DE69725461T2

DE69725461T2 - Scheibenbremse mit starrer verbindung zwischen druckplatte und nachstellkolben

Info

Publication number: DE69725461T2
Application number: DE69725461T
Authority: DE
Inventors: Roberto Forni; Roberto Conti; Giovanni Sacchi
Original assignee: Meritor Heavy Vehicle Systems LLC
Current assignee: Meritor Heavy Vehicle Systems LLC
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: WO1998021498A1; EP0937211B1; EP0937211A1; DE69725461D1; BR9713018A; BR9713018B1; US5722516A; JP2001505285A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeug-Scheibenbremsanlage gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 8.
Bei bekannten Scheibenbremsanlagen wird durch eine Eingangsenergie ein Exzenter gedreht. Der Exzenter verschiebt ein Betätigungselement, das eine Lastplatte und ein Reibmaterial in Kontakt mit einem Rotor bewegt. Das Reibmaterial verlangsamt die Drehung des Rotors.
Vorzugsweise wird das Reibmaterial üblicherweise geringfügig außer Kontakt mit dem Rotor gehalten. Auf diese Weise kann sich der Rotor ohne Behinderung seitens des Reibmaterials frei drehen. Mit fortschreitendem Verschleiß wird der Abstand des Reibmaterials vom Rotor jedoch normalerweise immer größer. Es wurden Nachstellvorrichtungen vorgesehen, bei denen mittels Nachstellhülsen die Ausgangsposition eines Nachstellkolbens nachgestellt wird. Durch diese Nachstellung wird das Reibmaterial in einer Nicht-Bremsposition näher an den Rotor heran bewegt.
Im Stand der Technik wurde die Lastplatte über eine Verbindung mit elastischen Klammern an dem Nachstellkolben befestigt. Damit erhielt man nicht immer eine formschlüssige Kraftübertragung zwischen der Lastplatte und dem Kolben. Bei den Bremsklötzen, die das Reibmaterial aufweisen, trat ein tangentialer Verschleiß auf. Bei einem tangentialen Verschleiß wird das Reibmaterial möglicherweise nicht vollständig von der Bremse genutzt, und die Klötze müssen daher häufiger ausgewechselt werden als es sonst notwendig wäre.
Bei der bekannten Anlage wurde eine Klammer verwendet, um den Nachstellkolben an der Rückseite der Lastplatte anzubringen. Die entstandene Verbindung ist nicht so zuverlässig, wie dies wünschenswert wäre.
Bei den bekannten Verbindungen mit elastischer Klammer wurde der Nachstellkolben an einer von dem Reibmaterial abgewandten ersten Fläche der Lastplatte an diese angeklammert. Dies führt nicht nur zu dem oben beschriebenen ungleichmäßigen Verschleiß, sondern auch zu einer relativ schwierigen Herstellung der Verbindung, was die Komplexität der Anbindung der Lastplatte an die Nachstellkolben erhöht.
Aus der US-A-3,837,437, die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, ist eine pneumatisch betätigte Bremsanlage mit zwei Kolben bekannt, an denen eine bogenförmige Platte befestigt ist. Mit der bogenförmigen Platte, die bezüglich der Lastplatte verringerte Abmessungen aufweist, ist eine auf einer Seite mit einem Reibmaterial überzogene Lastplatte verbunden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Scheibenbremsanlage zeichnet sich durch einen gleichmäßigen Verschleiß aus. Dies wird durch eine Scheibenbremsanlage gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 8 erreicht.
Bei einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Lastplatte starr mit dem Nachstellkolben verbunden. Auf diese Weise ist die auf die Lastplatte übertragene Kraft unmittelbar zentriert und senkrecht zur Reibungsfläche. Somit ist der Verschleiß an der Reibungsfläche nicht tangential. Vielmehr ist der Verschleiß über die Reibungsfläche gleichförmig, und folglich wird die Nutzlebensdauer des Klotzes maximiert.
Bei einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Nachstellkolben mit dem Kolbenkopf verschraubt. Vorzugsweise erstreckt sich ein Schraubloch durch eine Seite der Lastplatte, die das Reibmaterial aufnehmen soll. Die Schraube ragt durch dieses Schraubloch und in den Nachstellkolben. Auf diese Weise ist eine feste, zuverlässige Verbindung geschaffen. Die Trägerplatte des Klotzes ist außerhalb der Schrauben befestigt.
