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Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1. Eine derartige Nachstellvorrichtung ist aus der DE-OS 21 43 575 bekannt. Bei dieser bekannten
Nachstellvorrichtung ist die Nachstellmutter außen abgestuft ausgeführt. An der Stufe ist ein Axiallager
angeordnet, welches von einer Schraubenfeder gegen die Mutter gedruckt wird; das andere Ende der Schraubenfeder
liegt an einem hülsenförmigen, gehäusefesten Anschlag
an. Die Nachstellmutter liegt mit ihrem dem Bremskolben abgewandten Ende an einem zweiten Axiallager
an, welches sich am Boden der Zylinderbohrung abstützt. Zwischen einer an der Nachstellmutter vorgesehenen Kegelfläche
und einem Bremskolben, welche Bestandteile der mechanischen Betätigungseinrichtung ist, verbleibt dabei
ein Handbremslüftspiel. Für die einwandfreie Funktion der Nachstellvorrichtung ist es von entscheidender Bedeutung,
daß das festgelegte Funktionsspiel beim Zusammenbau exakt eingehalten und später beibehalten wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automatische Nachstellvorrichtung zu schaffen, bei der mit
einfachen Mitteln ein genau festgelegtes Spiel gewährleistet wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird auf einfache und
billige Weise ermöglicht, daß der durch die Summe der
Einzelteiltoleranzen erforderlich werdende Längenausgleich in der Serienfertigung durchführbar ist, wobei
die Stabilität der Vorrichtung nicht beeinträchtigt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen
vor, daß Ausgleichsscheiben zwischen dem Gehäuse und dem gehäusefeston Anschlag bzw. zwischen dem Wälzlager und
dem gehäusefesten Anschlag angeordnet ist. Sofern der Anschlag hüiüenförmig ausgebildet ist, wird die Ausgleichsscheibe
zweckmäßig zwischen einem Befestigungsabschnitt des hülsenförmigen Bauteils und dem Gehäuse angeordnet.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Ausgleichsscheibe zwischen dem Wälzlager und dem Nachstellelement,
auf dem das Wälzlager sitzt, angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird ergänzend auf der
der Ausgleichsscheibe abgewandten Seite des Lagers ein Sicherungsring vorgesehen, der mit der Nachstellmutter
axial fest verbunden ist. Das Wälzlager kann dabei mit Preßsitz und der Sicherungsring mit Schiebesitz auf der
Nachstellmutter angeordnet sein oder umgekehrt. Zusätzlich kann der Sicherungsring noch verstemmt werden. Auch
eine Verbindung des Sicherungsringes mittels Gewinde hat sich als zweckmäßig herausgestellt.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das hülsenförmige Bauteil zweiteilig ausgeführt, wobei ein
erstes Hülsenteil einen Flansch zur Befestigung im Gehäuse aufweist und eine Anlagefläche für das Wälzlager
bildet. Ein zweites dünnwandiges Hülsenteil ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und bildet eine Anlagefläche
für die Feder. Beide Hülsenteile sind zweckmäßig mittels Rollieren bzw. Verstemmen miteinander verbunden.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Federkraft über die Längenzuordnung der Hülsenteile vor dem
Verstemmen genau einzustellen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß das dem Funktionsspiel zugehörige Istmaß zwischen einem ersten Bezugspunkt auf
einer der Reibflächen und einem zweiten Bezugspunkt am Gehäuse bzw. auf der zweiten Reibfläche gemessen wird
und daß zum Ausgleich auf das Sollmaß zumindest eine Ausgleichsscheibe zwischen entsprechende Teile gelegt
wird.
Eine andere erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß zur
Einstellung des Funktionsspiels zwischen den Reibflächen der Reibkupplung Funktionsbauteile entsprechender Länge
vorgesehen sind. Auf sehr einfache und kostengünstige Weise laßt sich dabei der einfach gestaltete Druckbolzen
der mechanischen Betätigungseinrichtung verwenden.
