DE4116285A1

DE4116285A1 - Betaetigungseinrichtung fuer eine mechanische gleitsattel-scheibenbremse

Info

Publication number: DE4116285A1
Application number: DE19914116285
Authority: DE
Inventors: Bernd Rupprecht; Wilfried Dipl Ing Strauss
Original assignee: Deutsche Perrot Bremse GmbH
Current assignee: Deutsche Perrot Bremse GmbH
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-11-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine mechanische Gleitsattel-Scheibenbremse, insbesondere bei einem Hinterachseinbau derselben, umfassend einen an der Achse oder am Rahmen des betreffenden Fahrzeugs ortsfest angeordneten pneumatischen Betätigungszylinder, dessen Achse zur Reibflä chenebene der Bremsscheibe näherungsweise parallel ist, einen in dem Betätigungszylinder verschiebbar angeordneten Kolben od. dgl. und eine Kolbenstange, die mit einem Bremshebel gelenkig mit einem Gelenklager verbunden ist, der an einer in dem einen Schenkel des Bremssattels rechtwinklig zur Ebene der Brems scheibe angeordneten Bremswelle befestigt ist, wobei die Ver bindung der Kolbenstange mit dem Kolben eine begrenzte all seitige Verschwenkung der Kolbenstange erlaubt.

Allgemein erfolgt die Betätigung einer mechanischen Gleit sattel-Scheibenbremse oder einer hydraulischen Gleitsattel-Scheiben bremse mit mechanischer Zusatzbetätigung für eine Fest stell- bzw. Parkbremse mittels Membran- oder Federspeicherzy linder, nachfolgend Betätigungszylinder benannt.

Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Betätigungszylinders ist in der Firmendruckschrift "Membranzylinder mit linearer Kennlinie" der Firma Graubremse GmbH, Heidelberg, beschrieben, wobei angegeben ist, daß die Kolbenstange einen allseitigen Schwenkbereich von 3° haben soll. Eine derartige Verschwenkbar keit der Kolbenstange zur Längsachse des Betätigungszylinders wurde bisher nur dazu benutzt, um Toleranzfehler bei der Befe stigung des Betätigungszylinders und der Verbindung seiner Kol benstange mit dem Bremshebel auszugleichen und eine Verschwenk barkeit der Kolbenstange in der Ebene der Bremshebelbetätigung mit einer kreisbogenförmigen Bewegung zu ermöglichen.

Beim Einbau einer mechanischen Gleitsattel-Scheibenbremse in eine Vorderachse ist nach der EP 02 63 234 A1 vorgesehen, daß der Betätigungszylinder mittels einer Konsole am Bremssat tel befestigt ist. Die axiale Bewegung der Kolbenstange bewirkt dann über den Bremshebel eine Verdrehung der Bremswelle und da mit ein Anlegen der Bremsbeläge an die Bremsscheibe.

Eine andere Variante ist der EP 02 65 170 A2 zu entnehmen, bei der der Betätigungszylinder direkt am Bremssattel befestigt ist.

Bekanntlich wird der Bremssattel mit zunehmendem Ver schleiß des indirekt über den Bremssattel beaufschlagten Brems belags zum Betätigungszylinder hin axial verschoben. Bei den genannten üblichen Varianten der Anordnung des Betätigungszy linders bleibt die Längsachse des Betätigungszylinders trotz der zunehmenden Verschiebung des Bremssattels in der Schwenk ebene des Bremshebels. Die Kolbenstange verbleibt daher eben falls in dieser Schwenkebene. Diese kompakte Bauweise, bei der der Betätigungszylinder mittelbar oder unmittelbar am Bremssat tel befestigt ist, kann allerdings wegen des vorhandenen Ein bauraumes nur beim Einsatz in Vorderachsen verwirklicht werden.

Bei Hinterachsen hingegen ist diese Bauweise wegen des fehlenden Einbauraumes nicht möglich, so daß der Betätigungszy linder extern von der Scheibenbremse an einem Fahrzeugteil, wie z. B. Rahmen, Achse usw., ortsfest befestigt werden muß. Zur Einleitung der Bremskraft vom Betätigungszylinder auf die Scheibenbremse dienen unterschiedliche Übertragungssysteme. Da sich jedoch mit zunehmendem Belagverschleiß der Bremssattel dem ortsfesten Betätigungszylinder annähert, bedurfte es bisher zum Ausgleich dieser relativen axialen Verschiebebewegung des Bremssattels aufwendiger Übertragungssysteme. Hierzu sind ver schiedene Lösungen bekannt.

