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Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auf eine entsprechende Scheibenbremse.
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Fahrzeuge und bestimmte technische Geräte verwenden häufig Reibungsbremsen, um kinetische Energie umzuwandeln. Bevorzugt wird dabei speziell im Personenkraftwagen- und im Nutzfahrzeugbereich die Scheibenbremse. Bei der typischen Bauform einer Scheibenbremse besteht diese aus einem Bremssattel samt innerer Mechanik, aus in der Regel zwei Bremsbelägen und der Bremsscheibe. Auf die innere Mechanik werden über einen pneumatisch betätigten Zylinder die Zylinderkräfte eingeleitet, durch einen Exzentermechanismus verstärkt und als Zuspannkraft über Gewindespindeln auf Bremsbeläge und Bremsscheibe übertragen, wobei über die Gewindespindeln der Verschleiß von Bremsscheibe und Bremsbelägen ausgeglichen wird.
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Die Zuspannkräfte wirken über beide Bremsbeläge auf die Bremsscheibe, welche in Abhängigkeit von der Höhe der Zuspannkraft eine Verzögerung der Rotationsbewegung erfährt. Diese Verzögerung wird maßgeblich vom Reibwert zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag mitbestimmt. Da die Beläge konstruktiv als Verschleißteile ausgelegt werden und die Reibwerte abhängig von der Festigkeit sind, sind diese generell weicher als die Bremsscheibe, d. h. die Beläge erfahren über Ihre Gebrauchsdauer eine Änderung der Belagstärke, sie verschleißen. Aus dieser Belagstärkenänderung ergibt sich die Notwendigkeit, dass eine Verschleißnachstellung die Änderung ausgleicht und somit ein konstantes Luftspiel einstellt.
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Ein Beispiel einer Verschleißnachstellvorrichtung beschreibt das Dokument
DE 10 2004 037 771 A1 . Dabei wird eine Antriebsdrehbewegung z. B. von einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung, beispielsweise mit einer Kugelrampe, über eine kontinuierlich wirkende Kupplung (Rutschkupplung) auf eine Verstellspindel eines Druckstempels weitergeleitet. Das Luftspiel wird dabei kontinuierlich eingestellt.
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Eine derartige Verschleißnachstellvorrichtung wird üblicherweise mit einer Lagerscheibe in eine dafür vorgesehene Aussparung am Bremssattel eingesetzt und befestigt. Eine Kugelscheibe ermöglicht eine Bewegung einer Nachstellerwelle aufgrund von so genanntem Brückenschwenken auszugleichen. Diese Kugelscheibe kann in der Lagerscheibe dazu gleiten.
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Das Dokument
DE 10 2008 036 034 A1 beschreibt eine Nachstellvorrichtung zur Nachstellung eines Verschleißes von Bremsbelägen und Bremsscheibe einer pneumatisch betätigten Scheibenbremse mit einer drehhebelbetätigten Zuspannvorrichtung. Die Nachstellvorrichtung ist vorzugsweise in eine Stellspindel der Scheibenbremse einsetzbar und an einem Bremssattel der Scheibenbremse mittels einer Lagerscheibe anbringbar, wobei axial auf einer Seite eines Antriebsrings ein Axiallager und axial auf der gegenüberliegenden Seite des Antriebsrings eine Kugelrampenkupplung mit Freilauffunktion ausgebildet ist. Die Kugelrampenkupplung weist Kugeln, den axial zwischen dem Axiallager und ihren Kugeln antriebsseitig angeordneten Antriebsring und einen abtriebsseitigen Kupplungsring auf. Eine Konuskupplung ist zwischen dem abtriebsseitigen Kupplungsring und einer Federhülse für eine Zylinderfeder angeordnet. Eine drehmomentabhängige Kupplung mit Formgehemme ist axial zwischen der Konuskupplung und der Federhülse angeordnet. Es wird auch eine entsprechende Scheibenbremse beschrieben.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Nachstelleinrichtung zu schaffen.
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Eine weitere Aufgabe ist, eine verbesserte Scheibenbremse bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch eine Nachstelleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Es wird eine Nachstelleinrichtung geschaffen, welche einen vereinfachten Aufbau aufweist, sowie eine erleichterte Montage und eine vereinfachte Befestigung ermöglicht.
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Eine erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung zur Nachstellung eines Reibflächenverschleißes an Bremsbelag und Bremsscheibe einer Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bremssattel und einer Zuspannvorrichtung, vorzugsweise mit einem Bremsdrehhebel, wobei die Nachstelleinrichtung antriebsseitig mit der Zuspannvorrichtung, vorzugsweise mit dem Bremsdrehhebel, und abtriebsseitig mit einer Spindeleinheit der Scheibenbremse koppelbar ist, umfasst axial beiderseits eines Antriebselementes jeweils eine Wälzkörperanordnung, von denen eine als Wälzlager und eine als Freilauf- und Überlastkupplungseinrichtung ausgebildet ist, das Wälzlager als Bestandteil einer Bundbuchse, die Freilauf- und Überlastkupplungseinrichtung mit einer Hülse mit Spannfeder und mindestens einem Abtriebselement gekoppelt, und eine Nachstellerwelle, um welche herum die Bundbuchse, das Antriebselement, die Freilauf- und Überlastkupplungseinrichtung und die Hülse mit Spannfeder angeordnet sind. Die Nachstellerwelle ist mit einer Kugelkalotte ausgebildet, welche mit der Bundbuchse in Kontakt steht, wobei die Bundbuchse, das Antriebselement, die Freilauf- und Überlastkupplungseinrichtung und die Hülse durch die Spannfeder auf der Nachstellerwelle gegen die Kugelkalotte vorgespannt gehalten sind. Die Nachstelleinrichtung ist durch die Nachstellerwelle an dem Bremssattel der zuzuordnenden Scheibenbremse mittels mindestens eines Befestigungselementes feststehend verbindbar.
