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1. WO2020002052 - FREIN À DISQUE POUR VÉHICULE UTILITAIRE

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[ DE ]

BESCHREIBUNG

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei gattungsgemäßen Scheibenbremsen für Nutzfahrzeuge, beispielsweise bekannt aus der DE 10 2015 1 14 546 L1 , erfolgt die Nachstellung einer

Zuspanneinrichtung zum Zuspannen der Scheibenbremse mittels einer Nach stelleinrichtung, die dem Nachstellen eines Lüftspiels zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe dient.

Das Zuspannen der Scheibenbremse erfolgt dabei mittels Bremsstempels, der über einen Bremshebel axial zur Drehachse der Bremsscheibe verschiebbar gegen einen zuspannseitigen Bremsbelag drückbar ist.

Der Bremsstempel weist dabei eine verdrehbare Gewindespindel und eine verdrehsicher gehaltene Gewindehülse auf, deren Innengewinde in ein Außen-gewinde der Gewindespindel eingreift. Diese Gewindespindel ist dabei über ein Abtriebsrad mit der Nachstelleinrichtung gekoppelt.

Der Nachsteller kann dabei direkt an der Gewindespindel angeordnet sein oder, wie im o.g. Stand der Technik parallel dazu eingebaut sein.

Bei der Rückstellung der Nachstelleinrichtung, die beispielsweise im Fall eines Bremsbelagwechsels durchgeführt wird, dreht der Mechaniker in der Werkstatt über die Nachstelleinrichtung mit einem Steckschlüssel die Gewindehülse über die Nachstelleinrichtung zurück in eine Anfangsstellung.

Infolge der dabei auftretenden relativ hohen Drehmomente kann es zu einer nur mit erhöhtem Kraftaufwand wieder zu lösenden reibungsbedingten Ver klemmung der Gewindespindel des Bremsstempels kommen, die nach erfolgtem Belagwechsel bei normaler Bremsbetätigung im Betrieb wieder gelöst werden muss.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine Rückdrehbegrenzung der Gewindehülse des Bremsstempels dahingehend verbessert wird, dass ein reibschlüssiges Verklemmen der Gewindehülse in der in die maximal einge drehte Anfangsstellung der Gewindehülse vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Scheibenbremse weist einen eine Bremsscheibe über-g reifenden Bremssattel auf sowie eine Zuspanneinrichtung zum Zuspannen der Scheibenbremse mittels eines verschiebbar geführten Bremsstempels.

Der Bremsstempel ist über einen Bremshebel axial zur Drehachse der Brems-scheibe verschiebbar gegen einen zuspannseitigen Bremsbelag drückbar. Der Bremsstempel weist eine verdrehbare Gewindespindel und eine verdrehsicher gehaltene Gewindehülse auf, deren Innengewinde in ein Außengewinde der Gewindespindel eingreift.

Die Scheibenbremse weist des Weiteren eine mit der Gewindespindel über ein Abtriebsrad in Wirkverbindung stehende Nachstelleinrichtung zum Nachstellen eines Lüftspiels der Scheibenbremse auf.

An Stirnseiten der Gewindehülse und der Gewindespindel oder des

Abtriebsrades sind senkrecht zu einer Rückdrehrichtung ausgerichtete Form-schlusselemente angeordnet, die in einer maximal eingedrehten Anfangsstel lung formschlüssig aneinander liegen.

Durch diese konstruktive Ausbildung der Stirnseiten von Gewindehülse, Ge-windespindel und/oder Abtriebsrad kann ein Verklemmen der Gewindehülse in ihrer maximal eingedrehten Anfangsstellung wirksam vermieden werden.

In dieser maximal eingedrehten Anfangsstellung der Gewindehülse stoßen je-weilige senkrecht zur Rückdrehrichtung ausgerichtete Formschlusselemente aneinander an, wodurch die maximal eingedrehte Anfangsstellung für den Me-chaniker haptisch erfassbar ist.

Da nach anschließendem erfolgtem Bremsvorgang die Nachstelleinrichtung die Gewindespindel oder das Abtriebsrad zur Gewindehülse entgegen der Rück- drehrichtung relativ zueinander gedreht werden, kann dies durch die Ausrich-tung der Formschlusselemente ohne Lösen einer Klemmsteliung nahezu kraft-frei erfolgen.

Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Schei benbremse sind an Stirnseiten der Gewindehülse und der Gewindespindel oder des Abtriebsrades jeweilige Stirnverzahnungen angeordnet.

Diese Stirnverzahnungen sind in einfacher Weise durch Bearbeiten der jeweiligen Stirnseite der Gewindehülse, der Gewindespindel oder des Abtriebsrads ausgeführt, bevorzugt durch Anpressen, Umformen, Sintern oder Einprägen.

