JP2015516559A - ディスクブレーキの摩耗調整装置および当該のディスクブレーキ - Google Patents

ディスクブレーキの摩耗調整装置および当該のディスクブレーキ Download PDF

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Abstract

締付け装置、好ましくは回転レバー(8)を備え、摩耗調整装置(20)が駆動側で締付け装置、好ましくは回転レバー(8)に、被駆動側でディスクブレーキ(1)のスピンドルユニット(5、5’)に連結可能である、ディスクブレーキ(1)のブレーキパッド(3)とブレーキディスク(2)の摩擦面摩耗を調整するための摩耗調整装置(10)であって、駆動要素(13)の軸方向両側にそれぞれ転動体装置が配置され、この転動体装置の一方がころがり軸受として、他方がボール傾斜路クラッチとして形成され、ボール傾斜路クラッチに連結され、かつスピンドルユニット(5、5’)に連結するための被駆動インターフェース(20c)を備えている中央軸(20)と、c)過負荷ばねユニット(17)を介してボール傾斜路クラッチにおよび中央軸(20)に連結されたラジアルフリーホイール(18)と、方向に依存する回転モーメント装置(20g、21、22)と、駆動要素(13)、転動体装置、過負荷ばねユニット(17)、ラジアルフリーホイール(18)、中央軸(20)および方向に依存する回転モーメント装置(20g、21、22)を内蔵するハウジング(11)が設けられている、摩耗調整装置(10)が提供される。

Description

本発明は、請求項1の前提部分に記載した、特に自動車のためのディスクブレーキの摩耗調整装置に関する。本発明はさらに、当該のディスクブレーキに関する。
運動エネルギーを変換するために、車両と所定の技術的機器はしばしば摩擦ブレーキを使用する。その際、特に乗用自動車分野および商用車分野において、ディスクブレーキが有利である。ディスクブレーキの代表的な構造の場合には、ディスクブレーキは、一般的に2個のブレーキパッドとブレーキディスクからなる内部機構を備えたブレーキキャリパから構成されている。内部機構には、空気圧操作シリンダを介してシリンダの力が加えられ、偏心機構によって増幅され、締付け力としてねじ付きスピンドルを経てブレーキパッドとブレーキディスクに伝達される。この場合、ねじ付きスピンドルを介して、ブレーキディスクとブレーキパッドの摩耗が補償される。
締付け力は両ブレーキパッドを経てブレーキディスクに作用する。このブレーキディスクは締付け力の大きさに依存して回転運動を減速される。この減速は実質的にブレーキディスクとブレーキパッドの間の摩擦によって決定される。パッドが構造的に摩耗部品として設計され、摩擦係数が強度に依存するので、パッドは一般的にブレーキディスクよりも軟らかい。すなわち、パッドはその使用期間にわたってその厚さが変化し、摩耗する。このパッド厚さの変化のために、摩耗調整によって変化を補償して、一定の空隙を生じる必要がある。一定の空隙は、ブレーキの応答時間を小さく保持し、ブレーキディスクのスムーズな動きを保証し、そして限界荷重の場合のための予備ストロークを保持するために必要になる。
摩耗調整装置の一例が特許文献1に記載されている。その際、駆動装置回転運動は例えばボール傾斜路を備えた回転モーメント制限装置から、連続的に作用するクラッチ(滑りクラッチ)を経て、押圧トランプの調節スピンドルに伝達される。その際、空隙は連続的に調節される。
上述のように、機能に基づいてブレーキパッドの摩耗が生じる。この摩耗は摩耗調整装置を介して調整すべきである。既存のシステムの場合には、システムが摩擦連結に基づいて、従って狭い限度でのみあるいは温度や振動に左右されて機能する、すなわち温度や振動の影響下で空隙を安定させるための付加的な手段が必要であるという問題がある。
独国特許出願公開第102004037771A1号明細書
本発明の課題は、改良された摩耗調整装置を提供することである。
他の課題は、改良されたディスクブレーキを提供することである。
この課題は、請求項1の特徴を有する摩耗調整装置によっておよび請求項14の特徴を有するディスクブレーキによって解決される。
ハウジング内においてコンパクトな構造を有し、摩擦にほとんど左右されず、ほとんどかみ合い連結的に機能する摩耗調整装置が提供される。
締付け装置、好ましくは回転レバーを備え、摩耗調整装置が駆動側で締付け装置、好ましくは回転レバーに、被駆動側でディスクブレーキのスピンドルユニットに連結可能である、特に自動車用のディスクブレーキのブレーキパッドとブレーキディスクの摩擦面摩耗を調整するための本発明に係る摩耗調整装置であって、駆動要素の軸方向両側にそれぞれ転動体装置が配置され、この転動体装置の一方がころがり軸受として、他方がボール傾斜路クラッチとして形成され、ボール傾斜路クラッチに連結され、かつスピンドルユニットに連結するための被駆動インターフェースを備えている中央軸と、過負荷ばねユニットを介してボール傾斜路クラッチにおよび中央軸に連結されたラジアルフリーホイールと、方向に依存する回転モーメント装置と、駆動要素、転動体装置、過負荷ばねユニット、ラジアルフリーホイール、中央軸および方向に依存する回転モーメント装置を内蔵するハウジングが設けられている、摩耗調整装置。
ハウジング内にあるコンパクトで省スペース的な構造が生じる。ハウジングはさらに、湿気と汚れに対して保護する機能を有する。
締付け装置、好ましくはブレーキ回転レバーと、少なくとも1個のスピンドルユニットと、締付け装置、好ましくはブレーキ回転レバーに連結された少なくとも1個の摩耗調整装置を備えている、好ましくは圧縮空気操作式の、特に自動車のための本発明に係るディスクブレーキは、上記の摩耗調整装置を備えている。
他の有利な実施形は従属請求項に記載されている。
実施形では、方向に依存する回転モーメント装置が振動防止部を形成している。これにより、振動安定化作用が組み込まれる。
そのためにさらに、摩耗調整装置が方向に依存する回転モーメント装置によって非連続的な調整のために形成されている。従って、温度安定化作用を組み込むことができる。
