DE2420985C2

DE2420985C2 - Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2420985C2
Application number: DE2420985A
Authority: DE
Inventors: Russell Edward Bellbrook Ohio Rike; Thomas Franklin Dayton Ohio Troester
Original assignee: Dayton Walther Corp
Current assignee: Dayton Walther Corp
Priority date: 1973-05-07
Filing date: 1974-04-30
Publication date: 1985-02-14
Also published as: JPS5014978A; AU6846274A; ZA742731B; IT1011391B; GB1457016A; FR2228980A1; CA1004159A; BR7403707D0; FR2228980B1; ES426039A1; US3835961A; DE2420985A1

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanisch oder druckmittelbetätigte Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit automatischer Nachstellung des Lüftspiels, mit einem Bremssattel, der einen Zylinder aufweist, in dem ein druckmittelbetätigter Kolben gleitbar angeordnet ist, mit einer im Bremssattel auf der Achse des Zylinders axial festen und über einen Betätigungshebel drehbaren Welle, die innerhalb des Zylinderraumes ein selbsthemmungsfreies Gewinde aufweist, mit einem auf der Welle über ein komplementäres Gewinde drehbar angeordneten Druckstück, das über eine Anlagefläche auf den Kolben einwirkt, und mit einer zwischen Kolben und Druckstück wirkenden Druckfeder.

Bei bekannten Scheibenbremsen ist es aufgrund der bei der mechanischen Betätigung von Scheibenbremsen auftretenden Probleme allgemein erforderlich, in Verbindung mit den Scheibenbremsen einen besonderen Satz mechanisch betätigbarer Trommelbremsen vorzusehen. In letzter Zeit wurden Bremssysteme entwickelt, welche es ermöglichen, daß Scheibenbremsen entweder hydraulisch oder mechanisch betätigt werden können. Eine derartige Scheibenbremse ist beispielsweise aus der US-PS 36 88 875 bekannt. Dieses Bremssystem, welches sowohl die hydraulische als auch die mechanische Betätigung von Scheibenbremsen ermöglicht, weist jedoch eine vergleichsweise komplizierte Bauweise auf, welche gegenwirkende Federn und unterschiedlichste Arten von Kupplungssystemen einschließen. Je komplizierter derartige Systeme jedoch werden, desto offensichtlicher ist die Gefahr von Funktionsfehlern und desto größer ist die erforderliche Wartung, um die Systeme in einwandfreiein Funktionszustand zu halten.

Im einzelnen ist im Falle der vorgenannten US-PS die Anordnung derart, daß innerhalb des Zylinderraumes ein weiteres zylinderförmiges Druckstück 34 axial verschieblich mit dem Druckstück 58 drehfest verbunden ist und über eine Anlagefläche 63 mit einer entsprechend geformten, am Druckstück 58 ausgebildeten Anlagefläche 61 am Druckstück 58 anliegt, wobei dieses weitere Druckstück 34 über seine Kupplungsfläche 35 mit einer entsprechend ausgebildeten Kupplungsfläche 33 am Kolben 26 reibungsschlüssig zusammenwirkt Die aus den beiden Druckstücken 34 und 58 gebildete Anordnung ist an ihren axial gegenüberliegenden Seiten zwischen zwei sich jeweils am entsprechenden Druckstück 34 bzw. 58 einerseits und am Kolben 26 andererseits abstützenden Federn 66 bzw. 64 vorgespannt

Der Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebene Konstruktion zu vereinfachen und insbesondere das bei der gemäß dem vorbekannten Stand der Technik funktionswichtige zusätzliche Druckstück 34 entfallen zu lassen und gleichzeitig mit nur einer einzigen Druckfeder auszukommea

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlagefläche fest am Kolben angeordnet ist eine ringförmige gezahnte, in das Innere des Zylinders gerichtete Oberfläche aufweist und mit einer entsprechend ausgebildeten Oberfläche am Druckstock in Eingriff ist.
Aus der DE-AS 20 40116 ist es zwar bekannt, bei Scheibenbremsen mit automatischer Nachstellung zwischen einem Druckstück und einer Betätigungsbuchse eine Verzahnung der Kupplungsfläche vorzusehen. Im übrigen weist die Scheibenbremse gemäß vorgenannter DE-AS jedoch eine von der eingangs genannten Gattung vollkommen unterschiedliche Konstruktion auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung beispielsweise veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt
F i g. I eine Ansicht des Sattelgehäuses und Teile der dazugehörigen Bauteile,

F i g. 2 eine im vergrößerten Maßstab dargestellte Ansicht eines Teiles einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung, teilweise geschnitten.

