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Die Erfindung betrifft eine Verschleißnachstelleinrichtung für Scheibenbremsen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Scheibenbremsen sind heute fast ausschließlich mit einer Nachstellvorrichtung ausgestattet, um das Lüftspiel zwischen Bremsscheibe und Bremsbelägen, das im optimalen Fall beispielsweise bei 0,7 mm liegt, auch bei einem Verschleiß der Bremsbeläge und der Bremsscheibe möglichst konstant auf diesem Wert zu halten. Dies ist deswegen von großer Bedeutung, da der Bremshub der Zuspanneinrichtung innerhalb der Scheibenbremsen meist nur wenige Millimeter, beispielsweise etwa 4 mm, und damit nur einen Bruchteil desjenigen Weges beträgt, den die Beläge verschleißen können. Die Bremsbeläge müssen daher bei Verschleiß automatisch nachgestellt werden. Je genauer der optimale Lüftspielwert optimiert wird, desto sicherer und effizienter ist die Funktion der Scheibenbremse.
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Aus der
DE 10 2005 018 157 A1 ist eine Nachstellvorrichtung für Scheibenbremsen bekannt, bei der die Zuspannkraft primär auf ein Gewinderohr und anschließend eine Traverse mit mindestens zwei Druckstücken geleitet wird. Die Traverse beschreibt dabei den gesamten Nachstellweg. Der Nachsteller sitzt zentral im Gewinderohr der Scheibenbremse. Weiterhin befindet sich der Nachsteller teilweise im Kraftfluss der Zuspannkraft, was mit funktionellen Nachteilen verbunden ist.
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Aus der
DE 10 2004 037 771 A1 und
WO 2010/012483 A1 sind Nachstellvorrichtungen für Scheibenbremsen bekannt, welche ein Antriebselement aufweisen, das von einem Exzenterhebel angetrieben wird.
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Aus der
DE 20 2012 002 320 U1 ist eine Verschleißnachstellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser bekannten Nachstellvorrichtung ist das Antriebselement nicht Teil des Exzenterhebels, sondern Teil der Traverse. Sobald die Bremse mittels eines Aktuators, beispielsweise mittels eines Pneumatikzylinders, betätigt wird, beschreibt der Exzenterhebel eine Schwenkbewegung, die wiederum zu einer Hubbewegung der Traverse führt. Diese Hubbewegung der Traverse wird ausgenutzt, um eine Drehbewegung auf den Nachsteller auszuüben, der konzentrisch mit der als Gewinderohr ausgebildeten Stellspindel verbunden ist. Durch die drehfeste Verbindung zwischen Nachsteller und Gewinderohr wird das Gewinderohr verdreht und damit aus der Traverse geschraubt. Um aus der Hubbewegung eine Drehbewegung zu erzeugen, wird eine Art Schrauben/Muttersystem verwendet. Der Leerhub, der dem Lüftspiel entspricht, wird über ein Gewindespiel zwischen Schraube und Mutter oder eine begrenzte Verschiebbarkeit der Schraube oder Mutter in ihrer Aufnahme realisiert. Vorteile dieser Bauform sind die in einer Achse liegenden Antriebs- und Abtriebselemente, die einfachere Herstellbarkeit des Exzenterhebels ohne angeschmiedete Antriebselemente/Zahnelement sowie die eindeutigen Gleitflächen der Muttern/Schraubenverbindung. Hiermit können toleranzbedingte Abweichungen des Nennlüftspiels bereits deutlich reduziert werden.
