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Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine
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Scheibenbremse Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrichtung
für eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Eine derartige Nachstellvorrichtung ist ous der DE-OS 21 43 575 bekannt.
Bei dieser bekannten Nachstellvorrichtung ist die Nachstellmutter außen abgestuft
geführt. An der Stufe ist ein Axiallager angeordnet, welches von einer Schraubenfeder
gegen die mutter gedrückt wird; das andere Ende der Schrauben feder liegt an einem
hülsenförmigen, gehäusefesten Anschlag an, Die Nachstellmutter liegt mit ihrem dem
Bremskolben abgewandten Ende an einem zweiten Axiallage an, welches sich am Boden
der Zylinderbohrung abstützt. Zwischen einer an der Nachstellmutter vorgesehenen
Kegelfläche und einem liandbremskolben, welcher Bestandteil der mechanischen Betätigungseinrinchtung
ist, verbleibt dabei ein llandbrems funktionsspiel.
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Diese bekannte Nachstellvorrichtungarbeitet zwar im weselltliches
zufriedenstellend. Sie ist jedoch baulich recht aufwendig insofern, als zwei Axiallager
erfordert lic sind. Ferner ist bei der bekannten Vorrichtung zur Abstützung einer
auf die Nachstellmutter über ein Lager wirkenden Schraubenfeder, ein langes hülsenförmiges
Bauteil vorgeseEhen, welches zwischen der Nachstellmutter und dem Bremskolben angeordnet
ist. Auch dadurch wird der bauliche Aufwand erhöht und die Baugröße in radialer
Richtung vergrößert.
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Zur baulichen Vereinfachung dieser Nachstellvorrichtung wurde in der
deutschen Patentanmeldung P 33 36 119.3 eine Lösung vorgeschlagen, die mit einem
einzigen Lager auskomst, welches als Radial- bzw. Schräglager, insbesondere als
Vierpunktiager ausgebildet ist, wobei der radial äußere Lagerring des Wälzlagers
von der Felder gegen einen gehäusefesten Anschlag gehalten ist. Auch bei dieser
Lösung ist jedoch noch ein langes hülsenförmiges Bauteil erforderlich, an dem sich
einerseits der äußere Lagerring des Wälzlagers und andererseits eine Feder, die
auf den äußeren Lagerring einwirkt, abstützt.
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Der Erfindung liegt der die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Nachstellvorrichtung
der im Oberbegriff des PaLentanspruches 1 angegebenen Art dahingehend zu verbsern,
daß sie baulicher einfach ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1
kennzeichnenden Merkmale gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Nachstellvorrichtung
geschaffen,
die mit einem einzigen Wälzlager auskommt und die insgesamt sehr wenige Bauteile
aufweist. Auch kann bei dieser Lösung die Einstellung des Funktionsspiels der Kupplung
auf sehr einfache Weise erfolgen.
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Gemäß einer æweckmaßigen Ausführungsform ist das Wälzlager zwischen
der Nachstellmutter und dem Bremskolben angeordnet, wobei das Wälzlager zweckmäßi.g
auf der Nachstellmutter angebracht ist. Der äußere Lagerring des Wälzlagers ist
dabei vorteil zwischen zwei Anschlägen des Kolbens angeordnet und mittels einer
Feder, insbesondere einer Tellerfeder an einem der Anschläge gehalten. Wenigstens
einer der Anschlage ist dabei von einer .m Kolbenmantel vorgesehenen Schulter und/oder
von einem im Kolbenmantel eingesetzten vorspringenden Ring gebildet.
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Um die Bauteile weiter zu reduzieren ist gemaß einer anderen vorteilhaften
Lösung vorgesehen, daß eine mechanische Betätigungseinrichtung einen Betätigungakolben
aufweist, der in einer Gehäusebohrung axial verschiebbar angeordnet ist und der
mit der Nachstelispindel verbunden, insbesondere einstückig ausgeführt ist. Die
Nachstellspindel ist mit einer Verdrehsicherung versehen, und wird von einer Feder,
insbesondere einer Tellefeder entgegen der Betätigungsrichtung beaufschlagt. Die
Feder ist dabei zweckmäßig einerseits an einem gehäusefesten Anschlag und andererseits
an der Nachstellspindel bzw.
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den damit verbundenen Betätigungskolben abgestützt.
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Eine sebri vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß eine Schale
des Wälzlagers von einem der Iachstcllelemente, insbesondere der Nachstellmutter
gebildet wird.
