendung kommende Verstärkungsmechanismus in
der Form eines Rollen-Rampen-Mechanismus weisen eine Vielzahl von
Einzelkomponenten auf, welche die Montage erschweren und daher kostenintensiv
gestalten. Darüber hinaus muss im Zusammenhang mit der
Montage der bei dieser Scheibenbremse zum Einsatz kommende Bremssattel
sowohl auf der rückwärtigen Seite des Bremssattelgehäuses als
auch auf der Seite zur Bremsscheibe hin mit vielen Öffnungen
versehen werden, mit denen allerdings erhebliche Dichtprobleme einhergehen.
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Des
Weiteren ist aus der
EP
0 553 105 B1 ein Bremsmechanismus bekannt, der zur Übertragung
der Zuspannkraft einen Hebelmechanismus verwendet. Dieser Bremsmechanismus
ist zwar weniger komplex als der vorhergehend Erwähnte,
jedoch erweist sich dessen Montage in dem Bremssattelgehäuse
als umständlich und daher zeitaufwendig, da während
des Zusammenbaus im Inneren des Gehäuses eine drehbare
Verbindung zwischen einem Druckstück und dem Hebel über
einen zwischen diesen anzuordnenden Rollenkörper ausgebildet
und aufrechterhalten werden muss. Darüber hinaus lässt sich
der so bewerkstelligte Bremsmechanismus nur von der Rückseite
des Bremssattels her einführen, was eine relativ große Öffnung
im rückwärtigen Teil des Bremssattelgehäuses
oder gar einen zweiteiligen, mit einer Trennfuge versehenen Bremssattel
bedingt, wodurch zwangsläufig erhebliche Dichtprobleme
in Erscheinung treten. Zusätzlich ist es eine Folge der
ausschließlichen Drehverbindung zwischen dem Hebel und
dem Druckstück, das letzteres mangels eines kinematisch
zusätzlich erforderlichen Freiheitsgrads unter leichter
Neigung an dem Bremsklotz angreift, wodurch ein ungleicher Abrieb
am Bremsbelag auftritt.
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Um
dieses letztgenannte Problem zu vermeiden, ist im Stand der Technik,
beispielsweise in der
EP
0 698 749 B1 , vorgeschlagen worden, bei einem hebelbetätigten
Bremsmechanismus einen solchen zusätzlichen Freiheitsgrad
zur Verfügung zu stellen, so dass eine strenge axiale Linearführung
des Druckstücks in Richtung auf die Bremsscheibe für
ein planes Anliegen des Bremsbelags ermöglicht wird. Der in
dieser Druckschrift offenbarte Bremsmechanismus wird während
der Montage mit seinen einzelnen Komponenten sowohl von der Bremsscheibenseite als
auch von der dieser abgewandten Seite des Bremssattels her eingeführt
und im Inneren desselben zusammengebaut, wodurch wiederum mehrere, Dichtprobleme
hervorrufende Öffnungen vorgesehen werden müssen.
Darüber hinaus erweist sich eine derartige Montage ebenfalls
als umständlich und daher kostenintensiv.
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Aus
der
WO 01/75324 A1 ist
ein Bremsmechanismus bekannt, bei welchem das Druckelement zur Übertragung
der Zuspannkraft um einen zentralen Stab herum angeordnet ist. Bei
der darin gezeigten Ausgestaltung des Bremsmechanismus kommt allerdings
eine Vielzahl von Einzelkomponenten zum Einsatz, die auf komplizierte
Weise zusammenwirken müssen. Der Bremsmechanismus verwendet eine Traverse,
die einen erheblichen Raum im Bremssattel einnimmt, wodurch der
Bremsmechanismus insgesamt ein hohes Gewicht aufweist und insgesamt eher
unhandlich ist. Die Montage eines solchen Bremsmechanismus erweist
sich folglich als umständlich.
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Um
die oben erwähnten Probleme und Nachteile der Scheibenbremsen
des geschilderten Standes der Technik zu begegnen, schlägt
die
WO 2004/059187
A1 der Anmelderin vor, einen Betätigungsmechanismus
in der Form eines einzigen axialen Stößels bzw.
Druckelements auszubilden, das auf die Bremsscheibe einwirkt, wobei
bereits im Bereich des Stößels eine Nachstelleinrichtung
integriert ist. Der Stößel wird dabei mittels
eines Stabs in dem Gehäuse des Bremssattels parallel zu
der Rotationsachse der Bremsscheibe montiert. In einer besonderen
Ausführungsform wirkt der Stößel unmittelbar
mit einer darin integrierten Rückstellvorrichtung für
das Druckelement zusammen, die mit dem Stab kooperiert.
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Unabhängig
von dem hierbei zum Einsatz kommenden Betätigungsmechanismus,
wie er beispielsweise in Bezug auf die
WO 2004/027281 A1 nachfolgend
noch beschrieben wird, muss stets ein Ausgleich des durch den Abrieb
am Bremsbelag auftretenden Spiels zwischen der Bremsscheibe und dem
Bremsbelag am Bremsklotz bereitgestellt werden. Der Bremsbetätigungsmechanismus
weist in dem hier in Rede stehenden Beispiel eines Stößels zumindest
ein Druckelement auf, der die Zuspannkraft auf die Bremsscheibe über
die Bremsbeläge überträgt. Das Druckelement
weist hierfür zumindest ein drehbares Element auf, das
mit einem weiteren Element so zusammenwirkt, dass sich beide Elemente
gegeneinander axial verschieben können, wobei das letztere
Element in dem Bremssattel in nicht-drehbarer Weise, jedoch axial
verschieblich, geführt ist. Gemäß der
WO 2004/059187 A1 ist
es zur Realisierung dieses Prinzips vorgesehen, dass zwei hülsenartige
Spindeln in einem Gewindeeingriff stehen, wobei eine äußere
Hülse mit einem Innengewinde eine innere Hülse
mit einem Außengewinde drehbar aufnimmt. Die äußere
Hülse bzw. Außenspindel ist in dem Bremssattel
oder in dessen Träger nicht-drehbar geführt, so
dass eine Rotation der inneren Hülse bzw. Innenspindel
zu einer linearen Verschiebung der Außenspindel relativ
zu dieser führt, so dass die Außenspindel auf
die Bremsscheibe zu oder von dieser weg bewegt werden kann, um das verschleißbedingte
Spiel an den Bremsbelägen zu kompensieren.
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Die
nicht-drehbare Linearführung der Außenspindel
in Axialrichtung kann beispielsweise dadurch realisiert werden,
dass die Außenspindel unmittelbar oder über weitere
Zwischenbauteile mit dem Bremsbelag bzw. dem Belaghalter in Verbindung
steht, die wiederum selbst in dem Bremssattel oder in dem Sattelträger
linear geführt sind. Mit anderen Worten, auf Grund der
Tatsache, dass der Bremsklotz (Bremsbelag und Belaghalter), der
Belaghalter oder der Bremsbelag selbst in dem Sattel oder in seinem
Träger in Axialrichtung relativ zu der Bremsscheibe geführt
sind, ohne verdrehen zu können, ist auch die mit diesen
Bremskomponenten in Verbindung stehende Außenspindel ausschließlich axial
und nicht-drehbar geführt. Dabei ist gewöhnlicherweise
die Verbindung zwischen der Außenspindel, ggfs. über
eine Druckplatte oder ähnliches, und dem Bremsbelag bzw.
dessen Halter lösbar ausgebildet, um einen einfachen Belagwechsel
zu ermöglichen, wie dies beispielsweise die
EP 1 832 777 B1 vorschlägt.
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Aus
dem geschilderten Stand der Technik erwächst das Bedürfnis,
die darin auftretenden unterschiedlichen Probleme und Nachteile
möglichst gleichzeitig zu beseitigen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bremsmechanismus
zur Verfügung zu stellen, der gegenüber den aus
dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen mit weniger Komponenten
auskommt und eine geringere Komplexität aufweist. Damit
einhergehen sollen ein geringerer Raumbedarf und ein geringeres
Gewicht. Darüber hinaus soll sich der Bremsmechanismus
durch eine verbesserte Stabilität auszeichnen und bedingt
durch seinen Einbau in ein Bremssattelgehäuse eine verbesserte
Abdichtung gestatten.
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Eine
noch weitere Aufgabe liegt in der Bereitstellung eines Bremsmechanismus,
der leicht zu montieren ist und dessen einzelne Komponenten leicht
und kosteneffektiv herzustellen sind.
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Gelöst
werden diese Aufgaben jeweils mit einer Scheibenbremse nach Anspruch
1.
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Die
Erfindung in jeder ihrer Ausführungsformen betrifft eine
Scheibenbremse, die einen Bremssattel aufweist, vorzugsweise einen
Gleitsattel, der zumindest eine Bremsscheibe umgreift, und des Weiteren
einen Bremsbetätigungsmechanismus mit einem Verstärkungsmechanismus
zum Einleiten einer Zuspannkraft, einer Nachstelleinrichtung zum
Ausgleich eines Verschleißes der Bremsbeläge mit
einer Momentkupplung, einem Druckelement zum Übertragen
der Zuspannkraft auf die Bremsscheibe und einer Rückstelleinrichtung
aufweist, wobei der Verstärkungsmechanismus, die Nachstelleinrichtung,
das Druckelement und die Rückstelleinrichtung mittels eines
in dem Gehäuse des Bremssattels in Axialrichtung gelagerten
Stabs funktional zusammenwirkend in dem Bremssattel montiert sind.
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Der
Stab dient insbesondere auch dazu, die einzelnen Bremskomponenten
in dem Gehäuse des Bremssattels in einer solchen Art und
Weise zu montieren, dass diese parallel zu der Rotationsachse der Bremsscheibe
wirken.
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Der
Stab kann gemäß der Erfindung so konzipiert sein,
dass dieser in dem Gehäuse des Bremssattels unbeweglich,
d. h. nicht drehbar gelagert ist. Seine Ausgestaltung und Dimensionierung
ist so gewählt, dass die einzelnen Bremskomponenten in
unterschiedlichen Moduleinheiten oder der Bremsbetätigungsmechanismus
in seiner Gesamtheit als jeweils selbsttragende Einheiten auf dem
Stab einerseits und dadurch in dem Gehäuse des Bremssattels andererseits
getragen und im bremsscheibenabgewandten, rückwärtigen
Gehäusebereich des Bremssattels gehalten werden.