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Neben der automatischen Nachstellung des Lüftspiels dient diese bekannte Nachstellvorrichtung ebenfalls zum Zurückdrehen der Druckstücke im Fall eines Belagwechsels. Die beim Verschleißen der Bremsbeläge durch die Nachstellvorrichtung in Richtung der Bremsscheibe geschraubten Gewinderohre müssen wieder auf ihre Position für die neuen Bremsbeläge zurückgedreht werden. Dies geschieht manuell mittels eines Schraubenschlüssels, der am freien Ende einer Nachstellerwelle angesetzt wird. Über eine drehfeste Verbindung dieser Nachstellerwelle mit einer Mitnehmerscheibe sowie der Mitnehmerscheibe mit dem Gewinderohr kann das Gewinderohr in die Position für die neuen Bremsbeläge zurückgedreht werden. Diese bekannte Verschleißnachstellvorrichtung erfordert jedoch eine relativ aufwendig gestaltete Kupplung zwischen einer Nachstellerbuchse und der Nachstellerwelle, um die Gewinderohre entgegen der Sperrrichtung eines Freilaufs manuell zurückdrehen zu können. Diese Kupplung unterliegt darüber hinaus einem Verschleiß, der die ordnungsgemäße Drehmomentübertragung bei einem automatischen Nachstellvorgang gefährden könnte. Um diese Gefährdung auszuschließen, muss die Kupplung mit relativ hohen Kräften vorgespannt werden, was wiederum besondere konstruktive Maßnahmen erfordert und auch das manuelle Zurückdrehen der Gewinderohre erschwert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verschleißnachstellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen verringerten konstruktiven Aufwand erfordert, eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und darüber hinaus ein möglichst einfaches manuelles Zurückdrehen der Stellspindel im Fall eines Belagwechsels ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verschleißnachstellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist das drehbare Abtriebselement durch Drehen der Nachstellerwelle in einer Drehrichtung, in der die Stellspindel von der Bremsscheibe entfernt wird, in eine Entkopplungsposition bewegbar, in der die Antriebsverbindung zwischen Antriebselement und Abtriebselement aufgehoben ist.
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Dadurch, dass beim manuellen Zurückdrehen der Nachstellerwelle das Abtriebselement, das insbesondere ein Zahnrad mit einem Schneckengewinde sein kann, vom Antriebselement entkoppelt wird, können die Kraftübertragungselemente zwischen Abtriebselement und Stellspindel auf sehr einfache Weise und insbesondere ohne aufwendige Kupplung ausgebildet werden. Die Anzahl verschleißanfälliger Teile wird reduziert, was die Zuverlässigkeit und Exaktheit der Vorrichtung entsprechend erhöht. Weiterhin kann die Stellspindel mit sehr geringem Kraftaufwand manuell zurückgedreht werden, wenn dies für einen Bremsbelagwechsel erforderlich ist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Verschleißnachstellvorrichtung eine auf der Nachstellerwelle axial verschiebbar gelagerte Nachstellerbuchse auf, die über einen in Nachstellrichtung sperrenden Freilauf mit dem Abtriebselement drehgekoppelt und entweder unmittelbar oder mittels einer Drehkopplungseinrichtung, die mindestens ein an der Nachstellerbuchse festgelegtes und radial über die Nachstellerbuchse hinausragendes Drehkopplungselement umfasst, mit der Stellspindel drehgekoppelt ist. Mit Hilfe einer derartigen Anordnung ist ein sehr direkter nur wenige Zwischenglieder erfordernder Drehmomentübertragungsweg von der Nachstellerbuchse auf die Stellspindel möglich, wenn ein automatischer Nachstellvorgang durchgeführt werden soll.
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Eine sehr platzsparende Anordnung ergibt sich, wenn Nachstellerwelle und Nachstellerbuchse koaxial zur Stellspindel angeordnet sind und sich in diese hinein erstrecken.
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Vorteilhafterweise weisen das Antriebselement und das Abtriebselement zusammenwirkende Gewinde auf, wobei das Abtriebselement durch Drehen der Nachstellerwelle in einer Drehrichtung, in der die Stellspindel von der Bremsscheibe entfernt wird, aus dem Gewinde des Antriebselements herrausschraubbar ist. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise sowohl die Kraftkopplung zwischen Antriebs- und Abtriebselement, die während des normalen Betriebs erforderlich ist, als auch die Entkopplung dieser Elemente bewerkstelligen, wenn die Stellspindel zum Belagwechsel manuell zurückgedreht werden soll.
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Vorteilhafterweise ist die Nachstellerbuchse drehfest, aber axial verschiebbar mit der Nachstellerwelle gekoppelt. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise beim manuellen Zurückdrehen der Stellspindel das Abtriebselement vom Antriebselement entkoppeln, ohne dass die Nachstellerbuchse sperrt.
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Vorteilhafterweise ist die Nachstellerbuchse mittels des radial über die Nachstellerbuchse hinausragenden Drehkopplungselements auch mit der Nachstellerwelle drehgekoppelt. Hierdurch ergibt sich eine einfache Konstruktion mit möglichst wenig Bauteilen. Alternativ ist es auch möglich, die Drehkopplung zwischen Nachstellerwelle und Nachstellerbuchse mit einer ersten Drehkopplungseinrichtung und die Drehkopplung zwischen der Nachstellerbuchse und der Stellspindel mittels einer zweiten Drehkopplungseinrichtung zur bewerkstelligen, die von der ersten Drehkopplungseinrichtung getrennt ist.
