DE3505774A1

DE3505774A1 - Selbsttaetige nachstellvorrichtung fuer eine scheibenbremse

Info

Publication number: DE3505774A1
Application number: DE19853505774
Authority: DE
Inventors: Nabil 6100 Darmstadt Henein; Gerd 6382 Friedrichsdorf Klostermann
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1986-08-21
Also published as: DE3505774C2

Description

Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine
Scheibenbremse Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Nachstellvorrichtung ist in der deutschen Patentanmeldung P 33 36 119.3 beschrieben. Bei dieser Nachstellvorrichtung ist am Boden des Bremskolbens drehfest eine Nachstellspindel angebracht, die ein selbsthemmungsfreies Steilgewinde aufweist. Ein entsprechendes Gewinde hat eine auf der Nachstellspindel angeordnete Nachstellmutter. Die Nachstellmutter weist an ihrem dem Kolben abgewandten Ende einen radialen Ansatz auf, der eine konische Reibfläche bildet. Mit dieser konischen Reibfläche wirkt eine weitere konische Reibfläche zusammen, die an einem Handbremskolben vorgesehen ist. Diese Anordnung arbeitet weitestgehend zufriedenstellend. Es können sich jedoch Herstellungsprobleme dadurch ergeben, daß für die Einzelteile sehr kleine Einzelteil- und Form-/Lage-Toleranzen eingehalten werden müssen, wodurch die Herstellung verteuert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Nachstellvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die Herstellung weniger aufwendig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine fertigungsoptimierte Nachstellvorrichtung mit einfacher Montage und Demontierbarkeit geschaffen. Es ist eine Vergrößerung der Einzelteil- und Form-/Lage-Toleranzen möglich. Infolge des erfindungsgemäß vorgesehenen Distanzelementes kann eine Justierung außerhalb des Bremsengehäuses vorgenommen werden, wodurch alle Bauteiletoleranzen aufgenommen werden. Ferner ist eine einfachere Bauteilegeometrie möglich. Auch die Verwendung von Kunststoff- bzw.
Leichtmetallkolben wird hierdurch ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Distanzelement ein Lagerelement aufweist, das die beim Trennen der Kupplung auftretenden axialen Restkräfte aufnimmt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Distanzelement hinsichtlich seiner wirksamen axialen Länge verstellbar ist, was insbesondere dadurch erreicht wird, daß am scheibenförmigen Distanzelement ein zentraler Stift eingeschraubt ist, der mittels einer Kontermutter gesichert werden kann. Mit Vorteil ist das Distanzelement zwischen den Kupplungselementen der Konuskupplung angeordnet.
Die Abstützung des Distanzelementes am Gehäuse erfolgt zweckmäßig über am Umfang des Elementes verteilte Stifte, die insbesondere an einer Abstufung der Kolbenbohrung am Gehäuse anliegen.
Mit Vorteil weist die Nachstellspindel ein sich radial erstreckendes Druckstück auf, welches eines der Kupplungselemente bildet. Aus herstellungstechnischen Gründen ist es dabei zweckmäßig, wenn die Nachstellspindel und das Druckstück als separate Bauteile ausyeführt sind, die dreh- und verschiebefest miteinander verbunden werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Wälzlager auf dem Druckstück angeordnet. Hierdurch ist das Lager ein einfaches Reihenlager nach DIN und frei von hohen Reaktionskräften (Kraftspitzen), wodurch das Lager klein dimensioniert und somit preisgünstig/Standard ausgeführt werden kann.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Nachstellmutter drehfest, jedoch mit Spiel in einer Ausnehmung des Kolbens angeordnet ist. Durch diese lose Mutter im Kolben werden Achsialitätsprobleme eliminiert und es wird auch dadurch die Möglichkeit der Verwendung billiger Standardkugellager gegeben. Das Kugellager kann sehr klein und daher preiswert ausgeführt werden. Auch ist keine Klassifizierung bzw. Paarung und Maßstabsabstimmung erforderlich. Um die Nachstellmutter drehfest im Kolben anzuordnen, kann zweckmäßig am Außenumfang ein Profil, insbesondere ein Sechskant vorgesehen sein, und insbesondere bei Kunststoff- und Leichtmetallkolben zweckmäßig ist.
