DE102008003924B4

DE102008003924B4 - Pneumatisch oder elektromotorisch betätigbare Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102008003924B4
Application number: DE102008003924.1A
Authority: DE
Inventors: Robert KREUZEDER; Paul Haberl-Günthner
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2028-01-12
Also published as: DE102008003924A1

Abstract

Scheibenbremse, die pneumatisch oder elektromotorisch betätigbar ist, a) einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel b) einer im Bremssattel angeordneten Zuspanneinrichtung zum Andrücken von Bremsbelägen an die Bremsscheibe, c) mindestens einer Stellspindel (1), die mit der Zuspanneinrichtung in Wirkverbindung steht, d) einer im Bremssattel positionierten Nachstelleinrichtung, mit der über eine axiale Verstellung der Stellspindel (1) eine verschleißbedingte Änderung eines Lüftspiels zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe im Wesentlichen ausgleichbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellspindel (1) durch einen linear wirkenden positiven Übersetzungsantrieb axial verstellbar ist, der als teleskopierbarer Spindeltrieb ausgebildet ist und mindestens ein mit einem Innen- und Außengewinde versehenes Gewinderohr (4) aufweist, auf dem außenseitig ein Druckstempel (5) und innenseitig eine Druckspindel (2) gelagert sind, die jeweils relativ zum Gewinderohr (4), entsprechend den Gewindesteigungen verdrehbar sind, wobei an dem Gewinderohr (4) außenseitig ein Antriebsrad (6) der Nachstelleinrichtung verdrehsicher befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch oder elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Scheibenbremse ist beispielsweise aus der DE 94 22 342 bekannt. Zum Andrücken der Bremsbeläge an die Bremsscheibe im Falle einer Bremsung wird über die Zuspanneinrichtung ein Drehhebel gegen eine Traverse gedrückt, in der zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Stellspindeln gelagert sind, die jeweils ein an den Bremsbelag andrückbares Druckstück tragen.
Durch die Nachstelleinrichtung, die einer der Stellspindeln zugeordnet ist, wird bei Verschleiß des Reibbelages der entsprechende Bremsbelag so weit zugestellt, dass ein Lüftspiel zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe im Wesentlichen immer konstant bleibt.
Dabei wird die als Gewinderohr ausgebildete, mit einem Innengewinde der Traverse korrespondierende Stellspindel über ein axial fest stehendes Antriebselement gedreht, wobei die Länge der Stellspindel neben der Lagerung in der Traverse bestimmt wird von der Summe der Verschleißmaße beider Bremsbeläge sowie der Bremsscheibe.
Der Bauraum der Scheibenbremse, insbesondere der für die Innen liegenden Funktionsteile, wird in seiner Dimensionierung in hohem Maße durch die Länge der Stellspindeln bestimmt, so dass bei einem größeren Verschleißausgleich auch ein entsprechend größerer Bauraum benötigt wird.
Allerdings ist der Bauraum für Scheibenbremsen vor allem in Nutzfahrzeugen sehr beengt, wobei Forderungen dahin gehen, die Scheibenbremse insgesamt kompakter zu gestalten, was u. a. zu einer gewünschten Gewichtsreduzierung der Scheibenbremse führt.
In der DE 102 01 221 A1 ist eine Scheibenbremse offenbart, bei der die jeweilige Stellspindel aus einem Kugelgewindetrieb besteht, mit einer Gewindemutter, in der eine ein den zugeordneten Bremsbelag kontaktierendes Druckstück tragende Gewindespindel geführt ist, wobei die Gewindemutter eine Außenverzahnung aufweist, die mit einem Zahnrad einer über einen Bremshebel betätigbaren Nachstelleinrichtung korrespondiert.
Eine vergleichbare Konstruktion ist der DE 102 60 597 B4 zu entnehmen, bei der eine axiale Verstellung eines Druckstempels im Sinne eines Spindeltriebs erfolgt, bei dem der Druckstempel verdrehsicher gehalten ist und ein Innengewinde aufweist, das mit einem Außengewinde einer verdrehbaren Spindel in Eingriff steht.
In der nachveröffentlichten DE 10 2006 020 550 B4 ist eine Scheibenbremse thematisiert, bei der die Stellspindel durch einen Übersetzungsantrieb axial verstellbar ist. Dabei erfolgt die Verdrehung eines Gewinderohres, das mit einem Innen- und einem Außengewinde versehen ist, mittels einer im Innern einer verdrehfesten Druckspindel angeordneten Nachstellkupplung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre den Bauraum bestimmenden Abmaße mit geringem konstruktivem Aufwand minimiert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese konstruktive Maßnahme kann der Einbauraum in einem erheblichen Maße reduziert werden, da bei einer linearen Übersetzung von beispielsweise 1:2 der Ausgangshub verdoppelt wird.
Hierdurch kann die Länge der Stellspindel entsprechend kurz gehalten sein. Damit wird bei gleichem auszugleichenden Verschleißmaß ein geringerer Bauraum benötigt. Alternativ könnte, bei gleichbleibendem Bauraum ein größeres Verschleißmaß vorgegeben werden, d. h., die Dicke des Reibbelages des Bremsbelages wäre entsprechend zu erhöhen, was insbesondere hinsichtlich der Betriebskosten der Scheibenbremse als äußerst vorteilhaft anzusehen ist.
