DE202017002779U1 - Disc brake and brake actuation mechanism - Google Patents
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Abstract
Bremsbetätigungsmechanismus für eine Scheibenbremse – mit einem Verstärkungsmechanismus (A) zum Einleiten einer Zuspannkraft in ein Druckelement (C), das die Zuspannkraft auf die Bremsscheibe überträgt; – wobei das Druckelement (C) eine Nachtstellspindel (20) aufweist, die mit einem Druckstück (23), das mit einem Bremsbelag zusammenwirkt, in einem Gewindeeingriff steht, so dass eine Drehung der Nachstellspindel (20) zu einer axialen Verschiebung des Druckstücks (23) führt; – mit einer Nachstelleinrichtung (B), die ausgestaltet ist, während eines Betriebszustands der Scheibenbremse die Nachstellspindel (20) zum Ausgleich eines Belagverschleißes in Drehung zu versetzen; und – mit einem Antriebselement (41), das ausgestaltet ist, außerhalb eines Betriebszustands der Scheibenbremse die Nachstellspindel (20) bei Bedarf in Drehung zu versetzen; dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (41) vom Kraftfluss der Zuspannkraft durch den Bremsbetätigungsmechanismus entkoppelt ist.A brake actuation mechanism for a disc brake - comprising: an amplifying mechanism (A) for applying a application force to a pressure member (C) which transmits the application force to the brake disc; - wherein the pressure element (C) has a Nachtstellspindel (20) which is in threaded engagement with a pressure piece (23) which cooperates with a brake pad, so that a rotation of the adjusting spindle (20) to an axial displacement of the pressure piece (23 ) leads; - With an adjusting device (B) which is designed to enable the adjusting spindle (20) during an operating state of the disc brake to compensate for a lining wear in rotation; and - a drive member (41) configured to rotate the adjusting spindle (20) when needed outside of an operating state of the disc brake; characterized in that the drive element (41) is decoupled from the power flow of the application force by the brake actuation mechanism.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsbetätigungsmechanismus für eine Scheibenbremse sowie eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, die einen solchen Bremsbetätigungsmechanismus aufweist.The present invention relates to a brake actuation mechanism for a disc brake and a disc brake, in particular for commercial vehicles, having such a brake actuation mechanism.
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.In this case, the invention comprises disc brakes which have either a sliding caliper or a fixed caliper, and which engage over one or more brake discs. The invention relates primarily, but not exclusively, to partially coated disc brakes.
Scheibenbremsen, insbesondere für Schwerlastkraftwagen, sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt, sowohl was die Art des Bremsbetätigungsmechanismus, die Art und Weise der Übertragung der Bremskraft auf eine oder mehrere Bremsscheiben als auch die Art der Nachstellung zum Ausgleich eines Verschleißes der Bremsbeläge angeht.Disc brakes, especially for heavy trucks, are known in a variety of embodiments, both in terms of the type of brake actuation mechanism, the manner of transmitting the braking force to one or more discs and the nature of the adjustment to compensate for wear of the brake pads.
Eine spezielle Ausführungsform einer Bremsbetätigungsvorrichtung, die in Scheibenbremsen zum Einsatz kommt, ist beispielsweise aus der Internationalen Anmeldung
Die Nachstelleinrichtung für den Ausgleich des Verschleißes weist eine Momentenkupplung auf, die drehmomentgesteuert ist und der selektiven Übertragung einer drehrichtungsabhängigen Rotation zwischen Bauteilen der Momentenkupplung dient. Darüber hinaus weist die Nachstelleinrichtung noch eine Einwegkupplung auf, bei der zwei auf dem Stab drehbar gelagerte Elemente, eine innere Aufnahmehülse und eine Hohlwelle mittels einer Freilauffeder miteinander verbunden sind, wobei die Einwegkupplung dabei so konzipiert ist, dass diese während einer Bremsbetätigung eine Drehbewegung zwischen den beiden Elementen überträgt, während diese bei Bremsfreigabe durchrutscht.The adjusting device for the compensation of wear has a torque clutch, which is torque-controlled and the selective transmission of a rotational direction-dependent rotation between components of the torque clutch is used. In addition, the adjusting device still has a one-way clutch, in which two rotatably mounted on the rod elements, an inner receiving sleeve and a hollow shaft are interconnected by means of a freewheeling spring, wherein the one-way clutch is designed so that it during a brake actuation rotational movement between the transmits both elements while slipping on brake release.