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Vorteilhafterweise umfasst die Drehkopplungseinrichtung zwischen Stellspindel, Nachstellerbuchse und Nachstellerwelle Drehkopplungselemente in Form von Kugeln, die sich durch Radialbohrungen der Nachstellerbuchse hindurch erstrecken und in diesen geführt sind. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise einerseits die Drehkopplung und andererseits die axiale Verschiebbarkeit zwischen Nachstellerbuchse und Stellspindel einerseits und zwischen Nachstellerbuchse und Nachstellerwelle andererseits erreichen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: einen Vertikalschnitt durch eine Scheibenbremse, in der die erfindungsgemäße Verschleißnachstellvorrichtung zum Einsatz kommt;
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2: eine Schnittdarstellung durch die Scheibenbremse von 1 mit erfindungsgemäßder Verschleißnachstellvorrichtung;
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3: einen vergrößerten Ausschnitt von 2, der die Verschleißnachstellvorrichtung im unbetätigten Zustand zeigt;
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4: einen vergrößerten Ausschnitt von 2, der die Verschleißnachstellvorrichtung beim manuellen Zurückdrehen der Stellspindel zeigt;
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5: einen Längsschnitt durch den Nachsteller;
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6: eine räumliche Darstellung des Nachstellers; und
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7: eine Explosionsdarstellung des Nachstellers.
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Anhand der 1 und 2 werden zunächst die wesentlichen Elemente der Scheibenbremse sowie die grundsätzliche Funktionsweise näher erläutert.
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In einem Bremssattel 1 ist in üblicher Weise ein Übersetzungs-Drehhebel 2 rückseitig mittels eines Nadellagers 3 abgestützt und dadurch drehbar gelagert. Drückt ein nicht dargestellter Aktuator, beispielsweise ein pneumatischer Bremszylinder, mit seiner Stößelstange in Richtung des Pfeils 4 (1) auf das obere Ende des Drehhebels 2, wird dieser im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, wobei er auf dem Nadellager 3 abrollt.
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Im unteren Bereich ist der Drehhebel 2 mit einem an einer Traverse 5 befestigten Zylinderstift 6 in Eingriff. Die Traverse 5 ist in einer Ebene, die senkrecht zur Ebene einer nicht dargestellten Bremsscheibe liegt, innerhalb des Bremssattels 1 verschiebbar geführt. Eine sich am Bremssattel 1 abstützende Druckfeder 7 übt auf die Traverse 5 eine permanente Vorspannkraft in Rückwärtsrichtung, d. h. in Richtung des Drehhebels 2 und damit weg von der Bremsscheibe, aus, wodurch sowohl die Traverse 5 als auch der Drehhebel 2 bei nicht betätigter Bremse in die Ausgangsstellung zurück gedrängt werden.
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Die Traverse 5 ist, wie aus 2 ersichtlich, symmetrisch zu einer Mittelebene 8 der Scheibenbremse ausgebildet. In den beiden seitlichen Endbereichen weist die Traverse 5 jeweils eine Zylinderbohrung mit einem Innengewinde 9 (3 und 4) auf, in das jeweils eine rohrförmige Stellspindel 10, 10a einschraubbar ist, die ein entsprechendes Außengewinde 11 aufweist. Das stirnseitige Ende einer jeden Stellspindel 10, 10a drückt gegen ein Druckstück 12, 12a an dem ein Bremsbelag 13 abgestützt ist.
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Aufgrund der beschriebenen Anordnung wird bei einer Betätigung der Bremse die Traverse 5 zusammen mit den beiden Stellspindeln 10, 10a und den Druckstücken 12, 12a in Richtung Bremsscheibe verschoben, wodurch der Bremsbelag 13 von einer Seite her an die Bremsscheibe angedrückt wird. Die dargestellte Scheibenbremse ist als Gleitsattelscheibenbremse ausgebildet, so dass beim Andrücke des Bremsbelags 13 der Gleitsattel 14 in bekannter Weise durch die dabei entstehende Reaktionskraft in entgegengesetzter Richtung verschoben wird, wodurch ein auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe angeordneter Bremsbelag 13a ebenfalls an die Bremsscheibe gedrückt wird.
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Um das Lüftspiel zwischen der Bremsscheibe und den Bremsbelägen 13, 13a auch bei einem Verschleiß dieser Teile auf einem konstanten, vorbestimmten Wert zu halten, ist eine koaxial zur Stellspindel 10 angeordnete und beim Zuspannvorgang der Scheibenbremse wirksam werdende Verschleißnachstellvorrichtung mit einem Stellspindel-Drehantrieb vorgesehen, der im Folgenden näher beschrieben wird.