Denkbar ist auch eine Ausführung der Stirnverzahnungen als separate Bau-, insbesondere Blechteile, die an der jeweiligen Stirnseite angebracht sind.

Die Auslegung der Verzahnungsteilung ist dabei auf die jeweilige Gewindesteigung der Gewindespindel bzw. der Gewindehülse abgestimmt.

Die Zähne der Verzahnung sind dabei so ausgerichtet, dass senkrecht zur Rückdrehrichtung ausgerichtete Flächen beim Erreichen der maximal einge-drehten Anfangsstellung aneinander liegen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Stirnverzahnung der Gewindehülse an einer die Gewindespindel aufnehmenden Stirnseite der Gewindehülse angeformt.

Diese Stirnverzahnung liegt in der maximal eingedrehten Anfangsstellung formschlüssig an einer an einem Innenabsatz des Abtriebsrades angeformten Stirnverzahnung an.

Dadurch wird ein Verklemmen der Gewindehülse an der Innenstirnfläche des Abtriebsrades vermieden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante ist die die Stirnverzahnung der Gewindehülse an einem Innenboden der Gewindehülse angeformt und liegt in der maximal eingedrehten Anfangsstellung formschlüssig an einer an einer Stirnfläche der Gewindespindel angeformten Stirnverzahnung an.

Diese Variante verhindert ein reibschlüssiges Klemmen der Stirnseite der Ge-windespindel an dem Innenboden der Gewindehülse.

Gemäß einer nochmals alternativen Ausführungsvariante ist an einem Innenboden der Gewindehülse wenigstens eine Tasche angeformt, in der in der maximal eingedrehten Anfangsstellung ein an einer Stirnfläche der Gewindespindel angeordneter Nocken anliegt, der mit seiner Mantelfläche eine Seitenwand der Tasche berührt, so dass auch hier ein Weiterdrehen in Rückdrehrichtung über die maximal eingedrehte Anfangsstellung hinaus durch den Formschluss zwischen Nocken und Tasche verhindert wird.

Dieser Nocken kann gemäß einer Variante an der Stirnfläche der Gewinde spindel angeformt sein.

Denkbar ist aber auch gemäß einer weiteren Ausführungsvariante, den Nocken als Passstift auszubilden, der in einer in der Stirnfläche der Gewindespindel angeformten Nockenaufnahme festgelegt, insbesondere eingepresst ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beilie-genden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Au sf ü h ru n g sva ri a nte einer erfindungsgemäßen Scheiben- bremse in einer teilweise geschnittenen Draufsicht,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsvariante einer in eine Gewindehülse eingedrehte Gewindespindel,

Fig. 3 und 4 perspektivische Einzelansichten der Gewindehülse und des

Abtriebsrades mit jeweiligen Stirnverzahnungen,

Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung einer alternati- ven Ausführungsvariante einer Gewindehülse und einer Gewindespindel in der maximal eingedrehten Anfangsstellung,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer aufgeschnittenen Gewin dehülse mit Verzahnung an einem Innenboden,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer dazu passenden Gewindespindel mit Stirnverzahnung,

Fig. 8 eine den Fig. 2 und 5 entsprechende Schnittdarstellung einer nochmals weiteren Ausführungsvariante einer Gewindehülse und einer Gewindespindel in der maximal eingedrehten An- fangsstellung,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer aufgeschnittenen Gewin- dehülse mit am Innenboden eingebrachten Taschen,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer dazu passenden Gewindespindel mit an einer Stirnseite angeformten Nocken, und

Fig. 1 1 und 12 unterschiedliche Ansichten einer alternativen Ausführungsvari- ante einer Gewindespindel mit als Passstift ausgebildeter No- cke, eingesetzt in eine Nockenaufnahme in der Stirnseite der Gewindespindel.

In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, un-ten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figu-ren gewählte beispielhafte Darstellung und Position der Scheibenbremse, Brems-scheibe, Gewindehülse, Gewindespindel, Abtriebsrad und dergleichen. Diese Be-griffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeits stellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.

Die Fig. 1 zeigt eine Scheibenbremse nach dem Stand der Technik in schematischer Ansicht, mit einem eine Bremsscheibe 2 übergreifenden, als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel, in dem ein zuspannseitiger und ein rückseitiger Bremsbelag angeordnet sind, die bei einem Bremsvorgang gegen die Brems-scheibe 2 gepresst werden.

