DE3623790A1 - Selbsttaetige nachstellvorrichtung fuer scheibenbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachstellvorrichtung für Scheibenbremsen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Nachstellvorrichtung dieser Art ist durch die DE-OS 33 36 120 bekannt. Dabei verlängert sich das zwischen dem Bremskolben und dem Handbremskolben angeordnete Nachstellglied, wenn ein verschleißbedingter Abtrag an den Bremsflächen auftritt, so daß sowohl die Handbremsbetätigung als auch die hydraulisch betätigte Fußbremse gleichbleibend mit dem erforderlichen Spiel versehen ist. Beide Kolben sind dabei in einem Gehäuse gleichachsig geführt. Das Nachstellglied besteht aus einer Gewindespindel und einer Gewindemutter, wobei beispielsweise diese über kegelige Flächen eine Reibkupplung mit dem Handbremskolben bildet, damit eine gegenseitige Verkürzung zwischen Gewindespindel und Gewindemutter während der Betätigung der Handbremse sicher unterbleibt. Bei Betätigung der hydraulischen Fußbremse ist jedoch eine Verlängerung durch Drehen der Gewindemutter möglich, weil die genannte Reibkupplung nicht im Eingriff ist. Das Wälzlager und die Feder begünstigen die Drehbewegung. Bei Betätigen der Handbremse ist das Nachstellglied einerseits über die sich automatisch zentrierende Reibkupplung, andererseits durch die fest in den Boden des Bremskolbens eingepreßte Gewindespindel radial fixiert. Damit auf diese Weise das etwa in Mitte angeordnete Wälzlager nicht radial verspannt wird, ist der Außenring mit der Möglichkeit sich radial einzustellen zwischen einer gehäusefesten Stirnfläche und der Feder eingespannt. Bedingt durch Fertigungstoleranzen bzw. durch Fehler beim Zusammenbau, insbesondere beim Einpressen der Gewindespindel in den Bremskolben, kann es jedoch vorkommen, daß beim Eingriff der Reibkupplung eine starke radiale Verspannung der Gewindespindel auftritt, wobei auch nachteilige Auswirkungen auf das Gewinde bzw. auf die Gleitflächen des Bremskolbens zu erwarten sind. Die gleiche Situation entsteht, wenn umgekehrt die Gewindemutter mit dem Kolben verbunden und die Reibkupplung an der Gewindespindel angeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nachstellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein durch Fertigungstoleranzen und Zusammenbaufehler bedingter Mittenversatz keinen Einfluß auf die Funktionsfähigkeit hat.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das mit dem Bremskolben verbundene Nachstellelement gegenüber dem Bremskolben axial formschlüssig und radial verschiebbar angeordnet ist. Durch diese Maßnahme kann sich dieses Nachstellelement, sei es die Gewindespindel, oder bei umgekehrter Anordnung die Gewindemutter, gegenüber dem Bremskolben radial einstellen. Dadurch wird die radiale Lage des gesamten Nachstellgliedes einschließlich des Wälzlagers allein durch die kegeligen Flächen der Reibkupplung bestimmt. Die radiale Einstellung erfolgt unter Reibeinspannung sowohl im Bereich des Bremskolbens als auch im Bereich des Wälzlagers leichtgängig und völlig automatisch beim Betätigen der Handbremse. Ein weiterer Vorteil ergibt sich damit auch für die Funktion der Reibkupplung: Die kegeligen Flächen werden bei jeder Betätigung erneut zentriert und haben infolge der rein radialen Verschiebung des Nachstellgliedes über den Umfang gesehen gleichmäßigen Kontakt. Dieser bewirkt, wenn auch bereits der relativ große Durchmesser der kegeligen Flächen eine hohe Reibkraft sicherstellt, eine zuverlässige Verdrehsicherung. Weiterhin ist auch eine leichtgängige Funktion des Gewindes über eine lange Betriebsdauer hinweg abgesichert. Durch das nicht mehr auftretende Verkippen des Bremskolbens im Gehäuse werden darüber hinaus die Gleitflächen geschont und eine stetig feinfühlige Betätigung erzielt.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist das mit dem Bremskolben verbundene Nachstellelement in Richtung des Bremsdruckes an einer Anschlagfläche des Bremskolbens anliegend, in umgekehrter Richtung über eine axial vorgespannte Feder mit dem Bremskolben verbunden und radial gegenüber diesem verschiebbar angeordnet, wobei die Feder eine Tellerfeder sein kann und/oder dieses Nachstellelement einen radial gerichteten Flansch aufweist, dessen in Richtung des Bremsdruckes weisende Stirnfläche an der Radialfläche einer im Randbereich des Bremskolbens eingearbeiteten, gegenüber dessen Topfbohrung im Durchmesser größeren Ausdrehung anliegt und dessen andere Flanschfläche über die als Tellerfeder ausgeführte Feder axial gegen einen in die Bohrungsfläche der Ausdrehung eingelassenen Sicherungsring angestellt ist, wobei dieses Nachstellelement eine Gewindemutter sein kann. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Wälzlager in geringem Abstand von der Reibkupplung auf der Gewindespindel angeordnet ist.

