-
Die Erfindung betrifft eine Nachstelleinrichtung einer Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Nachstelleinrichtungen für insbesondere pneumatisch betätigbare Scheibenbremsen sind hinlänglich bekannt.
-
Eine solche Nachstelleinrichtung dient dem Ausgleich einer verschleißbedingten Änderung eines Lüftspiels, d.h., des Abstands zwischen dem zuspannseitigen Bremsbelag und einer fahrzeugseitigen Bremsscheibe, wobei die Nachstelleinrichtung eine bei Betätigung eines Bremshebels verdrehbare Antriebseinheit aufweist, die bei einer aus der
DE 10 2012 108 682 A1 bekannten Nachstelleinrichtung über ein Synchronisierelement mit einer Abtriebseinheit verbunden ist. Das Synchronisierelement wird bevorzugt durch einen Zugmitteltrieb gebildet.
-
Sowohl die Antriebseinheit wie auch die Abtriebseinheit stehen mit Bremsstempeln in Wirkverbindung, die bei Betätigung des Bremshebels gegen einen zuspannseitigen Bremsbelag pressbar sind.
-
Bestandteil der Antriebseinheit dieser Nachstelleinrichtung ist ein verdrehbares Spindelelement, das eine konzentrisch dazu angeordnete Kupplungseinheit trägt, die wiederum mit dem Bremshebel verbunden ist, wobei diese Kupplungseinheit als Überlastsicherung mit Freilauf ausgebildet ist.
-
Um die als Überlastsicherung fungierende Kupplungseinheit gleichbleibend funktionssicher zu halten, ist eine Druckfeder vorgesehen, die die Kupplungseinheit unter definierter Vorspannung hält und die auf dem Spindelelement geführt ist.
-
Dabei liegt die Druckfeder einerseits an einer fest mit dem Spindelelement verbundenen Anschlagscheibe an und andererseits an einem axial verschieblich an dem Spindelelement gehaltenen Stützelement der Kupplungseinheit.
-
Eine genaue Einstellung der Vorspannung erfolgt bei der Montage der Nachstelleinrichtung, wobei die Fixierung der Druckfeder zur Beibehaltung der definierten Vorspannkraft mittels Fixierelementen erfolgt, die jedoch insbesondere aufgrund im Fahrbetrieb auftretender Erschütterungen eine sichere Fixierung der Druckfeder nicht gewährleisten.
-
Im Servicefall, insbesondere zum Bremsbelagwechsel, wird die Nachstelleinrichtung entgegen der Zuspannrichtung der Scheibenbremse zurückgedreht.
-
Hierzu greift ein Werkzeug am Kopf des Spindelelements an. Dabei erfolgt ein Auskuppeln an einer gebildeten Schnittstelle zwischen dem Stützelement, das als Zahnhülse ausgebildet ist, und einer damit in Eingriff stehenden Buchse der Kupplungseinheit, wobei das Auskuppeln des Stützelements durch eine Verdrehsicherung einer Zwischenscheibe ausgelöst wird, die über einen inneren Anschlag an einer Lagerbuchse gehalten ist. Diese Lagerbuchse ist im Übrigen fest mit dem Bremssattel der Scheibenbremse verbunden und damit fest eingespannt. Eine Verdrehung des Spindelelements ist somit möglich.
-
Eine weitere Schnittstelle bildet als Überlastsicherung eine Kugelrampenkupplung, durch die die ausgeführte Nachstellung bei einem Lösen der Scheibenbremse durch Zurückschwenken des Bremshebels nicht wieder aufgehoben wird.
-
Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, dass zur Realisierung der Funktion die genannten mehreren Schnittstellen erforderlich sind, was naturgemäß nur mit einem relativ hohen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand realisierbar ist.
-
Das Spindelelement besteht aus einem die Kupplungseinheit tragenden Spindelabschnitt und einer damit verdrehsicher verbundenen Hülse, an der ein Bremsstempel verdrehfest, jedoch axial verschiebar gehalten ist.
