DE3146710A1 - "stellvorrichtung fuer eine scheibenbremse" - Google Patents

"stellvorrichtung fuer eine scheibenbremse"

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DE3146710A1
DE3146710A1 DE19813146710 DE3146710A DE3146710A1 DE 3146710 A1 DE3146710 A1 DE 3146710A1 DE 19813146710 DE19813146710 DE 19813146710 DE 3146710 A DE3146710 A DE 3146710A DE 3146710 A1 DE3146710 A1 DE 3146710A1
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Charles Hunter Rochester Mich. Lantz
James Philip Fort Wayne Ind. Scott
David Donald Farmington Hills Mich. Sheill
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Description

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Patentanwälte'* *:*
Dipl.-Ing. Dlpl.-Chem. Dipl.-lng.
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
Erηsberger81ras se 19
8000 München 60
23. November 1981
ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION
600 Grant Street
Pittsburgh, Pennsylvania 15219 /V.St.A. Unser Zeichen: R 1035
Stellvorrichtung für eine Scheibenbremse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenbremse, und zwar insbesondere auf einen verbesserten Stellantrieb für eine Scheibenbremse.
Die Erfindung ist insbesondere auf eine Scheibenbremse der Art anwendbar, welche einen Rotor oder eine Scheibe umfaßt, welcher bzw. welche drehbar mit einem Fahrzeugrad gelagert ist, sowie einen schwimmend gelagerten Bremssattel aufweist, welcher den Rotprumfang überbrückt. Der Bremssattel ist üblicherweise auf einer Stütze oder einer Drehmoment- bzw. Bremsplatte durch eine Einrichtung montiert, welche eine Bewegung des Brernsr.at.tcls in einer axialen Richtung relativ zur Bremsplatte oder zum Rotor ermöglicht. Durch den Bremssattel sind an den entgegengesetzten Seiten des Rotors Bremsbacken aufgenommen, welche in Kontakt mit entgegengesetzt angeordneten Reibungsbremsflächen des Rotors durch einen Stellantrieb bewegbar sind, welcher üblicherweise durch einen fluidbetriebenen Motor angetrieben wird. In einer schwimmend gelagerten Scheibenbremse ist jede Bremsbacke zwischen einem Schenkel des Bremssattels und der benachbarten Reibfläche des Rotors angeordnet. Der Stellantrieb ist durch einen Schenkel des Bremssattels aufgenommen und dient dazu,
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die Bremsbacke benachbart des Schenkels in Axialrichtung in Kontakt mit dem Rotor zu bewegen, wobei die durch diesen Kontakt bedingte Reaktionskraft den anderen Schenkel des Bremssattels und die andere Bremsbacke in Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche des Rotors drückt.
Scheibenbremsen sind allgemein bekannt und im Kraftfahrzeug-Rektor weit verbreitet. Für die Scheibenbremsen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von Stellantrieben. Auf dem Kraftfahrzeugsektor und für Schwerlastfahrzeuge sind Stellantriebe mit fluidbetriebenen Kolben, Nockeneinrichtungen und Stellschrauben bekannt. Beispiele derartiger Stellantriebe und Einstelleinrichtungen für diese Stellantriebe finden sich in der Patentliteratur.
Der verbesserte Stellantrieb für eine Kraftfahrzeugscheibenbremse nach der Erfindung enthält eine Stellschraube, welche durch ein Paar von mit Axialabstand angeordneten Lagerbuchsen drehbar gelagert ist. Ein Druckluftmotor bewegt einen Hebel, um die Stellschraube zu drehen. Außengewindegänge auf der Stellschraube wirken mit Innengewindegängen auf einem Stellantrieb bzw. Stellglied zusammen und verschieben das Stellglied und einen Kolben in einer Bremswirkrichtung. Eine Feder bewegt den Kolben in die entgegengesetzte Richtung in eine Ruhestellung. Eine Kappe sitzt über einem Mittelflansch der Stellschraube und besitzt eine Kerbzahnverbindung mit dem Stellantrieb, um eine Drehung des Stellantriebs zu verhindern. Vier Bolzen verbinden das Lagergestell des Druckluftmotors und die Kappe mit einem Bremssattel, welcher auf parallelen Stiften gleitet, welche an einer Drehmomentplatte festgelegt sind, die an einer Fahrzeugachse befestigt ist.