In einer gleichzeitig schwebenden Anmeldung ist ein einzigartiges Nachstellsystem offenbart. Bei dem Nachstellsystem wird zum Erzielen der Verschiebung des Nachstellkolbens eine zahnradgetriebene Nachstelleinrichtung verwendet.
Die erfindungsgemäße Verbindung bietet nicht nur die Vorteile der oben erwähnten unmittelbaren Verbindung, sondern führt auch zu einer relativ leicht zugänglichen Verbindung. Damit ist die Montage der Lastplatte am Nachstellkolben vereinfacht. Darüber hinaus wird, wie oben dargelegt, ein gleichmäßiger Verschleiß der Bremsklötze erzielt.
Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind am besten aus der folgenden Beschreibung und den folgenden Zeichnungen verständlich, die im folgenden kurz beschrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht im Querschnitt durch eine Bremse, in die die vorliegende Erfindung eingebaut ist.
2 ist eine Querschnittsansicht längs der in 1 gezeigten Linie 2-2.
3 ist eine Querschnittsansicht längs der in 2 gezeigten Linie 3-3.
4 ist eine Ansicht eines einstellbaren Zahnradelements.
5 zeigt die Nachstellung der Anlage.
6 ist eine Querschnittsansicht längs der in 2 gezeigten Linie 6-6.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In 1 ist eine Scheibenbremsanlage 20 dargestellt. Die Bremsanlage 20 beinhaltet einen Exzenter 22, der zur Betätigung einer Bremse nach Bedarf gedreht wird. Ein Betätigungsblock 24 wird vom Exzenter 22 hin- und herbewegt. Wenn der Betätigungsblock 24 verschoben wird (in 1 auf dem Blatt nach oben), treibt er die Nachstellhülse 26, wodurch wiederum der Nachstellkolben 28 vorwärtsgetrieben wird. Die Lastplatte 30 ist bei 31 mit dem Nachstellkolben 28 verschraubt. Ein Bremsklotz mit einer Trägerplatte 32 und dem Reibmaterial 34 ist an der Nachsteil-Lastplatte 30 befestigt. Das Reibmaterial 34 ist bei betätigter Bremse und in Kontakt mit dem Rotor 36 gezeigt. In einer Nicht-Bremsposition wird das Reibmaterial 34 geringfügig außer Kontakt mit dem Rotor 36 gehalten.
Die Lastplatte 30 ist an dem Nachstellkolben 28 mittels der Schrauben 31 befestigt, die eine starre, zentrierte Verbindung zwischen den beiden herstellen. Auf diese Weise ist die durch den Block 24 übertragene Kraft direkt senkrecht zur Trägerplatte 32 und zum Reibmaterial 34. Der Verschleiß des Reibmaterials 34 ist somit gleichmäßig. Im Stand der Technik war der Verschleiß manchmal tangential, da die Betätigungskraft nicht unmittelbar aufgebracht wurde.
Wie gezeigt ist, weist die Lastplatte 30 Schraublöcher 33 auf, die sich von einer Seite der Lastplatte aus erstrecken, die das Reibmaterial 34 aufnehmen soll. Das Reibmaterial 34 verschließt die Schraublöcher 33. Die Schrauben 31 ragen durch die Schraublöcher 33 und in die Nachstellkolben 28. Wie am besten in 5 gezeigt ist, weist das Schraubloch einen Abschnitt 102 mit einem kleineren Durchmesser, der einen Schaft 103 der Schraube 31 aufnimmt, sowie einen Abschnitt 104 mit einem größeren Durchmesser auf, wobei ein Kopf 105 der Schraube 31 an einer Stirnwand 106 zwischen dem Abschnitt mit dem größeren Durchmesser und dem Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser anliegt. Durch diese Verbindung ist die Lastplatte 30 daher starr an dem Nachstellkolben 28 befestigt.
Somit ist eine zuverlässige und sichere Verbindung geschaffen.
Der Block 24 weist einen Außenteil 38 auf, der die Hülsen 26 umgibt. Eine Feder 40 hält die Hülsen 26 nach unten gegen den Block 24. Eine Klammer 42 stellt eine Gegendruckfläche für die Feder 40 dar und ist an der Hülse 26 befestigt.
