DE29522308U1 - Scheibenbremse - Google Patents

Description

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4. Mai 2001 Haldex Brake Products AB S25295GBMT2 Al/My/beh

Eintragungsunterlagen für die vorliegende Gebrauchsmusteranmeldung

Scheibenbremse

Technisches Anwendungsgebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Bremsenbetätigungsmechanismus für einen Scheibenbremsensattel, wobei der Sattel ein Gehäuse, das eine Kraftfahrzeug-Bremsscheibe überspreizend angeordnet ist, einer an dem Gehäuse befestigter Abdeckung, zwei Schubhülsen, die mit einem Bremsbelaghalter gekoppelt sind, welcher mit einem Bremsbelag für den bremsenden Eingriff mit der Bremsscheibe ausgestattet ist und die axial beweglich in dem Gehäuse mit Abstand voneinander angeordnet sind, eine Querstange, die die beiden Schubhülsen miteinander verbindet, und einen Hebel zum Übertragen einer Bremskraft von einem an dem Bremssattel befestigten Bremszylinder auf die Querstange aufweist.

Ein Scheibenbremsensattel, wie oben angegeben, ist in erster Linie für ein Straßenfahrzeug bestimmt, kann aber ebensogut für ein Schienenfahrzeug benutzt werden.

Hintergrund der Erfindung
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Frühere Konstruktionen von Scheibenbremsensätteln dieser Art sind beispielsweise in der EP-A-O 569 031 und EP-B-O 291 071 gezeigt. In diesen beiden Konstruktionen ist jedoch die Kraftübertragung von dem Hebel auf die Querstange

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ziemlich kompliziert. Das bedeutet, daß diese Scheibenbremsensättel vergleichsweise teuer und anfallig sind.

Eine weniger komplizierte, billigere und zuverlässigere Konstruktion wird dadurch erreicht, daß Lagernocken parallel zu der Querstange fest mit der Innenseite der Abdeckung verbunden sind und daß der Hebel neben einem Arm zur Betätigung durch den Bremszylinder einen gekrümmten Keil umfaßt, der eine innere Zylinderfläche im Eingriff mit äußeren Zylinderflächen der Lagernocken und eine äußere Zylinderfläche - mit größerem Radius als die innere Zylinderfläche - im Eingriff mit einer inneren Zylinderfläche in der Querstange hat.

In an sich bekannter Weise sind Nadellager vorzugsweise angeordnet einerseits zwischen der inneren Zylinderfläche des gekrümmten Keils und der äußeren Zylinderfläche der Lagernocken und andererseits zwischen der äußeren Zylinderfläehe des gekrümmten Keils und der inneren Zylinderfläche in der Querstange.

Ein Justiermechanismus, welcher in einem Scheibenbremsensattel dieser Art notwendig ist, kann an unterschiedlichen Stellen angeordnet sein, und typische Beispiele hierfür sind in den zwei zuvor erwähnten Patentpublikationen zu finden.

Ein Justiermechanismus ist auf einer Keilwelle angeordnet, die drehbar in den Lagernocken gelagert ist. Dementsprechend ist der Justiermechanismus in einem stationären Teil des Bremssattels mit den damit verbundenen Vorteilen angeordnet.

Vorzugsweise ist der Justiermechanismus hierbei zwischen den zwei Lagernocken angeordnet.

Der bei dem vorliegenden Scheibenbremsensattel verwendete Justiermechanismus weist ein Justiergehäuse, eine Justierfeder, deren äußerer Umfang in Eingriff mit einer inneren Fläche des Justiergehäuses ist, einen Antriebsring, welcher mit der

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Justierfeder mittels einer radialen Verlängerung davon in einer Ausnehmung des Antriebsrings verbunden ist, eine Justiemabe, welche mit der Keilwelle mittels innerer Keile verbunden ist, sowie eine in einer Richtung wirkende Feder auf, welche mit dem Antriebsring mittels einer radialen Verlängerung verbunden ist, und an koaxialen Zylinderflächen des Antriebsringes und der Justiemabe angeordnet ist.

