DE102008037775B3

DE102008037775B3 - Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, sowie Scheibenbremse mit einer solchen Nachstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102008037775B3
Application number: DE200810037775
Authority: DE
Inventors: Hans-Christian Dipl.-Ing. Jungmann; Marcus Dipl.-Ing. Keller
Original assignee: Wabco Radbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-08-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem Nachstellelement in Form einer Nachstellmutter oder einer Nachstellschraube und einer Rutschkupplung zum Begrenzen des auf das Nachstellelement übertragbaren Drehmoments. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rutschkupplung ein Reibelement aufweist, das mit dem Nachstellelement in beiden Drehrichtungen drehgekoppelt ist. Daneben schafft die Erfindung auch eine Scheibenbremse mit einer solchen Nachstellvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit
einem Nachstellelement in Form einer Nachstellmutter oder einer Nachstellschraube und
einer Rutschkupplung zum Begrenzen des auf das Nachstellelement übertragenen Drehmoments, wobei zur Rutschkupplung eine Anlagefläche an dem Nachstellelement gehört, an dem eine Reibfläche anliegt.
Nachstellvorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt, beispielsweise aus der EP 0 730 107 B1 . Dabei wird die Rutschkupplung von einem Reibkonus an einer Abtriebshülse einerseits und von einer Druckhülse andererseits gebildet. Zum Aufbringen einer das Grenzmoment der Rutschkupplung bestimmenden Kraft auf die Abtriebshülse dienen ein Haltering, an dem sich eine Druckfeder abstützt, sowie eine Stützscheibe, auf die die Druckfeder eine elastische Kraft ausübt. Der als Drehmomentbegrenzungsbereich dienende Reibkonus liegt unter der Vorspannung der Druckfeder an einer ringförmigen Kante der Druckhülse an. Diese Konstruktion kann Verschleiß unterliegen. Ferner ist die nur federgehaltene Stützscheibe schwingungsanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachstellvorrichtung der oben genannten Art derart weiterzubilden, daß sie flexibler ist und mithin derart gestaltet werden kann, daß größere Verschleißfestigkeit und Funktionssicherheit erzielt werden.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rutschkupplung ein Reibelement aufweist, das mit dem Nachstellelement in beiden Drehrichtungen drehgekoppelt ist.
Mit anderen Worten wird die Rutschkupplung nicht mehr nur unter Einbeziehung der als Nachstellelement in Form einer Nachstellmutter dienenden Druckhülse gebildet. Vielmehr wird ein separates Reibelement eingeführt, das mit dem Nachstellelement in beiden Richtungen drehgekoppelt ist. Durch dieses separate Reibelement wird die Gesamtkonstruktion flexibler. Es kann damit auch eine Lösung mit geringerer Verschleißanfälligkeit und erhöhter Funktionssicherheit verwirklicht werden.
Die DE 43 23 292 A1 zeigt eine Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse mit einer Rutschkupplung. Zu der Rutschkupplung gehört ein Ring mit einer Stirnverzahnung, der drehfest und axial nicht verschiebbar mit einer zu der Nachstellvorrichtung gehörenden Profilwelle verbunden ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist eine einen Teil der Rutschkupplung bildende Reibfläche des Reibelements in eingebautem Zustand einer Bremsscheibe zugewandt.
Mit anderen Worten liegt die Reibfläche „innen”, wodurch der Gesamtaufbau kompakter wird.
Das Reibelement weist erfindungsgemäß weiter bevorzugt eine Kuppeleinrichtung zum Koppeln mit einer Justiereinrichtung für das Nachstellelement auf.
Diese Kuppeleinrichtung bietet die Möglichkeit, die Justiereinrichtung, die nach der EP 0 730 107 B1 an der Druckhülse selbst ausgebildet ist, von der Druckhülse wegzuneh men, beispielsweise daneben anzusiedeln, wodurch die Baulänge in Axialrichtung der Nachstellvorrichtung verringert werden kann.
Zu diesem Zwecke weist die Kuppeleinrichtung erfindungsgemäß bevorzugt einen Zahnkranz auf. Diese Lösung wird als mechanisch besonders einfach zu realisieren bevorzugt.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, daß die Kuppeleinrichtung eine von der Kreisform abweichende Innenkontur an dem Reibelement aufweist, beispielsweise in Form eines Innenzahnkranzes. Nach dieser Ausgestaltung stellt das Reibelement selbst die Justiereinrichtung dar, in die zum Justieren ein der Innenkontur angepaßtes Werkzeug eingesteckt werden kann.