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Für
den Fall einer Gleitsattelbremse ist der Bremssattel dabei relativ
zu einer entsprechenden Achse des Fahrzeugs mittels eines an dieser
Achse befestigten Trägers axial gleitend verschieblich
angeordnet, wobei der Träger zumindest zwei Gleitbolzen aufweist.
Es können jedoch auch drei oder vier Gleitbolzen vorgesehen
werden, so dass der Gleitsattel in allen anderen Richtungen, jedoch
nicht in der beabsichtigten Gleitrichtung, die der Betätigungsrichtung entspricht,
in seiner Lage fixiert ist.
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Der
Gleitsattel ruht und gleitet auf den Gleitbolzen mittels abriebfesten
Lagerelementen, die in dem Gehäuse des Bremssattels vorgesehen
sind. Zu Zwecken der Verminderung von Lärmerzeugung einerseits
und zu Zwecken der Vermeidung von Lager- und Führungsproblemen
andererseits, die sich infolge von Herstellungstoleranzen einstellen
könnten, können die Lagerelemente in dem Bremssattel
elastisch gelagert sein. Hierbei wird der Raum, der die Lagerflächen
umgibt, durch flexible Gummibälge, Endkappen, Abschlussdeckel
oder ähnliches abgedichtet, so dass Schmutz und Wasser
nicht eindringen können, wodurch ansonsten der Reibungswiderstand
erhöht werden würde. Für den Fall des
Einsatzes von End- bzw. Abschlusskappen sind diese bevorzugt mit
einem Belüftungsmechanismus für einen Druckausgleich
versehen, wie dieser in dem
Deutschen Gebrauchsmuster Nr. 20 2009 003 262 der
Anmelderin beschrieben ist, auf dessen Offenbarungsgehalt hiermit
ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Alternativ
ist es jedoch auch möglich, dass die Gleitbolzen an dem
Bremssattel befestigt sind, während die elastischen Gleitlagerelemente
an dem Träger des Sattels in entsprechender Weise angeordnet
sind. In beiden Fällen eignen sich als Gleitlagerelemente
vorzugsweise die in dem
Deutschen Gebrauchsmuster
Nr. 20 2008 006 779 der Anmelderin beschriebenen Gleitlager,
auf dessen Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich Bezug
genommen wird.
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Die
Bremsbeläge sind an dem Träger in bekannter Art
und Weise verschieblich angeordnet und werden hierfür durch
eine entsprechende Öffnung auf der Oberseite des Bremssattels
eingefügt. Die Lagefixierung der Bremsbeläge kann
mittels entsprechender Haltebügel und Belaghaltefedern
mit Sperrvorrichtungen bewerkstelligt werden, wie diese beispielsweise
in dem
Deutschen
Gebrauchsmuster Nr. 20 2008 013 446 der Anmelderin beschrieben
sind, auf dessen Offenbarungsgehalt hiermit ebenfalls ausdrücklich
Bezug genommen wird.
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Der
Bremssattel ist vorzugsweise einstückig hergestellt und
umfasst einen Gehäuseabschnitt zur Aufnahme des Bremsbetätigungsmechanismus
und von weiteren Bremskomponenten und einen die Bremsscheibe und
Bremsbeläge übergreifenden Brückenabschnitt.
Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass der Gehäuseabschnitt
und der Brückenabschnitt zwei getrennte Bauteile darstellen,
die mittels Schraubbolzen oder ähnlichen Verbindungsmitteln zusammengehalten
werden.
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Der
Gehäuseabschnitt weist zwei größere Hauptöffnungen
auf. Eine rückwärtige Hauptöffnung dient
dem Einfügen eines Krafteinleitungselements eines außerhalb
des Bremssattels angesiedelten pneumatischen, hydraulischen oder
elektromechanischen Aktuators. Die andere Hauptöffnung öffnet sich
zu der Seite der Bremsscheibe hin und dient der Aufnahme eines Bremsbetätigungsmechanismus
sowie dem Durchtritt eines Druckelements dieses Bremsbetätigungsmechanismus
bei Bremsbetätigung. Darüber hinaus können
noch diverse kleinere Nebenöffnungen im Bremssattel vorgesehen
werden, die zu Zwecken der Herstellung und Montage, für
das Anbringen und Bedienen einer Rückstellvorrichtung für
die Nachstelleinrichtung, für Sensoren der unterschiedlichsten
Art oder ähnliches benötigt werden.
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In
jeder Ausführungsform der Scheibenbremse gemäß der
Erfindung weist die Nachstelleinrichtung für das Lüftspiel
eine Momentkupplung auf. Diese Momentkupplung ist drehmomentgesteuert und
dient der selektiven Übertragung einer drehrichtungsabhängigen
Rotation zwischen Bauteilen der Momentkupplung, wie nachfolgend
noch im Detail erläutert werden soll.
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In
einem ersten Aspekt gemäß der Erfindung ist die
Momentkupplung als ein Rollen-Rampen-Mechanismus ausgebildet, der
zwischen dem Verstärkungsmechanismus und dem Druckelement
wirkt, wobei die Rollkörper des Rollen-Rampen-Mechanismus
koaxial zu dem Stab beweglich angeordnet sind.
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Mit
anderen Worten, die Rollkörper des Rollen-Rampen-Mechanismus
sind konzentrisch um den Stab auf einer Kreisbahn angeordnet und
können sich auf dieser abschnittsweise in Rampenflächen
bewegen bzw. abrollen, die auf dieser Kreisbahn liegen und in einander
gegenüberliegenden Bauelementen des Rollen-Rampen-Mechanismus ausgeformt
sind, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird.
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Darunter
soll nicht ausschließlich verstanden werden, dass der Rollen-Rampen-Mechanismus
ein Bauteil darstellt, das zwischen dem Druckelement oder Teilen
davon und dem Verstärkungsmechanismus oder Teilen davon
in kraftübertragender Weise angeordnet ist. Vielmehr schließt
eine solche Anordnung nicht aus, dass das Druckelement oder Teile davon
unmittelbar mit dem Verstärkungsmechanismus oder Teile
davon kraftübertragend in Verbindung stehen können.
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In
einem zweiten Aspekt gemäß der Erfindung, unabhängig
von der eigentlichen Ausgestaltung der Momentkupplung, ist es vorgesehen,
dass der Verstärkungsmechanismus, die Nachstelleinrichtung,
das Druckelement und die Rückstelleinrichtung auf der einen
Seite und der Stab auf der anderen Seite so ausgestaltet und in
Axialrichtung so dimensioniert sind, dass im eingebauten Zustand
des Bremsbetätigungsmechanismus die Rückstelleinrichtung unter
Ausbildung einer definierten Drehmomentbegrenzung für die
Momentkupplung unter Vorspannung steht.
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In
einem dritten Aspekt gemäß der Erfindung, prinzipiell
auch unabhängig von der tatsächlichen Realisierung
der Momentkupplung, ist es vorgesehen, dass die Rückstelleinrichtung
in Axialrichtung auf die Momentkupplung eine Federkraft ausübt.
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In
der funktionalen Ausgangslage des Bremsbetätigungsmechanismus
wirkt diese Federkraft permanent.
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Der
Stab wird rückseitig in dem Gehäuseabschnitt des
Bremssattels fixiert und setzt dadurch die Rückstelleinrichtung
unter eine definierte Vorspannung, wobei die Rückstelleinrichtung
an einer Seite auf die Momentkupplung und auf der gegenüberliegenden
Seite auf das als Widerlager dienende Ende des Stabs in Richtung
auf die Bremsscheibe wirkt. Hierzu soll auf das Montageverfahren
gemäß der Erfindung verwiesen werden, welches
nachfolgend noch im Detail beschrieben werden wird.
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Vorzugsweise
ist die Rückstelleinrichtung als ein elastisches Element,
bevorzugt als eine Schraubenfeder ausgebildet und ist bremsscheibenseitig
in einer am Ende des Stabs axial fest angeordneten Widerlagerschale
aufgenommen. D. h., die Feder ist zwischen der Widerlagerschale
und der Momentkupplung unter Teilkompression eingespannt.
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Die
Größe der sich hierdurch einstellenden Vorspannung
ergibt sich in diesem Zusammenhang auch aus der Konfiguration der
Rückstelleinrichtung selbst; d. h. beispielsweise bei einer
Schraubenfeder aus der Anzahl der Windungen, dem zum Einsatz kommenden
Material (Federkonstante) usw..
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Die
definierte Vorspannung soll gemäß der Erfindung
dabei so gewählt sein, dass diese einerseits für
eine gewünschte Rückstellung des Bremsbetätigungsmechanismus
und andererseits für eine gewünschte Drehmomentbegrenzung
für die Momentkupplung geeignet ist.
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Die
Drehmomentbegrenzung für die Momentkupplung, beispielsweise
in der Form des Rollen-Rampen-Mechanismus, soll so festgelegt sein, dass
eine aufgebrachte Rotation auf zumindest eines der Drehkomponenten
der Nachstelleinrichtung übertragen wird, so lange das
Drehmoment, das für diese Übertragung erforderlich
ist, unterhalb eines Werts bleibt, der sich u. a. durch die von
dem elastischen Element aufgebrachte Kraft, d. h. Federkraft, bestimmt.
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Diese
kraft- und drehmomentabhängige Anordnung bestimmt daher
während des Bremsbetätigungshubs den Übergang
von einem Zustand, bei dem mit geringer Kraft das Lüftspiel
zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag ausgeglichen wird,
und einem Zustand, bei dem mit hoher Kraft der bremsende Kontakt
zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag stattfindet. Die kraft-
und drehmomentabhängige Anordnung der Nachstelleinrichtung reagiert
damit auf das zwischen der Bremsscheibe und den Bremsbelägen
jeweils während der Bremsbetätigung und der Rückstellung
vorherrschende Lüftspiel und stellt dadurch eine automatische
Nachstellung dieses Lüftspiels sicher.
