DE69805175T2

DE69805175T2 - Verbesserungen an scheibenbremseinheiten

Info

Publication number: DE69805175T2
Application number: DE69805175T
Authority: DE
Inventors: James Philpott
Original assignee: Meritor Automotive Inc
Current assignee: Meritor Inc
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2018-06-06
Also published as: DE69805175D1; JP2002503321A; US6293371B1; GB9711617D0; EP0985101A1; WO1998055775A1; EP0985101B1

Description

Diese Erfindung betrifft Fahrzeugscheibenbremsenanordnungen der Art, bei der Bremsklotzanordnungen mit Reibbelägen zum Zusammenwirken mit einander gegenüberliegenden Flächen eines Rotors in einander gegenüberliegenden Schenkeln eines Trägers befestigt sind, welcher sich über einen Umfangsrand des Rotors erstreckt, und ein in einem der Schenkel vorhandener Betätigungsmechanismus dazu vorgesehen ist, eine der Bremsklotzanordnungen an eine benachbarte Fläche des Rotors anzulegen, während die andere Bremsklotzanordnung infolge der Reaktion des Betätigungsmechanismus an die gegenüberliegende Fläche des Rotors angelegt wird.
Es ist bekannt, den Träger auf Gleitzapfen zu befestigen, um eine relative Bewegung zwischen den Schenkeln des Trägers und dem Rotor zu ermöglichen. Bei einer derartigen Bremsenanordnung legt sich bei der Betätigung des Betätigungsmechanismus eine der Bremsklotzanordnungen an den Rotor an und die dadurch erzeugte Reaktionskraft bewegt den Träger, um den anderen Bremsklotz mit dem Rotor in Kontakt zu bringen.
Alternativ dazu kann der Träger relativ zu einer die Bremsenanordnung abstützenden Nabe fixiert sein und der Rotor kann dazu eingerichtet sein, sich geringfügig relativ zu der Nabe zu bewegen. In diesem Fall gerät einer der Bremsklötze bei einer Betätigung des Betätigungsmittels in Kontakt mit dem Rotor, was den Rotor in Richtung der anderen Bremsklotzanordnung verschiebt und mit dieser in Eingriff bringt. Diese Anordnung ist die bevorzugte Wahl zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung.
Eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-5 307 905 bekannt.
Zur Sicherstellung eines einwandfreien Betriebs der Bremsen sollte zwischen den Bremsklotzanordnungen und dem Rotor ein kleines Lüftspiel vorhanden sein, wenn die Bremsen nicht in Betrieb sind. Wenn die Bremsbeläge verschleißen, nimmt dieses Spiel zu und es ist zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Betriebs der Bremsen erforderlich, diesen erhöhten Verschleiß zu kompensieren.
Bei Hochleistungsbremsenanordnungen kann die Erzeugung von Wärme zwischen dem Bremsenrotor und dem Stator übermäßig sein. Die Verwendung von Materialien, wie z. B. Karbon in dem Rotor und den Bremsklotzanordnungen kann derartige Probleme verringern, aber zur Sicherstellung von hohen Bremskraftniveaus bei gleichzeitiger Vereinfachung des Aufbaus der Bremse wird vorgeschlagen, eine ringförmige Bremsklotzanordnung einzusetzen, die über den gesamten oder einen Teil des Rotors wirkt.
Die Hauptschwierigkeit bei der Verwendung einer ringförmigen Bremsklotzanordnung besteht darin, sicherzustellen, daß ein gleichmäßiges Anlegen der ringförmigen Bremsklotzanordnung an den Rotor in einer einfachen Art und Weise unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Teilen erreicht wird.
Um die Anforderungen zur Herstellung einer Hochleistungsbremsenanordnung unter Verwendung ringförmiger Bremsklotzanordnungen zu erfüllen, schlägt der Erfinder die Verwendung eines ringförmigen Kolbens als Betätigungsmechanismus vor, der eine im wesentlichen gleichmäßige Bremskraft um einen Umfang des Rotors erzeugen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt der Betätigungsmechanismus in einer Fahrzeugbremsenanordnung der beschriebenen Art einen in einer ringförmigen Bohrung in dem ersten Schenkel arbeitenden ringförmigen Kolben, der durch innere und äußere konzentrische Wände begrenzt ist und zwischen einer zurückgezogenen Stellung, die das Lüftspiel bestimmt, und einer vorgeschobenen Bremsbetätigungsstellung bewegbar ist, eine Kugel- Rampenanordnung, die in einem ringförmigen Raum zwischen den Wänden aufgenommen ist und zwischen dem Kolben und dem ersten Schenkel wirkt, um zur Betätigung der Bremse den Kolben in Richtung des Rotors in die Bremsbetätigungsstellung zu drängen, und einen ringförmigen Nachstellring, durch den die Spreizvorrichtung auf den Kolben wirkt, wobei der Ring im Schraubgewindeeingriff mit einer der Wände ist, und eine Nachstelleinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Ring bezüglich des Kolbens zum relativen Vorschieben des Kolbens in Richtung des Rotors zu drehen, um den Verschleiß der Reibbeläge zu kompensieren und dadurch den Kolben in einer zurückgezogenen Stellung zu halten, in der das Lüftspiel im wesentlichen konstant ist.