zur drehfesten, aber axial verschiebbaren Lagerung des Handbremskolbens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, einen in eine Ausnehmug des Handbremskolbens und des Gehäuses eingreifenden, insbesondere axial angeordneten Stift zu verwenden. Die dadurch geschaffene Verdrehsicherung ist auf sehr einfache und kostengünstige Weise herstellbar. Diese lose Stiftsicherung ist hoch belastbar, da sie nur auf Abscherung (axial) und nicht durch einen Biegemoment (z.B. bei einem eingepreßten Stift) belastet wird. Eine andere Lösung dieses Problems besteht darin, daS der Handbremskolben zumindest einen asymmetrischen Abschnitt aufweist, der in einer entsprechenden Ausnehmung des Gehäuses angeordnet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Scheibenbremse mit automatischer Nachstellvorrichtung; Fig. 2 einen Schnitt durch die Scheibenbremse mit Nachstelleinrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt durch den Handbremskolben der Scheibenbremse entlang der Linie III-III in Fig. 1; und Fig. 4 eine Variante einer Verdrehsicherung für den Handbremskolben.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Scheibenbremse mit Nachstellvorrichtung ist in einem Bremsgehäuse 2 eine gestufte zylinderbohrung 4 vorgesehen. Im Bohrungsabschnitt 6 mit dem größten Durchmesser ist ein Bremskolben 8 axial verschiebbar angeordnet. Der Bremskolben 8 ist topfförmig ausgebildet, wobei ein 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-Dichtung 10 in einer Ringnut des Bremsgehäuses 2 angeordnet, die auch die Rückstellung des Bremskolbens 8 bewirkt.
Eine Nachstellmutter 14 ist in einer Ausnehmung im Bremskolben 8 angeordnet und mittels eines Sicherungsringes 15 gehalten.
Der Abschnitt 16 der Nachstellmutter weist an seinem Außenumfang ein Sechskantprofil auf, das in der Sechskant-Ausnehmung 12 im Bremskolben 8 mit radialem Spiel angeordnet ist. Ein zylindrischer Abschnitt 18 der Nachstellmutter 14 erstreckt sich zum Boden der zylinderbohrung 4 hin. Die Nachstellmutter 14 weist ein Innengewinde 20 auf, das mit einem entsprechenden Außengewinde einer sich durch die Nachstellmutter 14 erstreckenden Nachstellspindel 22 zusammenwirkt. Das Gewinde ist als nicht selbsthemmendes Steilgewinde ausgeführt. Die Nachstellspindel 22 ist zweiteilig ausgeführt und weist einen Gewindeabschnitt 24 auf, der sich durch die Nachstellmutter 14 hindurch in eine Sackbohrung 26 des Bremskolbens 8 erstreckt. Auf der der Sackbohrung 26 abgewandten Seite weist der Gewindeabschnitt 24 einen Zapfen 28 auf, der in eine Bohrung eines Druckstückes 30 eingreift, um das Druckstück 30 fest mit dem Gewindeabschnitt 24 der Nachstellspindel 22 zu verbinden. Das Druckstück 30 bildet eine Stufe 32, auf der ein Kugellager 34 angeordnet ist. Die Nachstellspindel 22 bzw. die Stufe 32 ist dabei so angeordnet, daß das Kugellager zweckmäßig ganz außerhalb des Bremskolbens 8 angeordnet werden kann. Am Außenumfang weist das Druckstück 30 eine Kegelfläche 36 auf, die Bestandteil einer Kupplung ist, wie weiter unten näher beschrieben ist. Eine Hülse 38 ist im Bremsgehäuse 2 befestigt und umfaßt das Kugellager 34 sowie einen Teil des zylindrischen Abschnittes 18 der Nachstellmutter 14. Die Hülse 38 dient zur Abstützung einer Schraubenfeder 40, deren anderes Ende am Kugellager 34 anliegt. Die Hülse ragt dazu ein entsprechendes Stück in eine im Bremskolben 8 gebildete Ausnehmung 41 hinein.
Mit der Kegelfläche 36 am Druckstück 30 wirkt eine weitere Kegelfläche 42 zusammen, die an einem Handbremskolben 44 vorgesehen ist. der Handbremskolben 44 weist einen zylindrischen Abschnitt 46 auf, der in einem Bohrungsabschnitt verringerten Durchmessers verschiebbar angeordnet ist, sowie einen sich radial erstreckenden Abschnitt 50, an dem die Kegelfläche 42 vorgesehen ist und der das Druckstück 30 teilweise von außen umgreift.
Die beiden Abschnitte des Handbremskolbens 44 sind dabei aus herstellungstechnischen Gründen als separate Bauteile ausgeführt, die auf geeignete Weise miteinander verbunden sind.