Das Justiergehäuse ist vorzugsweise mit der inneren Zylinderfläche des gekrümmten Keils durch einen Stift oder dergleichen verbunden, der sich von der Oberfläche in eine Gehäusenut hinein erstreckt.

Hierbei wird der Steuerabstand oder das &Agr;-Maß für den Justierer entweder dadurch gebildet, daß der Stift einen kleineren Durchmesser als die Umfangsabmessung der Nut hat, oder dadurch, daß die Verlängerung der Justierfeder eine kleinere Umfangsabmessung aufweist als die Ausnehmung in dem Antriebsring.

Gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist das Justiergehäuse mit Außenzahnrädem ausgestattet, die mit einem Zahnrad kämmen, das drehbar in der Abdeckung gelagert ist, wobei das Zahnrad seinerseits mit einem Innenzahnsegment eines bogenförmigen Joches des Hebels kämmt. Durch diese Konstruktion ist es möglich, ein höheres Verstell verhältnis und dadurch einen rascheren Ausgleich eines übermäßigen Spiels zu erhalten.

Bei diesem Justiermechanismus wird der Steuerabstand oder das A-Maß für den Justierer dadurch gebildet, daß die Verlängerung der Justierfeder eine geringere Umfangsabmessung aufweist, als die Ausnehmung des Antriebsringes.

Bei beiden diesen Justierkonstruktionen ist jedes Ende der Keilwelle mit einer Justierwelle in einer inneren Keilwellenverbindung mit der Schubhülse mittels Kegelrädern verbunden, wobei die Schubhülse drehbar mit dem Bremsbelaghalter verbunden ist und in Gewindeverbindung mit der Querstange steht.

Die Montage der verschiedenen Teile eines Bremsenbetätigungsmechanismus' für einen derartigen Scheibenbremsensattel kann ziemlich kompliziert sein, auch vor dem Hintergrund, daß mehr Teile als die schon erwähnten in die Konstruktion eingeschlossen sind.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Montage eines Bremsenbetätigungsmechanismus' der angegebenen Art zu erleichtern.

In Anbetracht seiner Kompliziertheit der erforderlichen Toleranzen muß ein Bremsenmechanismus der angegebenen Art normalerweise von einem Bremsenspezialisten hergestellt werden, während das Gehäuse und bestimmte andere Teile des Scheibenbremsensattels gut z.B. von einem Fahrzeughersteller, wie z.B. einem Lastwagen-Hersteller, angefertigt werden können. Aus verschiedenen Gründen kann das einen wirtschaftlichen Vorteil für den Hersteller bedeuten. Auch werden die Transportkosten gesenkt. Ein Nachteil kann jedoch die Schwierigkeit sein, die verschiedenen Teile des Mechanismus' zu liefern und zu montieren.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es daher, die Lieferung eines Bremsenbetätigungsmechanismus' von einem Spezialhersteller zu ermöglichen, derart, daß der Mechanismus in ein Gehäuse eines Scheibenbremsensattels eingebaut werden kann, der von irgendeinem anderen hergestellt ist.

Die Erfindung

Die obigen Ziele werden entsprechend der Erfindung dadurch verwirklicht, daß der aus Bremskraft-Übertragungseinheit und Hebel (17) bestehende Mechanismus eine Einheit bildet.
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Auf diese Weise können die verschiedenen Teile des Bremsenbetätigungsmechanismus' nicht nur von einem Spezialhersteller hergestellt, sondern auch als eine selbsttragende Einheit montiert werden. Diese Einheit kann an den Fahrzeughersteller geliefert werden, wo sie leicht von Arbeitern ohne die Geschicklichkeit von Spezialisten das an Ort und Stelle bereitgestellte Bremssattel-Gehäuse eingebaut werden kann.

Vorzugsweise umfaßt die Einheit die Abdeckung.