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Gemäß einer anderen sehr zweckmäßigen Ausführungsform ist die Kupplung
mit dem Wa.lzlager kombiniert ausgeführt, wobei. insbesondere eine der Wälzlagerschalen
einen Kunus aufweist, mittels dem bei einer axialen Relativbewegung der zu kuppelnden
Teile die Wälzkörper zwischen den Teilen verklemmt werden. Mit dieser Lösung wird
ein Minimum an Bauteilen erzielt, ferner entfällt die Einstellung des Funktionsspieles
und es tritt prakw tisch kein Leerweg auf. Da ein derartiger Leerweg, der beim Stand
der Technik funktionsbedingt vorgesehen sein muß durch die mechanische Betätigungseinrichtung
übersetzt wirksam wird, ist der Wegfall des Leerweges bei der Erfindung von besonderem
Vorteil, da an der Handbremse ein effektiver Leerweg von größenordnungsmäßig 3 cm
entfall.
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Ausführungsbeispeile der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen sind
in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Scheibenbremse,
wobei nur eine Seite der Bremse ohne Belag und ohne Scheibe dargestellt ist, Fig.
2 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Scheibenbremse ähnlich Fig. 1, jedoch
mit einem einstellbaren Lagerring, Fig 3 einen Teil-Längsschnitt durch eine andere
Ausgestaltung einer Nachstellvorrichtung.
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In einem Bremsgehäuse 2 ist. eine gestufte Zylinderbohrung 4 vorgesehen
Im Bohrungsabschnitt 6 mit dem größ
ten Durchmesser ist ein Bremskolben
axial verschiebbar angeordnet. Der Bremskolben 8 ist topfförmig ausrebildet, 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. Roll-back-DichtuDg 10 in einer Ringnut 12
des Bremsgehäuses angeordnet, die auch die Rückstellung des Bremskolbens 8 bewirkt.
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In einem Abschnitt 14 mit verringertem Durchmesser der Zylinderbohrung
ist ein Handbremskolben 16 axial verschiebbar angeordnet. Dieser Handbremskolben
ist Teil einer mechanischen Betätigungseinrichtung 18, die darüber hinaus im wesentlichen
noch aus einer Exzentervorrichtung 20 besteht, die über einen Stößel 22 auf den
Handbremskoiben 16 wirkt. Die Exzentervorrichtung 20 weist eine Welle 24 auf, die
in einer quer zur Zylinderbohrung 4 verlaufenden Bohrung 26 drehbar gelagert ist
und an der (in nicht dargestellter Weise) ein Handbremshebel angebracht ist, mittels
dem die Welle 24 gedreht werden kann. Die Welle 24 weist eine Ausnehmung 28 auf,
in der ein Ende des Stößels 22 angeordnet ist. Das andere Ende des Stößcls 22 ist
in einer im 1landbremskolben 16 vorgesehenen Ausnehmung 30 angeordnet.
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Mit dem Handbremskolben verbunden bzw. einstückig ausgebildet ist
eine sich axial erstreckende Nachsteilspindel 32. Die Nachatellspindel 32 weist
entlang eines Teiles ihrer Länge ein selbsthemmungsfreies Gewinde 34 au, mit dem
ein entsprechend ausgebildetes Innengewinde 36 einer
auf der Nachstellspindel
32 angeordneten Nachstellmutter 38 zusammenwirkt. Der wesentliche Teil der Nachstellspindel
32 und der Nachstellmutter 38 sind im Kolben 8 angeordnet. zwischen dem Kolben 8
und der Nachstellmutter 38 ist ein Konuskupplung 40 vorgesehen. Die Konuskupplung
wird von einem Außenkonus 42 an der Nachstellmutter 38 und einem entsprechenden
Innenkonus 44 des Kolbens 8 gebildet. Zweckmäßig ist der Außenkonus 42 am nd der
Nachstellmutter 38 und der Innenkonus 44 im Bereich des bodens 46 des kolbens 8
ausgebildet. Zwischen dem Innenkonus 44 und dem Außenkonus 42 ist bei nicht betätigten
Handbremse ein Funktionsspiel 5 vorgesehen.
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Zum Toleranzausgleich kann anstelle des Ringes 62 ein Schraubeinsatz
63 vorgesehen sein, der in ein entsprechendes Gewinde 65 im Kolben 8 eingeschraubt
ist wie in Fig. 2 dargestellt.
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Zwischen der Nachstellmutter 38 und dem Kolben 8 ist ein Kugellager:
48 angeordnet. Der radial innere Lagerring 50 dieses Kugellagers wird von der Nachstellmutter
38 gebildet, in die eine entsprechende umlaufende Laufrille 52 eingearbeitet ist.