Durch die Bereitstellung eines ringförmigen Kolbens, der die Bremsklotzanordnungen an den Rotor anlegt, und der im wesentlichen konzentrisch zu dem Rotor ausgerichtet ist, ist es möglich, ein gleichmäßiges Anlegen der Bremsklotzanordnungen um den Rotorumfang sicherzustellen. Sie überwindet ebenso mögliche Probleme, die bei der Verwendung von mehreren Kolben auftreten, bei der zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Anlegens irgendein Verfahren zum Synchronisieren der Vorschubrate eines jeden Kolbens erforderlich ist. Die Anzahl der Teile ist ebenso verringert, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird und die Kosten verringert werden.
Vorzugsweise werden ringförmige Bremsklotzanordnungen mit einem einzigen durchgehenden, ringförmigen Reibbelag verwendet. Selbstverständlich können die ringförmigen Bremsklotzanordnungen eine Anzahl von Bremsklotzsegmenten umfassen, die voneinander beabstandet um einen Umfang des Rotors angeordnet sind (d. h. eine unterbrochene Reiboberfläche).
In einer vorteilhaften Anordnung umfaßt der Kugel-Rampenmechanismus mindestens eine sich drehende Platte und eine Vorschubplatte mit einem kreisringförmigen Ring. Bei einer Drehbewegung der Kugel-Rampenanordnung dreht sich die sich drehende Platte um ihre Achse und bewirkt, daß sich die Vorschubplatte, die durch den ersten Schenkel an einer Drehung gehindert ist, in Richtung der Reibbeläge vorschiebt. Diese Vorschubplatte kann dazu eingerichtet sein, auf den Nachstellring zu wirken, um seinerseits den Kolben in Richtung des Rotors vorzuschieben. Um eine Drehung des Kolbens zu verhindern, kann eine Nase an dem Kolben mit einer Keilnut an dem Träger zusammenwirken.
Es versteht sich, daß die Vorschubplatte durch die Betätigung des Kugel- Rampenmechanismus in Richtung des Kolbens vorgeschoben werden kann, bevor der Kolben in Richtung des Rotors vorgeschoben wird. Der Rotor, der axial zwischen den Bremsklotzanordnungen verschiebbar ist, wird dann durch den Reibbelag verschoben, unterstützt durch den Betrag der axialen Verschiebung der Vorschubplatte, der zum Anlegen beider Reibbeläge an den Rotor erforderlich ist und vom Ausmaß des Lüftspiels abhängt. Wenn die Reibbeläge verschleißen, erhöht sich der Betrag der Verschiebung, der benötigt wird, um die Bremsen in Eingriff zu bringen, und folglich ist der Betrag der Verschiebung der Vorschubplatte für große Spiele größer als für kleine Spiele.
Um die automatische Nachstellung des Lüftspiels zu erleichtern, ist eine automatische Nachstellvorrichtung vorhanden, die dazu eingerichtet ist, den Nachstellring relativ zu dem Kolben zu drehen. Da die Vorschubplatte durch den Nachstellring auf den Kolben wirkt, indem sie den Nachstellring relativ zu dem Kolben dreht, kann der Abstand zwischen dem Ring und der Nachstellplatte variiert werden. Dies verursacht für eine gegebene Stellung der Vorschubplatte ein Vorschieben des Kolbens, wenn der Nachstellring entlang des Schraubengewindes auf dem Kolben bewegt wird.
Um den Nachstellring zur Kompensation des Reibmaterialverschleißes und zur Aufrechterhaltung eines konstanten Lüftspiels automatisch zu drehen, umfaßt die Nachstellvorrichtung in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein erstes und ein zweites axial versetztes Zahnrad, die über eine Federeinrichtung verbunden sind, welche eine relative Drehung zwischen den Zahnrädern gegen die Federkraft erlaubt, wobei das erste Zahnrad mit der sich drehenden Platte der Kugel-Rampenanordnung zusammenwirkt und das zweite Zahnrad mit dem Nachstellring zusammenwirkt.