F i g. 3 eine Schnittansicht eines Teiles von F i g. 2 in vergrößertem Maßstab, die

F i g. 4 und 5 vergrößerte Ansichten der ineinander eingreifenden Zähne in unterschiedlichen Stellungen, und
Fig.6 eine Ansicht ähnlich Fig.3 einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.

Wie aus den F i g. 1 bis 3 ersichtlich, weist eine erste Ausführungsform einen Bremssattel 10 mit einem Paar Zylindern 12,14 auf, die durch einen Querkanal 16 miteinander verbunden sind, welcher wiederum mit einer Strömungsöffnung 18 in Verbindung steht. Ein Kolben 20 ist in dem Zylinder 12 und ein Kolben 21 in dem Zylinder 14 gleitbar aufgenommen. Zweckdienlich sind Dichtungen, wie diese beispielsweise bei 22 veranschaulicht sind, und Schutzkappen 23, wie dies bei Scheibenbremsen üblich ist, vorgesehen.

Bei dieser Bauweise ist ersichtlich, daß das Druckmedium, beispielsweise Hydraulikflüssigkeit, welches durch die öffnung 18 zugelassen wird, die Kolben 20 und 21 nach außen aus ihren zugehörigen Zylindern 12 bzw. 14 drückt. Die Kolben 20 und 21 stehen in Eingriff mit einer Stützplatte 24, welche einen Bremsbelag 25 gegen eine Scheibe 26 eines Rades drückt, zu dem das Bremssystem gehört.

Der Kolben 21 ist hohl ausgeführt und weist einen in Preßpassung darin angeordneten Bauteil 28 mit einer ringförmigen gezahnten Oberfläche 29 auf. Alternativ dazu kann die gezahnte Oberfläche 29 auf spanabhebende Weise oder irgendeine andere Herstellungsart

direkt an einer Innenfläche des Kolbens 21 geformt sein, wie dies in Verbindung mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weiter unten näher erläutert wird.

Eine Welle 30 ist drehbar im Bremssatte i 10 gelagert und in bezug auf ihre Achse mittels eines Schulterabschnittes 32, einer Druckscheibe 33 und eines Bolzens 34 gegen eine Axialbewegung festgehalten, wobei der Bolzen 34 sich durch einen Hebel 36 erstreckt und in das Außenende der Welle 30 eingeschraubt ist.

Die Öffnung 38 durch den Hebel 36 weist eine von der Kreisform abweichende Gestalt und der Abschnitt 40 der Welle 30 weist eine komplementär ausgebildete Gestalt auf, so daß eine Drehung des Hebels 36 eine Drehung der Welle 30 hervorruft. Zusätzlich kann eine Scheibe 42 zwischen dem Hebel 36 und dem Bremssattel 10 an der daran ausgebildeten Nabe 44 angeordnet sein.

Der sich in dem Kolben 21 erstreckende Abschnitt 30 ist mit einem Schraubengewinde 46 hoher Steigung versehen. Der in dem Kolben 21 befestigte Bauteil 28 weist eine öffnung durch seinen Mittelpunkt auf, welcher im Durchmesser größer ist als der Hauptdurchmesser des Gewindeabschnittes an der Welle 30, so daß sich die Welle 30 frei in den Bauteil 28 hineinbewegen kann.

Ein mit Innengewinde versehenes Druckstück 52 ist gleichfalls von dem Kolben 21 aufgenommen und weist eine ringförmige gezahnte Oberfläche 53 auf, welche komplementär zu der gezahnten Oberfläche 29 des Bauteils 28 ausgebildet ist und mit diesem in Eingriff gebracht werden kann. Das Druckstück 52 ist als ein ein Innengewinde tragender Mutterteil ausgebildet, dessen Gewindegänge 54 komplementär zu dem Gewinde 46 an der Welle 30 ausgebildet sind und mit diesen in Eingriff stehen. Ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Scheiben 58 bildet einen Laufring für ein Nadel-Drucklager 60, wobei der Laufring und das Lager auf eine Ringschulter 62 des Druckstückes 52 aufsitzen.