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Die Nachstelleinrichtung weist gegenüber dem Stand der Technik eine geringere Anzahl von Bauteilen auf. Alle Funktionseinheiten sind um die Nachstellerwelle angeordnet und gegen die Kugelkalotte vorgespannt gehalten, wobei die Funktionseinheiten um die Kugelkalotte schwenken können.
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Die Einstellung eines Luftspiels kann unabhängig von der Lage dieser Funktionseinheiten erfolgen, d. h. innerhalb des Rahmens der Schwenkmöglichkeit.
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Eine erfindungsgemäße Scheibenbremse, vorzugsweise druckluftbetätigt, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bremssattel, einer Zuspannvorrichtung, vorzugsweise mit einem Bremsdrehhebel, mindestens einer Spindeleinheit, und mindestens einer Nachstelleinrichtung, welche mit der Zuspannvorrichtung, vorzugsweise mit dem Bremsdrehhebel, gekoppelt ist, weist die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung auf.
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In einer Ausführung weist die Nachstellerwelle ein Antriebsende auf, welches mit einem kreiszylinderförmigen Lagerabschnitt zum Einsatz in eine mit dem Lagerabschnitt korrespondierende Aufnahme des Bremssattels der zuzuordnenden Scheibenbremse versehen ist. So ist ein einfaches Einsetzen der Nachstelleinrichtung vor dem Befestigen in den Bremssattel möglich.
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In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der kreiszylinderförmige Lagerabschnitt auf einem Kragen der Nachstellerwelle angeordnet ist, wobei der Kragen mit einer Auflagefläche zur Auflage auf einem Auflageabschnitt des Bremssattels der zuzuordnenden Scheibenbremse vorgesehen ist. Dadurch ist eine einfache Auflagemöglichkeit der Nachstellerwelle an der Innenseite des Bremssattels geschaffen.
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In einer noch weiteren Ausführung ist der Lagerabschnitt der Nachstellerwelle mit einem zentralen Befestigungsabschnitt, vorzugsweise ein Innengewinde, zur Befestigung der Nachstellerwelle mit der Nachstelleinrichtung an dem Bremssattel der zuzuordnenden Scheibenbremse versehen. Damit wird eine einfache Befestigungsmöglichkeit erreicht.
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Eine Ausführung sieht vor, dass die Nachstellerwelle an dem Bremssattel der zuzuordnenden Scheibenbremse dergestalt befestigbar ist, dass das mindestens eine Befestigungselement von außerhalb des Bremssattels durch eine Befestigungsöffnung des Bremssattels mit dem zentralen Befestigungsabschnitt der Nachstellerwelle so zusammenwirkt, dass die Nachstellerwelle mit ihrem Kragen gegen den Auflageabschnitt des Bremssattels zur festen Auflage auf diesem kommt, wobei der Lagerabschnitt der Nachstellerwelle in der Aufnahme des Bremssattels aufgenommen und zentriert ist.
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Die Befestigungsöffnung und die Aufnahme für den Lagerabschnitt der Nachstellerwelle zum Einsetzen und Befestigen der Nachstelleinrichtung in dem Bremssattel der Scheibenbremse, kann im Gegensatz zu einer Befestigungsöffnung des Stands der Technik um ca. 90% verkleinert werden. Dadurch wird der Bremssattel der Scheibenbremse strukturell deutlich entlastet.
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In einer noch weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Befestigungselement mit einem Sicherungs-/Dichtelement zur Abdichtung der Befestigungsöffnung und zur Sicherung des mindestens einen Befestigungselementes gekoppelt ist. Die Abdichtung des Bremssattels kann nun im Gegensatz zu einer Deckeldichtung des Stands der Technik eine einfache Radialdichtung sein. Sie kann auch beispielsweise in die Befestigung mit dem Befestigungselement integriert sein.
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Dabei ist vorgesehen, dass das mindestens eine Befestigungselement als Schraube ausgebildet ist. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Befestigung möglich.
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In einer noch weiteren Ausführung weist die Bundbuchse eine kalottenförmige Lagerfläche auf, welche mit der Kugelkalotte korrespondiert und in welcher die Kugelkalotte aufgenommen ist. Damit wird ein kardanisches Lager ermöglicht, das die Schwenkbewegungen der Funktionseinheiten der Nachstelleinrichtung ausgleichen kann.
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Dabei ist es vorgesehen, dass die mit der Kugelkalotte korrespondierende Lagerfläche der Bundbuchse mindestens zwei sich radial gegenüberliegende sphärische Aussparungen zur jeweiligen Zusammenwirkung mit einer Nase der Nachstellerwelle aufweist. Die Nasen können z. B. seitlich an der Kugelkalotte angebracht sein. Sie sind fest mit der Nachstellerwelle verbunden und ermöglichen in Zusammenwirkung mit den sphärischen Aussparungen in der Bundbuchse eine radiale Fixierung der Funktionseinheiten der Nachstelleinrichtung auf der Nachstellerwelle. Dabei lassen die Nasen jedoch die oben beschriebenen Schwenkbewegungen der Funktionseinheiten der Nachstelleinrichtung um die feststehende Nachstellerwelle zu.