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Auf
Grund der Tatsache, dass gemäß der Erfindung die
Rückstelleinrichtung auf der einen Seite und die Vorrichtung
zur Drehmomentbegrenzung für den Übergang zwischen
den beiden vorhergehend erwähnten Phasen bzw. Zuständen
des Betätigungshubs auf der anderen Seite in einem einzigen
Bauteil integriert bzw. zusammengefasst sind, wird der Aufbau des
Bremsbetätigungsmechanismus insgesamt vereinfacht und durch
weniger Bauteile das Gewicht, der Montageaufwand und die damit verbundenen Kosten
minimiert. Auch verkürzt sich hierdurch die axiale Gesamtlänge
des Bremsbetätigungsmechanismus.
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Ebenfalls
unabhängig von der eigentlichen Realisierung der Momentkupplung
betrifft die Erfindung in einem vierten Aspekt eine Scheibenbremse, bei
welcher sich die Nachstelleinrichtung in Axialrichtung gegenüber
der Rückstelleinrichtung auf der einen Seite und gegenüber
dem Verstärkungsmechanismus auf der anderen Seite jeweils
mittels eines friktionsarmen Lagerelements abstützt.
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Die
Nachstelleinrichtung umfasst, wie nachfolgend noch beschrieben werden
soll, eine Nachstellspindel, die unter Ausbildung des Druckelements mit
einem Druckstück, das mit einem Bremsbelag zusammenwirkt,
in einem Gewindeeingriff steht, wobei das Druckstück in
dem Gehäuse des Bremssattels axial drehfest geführt
ist.
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Der
Rotation dieser Elemente wirkt eine Reibungskraft entgegen, die
sich zwischen Bauteilen des Bremsbetätigungsmechanismus
infolge der durch die Rückstelleinrichtung aufgebrachten
Kraft ausbildet und über die Momentkupplung auf die Nachstellspindel übertragen
wird.
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Gemäß der
Erfindung ist es deshalb vorgesehen, dass die Nachstelleinrichtung
durch friktionsarme Lagerelemente innerhalb des Bremsbetätigungsmechanismus
und zwar in Axialrichtung quasi „eingebettet” ist.
Die Lagerelemente können dabei Kugel-, Rollen- oder Nadellager
umfassen.
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Erfindungsgemäß sind
diese in dem Bremsbetätigungsmechanismus vorgesehenen Lagerelemente
außerhalb bzw. neben dem eigentlichen Übertragungspfad
für die bzw. dem Kraftfluss der Bremsbetätigungskraft
angeordnet. Daher können diese stets so ausgelegt werden,
dass diese nicht großen Belastungen widerstehen müssen,
denn auf Grund des erfindungsgemäßen Aufbaus des
Bremsbetätigungsmechanismus läuft der Hauptkraftfluss
bei Bremsbetätigung von dem Verstärkungsmechanismus
unmittelbar in das Druckelement.
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Des
Weiteren ist die Anordnung und der Aufbau des Bremsbetätigungsmechanismus
gemäß der Erfindung so konzipiert, dass neben
den oben genannten Flächen, mit Ausnahme der Kontaktfläche zwischen
der Nachstellspindel und dem Druckstück, keine weiteren
Kontaktflächen in dem Bremsbetätigungsmechanismus
selbst vorhanden sind, die dem Nachstellvorgang einen erhöhten
reibungsbedingten Widerstand entgegensetzen könnten.
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Hierdurch
kann während des Betätigungshubs der Bereich des Übergangs
zwischen der Ausgleichsbewegung für das Lüftspiel,
wozu nur eine geringe Kraft von Nöten ist, und der Krafteinleitung
bei Kontakt der Bremsbeläge mit der Bremsscheibe beim Bremsen,
wenn wesentlich höhere Kräfte im Bremsbetätigungsmechanismus
wirken, genauer festgelegt bzw. eingegrenzt werden, wodurch die
Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Verschleißkompensation
verbessert wird.
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Der
die Momentkupplung ausbildende Rollen-Rampen-Mechanismus, der stets
zwischen dem Verstärkungsmechanismus und dem Druckelement wirkt,
ist ebenfalls vorzugsweise außerhalb des Kraftflusses der
Zuspannkraft angeordnet. Idealerweise wirkt der Rollen-Rampen-Mechanismus
hierbei mit zumindest einem der vorhergehend erwähnten
friktionsarmen Lagerelemente mittelbar oder unmittelbar zusammen.
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Für
alle vorhergehend genannten Ausführungsformen kann der
Verstärkungsmechanismus einen Hebel aufweisen, der sich
auf zumindest einer quer zu dem Stab verlaufenden Exzenterlagerung abstützt,
wobei zwischen dem Hebel und dem Druckelement zumindest ein Kraftübertragungselement angeordnet
ist, durch welches die Zuspannkraft von dem Hebel in das Druckelement
eingeleitet wird.
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Die
Exzenterlagerung stellt die Verstärkung der von einem Aktuator
eingeleiteten Kraft zur Verfügung und kann bevorzugt in
einer Art und Weise realisiert sein, wie dies in der Internationale
Patentanmeldung
WO
2004/027281 A2 der Anmelderin beschrieben ist, auf deren
Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen
wird.
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Das
Druckelement kann gemäß der Erfindung eine Nachstellspindel
aufweisen, die mit einem Druckstück, das mit einem Bremsbelag
zusammenwirkt, in einem Gewindeeingriff steht, wobei das Druckstück
in dem Gehäuse des Bremssattels axial drehfest geführt
ist. Vorzugsweise ist die Nachstellspindel als Hohlspindel ausgebildet,
wobei die Rückstelleinrichtung und der Rollen-Rampen-Mechanismus
im Inneren der Hohlspindel angeordnet sind. Hierdurch lässt
sich die axiale Einbaulänge des Bremsbetätigungsmechanismus
weiter verkürzen.
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Die
Nachstellspindel ist an ihrem bremsscheibenabgewandten Ende drehfest
mit einem Zahnrad verbunden, das sowohl mit dem zumindest einem
Kraftübertragungselement als auch mit dem Rollen-Rampen-Mechanismus
zusammenwirkt. Hierzu dienen Verbindungsmittel, die eine Steckverbindung über
einen Presssitz ausbilden, wie beispielsweise Stiftniete. Diese
sind vorzugsweise an dem Zahnrad angeordnet, während in
der zu dem Zahnrad gerichteten Stirnfläche der Nachstellspindel
entsprechende Sackbohrungen vorgesehen sind.
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Gemäß der
Erfindung weist der Rollen-Rampen-Mechanismus einen Rampenkörper,
der mit dem Zahnrad drehfest verbunden ist, und einen Lagerring auf,
wobei die Rollkörper zwischen dem Rampenkörper
und dem Lagerring frei beweglich gelagert sind.
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Sowohl
in dem Rampenkörper als auch in dem Lagerring sind einander
gegenüberliegend auf einer konzentrisch um den Stab verlaufenden
Kreisbahn aufeinander folgend mehrere Rampenflächen ausgebildet,
in denen die Rollkörper aufgenommen sind. Bei einer relativen
Verdrehung des Lagerrings zu dem Rampenkörper laufen die
Rollkörper gegen Rampen in den Rampenflächen auf
und können gegebenenfalls in die in Drehrichtung nächstliegende Rampenfläche überspringen.
Die genaue Funktionsweise dieser Momentkupplung soll nachfolgend
im Zusammenhang mit der Nachstellung des Lüftspiels noch
detaillierter beschrieben werden.
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In
einer Ausführungsform stützt sich die Rückstelleinrichtung
an dem bremsscheibenseitigen Ende des Stabs in einer Widerlagerschale
ab und übt dadurch auf den Lagerring die Federkraft aus,
die, wie vorhergehend erläutert, eine Drehmomentbegrenzung
für die Momentkupplung verwirklicht.
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Zusätzlich
kann zwischen der Rückstelleinrichtung und dem Lagerring
eine äußere Aufnahmehülse angeordnet
sein, wobei zwischen dem Lagerring und der äußeren
Aufnahmenhülse sowie zwischen dem Rampenkörper
und dem Kraftübertragungselement jeweils ein friktionsarmes
Lagerelement angeordnet ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform schließen der
Rampenkörper, die Rollkörper, der Lagerring und
die äußere Aufnahmehülse eine innere Aufnahmehülse
und eine Hohlwelle koaxial bzw. konzentrisch ein, wobei die innere
Aufnahmehülse und die Hohlwelle auf dem Stab drehbar angeordnet
sind.
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Bevorzugt
sind dabei die innere Aufnahmehülse und die Hohlwelle in
Axialrichtung durch eine Freilauffeder, diese auf dem Stab koaxial
einschließend, verbunden, wobei die Hohlwelle von dem Hebel
in Drehung versetzbar angeordnet und die innere Aufnahmehülse
mit dem Lagerring drehfest verbunden ist.
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Das
Zahnrad der Nachstellspindel steht mit einem Nachstellzahnrad in
Eingriff, das in dem Gehäuse des Bremssattels drehbar gelagert
und von außerhalb des Gehäuses in Drehung versetzbar
ist.
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Gemäß der
Erfindung ist folglich des Weiteren eine separate Rückstellvorrichtung
für die Nachstelleinrichtung vorgesehen, mit Hilfe von
welcher die Nachstellvorrichtung in eine Position gebracht werden
kann, die dann ein Auswechseln von vollständig verschlissenen
Bremsbelägen ermöglicht.
