DE102006050522A1

DE102006050522A1 - Zuspannvorrichtung für eine mechanisch betätigbare Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102006050522A1
Application number: DE200610050522
Authority: DE
Inventors: Johann Baumgartner; Robert Gruber
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: DE102006050522B4

Abstract

Eine Zuspannvorrichtung (1) für eine mechanisch betätigbare Scheibenbremse mit einem Bremssattel (15) und einem um einen am Bremssattel (15) in einem Bremshebelschwenkpunkt (E) schwenkbar angeordneten Bremshebel (2), welcher mit einem Druckstück (10) zur Betätigung eines Bremsbelags (11) direkt oder indirekt zusammenwirkend verbunden ist und welcher an seinem dem Bremshebelschwenkpunkt (E) gegenüberliegenden Endabschnitt mit einem Aktuator (16) zur Einleitung einer Zuspannkraft in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung (1) eine Mehrfachdrehgelenkkette (19) aufweist; und eine Scheibenbremse mit einer entsprechenden Zuspannvorrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuspannvorrichtung für eine mechanisch betätigbare Scheibenbremse und eine Scheibenbremse mit einer entsprechenden Zuspannvorrichtung.
Derartige Zuspannvorrichtungen sind zur Betätigung von Bremsbelägen einer mechanisch betätigbaren Scheibenbremse vorgesehen. Hierbei wird eine Bewegungskraft zum Beispiel mittels elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Energie durch einen Aktuator erzeugt, welche über ein Aktuatorabtriebselement, zum Beispiel eine Kolbenstange, in einen Bremshebel eingeleitet wird, der die Bremsbeläge betätigt. Bremsen dieser Bauart ist gemeinsam, dass der Bremshebel bei seiner Betätigung durch diese Bewegungskraft eine Schwenkbewegung um sein in einem Bremshebellager schwenkbar an einem Bremssattel befestigtes Ende ausführt. Die Einleitung dieser Bewegungskraft erfolgt an dem dem Bremshebellager gegenüber liegenden Ende des Bremshebels. Durch die Schwenkbewegung verläuft der Punkt der Einleitung der Bewegungskraft auf einem Abschnitt einer Kreisbahn. Das Aktuatorabtriebselement führt jedoch eine lineare Bewegung aus.
Bei einem Bremsvorgang entsteht somit ein Konflikt zwischen linearer Bewegungsrichtung des Aktuatorabtriebselementes und Kreisbewegung des damit gekoppelten Krafteinleitungspunktes des Bremshebels. Es ist üblich, dass dieses durch eine Schwenkung des Aktuatorabtriebselementes und, wenn vorhanden, des damit verbundenen Kolbens im Aktuator ausgeglichen wird. Nachteilig dabei ist jedoch, dass hohe radiale Kräfte auf den Aktuatorkolben bzw. eine Aktuatorspindel und deren Führungen bzw. Lagerungen einwirken, welche einen entsprechenden Verschleiß mit sich bringen und daher entsprechend ausgebildet werden müssen. Dieses führt zu größerem Gewicht, höheren Kosten und entsprechend häufigen Wartungsintervallen bzw. Austausch.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zuspannvorrichtung für eine mechanisch betätigbare Scheibenbremse zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile behebt.
Die Aufgabe wird durch eine Zuspannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine mechanisch betätigbare Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Zuspannvorrichtung mit einer Mehrfachdrehgelenkkette versehen ist. Dadurch wird erreicht, dass der Krafteinleitungspunkt des Bremshebels vorteilhaft auf einer Geraden verläuft, wodurch das Aktuatorabtriebselement ebenfalls in einer linearen Bewegungsrichtung bewegbar ist. Dieses erbringt den Vorteil, dass auf den Aktuator keine Radialkräfte wirken und die oben angegebenen Nachteile behoben sind.
Eine erfindungsgemäße Zuspannvorrichtung für eine mechanisch betätigbare Scheibenbremse mit einem Bremssattel und einem um einen am Bremssattel in einem Bremshebelschwenkpunkt schwenkbar angeordneten Bremshebel, welcher mit einem Druckstück zur Betätigung eines Bremsbelags direkt oder indirekt zusammenwirkend verbunden ist, und welcher an seinem dem Bremshebelschwenkpunkt gegenüber liegenden Endabschnitt mit einem Aktuator zur Einleitung einer Zuspannkraft in Wirkverbindung steht, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung eine Mehrfachdrehgelenkkette aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