Das Verbindungsmittel zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad ist eine bidirektionale Kupplung. Diese Kupplung ist so angeordnet, daß in der Antriebsrichtung, die dem ersten Zahnrad durch die Drehung der sich drehenden Platte verliehen wird, während die Bremsen betätigt werden, über das zweite Zahnrad ein ausreichendes Drehmoment auf den Nachstellring übertragen wird, um den Nachstellring in der Richtung zu drehen, die das Lüftspiel verringert, wobei immer noch ein Lüftspiel vorhanden ist. Nachdem das Lüftspiel egalisiert worden ist, nehmen die Reibkräfte in der Bremse auf ein derartiges Niveau zu, daß über das zweite Zahnrad kein ausreichendes Drehmoment mehr auf den Nachstellring übertragen wird, um den Nachstellring in der Richtung zu drehen, die das Lüftspiel verringert. Somit schleift die Kupplung und ermöglicht eine relative Drehung des ersten und des zweiten Zahnrades ohne Nachstellung. In der Drehrichtung der sich drehenden Platte wird, während die Bremsen gelöst sind, über das zweite Zahnrad ein Drehmoment auf den Nachstellring übertragen, das nicht ausreicht, um den Nachstellring in der Richtung zu drehen, die das Lüftspiel erhöht und somit dreht sich der Nachstellring nicht.
Vorzugsweise ist zwischen dem Eingriff der Zähne jedes Zahnrades oder beider Zahnräder und des mit ihnen zusammenwirkenden Teils ein Rotationsspiel vorhanden. Dieses Spiel ist gleich dem Maß der Drehung der sich drehenden Platte, welches eine dem angestrebten Lüftspiel entsprechende axiale Bewegung der Vorschubplatte ergibt.
Die Betätigung der automatischen Nachstellvorrichtung kann wie folgt sein. Bei der Betätigung der Bremsen dreht sich die sich drehende Platte relativ zu dem Träger, während sie die Vorschubplatte in Richtung des Rotors vorschiebt. Nach einem dem angestrebten Lüftspiel entsprechenden Vorschieben der Vorschubplatte verleiht die automatische Nachstellvorrichtung dem Nachstellring einen positiven Rotationsantrieb.
In einer weiteren Verfeinerung kann eine manuelle Nachstellvorrichtung vorhanden sein, die das manuelle Nachstellen der Bremsen, z. B. nach einer Wartung, bei der verschlissene Bremsklötze durch neue Bremsklötze ersetzt wurden, erlaubt. In diesem Fall ist es erforderlich, den Nachstellring längs des Kolbens zurückzudrehen. Die Nachstellvorrichtung kann einen axialen Bolzen mit einem Zahnrad umfassen, das mit dem zweiten Zahnrad der automatischen Nachstellvorrichtung oder unmittelbar mit dem Nachstellring zusammenwirkt.
Das erste Zahnrad der automatischen Nachstellvorrichtung kann mit Zähnen zusammenwirken, die auf zumindest einem Abschnitt eines Umfangs der sich drehenden Platte vorhanden sind. Das zweite Zahnrad kann mit zumindest einem mit Zähnen versehenen Abschnitt entweder eines Außen- oder eines Innenumfangs des Nachstellrings zusammenwirken.
Für ein verbessertes Bremsen bei hohen Temperaturen können die Bremsklotzanordnungen Karbonreibbeläge aufweisen. Der Rotor kann ebenso ein Karbonrotor sein. Um die Kühlung zu unterstützen, können Belüftungsöffnungen zwischen den zwei Schenkeln des Trägers vorhanden sein, um eine verbesserte Luftströmung über den Rotor und die Bremsklotzanordnungen zu ermöglichen.
Es werden nun lediglich beispielhaft zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1(a) eine schematische Ansicht ist, in der die relative Position des Trägers, der Bremsklotzanordnungen, des Rotors und des Kolbens einer Ausführungsform der Erfindung in einer zurückgezogenen Stellung dargestellt sind,
Fig. 1(b) eine teilweise aufgebrochene isometrische Zeichnung der in Fig. 1(a) dargestellten Bremse ist,
Fig. 2 eine detailliertere Querschnittsansicht der in Fig. 1(a) gezeigten Bremse ist, wobei die Bremsklotzanordnungen und der Rotor weggelassen wurden,
Fig. 3 eine Draufsicht der in Fig. 2 gezeigten Bremsenanordnung ist,
Fig. 4 eine detaillierte Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremse ist,
Fig. 5 eine Draufsicht der Bremse gemäß der zweiten Ausführungsform ist, und
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer möglichen Anordnung einer Nachstellvorrichtung für die sowohl automatische als auch manuelle Nachstellung des Lüftspiels ist.
Eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremse ist in Fig. 1(a) gezeigt.