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In einer weiteren Ausführung ist die Kugelkalotte mit der Nachstellerwelle einstückig ausgebildet. Damit wird eine Reduzierung von Bauteilen möglich. Natürlich ist aber auch eine Ausführung möglich, in welcher die Kugelkalotte als separates Bauteil auf der Nachstellerwelle aufgebracht ist.
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In einer weiteren Ausführung der Scheibenbremse weist diese zwei Spindeleinheiten und eine Synchronisationseinheit auf. Dabei ist die Nachstelleinrichtung auf oder in die eine der beiden Spindeleinheiten der Scheibenbremse eingesetzt.
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Alternativ kann die Nachstelleinrichtung auch so angeordnet sein, dass sie über die Synchronisationseinheit mit der mindestens einen Spindeleinheit gekoppelt ist.
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In einer noch weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass die Nachstelleinrichtung von einer Belagschachtseite des Bremssattels eingebaut und mit dem Bremssattel derart fest verbunden ist, und dass die Nachstellerwelle der Nachstelleinrichtung mit dem mindestens einen Befestigungselement an dem Bremssattel feststehend angebracht ist. So kann nicht nur eine Bauteilezahl reduziert, sondern eine Montage auch vereinfacht werden.
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Die Erfindung wird nun anhand einer beispielhaften Ausführung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Teilschnittansicht einer üblichen Scheibenbremse mit einer Verschleißnachstellvorrichtung;
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2 eine schematische Längsschnittansicht einer üblichen Nachstelleinrichtung der Scheibenbremse nach 1;
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3 eine schematische Draufsicht auf eine Befestigung der Nachstelleinrichtung nach 2;
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4 eine schematische Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung;
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5 eine schematische Perspektivansicht einer Nachstellerwelle des Ausführungsbeispiels der Nachstelleinrichtung nach 4;
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6 eine schematische Perspektivansicht einer Bundbuchse des Ausführungsbeispiels der Nachstelleinrichtung nach 4; und
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7 eine Detaildarstellung aus der schematischen Längsschnittansicht nach 4.
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1 zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer üblichen Scheibenbremse 1 in einer Draufsicht mit einer Verschleißnachstellvorrichtung 9.
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Die Scheibenbremse 1 weist eine Bremsscheibe 2 mit einer Bremsscheibenachse 2a auf. Die Bremsscheibe 2 ist von einem, hier als Schwimmsattel ausgeführten, Bremssattel 4 übergriffen. Beiderseits der Bremsscheibe 2 ist jeweils ein Bremsbelag 3 mit jeweils einem Bremsbelagträger 3a angeordnet. Die Scheibenbremse 1 ist hier als zweistempelige Bremse mit zwei Spindeleinheiten 5 und 5' mit jeweils einem Gewindestempel 6, 6' ausgebildet. Die in 1 rechts befindliche Seite der Scheibenbremse 1 wird als Zuspannseite A und die links befindliche Seite wird als Belagschachtseite B bezeichnet.
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Der zuspannseitige Bremsbelagträger 3a steht mit den Spindeleinheiten 5, 5' an Enden der Gewindestempeln 6, 6' über Druckstücke 6a, 6'a in Verbindung. Der andere, Bremsbelagträger 3a wird auch reaktionsseitiger Bremsbelagträger 3a genannt und ist auf der anderen Seite der Bremsscheibe 2 im Bremssattel 4 festgelegt. Die Gewindestempel 6, 6' sind jeweils in einer Traverse 17 in Gewinden verdrehbar angeordnet. Die Traverse 7 wird auch als Brücke bezeichnet.
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Die Traverse 17 und somit die Gewindestempel 6, 6' sind von einer Zuspannvorrichtung, hier ein Bremsdrehhebel 7 mit einer Schwenkachse rechtwinklig zu einer Drehachse der Bremsscheibe 2 betätigbar. Der Bremsdrehhebel 7 weist einen nicht näher bezeichneten Hebelkörper auf, welcher mit der Traverse 17 in Zusammenwirkung steht.
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Die Traverse 17 ist in Richtung der Bremsscheibenachse 2a durch den Bremsdrehhebel 7 verstellbar. Eine Bewegung auf die Bremsscheibe 2 wird als Zuspannbewegung bezeichnet, und eine Bewegung in Gegenrichtung wird Lösebewegung genannt. Eine nicht näher bezeichnete Rückstellfeder ist in der Mitte der Traverse 17 in einer entsprechenden Ausnehmung auf der belagseitigen Seite der Traverse 17 aufgenommen und stützt sich am Bremssattel 4 ab. Mittels der Rückstellfeder wird die Traverse 17 bei der Lösebewegung in die in 1 gezeigte gelöste Stellung der Scheibenbremse 1 verstellt.