Zur genauen Funktionsweise hinsichtlich Zustellung und Übertragung der Bremskraft sowie der Nachstellbewegung bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Bremsbetätigungsmechanismus wird hiermit ausdrücklich auf den Offenbarungsgehalt der
Bei einem Wechsel von verschlissenen Bremsbelägen muss zumindest die Nachstelleinrichtung des Bremsbetätigungsmechanismus, in der Regel jedoch der gesamte Mechanismus zurückgestellt werden, um die Bremsbeläge bzw. die Bremsbelaghalterplatten von dem Druckstück des Druckelement demontieren bzw. entkoppeln zu können.At a change of worn brake pads at least the adjustment of the brake actuation mechanism, but usually the entire mechanism must be reset to disassemble or decouple the brake pads or brake pad holder plates of the pressure element of the pressure element.
Hierzu ist im Stand der Technik ein Zahnrad vorgesehen, das an der bremsscheibenabgewandten Seite radial außenseitig auf der Nachstellspindel angeordnet und mit dieser drehmomentübertragend verbunden ist. Das Zahnrad wird von einem separaten, von außerhalb des Bremssattels betätigbaren Mechanismus in Drehung versetzt, um die Nachstellspindel zurück zu bewegen, also in das Innere des Gehäuses des Bremssattels zu ziehen. In diesem Zusammenhang sei beispielhaft auf die Darstellungen der
In den unterschiedlichen Ausführungsformen des vorhergehend geschilderten Standes der Technik steht das Zahnrad in einem unmittelbaren, die Zuspannkraft übertragenen Kontakt mit einem Lagersitzkörper des Hebels, so dass die Zuspannkraft über das Zahnrad axial in die Nachstellspindel eingeleitet wird.In the different embodiments of the prior art described above, the gear is in an immediate, the clamping force transmitted contact with a bearing seat body of the lever, so that the clamping force is introduced via the gear axially into the adjusting spindle.
Ausgehend davon stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen weiterentwickelten Bremsbetätigungsmechanismus bereitzustellen, bei dem das Zahnrad für die Rückstellung der Nachstelleinrichtung zu Zwecken des Belagwechsels im Betriebszustand vom Kraftfluss der Zuspannkraft entkoppelt ist. Darüber hinaus besteht eine Aufgabe darin, eine Scheibenbremse zur Verfügung zu stellen, bei der derartige Bremsbetätigungsmechanismen zur Anwendung kommen.Based on this, the invention has the object to provide a further developed brake actuation mechanism in which the gear for the provision of the adjusting device is decoupled in the operating state from the power flow of the clamping force for purposes of pad replacement. In addition, an object is to provide a disc brake in which such brake actuation mechanisms are used.
Gelöst werden diese Aufgaben mit einem Bremsbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1 und mit einer einen solchen Bremsbetätigungsmechanismus aufweisenden Scheibenbremse nach Anspruch 9.These objects are achieved with a brake actuation mechanism according to claim 1 and with a disc brake having such a brake actuation mechanism according to claim 9.
Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Bremsbetätigungsmechanismus für eine Scheibenbremse bereitzustellen, der aufweist:
- – einen Verstärkungsmechanismus zum Einleiten einer Zuspannkraft in ein Druckelement, das die Zuspannkraft auf die Bremsscheibe überträgt;
- – wobei das Druckelement eine Nachtstellspindel aufweist, die mit einem Druckstück, das mit einem Bremsbelag zusammenwirkt, in einem Gewindeeingriff steht, so dass eine Drehung der Nachstellspindel zu einer axialen Verschiebung des Druckstücks führt;
- – eine Nachstelleinrichtung, die ausgestaltet ist, während eines Betriebszustands der Scheibenbremse die Nachstellspindel zum Ausgleich eines Belagverschleißes in Drehung zu versetzen; und
- – ein Antriebselement, das ausgestaltet ist, außerhalb eines Betriebszustands der Scheibenbremse die Nachstellspindel bei Bedarf in Drehung zu versetzen;
- - A reinforcing mechanism for introducing a clamping force in a pressure element which transmits the application force to the brake disc;
- - wherein the pressure element comprises a Nachstellspindel which is in threaded engagement with a pressure piece, which cooperates with a brake pad, so that a rotation of the adjusting spindle leads to an axial displacement of the pressure piece;
- - an adjusting device, which is designed to enable the adjusting spindle to compensate for a lining wear during an operating state of the disc brake in rotation; and
- A drive element configured to cause the adjustment spindle to rotate as needed outside an operating state of the disc brake;
Außerhalb eines Betriebszustands umfasst dabei alle Umstände, bei denen das Fahrzeug und damit die Scheibenbremsen einer Instandhaltung, Wartung oder Inspektion unterzogen werden.Outside of an operating state includes all circumstances in which the vehicle and thus the disc brakes of a maintenance, service or inspection are subjected.
Das Antriebselement ist vorzugsweise als ein Zahnrad ausgebildet, das radial außenseitig auf der Nachstellspindel angeordnet ist.The drive element is preferably designed as a gear which is arranged radially on the outside of the adjusting spindle.
Auf Grund der Tatsache, dass das Zahnrad im Betrieb der Scheibenbremse bei Bremsbetätigung nicht innerhalb des Kraftflusses der Zuspannkraft angeordnet ist, kann es insgesamt leichter bzw. dünner oder aus einem weniger widerstandsfähigeren Material ausgebildet werden. Gleichzeitig können hierdurch einzelne Komponenten des Bremsbetätigungsmechanismus und damit der gesamte Bremsbetätigungsmechanismus zum Zweck der Kraftübertragung steifer ausgebildet werden.Due to the fact that the gear during operation of the disc brake is not arranged within the force flow of the application force during brake operation, it can be made lighter overall or made of a less resistant material. At the same time, this allows individual components of the brake actuation mechanism and thus the entire brake actuation mechanism to be stiffer for the purpose of power transmission.
In einer Ausführungsform ist das Zahnrad in einer Ringnut der Nachstellspindel aufgenommen.In one embodiment, the gear is received in an annular groove of the adjusting spindle.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Zahnrad ein Mittel auf, das mit einem komplementären Mittel der Nachstellspindel eine drehmomentübertragende Verbindung eingeht. Vorzugsweise ist dieses Mittel als ein radial nach innen gerichteter Vorsprung ausgebildet, der in eine formkomplementäre Ausnehmung eingreift, die an einer Stirnseite der Nachstellspindel radial nach innen gerichtet ist.In a preferred embodiment, the gear has a means which enters into a torque-transmitting connection with a complementary means of the adjusting spindle. Preferably, this means is formed as a radially inwardly directed projection which engages in a shape-complementary recess which is directed radially inwardly on an end side of the adjusting spindle.
Des Weiteren kann das Zahnrad vorzugsweise im Bereich des Vorsprungs in Radialrichtung geteilt sein. Die Teilung ermöglicht eine leichtere Montage des Zahnrads in der Ringnut der Nachstellspindel, da der Ring des Zahnrads dadurch leicht auseinander gezogen werden kann.Furthermore, the gear may preferably be divided in the radial direction in the region of the projection. The division allows easier mounting of the gear in the annular groove of the adjusting spindle, since the ring of the gear can be easily pulled apart.