実施形では、方向に依存する回転モーメント装置が、中央軸に固定連結されたモーメント傾斜路部分と、モーメント傾斜路部分に係合しているモーメント傾斜路ディスクと、予め定めることができる軸方向予備締付け力でモーメント傾斜路部分とモーメント傾斜路ディスクを付勢する送りモーメントばねとを含んでいる。送りが幾何学的な大きさに依存するので、かみ合い連結的な機能が可能である。
他の実施形では、送りモーメントばねがハウジングの底部分とモーメント傾斜路ディスクの間に配置されている。このコンパクトな構造によって、小さな寸法が可能である。
他の実施形では、方向に依存する回転モーメント装置が、調整のために傾斜の緩やかな送り傾斜路を備え、かつサービスの場合の調節のために、傾斜の緩やかな送り傾斜路よりも傾斜の急な調節傾斜路を備え、この送り傾斜路と調節傾斜路が少なくとも部分的に接触している。これは狭い空間で高い機能性を生じる。それによって、回転モーメント装置は複数の機能を発揮する。
他の実施形では、スラスト軸受が駆動要素、スラスト軸受ボールおよびハウジングの蓋部分によって形成されている。それによって、ハウジングは同様に高い機能性を有し、部品数を低減する。
他の実施形では、中央軸がハウジング内で軸方向に固定された案内部分を備えている。それによって、ハウジングは高い機能統合性を有することができる。
共通のハウジングによって生じる他の利点は、スラスト軸受、ボール傾斜路クラッチ、過負荷ばねユニットおよびラジアルフリーホイールが案内部分とハウジングの蓋部分の間に配置されていることにあり、それによってかなりの省スペースとなる。
他の実施形では、ラジアルフリーホイールがばねセットとして形成され、かつ中央軸のフリーホイール歯状部にかみ合っている。ラジアルフリーホイールは半径方向に積層されたばねアームを備えることができる。それによって、係止方向において相互の支持が達成可能である。この場合、解除方向では所定のフリーホイールモーメントを調節することができる。
他の実施形で、ハウジングが少なくとも1つのキャリパ回転ロック部および/または回転ロック要素を備えている。従って、異なるブレーキ構造において広い用途が生じる。
他の実施形では、ボール傾斜路クラッチが過負荷傾斜路ボールを備え、この過負荷傾斜路ボールがボールケージで強制案内され、駆動要素と過負荷傾斜路要素の間に配置されている。これは省スペース的な構造を生じる。この場合、異なる負荷の場合に、このボールの同期作動が可能になる。
2個のスピンドルユニットと同期ユニットを備えたディスクブレーキは、摩耗調整装置がディスクブレーキの両スピンドルユニットの一方の上または中に配置または挿入されているように形成可能である。これは、摩耗調整装置が外部構造および内部構造で(ねじ付きスピンドルの中またはまわりに)形成されていることによって可能である。
本発明に係る摩耗調整装置は次の利点を有する。
組み込まれた「振動安定化作用」(振動防止)
幾何学的な大きさに依存する送り→かみ合い連結的
あまり温度に敏感に反応しない
送りが連続的である
外部構造または内部構造で(ねじ付きスピンドルの中またはまわりに)形成
作用モーメントが調節可能である
従来技術よりもはるかに短い構造
添付の図を参照してかつ例示的な実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明に係るディスクブレーキの実施の形態の概略的な断面図である。 図2および2aは、本発明に係る摩擦調整装置の実施の形態を異なる方向から見た概略的な分解斜視図である。 図3および図3aは、図2と図2aの実施の形態の部品の概略的な斜視図である。 図4および4aは、図2と図2aの実施の形態の部品の概略的な斜視図である。 図5は、図2と図2aの実施の形態の部品の概略的な斜視図である。 図6および6aは、図2と図2aの実施の形態の部品の概略的な斜視図である。 図7および7aは、図2と図2aの実施の形態の部品の概略的な斜視図である。 図8および8aは、図2と図2aの実施の形態の部品の概略的な斜視図である。 図9および9aは、図2と図2aの実施の形態の部品の概略的な斜視図である。 図10および10aは、図2と図2aの実施の形態の部品の概略的な斜視図である。 図11は、ラジアルフリーホイールを備えた中央軸の概略的な斜視図である。 図11aは、ラジアルフリーホイールの一平面の横断面図である。 図12は、傾斜路の概略的な断面図である。 図13は、本発明に係る摩耗調整装置の概略的な断面図である。 図14は、図13に示した本発明に係る摩耗調整装置の概略的な斜視図である。 図15は、本発明に係る摩耗調整装置の変形の概略的な断面図である。 図16は、図15に示した変形の概略的な斜視図である。 図17は、本発明に係るディスクブレーキの第2実施の形態の概略的な部分図である。 図18は、図17に示したディスクブレーキの図13に示した本発明に係る摩耗調整装置の拡大斜視図である。 図19は、図17に示したディスクブレーキの図15に示した本発明に係る摩耗調整装置の拡大斜視図である。
図1は、本発明に係るディスクブレーキ1の実施の形態の概略的な断面図である。
ディスクブレーキ1はここでは、ねじ付き管6、6’を有する2個のスピンドルユニット5、5’を備えたダブルトランプ型ブレーキとしての実施の形態が示してある。ここではフローティングキャリパとして形成されたブレーキキャリパ4は、ブレーキディスク2を跨いでいる。このブレーキディスクの両側にはそれぞれ、ブレーキパッド支持体3aを備えたブレーキパッド3が配置されている。締付け側のブレーキパッド支持体3aは押圧部材6a、6’a を介してスピンドルユニット5、5’のねじ付き管6、6’の端部に連結されている。反作用側の他のブレーキパッド支持体3aはブレーキディスクの他の側でブレーキキャリパ4内に固定されている。ねじ付き管6、6’はそれぞれ、横材7内に回転可能に配置されている。横材7、ひいてはねじ付き管6、6’は締付け装置、ここではブレーキディスク2の回転軸線に対して直角な揺動軸線を有する回転レバー8によって操作可能である。摩耗調整装置10は、調整軸5a上にある、両スピンドルユニット5、5’の一方のスピンドルユニット5に挿入されている。この調整軸5aは同期装置23を介して、他のスピンドルユニット5’に挿入された回転伝達軸5’aに連結されている。同期装置23は摩耗調整装置10の調整軸5aの締付け側端部に設けた同期ホイール23(ここではスプロケット)と、回転伝達軸5’aの端部に設けた同期ホイール23’a(ここではスプロケット)と、同期手段23b、ここではチェーンを備えている。それにより、摩耗調整過程においてスピンドルユニット5、5’の同期運動が保証される。