Eine Nachstellschraubverbindung 44 zwischen Nachstellkolben 28 und Nachstellhülse 26 ermöglicht die Nachstellung der Position des Kolbens und der Hülse in axialer Richtung, um den Verschleiß des Reibmaterials 34 auszugleichen. Ein Zahnrad 46 ist mit jeder Hülse 26 drehfest verbunden, die wiederum den Kolben 28 vorwärts dreht. Die Kolben sind durch die Schrauben 31 an einer Drehung gehindert, und die Drehung durch die Hülsen 26 schiebt den Kolben 28 aufgrund der Schraubverbindung 44 vorwärts. Dadurch wird das Reibmaterial 34 näher an den Rotor 36 heran gebracht. Das Zahnrad 46 wird über Zwischenzahnräder 48 von einem Nachstellzahnrad 50 gedreht. Eine Freilaufkupplung 52 stellt sicher, daß das Nachstellzahnrad 50 nur in einer Richtung gedreht wird, die bewirkt, daß sich die Zahnräder 46 drehen und das Reibmaterial 34 näher an den Rotor 36 heran bewegt wird. Die Freilaufkupplung 52 gestattet keine Rückwärtsdrehung, und sie kann eine Nadellager-Freilauikupplung sein, wie sie auf diesem Gebiet bekannt ist. Ferner ist eine Rutschkupplung 54 vorgesehen, die nachstehend näher erläutert wird. Im Block 24 ist ein Stift 55 angebracht, der eine Befestigungsspindel für die Kupplung 54 darstellt.
In 2 ist die Bremse 20 mit einem an einen nicht gezeigten Antrieb angeschlossenen Betätigungshebel 56 gezeigt. Wird das Betätigungselement 56 verschoben, so dreht es den Exzenter 22, der das Reibmaterial bewegt, wie oben erläutert.
Wie gezeigt ist, dreht sich ein Nachstellzahnradabschnitt 58 mit dem Exzenter 22. Der Zahnradabschnitt 58 weist Zähne 60 auf. Die Zähne 60 greifen in entsprechende Zähne 62 an einem Außengehäuse 63 ein, das in die Rutschkupplung 54 eingebaut ist. Das Außengehäuse 63 dreht ein Innengehäuse 68 durch die Rutschkupplung 54. Das Innengehäuse 68 dreht das Nachstellzahnrad 50 durch die Freilaufkupplung 52.
In 3 ist die Rutschkupplung 54 gezeigt. Das Innengehäuse 68 ist in dem Außengehäuse 63 aufgenommen. Die Kugeln 70 sind bei 72 aus den Schlitzen 74 im Innengehäuse 68 heraus und in Nuten 76 im Außengehäuse 63 hinein federbelastet.
Das Nachstellmerkmal dieser Erfindung ist in der gleichzeitig schwebenden Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 08/747,141 und dem Titel „Disc Brake with Gear Driven Adjusting Piston" ausführlicher dargelegt. Es sollte klar sein, daß dann, wenn sich der Exzenter weiterhin drehen sollte, nachdem das Reibmaterial in Kontakt mit der Trommel ist, aufgrund der Rutschkupplung durch die Rutschverbindung ein Schlupf ermöglicht wird, und es somit zu keiner weiteren Nachstellung des Nachstellkolbens kommt. Statt dessen ermöglicht die Kupplung, daß sich das Außengehäuse 63 relativ zum Innengehäuse 68 dreht.
Wie in 4 gezeigt ist, weist der Nachstellzahnradabschnitt 58 Zähne 60 auf. Bei einer Drehung des Exzenters 22 drehen sich die Zähne 60 über einen Teil eines Kreises in eine Position, wie sie bei 80 in Durchsicht gezeigt ist.
Anhand der Zeichnungen werden nun grundlegende Kenntnisse des Nachstellsystems vermittelt. Der Hebel 56 dreht den Exzenter 22. Der Exzenter 22 verschiebt den Betätigungsblock 24, damit eine Hülse 26, der Kolben 28, die Lastplatte 30, die Trägerplatte 32 und das Reibmaterial 34 in Richtung auf den Rotor 36 hin verschoben werden.