Gemäß einer dritten Lösung ist vorgesehen, daß zur Einstellung des Funktionsspiels zwischen den Reibflächen
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der Reibkupplung ein längenveränderbarer Handbreinskolben
vorgesehen ist, wobei der Handbremskolben insbesondere zweigeteilt ist und die beiden Teile über ein Spezialgewinde
miteinander verbunden sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen
sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Scheibenbremse mit Nachstellvorrichtung, wobei jedoch
lediglich eine Seite der Bremse ohne Belag und ohne Scheibe teilweise dargestellt ist;
Fig. 2 einen Längsschnitt ähnlich der der Fig. 1, jedoch
mit einer zweiten Ausgestaltung der Nachstellvorrichtung;
Fig. 3 einen Längsschnitt ähnlich der der Fig. 1, mit einer dritten Ausgestaltung der Nachstellvorrichtung;
und
Fig. 4 einen Längsschnitt ähnlich der der Fig. 1 mit einer vierten Ausgestaltung der Nachstellvorrichtung.
Es wird zunächst auf die Fig. 1 Bezug genommen, die einen Längsschnitt durch einen Teil einer Scheibenbremse
mit einer Nachstellvorrichtung 1 zeigt. In einem Bremsgehä'use 2 ist eine Zylinderbohrung 4 vorgesehen, die im
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wesentlichen dreifach gestuft ist. Im Bohrungsabschnitt 6 mit dem größten Durchmesser ist ein Bremskolben 8
axial verschiebbar angeordnet. Der Bremskolben S ist topfförmig ausgebildet, wobei sein offenes Ende in der
Zylinderbohrung 4 angeordnet ist, während sein geschlossenes Ende aus der Zylinderbohrung 4 herausragt, um gegen
eine (nicht dargestellte) Bremsbacke zu drücken, zur Abdichtung des Bremskolbens 8 gegenüber der Zylinderbohrung
ist in an sich bekannter Weise eine sogen. Rollback-Dichtung 10 in einer Ringnut 12 des Bremsgehäuses 2
angeordnet, die auch die Rückstellung des Bremskolbens 8 bewirkt.
Am Boden des Bremskolbens 8 ist drehfest eine Nachstellspindel 14 angebracht j die sich koaxial durch den vom
Bremskolben gebildeten Hohlraum bis in einen Bohrungsabschnitt 16 verringerten Durchmessers erstreckt. Die
Nachstellspindel 14 weist ein mehrgängiges, selbsthemmungsfreies Gewinde 18 auf. Ein entsprechendes Gewinde
hat eine auf der Nachstellspindel 14 angeordnete Nachstellmutter 20. Die Nachstellmutter hat im wesentlichen
zylindrische Gestalt, weist jedoch an ihrem dem Kolben abgewandten Ende einen radialen Ansatz 22 auf, der eine
konische Reibfläche 24 bildet. Mit der konischen Reibfläche 24 wirkt eine weitere konische Reibfläche 26 zusammen,
die an einem Handbremskolben 28 vorgesehen ist. Die Nachstellmutter 20 und der Handbremsbkolben 28 bilden
somit zwei Teile einer Reibkupplung. Der Handbremskolben 28 weist einen zylindrischen Abschnitt 30 auf,
der in einem Bohrungsabschnitt 32 verringerten Durchmessers verschiebbar angeordnet ist, sowie einen Flanschabschnitt
34, der sich im wesentlichen radial erstreckt
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und an dem die Reibfläche 26 vorgesehen ist. Der Flanschabschnitt 34 des Handbremskolbens 28 umgreift den
radialen Ansatz 22 der Nachstellmutter 20 von außen, wobei zwischen den Reibflächen 24,26 das Funktionslüftspiel
S verbleibt.
Außer dem Handbremsbkolben 28 weist die mechanische Betätigungseinrichtung
noch einen Exzenter 36 auf, der über ein Stößel 39 auf den Handbremskolben 28 einwirkt.
Der Exzenter 36 hat eine Welle 38, die in einer quer zur Zylinderbohrung 4 verlaufenden Bohrung 40 drehbar gelagert
ist und an der (in nicht dargestellter Weise) ein Hnndbremshebel fest angbracht ist. In der Welle 38 ist
eine Ausnehmung 42 vorgesehen, in der ein Ende des Stößels 3 9 angeordnet ist. Das andere Ende des Stößels
ist in einer im Handbremskolben 28 vorgesehenen Ausnehmung 44 angeordnet. Der dem Bremskolben 8 zugewandte
Teil der Nachstellmutter 20 trägt ein Dreipunkt- oder ein Vierpunkt-Kugellager 46, dessen innerer Lagerring
hier von der Nachstellmutter 20 selbst gebildet wird. Der äußere, entlang einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden
Ebene zweigeteilte Lagerring 48 des Kugellagers 46 liegt an einer Schulter 50 einer Hülse 52 an,
die im Bremsgehäuse 2 befestigt ist, und die sich in axialer Richtung zwischen der Nachstellmutter 20 und der
Wandung des Bremskolbens 8 erstreckt. Auf der anderen Seite des äußeren Lagerringes 48 liegt eine Schraubenfeder
54 an, deren anderes Ende sich an einem Flansch 76 abstützt, der am Ende der Hülse 52 ausgebildet ist. Anstelle
der Schraubenfeder kann auch eine Tellerfeder bzw. ein Tellerfederpaket verwendet werden. Oder ein an-
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deres, eine bestimmte Kraft abgebendes elastisches Glied
(z.B. Gummihülse).