Die angeführten Merkmale ergeben insbesondere in zusammengefaßter Form ein sehr vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in den Bremskolben eingesetzte Gewindemutter ist mit einem axial relativ kurzen Gewinde versehen. Der Bremskolben weist vom Rand ausgehend eine axial relativ kurze Ausdrehung auf, die mit einer ringförmigen Radialfläche in die übliche Topfbohrung übergeht. Die Gewindemutter ist mit einem Flansch versehen und liegt an dieser Radialfläche an. Auf der anderen Seite ist sie über eine Tellerfeder und einen Sicherungsring im Bremskolben befestigt. Der Durchmesser des Flansches ist kleiner als der der Ausdrehung, so daß sich eine Radialverschiebung der Gewindemutter unter Reibeinspannung ergibt. Die am Rand des Bremskolbens angeordnete Gewindemutter läßt noch genügend Freiraum, um ein Einführen der Gewindespindel in den Bremskolben zu erzielen. Das sich an der Reibkupplung anschließende Wälzlager kann sich unter der von den kegeligen Flächen ausgehenden Zentrierkraft besonders präzise radial einstellen. Auf diese Weise wird auch eine geringe Bauhöhe der erfindungsgemäßen Nachstellvorrichtung erzielt.

Die Erfindung wird im folgenden an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.

Die einzige Figur zeigt den teilweisen Längsschnitt einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung für Scheibenbremsen. Sie besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Zylinderraum für einen unter anderem hydraulisch betätigten Bremskolben 2. Auf der gleichen Achslinie, jedoch in einer Bohrung mit geringerem Durchmesser ist ein axial verschiebbarer und mechanisch betätigter Handbremskolben 3 angeordnet. Zwischen diesem und dem Bremskolben 2 ist ein axial verlängerbares Nachstellglied 4, 5 vorgesehen, so daß beim mechanischen Betätigen des Handbremskolbens 3 eine axiale Kraft auf den Bremskolben 2 übertragen wird. Das Nachstellglied besteht aus einer Gewindespindel 4 und einer Gewindemutter 5, die über einen angeformten Flansch 6 mit dem Bremskolben 2 formschlüssig verbunden ist. Der Bremskolben 2 ist dazu im Randbereich mit einer gegenüber der Topfbohrung 7 im Durchmesser größeren Ausdrehung 8 versehen, die mit einer ringförmigen Radialfläche 9 in die Topfbohrung 7 übergeht. Von der Bohrungsfläche der Ausdrehung 8 aus ist eine Nut zur Aufnahme eines Sicherungsringes 10 eingearbeitet. Der Flansch 6 liegt mit seiner Stirnfläche 11 auf der Radialfläche 9 auf. Zwischen der rückseitigen Flanschfläche 12 und dem Sicherungsring 10 ist eine axial vorgespannte Tellerfeder 13 eingesetzt. Die Mantelfläche 14 des Flansches 6 ist im Durchmesser gegenüber der Ausdrehung etwas kleiner ausgebildet, so daß sich die Gewindemutter 5 gegenüber dem Bremskolben 2 radial unter Reibeinspannung über die Tellerfeder 13 verschieben kann. Die in der Gewindemutter 5 über ein selbsthemmungsfreies Gewinde 15 großer Steigung verdrehbare Gewindespindel 4 weist an ihrem dem Handbremskolben 3 nahem Ende eine kegelige Ringfläche 16 auf, die mit einer entsprechenden, in den Handbremskolben 3 eingearbeiteten, kegeligen Bohrungsfläche 17 eine Reibkupplung bildet, die bei Betätigen des Handbremskolbens 3 ein Verdrehen der Gewindespindel 4 verhindert. Anschließend an die kegelige Ringfläche 16 ist in die Mantelfläche der an dieser Stelle im Durchmesser stärker ausgeführten Gewindespindel 4 die innere Laufbahn 18 für ein Kugellager eingearbeitet. Der Außenring 19 besteht aus zwei Hälften, die mittels einer Mantelhülse 20 zusammengehalten sind und zwischen einem im Gehäuse 1 befestigten Ring 21 und einem Paket aus mehreren Tellerfedern 22 eingespannt ist. Das Paket Tellerfedern 22 stützt sich am Boden einer Topfhülse 23 ab, die ihrerseits über den Ring 21 am Gehäuse 1 befestigt ist. Der Innendurchmesser der Topfhülse 23 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Mantelhülse 20 des Kugellagers, so daß dieses unter Reibeinspannung über die Tellerfedern 22 sich radial verschieben kann. Dieser Vorgang erfolgt beispielsweise beim Betätigen der Handbremse, wenn die Reibkupplung 17, 16 eingreift. Während dieser Phase richtet sich auch die Gewindemutter 5 radial gegenüber dem Bremskolben 2 aus, so daß das gesamte Nachstellglied 4, 5 in die Fluchtungslinie des Handbremskolbens 3 verschoben wird. Bei jedem hydraulischen Bremsvorgang, wobei der Bremskolben 2 in der dargestellten Anordnung nach links verschoben wird, wird die Gewindespindel 4 je nach Intensität der Betätigung mehr oder weniger axial mitverschoben. Dabei hebt auch der Außenring 19 von seiner gehäuseseitigen Anlagefläche am Ring 21 unter Zusammendrücken der Tellerfedern 22 ab. Durch die große Steigung des selbsthemmungsfreien Gewindes 15 und die Rückstellkraft der Tellerfedern 22 wird die Gewindespindel 4 dabei im Sinn einer Verlängerung gegenüber der Gewindemutter 5 in Drehung versetzt. Dadurch ist der Nachstellvorgang abgeschlossen. Eine erneute Zentrierung erfolgt, falls erforderlich, beim nächsten Betätigen der Handbremse.