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Ein Abstand zwischen den Bremsbelägen 3 und der Bremsscheibe 2 in der gelösten Stellung wird als Lüftspiel bezeichnet. Infolge von Belag- und Scheibenverschleiß wird dieses Lüftspiel größer. Wenn dies nicht kompensiert wird, kann die Scheibenbremse 1 ihre Spitzenleistung nicht erreichen, da ein Betätigungshub der Betätigungsmechanik, d. h. hier der Betätigungshub bzw. ein Schwenkwinkel des Bremsdrehhebels 7, nicht mehr ausreicht.
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Die Scheibenbremse
1 kann unterschiedliche Kraftantriebe aufweisen. Der Drehhebel
7 wird hier z. B. pneumatisch betätigt. Zu Aufbau und Funktion einer pneumatischen Scheibenbremse
1 wird auf die entsprechende Beschreibung der
DE 197 29 024 C1 verwiesen.
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Die Verschleißnachstellvorrichtung 9 ist zur Verschleißnachstellung eines vorher festgelegten Luftspiels, das als Nominallüftspiel bezeichnet wird, ausgebildet. Unter dem Begriff „Nachstellung” ist eine Lüftspielverkleinerung zu verstehen. Das vorher festgelegte Lüftspiel ist durch die Geometrie der Scheibenbremse 1 bestimmt und weist ein so genanntes konstruktives Lüftspiel auf. Mit anderen Worten, die Verschleißnachstellvorrichtung 9 verkleinert ein vorhandenes Lüftspiel, wenn dieses in Bezug auf ein das vorher festgelegte Lüftspiel zu groß ist.
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Die Verschleißnachstellvorrichtung 9 umfasst hier eine Nachstelleinrichtung 11 und einen Mitnehmer 12. Die Nachstelleinrichtung 11 ist an der einen Spindeleinheit 5 koaxial zu dieser, zu deren Gewindestempel 6 und einer Nachstellerachse 5a angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Nachstelleinrichtung 11 in den Gewindestempel 6 einsetzbar. Mittels einer Lagerscheibe 15 (2, 3) ist die Nachstelleinrichtung 11 im Bremssattel 4 abgestützt bzw. eingesetzt. Dies wird unten im Zusammenhang mit 2 und 3 noch näher beschrieben.
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Der Mitnehmer 12 ist koaxial zu der anderen Spindeleinheit 5', zu deren Gewindestempel 6' und einer Mitnehmerachse 5'a angeordnet. Der Mitnehmer 12 ist hier in den Gewindestempel 6' eingesetzt und steht mit diesem in Wirkverbindung.
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Die Nachstellerachse 5a, die Mitnehmerachse 5'a und die Bremsscheibenachse 2a sind parallel zueinander angeordnet.
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Die Nachstelleinrichtung 11 der Verschleißnachstellvorrichtung 9 steht über einen Antrieb 8 mit dem Bremsdrehhebel 7 in Zusammenwirkung. Der Antrieb 8 umfasst einen Betätiger 8a, welcher mit dem Bremsdrehhebel 7 verbunden ist, und ein Antriebselement 8b der Nachstelleinrichtung 11.
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Die Nachstelleinrichtung 11 und der Mitnehmer 12 sind durch eine Synchronisationseinheit 10 derart gekoppelt, dass eine Verdrehbewegung des Gewindestempels 6 um die Nachtstellerachse 5a eine Verdrehbewegung des Gewindestempels 6' um die Mitnehmerachse 5'a bewirkt und umgekehrt. Die Synchronisationseinheit 10 ist hier an einer zuspannseitigen Oberseite des Bremssattels 4 angeordnet und von einem Deckel 4a abgedeckt. Die Synchronisationseinheit 10 umfasst hier ein Synchronrad 13a, das mit dem Gewindestempel 6 der einen Spindeleinheit 5 und mit dem Nachsteller 11 gekoppelt ist, ein weiteres Synchronrad 13'a, das mit der Gewindestempel 6' der anderen Spindeleinheit 5' und mit der Mitnehmer 12 gekoppelt ist, und ein Synchronmittel 13, mit welchem die Synchronräder 13a und 13'a gekoppelt sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Synchronräder 13a, 13'a Kettenräder und das Synchronmittel 13 eine Kette. Damit ist eine synchrone Bewegung der Gewindestempel 6, 6' der Spindeleinheiten 5 und 5' bei Verschleißnachstellvorgängen (Antrieb durch den Nachsteller 11) und Einstellungen bei Wartungsarbeiten, z. B. Bremsbelagwechsel, (manueller Antrieb z. B. über ein Betätigungsende des Mitnehmers 12 oder/und ein Antriebsende 11b der Nachstelleinrichtung 11 wie 2 zeigt) gewährleistet.
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In 2 ist eine schematische Längsschnittansicht eines üblichen Nachstellers 11 der Scheibenbremse 1 nach 1 dargestellt. 3 zeigt dazu eine schematische Draufsicht auf eine Befestigung der Nachstelleinrichtung 11 nach 2 Die Nachstelleinrichtung 11 weist die zentrale Nachstellerwelle 11a mit einem oberen, zuspannseitigen Antriebsende 11b und einem unteren Abtriebsende 11c auf. Das Antriebsende 11b ist hier mit einem nicht näher bezeichneten Werkzeugansatz versehen. Unterhalb des Antriebsendes 11b ist ein nicht näher bezeichneter Kragen die Nachstellerwelle 11a angeordnet, welcher auf einer Kugelscheibe 14 ruht, die in einer darunter angeordneten Lagerscheibe 15 in einer mit der Kugelform der Kugelscheibe 14 korrespondierenden Aufnahme gelagert ist. Die Lagerscheibe 15 liegt auf einer Bundbuchse 16 auf, mit welcher die Lagerscheibe 15 in nicht näher angegebener Weise verdrehsicher verbunden ist.