Nach Maßgabe des bevorzugten AusfUhrungsbeispiels besitzt der
Stellschraubenschaft einen sich in Radialrichtung erstreckenden Mittelflansch, ein erstes Ende, welches zur Verbindung mit der Einrichtung zur Aufbringung der Drehkraft kerbverzahnt ist, sowie ein zweites Ende, welches mit Außengewindegängen versehen ist und der Stellantrieb ist durch eine Stellschraubenmutter gebildet, die mit Innengewindegängen versehen ist, welche mit den Auf3engewindogang<;n uuf dom iJLo I 1 ijehruubannohai't. /.uüntnimMi wirken. Die Außenfläche der Stellschraubenmutter ist kerbverzahnt und die Kappe weist innere Kerbzähne auf, die mit den äußeren Kerbzähnen auf der Mutter zusammenwirken, um eine Drehsperre für die Mutter zu bewirken, wohingegen eine Axialbewegung der Mutter innerhalb der Kappe möglich ist. Der Kolben ist hohl ausgebildet, an einem Ende mit einer Öffnung versehen und einstückig mit einer sich radial erstreckenden Lastplatte gebildet. Der Mittelflansch des Stellschraubenschafts sitzt angrenzend an eine Schulter innerhalb der Kappe, wodurch der Stellschraubenschaft in Axialrichtung festgelegt ist, wobei das zweite Ende des Schafts sich durch die Öffnung in den Innenraum des hohlen Kolbens erstreckt. In einer durch die Kappe aufgenommenen Lagerbuchse ist das kerbverzahnte linde dcj; Schafts drehbar gelagert, wobei das zweite Ende des Schafts in einer Lagerbuchse innerhalb des Kolbens gelagert ist. Eine Feder, welche mit einem Ende an der Lagerbuchse im Inneren des Kolbens sitzt und mit dem anderen Ende am Kolben sitzt, bewegt den Kolben in eine Ruhestellung, sobald keine Drehkraft mehr aufgebracht wird, um die Stellschraube zu drehen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht zur Darstellung des erfindungsgemäßen Stellantriebs, angeordnet auf einer Fahrzeugachse,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht, teilweise geschnitten, des in Fig.3 dargestellten Kolbens sowie
Fig. 5 eine Ansicht des in Fig. 4 dargestellten Kolbens.
In Fig. 1 ist ein teilweise weggeschnittener Aufbau eines Rads eines Lastkraftwagens allgemein durch das Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Eine Scheibenbremse 2 ist auf eine Spinne oder einer Drehmoment- bzw. Bremsplatte 4 angeordnet, welche an einem Achsgehäuse 6 befestigt ist.