Der radial äußere Lagerring 54 des Kugellagers 48 ist in einer Ausnehmung 56 des
Kolbens 8 angeordnet. Diese Ausnehmung 56 bildet einerseits einen Anschlag 60 in
Form einer Stufe, während ein zweiter Anschlag 62 von einem in den Kolbenmantel
eingesetzten 7 radial nelch innen vorspringenden Ring gebildet wird.
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Zwischen dem äußeren Lagerring 54 und dem Ring 62 ist ein weiterer
Ring 64 eingelegt, gegen den der außere Lagerring 54 mittels einer zwischen dem
Lagerring und dem Anschlag 60 angeordneten Tellerfeder 66 gehalten ist.
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Zwischen den äußeren lagerring 54 und dem Anschlag 60
verbleibt
dabei so viel Spiel für eine Bewegung der Nachstellmutter 38 und damit des äußeren
Lagerringes 54 daß die Teile der Konuskupplung 40 nach Überwindung des Funktionsspieles
S bei der mechanischen Betätigung miteinander in Eigriff kommen konnen.
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Auf die Nachstellspindel 32 und damit dem Handbremskolben 16 wirkt
entgegen der Betätigungsrichtung eine Federkraft, die von einem Tellerfederpaket
68 aufgebracht ist, welches sich außen an einem gehäusefesten Anschlag, der beispielsweise
die Form eines ges 70 haben kann und innen an der Nachstellspindel 32 abstützt.
Die innere Abstützung erfolgt hier an einem Vorsprung 72 eines Arretierungselementes
74, welches an der Nachstellspindel 32 angebracht ist. Das Arretierungselement 74
ist hier L-förmig ausgebildet und greii-t mit einem im wesentlichen achsparallel
verlaufenden Schenkel 76 n eine Ausnahmung 78 des Bremsgehäuses 2 ein. Da die Nachstellspindel
32 bei der mechanischen Betätigung axial verschoben wird und das Arretierungselement
74 fest auf der Nachstellspindel sitzt, muß die Länge des Schenkels 76 entsprechend
bemessen sein.
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Die Nachstellvorrichtung arbeitet wie folgt. Bei jeder normalen hydraulischen
Bremsung wird über den Einlaß 80 Bremsflüssigkeit in den Bremszylinderinnenraum
82 ge drückt, so daß sich in diesem ein Druck aufbaut. Infolgedessen wird der Bremskolben
8 aus der Zylinderbohrung 4 ein Stück herausbewegt, um die (nicht dargestellte)
Bremsbacke gegen eine (gleichfalls nicht dargestellte) Bremsscheibe zu drücken.
Der Kolben 8 nimmt dabei über den Anschlagring 62 und den Ring 64 den äußeren Lagerring
54
dcs Kugellagers 48 und die Kugeln 84- des Kugellagers mit durch wird die axiale
Bewegung des Kolbens 8 auch auf die Nachstellmutter 38 übertragen. Da die Nachstellspindel
32 drehfest gehalten ist wird die Nachstellmutter bei dieser Bewegung durch das
selbsthemmungsfreie Steilgewinde 34,36 zwangsweise gedreht. Die Nachstellspindel
32 bleibt bei diesen hydraulischen Bremsvorgang unbewegt. Wird der Bremsdrück im
Bremszylinderinnenraum 32 nicht länger aufrechterhalten, so wird der Bremskolben
von der Roll-back-Dichtung 10 ein entsprechendes Stück zurückbewegt, so daß das
erforderii('he Soll-Lüftspiel eingehalten wird. Bei dieser Rückbewegung wirkt der
Kolben 8 über die Tellerfeder 66 auf den äußeren Lagerring 54 des Kugellagers 48
und damit über die Kugeln 84 auf die Nachstellmutter 38. Infolgedessen wird die
Nachstellmutter 38 über das Steilgewinde 34, 36 wieder um ein entsprechendes Stück
zurückgedreht.
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Bei einer mechanischen Betätigung wird mittels des (nicht dargestellten)
Handbremshebels die Welle 24 verdreht, wodurch der Stößel 22 eine axiale Bewegungskomponente
erfährt. Diese axiale Bewegungskomponente wird auf den Handbremskolben 16 und damit
auf die Nachstellspindel 32 Übertragen. Über das Gewinde 34,36 wird bei entsprechender
Abstimmung der Reibungsverhältnisse die Nachstellmutter 38 zunächst axial mitgenommen.