Bei einem solchem Bremsvorgang wird der zuspannseitige Bremsbelag 3 mittels einer Zuspanneinrichtung 8 gegen die Bremsscheibe 2 gepresst. Durch die Mit-

nähme des sich dabei verschiebenden Bremssatels 1 wird der reaktionsseitige

Bremsbelag 3 ebenfalls gegen die Bremsscheibe 2 gepresst.

Die Zuspanneinrichtung 8 weist einen zentralen Bremsstempel 4 auf, der über ei nen Bremshebel 10 axial verschiebbar gegen den zuspannseitigen Bremsbelag 3 drückbar ist.

Dieser Bremsstempel 4 weist eine verdrehbare Gewindespindel 6 und eine verdrehsicher gehaltene Gewindehülse 7 auf. Die Gewindehülse 7 ist dabei mit einem Innengewinde versehen, in ein Außengewinde der Gewindespindel 6 ein-g reift.

Die dem zuspannseitigen Bremsbelag 3 zugewandte Stirnseite der Gewindehülse 7 drückt bei einem Bremsvorgang gegen den zuspannseitigen Bremsbelag 3.

Mithilfe der in die Gewindehülse 7 eingeschraubte Gewindespindel 6 ist eine Nachstellung der Gewindehülse 7 in eine axiale Position relativ zum zuspannsei-tigen Bremsbelag 3 zur Einhaltung eines vorbestimmten Lüftspiels zwischen Ge windehülse 7 und Bremsbelag 3 in einer Nichtbremsstellung ermöglicht .

Dazu wird die Gewindespindel 6 in der Gewindehülse 7 in eine Nachstellrichtung N gedreht, so dass die axiale Länge des Gesamtsystems Gewindespindel 6, Ge-windehülse 7 nach erfolgter Nachstellung in Nachstellrichtung größer ist als vor der Nachstellung.

Zum Antrieb der Gewindespindel 6 dient eine Nachstelleinrichtung 5, die dem Ausgleich eines sich verschleißbedingt verändernden Lüftspiels, sprich eines Ab stands zwischen den Bremsbelägen 3 und der Bremsscheibe 2 dient. Eine Rück stellung der Gewindehülse 7 erfolgt bevorzugt durch manuelles Rückdrehen einer Gewindespindel der Nachstelleinrichtung 5 in Rückdrehrichtung R.

Die Zuspanneinrichtung 8 und die Nachstelleinrichtung 5 sind in einer Aufnahme kammer des Bremssatels 1 aufgenommen, die auf der der Bremsscheibe 2 zu-gewandten Seite mit einer Verschlussplate 11 verschlossen ist. Die Verschlussplatte 1 1 ist dabei mit dem Bremssattel 1 durch Schrauben 12 verbunden.

Während der Bremsstempel 4 diese Verschlussplatte 11 durchtritt, stützt sich die

Nachstelleinrichtung 5 an der Verschlussplatte 11 durch eine Druckfeder 19 belastet ab.

Der Durchtrittsbereich des Bremsstempels 4 ist dabei durch einen Faltenbalg 13 abgedichtet, weicher einerseits an der Verschlussplatte 11 und andererseits an dem Bremsstempel 4 dichtend anliegt.

Der Bremshebel 10 stützt sich über eine Kugel als Zwischenelement am Brems-stempel 4 schwenkbar ab.

Wie in Fig. 1 desweiteren gezeigt, weist die Nachstelleinrichtung 5 ein an einer Aufnahmehülse 17 befestigtes Antriebsrad 16 auf, das mit einem ebenfalls als Zahnrad ausgebildeten Abtriebsrad 9 in Eingriff steht.

Das Abtriebsrad 9 ist, wie auch den Fig. 3 und 5 zu entnehmen ist, verdrehfest mit der Gewindespindel 6 verbunden.

Die Rückstellung der Gewindespindel 6 nach erfolgtem Bremsvorgang erfolgt über eine auf der Gewindehülse 7 geführte Druckfeder 14, die sich an einem En-de an der Verschlussplatte 11 und am anderen Ende am Abtriebs rad 9 abstützt.

Die Aufnahmehülse 17 taucht in eine mit der Verschluss platte 11 verbundene Führungshülse 18 ein, die gleichzeitig eine Abstützung für die Nachstelleinrichtung 5 bildet.

Bei Betätigung des Bremshebels 10, der mit der Nachstelleinrichtung 5 in Eingriff steht, wird über das Antriebsrad 16 das Abtriebsrad 9 verdreht, bei gleichzeitiger axialer Verstellung der auf der Gewindespindel 6 geführten Gewindehülse 7.

Wie den Figuren 2 bis 12 zu entnehmen ist, sind an den Stirnseiten der Gewin-dehülse 7, der Gewindespindel 6 und/oder des Abtriebsrades 9 senkrecht zu ei-ner Drehrichtung ausgerichtete Formschlusselemente angeordnet, die in einer maximal eingedrehten Anfangsstellung, beispielsweise gezeigt in den Figuren 6 und 9, formschlüssig aneinander liegen.