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Der Stellspindel-Drehantrieb umfasst insbesondere ein mit der Traverse 5 fest verbundenes Antriebselement 15 in Form einer Hülse oder eines Rohres, sowie einen mit dem Antriebselement 15 zusammenwirkenden Nachsteller 16, der in Einzeldarstellung in den 5 bis 7 dargestellt ist und bei einem Nachstellvorgang die Stellspindel 10 aus der Traverse 5 heraus und damit in Richtung Bremsscheibe schraubt, wie später noch näher beschrieben wird.
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Wie aus den 2 bis 4 ersichtlich, sind Stellspindel 10, Antriebselement 15 und Nachsteller 16 koaxial angeordnet.
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Das Antriebselement 15 ist hülsen- oder rohrförmig, d. h. hohlzylindrisch. Ein Endabschnitt 17 des Antriebselements 15 ist, wie aus den 3 und 4 ersichtlich, in eine Bohrung 18 der Traverse 5 eingesetzt und fest mit dieser, beispielsweise mittels Gewinde, Presssitz und/oder durch Klebung, verbunden. Die Bohrung 18 ist koaxial zur Gewindebohrung der Traverse 5, die das Innengewinde 9 trägt, weist jedoch einen größeren Durchmesser auf.
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Am gegenüberliegenden Ende weist das Antriebselement 15 ein Innengewinde 19 auf. Dieses Innengewinde 19 ist derart ausgebildet und weist eine derartige Steigung auf, dass ein in das Antriebselement 15 eingesetztes, schneckenförmiges Abtriebselement 20 (7), das ein mit dem Innengewinde 19 kämmendes Außengewinde 21 aufweist, um eine Achse 22 gedreht wird, wenn das Antriebselement 15 in seiner Längsrichtung, d. h. in Richtung der Achse 22, verschoben wird. Bei der Kombination aus Antriebselement 15 und Abtriebselement 20 handelt es sich somit um einen Bewegungswandler, der eine translatorische bzw. Schiebebewegung des Antriebselements 15 in eine Rotationsbewegung des Abtriebselements 20 umwandelt.
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Der Innendurchmesser des Antriebselements 15 im Bereich des Endabschnitts 17 bis hin zum Innengewinde 19 ist größer als der Außendurchmesser der Stellspindel 10. Die Stellspindel 10 kann sich daher in das Antriebselement 15 hinein erstrecken und sich relativ zum Antriebselement 15 drehen, ohne dieses zu berühren.
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Innerhalb der Stellspindel 10 und des Antriebselements 15 ist der überwiegende Teil des Nachstellers 16 angeordnet, der im Folgenden näher beschrieben wird.
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Der Nachsteller 16 umfasst als zentrales Dreh- und Lagerteil eine Nachstellerwelle 23. Die Nachstellerwelle 23 ist mittels eines zylindrischen Lagerbunds 24 drehbar und mit etwas Radialspiel in einer Lagerscheibe 25 (3 und 7) gelagert, die mittels eines Gewindeabschnitts 26 in den Bremssattel 1 eingeschraubt und dadurch in diesem festgelegt ist. Die Lagerscheibe 25 dient damit zur Fixierung der Nachstellerwelle 23 und damit des Nachstellers 16 am Bremssattel 1. An den Lagerbund 24 schließt ein weiterer Lagerbund 27 größeren Durchmessers an, der die Lagerscheibe 25 bzw. einen dazwischen angeordneten Gleitring 28 rückseitig überlappt und damit für eine Axialfixierung der Nachstellerwelle 23 in einer Richtung sorgt.
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An den Gleitring 28 schließt sich rückseitig ein Antriebsbund 29 an. Auf diesem Antriebsbund 29 ist, wie in den 2 bis 4 dargestellt, ein Antriebsritzel 30 drehfest befestigt. Das Antriebsritzel 30 treibt eine quer verlaufende Kette 31 an, welche die Drehbewegung der Nachstellerwelle 23 auf die hierzu parallele Nachstellerwelle 23a der Stellspindel 10a überträgt.
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Das hintere Ende 32 der Nachstellerwelle 23 ist derart ausgebildet, dass ein Werkzeug, insbesondere ein Schraubenschlüssel, angesetzt werden kann, um die Nachstellerwelle 23 bei einem Belagwechsel manuell drehen zu können. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das hintere Ende 32 sechskantförmig ausgebildet.
