DE3106011A1

DE3106011A1 - "mechanische scheibenbremse"

Info

Publication number: DE3106011A1
Application number: DE19813106011
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Funabashi Chiba Haraikawa; Koichi Tokyo Tamura
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1982-01-07
Also published as: JPS56116932A; JPS6151693B2; IT1143508B; GB2070706A; IT8167220A0; US4390084A; GB2070706B; DE3106011C2

Description

Mechanische Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit einem Sattel, der an einem stationären Element gehalten ist und den Umfeng der Bremsscheibe übergreift, wobei er zwei Schenkel bildet, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe angeordnet sind und jeweils einen ersten bzw. einen zweiten Bremsbelag halten, die gegen die Oberfläche der Bremsscheibe anpreßbar sind. Derartige Scheibenbremsen sind beispielsweise in der US-PS 4 088 204 sowie der US-PS 4 162 720 beschrieben.

Herkömmliche mechanische Scheibenbremsen umfassen eine Kraftumsetzungseinrichtung, mittels welcher die über ein Zugseil zugeführte rotatorische Kraft, die von einem Bremspedal oder einem Brerrishebel ausgeht, in eine lineare Anpreßkraft umsetzbar ist, welche auf einen der Bremsbeläge übertragen wird. Dieser Mechanismus umfaßt normalerweise einen Hebel, der mit dem Zugseil in Verbindung steht, eine einstückig mit dem Hebel ausgebildete Mutter, eine Anpreßplatte mit einer ansteigenden Nut, sowie eine Kugel, die sich zwischen der Mutter und der Anpreßplatte befindet und in die ansteigende Nut eingreift. Ein Bolzen steht mit der Mutter in Eingriff und stößt mit einem Ende ap einen der Bremsbeläge an. Wenn die Mutter mit Hilfe des Hebels gedreht wird, verschiebt sich diese in axialer Richtung in bezug auf die Stützplatte. Die Verschiebung der Mutter wird auf einen der Bremsbeläge durch den Bolzen übertragen, wobei die Reaktionskraft dem anderen Bremsbelag mitgeteilt wird, der dem ersten Bremsbelag gegenüberliegt, über das Sattelelement, so daß die Bremsscheibe zwischen den Bremsbelägen eingeklemmt wird. Wenn die von dem Zugseil ausgeübte Kraft nachläßt, wird der Bolzen durch eine Rückholfeder zurückgedrängt.

Der Schraubeingriff zwischen dem Bolzen und der Mutter bildet einen Einstellmechanismus zum Ausgleich der Abnutzung der Bremsbelag«, Indem man den Bolzen relativ zur Mutter in

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Richtung auf den Bremsbeleg schraubt, kann man die Abnutzung der Bremsbeläge ausgleichen.

Die Relativdrehung der Mutter und des Bolzens kann manuell oder selbsttätig erfolgen* Für die selbsttätige Einstellung kann ein Klinkenradmechanismus zwischen der Mutter und dom Bolzen vorgesehen sein.

Die Relativdrehung zwischen der Mutter und dem Bolzen muß verhindert werden, um eine eingestellte Position aufrechtzuerhalten» Es ist möglich, die eingestellte Relativposition zwischen der Mutter und dem Bolzen aufrechtzuerhalten, indem man den Reibwiderstand des Gewindes zwischen der Mutter und dem Bolzen erhöht, wobei jedoch normalerweise ein Rotationssteuerelement zwischen· dem Bolzen und der Mutter, oder zwischen dem Bolzen und dem Bremssattel vorgesehen ist.

Es ist erforderlich, eine Änderung der Federkraft der Rückholfeder zu vermeiden, was etwa durch Vibrationen verursacht werden kann. Außerdem ist es erforderlich, die Federkraft der Rückholfeder konstant zu halten, unabhängig von der Relativverschiebung des Bolzens in bezug auf die Mutter.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung des Gegegenstandes nach der deutschen Patentanmeldung P 29 33 469.8 vom 17. August 1979 durch die gleichen Erfinder dar.