Erfindungsgemäß weiter bevorzugt ist eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen der Rutschkupplung im Sinne eines Reibschlusses vorgesehen.
Die von der Vorspanneinrichtung aufgebrachte Vorspannkraft bestimmt dadurch das maximal von der Rutschkupplung übertragbare Drehmoment.
Die Vorspanneinrichtung weist erfindungsgemäß weiter bevorzugt eine elastische Einrichtung auf der einer Bremsscheibe in eingebautem Zustand abgewandten Seite des Reibelements auf.
Mit anderen Worten liegt die Vorspannrichtung auf der „Außenseite” des Reibelements. Dadurch nimmt sie auf der „Innenseite” des Reibelements keinen für andere Bauteile benötigten Bauraum ein.
Die Vorspanneinrichtung weist nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine, zwei oder mehr Tellerfeder(n) auf.
Diese Ausgestaltung bietet wiederum den Vorteil des geringen Bauraums in Axialrichtung.
Eine einen Teil der Rutschkupplung bildende Reibfläche ist erfindungsgemäß weiter bevorzugt ringförmig.
Dabei ist weiter bevorzugt eine einen Teil der Rutschkupplung bildende Reibfläche zumindest zum Teil eben, kegelschnittmantelförmig oder verzahnt.
Die konkrete Ausgestaltung der Reibfläche ist auf die Gesamtumstände abzustellen. So kann beispielsweise dann, wenn eine größere Reibfläche erforderlich ist, die kegelschnittmantelförmige Reibfläche die beste Lösung sein. Große Grenzmomente sind mit einer verzahnten Reibfläche erzielbar.
Neben der oben im einzelnen beschriebenen Nachstellvorrichtung schafft die Erfindung auch eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einer solchen Nachstellvorrichtung.
Bevorzugt sind zumindest Teile der Nachstellvorrichtung derart mit einem Druckstück gekoppelt, daß sie beim Zuspannen dessen Bewegung in Axialrichtung der Bremse folgen.
Während auch Teile der Nachstellvorrichtung mit einem Sattel der Scheibenbremse gekoppelt sein können, bietet eine komplette Kopplung mit dem Druckstück den Vorteil, daß Sattelschwingungen nicht zu Fehlstellungen führen können.
Das Druckstück weist erfindungsgemäß bevorzugt eine rechteckige Kontur auf, wobei es insbesondere eine Traversenstruktur hat.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Justiereinrichtung vorgesehen, deren Drehachse nicht mit der Drehachse der Rutschkupplung zusammenfällt.
Mit anderen Worten ist die Justiereinrichtung quasi „neben” der Rutschkupplung angeordnet. Diese Ausgestaltung kann dazu dienen, den Bauraum der Bremse in Axialrichtung zu verkürzen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine Schnittansicht einer Nutzfahrzeug-Scheibenbremse nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine andere Schnittansicht der erfindungsgemäßen Bremse, mit weiteren Einzelheiten und
3 eine Axialansicht eines Reibelements der Bremse nach 1.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Scheibenbremse handelt es sich um eine Gleitsattel-Scheibenbremse. Sie weist einen Bremssattel 10 auf. Ferner weist sie eine Zuspanneinrichtung auf, zu der ein Drehhebel 12 mit einer Bremswelle 14 gehört. Wird der Drehhebel in Richtung „D” verschwenkt, so übt er Druck auf ein Druckstück 16 aus, das eine Traverse der Bremse bildet. Das Druckstück 16 seinerseits drückt auf eine Druckhülse 18, die die Zuspannkraft dann über eine Druckschraube 20 auf einen Bremsbelag 22 überträgt. Daher wird bei Betätigen des Drehhebels 12 der Bremsbelag 22 gegen eine in der Zeichnung nicht dargestellte Bremsscheibe gedrückt.
Durch einen Stift 23 ist eine Antriebshülse 24 mit der Bremswelle 14 derart gekoppelt, daß ein Verschwenken des Drehhebels 12 nach Überwindung eines Luftspiels zu einem Verdrehen der Antriebshülse 24 führt. Die Längsachse des Stiftes 23 ist bezüglich der Drehachse der Bremswelle 14 schräg angestellt, beispielsweise um 18°. Wegen der dadurch erzielten verbesserten Übersetzung wird ein höheres Maß an Nachstellung pro Betätigung der Bremse erzielt. Die Antriebshülse 24 ist über eine als Einwegkupplung dienende Schlingfeder 26 mit einer Abtriebshülse 28 gekoppelt. Dadurch dreht sich beim Zuspannen auch die Abtriebshülse 28. Die Abtriebshülse 28 bildet zusammen mit einer Stützscheibe 30 eine Rutschkupplung. Dazu liegt die Stützscheibe 30 mit ihrer nach „innen” weisenden Reibfläche 32 an der Abtriebshülse 28 an. Die Abtriebshülse 28 ihrerseits liegt bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Reibfläche 40 (hier eben) an einer Anlagefläche 38 der Druckhülse 18 an. Zur Vorspannung dienen drei Tellerfedern 33, die sich an einem Sicherungsring 34 abstützen.