Nach der Erfindung besteht der Übersetzungsantrieb aus einem teleskopierbaren Spindeltrieb. Bevorzugt weist dieser ein mit einem Innen- und Außengewinde versehenes Gewinderohr auf, wobei die Gewinde gegenläufig ausgebildet sind.
Dabei ist das Gewinderohr mittels der Nachstelleinrichtung drehbar, während im Innern eine Druckspindel verdrehgesichert geführt ist und außenseitig, gleichfalls verdrehgesichert, ein Druckstempel das Außengewinde des Gewinderohres kämmt.
Die Druckspindel steht mit der Zuspanneinrichtung in Wirkverbindung, während der Druckstempel bei Zuspannung gegen den Bremsbelag gedrückt wird.
Dabei bildet das Gewinderohr gemeinsam mit dem Druckstempel und der Druckspindel die Stellspindel zur Übertragung der Zuspannkräfte.
Prinzipiell können die Steigungen des Innen- und des Außengewindes des Gewinderohres unterschiedlich sein, bei Anpassung der damit korrespondierenden Gewinde der Druckspindel bzw. des Druckstempels.
Bei gleichen Gewindesteigungen verschiebt sich der Druckstempel um das doppelte Maß der Verschiebung des Gewinderohres, bezogen auf die Druckspindel. Daraus ergibt sich gegenüber einer Stellspindel nach dem Stand der Technik, bei der in eingefahrener Stellung die Stellspindel eine Länge von beispielsweise 92 mm aufweist und bei einer Restüberdeckung im ausgefahrenen Zustand von 20 mm sowie einen maximalen Hub von 46 mm, eine Längenbegrenzung der Stellspindel in eingefahrener Stellung von 71 mm, bei gleicher Restüberdeckung von 20 mm, während der maximale Hub 55 mm beträgt.
Allein schon aus diesem Zahlenvergleich ergibt sich die Effizienz der Erfindung sowohl hinsichtlich der Minimierung des notwendigen Bauraumes wie auch hinsichtlich der Vergrößerung des Hubes, der eine entsprechende Dickendimensionierung des Reibbelages des zugeordneten Bremsbelages zulässt.
Der Übersetzungsantrieb kann statt über miteinander korrespondierende Gewinde auch über äquivalente technische Lösungen realisiert werden. Beispielhaft seien hierzu Kulissenführungen genannt, die aus ineinander greifende Kulissenzapfen und Kulissenbahnen bestehen, die in den Wandungen des Druckstempels, des Gewinderohres sowie der Druckspindel vorgesehen sind, wobei die Steigungen der Kulissenbahnen, die den Hub bestimmen, entsprechend gewählt werden. Denkbar ist auch eine Kombination von Gewinde- und Kulissenführungen, d. h., beispielsweise erhält das Gewinderohr außenseitig ein in ein Innengewinde des Druckstempels greifendes Gewinde, während innenseitig ein Kulissenzapfen vorgesehen ist, der in eine Kulissenbahn der Druckspindel eingreift.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 und 2 jeweils eine Einzelheit der erfindungsgemäßen Scheibenbremse in unterschiedlichen Funktionsstellungen, jeweils in einem Längsschnitt dargestellt.
In den Figuren ist eine Stellspindel 1 gezeigt, die in ihrem Grundaufbau aus einem mit einem Innen- und einem Außengewinde versehenen Gewinderohr und einem darauf mit einem Innengewinde versehenen Druckstempel 5 besteht, der an einem Ende eine Druckplatte 7 aufweist.
In das Gewinderohr 4 ist eine Druckspindel 2 eingeschraubt, die an einem, der Stellspindel 1 abgewandten Ende eine muldenförmige Ausnehmung 3 aufweist, zur Aufnahme eines Druckkörpers, der Bestandteil einer nicht dargestellten Zuspanneinrichtung der Scheibenbremse ist.
Während die Druckspindel 2 verdrehgesichert gehalten ist, ist das Gewinderohr 4 mittels eines Antriebsrades 6, im vorliegenden Beispiel als Zahnrad ausgebildet, drehbar. Der Druckstempel 5 ist gleichfalls verdrehgesichert gehalten und drückt mit seiner Druckplatte 7 gegen einen ebenfalls nicht gezeigten Bremsbelag.
Das fest mit dem Gewinderohr 4 verbundene Antriebsrad 6 ist zum Ausgleich eines Lüftspiels mittels einer Nachstelleinrichtung um einen vorbestimmten Betrag drehbar, beispielsweise bei jeder Bremsung.
Durch den gebildeten Übersetzungsantrieb, bei dem das Innen- und das Außengewinde des Gewinderohres 4 gegenläufig sind, daran angepasst natürlich die Gewinde der Druckspindel 2 bzw. des Druckstempels 5, wird bei gleicher Gewindesteigung aller Gewinde bei einer Umdrehung des Gewinderohres 4 ein axialer Weg des Gewinderohres 4 zurückgelegt, der der Gewindesteigung zwischen der Druckspindel 2 und dem Gewinderohr 4 entspricht. Der Druckstempel 5 legt, bezogen auf das Gewinderohr 4 die gleiche Strecke zurück, jedoch bezogen auf die Druckspindel 2 den doppelten Weg.
In der 1 ist eine Stellung gezeigt, wie sie die Stellspindel 1 bei einem neuen, d. h. unverschlissenen Bremsbelag einnimmt, während die 2 eine Stellung wiedergibt, in der der Bremsbelag bis zu einem vorbestimmten Grenzwert abgenutzt ist.
Grundsätzlich können auch andere Übersetzungsverhältnisse als die dargestellten verwirklicht werden, sowohl durch unterschiedliche Steigungen des Innen- und des Außengewindes des Gewinderohres 4, wie auch durch Zwischenschaltung eines oder mehrerer weiterer Gewinderohre.