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Die Nachstelleinrichtung 11 ist in dem Bremssattel 4 (siehe 1) axial und radial fixiert. Hierzu wird die Nachstelleinrichtung 11 mit der Lagerscheibe 15 in eine dafür vorgesehene Aussparung am Bremssattel 4 von der Zuspannseite A her eingelegt.
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Durch einen Betätigungshub mit dem Bremsdrehhebel 7 wird das Luftspiel zwischen dem Antriebselement 8b, welches auch als Schaltgabel bezeichnet wird) und dem Betätiger 8a (auch Hebelpin genannt) des Antriebs 8 eingestellt. Dann wird die Lagerscheibe 15 in dem Bremssattel 4 mittels einer Kugel 15 verstemmt. Dies ist in 3 dargestellt.
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Eine Antriebsbewegung der Nachstelleinrichtung
11 durch den Antrieb
8 auf das Antriebselement
8b wird bei einer Verschleißnachstellung durch nicht näher bezeichnete Bauteile und Funktionsgruppen der Nachstelleinrichtung
11, z. B. Freilauf- und Überlasteinrichtungen, auf Nachstellerabtriebselemente
18 übertragen. Zur Beschreibung der Bauteile und Funktionsgruppen der Nachstelleinrichtung
11 wird auf das Dokument
DE 10 2004 037 771 A1 verwiesen.
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Die Nachstelleinrichtung 11 ist mit den Nachstellerabtriebselementen 18 mit der Gewindespindel 6 gekoppelt und in diese eingesetzt. Da die Gewindespindel 6 in der Traverse 17 eingeschraubt ist, werden die Bewegungen der Traverse 17, wie z. B. Schwenken, auf die Gewindespindel 6 und auch auf den Nachsteller 11 bzw. die Nachstellerwelle 11a übertragen. Hierzu sind zwei Pfeile angegeben, welche beispielhafte Bewegungsrichtungen BW und BW' symbolisieren sollen. In der Lagerscheibe 15 eingesetzt befindet sich wie oben beschrieben die Kugelscheibe 14, welche es ermöglicht, diese Bewegungen die Nachstellerwelle 11a aufgrund von Traversenschwenken auszugleichen, indem die Kugelscheibe 14 in der zugehörigen Aufnahme der Lagerscheibe 15 gleiten kann.
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4 stellt eine schematische Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung 11 dar. 5 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Nachstellerwelle 11a des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung 11 nach 4. In 6 ist eine schematische Perspektivansicht einer Bundbuchse 16 des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung 11 nach 4 gezeigt. 7 zeigt eine Detaildarstellung aus der schematischen Längsschnittansicht nach 4.
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Mit dem Begriff „oben” bzw. „Oberseite” im Zusammenhang mit der Nachstelleinrichtung 11 und ihren Bauteilen ist die Seite bzw. der Bereich gemeint, die in den 4–7 in den Zeichnungen oben angeordnet ist und der Befestigung der Nachtstelleinrichtung 11 im Bremssattel 4 zugeordnet ist.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung 11 im Gegensatz zu der üblichen Nachstelleinrichtung (1–3) für den Einbau von der Belagschachtseite B der Scheibenbremse 1 (1) her vorgesehen. Hierbei wird die Nachstellerwelle 11a mittels einer Verschraubung (Befestigungselement 19) am Bremssattel 4 fixiert, was unten noch näher erläutert wird. Abtriebsseitig greifen die Nachstellerabtriebselemente 18 in ein auf der Traverse 17 drehbar montiertes Synchronrad 13a der hier nicht gezeigten Synchronisationseinheit 10 ein. Dadurch erfährt die Nachstelleinrichtung 11 wieder die Schwenkbewegung der Traverse 17.
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Die Nachstellerwelle 11a weist ihrerseits eine Kugelkalotte 11f auf, um welche nun die oben beschriebene Schwenkbewegung stattfinden kann. Die Nachstellerwelle 11a wird unten noch näher ausführlich beschrieben.
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Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung 11 ist hier für eine mittige Anordnung zwischen den Spindeleinheiten 5, 5' vorgesehen. Die Gewindespindeln 6, 6' sind dabei über eigene Synchronräder durch die Synchronisationseinheit 10 untereinander, was nicht gezeigt aber leicht vorstellbar ist, und auf diese Weise mit der Nachstelleinrichtung 11 gekoppelt. Dabei ist die abtriebsseitige Kopplung der Nachstelleinrichtung 11 durch die Nachstellerabtriebselemente 18 mit einem Synchronrad 13a vorgesehen. Dies zeigt 4, wobei auch eine Hebellagerung 7a auf der Traverse 17 neben der Nachstelleinrichtung 11 angedeutet ist. Die zugehörige, hier nicht gezeigte aber leicht vorstellbare, Synchronisationseinheit 10 zu dem Synchronrad 13a ist hierbei auf der Traverse 17 angeordnet. Hier sind das Synchronrad 13a, das mit der Nachstelleinrichtung 11 zusammenwirkt, wie auch die nicht gezeigten Synchronräder der Gewindespindeln 6, 6' als Zahnräder ausgebildet, wobei die Synchronisationseinheit 10 ein Stirnzahnradgetriebe sein kann.