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Vom Lagerbund 24 erstreckt sich ein längerer Nachstellerwellenabschnitt 33 nach vorne. In der Nähe des vorderen Endes der Nachstellerwelle 23 ist eine Drehkopplungsscheibe 34 dreh- und verschiebefest an der Nachstellerwelle 23 befestigt. Dies erfolgt beispielsweise mittels einer auf der Nachstellerwelle 23 vorgesehenen Keilverzahnung 35 und einer Mutter 36, die auf einen endseitigen Gewindestummel der Nachstellerwelle 23 aufgeschraubt ist. Eine Drehung der Nachstellerwelle 23 führt damit zu einer entsprechenden Drehung der Drehkopplungsscheibe 34.
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Die Drehkopplungsscheibe 34 weist an ihrem Außenumfang eine Mehrzahl, im vorliegenden Ausführungsbeispiel fünf, sich in Axialrichtung erstreckende Längsrillen 37 auf, die über den Umfang der Drehkopplungsscheibe 34 regelmäßig angeordnet sind und einen kreisbogenförmigen Querschnitt haben. In den Längsrillen 37 sitzen Drehkopplungselemente in der Form von Kugeln 38, die radial über die Drehkopplungsscheibe 34 überstehen. Die Kugeln 38 sind durch die Längsrillen 37 in Umfangsrichtung der Drehkopplungsscheibe 34 relativ zu dieser festgelegt, können jedoch in deren Axialrichtung verschoben werden.
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Die Kugeln 38 dienen zur Drehkopplung der Nachstellerwelle 23 mit der Stellspindel 10, wenn diese für einen Bremsbelagwechsel mittels der Nachstellerwelle 23 manuell relativ zur Traverse 5 zurückgeschraubt, d. h. von der Bremsscheibe wieder entfernt werden soll. Um diese Drehkopplung zu erreichen, greifen die Kugeln 38 in entsprechend geformte Längsnuten 39 auf der Innenseite der Stellspindel 10 ein, die sich vom hinteren Ende der Stellspindel 10 über einen großen Teil ihrer Länge nach vorne erstrecken. Die Kugeln 38 sind in diesen Längsnuten 39 axial verschiebbar, sorgen jedoch gleichzeitig für eine drehfeste Kopplung zwischen Nachstellerwelle 23 und Stellspindel 10.
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Die Drehbewegung der Nachstellerwelle 23 wird, wie bereits ausgeführt, durch eine translatorische Bewegung des mit der Traverse 5 fest verbundenen Antriebselements 15 bewirkt, das über sein Innengewinde 19 das Abtriebselement 20 in Umdrehung versetzen kann. Hierzu sitzt das Abtriebselement 20 fest auf einem Freilauf 40, der wiederum auf einer Nachstellerbuchse 41 festgelegt ist. Die Nachstellerbuchse 41 ist wiederum mittels zweier Lager 42a, 42b drehbar und axial verschiebbar auf der Nachstellerwelle 23 gelagert.
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Der Freilauf 40 ist in bekannter Weise so ausgebildet, dass er eine Drehbewegung bzw. ein Drehmoment des äußeren Teils in der einen Drehrichtung auf das innere Teil überträgt, während eine Drehbewegung bzw. ein Drehmoment in der anderen Drehrichtung nicht übertragen wird. Wird im vorliegenden Fall das schneckenförmige Abtriebselement 20 bei einem Vorwärtshub der Traverse 5 derart vom Antriebselement 15 angetrieben, dass sich das Abtriebselement 20 im Uhrzeigersinn dreht, so wird die Nachstellerbuchse 41 in dieser Drehrichtung über den Freilauf 40 mit gedreht. Wird dagegen das Abtriebselement 20 bei einem Rückwärtshub der Traverse 5 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so erfolgt über den Freilauf 40 eine Entkopplung der Drehkraft zur Nachstellerbuchse 41, d. h. die Nachstellerbuchse 41 dreht sich nicht mit.
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Im Übrigen ist der Freilauf 40 hohlzylinderförmig ausgebildet und in eine axiale Durchgangsbohrung 43 (7) des Abtriebselements 20 eingesetzt.