摩耗調整装置10は駆動装置9を介して回転レバー8と協働する。この駆動装置9は回転レバー8に連結された操作部8aと、摩耗調整装置10の駆動要素13のシフト突起13aを備えている。
ブレーキパッド3とブレーキディスク2の間隔は空隙と呼ばれる。パッド摩耗およびディスク摩耗の結果、この空隙は大きくなる。これを調整しないと、ディスクブレーキ1はそのピークパワーを達成することができない。というのは、操作機構の操作ストローク、すなわち回転レバー8の操作ストロークまたは揺動角度がもはや十分ではないからである。
ディスクブレーキ1はいろいろな動力装置を備えることができる。回転レバー8はここでは例えば空気圧で操作される。空気圧式ディスクブレーキ1の構造および機能については、独国特許発明第19729024C1号明細書が参照される。
以下においてさらに詳細に説明する本発明に係る摩耗調整装置10は、基準空隙と呼ばれる予め定めた空隙に摩耗調整するために形成されている。用語「調整」とは、空隙を小さくすることであると理解すべきである。予め定めた空隙はディスクブレーキ1の形状寸法によって決定され、いわゆる構造的空隙を有する。換言すると、既存の空隙が予め定めた空隙に対して大きすぎるときに、摩耗調整装置10はこの既存の空隙を小さくする。
図2と図2aは、本発明に係る摩耗調整装置10の実施の形態を異なる方向から見た概略的な分解斜視図である。
摩耗調整装置10はハウジング11と、スラスト軸受ボール12と、シフト突起13aを有する駆動要素13と、ボールケージ15を有する過負荷傾斜路ボール14と、過負荷傾斜路要素16と、過負荷ばねユニット17と、ラジアルフリーホイール18と、フリーホイールボール19と、中央軸20と、モーメント傾斜路ディスク21と、送りモーメントばね22を備えている。
図2と図2aの実施の形態の摩耗調整装置10の機能部品は、図3〜図10の部品の概略的な斜視図に関連して説明する。
用語「上側」は、ディスクブレーキ1の組み込み状態で締付け側に向いている各部品の側であると理解すべきである。それぞれの部品の下側はブレーキディスク2の方に向いている。
図3と図3aにはハウジング11が示してある。このハウジングは外周壁11aを有するほぼ中空円筒形の本体を備えている。この外周壁はその周囲の約4分の1に壁開口11fが穿孔され、そして上側が円形の開口11bを有する蓋部分11dによって覆われている。ハウジング11の下側には、蓋部分11dに対して平行な底部分11eが配置されている。この底部分は同様に円形の開口11cを有する。ハウジング11は壁開口11fの一方の側に隣接する部分が平坦になっていて、キャリパ回転ロック部11gが形成されている。このキャリパ回転ロック部によって、摩耗調整装置10はハウジング11を介してブレーキキャリパ4内に回転しないように固定可能である。
壁開口11fはその右側が、ここでは右上の4分の1が、シフト突起13a(図14も参照されたし)用のストッパー11hによって部分的に閉鎖されている。
ハウジング11内において壁11aの内面には、案内溝11iが形成されている。この案内溝は中央軸20のガイド部分20e(図9、図13)を収容する働きをする。案内溝11iの下方において壁11aの内面には、周方向に延在する縦長の突起の形をした複数の回転防止要素11jが形成されている。この回転防止要素11jは保持溝21cと協働して、ハウジング11内でモーメント傾斜路ディスク21(図10参照)を回転しないように固定する働きをする。
蓋部分11dの内側の下面には、スラスト軸受12用の符号をつけていないスラスト軸受レースが形成されている(図13も参照されたし)。
壁開口11fの下方において下側の底部分11eには、半径方向外側に延在する、舌片の形をした回転ロック要素11kが形成されている。この回転ロック要素は横材7の対応する収容部内でハウジング11を回転しないように保持する働きをする(図13、図17、図18参照)。
駆動要素13が図4と図4aに示してある。駆動要素は円環状本体を有し、この本体にはピンの形をしたシフト突起13aが取り付けられている。シフト突起13aは円環状本体の外周から半径方向外側に延在している。駆動要素13(図4)の円環状本体の上面には、スラスト軸受ボール12用のスラスト軸受レース13bが形成されている。図4aに示す駆動要素13の下面には、過負荷傾斜路ボール14のための過負荷傾斜路レース13cが形成されている。
図5は、8個の過負荷傾斜路ボール14のために設けられたボールケージ15を示している。勿論、それよりも多いかまたは少ない過負荷傾斜路ボール14のために、ボールケージを形成することができる。
図6と図6aには過負荷傾斜路要素16が示してある。この過負荷傾斜路要素は円環状に形成され、その上面(図6)に過負荷傾斜路ボール14用の過負荷傾斜路レース16a(過負荷傾斜路レース13cに対応する)を備えている。図6aに示した過負荷傾斜路要素16の下面の外周エッジには、4個のばね固定溝16bが形成されている。このばね固定溝は過負荷ばねユニット17(図7〜図7a)を固定する働きをする。
過負荷ばねユニット17は図7と図7aに示してあり、ここではその内側開口を上下に重ねて配置された2個のばね17a、17bを備えている。このばねは皿ばねとして形成されている。過負荷ばねユニット17はばねセットして形成され、この場合両皿ばねがその内側開口のところで結束部材17cを介して互いに連結されている。ばね17a、17bは外周エッジにそれぞれ4個の固定突起17dを備えている。上側ばね17aの固定突起17dは過負荷傾斜路要素16のばね固定溝16bと協働するためのものである。下側ばね17bの固定突起17dは図8と図8aに示すラジアルフリーホイール18と協働する。