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Obwohl das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nachstelleinrichtung 11 nicht für ein Einsetzen in Gewindespindeln 6, 6' ausgelegt ist, ist es nur beispielhaft gezeigt und soll auch für andere Bauarten von Nachstelleinrichtungen 11 gelten, wie z. B. zum Einsetzen in Gewindespindeln 6, 6' und ebenfalls für Nachstelleinrichtungen, die auf Enden der Gewindespindeln 6, 6' und außen an dem Umfang der Gewindespindeln 6, 6' angeordnet sind und diese teilweise umhüllen. Dies gilt natürlich auch für Scheibenbremsen 1 mit nur einer Gewindespindel 6, 6' ohne Synchronisationseinheit 10.
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Die erfindungsgemäße Nachstelleinrichtung 11 umfasst die zentrale Nachstellerwelle 11a, eine darauf angeordnete Bundbuchse 16, ein Antriebselement 8b, eine Freilauf- und Überlastkupplungseinrichtung 20 zwischen dem Antriebselement 8b und den Nachstellerabtriebselementen 18, und ein Befestigungselement 19 zur Befestigung der Nachstelleinrichtung 11 am Bremssattel 4 der Scheibenbremse 1.
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Die Nachstellerwelle 11a weist ein Antriebsende 11b auf, welches mit einem kreiszylinderförmigen Lagerabschnitt 11d ausgebildet ist, der auf einem Kragen 11e angeordnet ist. Ein Außendurchmesser des Lagerabschnitts 11d ist etwa drei Viertel mal so groß wie der Außendurchmesser des Kragens 11e.
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Ein Abtriebsende
11c der Nachstellerwelle
11a ist entsprechend der damit verbundenen, nicht näher erläuterten Bauteile ausgebildet. Zur Beschreibung dieser Bauteile und Funktionsgruppen der Nachstelleinrichtung
11 wird ebenfalls auf das Dokument
DE 10 2004 037 771 A1 verwiesen. In dem in
4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Abtriebsende
11c im Durchmesser größer als der davor angeordnete Abschnitt der Nachstellerwelle
11a, um einen axialen Anschlag für eine nicht näher bezeichnete Spannfeder bzw. Spannfederplatte zu bilden. Natürlich kann dies auch z. B. durch einen Wellensicherungsring realisiert sein. Um die Spannfeder herum ist eine nicht näher bezeichnete Hülse angeordnet, welche an ihrem oberen Ende mit der Freilauf- und Überlastkupplungseinrichtung
20 gekoppelt ist. Das untere Ende dieser Hülse ist mit dem Nachstellerabtriebselement
18 verbunden. Das Nachstellerabtriebselement
18 ist in diesem Beispiel eine Art Zahnrad mit einer Außenverzahnung, die mit einer Innenverzahnung des Synchronrads
13a in Eingriff steht.
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Der Lagerabschnitt 11d ist zum Einsatz in eine Aufnahme 4c, hier eine Aufnahmebohrung, des Bremssattels 4 vorgesehen, wobei eine zum Antriebsende 11b der Nachstellerwelle 11a weisende Auflagefläche 11i des Kragens 11e auf einem zur Belagschachtseite B weisenden Auflageabschnitt 4d der Innenseite des Bremssattels 4 zur Auflage bestimmt ist. Dies stellt 7 in vergrößerter Ansicht dar.
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Weiterhin ist der Lagerabschnitt 11d mit einem zentralen Befestigungsabschnitt 11g zur Befestigung der Nachstellerwelle 11a mit der Nachstelleinrichtung 11 an dem Bremssattel 4 versehen. Der Befestigungsabschnitt 11g ist hier als ein Innengewinde zur Zusammenwirkung mit einem Gewinde einer Schraube, die hier als Befestigungselement 19 verwendet wird, ausgebildet.
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Die Nachstelleinrichtung 11 wird wie bereits erwähnt von der Belagschachtseite B her eingesetzt, wobei der Lagerabschnitt 11d der Nachstellerwelle 11a in der Aufnahme 4c des Bremssattels 4 aufgenommen wird. Das Befestigungselement 19 wird von außen durch eine Befestigungsöffnung 4b des Bremssattels 4, die hier koaxial mit der Aufnahme 4c und mit der Nachstellerachse 5a angeordnet ist, geführt und in das Innengewinde des Befestigungsabschnitts 11g des Lagerabschnitts 11d der Nachstellerwelle 11a geschraubt. Durch Festziehen des Befestigungselementes 19 wird die Nachstellerwelle 11a an der Innenseite des Bremssattels 4 fixiert, wobei die Auflagefläche 11i des Kragens 11d der Nachstellerwelle 11a gegen den Auflageabschnitt 4c des Bremssattels 4 festgezogen wird und eine axiale Festlegung der Nachstellerwelle 11a bildet. Der Lagerabschnitt 11d wirkt mit der Aufnahme 4c zusammen als eine Zentrierung der Nachstellerwelle 11a.