Die dargestellte Ausführung der erfindungsgemäßen Nachstellvorrichtung ist nur ein Beispiel. Alternativ ist es auch möglich, die umgekehrte Anordnung von Gewindemutter und Gewindespindel vorzusehen, wobei auch die radial verschiebbare Anordnung des Wälzlagers im Bremskolben und die entsprechende radiale Verschiebbarkeit der Gewindemutter gegenüber dem Gehäuse denkbar ist und vergleichbare Vorteile bringt.

Claims (7)

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für Scheibenbremsen, bestehend aus einem Gehäuse (1), einem darin über zylindrische Gleitflächen axial verschiebbaren Bremskolben (2), einem in der gleichen Achslinie im Abstand dazu angeordneten, im Gehäuse (1) über zylindrische Flächen axial verschiebbaren, mechanisch betätigbaren Handbremskolben (3) und aus einem zwischen dem Handbremskolben (3) und dem Bremskolben (2) angeordneten, zwei über ein selbsthemmungsfreies Gewinde (15) miteinander verbundene Nachstellelemente (4 und 5) aufweisenden, verlängerbaren Nachstellglied, wobei eines der Nachstellelemente (4 oder 5) bei mechanischer Betätigung über eine Reibkupplung mit Kegelflächen (16, 17) mit dem Handbremskolben (3) und das andere der Nachstellelemente (5 oder 4) mit dem Bremskolben (2) verbunden ist, und wobei eines der Nachstellelemente (4 oder 5) über ein Wälzlager (18, 19) und eine axial wirkende Feder (22) drehbar und geringfügig radial verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Bremskolben (2) verbundene Nachstellelement (5) gegenüber dem Bremskolben (2) axial formschlüssig und radial verschiebbar angeordnet ist.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Bremskolben (2) verbundene Nachstellelement (5) in Richtung des Bremsdruckes an einer Anschlagfläche (9) des Bremskolbens (2) anliegend, in umgekehrter Richtung über eine axial vorgespannte Feder (13) mit dem Bremskolben (2) verbunden und radial gegenüber diesem verschiebbar angeordnet ist.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (13) eine Tellerfeder ist.

4. Nachstellvorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Bremskolben (2) verbundene Nachstellelement (5) einen radial gerichteten Flansch (6) aufweist, dessen in Richtung des Bremsdruckes weisende Stirnfläche (11) an der Radialfläche (9) einer im Randbereich des Bremskolbens (2) eingearbeiteten, gegenüber dessen Topfbohrung (7) im Durchmesser größeren Ausdrehung (8) anliegt und dessen andere Flanschfläche (12) über die als Tellerfeder ausgeführte Feder (13) axial gegen einen in die Bohrungsfläche der Ausdrehung (8) eingelassenen Sicherungsring (10) angestellt ist.

5. Nachstellvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Bremskolben (2) verbundene Nachstellelement (5) eine Gewindemutter ist.

6. Nachstellvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (18, 19) in geringem Abstand von der Reibkupplung (16, 17) auf der Gewindespindel (4) angeordnet ist.

7. Nachstellvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der beiden Nachstellelemente (4 und 5) gegeneinander vertauscht ist.