-
Die Verbindung der Hülse mit dem Spindelabschnitt, dessen der Hülse zugewandter Endbereich verdickt ist, erfolgt durch ein Kaltumformen, insbesondere durch Taumeln.
-
Abgesehen davon, dass die Verbindung fertigungstechnisch recht aufwändig ist, können sich im Betrieb insofern Probleme ergeben, als die Verbindungstelle unter Umständen zu Rissbildungen neigt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachstelleinrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und ihre Betriebssicherheit verbessert wird.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Nachstelleinrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 6 oder 11 gelöst.
-
Durch die konstruktive Ausgestaltung der Nachstelleinrichtung gemäß Anspruch 1 bleibt die auf die Kupplungseinheit wirksame Federvorspannung über die Lebensdauer der Nachstelleinrichtung konstant, so dass sich die Dreh- bzw. Reibmomente innerhalb dieser Zeitspanne ausschließlich in einem definierten Bereich bewegen.
-
Von außen einwirkende beispielsweise Rüttelkräfte führen durch den Sicherungsring nicht zu einer Verstellung und damit nicht zu einer Veränderung der Federvorspannung.
-
Voraussetzung hierfür ist selbstverständlich, dass das Spindelelement, d.h. der Spindelabschnitt, eine umlaufende Nut aufweist, in der der Sicherungsring axial gesichert einliegt und gegenüber dem Spindelelement radial vorsteht. Der vorstehende Bereich stützt sich beispielsweise an einem Druckring ab, der sowohl mit der Kupplungseinheit formschlüssig in Eingriff steht wie auch an einer Schulter des Spindelabschnitts anliegt.
-
Bevorzugt ist der Sicherungsring im Sinne eines Sprengrings ausgebildet, der nach dem Zusammenbau der Nachstelleinrichtung in die Umfangsnut gebracht wird.
-
Damit wird die Herstellung der Nachstelleinrichtung insgesamt deutlich vereinfacht, was zu entsprechenden Kostenreduzierungen führt.
-
Der Sicherungsring bildet überdies einen Missbrauchsschutz, durch den eine ungewollte Demontage in Werkstätten verhindert wird, wobei eine Demontage des Sicherungsrings nur mit einem Spezialwerkzeug möglich ist.
-
Hierzu ist der Sicherungsring abweichend von genormten Sicherungsringen ausgebildet. Beispielsweise kann bei einer runden Kontur des Sicherungsrings, abweichend zur Norm, das Außenabmaß kleiner oder größer gewählt sein. Denkbar ist auch, die Außenkontur des Sicherungsrings abweichend von der Norm zu gestalten.
-
Damit wird erreicht, dass der Sicherungsring nur in der vorbestimmten Form eingesetzt werden kann, was die Verwendung eines sozusagen Standard-Sicherungsrings ausschließt. Im anderen Fall könnte eine Kontrolle ergeben, dass ein unsachgemäßer Eingriff in die Nachstelleinrichtung erfolgt ist.
-
Bei einer von der Kreisbogenform abweichenden Außenkontur des Sicherungsringes, die partiell sein kann, beispielsweise in Form mindestens eines Vorsprungs oder einer Vertiefung, kann daran angepasst eine Senkung der Kupplungseinheit, vor allem des Druckstücks vorgesehen sein, in der der Sicherungsring, dann auch verdrehgesichert, einliegt.
-
Wie erwähnt, weist die bekannte Nachstelleinrichtung zwei Schnittstellen auf, mit den sich daraus ergebenden Nachteilen.
-
Bei einer Ausführung der Nachstelleinrichtung entsprechend dem Anspruch 6 ist die Nachstelleinrichtung lediglich noch mit einer Schnittstelle versehen, die einerseits ein Rückdrehen der Nachstelleinrichtung im Servicefall erlaubt und andererseits eine Überlastsicherung bildet.