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Zwischen dem Befestigungselement 19 und dem Bremssattel 4 ist ein Sicherungs-/Dichtelement 19a vorgesehen, welches eine Abdichtung der Befestigungsöffnung 4b und gleichzeitig eine Sicherung der als Befestigungselement 19 dienenden Schraube bewirkt. Es ist aber auch möglich, dass der Schraubenkopf mit einer integrierten Dichtung einschließlich Sicherung ausgebildet ist. Natürlich können Sicherungsfunktion und Dichtungsfunktion getrennt durch verschiedene geeignete Elemente ausgebildet sein.
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Unterhalb des Kragens 11e ist die Kugelkalotte 11f angeordnet, deren Gestalt halbkugelförmig ist, wobei diese Halbkugelform zum Abtriebsende 11c der Nachstellerwelle 11a weist. Die Kugelkalotte 11f ist wie der Kragen 11e und der Lagerabschnitt 11d einstückig mit der Nachstellerwelle 11a ausgebildet.
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Unterhalb des Kragens 11e sind sich radial gegenüberliegend seitlich zwei Nasen 11h angeformt, welche sowohl mit der Unterseite des Kragens 11e als auch mit dem oberen Bereich der Kugelkalotte 11f verbunden sind. Die Nasen 11h stehen radial von der Oberfläche der Kugelkalotte 11f hervor und erstrecken sich radial nach außen. Diese Nasen 11h und die Kugelkalotte 11f wirken mit der Bundbuchse 16 zusammen.
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Die Bundbuchse 16 ist ein Bauteil der Nachstelleinrichtung 11 und koaxial zu dieser und somit zu der Nachstellerachse 5a und der Nachstellerwelle 11a im zusammengebauten Zustand angeordnet. Die Bundbuchse 16, welche in 6 gezeigt ist, weist einen Flansch 16a und einen damit verbundenen Körper 16b auf. Der Flansch 16a ist oben auf dem Körper 16b angeordnet. In den Körper 16b ist eine kreiszylindrische Innenbohrung 16'e eingeformt, die sich von unten nach oben erstreckt und im Bereich des Flansches 16a in eine kalottenförmige Lagerfläche 16e übergeht. Die kalottenförmige Lagerfläche 16e kommuniziert mit der Kugelkalotte 11f der Nachstellerwelle 11a.
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In einem oberen Endbereich der kalottenförmigen Lagerfläche 16e ist diese mit einer Fase versehen, wobei hier zwei sich radial gegenüberliegende sphärische Aussparungen 16d angeordnet sind, die jeweils mit einer Nase 11h der Nachstellerwelle 11a kommunizieren.
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Die Unterseite des Flansches
16a ist als eine Lauffläche
16f für Kugeln eines nicht näher beschriebenen Axiallagers ausgebildet, was am besten in
7 zu erkennen ist. Dieses Axiallager ist in dem Dokument
DE 10 2004 037 771 A1 beschrieben. Auf der Oberseite des Flansches
16a der Bundbuchse sind hier sechs kreiszylindrische Zapfen mit geringer Höhe umfänglich angeformt.
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Im zusammengebauten Zustand ist der obere Bereich d. h. der Befestigungsbereich der Nachstelleinrichtung 11 in 7 vergrößert dargestellt.
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Alle Funktionsbauteile bzw. -einheiten der Nachstelleinrichtung 11 sind koaxial zu der Nachstellerachse 5a um die Nachstellerwelle 11a herum angeordnet, wobei das Befestigungselement 19 die Nachstelleinrichtung 11 an dem Bremssattel 4 befestigt, indem es die Nachstellerwelle 11a in bereits oben beschriebener Weise am Bremssattel 4 fixiert.
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Die Nachstellerwelle 11a erstreckt sich durch die Innenbohrung 16'e der Bundbuchse 16, wobei die kalottenförmige Lagerfläche 16e an der Außenfläche der Kugelkalotte 11f der Nachstellerwelle 11a anliegt. Die Nasen 11h der Nachstellerwelle 11a greifen dabei in die sphärischen Aussparungen 16d in dem oberen Randbereich der Lauffläche 16e formschlüssig ein.
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Die Kugeln des Axiallagers sind unterhalb des Flansches 16a der Bundbuchse 16 in der Lauffläche 16f angeordnet. Dabei bildet der Flansch 16a einen oberen Lagerring des Axiallagers, wobei die Oberseite des Antriebselementes 8b, das um den Körper 16b der Bundbuchse 16 herum angeordnet ist, mit den Kugeln des Axiallagers in Kontakt steht. Somit bildet das Antriebselement 8b einen unteren Lagerring des Axiallagers. Das Antriebselement 8b steht mit der Freilauf- und Überlastkupplungseinrichtung 20 in Wirkverbindung, welche ebenfalls zum Teil um den unteren Bereich des Körpers 16b der Bundbuchse 16 herum und um die aus der Innenbohrung 16'e des Körpers 16b nach unten hervortretende Nachstellerwelle 11a herum angeordnet ist.
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Daran schließen sich in Richtung auf das Abtriebsende 11c der Nachstellerwelle 11a die nicht näher beschriebenen, mit den Abtriebselementen 18 gekoppelten bzw. verbundenen Funktionsbauteile an. Zwischen dem Abtriebsende 11c und einem dieser Funktionsbauteile, das fast die untere Hälfte der Nachstellerwelle 11a und das Abtriebsende 11c umgibt, ist die Spannfeder unter Vorspannung angeordnet, welche alle Bauteile gegen die Kugelkalotte 11f festhält und vorspannt.