Ein Druckluftmotor 10 ist über ein Zwischenglied 12, welches als Drehkrafthebel dient, mit einer Antriebsschraube bzw. Stellschraube 22 eines allgemein mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichneten Scheibenbremsen-Stellantriebs verbunden. Bei Drehung durch das Zwischenglied 12 verschiebt die Stellschraube einen Kolben in eine Bremswirkrichtung, was zur Folge hat, daß ein Paar von Bremsbacken, welche auf einem Bremssattel 14 gelagert sind, eine Bremskraft auf die mit axialem Abstand angeordneten, radial ausgerichteten Flächen einer Bremsscheibe oder eines Rotors 16 aufbringen, welche bzw. welcher durch einen Flansch 18 mit der Nabe 19 des Radaufbaus 1 verbunden ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Stellantriebs 20 ist in Fig. 2 dargestellt. Danach ist der Stellantrieb 20 für die Scheibenbremse innerhalb einer abgestuften zylindrischen Boh rung 24 angeordnet, welche axial durch einen sich abwärts erstreckenden Schenkel des Bremssattels 14 verläuft, der als Gehäiujo flir den Stellantrieb 20 dient. Der Stellantrieb umfaßt einen Stellschraubenschaft 22 mit einem ersten kerbverzahnten Ende 25 zur Aufnahme eines Hebels, welcher das Zwischenglied 12 zum Druckluftmotor 10 darstellt. Ein zweites Ende 28 des Stellschraubenschafts 22 weist Außengewindegänge 30 auf, die mit Innengewindegängen 32 einer Stellschraubenmutter oder einer Stellantriebsmutter 34 zusammenwirken. Ein sich radial erstreckender Mittelflansch 26 ist zwischen dem kerbverzahn-
ten Ende 25 und dem mit einem Schraubgewinde versehenen Ende 28 des Stellschraubenschafts vorgesehen und sitzt gegen eine Druckscheibe 27, welche ihrerseits an einer radial verlaufenden Schulter oder Fläche 37 anliegt, die innerhalb einer Kappe 38 für den Stellschraubenschaft vorgesehen ist.
Die Kappe 38 besitzt einen Flansch 39, welcher durch vier Bolzen am Bremssattel 14 befestigt ist und teilweise die Bohrung 24 abschließt. Die Kappe 38 ist mit einer Öffnung odor Bohrung 40 ausgebildet, in welcher eine Lagerbuchse 41 für die drehbare Lagerung des kerbverzahnten Endes 25 des Stellschraubenschafts vorgesehen ist. Die Kappe 38 weist weiter einen hohlen zylinderförmigen Abschnitt 42 auf, der innerhalb der Bremssattelbohrung 24 sitzt und sich darin in Axialrichtung erstreckt. Die Innenfläche des Kappenabschnitts 42 ist mit einer Anzahl von axial verlaufenden Kerbzähnen 43 versehen, welche mit einer Anzahl von Kerbzähnen 33 zusammenwirken, welche an der Außenfläche der Stellantriebsmutter 34 ausgebildet sind. Die Verbindung zwischen den Kerbzähnen 33 und 34 verhindert eine Drehung der Stellantriebsmutter 34, während eine Verschiebung in Axialrichtung längs der Kerbzähne 43 zugelassen ist. Beim bevorzugten Ausi'ührungsbeispj el sind zweiundzwanzig Kerbzähne über dem Umfang der Außenfläche der Stellantriebsmutter 34 vorgesehen, um die wesentlichen Drehkräfte gleichmäßig zu verteilen, welche auf die Stellantriebsmutter während der Betätigung der Scheibenbremse wirken.
Der Stellantrieb 20 umfaßt weiter einen hohlen Kolben 48 mit einer Öffnung 49 an einem Ende, der am anderen Ende offen ist, wo der Kolben einstückig mit einer sich radial erstreckenden Lastplatte 50 ausgebildet ist. Das offene Ende des Kolbens ist durch einen Aufbau 51 aus einer Dichtung und einem Sprengring abgeschlossen, um ein Eindringen von Schmutz, und Feuchtigkeit -zu verhindern.
Das Ende 28 des Stellschraubenschafts ?? erstreckt, sich durch
3U6710
die Öffnung 49 in den Hohlraum des Kolbens 48, wo der Schaft durch ein Lager 52 drehbar gelagert ist, welches zwischen dem Hohlraum des Kolbens 48 und dem Stellschraubenschaft 22 an-
grenzendam äußersten Ende des Endabschnitts 28 angeordnet ist. Ein Sprengring 54, welcher in einer sich um den Stellschraubenschaft 22 erstreckenden Nut am äußersten Ende des Endabschnitts 28 sitzt, legt die Lagerbuchse in der Nähe dieses Endes des Stellschraubenschafts 22 fest und sichert die Lagerbuchse 52 gegen eine Axialbewegung weg vom Ende des Schraubenschafts.