Der Erfindung liegt die' Aufgabe zugrunde, die Scheibenbremse der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die vorgenannten Anforderungen erfüllt werden, wobei der konstruktive Aufwand möglichst gering sein soll, während andererseits die Montage und Unterhaltung einfach durchzuführen sein sollen. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale. Bezüglich weiterer erfindungswesentlicher Merkmale wird auf die Unteransprüche verwiesen·

Nach der Erfindung ist eine Kraftumsetzungseinrichtung in einem der Schenkel des Sattels zur Umsetzung einer rotato—.

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rischen Bewegung des Bremshebels in die Anpreßkrait des zweiten Bremsbelages gegen die Bremsscheibe vorgesehen, sowie ein in die Kraftumsetzungseinrichtung eingeschraubter Bolzen, der mit einem Ende mit dem Bremsbelag in Eingriff steht, wobei sich der Bolzen in Richtung der Achse der Bremsscheibe durch eine Axialöffnung des einen Schenkels des Sattels erstreckt und ein Federhalter auf den Bolzen" aufgeschraubt ist, während sich eine Spiralfeder zwischen dem Iederhalter und dem anderen Schenkel befindet, womit der Bolzen unter einer von dem zweiten Bremsbelag weg gerichteten Federkraft steht. Erfindungsgemäß ist ein Vorsprung auf der AbstUtaf lach© Jes Federhalters angeofinet, mit weil ehern ein Ende der feder in Eingriff steht und in Umfangsrichtung an der Spiralfeder anliegt _T zur Steuerung der Drehung des F'ederhalters relativ zum Bolzen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Scheibenbremse,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie H-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Abbildung des Drehsteuerelementes, der Spiralfeder und des Federhalters der Scheibenbremse gemäß Fig. 1 in auseinandergezogener Darstellung und

Fig. 4 ein Schnitt durch die in Fig. 3 dargestellten Elemente.

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Die in den Zeichnungen dargestellte Scheibenbremse umfaßt ein stationäres Element 1, das an einem sich nicht drenenden Teil eines (nicht dargestellten) Fahrzeuges befestigt ist, einen Bremssattel 3, der gleitend an dem stationären Element in Richtung der Achse einer drehbaren Bremsscheibe 2 gehalten ist und den Umfang der Scheibe 2 übergreift, womit zwei Schenkel 3a und 3b gebildet werden. Ein erster Bremsbelag 4 mit einer Stützplatte 4a und ein zweiter Bremsbelag 5 mit der zugehörigen Stützplatte 5b sind mit der Bremsscheibe 2 zum Eingriff bringbar. Die Stützplatte 4a des ersten Bremsbelages 4 steht mit einem Schenkel teil 3a des Bremssattels in Verbindung. In dem anderen Schenkelteil 3b des Bremssattels ist eine Axialöffnung vorgesehen, die aus einer Aussparung 6 besteht in Richtung auf den zweiten Bremsbelag 5 sowie einer ringförmigen Wandung 7 und einer Aussparung 8. Die Aussparung 8 besitzt ein offenes äußeres Ende 9, das durch eine Kappe 23 und eine Dichtung 26 verschlossen ist. Die Aussparung 6 nimmt einen Kraftumsetzungsmechanismus auf, der aus einer Stützplatte 10, die drehfest auf der Innenseite der ringförmigen Wandung 7 gehalten ist, einer einstückig mit einem Hebel 11 ausgebildeten Mutter und mindestens einer, vorzugsweise jedoch drei auf den Umfang verteilten Kugeln 15 besteht, wobei mit dem Hebel 11 ein (nicht dargestelltes) Zugseil in Verbindung steht, das an einem (nicht dargestellten) Bremspedal oder Bremshebel befestigt ist. Auf sich gegenüberliegenden Flächen der Stützplatte 10 und der Mutter 12 sind jeweils sich um den Umfang erstreckende Nuten 13 und 14 vorgesehen, deren axiale Tiefe sich allmählich in Umfangsrichtung verändert. Die Kugeln 15 werden jeweils in einem Nutenpaar 13 und 14 aufgenommen, so daß bei einer Relativdrehung der Mutter 12 zur Stützplatte 10 der axiale Abstand hierzwischen allmählich verändert wird.