Die Stützscheibe hat gemäß 3 eine von der Kreisform abweichende Innenkontur, im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa sternförmig, wobei die Außenkontur der Druckhülse 18 dort, wo die Stützscheibe 30 sitzt, eine komplementäre Außenkontur hat, so daß die Stützscheibe 30 mit der Druckhülse 18 in beiden Drehrichtungen drehgekoppelt ist.
Wegen der oben im einzelnen beschriebenen Kopplungen der einzelnen Bauteile miteinander bewirkt ein Verschwenken des Bremshebels 12 in Richtung „D” nach Überwinden des Luftspiels ein Verdrehen der Druckhülse 18, die mit der drehfest gehaltenen Druckschraube 20 verschraubt ist, so daß sich die Druckschraube 20 in 1 nach links aus der Druckhülse 18 herausschraubt.
Dieses Herausschrauben erfolgt aber nur, bis der Bremsbelag 22 an der Bremsscheibe anliegt. Wird dann nämlich weiter zugespannt, steigt die Reibung zwischen dem Druckstück 16 und der Druckhülse 18, so daß sich die Druckhülse 18 nicht mehr weiter verdrehen kann. In ähnlicher Weise wirkt das mit zunehmendem Druck auftretende Reibmoment innerhalb der Schraubverbindung zwischen der Druckhülse 18 und der Druckschraube 20.
Daher rutscht bei weiterem Verschwenken des Drehhebels 12 in Richtung „D” die Abtriebshülse 28 bezüglich der Stützscheibe 30 und der Druckhülse 18 durch. Ein weiteres Herausschrauben der Druckschraube 20 aus der Druckhülse 18 erfolgt also nicht mehr.
Die oben im einzelnen beschriebene Konstruktion wird in der Fachsprache als kraft-, last- oder drehmomentabhängige Nachstellung bezeichnet, weil eine Nachstellung entsprechend den obigen Erläuterungen nur erfolgt, bis die Kraft, die Last bzw. das Drehmoment einen entsprechend der Ausgestaltung des Reibschlusses zwischen der Abtriebshülse 28 einerseits und der Stützscheibe 30 sowie der Druckhülse 18 andererseits übertragbaren Wert übersteigt. Dieser Wert kann insbesondere durch entsprechende Dimensionierung der Tellerfedern 33 vorgegeben werden.
Beim Lösen der Bremse, d. h. beim Verschwenken des Drehhebels 12 entgegen der Schwenkrichtung „D”, verschiebt sich die Druckschraube 20 nicht wieder durch Drehen der Druckhülse 18 in die Druckhülse 18 hinein, weil die Schlingfeder 26 in dieser Drehrichtung auskuppelt. Die Schlingfeder 26 stellt mithin eine richtungsabhängige Komponente des Nachstellgetriebes dar, wohingegen die Stützscheibe 30 mit ihrer Reibfläche 32 die Momentenabhängigkeit des Nachstellgetriebes gewährleistet.
Die Stützscheibe 30 ist gemäß 3 an ihrem Außenrand mit einem Zahnkranz 36 versehen. Der Zahnkranz 36 greift in eingebautem Zustand in eine in der Zeichnung nicht dargestellte Justierwelle ein. Die Justierwelle liegt also quasi „neben” der eigentlichen Nachstelleinrichtung, was den Vorteil der geringeren axialen Baulänge hat. Die Justierwelle kann beispielsweise einen Sechskantkopf aufweisen. Um die Zugänglichkeit des Sechskantkopfes zum Justieren mittels eines entsprechenden Werkzeugs zu gewährleisten, ist eine ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellte Arbeitsöffnung an dem Sattel 10 vorgesehen. Die Arbeitsöffnung kann zum Schutze gegen Verschmutzung mit einem Stopfen verschlossen werden.
Die Justierwelle dient beispielsweise dazu, die Stützscheibe 30 und die damit drehgekoppelte Druckhülse 18 zu verdrehen, um die Druckschraube 20 wieder in die Druckhülse 18 einzuschrauben, beispielsweise nach Erneuerung des Bremsbelages 22.