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Die Nachstellerbuchse 41 weist einen hinteren hohlzylindrischen Abschnitt 44 mit verringertem Durchmesser und einen vorderen hohlzylinderischen Abschnitt 45 mit vergrößertem Durchmesser auf. Auf dem hinteren Abschnitt 44 ist der Freilauf 40 aufgesetzt. Die äußere Durchmesserstufe zwischen den Abschnitten 44, 45 dient als Axialanschlag für den Freilauf 40.
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Der vordere Abschnitt 45 der Nachstellerbuchse 42 ist rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich mit radialem Abstand bis nahe zum vorderen Ende der Nachstellerwelle 23 und über die Drehkopplungsscheibe 34. Im Überlappungsbereich mit der Drehkopplungsscheibe 34 weist die Nachstellerbuchse 41 radiale Bohrungen 46 (3 und 7) auf, durch die sich die Kugeln 38 hindurch erstrecken. Anzahl und Lage der Bohrungen 46 sind an die Anzahl und Lage der Längsrillen 37 der Drehkopplungsscheibe 34 angepasst. Die Bohrungen 46 erlauben damit einerseits, dass sich die Kugeln 38 radial durch die Nachstellerbuchse 41 hindurch erstrecken können und fixieren andererseits die Kugeln 38 auch in axialer Richtung. Die Nachstellerbuchse 41 ist ferner innerhalb der Stellspindel 10 axial verschiebbar angeordnet.
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Die Nachstellerbuchse 41 weist im Bereich ihres vorderen Abschnitts 45 einen Innendurchmesser auf, der deutlich größer als der Außendurchmesser der Nachstellerwelle 23 ist. Hierdurch wird ein radialer Zwischenraum 47 gebildet, der axial nach hinten durch eine Durchmesserstufe 48 begrenzt ist. Innerhalb des Zwischenraums 47 befindet sich eine Feder 50 in der Form einer Druckfeder, die nach hinten an der Durchmesserstufe 48 und nach vorne an der Drehkopplungsscheibe 34 abgestützt ist. Die Feder 50 übt auf die Nachstellerbuchse 41 eine axiale Vorspannkraft aus, welche die Nachstellerbuchse 41 nach hinten, d. h. in Richtung Lagerscheibe 25, drängt.
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Kommen während des Zuspannvorgangs die Bremsbeläge 13, 13a mit der Bremsscheibe in Eingriff, steigt das Nachstellmoment entsprechend an. Wird die Traverse 5 und damit das Antriebselement 15 weiter in Zuspannrichtung, d. h. in Richtung der Bremsscheibe verschoben, werden Abtriebselement 20, Freilauf 40 und Nachstellerbuchse 41 axial auf der Nachstellerwelle 23 unter Zusammendrücken der Feder 50 in Richtung Bremsscheibe und damit relativ zur Stellspindel 10 verschoben, ohne dass diese Bauteile eine Drehbewegung, d. h. Nachstellbewegung, ausführen. Hierdurch wird die unter Last erfolgende Drehabschaltung des Nachstellers 16 realisiert.
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Es muss ferner ausgeschlossen werden, dass bereits zu Beginn eines Bremsvorgangs, wenn die Traverse 5 denjenigen Leerhub durchfährt, der dem vorbestimmten Lüftspiel zwischen Bremsscheibe und Bremsbelägen 13, 13a entspricht, die Stellspindel 10 mittels der Verschleißnachstellvorrichtung gedreht und damit weiter aus der Traverse 5 hinausgeschraubt wird. Die Drehung der Stellspindel 10 darf erst erfolgen, wenn der vorbestimmte Leerhub durchfahren ist, die Bremsbeläge 13, 13a jedoch noch nicht an der Bremsscheibe anliegen. Hierzu ist zwischen dem Innengewinde 19 des Antriebselements 15 und dem Außengewinde 21 des Abtriebselements 20 ein in 3 eingezeichnetes Axialspiel 1 vorgesehen, das dem gewünschten Leerhub bzw. Lüftspiel entspricht. Das Antriebselement 15 kann daher, ausgehend von der in 3 gezeigten hintersten Stellung, zunächst über den Leerhub in Richtung Bremsscheibe, d. h. in 3 nach rechts, verfahren werden, bevor das Antriebselement 15 beginnt, das Abtriebselement 20 und damit die Stellspindel 10 zu drehen.