-
Gemäß dieser Erfindung ist eine Rampenscheibe so ausgebildet, dass die Rampen in Umfang der Rampenscheibe unmittelbar aneinander grenzen, in ihrem Rampenverlauf dabei gleichbleibend.
-
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Rampen mit Abstand zueinander angeordnet sind, also keine Verbindung zueinander haben, so dass die Rampenkugeln bei einer Relativverdrehung einer das Gegenstück bildenden Schaltscheibe bei einer Betätigung der Bremse in den gebildeten Taschen verbleiben, gelangen nunmehr die Kugeln bei einer entsprechenden Bewegung nach Überfahren der Rampe in den tiefergelegenen Abschnitt der nachfolgenden Tasche.
-
Der Übergang zwischen den benachbarten Taschen ist so ausgebildet, dass ein möglichst sanftes Überrollen möglich wird, wozu der Übergang abgerundet gestaltet ist.
-
Der Teilungswinkel der Taschen ist bevorzugt so ausgelegt, dass die Bremse je überrollte Tasche einen bestimmten axialen Hub vollführt.
-
Überdies kann das Lüftspiel beim Bremsbelag- oder Bremsscheibenwechsel durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einfach eingestellt werden, wobei die Anzahl der überrollten Taschen das Lüftspiel nach einem Zurückdrehen ergibt. Das Überrollen der Taschen ist beim Zurückdrehen für den Monteur sowohl fühlbar wie auch akustisch wahrnehmbar.
-
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Kugeln der Kugelrampenkupplung in einem Kugelkäfig gehalten, der aus einem Kunststoff besteht oder aus einem Kunststoff mit einem Metall-Inlay, das von dem Kunststoff umhüllt ist.
-
Nach der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist vorgesehen, den die Kupplungseinheit tragenden Spindelabschnitt und die daran angeschlossene Spannhülse durch Formschluss verdrehsicher miteinander zu verbinden.
-
Dazu weist die im Verbindungsbereich mit dem Spindelabschnitt domartig ausgebildete Spannhülse einen inneren Zahnkranz auf, mit Zahnlücken, die in eine Verzahnung des Spindelabschnitts eingreifen. Die Zähne der Verzahnung des Spindelabschnitts sind an dessen durchmesserkleinerem zylindrischen Bereich angeordnet, ausgehend von einer planen Fläche des verdickten Endes des Spindelabschnitts. So ergibt sich eine radial ausgerichtete plane Auflagefläche des verdickten Endes, an der die Spannhülse mit einem radialen Abschnitt anliegt, wobei dieser radiale Abschnitt den genannten Zahnkranz aufweist.
-
Der Übergang der radialen planen Auflagefläche des Spindelabschnitts zum verdickten Ende hin ist als Radius ausgebildet, was eine gewisse Bewegungsfreiheit der Spannhülse in radialer Richtung bzw. leichte Kippbewegungen ermöglicht.
-
Insgesamt ergibt sich eine deutliche Reduzierung von den Verbindungsbereich beeinträchtigenden Spannungen. Überdies ist die Möglichkeit der Übertragung eines hohen Drehmoments gewährleistet. Durch die möglichen Kippbewegungen der Spannhülse wird deren Belastung verringert.
-
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindungen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
Es zeigen:
- 1 eine Scheibenbremse mit einer Nachstelleinrichtung nach dem Stand der Technik in einer geschnittenen Draufsicht
- 2 einen Teil der Nachstelleinrichtung nach der Erfindung in einer geschnittenen Seitenansicht
- 3 eine Einzelheit der Nachstelleinrichtung nach 2 in verschiedenen Ausführungsvarianten, jeweils in einer Draufsicht
- 4 bis 6 Einzelheiten einer Kugelrampenkupplung der Nachstelleinrichtung, jeweils in einer perspektivischen Ansicht
- 7 und 8 jeweils eine Einzelheit des Spindelelements der Nachstelleinrichtung, gleichfalls perspektivisch abgebildet.