ラジアルフリーホイール18は、その下面を図8に、そして上面を図8aに示してあり、同様に円環状に形成されている。下面には、フリーホイールボール19用のフリーホイールスラスト軸受レース18aが形成されている。ラジアルフリーホイール18の内側開口の外周のエッジには、半径方向内側へ斜めに延在する8個のフリーホイールばね18bが形成されている。このフリーホイールばねはその自由端に成形部18cを備えている。この成形部18cはここでは歯状に形成され、中央軸20(図9、図11、図11a参照)のフリーホイール歯20hと協働するために設けられている。ラジアルフリーホイール18(図8a)の上面の外周エッジには、過負荷ばねユニット17の下側ばね17bの固定突起17dを固定するための4個のばね固定溝18dが形成されている。
図9は中央軸20を上側から見た図である。図9aは中央軸20を下側から見た図である。この実施の形態で、中央軸20は円形横断面を有する中空円筒である。中空円筒は上側の駆動部分20aと下側の被駆動部分20bを有し、この被駆動部分は内壁に被駆動要素20kを有する被駆動インターフェース20cを備えている。駆動部分20aはその上側が閉鎖され、円板状歯付きリムを備えている。この歯付きリムはセンサ歯状部20iを備えている。中央軸20の駆動部分20aの閉鎖上面の中央には、六角ピンが調節インターフェース20dとして軸方向に取り付けられている。この調節インターフェース20dは摩耗調整装置10を手動調節するために、工具、例えば六角レンチを装着するために役立つ。この手動調節については後で詳しく説明する。六角ピンと駆動部分20aの間の移行部には、ブレーキキャリパ4に対して封止するために、シールリング、例えばOリングを収容するためのシールリング溝20jが形成されている。
両部分20a、20bは円板状案内部分20eによって分割されている。この案内部分の外径は本実施の形態では両部分20a、20bの外径よりも約3分の1だけ大きい。さらに、案内部分20eの外径はハウジング11(図13参照)の内径よりも大きい。この場合、組み込みは壁開口13fを経て行われる。
案内部分20eはそのリング状上面に、フリーホイールボール19用のフリーホイールスラスト軸受レース20fを備えている。案内部分20eの下面には、図10と図10aに示すモーメント傾斜路ディスク21と協働するためのモーメント傾斜路部分20gが形成されている。
被駆動インターフェース20cは調整軸5の上端との連結のために役立つ。この調整軸の上端は被駆動要素20kと協働する軸方向溝を有する。従って、組み立てられた摩耗調整装置10は調整軸5aに相対回転しないように装着される。これについてはさらに後述する。
図10はモーメント傾斜路ディスク21の上面を、図10aは下面を示す。モーメント傾斜路ディスク21は円環状に形成され、その上面にモーメント傾斜路21aを備えている。このモーメント傾斜路は中央軸20のモーメント傾斜路部分20gと協働する。モーメント傾斜路ディスク21の外周には、下面から上面まで貫通する4つの保持溝21cが形成されている。この保持溝はハウジング11の壁11aの内面に形成した回転防止要素11jと協働する。
図11は、ラジアルフリーホイール18を備えた中央軸20の概略的な斜視図である。図11aは、ラジアルフリーホイール18の一平面に沿った横断面図である。
案内部分20eのフリーホイールスラスト軸受レース20g上にフリーホイールボール19が配置され、このフリーホイールボールはラジアルフリーホイール18を支持している。ラジアルフリーホイール18は、フリーホイールばね18bの成形部18cが中央軸20のフリーホイール歯状部20hの歯に係合するように、中央軸20の駆動部分20a上を経てフリーホイールボール19に載置されている。
図11aの横断面図では、ハウジング11に組み込まれた状態のラジアルフリーホイール18の上面のこの構造を上から見ることができる。この場合、壁開口11fを通って(ここでは見えない)案内溝11i内に中央軸20の案内部分20eを挿入することができるような大きさに、壁開口11fが採寸されている。それによって、中央軸20はその上に配置された機能部品と共にハウジング11内で軸方向に固定されている。
フリーホイールばね18bは、中央軸20が(図示していないが容易に判る縦軸回りに)ラジアルフリーホイール18と相対的に上ら見て時計回りに回転運動することができるように、斜めに配置されている。反時計回りにおいては、中央軸20とラジアルフリーホイール18は、フリーホイール歯状部20hにかみ合うフリーホイールばね18bの成形部18cを介して回転しないようにかみ合い連結されている。従って、中央軸20とラジアルフリーホイールは相対回転運動することができない。摩耗調整装置10に関連するラジアルフリーホイール18の他の機能については、後で詳しく説明する。
図12は、モーメント傾斜路ディスク21のモーメント傾斜路21aと協働する、中央軸20の案内部分20eの傾斜路部分20gの傾斜路の組み立て状態を示す概略的な断面図である。中央軸20の傾斜路部分20gはモーメント傾斜路ディスク21のモーメント傾斜路21aにかみ合っている。傾斜の急な傾斜路と緩やかな傾斜路が互いに接触している。すなわち、モーメント傾斜路ディスク21の傾斜の急な調節傾斜路21dが中央軸20の傾斜の急な調節傾斜路20g’に接触し、モーメント傾斜路ディスク21の傾斜の緩やかな送り傾斜路21eが中央軸20の傾斜の緩やかな調節傾斜路20g’’に接触している。傾斜路はそれぞれ互いに部分的にのみ接触している。例えば調節整傾斜路21d、20g’はその頭部側の範囲の傾斜路長さの約半分だけが接触している。図12の図示では、傾斜路の断面が一種の歯の形をしている。傾斜路の異なる勾配の機能については、後でさらに説明する。
図13は本発明に係る摩耗調整装置10の概略的な断面図であり、図14は図13に示した本発明に係る摩耗調整装置の概略的な斜視図である。