In einem praktischen Fall sind die Abdeckung und die Querstange elastisch über Schrauben verbunden, die sich durch Löcher in der Querstange erstrecken und an der Abdeckung befestigt sind, wobei eine Druckfeder zwischen dem Kopf einer jeden Schraube und einer an der Querstange anliegenden Schraubenhülse angeordnet ist. Infolge dieser Konstruktion werden die Abdeckung und der Rest des Mechanismus' als eine Einheit zusammengehalten, selbst bei Abwesenheit des Gehäuses, das dementsprechend getrennt hergestellt werden kann, wobei aber eine Rückstellkraft für die Querstange und dementsprechend für die Schubhülsen erreicht ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird detaillierter nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Scheibenbremsensattels gemäß der Erfindung ist (entlang der Linien I-I in Fig. 2);

Fig. 2 eine Schnittansicht des Sattels entlang der Linie &Igr;&Igr;-&Pgr; in Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine Draufsicht eines Hebels in dem Bremssattel gemäß der Erfindung ist; Fig. 4 eine Seitenansicht des oben genannten Hebels ist;

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Fig. 5 eine Draufsicht (in zwei Ebenen) einer Unterbaugruppe des Bremssattels gemäß der Erfindung ist, einschließlich des in Fig. 3 und 4 gezeigten Hebels;

Fig. 6 eine Vergrößerung des zentralen Teils von Fig. 2 zur klareren Veranschaulichung des Justierteils des Bremssattels ist;

Fig. 7 eine Draufsicht, und zwar teilweise im Schnitt, eines Justiergehäuses mit seinem Inhalt ist;

Fig. 8 eine geschnittene Seitenansicht entsprechend Fig. 1 ist, jedoch in vergrößertem Maßstab, wobei ein modifiziertes Ausfuhrungsbeispiel gezeigt ist; und

Fig. 9 eine Fig. 6 entsprechende Schnittansicht des modifizierten Ausfuhrungsbeispiels gemäß Fig. 8 ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung

In den Fig. 1 und 2 ist ein Scheibenbremsensattel vorzugsweise zur Verwendung bei schweren Straßenfahrzeugen gezeigt. Wie es im Stand der Technik bekannt ist, ist ein Bremssattel dieser Art an einem Fahrzeug-Unterrahmen rittlings von einer Bremsscheibe (nicht gezeigt) an einer rotierenden Achse des Fahrzeuges zu montieren.

Die Hauptbauteile des Scheibenbremsensattels sind ein Gehäuse 1 und eine Abdeckung 2, welche aneinander mittels Schrauben 3 angebracht sind. Angebracht an dem Deckel 2 ist ein Bremszylinder 4, welcher normalerweise ein pneumatischer Bremszylinder ist, zum Liefern einer Bremskraft an den Bremssattel. Der Bremszylinder 4 ist in Fig. 1 lediglich mit strichpunktierten Linien angedeutet.

Auf eine zu beschreibende Art und Weise wird die Bremskraft von dem Bremszylinder 4 an einen Bremsbelag 5 übertragen, welcher in Eingriff mit der Bremsscheibe (nicht gezeigt) ist. Die Reaktionskraft beim Bremsen wird durch

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einen ähnlichen Bremsbelag (nicht gezeigt) aufgenommen, welcher an dem Gehäuse 1 an der anderen Seite der Bremsscheibe (nicht gezeigt) angebracht ist, wie es im Stand der Technik bekannt ist.

Der Bremsbelag 5 ist an einem Bremsbelaghalter 6 angebracht, welcher seinerseits über eine Wärmeabschirmung an zwei Druckstücken 81 angebracht ist. Drehbar angebracht an diesen Druckstücken 81 sind Schubhülsen 8, welche daher axial und drehbar in dem Gehäuse 1 bewegbar sind. Die zwei Schubhülsen 8 sind mit Außengewinde versehen, und eine Querstange 9 mit zwei mit Innengewinde versehenen Bohrungen 10 (Fig. 5) ist an diesen Schubhülsen 8 angebracht; die drei Teile 8 und 9 bilden eine Bremskraft-Übertragungseinheit. Die Querstange 9 ist mit einem Vorsprung 9' versehen, welcher in eine entsprechende Ausnehmung in dem Gehäuse 1 zum Führen der Querstange 9 eingreift.