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Das
auf einer in dem Gehäuse parallel zu dem Stab angeordneten
Welle gelagerte Nachstellzahnrad oder Ritzel kämmt mit
dem Zahnrad der Nachstelleinrichtung. Zumindest ein Ende der entweder
konisch oder zylindrisch ausgestalteten Welle ist dabei so ausgestaltet,
dass es mit einem entsprechenden Werkzeug von außen durch
eine entsprechende Öffnung in dem Gehäuse des
Bremssattels betätigt werden kann. Alternativ kann das
bremsscheibenseitige Ende der Welle ebenfalls für eine Werkzeugaufnahme
ausgestaltet sein. Durch einfaches Drehen der Welle mit dem Werkzeug
wird das Nachstellzahnrad und dadurch das Zahnrad, das mit der Nachstellspindel
in Verbindung steht, ebenfalls gedreht, wodurch die Nachstellspindel
von der Bremsscheibe weg bewegt werden kann. Bei ausgetauschten
Bremsbelägen kann durch Drehen in der entgegengesetzten
Richtung die Nachstellspindel wieder in ihre funktionale Ausgangsposition überführt werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Druckstück
zumindest eine Führungstange auf, die parallel zu dem Stab
außerhalb des Kraftflusses der Zuspannkraft in einer Öffnung
in dem Gehäuse des Bremssattels gleitend geführt
ist.
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Dadurch
ist das Druckstück nur axial verschieblich, jedoch nicht
drehbar gelagert, so dass über den Gewindeeingriff mit
der Nachstellspindel deren Rotation zu einer reinen Translationsbewegung
des Druckstücks führt.
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Wie
vorhergehend bereits erläutert, dient gemäß der
Erfindung insbesondere der Stab dazu, den Verstärkungsmechanismus
und/oder die Nachstelleinrichtung und/oder das Druckelement und/oder
die Rückstelleinrichtung als eine selbsttragende Montageeinheit
zusammen zu halten.
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Der
Stab stellt im Wesentlichen die Lagerung und Führung für
die einzelnen Komponenten des Bremsmechanismus zur Verfügung.
Bei einem entsprechenden Gewicht des Druckelements kann es jedoch
auch erforderlich werden, dass das Druckelement mit zusätzlichen
Lagerhilfen versehen ist. So ist es beispielsweise möglich,
das Druckelement über die Bremsbeläge an Lagerflächen
im Träger oder im Sattel zu führen, wie dies vorhergehend
bereits im Zusammenhang mit dem
Europäischen
Patent Nr. 1 832 777 der Anmelderin erwähnt wurde,
auf dessen Offenbarungsgehalt hier ausdrücklich Bezug genommen
wird. Unterschiedliche Führungs- und Lagerhilfen, insbesondere
für das Druckelement, können dabei miteinander
kombiniert werden.
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Damit
in das Innere der Nachstelleinrichtung mit der Momentkupplung kein
Schmutz oder Wasser eindringen kann, ist das bremsscheibenseitige
Ende des Druckstücks verschlossen. Dies kann beispielsweise
mit einem separaten Deckel realisiert werden oder das Druckstück
selbst ist zur Bremsscheibe hin vollständig verschlossen
als ein einstückig gegossenes oder geschmiedetes Bauteil
hergestellt. Die Ausführungsform mit einem abnehmbaren
Deckel hat den Vorteil, dass die Rückstellfeder von außen
auch noch nachträglich zugänglich ist und beispielsweise über
ein entsprechendes Werkzeug zusätzlich unter eine gewünschte
Vorspannung gesetzt werden kann, selbst wenn der gesamte Bremsbetätigungsmechanismus
als eine vormontierte Einheit auf dem Stab in Gehäuse des
Bremssattels montiert ist.
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Koaxial
zu dem Stab ist des Weiteren gemäß der Erfindung
eine Dichtmanschette vorgesehen, die sich zwischen der Mantelfläche
des Druckstücks und einer entsprechenden radial innenliegenden
Lagerfläche des Gehäuses des Bremssattels erstreckt.
Die Dichtmanschette kann sich beim Verschieben des Druckstücks
in Axialrichtung umfalzen. Beide Enden der Dichtmanschette können
mit durch Metalleinlagen versehene Verstärkungen ausgestattet
sein, die an den entsprechenden Stellen des Druckstücks
auf der einen Seite bzw. des Gehäuses des Bremssattels auf
der anderen Seite unter Klemmwirkung, Presssitz, Federwirkung oder ähnlichem
zur verliersicheren Anlage kommen.
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Ist
das vordere Ende des Druckstücks verschlossen, stellt die
Dichtmanschette die einzige Abdichtung der bremsscheibenzugewandten Öffnung
in dem Gehäuse des Bremssattels dar, die ein Eindringen
von Schmutz und Wasser in das Innere verhindert und so den Bremsbetätigungsmechanismus schützt.
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Die
Scheibenbremse in allen oben beschrieben Ausführungsformen
eignet sich insbesondere für eine einfache Montage des
Bremsbetätigungsmechanismus in dem Gehäuse des
Bremssattels, wobei dem axialen Stab eine bedeutende Rolle zukommt.
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Wie
bereits vorhergehend erwähnt dient der Stab dazu, entweder
alle Komponenten als ein einziges Modul oder mehrere Komponenten
als separate Teilmodule, jeweils als vormontierte, selbsttragende Baueinheiten
zusammen zu halten, je nachdem, wie die durch die Größe
des Bremssattels vorgegebenen Bauraumverhältnisse sind,
und so diese Module in dem Gehäuse des Bremssattels zu
befestigen. Die separaten Teilmodule können dann abschließend
im Inneren des Gehäuses des Bremssattels zusammengebaut
werden.
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Der
Stab dient folglich einerseits als Führungsmittel und Befestigungsmittel
für die Komponenten bei der Bremsbetätigung, der
Nachstellung des Lüftspiels und der Rückstellung
für die Scheibenbremse im zusammengebauten Zustand. Andererseits
fungiert dieser als Montagehalterung in dem Gehäuse des
Bremssattels während der Montage des Bremsbetätigungsmechanismus.
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Die
Montage des Bremsbetätigungsmechanismus kann mit unterschiedlichen
Untermodulen erfolgen.
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Ein
erstes Untermodul kann beispielsweise aus dem Verstärkungsmechanismus,
der Nachstelleinrichtung mit dem Zahnrad und der Rückstelleinrichtung
und dem diese zusammenhaltenden Stab bestehen. Das Untermodul wird
in das Gehäuse des Bremssattels so eingeführt,
dass der Stab in einer rückwärtigen Öffnung
des Gehäuses des Bremssattels eingesetzt ist und nach außen
verschoben werden kann. Dabei kommt das Zahnrad mit dem Nachstellzahnrad
in Eingriff.
-
In
der rückwärtigen Öffnung des Gehäuses des
Bremssattels wird der Stab mit Lager- und Befestigungsmittel verspannt.
Als solche Lager- und Befestigungsmittel können beispielsweise
Keilsplinte zum Einsatz kommen. Die Öffnung für
den Stab in dem rückwärtigen Gehäuseabschnitt öffnet
sich dabei kegelförmig nach außen, so dass bei
der Bewegung des Stabs in entgegengesetzter Richtung die Keilsplinte
gegen die kegelförmige Öffnung verklemmt werden
und dadurch der Stab in seiner axialen Lage verspannt wird.
-
Danach
wird als zweites Untermodul das Druckstück mit der daran
angebrachten Dichtmanschette in das Gehäuse des Bremssattels
eingeführt derart, dass die Nachstellspindel und das Druckstück in
Gewindeeingriff gelangen.
-
Alternativ
kann das erste Untermodul aus der oben beschriebenen Einheit, jedoch
ohne eine fest mit dem Zahnrad verbundene Nachstellspindel, bestehen,
während das zweite Untermodul dann entsprechend aus dem
Druckstück und der Nachstellspindel, die beide bereits
in einem Gewindeeingriff stehen, aufgebaut ist. Zusätzlich
ist an dem Druckstück außenseitig eine Dichtmanschette
angebracht.
-
Gemäß der
Erfindung kann bereits ein Teil der Vorspannung durch die Vormontage
der Einheit aus Nachstelleinrichtung, Verstärkungsmechanismus
und Rückstelleinrichtung auf dem Stab durch eine entsprechende
Auswahl der axialen Dimensionierungen der einzelnen Komponenten
realisiert werden. Diese Vorspannung kann durch entsprechende Sprengringe
oder sonstige radiale Befestigungsmechanismen am Stab aufrechterhalten
werden.
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Die
restliche Vorspannung, die die Federkraft auf die Momentkupplung
bzw. die Drehmomentbegrenzung definiert, wird dann abschließend
im Wege der Montage der Einheit in dem Bremssattel auf die Rückstelleinrichtung
bzw. Feder aufgebracht.
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Die
abschließende Vorspannung, die größer als
die durch die Vormontage erzeugte Vorspannung ist, wird letztendlich
aufrechterhalten, indem der Stab mit den darauf bzw. um diesen herum
axial fixierten Bremskomponenten in dem Gehäuse des Bremssattels
durch das rückwärtige Lager- und Befestigungsmittel,
beispielsweise eine Gewindemutter oder durch zwei Splintbolzenhälften,
axial verspannt wird, so dass sich der Stab nicht mehr axial verschieben kann.
-
Die
anfängliche Vorspannung reicht aus, den gesamten Bremsmechanismus
mit seinen Bremskomponenten auf dem Stab zu halten. Die so ausgebildete
selbsttragende Einheit kann auf einfache Art und Weise gelagert
und transportiert werden, sowohl was die Montage im Bremssattel
als auch zukünftige Wartungsarbeiten angeht.
-
Nachdem
die abschließende Vorspannung aufgebracht wurde, lässt
die Belastung auf die Sprengringe oder sonstige radiale Befestigungsmechanismen,
mit denen die anfängliche Vorspannung aufrechterhalten
wurde, nach, da die abschließende Vorspannung der Feder
direkt in das Gehäuse des Bremssattels, das dann als Widerlager
fungiert, eingeleitet wird. Auf Grund dieser Tatsache ist es möglich,
dass die Nachstelleinrichtung überhaupt einwandfrei zurückgestellt
werden kann, wobei dies durch eine minimale Kompression während
dieses Montageschritts erreicht wird.