Zu Zwecken der Einleitung der Zuspannkraft von dem Verstärkungsmechanismus unmittelbar in die Nachstellspindel, kann diese stirnseitig einen radial nach innen und koaxial nach außen abgesetzten Ring aufweisen, der mit einer formkomplementären Ausnehmung des Verstärkungsmechanismus zusammenwirkt. Im Ring selbst können radial innenseitig mehrere Vertiefungen vorgesehen sein, die ausgestaltet sind, um mit entsprechenden Vorsprüngen eines Abtriebselements der Nachstelleinrichtung eine drehmomentübertragende und axial verschiebliche Verbindung einzugehen.For purposes of initiation of the application force of the reinforcing mechanism directly into the adjusting spindle, this frontally may have a radially inwardly and coaxially outwardly stepped ring, which cooperates with a shape-complementary recess of the reinforcing mechanism. In the ring itself a plurality of recesses may be provided radially inwardly, which are designed to enter into a torque-transmitting and axially displaceable connection with corresponding projections of an output element of the adjusting device.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch eine Scheibenbremse, die einen Bremsbetätigungsmechanismus nach zumindest einem der oben geschilderten Ausgestaltungen aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Scheibenbremse, bei der ein Bremsbetätigungsmechanismus nach zumindest einem der oben geschilderten Ausgestaltungen durch einen Stab in einem Gehäuse eines Bremssattels der Scheibenbremse zumindest modulweise oder insgesamt als eine selbsttragende Einheit montierbar ist.The invention also relates to a disc brake having a brake actuation mechanism according to at least one of the above-described embodiments. In particular, the invention relates to a disc brake in which a brake actuation mechanism according to at least one of the above-described embodiments by a rod in a housing of a brake caliper of the disc brake is mounted at least in modules or in total as a self-supporting unit.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der anhand der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigenFurther advantages and features of the invention will become apparent from the following description of the embodiments illustrated with reference to the drawings. Show it
Die
Der Bremsbetätigungsmechanismus gemäß der Erfindung besteht im Wesentlichen aus vier Modulen, die funktional zusammenwirken, nämlich aus einem Verstärkungsmechanismus A, einer Nachstelleinrichtung B, einem Druckelement C und einer Rückstelleinrichtung D, wobei der Bremsbetätigungsmechanismus als eine selbsttragende Einheit mittels eines zentral angeordneten Stabs
Der Verstärkungsmechanismus A dient dazu, eine Betätigungskraft von einem (hier nicht dargestellten) hydraulischen, pneumatischen oder elektro-mechanischen Aktuator als Zuspannkraft in den Bremsbetätigungsmechanismus einzuleiten und gemäß eines durch seine Konstruktion bedingten Übersetzungsverhältnisses zu verstärken. Ein Hebel
An der der Walze
Der Verstärkungsmechanismus A ist so konzipiert, dass durch eine Drehung um die Walze
Die Nachstelleinrichtung B folgt in Axialrichtung in Bezug auf die Bremsscheibe gesehen unmittelbar im Anschluss an den Lagersitzkörper
Die Nachstelleinrichtung B weist mehrere, funktional zusammenwirkende Elemente auf.The adjusting device B has a plurality of functionally interacting elements.
Ein als eine Hohlwelle ausgestaltetes Eingangselement
Das Eingangselement
Auf diese Art und Weise ist es möglich, dass das Ausgangselement
Die zweite Momentenkupplung ist ausgebildet, indem der vordere Kupplungsring
Der hintere Kupplungsring
Die Nachstellspindel
Die Zuspannkraft wird in das Druckstück
Des Weiteren stützt sich der hintere Kupplungsring
An der dem Axiallager
An dem Lagerhaltering
Die Widerlagerschale
Im Bereich des vorderen Endes des Stabs
Diese Lagerhülse
An dem bremsscheibenzugewandten Ende weist die Lagerhülse
Es wird deutlich, dass es hierdurch ermöglicht wird, dass sich das Eingangselement
Bei einer Schwenkbewegung des Hebels
Danach nimmt die Ausnehmung
Gleichzeitig wird durch den sich aus der Kreisbahn ergebenden Vorschub infolge der Schwenkbewegung von der Ausnehmung
Diese Vorwärtsbewegung kommt dann zu einem Ende, wenn nach Überbrückung des Abstands X die Lagerhülse
Auf Grund der Tatsache, dass sich der Zapfen
Gemäß der Erfindung soll der Abstand X dabei so gewählt werden, dass die Verminderung der Kräfte in einem ausreichenden Maße erfolgen kann und gleichzeitig die Funktionssicherheit der Kraftübertragung zwischen dem Hebel
Die Widerlagerschale
Da sich die Widerlagerschale
Das Befestigungselement
Wie aus der
Die
Das Zahnrad
In der gezeigten Ausführungsform ist das Zahnrad
Das Zahnrad
Der Lagersitzkörper
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: MUELLER SCHUPFNER & PARTNER PATENT- UND RECHTS, DE |