In der DE 25 58 581 A1 ist eine solche Lösung beschrieben, bei der der Bremshebel über Keilnuten mit der Bremswelle ver bunden ist. Die Bremswelle steht über ein Steilgewinde mit dem Bremskolben in Eingriff, um eine Rotationsbewegung der Brems welle in eine translatorische Bewegung des Bremskolbens umzu setzen. Der axiale Verschiebeweg des Bremssattels gegenüber dem ortsfest angeordneten Betätigungszylinder wird durch die Keil nutverbindung ausgeglichen, die eine axiale Bewegung der Brems welle gegenüber dem Bremshebel ermöglicht.

Nach der DE 33 25 085 A1 wirkt der ortsfeste Betätigungs zylinder über eine Spreizkeilvorrichtung auf eine Zug- und Druckstange, die am Bremssattel bzw. am Bremskolben befestigt sind und die die Beaufschlagung der Bremse bewirken. Dabei gleicht eine komplizierte Nachstelleinrichtung innerhalb der Spreizkeilvorrichtung die axiale Verschiebung des Bremssattel gegenüber dem Betätigungszylinder aus.

Diese bekannten Systeme zur Übertragung der Bewegung der Kolbenstange auf die eigentliche Bremsbetätigungseinrichtung ermöglichen zwar trotz axialer Sattelverschiebung gegenüber dem Betätigungszylinder eine Bremsbetätigung, sie sind aber mit folgenden Nachteilen behaftet:

- Material-, gewichts- und kostenaufwendig.
- Wirkungsgradverlust der Bremse durch Instabilität der Ober tragungssysteme.
- Übermäßig lange Ansprechzeiten beim Einsatz der Bremse in ABS-Systemen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gat tungsgemäße Betätigungseinrichtung zu schaffen, mit der die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik überwun den werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Länge der Kolbenstange und damit der Ort der Befestigung des Betätigungszylinders an der Achse oder am Rahmen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der begrenzten Verschwenkbarkeit der Kol benstange gegenüber dem Kolben so gewählt ist, daß die mögliche Bewegung des freien Endes der Kolbenstange quer zur Längsachse des Betätigungszylinders mindestens dem zulässigen Verschiebe weg des Bremssattels infolge Verschleiß des indirekt über den Bremssattel beaufschlagten Bremsbelags entspricht.

Dadurch, daß der Betätigungszylinder in einem definierten Abstand von der Scheibenbremse ortsfest an einem Fahrzeugteil angeordnet ist, kann die Krafteinleitung ohne Übertragungssy steme direkt vom Betätigungszylinder auf die Bremse erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Betätigungs einrichtung für eine mechanische Gleitsattel-Scheibenbremse, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Betätigungseinrichtung nach Fig. 1.

An der Hinterachse 10 eines Fahrzeugs ist ein pneumatisch betätigbarer Membran- oder Federspeicherzylinder 12, nachfol gend Betätigungszylinder genannt, befestigt. Zu diesem Betäti gungszylinder 12 gehört eine Kolbenstange 11, deren hinteres Ende P an einem (nicht gezeigten) Kolben od. dgl. befestigt ist, der in dem Betätigungszylinder verschiebbar gelagert ist. Die Länge der Kolbenstange 11 zwischen ihrem Befestigungspunkt P und ihrem freien vorderen Ende ist mit L bezeichnet.

Das freie Ende der Kolbenstange 11 ist mit einem Bremshe bel 13 gelenkig mit einem Gelenklager verbunden, der an einer Bremswelle 15 befestigt ist. Die Bremswelle 15 erstreckt sich in einem Bremssattel 14 rechtwinklig zu der (nicht gezeigten) Bremsscheibe. Die Achse der Bremswelle 15 ist zur Achse des Be tätigungszylinders 12 rechtwinklig. Eine translatorische Bewe gung der Kolbenstange 11 kann daher in eine Rotationsbewegung der Bremswelle 15 umgewandelt werden, um die Scheibenbremse in bekannter Weise zu betätigen.

Wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist, kann die Kol benstange 11 des Betätigungszylinders 12 um ihren Befestigungs punkt P eine allseitige Pendelbewegung ausführen, so daß dies räumlich der Kontur eines Kegels mit dem Kegelwinkel α₁+α₂ entspricht. Somit kann bei einem vom Hersteller des Betäti gungszylinders 12 vorgegebenen maximalen Schwenkbereich der Kolbenstange 11 durch entsprechende Wahl ihrer Länge L der größtmögliche Kegeldurchmesser D beeinflußt werden.

Bei einer Betätigung der Bremse wird der Bremshebel 13 durch die Kolbenstange 11 in Pfeilrichtung I um den Winkel β verdreht, wobei die Kolbenstange dieser kreisbogenförmigen Be wegung unter dem sich dabei verändernden Betätigungswinkel δ pendelnd folgt. Bei einem ziehenden Betätigungszylinder ist diese Bewegungsrichtung umgekehrt. Mit zunehmendem Verschleiß des indirekt über den Bremssattel 14 beaufschlagten (nicht ge zeigten) Bremsbelags verschiebt sich der Bremssattel in Pfeil richtung II um den Betrag V.

Über die frei wählbare Länge L der Kolbenstange 11 wird der Abstand zwischen dem Betätigungszylinder 12 und dem Brems hebel 13 so gewählt, daß der maximale axiale Verschiebeweg V des Bremssattels 14 infolge Belagverschleiß in der Ebene des Kegeldurchmessers D liegt. Um die einzustellende Länge L der Kolbenstange 11 und somit den Abstand des Betätigungszylinders 12 vom Bremssattel 14 möglichst klein zu halten, wird die Kol benstange bei neuen Bremsbelägen mit einem negativen Winkel α₁ eingebaut. Dieser Winkel entspricht etwa dem Verschiebeweg des halben zulässigen Belagverschleißes. Der restliche Verschiebe weg V vollzieht sich dann zunehmend unter dem Winkel α₂. Der Verschiebeweg V wird durch die Pendelbewegung der Kolbenstange 11 mit dem Kegeldurchmesser D kompensiert, der eine Funktion der Länge L der Kolbenstange 11 und des Kegelwinkels α₁+α₂ ist. Räumlich gesehen schließt somit der Kegelwinkel α₁+α₂ auch den Betätigungswinkel δ mit ein.

In Fig. 2 zeigt die Stellung des Bremshebels 13′ unter dem Winkel α₁ der Kolbenstange 11 den Beginn, und die Stellung des Bremshebels 13′′ unter dem Winkel α₂ der Kolbenstange 11 zeigt das Ende der Verschiebung des Bremssattels 14 um den Betrag V = D. Die Länge der Kolbenstange 11 kann auch so eingestellt sein, daß der gesamte Verschiebeweg V des Bremssattels 14 unter dem Winkel α₁ oder α₂ der Kolbenstange 11 erfolgen kann.

Bezugszeichenaufstellung

10 Achse
11 Kolbenstange
12 Betätigungszylinder
13 Bremshebel
14 Bremssattel
15 Bremswelle
L Länge von 11
V Verschiebeweg von 14
D Kegeldurchmesser
P Befestigungspunkt von 11

Claims

Betätigungseinrichtung für eine mechanische Gleitsattel-Scheibenbremse, insbesondere bei einem Hinterachseinbau dersel ben, umfassend einen an der Achse oder am Rahmen des betreffen den Fahrzeugs ortsfest angeordneten pneumatischen Betätigungs zylinder, dessen Achse zur Reibflächenebene der Bremsscheibe näherungsweise parallel ist, einen in dem Betätigungszylinder verschiebbar angeordneten Kolben od. dgl. und eine Kolben stange, die mit einem Bremshebel gelenkig mit einem Gelenklager verbunden ist, der an einer in dem einen Schenkel des Brems sattels rechtwinklig zur Ebene der Bremsscheibe angeordneten Bremswelle befestigt ist, wobei die Verbindung der Kolbenstange mit dem Kolben eine begrenzte allseitige Verschwenkung der Kolbenstange erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Kolbenstange (11) und damit der Ort der Befestigung des Betätigungszylinders (12) an der Achse (10) oder am Rahmen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der begrenzten Verschwenkbarkeit der Kolbenstange (11) gegenüber dem Kolben so gewählt ist, daß die mögliche Bewegung (D) des freien Endes der Kolbenstange (11) quer zur Längsachse des Betätigungszylinders (12) minde stens dem zulässigen Verschiebeweg des Bremssattels (14) in folge Verschleiß des indirekt über den Bremssattel beaufschlag ten Bremsbelags entspricht.