In der in den Fig. 2 - 4 gezeigten ersten AusfOhrungsvariante ist eine Stirnver-zahnung 71 der Gewindehülse 7 an einer die Gewindespindel 6 aufnehmenden

Stirnseite der Gewindehülse 7 angeformt. Als Stirnseite wird hier der die Spindelaufnahme 73 bildende Stirnfläche der Gewindehülse 7 bezeichnet.

Senkrecht zur Rückdrehrichtung R stehenden Kanten 75 der Verzahnung 71 lie gen dabei in der maximal eingedrehten Anfangsstellung an entsprechenden Kan-ten 95 einer an einem Innenabsatz 93 des Abtriebsrades 9 angeformten Stirnver zahnung 91 an.

Das in Fig. 4 gezeigte Abtriebsrad 9 zeigt darüber hinaus die axiale Innenverzah-nung 92, mit der die axiale Außenverzahnung 63 eines aus der Gewindehülse 7 vorstehenden Endes der Gewindespindel 6 eingreift, zur drehfesten Verbindung der Gewindespindel 6 mit dem Abtriebsrad 9.

Bei der in den Fig. 5 - 7 gezeigten alternativen Ausführungsvariante ist eine Stirnverzahnung 72 der Gewindehülse 7 an einem Innenboden der Gewindehülse 7 angeformt, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.

In der maximal eingedrehten Anfangsstellung zwischen der Gewindespindel 6 und der Gewindehülse 7, bei der die Gewindespindel 6 maximal in die Gewindehülse 7 eingedreht ist, liegt diese Stirnverzahnung 72 der Gewindehülse 7 form schlüssig an einer Stimverzahnung 62 der Gewindespindel 6 an, die an einer Stirnfläche eines der axialen Außenverzahnung 63 abgewandten Endes der Gewindespindel 6 angeformt ist, wie es in den Fig. 5 und 7 gezeigt ist.

Bei der in den Fig. 8 - 12 gezeigten, weiteren Ausführungsvariante ist, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, an einem Innenboden 76 der Gewindehülse 7 wenigstens eine Tasche 74 angeformt.

Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsvariante sind mehrere solcher Taschen 76 am Innenboden 76 der Gewindehülse 7 angeformt.

In der maximal eingedrehten Anfangsstellung der Gewindespindel 6 in der Ge-windehülse 7 steht ein an der Stirnfläche der Gewindespindel 6 angeordneter No-cken 64 vor, der mit seiner Mantelfläche an einer Seitenwand der Tasche 74 an- liegt und so ein Weiterdrehen der Gewindespindel 6 in Rückdrehrichtung R verhindert.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist der Nocken 64 in einer bevorzugten Ausführungsva-riante an der Stirnfläche der Gewindespindel 6 angeformt.

Bei der in den Fig. 11 und 12 dargestellten Ausführungsvariante ist in die Stirnflä che der Gewindespindel 6 eine Nockenaufnahme 65 eingelassen, in die der No-cken 64, beispielsweise in Gestalt eines Stiftes, insbesondere Passstiftes, in der Nockenaufnahme 65 festgelegt, insbesondere in diese eingepresst ist.

Die Stirnverzahnungen 62, 71 , 72, 91 sind bevorzugt in die jeweiligen Stirnseiten der Gewindehülse 7, der Gewindespindel 6 oder des Abtriebsrades 9 angefräst.

Denkbar ist auch, die Stirnverzahnungen 62, 71 , 72, 91 durch Umformung oder Sinterung oder Prägen an den jeweiligen Stirnseiten der Gewindehülse 7, der Gewindespindel 6 bzw. des Abtriebsrades 9 einzubringen.

Bezugszeichenliste

1 Bremssatte!

2 Bremsscheibe

3 Bremsbelag

4 Bremsstempel

5 Nachstelleinrichtung

6 Gewindespinde!

62 Stirnverzahnung

63 Umfangsverzahnung

64 Nocke

65 Nockenaufnahme

7 Gewindehülse

71 Stirnverzahnung

72 Innenverzahnung

73 Spindelaufnahme

74 Tasche

75 Kante

76 Innenboden

8 Zuspanneinrichtung

9 Abtriebsrad

91 Stirnverzahnung

92 Innenverzahnung

93 Absatz

10 Bremshebel

11 Verschlussplatte

12 Schraube

13 Faltenbalg

14 Druckfeder

16 Antriebsrad

17 Aufnahmehülse

18 Führungshülse

19 Druckfeder