Außer dem Handbremskolben 44 weist die mechanische Betätigungseinrichtung noch eine Exzentervorrichtung 52 auf, die über ein Stößel 54 auf den Handbremskolben 44 einwirkt. Die Exzentervorrichtung 52 besteht aus einer Welle 56, die in einer quer zur Zylinderbohrung 4 verlaufenden Bohrung 58 drehbar gelagert ist und an der (in nicht dargestellter Weise) ein Handbremshebel angebracht ist In der Welle 56 ist eine Ausnehmung 60 vorgesehen, in der ein Ende des Stößels 54 angeordnet ist. Das andere Ende des Stößels 54 ist in einer im Handbremskolben 44 vorgesehenen Ausnehmung 62 angeordnet. Der Handbremskolben 44 ist mittels einer weiter unten näher beschriebenen Verdrehsicherung drehfest in der Bohrung gehalten.
Das Druckstück 30 der Nachstellspindel 22 und der radiale Abschnitt 50 des Handbremskolbens 44 bilden Teile einer Kupplung 64. Zwischen den Kegelflächen 36,42 dieser Teile ist dazu ein Betriebsspiel s vorgesehen, welches bei Betätigung der Handbremse überwunden wird. Da der Handbremskolben 44 drehfest im Gehäuse gelagert ist, wird beim Wirksamwerden der Kupplung somit über das Druckstück 30 die Nachstellspindel 22 drehfest gehalten.
Zwischen dem Handbremskolben 44 und dem Druckstück 30 ist ein Distanzelement 66 angeordnet. Das Distanzelement 66 weist Scheibenform auf und ist an seinem Umfang mit sich axial erstreckenden Stiften 68 versehen, die sich am Boden 70 der zylinderbohrung abstützen. Der Abschnitt 50 des Handbremskolbens 44 weist dazu durchgehende Bohrungen 72 auf, durch die die Stifte 68 geführt sind. in der Mitte des Distanzelementes 66 ist ein Distanzstift 74 eingeschraubt, der ein halbkugelförmiges Ende 76 aufweist, mit dem er an der Stirnseite des Zapfens 28 anliegt. Dadurch kan der Stift 74 eine Lagerfunktion in der Ausgangsstellung der Nachstellspindel übernehmen.
Der Distanzstift 74 ist in seiner jeweiligen Stellung mittels einer Kontermutter 78 gesichert. Mittels des Distanzstiftes 74 kann nach Messen des Maßes y vom Boden 70 der Zylinderbohrung bis zu einem Bezugspunkt auf der Kegelfläche 42 die wirksame Länge des Distanzelementes 66 durch mehr oder weniger starkes Herausschrauben des Distanzstiftes 74 außerhalb des Bremsgehäuses eingestellt werden. Anschließend können alle Bauteile ohne weitere Kontrollmaßnahmen komplett montiert werden. Vom Distanzelement werden dabei alle Bauteiltoleranzen aufgenommen. Eine Demontage der Nachstellvorrichtung, beispielsweise im Ersatzteilgeschäft, kann ohne Bauteilzerstörung erfolgen. Hierbei muß keine neue Justierung bei der Wiedermontage vorgenommen werden. Zur drehsicheren Halterung des Handbremskolbens 44 zeigen die Fig. 1 und 3 eine erste Lösung, bei der ein sich axial erstreckender Stift 80 lose so angeordnet ist, daß er sich teilweise in eine Ausnehmung 82 im Gehäuse und teilweise in eine Ausnehmung 84 im Handbremskolben 44 erstreckt. Als Alternative hierzu kann ein exzentrisch ausgebildeter Handbremskolben 86 vorgesehen sein, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Bei diesem Handbremskolben 86 ist der dem Abschnitt 50 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechende Abschnitt 88 exzentrisch zum zylindrischen Abschnitt 90 angeordnet. Am Abschnitt 88 ist eine zentrisch angeordnete Berührungsfläche 92 vorgesehen, die in Kontakt mit dem Druckstück kommt, so daß auch bei dieser Ausführungsform eine symmetrische axiale Kraftübertragung erfolgen kann.