Gleichzeitig kann die Drehung des Exzenters 22 bewirken, daß der Betätigungszahnradabschnitt 58 verdreht wird. Wie nachstehend erläutert wird, bewegt sich der Exzenter 22 in einem begrenzten Maße, bevor es zu einer entsprechenden Bewegung des Zahnradabschnitts 58 kommt. Die Zähne 60 drehen die Zähne 62 und das Gehäuse 63. Falls ein ausreichender Verschleiß des Reibmaterials 34 vorliegt, treibt die Rutschkupplung 54 das Innengehäuse 68 an. Dieses dreht seinerseits das Nachstellzahnrad 50 durch die Freilaufkupplung 52. Die Drehung des Zahnrads 50 bewirkt eine Drehung der Zwischenzahnräder 48 und der Nachstellzahnräder 46. Dies bewirkt, daß sich die Hülsen 26 drehen. Somit werden die Kolben 28 vorgeschoben, die das Reibmaterial in Richtung zu dem Rotor 36 hin führen. Wenn der Exzenter 22 in seine unbetätigte Stellung zurückkehrt, ermöglicht die Freilaufkupplung 52, daß die Gehäuseglieder 63 und 68 in eine Ausgangsposition zurückkehren, ohne daß eine eventuelle Nachstellung rückgängig gemacht wird.
In 5 ist die Nachstellung gezeigt. Wie dargestellt ist, ist der Kolben 28 um eine Strecke T vorgeschoben worden.
In der 6 ist gezeigt, daß der Exzenter 22 in einer Mittelbohrung am Nachstellzahnradabschnitt 58 aufgenommen ist. An dem Zahnradabschnitt 58 ist an zwei Stellen eine Nut 82 ausgebildet. In den Nuten 82 sind Laschen 84 von dem Exzenter 22 aufgenommen. Die Laschen 84 sind kleiner als die Nut 82, womit ein Spiel vorgesehen ist. Bei einem Beispiel betrug die Größe der Laschen 84 etwa 6 Millimeter, während die der Nuten 82 8 Millimeter betrug. Der Exzenter dreht sich also in einem begrenzten Umfang, bevor sich der Zahnradabschnitt 58 zu drehen beginnt. Dadurch kann bei dem System in der Nicht-Bremsposition ein Spiel zwischen dem Reibmaterial 34 und dem Rotor 36 beibehalten werden. Das heißt, der Exzenter bewegt sich anfänglich etwas, bevor eine Nachstellung durch den Zahnradabschnitt 58 erfolgt. Wenn das Reibmaterial 34 ersetzt worden ist oder neu ist, erfolgt aufgrund dieses Spiels womöglich keine Nachstellung. Mit zunehmendem Verschleiß findet mehr und mehr Nachstellung statt.
Es wurde die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung offenbart, jedoch würde ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, daß bestimmte Modifikationen in den Umfang dieser Erfindung fallen. Aus diesem Grunde sollten die folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Erfindung festzustellen.

Claims

Scheibenbremsanlage (20) mit: einer einzelnen Lastplatte (30), die an einer ersten Fläche ein Reibmaterial (34) aufnimmt; einem Exzenter (22), dem eine Eingangsenergie zugeführt wird, und einem Betätigungselement (56), das bei einer Drehung des Exzenters (22) die Lastplatte (30) und das Reibmaterial (34) bewegt; zwei Nachstellkolben (28), die jeweils mit der Lastplatte (30) gekoppelt sind, wobei die Nachstellkolben (28) zum Nachstellen der Position der Lastplatte (30) relativ zum Betätigungselement (56) vorgesehen sind, damit ein Verschleiß des Reibmaterials (34) ausgeglichen wird; und einer Anordnung zum Verschieben der Nachstellkolben (28) bei Verschleiß des Reibmaterials (34); dadurch gekennzeichnet, daß in der Lastplatte (30) für jeden der Nachstellkolben (28) wenigstens ein Loch vorgesehen ist, wobei sich die Löcher von der ersten Fläche zu einer von dem Reibmaterial (34) abgewandten, entgegengesetzten Seite der Lastplatte (30) erstrecken, und daß die Nachstellkolben (28) auf dieser entgegengesetzten Seite jeweils mittels wenigstens eines Verbindungselements unmittelbar mit der Lastplatte (30) verbunden sind, welches sich von der ersten Fläche aus durch das Loch in der Lastplatte (30) durch die Lastplatte (30) hindurch in den Nachstellkolben (28) erstreckt, um den Nachstellkolben (28) fest zu verbinden und die Lastplatte (30) mit einer starren Verbindung derart an dem Nachstellkolben (28) zu befestigen, daß zwischen der Lastplatte (30) und dem Nachstellkolben (28) keine Relativbewegung erfolgt.
Scheibenbremsanlage gemäß Anspruch 1, bei der das Reibmaterial (34) an der ersten Fläche der Lastplatte (30) angeordnet ist und das Loch abdeckt.