-
Die
Erfindung zeichnet sich grundsätzlich durch den Vorteil
aus, dass zur Montage des Bremsbetätigungsmechanismus und
dessen Befestigung im Bremssattel neben dem Stab nur sehr wenige
Befestigungsmittel notwendig sind. Die Teileanzahl ist dadurch im
Vergleich zum Stand der Technik geringer, wodurch sich die Montage
einfacher, schneller und kosteneffektiver durchführen lässt.
-
Darüber
hinaus können sehr viele Normteile und rotationssymmetrische
Bauteile zum Einsatz kommen, deren Herstellung ebenfalls wesentlich
einfacher ist.
-
Der
Bremsbetätigungsmechanismus gemäß der
Erfindung zeichnet sich des Weiteren durch seine Kompaktheit vor
allem in Axialrichtung bei gleichzeitig einwandfreier Funktionssicherheit
aus, so dass auch die Länge des Bremssattels, einhergehend
mit einer Gewichtsreduzierung, verkürzt werden kann. Der
spezifische Aufbau des Bremsbetätigungsmechanismus gemäß der
Erfindung lässt sich als eine Einheit bewegen und handhaben.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
den nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.
Es zeigen
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1 eine
Explosionsdarstellung der wesentlichen Bestandteile der Scheibenbremse
gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
Draufsicht, teilweise im Schnitt, der Scheibenbremse im zusammengebauten
Zustand;
-
3 eine
seitliche Schnittansicht der Scheibenbremse im zusammengebauten
Zustand;
-
4 eine
Explosionsdarstellung des Bremsbetätigungsmechanismus gemäß der
Erfindung mit seinen einzelnen Komponenten;
-
5 einen
vergrößerten Ausschnitt aus 2 zur
Darstellung des Bremsbetätigungsmechanismus;
-
6 einen
vergrößerten Ausschnitt aus 3 zur
Darstellung des Bremsbetätigungsmechanismus;
-
7 eine
seitliche Darstellung eines Bremsbetätigungsmechanismus
in einer weiteren Ausführungsform gemäß der
Erfindung;
-
8 schematisch
ein Verfahren zur Montage des Bremsbetätigungsmechanismus
mit zwei Untermodulen; und
-
9 schematisch
ein weiteres Verfahren zur Montage des Bremsbetätigungsmechanismus mit
zwei anderen Untermodulen.
-
In 1 ist
die erfindungsgemäße Scheibenbremse in Explosionsdarstellung
mit ihren wesentlichen Bestandteilen gezeigt, die in den 2 und 3 jeweils
in ihrem zusammengebauten Zustand wiedergegeben sind.
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Die
Scheibenbremse weist einen Bremssattel 1 auf, der auf einem
Träger 2 gleitend geführt ist. Hierzu
ist der Bremssattel 1 mittels Gleitlager 3 an dem
Träger 2 geführt.
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Die
Gleitlager
3 sind mittels Bolzen
4 an dem Träger
2 befestigt
und entsprechend in Öffnungen
5 in dem Gehäuse
des Bremssattels
1 aufgenommen. Zwischen dem Gleitlager
3 und
der Innenwand der Öffnungen
5 sind elastische
Gleitlagerelemente
6 vorgesehen, wie diese beispielsweise
in dem
Deutschen
Gebrauchsmuster Nr. 20 2008 006 779 der Anmelderin beschrieben
sind.
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Um
eine einwandfreie Funktion des so ausgebildeten Gleitlagermechanismus
zu gewährleisten, sind die Öffnungen
5 in
dem Bremssattel
1 nach außen mittels Endkappen
7 abgedichtet,
wie diese beispielsweise in dem
Deutschen Gebrauchsmuster Nr. 20 2009 003 262 der
Anmelderin beschrieben sind.
-
Der
Bremssattel 1 über- bzw. umgreift Bremsbeläge 8,
die auf Belaghaltern 9 befestigt sind. Die Belaghalter 9 mit
den darauf angeordneten Bremsbelägen 8 sind in
entsprechenden Führungen 10 des Trägers 2 axial
geführt. Die Belaghalter 9 werden durch Belaghaltefedern 11 rüttelsicher
verspannt, die sich hierfür an einem Haltebügel 12 abstützen,
der eine nach oben gerichtete Öffnung 13 in dem
Gehäuse des Bremssattels 1 überspannt,
durch welche die Bremsbeläge 8 mit ihren Belaghaltern 9 zu
Montagezwecken eingefügt und entnommen werden können.
Zu seinen beiden Seiten unter- bzw. hintergreift der Haltebügel 12 entsprechende
an dem Bremssattel 1 angeformte oder ausgebildete Vorsprünge
oder Ausnehmungen 14, so dass der Haltebügel 12 nach
oben nicht ausweichen kann und so ein Widerlager für die
Belaghaltefedern 11 zu bilden vermag.
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Ein
Verschieben in Längsrichtung des Haltebügels
12 wird
verhindert, indem dieser an einer Seite mit einer als Feder ausgebildeten
Sperrvorrichtung
15 zusammen wirkt, die wiederum mit dem
Bremssattel
1 verspannt ist, wie dies beispielsweise in
dem
Deutschen Gebrauchsmuster
Nr. 20 2008 013 446 der Anmelderin beschrieben ist.
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Die
beiden Bremsbeläge 8 fassen eine hier nicht näher
dargestellte Bremsscheibe ein, die auf einer entsprechenden Nabe
oder einem mit der Nabe verbundenen Teil einer Radachse befestigt
ist.
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Wie
in der 1 zu erkennen ist, weist der Bremssattel 1 bremsscheibenzugewandt
eine Öffnung 16 auf, durch die ein Bremsbetätigungsmechanismus 17 auf
die Bremsscheibe einwirken kann und durch welche, wie weiter unten
im Zusammenhang mit den 11 bis 22 beschrieben ist, der Bremsbetätigungsmechanismus 17,
je nach Ausführungsform, in unterschiedlichen Modulen im
Gehäuse des Bremssattels 1 montiert wird.
-
4 zeigt
in einer Explosionsdarstellung den Bremsbetätigungsmechanismus 17 in
seinen Einzelteilen, während die 5 bis 7 diesen
in seiner funktionalen Einbaulage in dem Gehäuse des Bremssattels 1 darstellen.
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Der
Bremsbetätigungsmechanismus 17 gemäß der
Erfindung ist derart konzipiert, dass er einerseits eine einfache
Montage in dem Bremssattel 1 gestattet und andererseits
durch die spezielle Anordnung der Einzelteile zueinander eine einwandfreie Funktionsweise
bei gleichzeitiger kompakter Bauweise ermöglicht.
-
Gemäß der
Erfindung besteht der Bremsbetätigungsmechanismus 17 im
Wesentlichen aus einem Verstärkungsmechanismus 18,
der die von einem hydraulischen, pneumatischen oder elektromechanischen
(oder einem diese Arten kombinierenden) Aktuator (hier nicht dargestellt)
stammende Aktuatorkraft als Zuspannkraft in den Bremsbetätigungsmechanismus 17 einleitet
und dabei entsprechend einem konstruktionsbedingt vorgegebenen Übersetzungsverhältnis
verstärkt, aus einer Nachstelleinrichtung 19,
die zum Ausgleich eines Bremsbelagverschleißes dient, aus
einem Druckelement 20, das die verstärkte Zuspannkraft
auf die Bremsscheibe überträgt, und aus einer
Rückstelleinrichtung 21, um den Bremsbetätigungsmechanismus 17 in seine
Ausgangslage zurückzustellen, wenn keine Bremskraft über
den Aktuator, der sich außerhalb des Gehäuses
des Bremssattels 1 befindet, mehr einwirkt.
-
Ein
wesentliches Merkmal der Scheibenbremse gemäß der
Erfindung ist hierbei, dass die vorgenannten Baugruppen auf einem
zentralen Stab 22 angeordnet sind, der koaxial zu der Achse
der Bremsscheibe ausgerichtet ist.
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Der
Stab 22 dient, wie aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich
wird, als Montagemittel für die einzelnen Baugruppen des
Bremsbetätigungsmechanismus einerseits und als Befestigungsmittel
für diesen in dem Gehäuse des Bremssattels 1 andererseits.
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Der
Verstärkungsmechanismus 18 weist einen Hebel 23 auf,
an dessen oberen, eine Öffnung 24 in dem Bremssattel 1 durchgreifenden
Ende 25 ein hier nicht dargestelltes Übertragungsmittel
des Aktuators, beispielsweise ein Stab eines Pneumatikzylinders,
angreift. Der Hebel 23 ist in einem rückwärtigen Gehäuseabschnitt
des Bremssattels 1 schwenkbar gelagert, indem sich dieser
an zwei Exzenterwalzen 26 drehbar abstützt. Die
zylindrischen Exzenterwalzen 26 sind in einem entsprechenden,
in zwei Lagerschalen 27 angeordneten Nadellagerkäfig 28 drehbar
aufgenommen, wobei sich die Lagerschalen 27 in dem rückwärtigen
Gehäuseabschnitt des Bremssattels 1 abstützen.
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Der
Hebel
23 ist dabei relativ zu den Exzenterwalzen
26 so
konzipiert und ausgestaltet, das sich bei einer Schwenkbewegung
um die Exzenterwalzen
26 eine exzentrische Verlagerung
des Hebels
23 zu den Exzenterwalzen
26 einstellt,
der zu einer Verstärkung der vom Aktuator in den Hebel
23 eingeleiteten Kraft
führt. Zur genauen Ausgestaltung und Funktionsweise der
Exzenterlagerung des Hebels
23 soll hiermit auf die Offenbarung
der
Internationalen
Patentanmeldung Nr. 2004/027281 A2 der Anmelderin verwiesen
werden, auf deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich
Bezug genommen wird.
-
Den
Exzenterwalzen 26 gegenüberliegend stützt
sich der Hebel 23 über weitere Nadellagerschalen 29 an
einem Kraftübertragungselement 30 ab. Das Kraftübertragungselement 30 ist
einstückig, vorzugsweise als Guss- oder Schmiedeteil, aufgebaut
und weist hebelseitig zwei annähernd halbschalenartige
Ausnehmungen 31 auf, die der Aufnahme der Nadellagerschalen 29 dienen.