Die Bremsenanordnung 1 umfaßt einen Träger 10 mit ersten und zweiten einander gegenüberliegenden Schenkeln 11, 12. Eine Nabe 100 einer Fahrzeugachse, an der die Bremse betrieben wird, trägt eine Bremsscheibe 101 auf einem Schiebekeil 104 oder Gleitstiften (nicht gezeigt), was eine axiale Bewegung der Scheibe relativ zur Nabe ermöglicht. Der Träger 10 ist so angeordnet, daß die ersten und zweiten Schenkel 11, 12 an einander gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe 101 angeordnet sind. Eine erste Bremsklotzanordnung 102 ist an dem ersten Schenkel 11 vorhanden. Ein ringförmiger Kolben 20 ist vorhanden, der in einer in dem zweiten Schenkel 12 vorgesehenen Bohrung 21 arbeitet, und ein zweiter Bremsklotz 103 wird von dem Kolben 20 abgestützt. Der Kolben umfaßt innere 22 und äußere 23 Umfangswände, die in der ringförmigen Bohrung 21 arbeiten. Die ersten und zweiten Bremsklotzanordnungen 102, 103 sind dazu eingerichtet, bei einer Betätigung der Bremse zur Erzeugung einer Bremsreibungskraft mit der Bremsscheibe 101 in Kontakt zu gelangen. Der Kolben 20 weist relativ große Abmessungen auf und vermag die ringförmige Bremsklotzanordnung im wesentlichen konzentrisch relativ zur Bremsscheibe abzustützen.
Im Betrieb verursacht eine Betätigung der Bremsen ein Vorschieben des ringförmigen Kolbens 20 in der Bohrung in dem zweiten Schenkel 12, um den zweiten Bremsklotz 103 mit einer Oberfläche der Bremsscheibe 101 in Eingriff zu bringen. Die zwischen dem Schenkel 12 und dem Kolben 20 erzeugte Reaktionskraft verschiebt anschließend den Rotor 101 axial in Richtung des ersten Bremsklotzes 102, so daß die einander gegenüberliegenden Flächen des Rotors 101 zwischen den zwei Bremsklotzanordnungen 102, 103 eingeklemmt werden. Da ringförmige Bremsklötze verwendet werden, kann ein gleichmäßiger Bremsdruck um einen gesamten Umfang der Bremsscheibe 101 erzeugt werden.
Fig. 2 zeigt eine detailliertere Ansicht einer vorgeschlagenen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsenanordnung. Aus Klarheitsgründen sind die Bremsscheibe 101 und die Bremsklötze 102, 103 nicht gezeigt. Eine alternative Draufsicht der Bremsenanordnung ist in Fig. 3 gezeigt.
Der Kolben 20 wird unter der Wirkung einer Kugel-Rampenanordnung in der Bohrung 21 in dem zweiten Schenkel 12 verschoben. Ein Hebelarm 31 ist über eine rotierende Welle 32 mit einem auf einen Finger 33 wirkenden Nockenabschnitt mit der Kugel-Rampenanordnung verbunden. Der Finger 33 wirkt auf eine radial vorragende Nase 34 an dem Rampenmechanismus, um die Kugel-Rampenanordnung zu betätigen. Die Kugel-Rampenanordnung umfaßt eine ringförmige sich drehende Platte 30. Eine Betätigung des Hebels 31 betätigt den Kugel- Rampenmechanismus, was bewirkt, daß sich die sich drehende Platte um ihre Achse dreht und über Trennkugeln 35 die Vorschubplatte 40 relativ zu dem zweiten Schenkel 12 des Trägers axial verschiebt. Die Vorschubbetätigungsplatte 40 ist dazu eingerichtet, auf einen Nachstellring 50 zu wirken, der sich im Schraubgewindeeingriff mit einer der Wände des Kolbens 20 befindet. Somit wird, wenn die Vorschubplatte 40 axial von dem zweiten Schenkel 12 weggeschoben wird, der Kolben 20 seinerseits zur Betätigung der Bremsen vorgeschoben. Die ringförmige sich drehende Platte 30 wirkt durch Kugellager (in Fig. 4 gezeigt) auf die Vorschubbetätigungsplatte 40, um die Reibung zwischen den Platten 30, 40 zu verringern.
Im Betrieb ist es erforderlich, ein geringes Maß an Spiel zwischen den Bremsklotzanordnungen 102, 103 und der Bremsscheibe 101 vorzusehen. Selbstverständlich erhöht sich dieses Spiel notwendigerweise, wenn die Bremsklotzanordnungen verschleißen und so ist eine Nachstelleinrichtung 60 zum Nachstellen des Spiels vorhanden.
Die Nachstelleinrichtung 60 ist detailliert in Fig. 6 der beigefügten Zeichnungen dargestellt. Die Nachstelleinrichtung 60 ermöglicht die automatische Einstellung des Maßes an Spiel an der Bremse.
Die Nachstelleinrichtung 60 umfaßt ein zylindrisches Element 61, das ein ringförmiges Rad 62 trägt, welches Zähne 63 um seinen Umfang herum aufweist. Das Rad 62 kann sich um das Element 61 drehen. Die Zähne 63 befinden sich mit Zähnen 31 in Eingriff, die an einem Umfangsabschnitt der sich drehenden Platte 30 vorhanden sind. Das zylindrische Element 61 trägt ein zweites ringförmiges Rad 65 mit Umfangszähnen 66, die sich mit Zähnen 52 in Eingriff befinden, die an einem Umfangsabschnitt des Nachstellrings 50 vorhanden sind. Das zweite Rad 65 ist gegen eine Drehung relativ zu dem Element 61 gesichert. Die ersten und zweiten Räder 62, 65 sind über eine schraubenförmige Kupplungsfeder 67 mit beiden Elementen verbunden, die eine gemeinsame Rotationsachse haben, welche mit der Achse der Feder 67 zusammenfällt.