Ein Endteil 16a eines Bolzens 16 ist in die Gewindegänge 12a der Mutter 12 eingeschraubt, und das innere Ende des Bolzens

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*<** ΑΛΛ 4 * *

16 stößt an die Stützplatte 5a des zweiten Bremsbelages 5 an. Der Bolzen 16 erstreckt sich axial durch die Stützplatte IO und die ringförmige Wandung 7 in die Aussparung 8 hinein, wobei auf das andere Ende 16b des Bolzens 16 ein Gewinde 17a eines Federhalters 17 aufgeschraubt ist. Eine Spiralfeder 19, die als Rückholfeder wirkt, steht mit dem Federhalter 17 in Anlage, um den Bolzen 16 in auswärtige Richtung oder in der Richtung weg von dem Bremsbelag 5 zu drücken. Das Gewinde auf den sich gegenüberliegenden Endteilen 16a und 16b des Bolzens 16 besitzt die gleiche Steigung.

Der Mittelteil 16c des Bolzens 16 besitzt einen sechseckigen oder achteckigen Querschnitt, wobei einander gegenüberliegende flache Oberflächen mit Schenkeln 18a eines Drehsteuerelementes 18 in Anlage stehen. Bei dem Drehsteuerelement 18 handelt es sich um eine ringförmige Platte, die an der äußeren Oberfläche der ringförmigen Wandung 7 des Bremssattels 3 anliegt. Die Drehung des Drehsteuerelementes 18 relativ zur ringförmigen Wandung 7 wird verhindert durch einen Vorsprung 18b, der in eine Öffnung in der ringförmigen Wandung 7 eingreift. Das Drehsteuerelement 18 wird durch die Spiralfeder 19 gegen die Wand 7 angedrückt. Die Schenkel 18a stehen federnd mit dem äußeren Umfang des Bolzens 16 in Verbindung, wobei sie die Drehung des Bolzens 16 steuern. Zu Beginn des Bremsens ist die Kraft, die von der Mutter auf den Bolzen übertragen wird, klein, und die Drehung des Bolzens wird durch die Schenkel 18 verhindert. Wenn die Bremskraft, die von der Mutter auf den Bolzen übertragen wird, ansteigt, dreht sich der Bolzen 16 mit der Mutter 12, und der Hebel 11 überwindet die elastische Kraft der Schenkel 18a. Der Drehungswinkel des Bolzens 16 ist jedoch normalerweise klein, so daß die Schenkel 18a nicht über die Kanten des vieleckigen Teiles 16c hinweggleiten, so daß bei einem Nachgeben der Bremse der Bolzen 16 wieder in seine ursprüngliche Winkelstellung zurückkehrt. Es ist noch herauszustellen, daß das Drehsteuerelement 18 weggelassen werden kann durch eine Erhöhung des Reibwiderstandes des Gewindes zwischen der Mutter 12 und dem Bolzen 16. Am äußeren Endteil 16b des Bolzens 16

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ist ein ein Werkzeug aufnehmender Schlitz vorgesehen. In Fig. 2 ist außerdem eine Staubabdeckung 20 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind der Hebel li und die Kutter 12 aus getrennten Teilen hergestellt und miteinander verbunden. ES können jedoch beide Elemente einstückig ausgebildet sein.

Gemäß der ^Erfindung sind auf der Endfläche 18c des Drehsteuerelementes 18. und auf der Endfläche 17b des Federhalters 17 jeweüs Vorsprünge 21 und 22 vorgesehen, die in Umfangsrichtung mit den Spiralenden 19c und 19d der Spiralfeder 19 in Anlage stehen. Die einander gegenüberliegenden Endflächen 19a und 19b der Spiralfeder 19 kommen jeweils mit den Oberflächen 18c und 17b des Drehsteuerelementes -18 bzw", -des Federhalters zur Anlage, die als Sitzfläche für die Spiralfeder 19 wirken. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Wicklungsrichtung der Spiralfeder 19 entgegengesetzt der Richtung der Gewindegänge des Bolzens 16, so daß eine Drehung des Federhalters . 17 in Richtung des Lösens von dem Bolzen 16 durch die Spiralfeder verhindert wird, wobei die Spiralfederenden 19c und I9d an den Vorsprüngen 21 und 22 anliegen. Die Vorsprünge 21 und 22 müssen nicht notwendigerweise mit den Spiralenden 19c und I9d der Spiralfeder 19 zur Anlage kommen, und die Richtung der Aufwicklung der Spiralfeder 19 muß nicht notwendigerweise gleich der Richtung des Lösens des Federhalters 17 sein, im besonderen dann, wenn die Federkraft der Feder 19· relativ groß ist, da die Vorsprünge 21 und 22 den Drehwiderstand zwischen den Endflächen 19a und 19b der Spiralfeder 19 und den Sitzflächen 18c und 17b wesentlich erhöhen.