中央軸20がハウジング11に挿入されている。この挿入は、駆動部分20aの上面の調節インターフェース20dがハウジング11の蓋部分11dの開口11bを通って突出し、ハウジング11の蓋部分11dが駆動部分20aの上面と面一になるように行われている。被駆動部分20bはハウジング11の底部分11eの開口を通過している。摩耗調整装置10の機能部品はハウジング11内に次の順序で上側から配置される。
ハウジングの蓋部分11dの下面と駆動要素13の上面の間に、スラスト軸受ボール12を有するスラスト軸受が形成されている。駆動要素13の下面は過負荷傾斜路ボール14に載り、この過負荷傾斜路ボールはボールケージ15内に保持され、かつ過負荷要素16の上面に沿って案内されている。過負荷要素16の下面はばねユニット17の上側のばね17aに載り、ばね固定溝16b内の固定突起17dを介して上側のばねに相対回転しないように連結されている。下側のばね17bはラジアルフリーホイール18の上面に載り、ばね固定溝18d内の固定突起17dを介してラジアルフリーホイールに相対回転しないように連結されている。ラジアルフリーホイール18はその下面がフリーホイールボール19に載り、このフリーホイールボール自体は中央軸20の案内部分20eの上面に沿って案内されている。ばねセットとも呼ばれるフリーホイールばね18bは既に上述したように、中央軸20のフリーホイール歯状部20hに係合している。
案内部分20eはハウジング11の案内溝11iに収容されている。案内部分20eの下方にはモーメント傾斜路ディスク21が配置され、送りモーメントばね22のばね力によって、その上面のモーメント傾斜路21aが中央軸20の案内部分20eのモーメント傾斜路部分20gに係合している。送りモーメントばね22はモーメント傾斜路ディスク21の下面とハウジングの底部分11eの内面との間に配置され、底部分11eに支持されることによってモーメント傾斜路ディスク21に対して軸方向の付勢力を加えている。モーメント傾斜路ディスク20gはハウジング11の内面の回転防止要素11jが保持溝21cに係合することによって、ハウジング11内で相対回転しないように固定されているがしかし、軸方向に摺動可能である。というのは、保持溝21cがモーメント傾斜路ディスク20gの外周エッジに上面から下面まで軸方向に貫通するように形成されているからである。
図13において、摩耗調整装置10の被駆動インターフェース20cは調整軸5aまたはねじ付き管6の上端に載り、被駆動要素20kを介して調整軸5aに相対回転しないように連結されている。摩耗調整装置10の回転ロック要素11kは、詳しく示していない収容部内に横材7に対して回転しないように固定されている。
図14は摩耗調整装置10を下から見た斜視図である。この場合、壁開口11f内のストッパ11hをはっきりと見ることができる。ストッパ11hはシフト突起13aの揺動平面内にある。ストッパ11hはシフト突起13aのためのストッパとしての働きをする。このシフト突起は壁開口11fの左上エッジとストッパ11h(図14ではっきり見える)との間で、ハウジング11の縦軸線回りに、ひいては摩耗調整装置10の(図示していないが容易に想像することができる)縦軸線回りに揺動可能である。ハウジング11は摩耗調整装置10のすべての機能部品をコンパクトな構造で収容し、この機能部品を保護する。
図15は本発明に係る摩耗調整装置10の変形の概略的な断面図であり、図16は図15に示した変形の概略的な斜視図である。
図15に示した変形は、ハウジング11が回転ロック要素11kを備えていない点が、図13に示した実施の形態と異なっている。回転防止は、キャリパ回転ロック部11gが摩耗調整装置10の組み込み状態で回転防止のためのブレーキキャリパ4の面と協働する(図19参照)ことによって行われる。
図13に示した実施の形態に対する、図15に示したこの変形の他の相違点は、被駆動インターフェース20cが軸方向の被駆動エッジ20mを有する軸方向の被駆動舌片20lと、この被駆動舌片20lの間にある軸方向の切欠きとによって形成されていることにある。調整軸5aの関連する端部は図示していないが容易に想像することができる。この端部は軸方向溝を有し、摩耗調整装置10が調整軸5aに装着されるときに、この軸方向溝に被駆動舌片20lが挿入される。
ハウジング11内の摩耗調整装置10の図15に示した変形の機能部品の構造は、図13に関連して説明した構造に一致している。
図17は本発明に係るディスクブレーキ1の第2実施の形態の概略的な部分図であり、図18は図17に示したディスクブレーキ1における、図13に示した本発明に係る摩耗調整装置10の拡大斜視図である。この第2実施の形態では、摩耗調整装置10はスピンドルユニット5内に挿入されていないで、スピンドルユニット5の調整軸5aの端部に装着されている。図13の実施の形態の摩耗調整装置10は調整軸5aの端部に装着され、横材7の回転ロック要素11kを収容している。調整軸5aは同期ホイール23aとしてのスプロケットを備えている。さらに、同期ホイール23’aと、被駆動要素20k用の軸方向溝5’cを有する回転伝達軸5’aの端部が図示されている。摩耗調整装置10は調整軸5aと回転伝達軸5’aの両方に装着可能である。同期ホイール23a、23’aとしてのスプロケットの代わりに勿論、例えば他の歯車(平歯車、かさ歯歯車等)を使用することができる。
図19は、図17に示したディスクブレーキ1に取り付けられた図15の変形の本発明に係る摩耗調整装置10の拡大斜視図である。摩耗調整装置10の被駆動インターフェース20cの被駆動舌片20lは、調整軸5aの端部の成形部5bの軸方向溝に係合している。キャリパ回転ロック部11gは摩耗調整装置10の回転防止部を形成している。
図19にはさらに、駆動部9が例示されている。シフト突起16aは操作部8aに係合している。この操作部はここでは、回転レバー8に連結された本体8b内の溝として形成されている。操作部8aの溝によって、例えば構造的な空隙を定めることができる。
上記の本発明に係る摩耗調整装置10によって、次の機能範囲を実現することができる。次に、この機能範囲を説明する。
1.基準空隙調節