Sperr- oder Rückstellfedern 11 sind zwischen dem Gehäuse 1 oder genauer der Abdeckung 2 und der Querstange 9 in der folgenden Art und Weise angeordnet. Die Querstange 9 ist mit Bohrungen 12 an ihren zwei Enden versehen. Schrauben 13, welche durch die Federn 11 umgeben sind, gehen frei durch diese Löcher 12. Die Schrauben 13 sind in entsprechenden Löchern in der Abdeckung 2 angebracht. Jede Feder 11 ist zwischen dem Kopf der Schrauben 13 und dem unteren Ende einer Federhülse 14 angeordnet, welche sich gegen die Schulter der Querstange 9 mit ihrem anderen Ende abstützt. Durch diese beschriebene Sperrfederanordnung ist eine Lieferung des Mechanismus als eine Einheit einschließlich der Sperrfedern möglich, und zwar trotz der Tatsache, daß die Sperrkraft zwischen der Querstange 9 und dem Gehäuse 1 wirkt. Die Anordnung wirkt so, daß der Deckel 2 und der Rest des Mechanismus auch bei Fehlen des Gehäuses 1 zusammengehalten werden.

Ein Schutzfaltenbalg 15 ist zwischen jedem Druckstück 81 und dem Gehäuse 1 vorgesehen, um zu verhindern, daß Verschmutzungen in den Mechanismus im Inneren des Gehäuses 1 eintreten. Jeder Faltenbalg 15 ist an dem Druckstück 81

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bei der Fertigung des Mechanismus angebracht, wohingegen dessen Anbringung an das Gehäuse 1 bei der späteren Montage beim Fahrzeughersteller mittels einer Abdeckpfanne 16 erfolgen kann, welche in Position durch das Druckstück 81 gepreßt wird.

Die Bremskraft von der Kolbenstange (nicht gezeigt) des Bremszylinders 4 wird an den Mechanismus, insbesondere die Querstange 9, mittels eines Hebels 17 übertragen. Der Hebel 17 besteht im wesentlichen aus einem Arm 18, welcher sich herausstreckt aus dem, was ein gekrümmter Keil 19 genannt werden kann, welcher Zylinderflächen in Eingriff mit entsprechenden Zylinderflächen der Querstange 9 und der Lagernocken 20 aufweist. Jeder dieser Lagernocken stützt sich mittels einer Abfasung an der Abdeckung 2 ab und ist damit mittels eines Stiftes 21 verbunden, so daß er als ein Teil der Abdeckung 2 angesehen werden kann.

Wie nachfolgend deutlich werden wird, gibt es zwei Lagernocken 20, und ein Justiermechanismus 28 ist zwischen ihnen angeordnet.

Eine innere Zylinderfläche 19' des gekrümmten Keils 19 wirkt mit den Lagernokken 20 zusammen, wohingegen eine äußere Zylinderfläche 19" mit größerem Radius als die innere Zylinderfläche 19' mit der Querstange 9 zusammenwirkt. Die Mitten dieser zwei Zylinderflächen 19' und 19" sind in Relation zueinander versetzt, was besonders gut in Fig. 4 verdeutlicht ist, wo die Mitte der äußeren Zylinderfläche 19" höher liegt als die der inneren Zylinderfläche 19'.
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Innere Nadellager 22 mit inneren Nadelkäfigen 23 sind zwischen der inneren Zylinderfläche 19' und den Lagernocken 20 angeordnet. In ähnlicher Weise sind äußere Nadellager 24 mit äußeren Nadelkäfigen 25 zwischen der äußeren Zylinderfläche 19" und der Querstange 9 angeordnet. Jeder äußere Nadelkäfig 25 ist in einem gehärteten Einsatz 25' in Position mittels eines Stiftes 25" in der Querstange 9 (Fig. 5 und 6) gehalten. Der Zweck dieser Nadellager ist es, eine Effizienz

für den Eingriff zwischen dem gekrümmten Keil 19 und den damit zusammenwirkenden gekrümmten Flächen zu ermöglichen.