Bremsscheibenseitig ist das Kraftübertragungselement 30 mit
planen Flächen ausgebildet, um, wie nachfolgend beschrieben
werden wird, mit der Nachstelleinrichtung 19 und dadurch
mit dem Druckelement 20 zusammen zu wirken.
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Für
den Durchgriff des zentralen Stabs 22 weist der Hebel 23 eine Öffnung 32,
der Nadellagerkäfig 28 ein Öffnung 33 und
das Kraftübertragungselement 30 eine Öffnung 34 auf,
während die Lagerschalen 27, die Exzenterwalzen 26 und
die Nadellagerschalen 29 jeweils zu beiden Seiten des Stabs 23 an
entsprechenden Stellen angeordnet sind.
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Unmittelbar
anschließend an den Verstärkungsmechanismus 18 in
Richtung zur Bremsscheibe schließt sich die Nachstelleinrichtung 19 an.
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Die
Nachstelleinrichtung 19 beinhaltet eine Momentkupplung,
deren Funktionsweise nachfolgend noch erklärt werden soll.
Die Momentkupplung ist als ein Rollen-Rampen-Mechanismus 35 ausgebildet,
dessen Einzelteile am besten in der 6 zu sehen
sind.
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Der
Rollen-Rampen-Mechanismus 35 weist einen Rampenkörper 36 auf,
der auf seiner der Bremsscheibe abgewandten Seite mit einem Zahnrad 37 drehfest
verbunden ist. Die Funktion des Zahnrads 37 soll weiter
unten näher erläutert werden.
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Dem
Rampenkörper 36 gegenüberliegend ist
ein Lagerring 38 vorgesehen. Der Lagerring 38 und
der Rampenkörper 36 schließen mehrere
Rollkörper 39 ein, die in einem Rollkäfig 40 geführt
und koaxial um den Stab 22 beweglich zwischen dem Lagerring 38 und
dem Rampenkörper 36 angeordnet sind.
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Die
Rollkörper 39 sind jeweils in Rampenflächen 41 aufgenommen,
die einander gegenüberliegend in dem Lagerring 38 auf
der einen Seite und dem Rampenkörper 36 auf der
anderen Seite ausgebildet sind. Eine Rampenfläche 41 geht
jeweils in die nachfolgende Rampenfläche 41 über,
wobei alle Rampenflächen 41 auf einer geschlossenen
Kreisbahn um den Stab 22 liegen. In 4 sind diese Rampenflächen 41 nur
für den Lagerring 38 erkennbar. Hierbei kann jede
Rampenfläche 41 jeweils in unterschiedliche Abschnitte
unterteilt sein, die unterschiedliche Steigungswinkel aufweisen.
Die Steigungswinkel können dabei so gewählt werden,
dass sich beim Zusammenwirken mit der Vorspannung das begrenzende
Drehmoment für die Momentkupplung besser abstimmen lässt.
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Der
Rampenkörper 36 stützt sich gegenüber dem
Kraftübertragungselement 30 durch zumindest ein
friktionsarmes Lagerelement 42 ab, das in einer zylindrischen
Ausnehmung 43 in der bremsscheibenzugewandten Seite des
Kraftübertragungselements 30 vorgesehen ist.
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In
analoger Weise stützt sich der Lagerring 38 über
ein weiteres friktionsarmes Lagerelement 44 an einer äußeren
Aufnahmehülse 45 ab.
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Die äußere
Aufnahmehülse 45 und teilweise der Lagerring 38 schließen
koaxial eine innere Aufnahmehülse 46 und teilweise
der Lagerring 38 und der Rampenkörper 36 mit
den Rollkörpern 39 dazwischen schließen
koaxial eine Hohlwelle 47 ein.
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Die
innere Aufnahmehülse 46 und die Hohlwelle 47 greifen
an ihren Stirnseiten ineinander und sind auf dem zentralen Stab 22 drehbar
gelagert, wobei die innere Aufnahmehülse 46 auf
dem Stab 22 axial durch einen Sprengring 48 festgelegt
ist.
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Die
Hohlwelle 47 und die innere Aufnahmehülse 46 wiederum
schließen koaxial eine Freilauffeder 49 ein, wobei
die radiale Außenfläche der Freilauffeder 49 jeweils
mit den radialen Innenflächen der Hohlwelle 47 und
der inneren Aufnahmehülse 46 in Verbindung steht,
so dass diese beiden Elemente bei Bedarf drehfest verbunden werden
können.
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Die
innere Aufnahmehülse 46 steht über eine Verzahnung 50 mit
dem Lagerring 38 drehfest in Verbindung. Zusätzlich
kann die Verzahnung hierbei zwischengelagerte Rollkörper
oder Walzen aufweisen, um eine Rollenführung zwischen der
inneren Aufnahmehülse 46 und dem Lagerring 38 auszubilden,
der in Axialrichtung eine sehr geringe Reibung innewohnt.
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Die
Hohlwelle 47 wiederum weist ein zapfenartiges Element 51 auf,
mit dem der Hebel 23 in Verbindung steht, wobei diese Verbindung
so konzipiert ist, dass bei einer Schenkbewegung des Hebels 23 über
das zapfenartige Element 51 die Hohlwelle 47 in eine
Drehbewegung versetzt wird. Die Hohlwelle 47 durchsetzt
dabei vollständig das Kraftübertragungselement 30.
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Es
ist in den Figuren zu erkennen, dass sämtliche Bauteile
der Nachstelleinrichtung 19 als im Wesentlichen rotationssymmetrische
Körper ausgebildet und koaxial um den Stab 22 angeordnet
sind.
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Die
Nachstelleinrichtung 19 einfassend ist das Druckelement 20 vorgesehen,
das ebenfalls koaxial zu dem Stab 22 angeordnet ist.
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Das
Druckelement 20 weist eine hohle Nachstellspindel 52 auf,
die außenseitig mit einem Druckstück 53 über
ein entsprechendes Gewinde 54 in Eingriff steht. Das Druckstück 53 spreizt
sich zur Bremsscheibe hin aus Gründen der besseren Kraftverteilung
trapezartig auf und ist über entsprechende Verbindungselemente,
beispielsweise eine Zapfen-Nut-Verbindung 55, an dem Belaghalter 9 des
innenliegenden Bremsbelags 8 befestigt, wie diese aus der 2 ersichtlich
ist.
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Die
Nachstellspindel 52 ist an ihrer bremsscheibenabgewandten
Stirnseite mit dem Zahnrad 37 der Nachstelleinrichtung 19 über
entsprechende Verbindungselemente 56 drehfest verbunden,
beispielsweise durch Stiftniete 56, die in entsprechenden
Sackbohrungen 57 in der Stirnseite der Nachstellspindel 52 einen
Presssitz ausbilden.
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Das
Zahnrad 37 wiederum steht mit dem Rampenkörper 36 über
eine Keil-Nut-Verbindung 58 in einer drehfesten Verbindung.
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Dadurch
wird eine Drehbewegung des Rampenkörpers 36 mittelbar
auf die Nachstellspindel 52 übertragen.
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Außenseitig
ist an dem Druckstück 53 eine Dichtmanschette 59 angeordnet,
die den Freiraum zwischen dem Druckstück 53 und
der jeweiligen Innenwand des Gehäuse des Bremssattels 1 zur Bremsscheibe
hin abdichtet, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in
den Innenraum des Bremssattels 1 auszuschließen,
so dass die Funktionssicherheit des Bremsbetätigungsmechanismus 17 jederzeit
sichergestellt ist.
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Die
Dichtmanschette 59 ist elastisch in Axialrichtung abrollbar
und weist an ihren Stirnseiten jeweils, gegebenenfalls federnde,
Metalleinlagen 60 auf, die eine einwandfreien Presssitz
an den jeweiligen Anlagenflächen in dem Gehäuse
des Bremssattels 1 zur Verfügung stellen.
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Das
Druckstück 53 weist des Weiteren zumindest ein
Führungselement, beispielsweise eine Führungstange 61 auf,
die in einer entsprechenden Öffnung in dem Bremssattel 1 aufgenommen
ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das Druckstück 53 relativ
zu dem Bremssattel 1 drehfest geführt ist und eine
Drehbewegung der Nachstellspindel 52 in eine axiale Längsbewegung
des Druckstücks 53 übersetzt wird.
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Die
Nachstellspindel 52 schließt nicht nur die Nachstelleinrichtung 19,
sondern auch die Rückstelleinrichtung 21 koaxial
ein.
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Die
Rückstelleinrichtung 21 schließt sich
in Axialrichtung zu der Bremsscheibe hin an die Nachstelleinrichtung 19 an
und ist ebenfalls koaxial zu dem Stab 22 angeordnet.
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Diese
besteht aus einer Schraubenfeder 63, die sich bremsscheibenseitig
an einer Widerlagerschale 64 abstützt. Die Widerlagerschale 64 ist
an dem bremsscheibenseitigen Ende des Stabs 22 über einen
Abstandsring 65 und einen Sprengring 66 axial positioniert
und befestigt.
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An
ihrer gegenüberliegenden Seite stützt sich die
Schraubenfeder 63 an der äußeren Aufnahmehülse 45 der
Nachstelleinrichtung 19 ab. Auf diese Art und Weise kann
die Rückstelleinrichtung 21 gleichzeitig als ein
Mechanismus zur Aufbringung einer Drehmomentbegrenzung auf die Nachstelleinrichtung 19 fungieren,
wie diese nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung des Funktionsweise
der Nachstelleinrichtung 19 und des Bremsbetätigungsmechanismus 17 noch
erläutert werden soll.
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In 7 ist
eine alternative Ausführungsform der Rückstelleinrichtung 21 gezeigt.
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Auch
in dieser stützt sich eine Schraubenfeder 63 an
einer Widerlagerschale 64 ab. Die Widerlagerschale 64 wird
hierbei jedoch axial auf dem Stab 22 mittels einer Gewindemutter 67 festgelegt,
die auf ein bremsscheibenseitiges Gewinde 68 an dem Stab 22 aufgeschraubt
wird. Durch gezieltes Verdrehen der Gewindemutter 67 relativ
zu dem Stab 22 kann eine definierte Vorspannung auf die
Schraubenfeder 63 aufgebracht werden.