-
In der 1 ist eine Scheibenbremse nach dem Stand der Technik dargestellt, mit einem eine Bremsscheibe 2 übergreifenden Bremssattel 1 und zwei, im Fall einer Bremsung beidseitig an die Bremsscheibe 2 anpressbare Bremsbelägen 3, 3'.
-
Bei einer Bremsung wird mittels einer Zuspanneinrichtung zunächst der zuspannseitige Bremsbelag 3 gegen die Bremsscheibe 2 gepresst und in der Folge, aufgrund der auftretenden Reaktionskräfte, der reaktionsseitige Bremsbelag 3' ebenfalls mit der Bremsscheibe 2 in Kontakt gebracht.
-
Die Zuspanneinrichtung weist einen schwenkbaren Bremshebel 4 auf, der an einer in Richtung der Bremsscheibe 2 verschiebbaren Traverse 6 anliegt, in der wiederum zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Bremsstempel 5 befestigt sind, die jeweils Druckstücke tragen, die an den zuspannseitigen Bremsbelag 3 andrückbar sind.
-
Zur Nachstellung eines verschleißbedingt sich verändernden Lüftspiels ist eine Nachstelleinrichtung 7 vorgesehen, die mit den Bremsstempeln 5 korrespondiert und die aus einer Antriebseinheit 8 und einer über ein Synchronisierelement 4' in Form eines Zugmittels mit einer Abtriebseinheit 9 verbunden ist.
-
Die Antriebseinheit 8, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist, ist als Einzelheit in der 2 dargestellt. Die Antriebseinheit 8 besteht aus einem Spindelelement 10, das gebildet wird aus einem Spindelabschnitt 11 sowie einer formschlüssig verdrehgesichert verbundenen Spannhülse 12, an der der zugeordnete Bremsstempel 5 verdrehfest, jedoch axial verschieblich gehalten ist. Zur Nachstellung des Bremsstempels 5, um wie erwähnt, ein verändertes Lüftspiel auszugleichen, ist das Spindelelement 10 über den Bremshebel 4 mittels einer Schaltscheibe 25 verdrehbar.
-
Auf dem Spindelabschnitt 11 ist eine Kupplungseinheit 14 gelagert, die aus einer Überlastsicherung in Form einer Kugelrampenkupplung 23, einem Freilauf sowie einer axial verschieblich an der Spannhülse 12 gehaltene Zahnhülse 20 besteht.
-
Auf der Spannhülse 12 ist eine Druckfeder 13 in Form einer Schraubenfeder geführt, die sich einerseits an der Zahnhülse 20 und andererseits an einer fest mit der Spannhülse 12 verbundenen Anschlagscheibe 19 abstützt und die die Kupplungseinheit 14 unter Vorspannung hält.
-
Hierzu ist ein Sicherungsring 16 in eine Umfangsnut 17 des Spindelabschnitts 11 eingefügt, die sich auf der der Spannhülse 12 abgewandten Seite eines Druckrings 15 in einer Senkung 18 abstützt. Damit bildet der Sicherungsring 16 ein Widerlager für die Druckfeder 13. D.h., die Kupplungseinheit 14 ist zwischen der Druckfeder 13 und dem Sicherungsring 16 eingespannt. Der Druckring 15 ist an einem Lagerring 26 der Kupplungseinheit 14 formschlüssig verdrehfest gehalten und stützt sich an einer Schulter des Spindelabschnitts 11 ab.
-
In den 3a) und 3b) sind jeweils verschiedene Ausführungsvarianten des Sicherungsringes 16 abgebildet, wobei beide Ausführungen eine Außenkontur aufweisen, die im Wesentlichen kreisrund ist, jedoch davon abweichend mit einer Vertiefung 16a) bzw. einem Vorsprung 16b) versehen sind. Diese korrespondieren mit einer angepassten Konfiguration der Senkung des Druckstücks 15, so dass der Sicherungsring 16 praktisch einen Missbrauchsschutz bildet.