Eine RückfUhrfeder 58 liegt mit einem Ende an der Lagerbuchse b? und mit dem anderen Ende an der sich radial erstreckenden innenfläche dos Kolbens 48 an, welche die Öffnung 49 umgibt. DLe Kückführfeder 58 dient der Vorspannung der Lochwand des Kolbens in Axialrichtung weg von der Lagerbuchse 52, wenn die Scheibenbremse nicht betätigt wird, d.h. wenn eine Drehkraft zur Drehung des Stellschraubenschafts 22 aufgebracht wird. Wenn die Feder den Kolben 48 in eine Ruhestellung bewegt, wirkt der Kolben auf die Stellantriebsmutter 34, so daß diese auf den Gewindegängen 30, 32 dreht und axial gegen den sich radial erstreckenden Mittelflansch 26 verschoben wird.
Wenn der Druckluftmotor 10 unter Druck gesetzt wird, um die Scheibenbremse zu beaufschlagen, bewegt der Druckluftmotor das Zwischenglied 12 in üblicher Weise zur Drehung der Stellschraube 22. Mit Drehung des Stellschraubenschafts 22 wird über die Gewindegänge 30, 32 die Stellantriebsmutter in Bremswirkrichtung verschoben. Die Stellantriebsmutter 34 in Anlage mit der mit einer Öffnung versehenen Wand des Kolbens 48 bewegt den Kolben 48 und dessen sich in Radialrichtung erstreckende Lastplatte 50 axial gegen den Rotor 16. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, weist die Lastplatte 50 eine Form ähnlich der Stutzplatte der Bremsbacke bzw. Reibplatte 17 auf. Die Lastplatte 50 verteilt den axial auf den Kolben 48 durch die Mutter 34 aufgebrachten Druck über die Stützplatte der Bremsbacke 17 und bewegt die Bremsbacke 17 in Kontakt mit der benachbarten Fläche des Rotors 16.
/It.
Die Reaktionskraft, die auftritt, wenn die Bremsbacke 17 in Kontakt mit dem Rotor 16 gelangt, wird durch den Stellschraubenschaft 22, den Mittelflansch 26, die Druckscheibe 27 und die Kappe 38 aufgenommen, wodurch der Bremssattel 14 gemäß Fig. 2 nach rechts gezogen wird und die Bremsbacke 15 in Kontakt mit der anderen Fläche des Rotors 16 bewegt. In Fig. ? sind die Bauteile des Scheibenbremsen-Stellantriebs in der Wirkstellung der Bremse dargestellt, in welcher die Bremsbacken 15 und 17 sich in Druckkontakt mit den in axialem Abstand vorgesehenen Flächen des Rotors 16 befinden.
Wenn der Druck im Druckluftmotor 10 abgebaut wird, wird nicht langer eine Drehkraft auf den Stellschraubenschaft 22 aufgebracht und spannt die Feder 58 den Kolben 48 und die Lastplatte 50 in Axialrichtung weg vom Rotor 16 in eine Ruhestellung, in welcher ein geeignetes Drehspiel zwischen dem Belag auf den Bremsbacken 15 und 17 und den benachbarten Flächen des Rotors 16 vorhanden ist. Der Kolben 48 drückt auch die Stellantriebnmutter 34 in Axialrichtung gegen den Mittel flansch ?fj und unter der Kraft einer innerhalb des Druckluftmotors vorgesehenen RUckhohlfeder wird das Zwischenglied 12 zurückgezogen und der Brcrassattel 14 in seine inaktive Stellung bzw. Ruhestellung zurückgeführt, welche in Fig. 1 in strichlierten Linien dargestellt ist.
Der Stellantrieb ergibt somit eine wirksame Vorrichtung zur Betätigung einer Scheibenbremse, welche unter anderen Merkmalen eine Feder zur Rückholung des Kolbens in eine inaktive Stellung oder Ruhestellung, ein Paar von in axialem Abstand angeordnete Lager zur drehbaren Lagerung des Stellschraubenschafts und eine Kerbzahnverbindung zwischen der Stellantriebsmutter und der Kappe aufweist, um die auf die Stellantriebsmutter wirkenden Drehkräfte zu verteilen.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind Abänderungen innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich.