Wie die Fig. 3 zeigt, besitzt die Kappe 23, die das offene Ende 9 der Aussparung 8 abschließt, Laschen 24, die federnd in Nuten oder Aussparungen 25 eingreifen, die auf der Umfangswend der Aussparung 8 angeordnet sind.

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Es soll nachfolgend die Wirkung der Scheibenbremse, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert werden'.

Bei der Betätigung der Bremse wird der Hebel 11 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 gedreht. Die Mutter 12 dreht sich um die Achse des Bolzens 16 und trennt sich von der Stützplatte 10, wodurch der Bremsbelag 5 durch den Bolzen 16 gegen die Scheibe 2 gepreßt wird. Der Sattel

3 bewegt sich, wie in Fig. 2 dargestellt ist, durch die Reaktionskraft nach rechts, so daß der Bremsbelag 4 gegen die Scheibe 2 durch den Schenkel teil 3a des Sattels 3 gedruckt wird. Wenn die Bremskraft auf den Hebel 11 nachläßt, wirkt die Federkraft der Spiralfeder 19 auf,die Mutter 12, so daß diese in Richtung auf die Stützplatte 10 gedruckt wird, womit die Mutter 12 und der Hebel 11 sich in einer Richtung entgegen dem Pfeil A drehen. Die Mutter 12 nähert sich der Stützplatte 10, und der Bolzen wird zurückgezogen, d. h-, er bewegt sich von dem Bremsbelag 5 weg. Die Bremsbeläge 4 und 5 lösen sich von der Scheibe 2. Die Drehung der Mutter 12 hört auf, wenn die Kugeln 15 in den tiefsten Teil der Nuten 13 und 14 der Stützplatte 10 bzw. der Mutter 12 hineingerollt sind,

Die einander gegenüberliegenden Endflächen der Feder 19 greifen an den Vorsprüngen 21 und 22 an, wodurch zuverlässig eine Drehung des Federhalters 17 in die Richtung des Lösens verhindert wird, unabhängig von Vibrationen der Scheibenbremse oder des Fahrzeuges. Somit wird die Länge der Feder 19 in Axialrichtung bei einem konstanten Wert gehalten.

Wenn die Bremsbeläge 4 und 5 abgenutzt sind, wird die Kappe 23 abgenommen und der Bolzen 16 wird gedreht, indem man ein Werkzeug, wie etwa einen Schraubenzieher, einsteckt und dabei die Federkraft der Schenkel 18 überwindet. Die Bremsbeläge

4 und 5 bewegen sich in Richtung auf die Scheibe 2, wodurch das Spiel zwischen den Bremsbelägen 4 und 5 und der Scheibe

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2 eingestellt v:ird. Da die Steigung der Gewindeg&rige eui den gegenüberliegenden Endteilen IGa und 16 b des Bolzens

16 gleich ist, ändert sich die relative Position zwischen der Mutter 12 und dem Federhalter 17 nicht, so daß damit. auch die Kraft der Feder 19 gleich bleibt.

Wenn der Federhalter 17 auf den Bolzen 16 aufgebracht wird, können die Endflächen 19a und 19b der Feder 19 über die Vorsprünge 21 und 22 gleiten. Vorzugsweise ist die axiale Hohe der Vorsprünge relativ gering, so daß das auf den Federhalter

17 zu übertragende Montagedrehmoment herabgesetzt wird.