-
In den 4 bis 6 ist jeweils ein Teil der Kugelrampenkupplung 23 dargestellt, wobei die 4 eine Rampenscheibe 24 und die 5 die erwähnte Schaltscheibe 25 wiedergeben, deren einander zugewandte Flächen mit Ausnehmungen in Form von Rampen 29 versehen sind.
-
Erfindungsgemäß sind die Rampen 29 in ihrem umfänglichen Rampenverlauf gleichgerichtet und unmittelbar aneinander grenzend. Dabei sind die Übergänge 30 zwischen den benachbarten Rampen abgerundet.
-
Eine identische Anordnung der Rampen 29 weist die in der 5 dargestellte Schaltscheibe 25 auf. Diese ist durch Anschläge 31 an der Wandung einer Innenbohrung in Korrespondenz mit einer Ausnehmung in einem äußeren Mantelbereich des Lagerrings 26 daran verdrehfest angeschlossen.
-
Zwischen der Rampenscheibe 24 und der Schaltscheibe 25 ist ein Kugelkäfig 27 angeordnet, der als Einzelheit in der 6 gezeigt ist.
-
In gleichem Winkelabstand wie die Rampen 29 weist der Kugelkäfig 27 Kugelaufnahmen 32 auf, in denen jeweils eine Kugel 28 (2) gehalten ist.
-
In den 7 und 8 sind die Einzelteile des Spindelelements 10 dargestellt und zwar in der 7 ein Teil des Spindelabschnitts 11 und in der 8 ein Teil der Spannhülse 12, diese in einem Längsschnitt.
-
Zur verdrehsicheren formschlüssigen Verbindung beider Teile sind Verzahnungen vorgesehen. Der Spindelabschnitt 11 ist auf seinem der Spannhülse 12 zugewandten Ende als Verdickung 21 ausgebildet, an dem sich ein diesem gegenüber im Durchmesser kleinerer Schaft anschließt, der an seinem der Verdickung 21 benachbarten Ende mit axial sich erstreckenden Zähnen 33 versehen ist, unter Ausbildung einer radialen Auflagefläche 34, an der eine Stützfläche 38 der Spannhülse 12 anliegt.
-
Die Spannhülse 12 ist in ihrem dem Spindelabschnitt 11 zugewandten Endbereich als Dom ausgebildet mit einem inneren Zahnkranz 35, in dessen Zahnlücken 36 die Zähne 33 eingreifen.
-
Im Übrigen geht die Auflagefläche 34 in einem Radius 37 in die äußere Mantelfläche der Verdickung 21 über.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Bremssattel
- 2
- Bremsscheibe
- 3
- Bremsbelag
- 3'
- Bremsbelag
- 4
- Bremshebel
- 4'
- Synchronisierelement
- 5
- Bremsstempel
- 6
- Traverse
- 7
- Nachstelleinrichtung
- 8
- Antriebseinheit
- 9
- Abtriebseinheit
- 10
- Spindelelement
- 11
- Spindelabschnitt
- 12
- Spannhülse
- 13
- Druckfeder
- 14
- Kupplungseinheit
- 15
- Druckring
- 16
- Sicherungsring
- 16a
- Vertiefung
- 16b
- Vorsprung
- 17
- Umfangsnut
- 18
- Senkung
- 19
- Anschlagscheibe
- 20
- Zahnhülse
- 21
- Verdickung
- 22
- Dom
- 23
- Kugelrampenkupplung
- 24
- Rampenscheibe
- 25
- Schaltscheibe
- 26
- Lagerring
- 27
- Kugelkäfig
- 28
- Kugel
- 29
- Rampe
- 30
- Übergang
- 31
- Anschlag
- 32
- Kugelaufnahme
- 33
- Zahn
- 34
- Auflagefläche
- 35
- Zahnkranz
- 36
- Zahnlücke
- 37
- Radius
- 38
- Stützfläche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012108682 A1 [0003]