Zusätzlich oder alternativ kann aber die Stützscheibe 30 selbst als Justierelement dienen. Dazu kann sie auf der der Bremsscheibe abgewandten Seite eine von der Kreisform abweichende Innenkontur haben, in die zum Justieren ein entsprechendes Werkzeug einzustecken ist. Auch zu diesem Zwecke wird in einem solchen Falle eine entsprechende Arbeitsöffnung an dem Sattel 10 vorgesehen sein, wiederum mit einem Stopfen verschließbar.
Wie die obigen Ausführungen zeigen, kommen der Stützscheibe 30 verschiedene Funktionen zu:
Zum einen bildet sie einen Teil der Rutschkupplung zur Begrenzung des übertragbaren Moments. Sie gewährleistet daher die Momentenabhängigkeit der Nachstellvorrichtung, die teilweise in der Literatur auch als Kraft- oder Lastabhängigkeit bezeichnet wird.
Ferner dient die Stützscheibe 30 der Kopplung des die Zuspannung bewirkenden Drehhebels 12 mit der Nachstellvorrichtung, weil sie drehfest auf der Druckhülse 18 sitzt und daher Drehmomente übertragen kann.
Schließlich dient sie dazu, die Möglichkeit zu schaffen, die Justierwelle „neben” die eigentliche Nachstelleinrichtung zu setzen, wodurch erreicht werden kann, daß die Justierwelle die axiale Baulänge nicht vergrößert.
An dieser Stelle sei allerdings ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch Lösungen ohne eine solche Justierwelle neben der eigentlichen Nachstelleinrichtung abdeckt. So kann nämlich beispielsweise die Stützscheibe 30 eine von der Kreisform abweichende Innenkontur haben, so daß durch Ansetzen eines entsprechenden Werkzeugs ein Justieren der Nachstelleinrichtung unmittelbar an der Stützscheibe 30 erfolgen kann.
Die in der obigen Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. So ist die Erfindung anwendbar auf Bremsen mit einer, zwei oder mehr Druckschraube(n)/-spindel(n) sowie auf Bremsen mit und ohne Druckstück.

Claims

Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbremse mit einem Nachstellelement (18) in Form einer Nachstellmutter oder einer Nachstellschraube und einer Rutschkupplung (28, 30, 32, 38, 40) zum Begrenzen des auf das Nachstell element übertragbaren Drehmoments, wobei zu der Ruschkupplung eine Anlagefläche (38) an dem Nachstellelement gehört, an dem eine Reibfläche (40) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung ein Reibelement (30) aufweist, das mit dem Nachstellelement in beiden Drehrichtungen drehgekoppelt ist.
Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Teil der Rutschkupplung (28, 30, 32, 38, 40) bildende Reibfläche (32) des Reibelements (30) in eingebautem Zustand einer Bremsscheibe zugewandt ist.
Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (30) eine Kuppeleinrichtung (36) zum Koppeln mit einer Justiereinrichtung für das Nachstellelement (18) aufweist.
Nachstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppeleinrichtung (36) einen Zahnkranz aufweist.
Nachstellvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppeleinrichtung eine von der Kreisform abweichende Innenkontur an dem Reibelement (30) aufweist.
Nachstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorspanneinrichtung (33) zum Vorspannen der Rutschkupplung (28, 30, 32, 38, 40) im Sinne eines Reibschlusses.
Nachstellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (33) eine elastische Einrichtung auf der einer Bremsscheibe in eingebautem Zustand abgewandten Seite des Reibelements (30) aufweist.
Nachstellvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (33) eine, zwei oder mehr Tellerfedern(n) aufweist.
Nachstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Teil der Rutschkupplung (28, 30, 32, 38, 40) bildende Reibfläche (32) ringförmig ist.
Nachstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Teil der Rutschkupplung (28, 30, 32, 38, 40) bildende Reibfläche (32) zumindest zum Teil eben, kegelschnittmantelförmig oder verzahnt ist.
Scheibenbremse mit einer Nachstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Scheibenbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Nachstellvorrichtung derart mit einem Druckstück (16) gekoppelt sind, daß sie beim Zuspannen dessen Bewegung in Axialrichtung der Bremse folgen.
Scheibenbremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (16) eine Traversenstruktur aufweist.
Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch eine Justiereinrichtung, deren Drehachse nicht mit der Drehachse der Rutschkupplung (28, 30, 32, 38, 40) zusammenfällt.