2.空隙調整
3.過負荷の場合
4.サービスの場合
5.その他
1.基準空隙調節
基準空隙は構造的な空隙に一致し、シフト突起13aを介して過負荷傾斜路レース13cでおよび構造的に調節された、操作部8aに対する関連する遊びで実現される(図14と図19も参照)。これについてはここではこれ以上説明しない。その際、操作部8aの所定の操作角度までは、構造的な空隙内で、摩耗調整装置10の調整機構が駆動されないように、作用が行われる。
2.空隙調整
運転の場合、現在の空隙が基準空隙よりも大きいと、構造的な空隙に架橋した後で、調整作業が行われることになる。その際、駆動要素13はシフト突起13aを介して操作部8aによって駆動され、送り方向に回転させられる。送り方向とはここでは、ブレーキパッド3をブレーキディスク2の方へ調節するために必要な回転方向であると理解すべきである。図11と図11aとの関連において、送り方向は時計回りの回転方向である。
過負荷傾斜路ボール14を介して過負荷傾斜路要素16に対するかみ合い連結が行われ、この過負荷傾斜路要素によって過負荷ばねユニット17に対するかみ合い連結が行われ、この過負荷ばねユニットによってラジアルフリーホイール18に対するかみ合い連結が行われ、ラジアルフリーホイール18のロック作用によっておよび中央軸20のフリーホイール歯状部20hとかみ合い連結されるフリーホイールばね8bを介して、ラジアルフリーホイールによって中央軸20に対するかみ合い連結が行われ、この中央軸によって被駆動インターフェース20cを介して調整軸5aまたはねじ付きスピンドル6に対するかみ合い連結が行われる。
中央軸20には、モーメント傾斜路部分20gのモーメント傾斜路が設けられている。このモーメント傾斜路は回転防止要素11jと保持溝21cを介してハウジング11に対して相対回転防止されたモーメント傾斜路ディスク21と送りモーメントばね22に抗して作動する。モーメント傾斜路ディスク21は図12に示すような、互いに異なる勾配を有する2つの傾斜路を備えている。これは送り傾斜路21eと、サービス傾斜路とも呼ぶことができる調節傾斜路21dである。これらの傾斜路は送りモーメントばね22を付勢することによって、方向に依存する回転モーメントを発生する。送り方向に回転する際(そのとき図12においてモーメント傾斜路部分20gは左側へ移動し、モーメント傾斜路ディスク21は固定されている)、モーメント傾斜路ディスク21はモーメント傾斜路部分20gの送り傾斜路20gが傾斜の緩やかな送り傾斜路21eに接触することによって、送りモーメントばね22に抗して軸方向に(図12において下側に)摺動させられ、任意の空隙低減のために歯成形部は次の歯内に飛び移る。この場合、所定の回転角度と所定の軸方向摺動に打ち勝たなければならず、調整軸5a(スピンドル)とハウジング11の間で働く「送りモーメント」が発生させられる。
これにより、方向に依存した回転モーメント装置が形成される。この回転モーメント装置はモーメント傾斜路部分20g、モーメント傾斜路ディスク21および送りモーメントばね22を備えている。
最小送り量は、モーメント傾斜路部分20gの歯を歯直径上におよび使用されるねじピッチ上に分配することによって定められ、空隙低減の全体量は駆動要素13の揺動角度または操作機構、例えば回転レバー8と操作部8aの揺動角度に依存する。それによって、システムに作用する外乱は後まで残る空隙縮小のために「送りモーメント」に打ち勝たなければならない。この送りモーメントは「揺動防止モーメント」とも呼ぶことができる「振動防止モーメント」に一致する。
ディスクブレーキ1の負荷解除または出発点への駆動要素13の戻し揺動の際、空隙縮小がラジアルフリーホイール18(図11と図11a参照)の解除によって引き続き保たれている。出発位置はハウジング11に組み込まれたストッパ11hによって一義的に定められる。
3.過負荷の場合
調整作業が終了するかまたは基準空隙が存在し、ねじ付きスピンドル6、6’がブレーキパッド3/ブレーキパッド支持体3aに接触すると、ブレーキシステム内の弾性によって締付け力が加えられる際に、駆動要素13が送り方向にさらに回転することになるがしかし、ねじ付きスピンドルは回転しないようにロックされている。ねじ付きスピンドル6、6’(またはこのねじ付きスピンドルに連結された調整軸5a/回転伝達軸5’a)が中央軸20にかみ合い連結されていることによって、中央軸も同様にロックされている。
しかし、駆動要素13がさらに回転させられる。それによって、過負荷傾斜路ボール14、過負荷傾斜路要素16、過負荷ばねユニット17、ラジアルフリーホイール18を介して、回転モーメントが加えられるがしかし、係止されたラジアルフリーホイール18によって回転することにはならない。過負荷傾斜路ボール14は駆動要素13と過負荷傾斜路要素16の過負荷傾斜路レース13cの傾斜路に乗り上げ、過負荷ばねユニット17に抗して過負荷傾斜路要素16を軸方向に摺動させる。この過負荷ばねユニットは圧縮される。
ディスクブレーキ1を解除する際あるいは駆動要素13を戻し回転する際、ラジアルフリーホイール18のラジアルフリーホイールモーメントは、過負荷傾斜路ボール14が再び出発位置に揺動して戻るような大きさでなければならない。ハウジング11に組み込んだストッパ11hにより、シフト突起13aと操作部8aの間の構造的な空隙が維持される。
4.サービスの場合
サービスの場合は、ブレーキパッド3が摩耗しているときのブレーキパッドの交換を含んでいる。その際、ねじ付きスピンドル6、6’を最大限繰り出し、出発位置にリセットしなければならない。その際、中央軸20の調節インターフェース20dが、(送り方向とは反対の)繰り出し方向に調整するために回転させられる。中央軸20が被駆動インターフェース20cを介してねじ付きスピンドル6、6’(または調整軸5aと回転伝達軸5’aを有する同期装置11)にかみ合い連結されているので、回転運動がねじ付きスピンドル6、6’に直接伝達される。