Die hier dargestellte Hülse 52 ist zweiteilig ausgeführt, mit einem ersten Hülsenteil 64, welches einen
sich radial erstreckenden Flansch 66 bildet, der in einer Ringnut 68 des Gehäuses 2 befestigt ist. Das erste
Hülsenteil 64 bildet an seinem Ende eine Anlagefläche 70 für das Wälzlager 46, gegen die dieses von der Schraubenfeder
54 gedruckt wird. Ein zweites Hülsenteil 72 weist im wesentlichen eine dünnwandige zylindrische Gestalt
auf und ist mit dem ersten Hülsenteil mittels Rollieren
bzw. Verstemmen verbunden. Das erste Hülsenteil 64 weist dazu wenigstens eine Ausnehmung 74 auf, in die
das Material des zweiten Hülsenteiles beim Rollieren
bzw. Verstemmen, Verschweißen oder ähnlich, verformt wird. DdS zweite Hülsenteil 72 wird dazu auf den Außenumfang
des ersten Hülsenteils 64 aufgeschoben. Auf diese Weise wird eine vorteilhafte Einstellmöglichkeit für die
Kraft der Feder erreicht, wodurch eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Nachstellung erzielt werden kann. Das
dem Wälzlager 46 abgewandte Ende der Schraubenfeder 54 liegt an einem nach innen ragenden Flanschabschnitt 76
an, der am zweiten Hülsenteil 72 ausgebildet ist.
Zur Einstellung des Funktionsspieles S wird bei der Montage zunächst der Handbremskolben 28 in das Gehäuse eingesetzt.
Es wird dann der Abstand zwischen einem Bezugspunkt auf der Reibfläche 26 und der sich radial erstreckenden
Wand 78 der Nut 68 gemessen. Der sich dabei ergebende Differenzwert zu einer Sollabmessung wird dadurch
ausgeglichen,, daß in die Ringnut 68 zwischen die
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Wand 78 und den Flansch 66 wenigstens eine entsprechende Scheibe 80 eingelegt wird. Die Anlagefläche 70 des ersten
Hülsenteils 64 und damit die axiale Position des Wälzlagers 46 bzw. der Nachstellmutter 20 verschiebt
sich dadurch in axialer Richtung auf das vorbestimmte Sollmaß. Die Ausgleichsscheiben 80 sind in gestaffelten
Größen vorhanden, so daß im Normalfall der Einsatz nur einer Scheibe erforderlich ist. Gegebenenfalls kann die
erforderliche Ausgleichsabmessung jedoch auch durch Kombination mehrerer Scheiben erreicht werden. Dies gilt
auch für die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele, sofern bei diesen Ausgleichsscheiben verwendet
werden.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine Anordnung ähnlich der der Fig. 1 zeigt. Es werden daher hier
nur die gegenüber der Fig. 1 unterschiedlichen Merkmale
beschrieben. Im Unterschied zur Fig. 1 weist die Nachstellvorrichtung der Fig. 2 eine Nachstellmutter 82 auf,
in deren Außenumfang eine Stufe 84 eingearbeitet ist. Das Wälzlager 46 liegt für den Fall, daß Ausgleichsscheiben
nicht erforderlich sind, an der sich radial erstreckenden Wand der Stufe 84 an. Sind hingegen Ausgleichsscheiben
86 notwendig, so werden diese, wie dargestellt, zwischen der Stufe 84 und dem inneren Lagerring
des Wälzlagers 46 angeordnet. Das Wälzlager 46 ist mittels Preßsitz auf der Nachstellmutter 82 befestigt.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausgestaltung entspricht im wesentlichen der der Fig. 2, wobei die Nachstellmutter
82 hier wieder eine Stufe 84 aufweist und wobei zwischen dieser Stufe 84 und dem Wälzlager 46 eine Ausgleichs-
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scheibe 86 angeordnet ist. Das Wälzlager 46 sitzt bei dieser Ausgestaltung mit Schiebesitz auf der Nachstellmutter