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Zusätzlich
ist in dieser Ausführungsform zwischen der äußeren
Aufnahmehülse 45 und dem friktionsarmen Lagerelement 44 noch
ein Führungsring 69 vorgesehen. Der Führungsring 69 unterstützt
die Positionierung sowie die axiale und radiale Führung der
zu dem Führungsring 69 benachbarten Komponenten
relativ zueinander.
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Das
friktionsarme Lagerelement 44 dient unter anderem auch
dazu, das Risiko auszuräumen, dass vor allem bei Freigabe
der Bremse ein geringfügiges Aufwickeln der Schraubenfeder 63 die
Nachstellfunktion beeinflusst.
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Wie
in der 5 zu erkennen so, kämmt das Zahnrad 37 der
Nachstelleinrichtung 19 mit einem Nachstellzahnrad 70,
das auf einer Achse in dem Gehäuse des Bremssattels 1 gelagert
ist, die parallel zu dem Stab 22 verläuft.
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Die
Achse wird durch eine Nachstellwelle bzw. einen Achskörper 71 gebildet,
der eine entsprechende Verzahnung aufweist und mit seinem freien Ende 72 in
einem in dem Gehäuse des Bremssattels 1 vorgesehenen
Lagersackloch 73 und mit seinem gegenüberliegendem
Ende 74 in einer von außen zugänglichen Öffnung 75 in
dem Bremssattel 1 gelagert ist. Der Achskörper 71 wird
quasi wie ein Stöpsel in die Öffnung 75 eingefügt,
wobei allerdings solche Toleranzen vorgesehen sind, dass der Achskörper 71 ab
einem bestimmten Drehmoment in der Öffnung 75 gedreht
werden kann. Hierzu weist das Ende 74 des Achskörpers 71 eine
Fassung 76 auf, die der Aufnahme eines Werkzeugs dient,
mit Hilfe von welchem der Achskörper 71, damit
das Nachstellzahnrad 70 und hierdurch wiederum das Zahnrad 37 mit
der Nachstellspindel 52 in Drehung versetzt werden kann,
wie weiter unter noch erläutert werden soll.
-
Die Öffnung 75 ist
durch eine entsprechend geformte Verschlusskappe 77 von
außen dicht verschließbar.
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Das
Gehäuse des Bremssattels 1 weist noch eine weitere
seitliche Montageöffnung 78 auf, die in axialer
Verlängerung zu der Drehachse der Exzenterwalzen 26 vorgesehen
ist.
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Durch
diese Öffnung 78 kann die Montage und Ausrichtung
der Lagerschalen 27 und des Nadellagerkäfigs 28 sowie
der Exzenterwalzen 26 bewerkstelligt und unterstützt
werden. Darüber hinaus lassen sie über die Öffnung 78 die
Lagerflächen im Inneren des Gehäuses des Bremssattels 1 maschinell bearbeiten.
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Die
Montageöffnung 78 ist ebenfalls durch einen abdichtenden
Stöpsel 79 verschließbar. Quer zur Axialrichtung,
d. h. seitlich nach außen, werden die Exzenterwalzen 26 durch
an dem Hebel 23 vorstehende Kanten 80 geführt
und positioniert. An den gegenüberliegenden Seiten sind
die Exzenterwalzen 26 durch eine Abstandshülse 81,
die quasi die inneren seitlichen Lagerflächen 82 für
beide Exzenterwalzen 26 zur Verfügung stellt,
vom Stab 22 getrennt.
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Die
Position der Abstandshülse 81 wird in Axialrichtung
auf der einen Seite durch einen Federring 84 und auf der
gegenüberliegenden Seite durch Anlage an der Hohlwelle 47 festgelegt.
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Der
Stab 22 weist an seinem rückwärtigen, bremsscheibenabgewandten
Ende ein Gewinde 85 auf. Dieses Gewinde 85 liegt
im montierten Zustand außerhalb des Gehäuses des
Bremssattels 1, da der Stab 22 eine Öffnung 86 in
dem Bremssattel 1 durchgreift.
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Die Öffnung 86 weitet
sich kegelartig auf und dient unter Zwischenlagerung eines Dichtrings 87 der Aufnahme
eines Keilrings 88.
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Während
der Montage wird der Keilring 88 mittels einer auf dem
Gewinde 85 aufschraubbaren Befestigungsmutter 89 in
der Öffnung 86 verspannt. Die Befestigungsmutter 89 wird
noch von einer Endkappe 90 übergriffen.
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Wie
in den Figuren zu erkennen ist, weist der Stab 22 eine
entsprechende Konturierung mit unterschiedlichen Durchmessern und
Nutanordnungen auf, um die Lagerflächen und Montagemittel
für die axiale Positionierung der oben geschilderten einzelnen
Bauelemente zur Verfügung zu stellen.
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Hierbei
ist es ein wesentlicher Aspekt der Erfindung, dass der Stab 22 auf
der einen Seite und die einzelnen auf diesem gelagerten Komponenten
des Verstärkungsmechanismus 18, der Nachstelleinrichtung 19 und
der Rückstelleinrichtung 21 auf der anderen Seite
in Axialrichtung so dimensioniert und ausgestaltet sind, dass im
eingebauten, im rückwärtigen Teil des Bremssattels
verspannten Zustand des Stabs 22 die Schraubenfeder 63 eine
definierte Drehmomentbegrenzung über eine dann ausgebildete permanente
Vorspannung auf die in der Nachstelleinrichtung 19 in Form
eines Rollen-Rampen-Mechanismus 35 vorliegende Momentkupplung
ausübt.
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Die
Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsmechanismus 17 mit
der Nachstelleinrichtung 19 ist wie folgt.
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Wird
vom Aktuator eine Kraft eingeleitet, schwenkt der Hebel 23 um
die Exzenterwalzen 26 und versetzt über das zapfenartige
Element 51 die Hohlwelle 47 in Drehung. Hierzu
weist der Hebel 23 eine Ausnehmung oder Nut 51A auf,
wie dies beispielsweise in der 5 zu erkennen
ist.
-
Wenn
noch kein Kontakt mit dem Bremsbelag 8 und der Bremsscheibe
besteht und folglich keine Bremskraft übertragen wird,
sperrt die Freilauffeder 49 die Hohlwelle 47 mit
der inneren Aufnahmehülse 46, so dass sich beide
gemeinsam drehen. Da die innere Aufnahmehülse 46 über
die Verzahnung 50 drehfest mit dem Lagerring 38 verbunden
ist, dreht sich auch dieser Lagerring 38 entsprechend mit.
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Bedingt
durch die von der Schraubenfeder 63 ausgeübte
Federkraft, die die definierte Drehmomentbegrenzung bereitstellt,
dreht der Lagerring 38 auch den Rampenkörper 36 und
damit das mit diesem über die Keil-Nut-Verbindung 58 drehfest
verbunden Zahnrad 37 und letztendlich dadurch die Nachstellspindel 52.
Die Rollkörper 39 verbleiben hierbei ortsfest
in den in dem Rampenkörper 36 auf der einen Seite
und in den in dem Lagerring 38 ausgebildeten Rampenflächen 41 (siehe 4).
Die Rampenflächen 41 sind durchgängig
kreisförmig als ineinander übergehende Rampen
ausgebildet, so dass jeweils ein Rollkörper 39 bei
Bedarf in die nächste Rampenfläche 41 überspringen
kann.
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Da
das Druckstück 53 in dem Gehäuse des Bremssattels 1 über
die Führungsstange 61 ausschließlich
axial geführt ist und daher nicht drehen kann, bewirkt
eine Drehung der Nachstellspindel 52 eine axiale Verschiebung
des Druckstücks 53. Hierdurch wird das Lüftspiel überbrückt.
-
Kommt
nun während der Bremsbetätigung der Bremsbelag 8 mit
der Bremsscheibe in Kontakt, bildet sich ein geschlossener Kraftfluss
mit einer entsprechenden Gegenkraft zu der eingeleiteten Kraft aus.
Bei ansteigender Kraft in Axialrichtung gibt es einen Punkt, an
welchem das durch die Reibung in dem Gewinde 54 bedingte
Drehmoment zwischen dem Druckstück 53 und der
Nachstellspindel 52 größer sein wird,
als das durch die Schraubenfeder 63 in die Momentkupplung
induzierte Drehmoment für die Drehmomentbegrenzung. Infolgedessen
bleiben die Nachstellspindel 52 und das Zahnrad 37 und
damit der Rampenkörper 36 stehen.
-
Zu
diesem Moment drehen sich jedoch die Hohlwelle 47, die
innere Aufnahmehülse 46 und der Lagerring 38 weiter,
was bewirkt, dass die Rollkörper 39 nicht mehr
stationär verharren, sondern sich in den Rampenflächen 41 des
Rampenkörpers 36 weiterbewegen und gegen diese
Rampenflächen 41 auflaufen.
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Da
der Rampenkörper 36 gegenüber dem Kraftübertragungselement 30 über
ein friktionsarmes Lagerelement 42 abgestützt
ist, bewirkt das Auflaufen der Rollkörper 39,
dass sich der Lagerring 38 von dem Rampenkörper 36 in
Richtung auf die Bremsscheibe zu wegbewegt und so die Schraubenfeder 63 komprimiert.
Diese Kompression erfolgt während des gesamten Bremsbetätigungshubs
und bildet quasi den elastischen Anteil für die anschließende Rückstellbewegung
aus.
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Leitet
der Aktuator keine Kraft mehr in den Bremsbetätigungsmechanismus 17 ein,
beginnt die durch die Rückstelleinrichtung 21 unterstützte
Rückstellbewegung.
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Anfänglich
besteht noch ein Kontakt zwischen dem Bremsbelag 8 und
der Bremsscheibe, bei dem noch erhebliche Kräfte wirken.