Wenn sich der Hebel 17 von seiner Position rechts in Fig. 1, was mit durchgezogenen Linien gezeichnet ist, in seine Position links in Fig. 1 bewegt, was mit gestrichelten Linien gezeichnet ist, wird der gekrümmte Keil 19 zwischen die Lagernocken 20 und die Querstange 9 gedrückt und schiebt letztere nach links in der Zeichnung, was ein Anlegen der Bremse über die Schubhülsen 8 bewirkt. Zur axialen Führung ist der Hebel 17 mit einer äußeren Rippe 26 zwischen den zwei Einsätzen 25' versehen. Des weiteren gibt es untere Stifte 27 in der inneren Zylinderfläche 19' bzw. der äußeren Zylinderfläche 19" für eine Umfangsführung der Nadelkäfige 23 bzw. 25.

Der Justiermechanismus des Scheibenbremsensattels gemäß der Erfindung wird nun beschrieben. Der Justiermechanismus 28 ist zwischen den Lagernocken 20 angeordnet und ist am deutlichsten in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Die allgemeine Anordnung wird jedoch zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.

Der zu beschreibende Justiermechanismus 28 ist auf einer Keilwelle 29 angeordnet, welche sich durch den Justiermechanismus 28 und frei durch die Lagemocken 20 erstreckt. Jedes Ende der Keilwelle 29 ist mit einem Kegelrad 30 versehen, welches mit einem entsprechenden Kegelrad 31 auf einer genuteten Justierwelle 32 in Eingriff mit inneren Keilen in jeder Schubhülse 8 kämmt. Durch Drehen der Keilwelle 29 mittels des Justiermechanismus 28 in einer Art, wie sie nachfolgend beschrieben wird, werden die Justierwellen 32 zum Drehen der Schubhülsen 8 in der Querstange 9 und zu ihrem Bewegen nach vorn synchron gedreht, um Verschleiß des Bremsbelages 5 auszugleichen.

Wie es am deutlichsten aus Fig. 7 ersichtlich ist, weist der Justiermechanismus 28 ein Justiergehäuse 33 auf. Dieses Justiergehäuse 33 ist zwischen den zwei Lagernocken 20 und auch in einer geeigneten Ausnehmung in dem Deckel 2 angeord-

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net, wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist. Das Justiergehäuse ist mit einer Keilnut 33' für einen Stift 34 (Fig. 6) versehen, welcher in dem gekrümmten Keil 19 angeordnet ist und eine Einrichtung zum Übertragen von Bewegungen an das Justiergehäuse 33 darstellt.

Das Justiergehäuse 33 beinhaltet die folgenden weiter zu beschreibenden Elemente: eine Justierfeder 35, eine Führungshülse 36, eine in eine Richtung wirkende Feder 37, einen Antriebsring 38, eine Justiemabe 39 und einen Verriegelungsring 40 in dem Ende des Justiergehäuses 33, um sämtliche anderen Teile in dem Gehäuse zusammenzuhalten.

Die Justierfeder oder Reib feder 35 weist einen äußeren Durchmesser auf, welcher geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 33 und welche in Reibeingriff damit ist. An einem Ende ist sie mit einer radialen Verlängerung 35' versehen, welche in eine entsprechende Ausnehmung 38' des Antriebsringes 38 eingreift. Ein Steuerabstand oder &Agr;-Maß für die Justiervorrichtung kann entweder dadurch ausgebildet sein, daß die Nut 33' eine größere Umfangsabmessung als der Durchmesser des Stiftes 34 aufweist, oder dadurch, daß die Ausnehmung 38' in dem Antriebsring 38 eine größere Umfangsabmessung als die Verlängerung 35' der Justierfeder aufweist. Eine radiale Verlängerung der in eine Richtung wirkenden Feder oder der Verriegelungsfeder 37 ist an dem Antriebsring 38 angebracht, wobei zwei oder drei Windungen dieser Feder in festem Eingriff mit dem Antriebsring sein können, um Unterstützung für die Kraftübertragung zu schaffen, wohingegen die verbleibenden Windungen der Feder 37 die Justiemabe 39 bei gemeinsamer Drehung in einer Richtung, und zwar der Antriebsrichtung, ergreifen können. Der Zweck der Führungshülse 36 zwischen den zwei Federn 35 und 37 ist, diese zu führen und somit beim Erzielen einer genauen Kupplungsfunktion zu unterstützen. Die Justiemabe 39 ist in Keil- bzw. Federeingriff mit der Keilwelle 29 (Fig. 6).