82. Angrenzend an das Wälzlager 46 ist ein Sicherungsring 92 auf der Nachstellmutter 82 mit Preßsitz
darauf befestigt. Der Sicherungsring 92 liegt mit der dem Wälzlager 46 zugewandten Stirnseite 94 am inneren
Lagerring des Wälzlagers 46 an. Alternativ kann auch das Wälzlager 46 mit Preßsitz und der Sicherungsring 92 mit
Schiebesitz angeordnet sein. In diesem Falle ist der Sicherungsring
92 in axialer Richtung durch eine Bördelung bzw. Verstemmung 96 gesichert. Auch eine Verschraubung
des Sicherungsringes 92 mit der Nachstellmutter 82 ist erfindungsgemäß möglich. In diesem Fall ist der Sicherungsring
und die Nachstellmutter mit einem Spezialgewinde versehen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausgestaltung wird die Einstellung des Funktionsspieles S dadurch bewirkt, daß
ein zweigeteilter Handbremskolben 98 vorgesehen ist. Der Handbremskolben 98 besteht aus einem Kolbenteil 100 und
einem Flanschteil 102, die über ein Spezialgewinde 104 miteinander verschraubt sind. Über das Spezialgewinde
104 kann eine axiale Verschiebung des Flanschteils 102 gegenüber dem Kolbenteil 100 zur Spieleinstellung erfolgen.
Nach der Einstellung wird das Flanschteil 102 auf dem Kolbenteil 100 fixiert. Eine weitere Möglichkeit zur
Anordnung einer Ausgleichsscheibe 88 zeigt Fig. 4. Diese Ausgleichsmöglichkeit, bei der die Scheibe 88 zwischen
dem äußeren Lagerring 90 des Lagers 91 und dem ersten Hülsenteil 64 angeordnet ist, kann alternativ zu der in
Fig. 4 noch dargestellte Ausgleichsmöglichkeit mittels des verlängerbaren Handbremskolbens angewandt werden.
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Eine weitere Möglichkeit der Einstellung des Funktionsspieles besteht darin, daß Teile 39 unterschiedlicher
Länge verwendet werden. So kann beispielsweise der zwischen der Exzenterwelle 38 und dem Handbremskolben 98
angeordnete Stößel 39 in abgestuften Längen entsprechend dem erforderlichen Funktionsspiel eingesetzt werden.
Bei allen Ausführungen (Fig. 1 - Fig. 4) ist neben dem
axialen Toleranzausgleich eine Möglichkeit für den radialen Toleranzausgleieh zur Vermeidung von Zwangskräften,
die zu einer Schwergängigkeit bzw. Klemmen der Nachstelleinheit führen, vorhanden. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß zwischen dem Hülsenteil 72 und den Außenringen des Lagers 46 ein Abstand (A)
vorhanden ist, der so dimensioniert ist, daß die bei der Herstellung und Montage auftretenden Koaxialitäten ausgleichbar
sind.
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Bezugszeichenliste
1 Nachstellvorrichtung
2 Bremsgehäuse
4 Zylinderbohrung 6 Bohrungsabschnitt 8 Bremskolben
10 Roll-back-Dichtung 12 Ringnut
14 Nachstellspindel 16 Bohrungsabschnitt 18 Gewinde
20 Nachstellmutter 22 radialer Ansatz 24 Reibfläche 26 Reibfläche 28 Handbremskolben
30 zylindrischer Abschnitt 32 Bohrungsabschnitt 34 Flanschabschnitt 36 Exzenter
38 Welle
39 Stößel
40 Bohrung
42 Ausnehmung 44 Ausnehmung 46 Wälzlager
48 Lagerring
50 Schulter
52 Hülse
54 Schraubenfeder 64 erstes Hülsenteil 66 Flansch
68 Ringnut
70 Anlagefläche 72 zweites Hülsenteil 74 Ausnehmung 76 Anlagefläche
78 Wand
80 Ausgleichsscheibe 82 Nachstellmutter 84 Stufe
86 Ausgleichsscheibe 88 Ausgleichsscheibe
90 Lagerring
91 Lager
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92 Sicherungsring 94 Stirnseiten 96 Bördelung bzw. Verstemmung
98 Handbremskolben Kolbenteil Flanschteil Spezialgewinde, selbstsichernd oder ähnlich
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