Das Verbindungsmittel zwischen dem Rad 63 und dem Rad 65 besteht aus einer Kupplungsfeder 67 mit einem hohen Drehmoment in einer Richtung und einem niedrigen Drehmoment in der anderen. Diese Kupplungsfeder ist derart angeordnet, daß während einer Betätigung der Bremsen ein ausreichendes Drehmoment auf den Nachstellring 50 übertragen wird, um den Nachstellring in der Richtung zu drehen, die das Lüftspiel verringert, bis das Lüftspiel beseitigt wurde. Nachdem das Lüftspiel beseitigt wurde, nehmen die Reibkräfte in der Bremse auf ein derartiges Niveau zu, daß kein ausreichendes Drehmoment mehr auf den Nachstellring 50 übertragen wird, um den Nachstellring in der Richtung zu drehen, die das Lüftspiel verringert. Somit rutscht die Kupplung und ermöglicht eine relative Drehung des Rades 65 und des Rades 63 ohne Nachstellung.
In der Drehrichtung der sich drehenden Platte wird, während die Bremsen gelöst sind, über die Kupplungsfeder 67 ein Drehmoment über das Rad 65 auf den Nachstellring 50 übertragen, das nicht ausreicht, um den Nachstellring in der Richtung zu drehen, die das Lüftspiel erhöht und somit dreht sich der Nachstellring nicht.
Zwischen dem Eingriff der Zähne jedes Zahnrades oder beider Zahnräder 63, 65 und den mit ihnen zusammenwirkenden Zähnen 52, 31 ist ein Rotationsspiel vorhanden. Dieses Spiel entspricht der Drehung der sich drehenden Platte 30, die eine dem angestrebten Lüftspiel entsprechende axiale Bewegung der Vorschubplatte 40 ergibt.
Der Betrieb der automatischen Nachstellvorrichtung kann wie folgt sein. Bei einer Betätigung der Bremsen dreht sich die sich drehende Platte 30 relativ zu dem Träger 12, während sie die Vorschubplatte 40 in Richtung des Rotors vorschiebt. Nach einem dem angestrebten Lüftspiel entsprechenden Vorschieben der Vorschubplatte bringt die automatische Nachstellvorrichtung dann einen positiven Rotationsantrieb auf den Nachstellring auf. Wenn ein übermäßiges Lüftspiel vorhanden ist, dreht sich dann der Nachstellring 50 und verringert somit das Lüftspiel, bis das Lüftspiel beseitigt ist. Zur Verringerung des Lüftspiels auf das gewünschte Niveau können einige Bremsbetätigungen erforderlich sein.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen automatischen Nachstellvorrichtung, die nicht auf die Verwendung einer schraubenförmigen Kupplungsfeder beschränkt ist, kann eine manuelle Nachstellvorrichtung 70 vorhanden sein. Dies ist detailliert in Fig. 6 gezeigt.
Die manuelle Nachstellvorrichtung 70 umfaßt eine langgestreckte axiale Stange 71, die ein Zahnrad 73 mit Zähnen 74 trägt, welches in Richtung eines Endes angeordnet ist. Die Zähne 74 befinden sich mit den Zähnen 66 an der automatischen Nachstellvorrichtung in Eingriff. Eine hexagonale Mutter 72 oder ein Anschluß ist am anderen Ende der manuellen Nachstellvorrichtung 70 vorhanden, um es einem Bediener zu ermöglichen, das Rad 65 zurückzudrehen und folglich den Nachstellring 50 zurückzuziehen.
Es versteht sich selbstverständlich, daß innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung mehrere mögliche Veränderungen an der in den beigefügten Fig. 1 bis 6 dargestellten Fahrzeugbremsenanordnung durchgeführt werden können.
In den Fig. 2 und 3 ist der Nachstellring 50 so dargestellt, daß er sich mit einer Außenfläche der inneren Umfangswand 22 des Kolbens 20 in Eingriff befindet. Jedoch kann der Nachstellring, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, dazu eingerichtet sein, sich mit einer Innenfläche der äußeren Umfangswand 23 des Kolbens in Eingriff zu befinden. Darüber hinaus kann die Anordnung des Nachstellmittels 60 relativ zu dem Eingabehebel 31 variiert werden, um räumliche Anforderungen zu erfüllen.
Die Nachstellmittel 60, 70 können ebenfalls innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung variiert werden. Beispielsweise kann anstelle einer schraubenförmigen Kupplungsfeder 67 jede andere Einrichtung eingesetzt werden, die eine bidirektional variierende Torsionskraft erzeugt, wenn sie einer Torsionsbelastung über ihre Enden unterworfen wird. Die manuelle Nachstellvorrichtung 70 kann dazu eingerichtet sein, unmittelbar auf den Nachstellring 50 zu wirken oder, im Gegensatz dazu, durch das Rad 65 der automatischen Nachstellvorrichtung 60, oder kann weggelassen werden, falls dies zur Verringerung der Kosten erforderlich ist. Alternativ kann sie als Teil der Nachstellvorrichtung integriert werden und direkt von einer Form am Ende des zylindrischen Elements 61 angetrieben werden.