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Claims (11)

  1. ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION
    600 Grant Street
    Pittsburgh, Pennsylvania 15219 /V.St.A.
    Unser Zeichen: R 1035
    23. November 1981
    lj Stellvorrichtung für eine Scheibenbremse, gekennzeichnet durch ein mit einer Durchgangsbohrung (24) versehenes Gehäuse, eine Einrichtung zur Aufbringung einer Drehkraft, eine mit der Einrichtung zur Aufbringung der Drehkraft verbundene Stellschraube, einen mit der Stellschraube verbundenen Stellantrieb für eine Verschiebung in Reaktion auf die Drehung der Stellschraube, eine Kolbenexnrichtung, welche in der Bohrung durch den Stellantrieb in einer Richtung bewegbar ist, sobald auf die Stellschraube eine Drehkraft durch die Einrichtung zur Aufbringung einer Drehkraft aufgebracht wird, wodurch die Stellschraube den Stellantrieb und die KoI-beneinrichtung in eine Bremswirkrichtung verschiebt, und durch eine Einrichtung zur Vorspannung der Kolbenexnrichtung und des Stellantriebs in eine zur Bremswirkrichtung entgegengesetzte Richtung, um die Kolbenexnrichtung in eine Ruhestellung zu bewegen, sobald die Drehkraftaufbringung auf die Stellschraube unterbunden ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Aufbringung einer Drehkraft eine Fluidkammer und einen die Fluidkammer mit der Stellschraube verbindenden Hebelarm aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Stellschraube einen Schaft (22) mit einem sich in Radialrichtung erstreckenden Mittelflansch (26) zur axialen Festlegung der Schraube, ein erstes kerbverzahntes Ende (25) für die Verbindung mit der Einrichtung zur Aufbringung der Drehkraft sowie ein mit Außengewindegängen (30) versehenes zweites Ende (28) aufweist, daß der Stellantrieb Innengewindegänge (32) besitzt, welche mit den Außengewindegängen auf der Schraube zusammenwirken und daß eine die Drehung des Stellantriebs sperrende Einrichtung vorgesehen ist, so daß der Stellantrieb durch Zusammenwirken der Gewindegänge (30, 32) in Bremswirkrichtung verschiebbar ist, sobald die Stellschraube in Bremswirkrichtung gedreht wird."
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Außenfläche des Stellantriebs eine Anzahl von axial verlaufenden Kerbzähnen (33) aufweist und die Drehsperre des Stellantriebs ein den Stellantrieb umgebendes festgelegtes Bauteil ist, welches mit einer Anzahl von axial verlaufenden inneren Kerbzähnen (43) versehen ist, die mit den Kerbzähnen (33) des Stellantriebs zusammenwirken.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das festgelegte Bauteil eine am Gehäuse befestigte Kappe (38) ist, welche teilweise die Gehäusebohrung umschließt und eine Öffnung aufweist, durch welche sich die Stellschraube in die Gehäusebohrung (24) erstreckt,
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schaft (22) drehbar innerhalb der Gehäusebohrung durch ein Paar von in axialem Abstand angeordneten Lagerbuchsen (41, 52) gelagert ist, von denen eine Lagerbuchse auf jeder Seite des Mittelflansches (26) vorgesehen ist und von denen eines der Lagerbuchsen in der Nähe des zweiten Endes (28) des Schafts (22) angeordnet ist.
    3Η6710
  7. 7 = Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Drehsperre des Stellantriebs durch eine Kappe (38) gebildet ist, welche am Gehäuse festgelegt ist und mit dem Stellantrieb eine innere Kerbzahnverbindung aufweist, daß durch die Kappe eine Öffnung vorgesehen ist, daß durch die Kappe eine Lagerbuchse (41) aufgenommen ist, in welcher das kerbverzahnte Ende (25) des Schafts (22) drehbar gelagert ist, und daß an der gegenüberliegenden Seite des Mittelflansches (26) benachbart des zweiten Endes (28) des Schafts (22) eine zweite Lagerbuchse angeordnet ist.