その際、中央軸20のモーメント傾斜路部分20gが調節傾斜路20g’によってモーメント傾斜路ディスク21の調節傾斜路21d(傾斜路サービス)に抗して回転させられ(図12参照)、モーメント傾斜路ディスク21が送りモーメントばね22に抗して軸方向に摺動させられる。というのは、中央軸20がハウジング11内で案内部分20eを介して案内溝11i内で軸方向に固定されているからである。「戻しモーメント傾斜路」が生じる。
ロックされたラジアルフリーホイール18、過負荷ばねユニット17に対するかみ合い連結および過負荷傾斜路要素16に対するかみ合い連結により、中央軸20の回転が過負荷傾斜路ボール14に伝達される。駆動要素13は繰り出し方向においてハウジング11の組み込みストッパ11hを介して回転しないように係止され、過負荷傾斜路ボール14が駆動要素13の過負荷傾斜路レース13cと過負荷傾斜路要素16の過負荷傾斜路レース16aの傾斜路に乗り上げ、過負荷ばねユニット17に抗して過負荷傾斜路要素16を軸方向に摺動させ、「リセットモーメント過負荷」が発生させられる。
両回転モーメント「リセットモーメント傾斜路」と「リセットモーメント過負荷」の合計は、(調節インターフェースまたはサービスインターフェース20d)を介してシステムをリセットするために打ち勝たなければならない「サービスモーメント」を生じる。
5.その他
負荷が異なる場合に過負荷傾斜路ボール14の同じ速度を保証するために、過負荷傾斜路ボール14はボールケージ15によって強制案内されている。
ラジアルフリーホイール18は、係止方向において相互の支持を達成するために、半径方向に積層されたばねアームからなっている。中央軸20の相手方輪郭はフリーホイール歯状部20hとして形成されている。このフリーホイール歯状部においてばねアームが係止方向で支持され、解除方向で所定のフリーホイールモーメントが調節される。
調節インターフェース20d(六角ピン)の下方において中央軸20には、シール溝20jが形成されている。このシール溝内には、実施の形態に応じて、Oリングまたはダイヤフラムを装着することができる。
中央軸20には、歯状部が摩耗ポテンショメータタップのためのセンサ歯状部20iとして形成されている。それによって、例えば回転角度センサを用いて調整作用線に対して軸方向にずらして摩耗を検出することができる。センサ歯状部20iの直径は摩耗センサ遊星歯車装置に適合している。
摩耗調整装置は先ず第1に商用車分野の空気圧締付け式ディスクブレーキ用の摩耗調整のための傾斜路摩耗調整器として形成されているがしかし、摩耗を相殺する必要がある他のすべての用途で使用可能である。
摩耗調整装置10は外部構造でも内部構造でも形成可能である。外部構造とは、摩耗調整装置10がスピンドルユニット5、5’のねじ付きスピンドル6、6’のまわりにまたはこのねじ付きスピンドル上に装着可能である構造であると理解される。内部構造は、摩耗調整装置10が図1に示したディスクブレーキ1の第1実施の形態のように、スピンドルユニット5、5’、例えばねじ付きスピンドル6、6’内に挿入可能であることを意味する。
上述の実施の形態は本発明を限定しない。本発明は添付の特許請求の範囲内で変更可能である。
例えば上記の皿ばね装置(過負荷ばねユニット17と送りモーメントばね22)の代わりに、圧縮ばね装置、エラストマー装置またはバリエーションを使用することができる。
過負荷傾斜路レース13c、16a内の上記の傾斜路装置は、傾斜路レース形状と窪みの数を自由に変更可能である。
中央軸20のモーメント傾斜路部分20gの上記のモーメント傾斜路20g’、20g’’の勾配およびピッチと、モーメント傾斜路21aの調節傾斜路21dと送り傾斜路21eは自由に変更可能である。
上記のラジアルフリーホイール18の代わりに、軸方向の力から分離されているすべてのフリーホイール装置を使用することができる。
ねじ付きスピンドル6、6’(または調整軸5a、回転伝達軸5’a)に対する中央軸20の被駆動インターフェース20cの形成は、形や構造を自由に変更可能である。
ハウジング11の固定部11g、11kは形と構造を自由に変更可能である。
回転ロック部(回転防止要素11j、ばね固定溝16b、結束部材17c、固定突起17d、保持溝21c)は形と構造を自由に変更可能である。
1 ディスクブレーキ
2 ブレーキディスク
3 ブレーキパッド
3a ブレーキパッド支持体
4 ブレーキキャリパ
5、5’ スピンドルユニット
5a 調整軸
5’a 回転伝達軸
5b 成形部
5’c 軸方向溝
6、6’ ねじ付き管
6a、6’a 押圧部材
7 横材
8 回転レバー
8a 操作部
8b 本体
9 駆動装置
10 調整装置
11 ハウジング
11a 壁
11b、11c 開口
11d 蓋部分
11e 底部分
11f 壁開口
11g キャリパ回転ロック部
11h ストッパ
11i 案内溝
11j 回転防止要素
11k 回転ロック要素
12 スラスト軸受ボール
13 駆動要素
13a シフト突起
13b スラスト軸受レース
13c 過負荷傾斜路レース
14 過負荷傾斜路ボール
15 ボールケージ
16 過負荷傾斜路要素
16a 過負荷傾斜路レース
16b ばね固定溝
17 過負荷ばねユニット
17a、17b ばね
17c 結束部材
17d 固定突起
18 ラジアルフリーホイール
18a フリーホイールスラスト軸受レース
18b フリーホイールばね
18c 成形部
18d ばね固定溝
19 フリーホイールボール
20 中央軸
20a 駆動部分
20b 被駆動部分
20c 被駆動インターフェース
20d 調節インターフェース
20e 案内部分
20f フリーホイールスラスト軸受レース
20g モーメント傾斜路部分
20g’ 調節傾斜路
20g’’ 送り傾斜路
20h フリーホイール歯状部
20i センサ歯状部
20j シール溝
20k 被駆動要素
20l 被駆動舌片
20m 被駆動エッジ
21 モーメント傾斜路ディスク
21a モーメント傾斜路
21b 押圧側
21c 保持溝
21d 調節傾斜路
21e 送り傾斜路
22 送りモーメントばね
23 同期装置
23a、23’a 同期ホイール
23b 同期手段

Claims (15)