Scheibenbremsanlage gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Anordnung zum Verschieben der Nachstellkolben (28) eine Anordnung zum Verschieben der Nachstellkolben (28) bei einer Drehung des Exzenters (22) aufweist.
Scheibenbremsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Nachstellkolben (28) jeweils schraubbar in einer Nachstellhülse (26) aufgenommen sind, wobei die Anordnung zum Verschieben der Nachstellkolben (28) eine Anordnung zum Verdrehen der Nachstellhülsen (26) aufweist.
Scheibenbremsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Anordnung zum Verschieben der Nachstellkolben (28) Nachstellhülsen (26) aufweist, die wirkungsmäßig so angeschlossen sind, daß sie von einer Verdreheinrichtung verdreht werden, wobei jeder Nachstellkolben (28) schraubbar so in einer Nachstellhülse (26) aufgenommen ist, daß der Nachstellkolben (28) bei einer Verdrehung der Nachstellhülse (26) axial vorgeschoben wird.
Scheibenbremsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Verbindungselement eine Schraube (31) ist.
Scheibenbremsanlage gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Loch einen ersten Abschnitt (102) mit einem relativ kleinen Durchmesser, der einen Schaft (103) des Verbindungselements aufnimmt, und einen zweiten Abschnitt (104) mit einem größeren Durchmesser aufweist, der einen Kopf (105) des Verbindungselements aufnimmt, wobei der Kopf (105) so an einer Stirnfläche des Abschnitts (104) mit dem größeren Durchmesser anliegt, daß das Verbindungselement die Lastplatte (30) starr an dem Nachstellkolben (28) befestigt.
Scheibenbremsanlage mit: einer einzelnen Lastplatte (30) mit einer ersten Fläche zur Aufnahme eines Reibmaterials (34) und einer zweiten Fläche zur Anbindung an Nachstellkolben (28); einem Reibmaterial (34), das an der ersten Fläche der Lastplatte (30) aufgenommen ist; einem Exzenter (22), dem eine Eingangsenergie zugeführt wird, und einem Betätigungselement (56), das bei einer Drehung des Exzenters (22) die Lastplatte (30) und das Reibmaterial (34) bewegt; zwei Nachstellkolben (28), die zum Nachstellen der Position der Lastplatte (30) relativ zum Betätigungselement (56) jeweils mit der Lastplatte (30) gekoppelt sind, damit ein Verschleiß des Reibmaterials (34) ausgeglichen wird; einer Anordnung zum Verschieben der Nachstellkolben (28) bei Verschleiß des Reibmaterials (34); dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (28) unmittelbar mit der Lastplatte (30) verbunden sind; mehrere Schraublöcher vorgesehen sind, die sich von der ersten Fläche durch die Lastplatte (30) hindurch zur zweiten Fläche erstrecken; wobei Schrauben (31) vorgesehen sind, die sich durch die Schraublöcher in die Nachstellkolben (28) erstrecken, um die Nachstellkolben (28) unmittelbar und starr derart an der Lastplatte (30) zu befestigen, daß zwischen den Nachstellkolben (28) und der Lastplatte (30) eine starre Verbindung besteht und keine Relativbewegung erfolgt; und wobei das Reibmaterial (34) die Schraublöcher umschließt.
Scheibenbremsanlage gemäß Anspruch 8, bei der die Anordnung zum Verschieben der Nachstellkolben (28) wenigstens eine Hülse (26) für jeden Nachstellkolben (28) aufweist, wobei die Hülsen (26) die Nachstellkolben (28) schraubbar aufnehmen und die wenigstens eine Hülse (26) wirkungsmäßig so angetrieben ist, daß die Nachstellhülse (26) bei einer Betätigung des Exzenters (22) verdreht wird, damit der Nachstellkolben (28) axial vorgeschoben wird.
Scheibenbremsanlage gemäß Anspruch 8 oder 9, bei der die Schraublöcher einen ersten Abschnitt (102) mit einem relativ kleinen Durchmesser, der einen Schaft (103) der zugehörigen Schraube (31) aufnimmt, und einen zweiten Abschnitt (104) mit einem größeren Durchmesser aufweisen, der einen Schraubenkopf (105) aufnimmt, wobei der Kopf (105) so an einer Stirnfläche des Abschnitts (104) mit dem größeren Durchmesser anliegt, daß die Schraube (31) die Lastplatte (30) starr an dem Nachstellkolben (28) befestigt.