Claims

1. Scheibenbremsenanordnung (1) für ein Fahrzeug, bei der Bremsklotzanordnungen (102, 103) mit Reibbelägen zum Zusammenwirken mit einander gegenüberliegenden Flächen eines Rotors (101) in einander gegenüberliegenden Schenkeln (11, 12) eines Trägers (10) befestigt sind, welcher sich über einen Umfangsrand des Rotors (101) erstreckt, und ein in einem der Schenkel vorhandener Betätigungsmechanismus dazu vorgesehen ist, eine der Bremsklotzanordnungen (102, 103) an eine benachbarte Fläche des Rotors (101) anzulegen, während die andere Bremsklotzanordnung infolge der Reaktion des Betätigungsmechanismus an die gegenüberliegende Fläche des Rotors angelegt wird, wobei der Betätigungsmechanismus einen in einer ringförmigen Bohrung (21) in dem einen der Schenkel (11, 12) arbeitenden ringförmigen Kolben (20) umfasst, der durch innere und äußere konzentrische Wände (22, 23) definiert ist und zwischen einer zurückgezogenen Stellung, die das Lüftspiel bestimmt, und einer vorgeschobenen Bremsbetätigungsstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus eine Kugel- Rampenanordnung, die in einem ringförmigen Raum zwischen den Wänden (22, 23) aufgenommen ist und zwischen dem Kolben (20) und dem einen Schenkel wirkt, um zur Betätigung der Bremse den Kolben in Richtung des Rotors (101) in die Bremsbetätigungsstellung zu drängen, und einen ringförmigen Nachstellring (50), durch den die Spreizvorrichtung auf den Kolben (20) wirkt, wobei der Ring (50) im Schraubgewindeeingriff mit einer der Wände ist, und eine Nachstelleinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, den Ring bezüglich des Kolbens zum relativen Vorschieben des Kolbens (20) in Richtung des Rotors (101) zu drehen, um den Verschleiß der Reibbeläge zu kompensieren und dadurch den Kolben in einer zurückgezogenen Stellung zu halten, in der das Lüftspiel im wesentlichen konstant ist.

2. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsklotzanordnungen (102, 103) ringförmige Bremsklotzanordnungen mit einem einzigen durchgehenden ringförmigen Reibbelag aufweisen.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugel-Rampenmechanismus mindestens eine sich drehende Platte (30) und eine Vorschubplatte (40) mit einem kreisringförmigen Ring umfasst, wodurch bei einer Drehbewegung der Kugel-Rampenanordnung sich die drehende Platte (30) um ihre Achse dreht und bewirkt, dass sich die Vorschubplatte (40), die durch den ersten Schenkel an einer Drehung gehindert ist, in Richtung der Reibbeläge vorschiebt.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubplatte dazu eingerichtet ist, auf den Nachstellring zu wirken.

5. Scheibenbremsenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nase an dem Kolben mit einer Keilnut an dem Träger zusammenwirkt, um eine Drehung des Kolbens zu verhindern.

6. Scheibenbremsenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Nachstelleinrichtung (60) vorhanden ist, die den Nachstellring relativ zu dem Kolben drehen kann.

7. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstellvorrichtung ein erstes und ein zweites axial versetztes Zahnrad (62, 65) umfasst, die über eine Federeinrichtung verbunden sind, die eine relative Drehung zwischen den Zahnrädern gegen die Federkraft erlaubt, wobei das erste Zahnrad mit der sich drehenden Platte (30) der Kugel-Rampenanordnung zusammenwirkt und das zweite Zahnrad mit dem Nachstellring (50) zusammenwirkt.

8. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 7, bei der die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad eine bidirektionale Kupplung ist.

9. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung so angeordnet ist, dass in der Antriebsrichtung, die dem ersten Zahnrad durch die Drehung der sich drehenden Platte verliehen wird, während die Bremsen betätigt werden, über das zweite Zahnrad ein ausreichendes Drehmoment auf den Nachstellring übertragen wird, um den Nachstellring in der Richtung zu drehen, die das Lüftspiel verringert, wobei immer noch ein Lüftspiel vorhanden ist.

10. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotationsspiel zwischen dem Eingriff der Zähne jedes Zahnrades oder beider Zahnräder (62, 65) und des mit ihnen zusammenwirkenden Teils vorhanden ist, das gleich ist dem Maß der Drehung der sich drehenden Platte, welches eine dem angestrebten Lüftspiel gleiche axiale Bewegung der Vorschubplatte ergibt.

11. Scheibenbremsenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine manuelle Nachstelleinrichtung (70) vorhanden ist, die das manuelle Nachstellen der Bremsen ermöglicht.

12. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die manuelle Nachstelleinrichtung (70) einen axialen Bolzen (71) mit einem Zahnrad (73) umfasst, das mit dem zweiten Zahnrad der automatischen Nachstelleinrichtung (60) oder unmittelbar mit dem Nachstellring (50) zusammenwirkt.

13. Scheibenbremsenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad der automatischen Nachstelleinrichtung mit Zähnen zusammenwirkt, die auf zumindest einem Abschnitt eines Umfangs der sich drehenden Platte vorhanden sind.

14. Scheibenbremsenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad mit zumindest einem mit Zähnen versehenen Abschnitt entweder eines Außen- oder eines Innenumfangs des Nachstellrings zusammenwirkt.

15. Scheibenbremsenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsklotzanordnungen Karbonreibbeläge aufweisen und der Rotor einen Karbonrotor umfasst.