Nachdem der (nicht dargestellte) Bremsbelag zur Anlage an der (gleichfalls nicht
dargestellten) Bremsscheibe gekommen is, erfolgt eine Relativbewegung zwischen der
mutter 38 und dem Kolben 8 entgegen der Kraft der Feder 66, auf grund der des Funktionsspiel
S überwunden wird, so daß die Konusflächen 42, 44 schließlich in Eingriff kommen.
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Da sich dann die Nschstellmutter 38 auch bei Einwirkung
größerer
Kräfte nicht mehr auf der Nachstellspindel 32 verdrehen kann, wird die axiale Bewegung
der Nachstellspindel 32 über die Mutter 38 unmittelbar auf den Kolben Übertragen.
Wird die Handbremskraft nicht mehr aufgebracht, so bewegt das Tellerfederpaket 68
die Nachstellspindel 32 axial in ihre Ausgangslage zurück, Ein Spiel in der mechanischen
Betätigungsvorrichtung wird bei dieser Rückbewegung ausgleichen. Die Rückbewegung
der Spindel 32 wird über das Gewinde 34,36 auf die Nachstellmutter 38 und von dieser
über das Kugellager 48 und den Ring 64 auf den Kolben 8 übertragen.
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In Fig. 2 ist eine andere Ausgestaltung der Nachsteilvorrichtung dargestellt,
wobei jedoch die grundsätzliche Anordnung von Kolben, Nachstellmutter und Nachstellspindel
im wesentlichen beibehalten ist. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform
sind bei der Nachstellvorrichtung der Fig. 2 die Kupplung 90 und das Kugellager
92 miteinander kombiniert. Dazu weist eine Nachstellmutter 94 an ihrem Außenumfang
eine Kugellagerlaufrille 96 auf, die auf einer Seite mit einer Kegelfläche 98 versehen
ist. Die Kegelfläche verläutt tangential an den Kugellagerlaufrillenkreis und beginnt
etwa bei X, wobei zwischen dem tiefsten Punkt der Kugellagerlaufrille und X etwa
ein Winkel α von 30° liegt. Im Kolben 100 ist gleichfalls eine Kugellagerlaufrille
102 ausgebildet, deren Querschnitt einen kreisförmigen Abschnitt aufweist, sowie
einen auf der offenen Seite des Kolbens liegenden tangentialen Abschnitt, der im
wesent:-lichen parallel zum Kolbenmantel verläuft. Ein Anschlag für die Kugeln 104
wird von einer Scheibe 106 gebildet, die durch einen ir; den Kolben. eingesetzten
r radial nach
innen vorspringenden RiL)g 108 gehalten ist. Die
Kupplung 90 ermöglicht bei hydraulischer Betätigung der Bremse eine Drehbewegung
zwischen der Nachstellmutter 94 und dem Kolben 100, so daß die Nachstellmutter 94
auf der (in Fig. 2 nicht dargestellten) Nachstellspindel vor-und zurückgeschraubt
werden kann. Bei einer mechanischen Betätigungs wird aufgrund der von der Nachstellspindel
auf Cii C Nachstellmutter übertragenen Axialbewegung die Nachstellmutter 94 relativ
zum Kolben verschoben und verklemmt dabei die Kugeln 104. Dadurch wird eine Drehung
der Nachstellmutter auf der Nachstellspindel verhindert, so daß die axiale Bewegung
auf den Bremskolben 100 übertragen wird.
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Bezugszeichenliste 2 Bremsgehäuse 4 Zylinderbohrung 6 Bohrungsabschnitt
8 Bremskolben 10 Roll-back-Dichtung 12 Ringnut 14 Abschnitt 16 Handbremskolben 18
mechanische Betätigungseinrichtung 20 Exzenzterscheibe 22 Stößel 24 Weile 26 Bohrung
28 Ausnehmung 30 Ausnehmung 32 Nachstellspindel 34 Gewinde 36 Innengewinde 38 Nachstellmutter
40 Konuskupplung 42 Außenkonus 44 Innenkonus 46 Boden 48 Kugellager 50 innerer Lagerring
52 Laufriile
54 äußerer Lagerring 56 Ausnehmung 60 Anschlag 62
Anschlag 63 Schraubeinsatz 64 Ring 65 Gewinde 66 Tellerfeder 68 Tellerfederpaket
70 Ring 72 Vorsprung 74 Arretierungselement 76 Schenkel 78 Ausnehmung 80 Einlaß
82 Bremszylinderinnenraum 84 Kugel 90 Kupplung 92 Kugellager 94 Nachstellmutter
96 Kugelagerlaufrille 98 Kegelfläche 100 Kolben 102 Kugellaufrille 104 Kugel 106
Scheibe 108 Ring
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