Bezugszeichenliste 2 Bremsgehäuse 4 Zylinderbohrung 6 Bohrungsabschnitt 8 Bremskolben 10 Roll-back-Dichtung 12 Sechskant-Ausnehmung 14 Nachstellmutter 15 Sicherungsring 16 Abschnitt 18 Abschnitt 20 Innengewinde 22 Nachstellspindel 24 Gewindeabschnitt 26 Sackbohrung 28 Zapfen 30 Druckstück 32 Stifte 34 Wälzlager 36 Kegelfläche 38 Hülse 40 Schraubenfeder 41 Ausnehmung 42 Kegelfläche 44 Handbremskolben 46 zylindr. Abschnitt 5Q Abschnitt 52 Exzentervorrichtung 54 Stößel 56 Welle 58 Bohrung 60 Ausnehmung 62 Ausnehmung 64 Kupplung 66 Distanzelement 68 Stifte 70 Boden 72 Bohrung 74 Distanzstift 76 Ende 78 Kontermutter 80 Stift 82 Ausnehmung 84 Ausnehmung 86 Handbremskolben 88 Abschnitt 90 zylindr. Abschnitt 92 Berührungsfläche - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse, wobei die Scheibenbremse einen in einem Bremsgehäuse angeordneten Bremskolben aufweist, der zur Betätigung einer Bremsbacke in einem Bremszylinder verschiebbar angeordnet und der mittels einer hydraulischen und einer mechanischen Betätigungseinrichtung betätigbar ist, mit einer zwischen dem Bremskolben und der mechanischen Betätigungseinrichtung angeordneten, zwei über ein selbsthemmungsfreies Gewinde miteinander verbundene Nachstellelemente (Nachstellspindel und Nachstellmutter) aufweisendes, verlängerbares Nachstellglied, mit einer Kupplung zum Festhalten eines der Nachstellelemente bei mechanischer Betätigung, und mit einer Feder, die einerseits an einem gehäusefesten Anschlag und andererseits an einem Wälzlager abgestützt ist, welches auf einem der Nachstellelemente sitzt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Distanzelement (66) vorgesehen ist, das einerseits am Bremsgehäuse (2) und andererseits an einem der Nachstellelemente (14,22), insbesondere der Nachstellspindel (22), abgestützt ist.
2. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Distanzelement (66) ein Lagerelement (74) aufweist, das die beim Trennen der Kupplung auftretenden axialen Restkräfte aufnimmt.
3. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Distanzelement (66) hinsichtlich seiner wirksamen axialen Länge verstellbar ist.
4. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n te t , daß das Distanzelement (66) scheibenförmig ausgebildet ist.
5. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zur Abstützung des Distanzelementes (66) im Bremsgehäuse (2) über den Umfang verteilte Stifte (68) vorgesehen sind.
6. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Lagerelement (74) zur -Abstützung des Distanzelementes (66) am Nachstellelement (22) ein zentraler, insbesondere verstellbarer Distanzstift ist, der am Distanzelement (66) befestigt ist.
7. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplung als Konuskupplung ausgebildet ist, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Distanzelement (66) zwischen den Kupplungselementen der Konuskupplung angeordnet ist.
8. Selbsttätige Nachstellvorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Nachstellspindel ein sich radial' erstreckendes Druckstück (30) aufweist und daß das Druckstück (30) eines der Kupplungselemente bildet.
9. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Nachstellspindel (22) geteilt ausgeführt ist, wobei insbesondere das Druckstück (30) und ein Gewindeabschnitt (24) als separate Bauteile ausgeführt sind, die dreh- und verschiebefest miteinander verbunden sind.
10. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 8 oder 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wälzlager (34) auf dem Druckstück (30) angeordnet ist.
11. Selbsttätige Nachstellvorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Nachstellmutter (14) drehfest, jedoch mit Spiel, in einer Ausnehmung des Bremskolbens (8) angeordnet ist.
12. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Nachstellmutter (14) am Außenumfang ein Profil, insbesondere ein Sechskant-Profil aufweist.
13. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 11 oder 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Nachstellmutter (14) mit einem Sicherungsring in der Ausnehmung gehalten ist.
14. Selbsttätige Nachstellvorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur drehfesten und axial verschiebbaren Lagerung des Handbremskolbens (44) ein in eine Ausnehmung des Handbremskolbens (44) und des Bremsgehäuses (2) eingreifender, insbesondere axial ausgerichteter Stift (80) vorgesehen ist.
15. Selbsttätige Nachstellvorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur Verdrehsicherung des Handbremskolbens (86) dieser zumindest einen asymmetrischen Abschnitt (88) aufweist, der in einer entsprechenden Ausnehmung des Bremsgehäuses angeordnet ist.