  8. 8= Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Vorspannung der Kolbeneinrichtung durch eine Feder (58) gebildet ist, welche mit einem Ende an einer sich radial erstreckenden und in Axialrichtung festgelegten Fläche der Vorrichtung und mit dem anderen Ende an einer sich radial οrnIreckendem Flücho der Kolbon einrichtung sitzt.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Kolbeneinrichtung an einem Ende mit einer Öffnung versehen ist, und daß das zweite Ende des Schafts (22) sich durch die Öffnung (49) in das Innere der Kolbeneinrichtung erstreckt, daß innerhalb des Kolbens eine das zweite Ende des Schafts aufnehmende Lagerbuchse, eine Einrichtung zur Festlegung der Lagerbuchse gegen eine axiale Bewegung in Richtung auf das zweite Ende des Schafts sowie eine Feder (58) vorgesehen ist, welche mit einem Ende an der Lagerbuchse und mit dom anderen Ende an der Kolbeneinrichtunp, sits-.t, wobei die Feder die Kolbeneinrichtung in Axiairichlung weg von (h:r Lagerbuchse und dem zweiten Ende (28) des Schafts (22) drückt.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolbeneinrichtung einstückig mit einer sich radial erstreckenden Lastplatte (50) ausgebildet ist.
  11. 11. Stellvorrichtung für eine Scheibenbremse, gekennzeichnet durch ein mit einer Durchgangsbohrung (24) versehenes Gehäuse, eine Einrichtung zur Aufbringung einer Drehkraft, eine Stellschraube mit einem sich radial erstreckenden Mittelflansch zur axialen Festlegung der Schraube, einem ersten mit Kerbzähnen versehenen Ende für die Verbindung mit der Einrichtung und ein mit Außengewindegängen (30) versehenes zweites Ende (28), durch einen Stellantrieb mit Innengewindegängen (32), welche mit den Außengewindegängen auf der Stellschraube zusammenwirken, eine am Gehäuse festgelegte Kappe (38), welche eine mit der Gehäusebohrung konzentrische Bohrung und eine sich radial erstreckende Druckfläche (27) zur axialen Festlegung des Mittelflansches (26) der Stellschraube aufweist, wobei die Kappe eine als Drehsperre wirkende Kerbzahnverbindung mit dem Stellantrieb aufweist, durch einen hohlen Kolben, welcher an einem Ende mit einer Öffnung (49) versehen und in lU-oniiiwi rkrichUirip, In eier Gohäuncbohrung durch den Stellantrieb in Reaktion auf die Drehung der Stellschraube bewegbar ist, wobei das zweite Ende des Stellschraubenschafts (22) sich durch die Öffnung (49) in das Innere des Kolbens erstreckt, eine erste durch die Kappe (38) aufgenommene Lagerbuchse (41) für die drehbare Lagerung des ersten Endes (25) des Schafts (22), eine zweite innerhalb des hohlen Kolbens angeordnete Lagerbuchse zur drehbaren Lagerung des zweiten Endes (28) des Schafts innerhalb des hohlen Kolbens (48), eine die zweite Lagerbuchse gegen eine axiale Bewegung in Richtung auf das zweite Ende der Welle festlegende Einrichtung sowie durch eine Feder (58), welche mit einem Ende an der Lagerbuchse und mit dem anderen Kneif! am Kolben (AS) nitzt und den Kolben in eine Ruhestellung vorspannt, sobald eine Drehkraft auf b ringung durch Drehung der Stellschraube unterbunden ist.
DE19813146710 1980-12-01 1981-11-25 "stellvorrichtung fuer eine scheibenbremse" Withdrawn DE3146710A1 (de)

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