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Aus 3 ist weiterhin ersichtlich, dass im Bereich des hinteren Endes des Antriebselements 15 und des Abtriebselements 20 eine axial wirkende Feder 55 vorgesehen ist, die im Ausführungsbeispiel als Tellerfederpaket ausgebildet ist. Die Feder 55 ist einerseits am hinteren Ende des Abtriebselements 20 und andererseits an der Lagerscheibe 25 abgestützt. Das vorgespannte Tellerfederpaket sorgt durch sein Reibmoment am Abtriebselement 20 für eine stabile Position des Abtriebselementes 20 im unbetätigten Zustand der Bremse.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der Verschleißnachstellvorrichtung bei Betätigen der Bremse näher erläutert. Wird bei einem Bremsvorgang die Traverse 5 mittels des Drehhebels 2 in Richtung Bremsscheibe bewegt, durchfährt die Stellspindel 10 zunächst rotationslos zusammen mit dem Antriebselement 15 den Leerhub, der dem gewünschten Lüftspiel entspricht. Aufgrund des Axialspiels 1 zwischen Antriebselement 15 und Abtriebselement 20 erfolgt während des Leerhubs noch keine Drehung des Abtriebselements 20 und damit der Stellspindel 10. Ist der vorbestimmte Leerhub durchfahren und liegen die Bremsbeläge 13, 13a noch nicht an der Bremsscheibe an, führt die weitere Axialverschiebung der Traverse 5 und damit des Antriebselements 15 zu einem Drehen des Abtriebselements 20 im Uhrzeigersinn um die Achse 22. Da der Freilauf 40 in dieser Drehrichtung sperrt, wird die Drehbewegung auf die Nachstellerbuchse 41 und von dieser über die Kugeln 38 auf die Stellspindel 10 übertragen. Die Stellspindel 10 wird somit im Uhrzeigersinn mitgedreht und weiter nach vorne aus der Traverse 5 hinaus geschraubt. Hierdurch werden die Druckstücke 12 und damit die Bremsbeläge 13, 13a an die Bremsscheibe angenähert, bis sie an dieser anliegen.
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Bei diesem Nachstellvorgang wird die Drehung der Nachstellerbuchse 41 und damit auch diejenige der Stellspindel 10 mittels der Kugeln 38 in gleicher Weise auch auf die Drehkopplungsscheibe 34 und von dieser auf die Nachstellerwelle 23 übertragen. Diese Drehung der Nachstellerwelle 23 bewirkt, wie aus 2 ersichtlich, über die Kette 31 ein entsprechendes Drehen der zweiten Nachstellerwelle 23a. Diese weist an ihrem vorderen Ende ebenfalls eine drehfest mit ihr verbundene Drehkopplungsscheibe 34a auf, die drehfest, jedoch axial verschiebbar mit der zweiten Stellspindel 10a gekoppelt ist. Ein Drehen der Nachstellerwelle 23a im Uhrzeigersinn bewirkt damit ein entsprechendes Nachstellen auch der zweiten Stellspindel 10a und damit des zweiten Druckstücks 12a.
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Wird die Bremse nach erfolgte Bremsung wieder gelöst, dreht das Antriebselement 15 zwar beim Rückwärtshub nach Durchfahren des Axialspiels 1 das Abtriebselement 20 im Gegenuhrzeigersinn, jedoch wird diese Drehbewegung aufgrund des in dieser Richtung entsperrten Freilaufs nicht auf die Stellspindeln 10, 10a übertragen, so dass deren Position relativ zur Traverse 5 unverändert bleibt. In der Endposition wird das Abtriebselement 20 durch die Vorspannkraft der Feder 50 gegen die Feder 55 gedrückt, wodurch eine stabile Position des Nachstellers 16 sichergestellt wird.
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Zum Belagswechsel werden die Stellspindeln 10, 10a über die Nachstellerwellen 23, 23a manuell im Gegenuhrzeigersinn zurückgeschraubt. Hierzu kann ein Schraubenschlüssel verwendet werden, der an den hinteren Enden 32 oder 32a der Nachstellerwellen 23, 23a angesetzt wird. Das manuelle Drehen der Nachstellerwelle 23 entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt, dass die Stellspindel 10 über die Drehkopplungsscheibe 34 und die Kugeln 38 zurückgeschraubt wird. Die zweite Stellspindel 10a wird über die Drehkopplungsscheibe 34a zurückgeschraubt.
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Das manuelle Drehen der Nachstellerwelle 23 bewirkt weiterhin, dass über die Kugeln 38 auch die Nachstellerbuchse 41 mitgedreht wird. Dies wiederum bewirkt auch ein Drehen des Abtriebselements 20 über den sperrenden Freilauf 40.