  1. 締付け装置、好ましくは回転レバー(8)を備え、摩耗調整装置(20)が駆動側で締付け装置、好ましくは回転レバー(8)に、被駆動側でディスクブレーキ(1)のスピンドルユニット(5、5’)に連結可能である、特に自動車用のディスクブレーキ(1)のブレーキパッド(3)とブレーキディスク(2)の摩擦面摩耗を調整するための摩耗調整装置(10)において、
    a)駆動要素(13)の軸方向両側にそれぞれ転動体装置が配置され、この転動体装置の一方がころがり軸受として、他方がボール傾斜路クラッチとして形成され、
    b)前記ボール傾斜路クラッチに連結され、かつ前記スピンドルユニット(5、5’)に連結するための被駆動インターフェース(20c)を備えている中央軸(20)と、
    c)過負荷ばねユニット(17)を介して前記ボール傾斜路クラッチにおよび前記中央軸(20)に連結されたラジアルフリーホイール(18)と、
    d)方向に依存する回転モーメント装置(20g、21、22)と、
    e)前記駆動要素(13)、前記転動体装置、前記過負荷ばねユニット(17)、前記ラジアルフリーホイール(18)、前記中央軸(20)および方向に依存する前記回転モーメント装置(20g、21、22)を内蔵するハウジング(11)と、
    が設けられていることを特徴とする摩耗調整装置(10)。
  2. 方向に依存する前記回転モーメント装置(20g、21、22)が振動防止部を形成していることを特徴とする請求項1に記載の摩耗調整装置(10)。
  3. 前記摩耗調整装置(10)が、方向に依存する前記回転モーメント装置(20g、21、22)によって非連続的な調整のために形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の摩耗調整装置(10)。
  4. 方向に依存する前記回転モーメント装置(20g、21、22)が、前記中央軸(20)に固定連結されたモーメント傾斜路部分(20g)と、前記モーメント傾斜路部分(20g)に係合しているモーメント傾斜路ディスク(21)と、予め定めることができる軸方向予備締付け力で前記モーメント傾斜路部分(20g)と前記モーメント傾斜路ディスク(21)を付勢する送りモーメントばね(22)とを含んでいることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の摩耗調整装置(10)。
  5. 前記送りモーメントばね(22)が前記ハウジング(11)の底部分(11e)と前記モーメント傾斜路ディスク(21)の間に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の摩耗調整装置(10)。
  6. 方向に依存する前記回転モーメント装置(20g、21、22)が、調整のために傾斜の緩やかな送り傾斜路(20g’’、21e)を備え、かつサービスの場合の調節のために、傾斜の緩やかな前記送り傾斜路(20g’’、21e)よりも傾斜の急な調節傾斜路(20g’、21d)を備え、この送り傾斜路と調節傾斜路が少なくとも部分的に接触していることを特徴とする請求項4または5に記載の摩耗調整装置(10)。
  7. 前記駆動要素(13)、スラスト軸受ボール(12)および前記ハウジング(11)の蓋部分(11d)によってスラスト軸受が形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の摩耗調整装置(10)。
  8. 前記中央軸(20)が前記ハウジング(11)内で軸方向に固定された案内部分(20e)を備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の摩耗調整装置(10)。
  9. 前記スラスト軸受、ボール傾斜路クラッチ、前記過負荷ばねユニット(17)および前記ラジアルフリーホイール(18)が前記案内部分(20e)と前記ハウジング(11)の前記蓋部分(11d)の間に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の摩耗調整装置(10)。
  10. 前記ラジアルフリーホイール(18)がばねセットとして形成され、かつ前記中央軸(20)のフリーホイール歯状部(20h)にかみ合っていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の摩耗調整装置(20)。
  11. 前記ラジアルフリーホイール(18)が半径方向に積層されたばねアームを備えていることを特徴とする請求項10に記載の摩耗調整装置(10)。
  12. 前記ハウジング(11)が少なくとも1つのキャリパ回転ロック部(11g)および/または回転ロック要素(11k)を備えていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の摩耗調整装置(10)。
  13. ボール傾斜路クラッチが過負荷傾斜路ボール(14)を備え、この過負荷傾斜路ボールがボールケージ(15)で強制案内され、前記駆動要素(13)と過負荷傾斜路要素(16)の間に配置されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の摩耗調整装置(10)。
  14. 締付け装置、好ましくはブレーキ回転レバー(8)と、少なくとも1個のスピンドルユニット(5、5’)と、少なくとも1個の摩耗調整装置(10)を備え、この摩耗調整装置が前記締付け装置、好ましくは前記ブレーキ回転レバー(9)に連結されている、特に自動車のための好ましくは圧縮操作式のディスクブレーキ(1)において、
    前記摩耗調整装置(10)が請求項1〜13のいずれか一項に従って形成されていることを特徴とするディスクブレーキ(1)。
  15. 前記摩耗調整装置(10)が前記ディスクブレーキ(1)の両スピンドルユニット(5、5’)の一方の上または中に配置または挿入されていることを特徴とする、2個のスピンドルユニット(5、5’)と同期ユニット(11)を有する、請求項14に記載のディスクブレーキ(1)。
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