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Die kalottenförmige Lagerfläche 16e und die Kugelkalotte 11f bilden eine Art kardanisches Lager, um welches die oben beschriebenen Schwenkbewegungen der Nachstelleinrichtung 11 bewirkt durch die Schwenkbewegungen der Traverse 17 stattfinden können. Dabei können alle Funktionsbauteile der Nachstelleinrichtung 11 einschließlich der Bundbuchse 16, die aufgrund der Vorspannung der Spannfeder zusammengehalten werden, gemeinsam um die Kugelkalotte 11f der am Bremssattel 4 fixierten und feststehenden Nachstellerwelle 11a schwenken.
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Die in die sphärischen Aussparungen 16d der Bundbuchse 16 eingreifenden seitlichen Nasen 11h der Nachstellerwelle 11a bilden eine radiale Fixierung der oben beschriebenen Funktionseinheiten der Nachstelleinrichtung 11. Dabei lassen die Nasen 11h jedoch die oben beschriebenen Schwenkbewegungen der Nachstelleinrichtung 11 um die feststehende Nachstellerwelle 11a zu.
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Die Funktion der Nachstelleinrichtung 11 zur Einstellung des Luftspiels kann unabhängig von der Lage der Nachstelleinrichtung 11, d. h. der Funktionsbauteile um die feststehende Nachstellerwelle 11a herum, erfolgen.
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Die Befestigungsöffnung 4b, die hier als Durchgangsbohrung durch die Wand des Bremssattels 4 eingeformt ist, und die Aufnahme 4c für den Lagerabschnitt 11d der Nachstellerwelle 11a zum Einsetzen und Befestigen der Nachstelleinrichtung 11 in der Scheibenbremse 1, kann im Gegensatz zu einer Befestigungsöffnung des Stands der Technik um ca. 90% verkleinert werden. Dadurch wird der Bremssattel 4 strukturell deutlich entlastet. Die Abdichtung des Bremssattels 4 kann nun im Gegensatz zu der Dichtung des Deckels 4a (1) eine einfache Radialdichtung (Bezugszeichen 19a) bzw. in die Befestigung mit dem Befestigungselement 19 integriert sein, wie oben bereits beschrieben ist.
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Die Verschleißnachstellvorrichtung 9 mit der Nachstelleinrichtung 11 ist in erster Linie für die Verschleißnachstellung für pneumatisch zugespannte Scheibenbremsen im Nutzfahrzeugbereich gestaltet, kann jedoch auch bei allen anderen Anwendungen, wo Verschleißausgleich notwendig ist, zum Einsatz kommen.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele schränken die Erfindung nicht ein. Sie ist im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar.
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Die Nachstelleinrichtung 11 kann nicht nur in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein, sondern es sind z. B. sowohl Außenbauweisen als auch Innenbauweisen möglich. Unter Außenbauweise ist zu verstehen, dass die Nachstelleinrichtung 11 um eine Gewindespindel 6, 6' einer Spindeleinheit 5, 5' herum oder auf sie aufsetzbar ist. Mit Innenbauweise ist gemeint, dass die Nachstelleinrichtung 11 in eine Spindeleinheit 5, 5' z. B. in eine Gewindespindel 6, 6' wie in 1 gezeigt einsetzbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheibenbremse
- 2
- Bremsscheibe
- 2a
- Bremscheibenachse
- 3
- Bremsbelag
- 3a
- Bremsbelagträger
- 4
- Bremssattel
- 4a
- Deckel
- 4b
- Befestigungsöffnung
- 4c
- Aufnahme
- 4d
- Auflageabschnitt
- 5, 5'
- Spindeleinheit
- 5a
- Nachstellerachse
- 5'a
- Mitnehmerachse
- 6, 6'
- Gewindestempel
- 6a, 6'a
- Druckstück
- 7
- Bremsdrehhebel
- 7a
- Hebellagerung
- 8
- Antrieb
- 8a
- Betätiger
- 8b
- Antriebselement
- 9
- Verschleißnachstellvorrichtung
- 10
- Synchronisationseinheit
- 11
- Nachstelleinrichtung
- 11a
- Nachstellerwelle
- 11b
- Antriebsende
- 11c
- Abtriebsende
- 11d
- Lagerabschnitt
- 11e
- Kragen
- 11f
- Kugelkalotte
- 11g
- Befestigungsabschnitt
- 11h
- Nase
- 11i
- Auflagefläche
- 12
- Mitnehmer
- 12a
- Mitnehmerwelle
- 13
- Synchronmittel
- 13a, 13a'
- Synchronrad
- 14
- Kugelscheibe
- 15
- Lagerscheibe
- 15a
- Kugel
- 16
- Bundbuchse
- 16a
- Flansch
- 16b
- Körper
- 16c
- Aufnahmeabschnitt
- 16d
- Aussparung
- 16e
- Lagerfläche
- 16'e
- Innenbohrung
- 16f
- Lauffläche
- 17
- Traverse
- 18
- Nachstellerabtriebselement
- 19
- Befestigungselement
- 19a
- Sicherungs-/Dichtelement
- 20
- Freilauf- und Überlastkupplungseinrichtung
- A
- Zuspannseite
- B
- Belagschachtseite
- BW, BW'
- Bewegungsrichtung