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Eine Drehung des Abtriebselements 20 im Gegenuhrzeigersinn gegenüber dem stationären Antriebselement 15 bewirkt aufgrund der ineinander greifenden Gewinde 19, 21 zunächst einen Flankenwechsel im Gewinde 19, 21 und dann eine Axialverschiebung von Abtriebselement 20, Freilauf 40 und Nachstellerbuchse 41 relativ zur axial stationären Nachstellerwelle 23 nach vorne, d. h. in 3 nach rechts, wobei die Feder 50 komprimiert wird. Dies ist ohne weiteres möglich, da die Kugeln 38 in den Längsrillen 37 der Drehkopplungsscheibe 34 mittels der Nachstellerbuchse 41 axial verschoben werden können. Diese Axialverschiebung erfolgt solange, bis das Abtriebselement 20 außer Gewindeeingriff mit dem Antriebselement 15 ist. Diese Entkoppelungsposition ist in 4 dargestellt. In der Entkoppelungsposition ist die Antriebsverbindung zwischen Antriebselement 15 und Abtriebselement 20 aufgehoben, d. h. ein Drehen des Abtriebselements 20 ist nicht mehr mit einer Axialverschiebung des Antriebselements 15 gekoppelt. Die Stellspindel 10 ist damit zusammen mit der Nachstellerbuchse 41, dem Freilauf 40 und dem Abtriebselement 20 mit geringem Drehmoment bis in diejenige Position zurückschraubbar, die für die neuen Bremsbeläge passend ist.
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Das Zurückdrehen der zweiten Stellspindel 10a ist über die Kette 31 mit dem Zurückdrehen der Stellspindel 10 gekoppelt. Das manuelle Drehen der Nachstellerwelle 23 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt ein entsprechendes Drehen der Nachstellerwelle 23a im Gegenuhrzeigersinn. Hierdurch wird die Drehkopplungsscheibe 34a und damit die Stellspindel 10a entsprechend gedreht.
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Befinden sich die Stellspindeln 10, 10a in der gewünschten zurückgedrehten Stellung, wird das manuelle Zurückdrehen mittels des Schraubenschlüssels eingestellt. Die Feder 50 innerhalb des Nachstellers 16 verschiebt nun die Nachstellerbuchse 41 zusammen mit dem Freilauf 40 und dem Abtriebselement 20 axial nach hinten, d. h. von der in 4 gezeigten Stellung nach links in die in 3 gezeigte Ausgangsstellung. Die Bremse hat in diesem Zustand zunächst keinen Leerhub bzw. kein Lüftspiel. Der Leerhub zwischen Abtriebselement 20 und Antriebselement 15 stellt sich jedoch sofort beim ersten Betätigen des Nachstellers 16 ein.
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Im Rahmen der Erfindung sind eine Vielzahl von Variationen möglich. Beispielsweise ist es möglich, das Axialspiel 1 nicht im Bereich des Gewindes zwischen Antriebselement 15 und Abtriebselement 20 vorzusehen, sondern durch eine entsprechende beschränkte Verschiebbarkeit des Antriebselements 15 relativ zur Traverse 5 um das Maß des Leerhubs. Weiterhin könnte auch das Abtriebselement 20 ein entsprechendes Axialspiel auf dem Freilauf 40 haben. Anstelle eines Gewindes zwischen Antriebselement 15 und Abtriebselement 20 kann auch eine Schrägverzahnung vorgesehen werden. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Verschleißnachstellvorrichtung nicht nur bei Scheibenbremsen mit zwei Stellspindeln 10, 10a einsetzbar, sondern auch bei Scheibenbremsen mit lediglich einer Stellspindel oder solchen mit mehr als zwei Stellspindeln. Die Betätigung der Scheibenbremse kann sowohl pneumatisch, hydraulisch als auch elektrisch erfolgen. Die Verschleißnachstellvorrichtung kann auch bei Scheibenbremsen eingesetzt werden, bei denen die Traverse 5 nicht über einen Drehhebel 2, sondern direkt von einem Aktuator betätigt wird. Die in den Figuren einteilig dargestellte Nachstellerbuchse 41 kann auch zwei- oder mehrteilig ausgeführt sein. Weiterhin sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Nachstellerbuchse 41 nicht mittels einer zusätzlichen Drehkopplungseinrichtung in der Form von Kugeln 38, sondern unmittelbar mit der Stellspindel 10 drehgekoppelt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005018157 A1 [0003]
- DE 102004037771 A1 [0004]
- WO 2010/012483 A1 [0004]
- DE 202012002320 U1 [0005]