Die einzelnen Komponenten Zahnrad 37, Rampenkörper 36 und Lagerring 38 mit
den Rollkörpern 39 dazwischen und die Hohlwelle 47 drehen
sich dann in umgekehrter Drehrichtung, bis sie ihre ursprüngliche
Winkelstellung zu Bremsbeginn wieder einnehmen. Diese Komponenten
kehren ihre Bewegungen während des Bremshubs folglich entsprechend
des vorhergehend erwähnten elastischen Anteils um.
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Wenn
während des erfolgten Bremshubs keine Abrasion am Bremsbelag 8 aufgetreten
ist und daher kein Verschleiß am Bremsbelag 8 vorliegt,
endet ein kraftleitender Kontakt zwischen den Bremsbelägen 8 und
der Bremsscheibe exakt zu dem Zeitpunkt, zu dem die Komponenten
Zahnrad 37, Rampenkörper 36, Lagerring 38 und
Hohlwelle 47 ihre Ausgangswinkellage wieder einnehmen.
Diese Komponenten verharren dann so lange in ihrer Stellung, bis das
zapfenartige Element 51 bei der Schwenkbewegung des Hebels 23 in
umgekehrter Schwenkrichtung an der gegenüberliegenden Anschlagsfläche der
Verbindungsnut oder Ausnehmung 51A des Hebels 23,
in welcher das zapfenartige Element 51 geführt
ist, zum Anliegen kommt. Dann wird durch die rückwärtsgerichtete
Schwenkbewegung des Hebels 23 die Hohlwelle 47 aktiv
in umgekehrter Drehrichtung weitergedreht, während bedingt
durch die Freilauffeder 49 die innere Aufnahmehülse 46 und
der Lagerring 38 stehen bleiben. In dieser Phase rutscht die
Freilauffeder 49 dann um einen solchen Winkel durch, der
der Nachstellung des Lüftspiels während des Bremshubs
entspricht.
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Die
Ausnehmung 51A des Hebels 23 ist unter Ausbildung
eines Spiels etwas größer als die Dicke des zapfenartigen
Elements 51. Dieses Spiel entspricht dem Lüftspiel
zwischen dem Bremsbelag 8 und der Bremsscheibe, das zu
Zwecken der Funktionssicherheit nie nachgestellt wird.
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Liegt
dahingegen nach dem Bremshub ein Verschleiß am Bremsbelag 8 vor,
beispielsweise nach einer starken Notbremsung, hebt sich der kraftleitende
Kontakt zwischen den Bremsbelägen 8 und der Bremsscheibe
auf, bevor die Komponenten Zahnrad 37, Rampenkörper 36 und
Lagerring 38 mit den Rollkörpern 39 dazwischen
ihre Ausgangswinkellage wieder einnehmen konnten.
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Zu
diesem Zeitpunkt bewirkt die durch die Schraubenfeder 63 in
Axialrichtung auf die Momentkupplung ausgeübte Kraft, dass
sich das Zahnrad 37 und damit die Nachstellspindel 52 in
Drehung setzt, wodurch der Verschleiß ausgeglichen wird.
Der weitere Bewegungsablauf der einzelnen Komponenten ist dann genauso,
wie für den oben beschriebenen Fall ohne Verschleiß.
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Die
Nachstellung während der Freigabe der Bremse bzw. der Rückstellung
des Druckstücks 53 und der Rückwärtsschwenkbewegung
des Hebels 23 ist auch die Folge der geringen inneren Reibung
und der dadurch bedingten geringen Hysterese des Rollen-Rampen-Mechanismus 35.
Aus diesen Gründen wird gemäß der Erfindung
bevorzugt ein Rollen-Rampen-Mechanismus als Momentkupplung verwendet,
da dieser bei geringen Herstellungskosten die genaue Festlegung
eines Drehmoments für eine Drehmomentbegrenzung erlaubt.
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In
den 8 und 9 sind exemplarisch zwei unterschiedliche
Montageverfahren für den Bremsbetätigungsmechanismus
gezeigt.
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8 zeigt
exemplarisch die einzelnen Module für das Montageverfahren
in einer ersten Ausführungsform in Explosionsdarstellung.
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Der
Bremsbetätigungsmechanismus 17 ist in zwei Module
A und B aufgeteilt.
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Das
erste Modul A besteht aus
- – dem kompletten
Verstärkungsmechanismus 18 mit dem Hebel 23,
den Exzenterwalzen 26, den Lagerschalen 27 und
dem Kraftübertragungselement 30;
- – der kompletten Nachstelleinrichtung mit der Momentkupplung,
der Nachtstellspindel 52 und dem Zahnrad 37; und
- – der in 8 nicht zu erkennenden innenliegenden
Rückstelleinrichtung 21.
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Alle
Komponenten sind vormontiert und auf dem Stab 22 axial
befestigt, so dass das Modul A als eine Einheit bewegt werden kann.
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Das
zweite Modul B besteht aus dem Druckstück 53 mit
der Dichtmanschette 59 und mit der Führungsstange 61.
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Als
weitere Komponenten sind das Nachstellzahnrad 70 und dessen
Achskörper 71 zu erkennen, sowie die Lage- und
Befestigungsmittel 88, 89 für den Stab 22.
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Die
Module A und B werden nacheinander durch die Öffnung 16 in
das Gehäuse des Bremssattels 1 eingeführt
und in Inneren abschließend zusammengebaut, wobei das Zahnrad 37 mit
dem Nachstellzahnrad 70 in Eingriff gelangt.
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Der
Stab 22 wird hierbei durch die Lage- und Befestigungsmittel 88, 89 und
damit der montierte Bremsbetätigungsmechanismus 17 im
Bremssattel 1 gehalten.
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In 9 ist
in Explosionsdarstellung eine alternative Ausführungsform
des Montageverfahrens gezeigt, bei welcher sich die Einteilung der
Module mit ihren Komponenten von der vorhergehend beschriebenen
Ausführungsform unterscheidet.
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Hierbei
ist die Nachstellspindel 52 bereits mit dem Druckstück 53 verschraubt.
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Das
erste Modul C besteht folglich aus
- – dem
kompletten Verstärkungsmechanismus 18 mit dem
Hebel 23, den Exzenterwalzen 26, den Lagerschalen 27 und
dem Kraftübertragungselement 30;
- – teilweise der Nachstelleinrichtung mit der Momentkupplung
und dem Zahnrad 37; und
- – der kompletten Rückstelleinrichtung 21.
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Das
Modul D besteht aus dem Druckstück 53 mit der
Dichtmanschette 59 und mit der Führungsstange 61,
wobei die Nachstellspindel 52 bereits in das Druckstück 53 eingeschraubt
ist.
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- 1
- Bremssattel
- 2
- Träger
- 3
- Gleitlager
- 4
- Bolzen
- 5
- Öffnungen
- 6
- Gleitlagerelemente
- 7
- Endkappen
- 8
- Bremsbeläge
- 9
- Belaghalter
- 10
- Führungen
- 11
- Belaghalterfedern
- 12
- Haltebügel
- 13
- Öffnung
- 14
- Vorsprünge/Ausnehmungen
- 15
- Sperrvorrichtung
- 16
- Öffnung
- 17
- Bremsbetätigungsmechanismus
- 18
- Verstärkungsmechanismus
- 19
- Nachstelleinrichtung
- 20
- Druckelement
- 21
- Rückstelleinrichtung
- 22
- Stab
- 23
- Hebel
- 24
- Öffnung
- 25
- Ende
Hebel
- 26
- Exzenterwalzen
- 27
- Lagerschalen
- 28
- Nadellagerkäfig
- 29
- Nadellagerschalen
- 30
- Kraftübertragungselement
- 31
- Ausnehmungen
- 32
- Öffnung
- 33
- Öffnung
- 34
- Öffnung
- 35
- Rollen-Rampen-Mechanismus
- 36
- Rampenkörper
- 37
- Zahnrad
- 38
- Lagerring
- 39
- Rollkörper
- 40
- Rollkäfig
- 41
- Rampenflächen
- 42
- Friktionsarmes
Lagerelement
- 43
- Ausnehmung
- 44
- Friktionsarmes
Lagerelement
- 45
- Äußere
Aufnahmehülse
- 46
- Innere
Aufnahmehülse
- 47
- Hohlwelle
- 48
- Sprengring
- 49
- Freilauffeder
- 50
- Verzahnung
- 51
- Zapfenartiges
Element
- 51A
- Ausnehmung
Hebel
- 52
- Hohle
Nachstellspindel
- 53
- Druckstück
- 54
- Gewinde
- 55
- Zapfen-Nut-Verbindung
- 56
- Verbindungselemente
- 57
- Sackbohrungen
- 58
- Keil-Nut-Verbindung
- 59
- Dichtmanschette
- 60
- Metalleinlagen
- 61
- Führungstange
- 63
- Schraubenfeder
- 64
- Widerlagerschale
- 65
- Abstandsring
- 66
- Sprengring
- 67
- Gewindemutter
- 68
- Gewinde
- 69
- Führungsring
- 70
- Nachstellzahnrad
- 71
- Achskörper
- 72
- Freies
Ende
- 73
- Lagersackloch
- 74
- Ende
- 75
- Öffnung
- 76
- Fassung
- 77
- Verschlusskappe
- 78
- Montageöffnung
- 79
- Stöpsel
- 80
- Kanten
Hebel
- 81
- Abstandshülse
- 82
- Lagerfläche
- 83
-
- 84
- Federring
- 85
- Gewinde
- 86
- Öffnung
- 87
- Dichtring
- 88
- Keilsplinte/Keilring
- 89
- Befestigungsmutter
- 90
- Endkappe
- A
- Erstes
Modul
- B
- Zweites
Modul
- C
- Drittes
Modul
- D
- Viertes
Modul
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0271864
B1 [0004]
- - EP 0553105 B1 [0005]
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- - WO 01/75324 A1 [0007]
- - WO 2004/059187 A1 [0008, 0009]
- - WO 2004/027281 A1 [0009]
- - EP 1832777 B1 [0010]
- - DE 202009003262 U [0019, 0095]
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- - WO 2004/027281 A2 [0047, 0106]
- - EP 1832777 [0062]