Wie bereits weiter oben beschrieben worden ist, wird gemäß der Erfindung die Drehung des Federhalters oder dessen Verschiebung in Richtung der Achse des Bolzens verhindert, indem die Rückholfeder mit ihren einander gegenüberliegenden Enden an den Vorsprüngen angreifen, die auf den Sitzflächen vorgesehen sind. Somit ändert sich die Federkraft der Rückholfeder nicht, unabhängig von Vibrationen oder der Einstellung des Bremsspiels. Außerdem ist der Aufbau sehr einfach. Das bedeutet, daß nur eine verminderte Zahl von Einzelteilen erforderlich ist, wodurch die Herstellungs- und Montagekosten reduziert werden können.

Es ist an dieser Stelle noch einmal besonders zu betonen, daß die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und daß unter anderem auch die folgenden Ausführungsformen in den Rahmen der Erfindung fallen.

a) Die Wicklungsrichtung der Spiralfeder 19 kann gleich der Richtung der Gewindegänge am Endteil 16b des Bolzens sein, wobei die einander gegenüberliegenden Enden der Spirale der Feder 9 umgebogen sind in die entgegengesetzte Richtung zu derjenigen der Spirale. Hierdurch können die umgebogenen Enden der Feder 19 mit den Vorsprüngen 21 und 22 zum Eingriff kommen, um ein Lösens des Federhalters 17 zu verhindern.

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b) Das Drehsteuerelement 18 kann von der Feder 19 getrennt vorgesehen sein, vyobei die Si tzf leiche für die Feder durch die ringförmige V,^randung 7 gebildet sein kann, während ein Vorsprung entsprechend dem Vorsprung an der Wandung 7 vorgesehen ist.

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Claims

Patentanwälte 8000 München 22 ■ Steinsdorfstraße 21-22 · Telefon 089 / 22 94

Tokico Ltd.

6-3, Fujimi 1-chome

Kav/asaki-ku, Kawasaki-shi

Kanagawa-ken

Japan

Mechanische Scheibenbremse

Patentansprüche

1/ Scheibenbremse mit einem Sattel, der an einem stationären Element gehalten ist und den Umfang der Bremsscheibe übergreift, wobei er zwei Schenkel bildet, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe angeeordnet sind und jeweils einen ersten bzw. einen zweiten Bremsbelag halten, die gegen die Oberfläche der Bremsscheibe preßbar sind, gekennzeichnet durch eine Kraft-

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Umsetzungseinrichtung in einem der Schenkel (3b) des Sattels (3) zur Umsetzung einer rotatorischen Bewegung des Bremshebels (11) in die Anpreß kraft des zweiten Bremsbelages (5) gegen die Bremsscheibe (2), einen in die Kraftumsetzungseinrichtung eingeschraubten Bolzen (16), der mit einem Ende mit dem Bremsbelag (5) in Eingriff steht, wobei sich der Bolzen (16) in Richtung der Achse der Bremsscheibe (2) erstreckt und ein Federhalter (17) auf c»em Bolzen (16) aufgeschraubt ist, während sich eine Spiralfeder (19) zwischen dem Federhalter (17) und dem anderen Schenkelteil befindet^ womit der Bolzen unter einer von dem zweiten Bremsbelag (5) weg gerichteten Federkraft steht, und ein Vorsprung auf der Abstützfläche des Federhalters (17) angeordnet ist, mit welchem.ein Ende der Feder (19) in Eingriff steht und in Umfangsrichtung an der Spiralfeder (19) anliegt zur Steuerung der Drehung des Federhalters (17) um den Bolzen (16).
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet , daß außerdem ein Drehsteuerelement (18) vorgesehen ist mit einem ringförmigen Teil, der drehfest an einer ringförmigen Wandung (7) anliegt, die in einer Aussparung (8) innerhalb des einen Schenkels (3b) des Sattels (3) ausgebildet ist, wobei ein Schenkel (18a) von dem ringförmigen Teil ausgeht und federnd an dem äußeren Umfang des Bolzens (16) zur Steuerung von dessen Rotation anliegt, während ein Axialvorsprung (21) des ringförmigen Teils in Umfangsrichtung mit dem anderen Ende der Feder (19) in Eingriff steht.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Feder umgekehrt zum Gewinde zwischen dem Bolzen (16) und dem Federhalter (17) ist.

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