Die Gewinde 46 und 54 weisen einen Steigungswinkel auf, dessen Tangente größer ist als ihr Reibungskoeffizient. Als Ergebnis hiervon haben die Gewinde 46 und 54 doppelte Eigenschaften. Das heißt, sie können als Überholgewinde oder als Kraftgewinde arbeiten.

Eine Fingerfeder 64 steht in Eingriff mit der oberen Scheibe 58 und ein in einer Nut 68 in dem Kolben 21 aufgenommener Haltering 66 hält die Fingerfeder 64 an ihrem Einbauort, welche den Mutternteil 52 und dessen gezahnte Oberfläche 53 in Eingriff mit der gezahnten Oberfläche 29 des feststehenden Bauteiles 28 drückt.

Bei dieser Bauweise ist ersichtlich, daß jedesmal, wenn das Bremssystem hydraulisch betätigt wird, sich die Kolben 20 und 21 eine geringfügige Entfernung aus ihren zugehörigen Zylindern nach außen bewegen, um den Bremsbelag 25 mit einem größeren Druck auf die Scheibe 26 des Fahrzeugrades zu drücken. 5s

Da die Welle 30 gegen eine Längsbewegung in bezug auf den Bremssattel 10 festgelegt ist und da das Druckstück 52 auf die Welle 30 aufgeschraubt ist, trennen sich die gezahnten Oberflächen der Bauteile 28 und 52 um einen geringfügigen Betrag (vgl. bei 70 in F i g. 5 der Zeichnung) jedesmal, wenn sich der Kolben nach außen bewegt.

Schließlich wird, nachdem die Bremsbeläge in einem bestimmten Maße abgenutzt sind, die Trennung der gezahten Oberflächen bei Betätigung der Bremse größer sein als die Tiefe 72 der Zähne auf den Oberflächen 29 und 56. Dies ermöglicht es, daß sich das Druckstück 52 in bezug auf die Welle 30 dreht und der Bauteil 28 und die Fingerfeder 64 rufen diese Drehbewegung hervor. Wenn sich das Druckstück 52 um die Weile 30 dreht, bewegt es sich nach außen längs der Welle und in Eingriff mit dem Bauteil 28, wie dies in F i g. 4 veranschaulicht ist, wodurch der Verschleiß des Bremsbelages ausgeglichen wird

Wenn nun die Handbremse angezogen werden soll kann dies entweder vollständig mechanisch geschehen oder auf hydraulischem Wege mit einer mechanischen Halterung in der hydraulisch betätigten Stellung. In beiden Fällen dreht der Hebel 36 die Welle 30 um ihre Achse und bringt H^s Druckstück 52 dazu, sich nach außen längs der Welle 30 zu bewegen. Diese Bewegung des Druckstücks 52 längs der Welle 3C drückt entweder den Kolben 21 nach außen, worauf dieser in dieser Stellung mechanisch festgehalten wird oder hält den Kolben 21 in seiner nach außen verschobenen Stellung nach der hydraulischen Betätigung.

In F i g. 6 der Zeichnungen ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht. Die Ausführungsform gemäß F i g. 6 ist in vieler Beziehung ähnlich der in den F i g. 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsform einschließlich der allgemeinen Arbeitsweise und in der folgenden Beschreibung werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, während ähnliche Teile Bezugszeichen tragen, die mit einem Strich versehen sind.

Gemäß F i g. 6 ist ein Bremssattel 10 mit einem Zylinder 14 darin ausgebildet, welcher einen Kolben 2Γ aufnimmt. Eine Welle 30' ist drehbar in dem Gehäuse gelagert und gegen eine Längsbewegung mittels eines Schulterabschnittes 32', einer Druckscheibe 33' und eines Bolzens 34 festgelegt, welcher sich durch einen Hebel 36 erstreckt und in das äußere Ende der Welle 30' eingeschraubt ist. Wie in den Ausführungsformen gemäß F i g. 1 bis 3 weisen die Öffnung 38 durch den Hebel 36 und der Abschnitt 40' der Welle 30' eine zueinander komplementäre Form auf, so daß eine Drehung des Hebels 36 eine Drehung der Welle 30' hervorruft.

Während die Welle 30 (F i g. 1 bis 3) ein Außengewinde aufweist, ist die Welle 30' mit einem Innengewinde versehen, wie dies bei 46' gezeigt ist. In ähnlicher Weise ist. während das Druckstück 52 ein Innengewinde aufweist, um die Welle 30 aufzunehmen, das Druckstück 52' mit einem Außengewinde 54' versehen und von dem mit Innengewinde versehenen Abschnitt 46' der Welle 30' aufgenommen.

Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird das Druckstück 52' in Richtung der gegenüberliegenden Fläche des Kolbens 2V mittels einer Fingerfeder 64 gedrückt, welche durch einen Haltering 66 in ihrer Stellung gehalten ist und gegen das Druckstück 52' über das Drucklager 60 anliegt, welches zwischen einem Paar von Scheiben 58 angeordnet ist.

Obwohl der Kolben 2Γ mit einem in Preßpassung angeordneten Einsatz wie bei den A.usführungsformen gemäß Fig. 1 bis 3 versehen sein kann, kann dieser ebenfalls eine innere gezahnte Oberfläche 29' aufweisen, die direkt an seiner Innenfläche ausgebildet ist, wie dies in Fig.6 der Zeichnungen veranschaulicht ist. Somit ist die gezahnte Oberfläche 29' spanabhebend oder auf andere Weise an der Innenfläche des Kolbens 21 geformt und komplementär zu der ringförmigen gezahnten Oberfläche 53' ausgebildet, welcher auf der gegenüberliegenden Fläche des Druckstücks 52' liegt.

Die Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß F i g. b ist nahezu identisch der Arbeitsweise der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Das heißt, daß der KoI-

ben 21 sich eine geringfügige Entfernung aus dem Zylinder 14 jedesmal hinausbewegt, wenn die Bremsen betätigt werden, um den zu dem System zugehörigen Bremsbelag mit einem größeren Druck gegen die Scheibe des Fahrzeugrades zu drücken. Während dieser Betätigung trennen sich die Zähne 53' des Druckstücks 52' um einen geringfügigen Betrag von der gezahnten Oberfläche 29'.

Nachdem die Bremsbeläge um einen gewissen Betrag verschlissen sind, trennen sich die einander gegenüberliegenden gezahnten Oberflächen 29' und 53' um einen Betrag, der größer ist als die Tiefe der darauf befindlichen Zähne. Dies ermöglicht es, daß das Druckstück 52' sich in bezug auf die Welle 30 unter dem Druck der Fingerfeder 64 dreht. Während sich das Druckstück 52' um die Welle 30' dreht, bewegt es sich längs der Welle, bis seine gezahnte Oberfläche 53' in umgriff mit der gezahnten Oberfläche 29' gelangt, wodurch der Verschleiß der Bremsbeläge ausgeglichen wird.

Die Handbremse für das in Fig.6 veranschaulichte System wird ebenfalls in gleicher Weise wie die Hand- >o bremse der zuvor beschriebenen Ausführungsform betätigt. Der Kolben 21' kann anfänglich in die angezogene Bremsstellung entweder hydraulisch oder mechanisch bewegt werden, und der Hebel 36 anschließend gedreht werden, worauf sich die Welle 30' um ihre Achse dreht und das Druckstück 52' längs der Welle 30 nach außen bewegt. Diese Bewegung des Druckstücks 52' längs der Welle 30' drückt entweder den Kolben 2Γ nach außen, worauf dieser mechanisch in dieser Stellung gehalten wird, oder hält den Kolben 2Γ in seiner außen- jo liegenden Bremsstellung, nachdem dieser hydraulisch betätigt worden war.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

55

b0

65

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanisch oder druckmittelbetätigte Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit automatischer Nachstellung des Lüftspiels, mit einem Bremssattel (10), der einen Zylinder (14) aufweist, in dem ein druckmittelbetätigter Kolben (21) gleitbar angeordnet ist. mit einer im Bremssattel auf der Achse des Zylinders (14) axial festen und über einen Betätigungshebel (36) drehbaren Welle (30). die innerhalb des Zylinderraumes ein selbsthemmungsfreies Gewinde (46) aufweist, mit einem auf der Welle (30) über ein komplementäres Gewinde (54) drehbar angeordneten Druckstück (52), das über eine Anlagefläche auf den Kolben (21) einwirkt, und mit einer zwischen Kolben (21) und Druckstock (52) wirkenden Druckfeder(64), dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche fest am Kolben (21) angeordnet ist, eine ringförmige gezahnte, in das Innere des Zylinders (14) gerichtete Oberfläche (29) aufweist und mit einer entsprechend ausgebildeten Oberfläche (53) am Druckstück (52) in Eingriff ist

2. Mechanisch oder druckmittelbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (52) mit einem Außengewinde (54) versehen ist.