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Während eines Anlegehubes, d.h. wenn der Hebel 17 nach links in Fig. 1 durch den Bremszylinder 4 bewegt wird und der gekrümmte Keil 19 die Querstange 9 (und zugehörige Teile) nach links in Fig. 1 drückt, wird zunächst der Steuerabstand oder das &Agr;-Maß, welches in jedem der zwei zuvor erwähnten Orte definiert ist, überbrückt. Bei fortgesetztem Anlegehub ist die Justierfeder 35 in Eingriff mit dem Gehäuse 33 mittels Reibkräften und dreht die Schubhülsen 8 zur Verringerung des Spiels, wenn das Spiel zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe bezüglich des eingestellten Steuerabstandes übermäßig groß ist, bis eine Gegenkraft und somit ein Drehmoment aufgebaut ist, wenn der Bremsbelag die Bremsscheibe ergreift. Die Kraftübertragung während der Justierung erfolgt mittels der in eine Richtung wirkenden Feder 37, welche antreibend zwischen dem Antriebsring 38 und der Justiernabe 39 wirkt. Wenn der Bremsbelag in Eingriff mit der Bremsscheibe ist, ist das Drehmoment derartig, daß Schlupf zwischen dem Gehäuse 33 und der Justierfeder 35 auftritt.

Während des Lösehubs wird kein Drehmoment durch die in eine Richtung wirkende Feder 37 zwischen dem Antriebsring 38 und der Justiernabe 39 übertragen. Wenn das Spiel zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe übermäßig groß war und ein Teil dieses übermäßig großen Spiels durch eine kleine Drehung der Schubhülse 8 in Relation zu der Querstange 9 aufgenommen worden ist, wird diese neue relative Position während des Lösehubes beibehalten.

Eine modifizierte Konstruktion für den Justiermechanismus ist in Fig. 8 und 9 dargestellt. Diese Figuren sind lediglich mit Bezugsziffern für solche Teile versehen, aufweiche nachfolgend Bezug genommen wird und/oder welche hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels, welches in den vorherigen Figuren gezeigt wurde, verschieden sind.

Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 8 und 9 wird die Bewegung von dem gekrümmten Keil 19 zu dem Justiergehäuse 33 nicht in der gleichen Art und Weise wie bei dem vorherigen Ausfuhrungsbeispiel ausgeführt. Anstelle dessen ist

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der Hebel 17 mit einem bogenförmigen Joch 17' mit einem inneren zylindrischen Zahnsegment 17" versehen, welches konzentrisch mit den Lagernocken 20 ist. Das Gehäuse 33 ist mit Außenzahnrädern versehen, und ein Zahnrad 41, welches mit dem Zahnsegment 17" und mit dem Justiergehäuse 33 kämmt, ist drehbar in der Abdeckung 2 gelagert. Um das gewünschte Ergebnis bei diesem modifizierten Ausfuhrungsbeispiel zu erhalten, kann der Inhalt des Justiergehäuses 33 derselbe sein wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, jedoch seitenverkehrt.

Durch diese Konstruktion ist es möglich, ein höheres Verstellverhältnis und somit ein rascheres Ausgleichen eines übermäßigen Spieles zu erreichen.

Claims (1)

1. Scheibenbremse mit einem Bremssattel, der ein rittlings auf einer Bremsscheibe angeordnetes Gehäuse (1) aufweist, mit einem Bremsbelaghalter (6), der mit einer in dem Gehäuse (1) befindlichen Bremskraft-Übertragungseinheit verbunden ist, die durch zwei in einer Querstange (9) verstellbar verschraubte Schubhülse (8) gebildet ist, und mit einem durch einen Bremszylinder (4) verdrehbaren Hebel (17), der mit der Querstange (9) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Bremskraft-Übertragungseinheit und Hebel (17) bestehende Mechanismus eine Einheit bildet.