Claims

Scheibenbremse, die pneumatisch oder elektromotorisch betätigbar ist, a) einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel b) einer im Bremssattel angeordneten Zuspanneinrichtung zum Andrücken von Bremsbelägen an die Bremsscheibe, c) mindestens einer Stellspindel (1), die mit der Zuspanneinrichtung in Wirkverbindung steht, d) einer im Bremssattel positionierten Nachstelleinrichtung, mit der über eine axiale Verstellung der Stellspindel (1) eine verschleißbedingte Änderung eines Lüftspiels zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe im Wesentlichen ausgleichbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellspindel (1) durch einen linear wirkenden positiven Übersetzungsantrieb axial verstellbar ist, der als teleskopierbarer Spindeltrieb ausgebildet ist und mindestens ein mit einem Innen- und Außengewinde versehenes Gewinderohr (4) aufweist, auf dem außenseitig ein Druckstempel (5) und innenseitig eine Druckspindel (2) gelagert sind, die jeweils relativ zum Gewinderohr (4), entsprechend den Gewindesteigungen verdrehbar sind, wobei an dem Gewinderohr (4) außenseitig ein Antriebsrad (6) der Nachstelleinrichtung verdrehsicher befestigt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- und Außengewinde des Gewinderohres (4) gegenläufig sind.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- und Außengewinde des Gewinderohres (4) gleiche Steigungen aufweisen.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- und Außengewinde des Gewinderohres (4) unterschiedliche Steigungen aufweisen.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckspindel (2) und der Druckstempel (5) verdrehsicher gehalten sind.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb ein Innenrohr aufweist, auf dem der Druckstempel (5) und in dem die Druckspindel (2) relativ dazu verdrehbar gelagert sind, wobei der Druckstempel (5) und die Druckspindel (2) über Kulissenführungen mit dem Innenrohr korrespondieren.