In einer bevorzugter Ausführung bildet der Bremshebel einen Teil der Mehrfachdrehgelenkkette. Dadurch ist es möglich, mit einer vorteilhaft geringen Bauteileanzahl eine Mehrfachdrehgelenkkette auszubilden, wobei der Aktuator mit dieser in Wirkungsverbindung steht.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Mehrfachdrehgelenkkette eine Vierdrehgelenkkette ist. Somit sind vorteilhaft nur wenige zusätzliche Bauteile erforderlich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die Mehrfachdrehgelenkkette den Bremshebel, einen Führungshebel und einen Koppelhebel aufweist, wobei der Führungshebel mit einem Ende am Bremssattel um einen Führungshebelschwenkpunkt schwenkbar und mit seinem anderen Ende mit einem Koppelhebel um einen Lenkpunkt schwenkbar angebracht ist, und wobei der Koppelhebel mit dem dem Bremshebelschwenkpunkt gegenüber liegenden Ende des Bremshebels um einen Koppelpunkt schwenkbar verbunden ist. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, die Zahl von zusätzlichen Bauteilen bei Einbezug des Bremshebels weiter zu verringern.
In einer noch weiteren Ausführung ist der Koppelhebel über den Koppelpunkt hinaus um eine vorbestimmte Länge bis zu einem Krafteinleitungspunkt verlängert ist, welcher mit dem Aktuator verbunden ist. Somit ergibt sich ein Krafteinleitungspunkt, der nahe am Ende des Bremshebels angeordnet ist und durch den Führungshebel bei Verschwenkung des Bremshebels um den Bremshebelschwenkpunkt auf einer vorbestimmten Bahn geführt ist.
Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass die Mehrfachdrehgelenkkette so ausgebildet ist, dass ein Verstellweg des Krafteinleitungspunktes im Bereich eines Schwenkwinkels des Bremshebels auf einer Geraden liegt. Damit entspricht der Verstellweg des Krafteinleitungspunktes der üblichen linearen Bewegung des Aktuators, auf welchen somit vorteilhaft keine radialen Kräfte beim Bremsen einwirken. Die Mehrfachdrehgelenkkette nimmt zusätzlich vorteilhafterweise auftretende Querkräfte auf. Auf diese Weise ist der Verschleiß einer Kolbenstange bzw. Spindel des Aktuators und deren Führung bzw. Lagerung vorteilhaft verringert. Die Dimensionierung dieser Bauteile kann dementsprechend geringer ausfallen, wodurch eine Kostenersparnis entsteht. Gleichzeitig erhöht sich die Wirtschaftlichkeit durch verlängerte Wartungsintervalle.
In einer noch weiteren Ausführung ist es bevorzugt, dass der Koppelpunkt den Koppelhebel in einem Verhältnis von ungefähr 0,73 teilt.
Eine erfindungsgemäße Scheibenbremse mit einer Zuspannvorrichtung mit einem Bremssattel und einem um einen am Bremssattel in einem Bremshebelschwenkpunkt schwenkbar angeordneten Bremshebel, welcher mit einem Druckstück zur Betätigung eines Bremsbelags direkt oder indirekt zusammenwirkend verbunden ist, und welcher an seinem dem Bremshebelschwenkpunkt gegenüber liegenden Endabschnitt mit ei nem Aktuator zur Einleitung einer Zuspannkraft in Wirkverbindung steht, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung eine Mehrfachdrehgelenkkette aufweist.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Scheibenbremse ist es vorgesehen, dass die Zuspannvorrichtung die oben erläuterte Zuspannvorrichtung ist.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Zuspannvorrichtung; und
2 eine Teilschnittdarstellung einer Scheibenbremse mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zuspannvorrichtung.
Gleiche oder ähnliche Bauteile oder Baugruppen mit gleichen oder ähnlichen Funktionen sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine schematische Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Zuspannvorrichtung 1 gezeigt.
Eine Bremsscheibe 12 steht in Wirkungsverbindung mit einem Bremsbelag 11, der über ein Druckstück 10 mit einem Bremshebel 2 in einem Abtriebspunkt F schwenkbar verbunden ist. Das Druckstück 10 ist in diesem Beispiel aus einem Antriebsdruckstück 7, einer Nachstelleinrichtung 8 und einem Abtriebsdruckstück 9 aufgebaut, welche in einem Bremssattel 15, der nur symbolisch dargestellt ist, verschieblich geführt angeordnet sind.
Der Bremshebel 2 ist in einem Bremshebelschwenkpunkt E, der in einem Abstand vom Abtriebspunkt F angeordnet ist, am Bremssattel 15 verschwenkbar gelagert. Der Bremshebel 2 ist an seinem dem Bremshebelschwenkpunkt E gegenüber liegenden Endabschnitt mit einem Koppelhebel 4 in einem Koppelpunkt B verschwenkbar angelenkt.
Der Koppelhebel 4 ist mit einem, in der 1 auf der rechten Seite gezeichneten, Ende in einem Krafteinleitungspunkt A mit einem Aktuatorabtriebselement 17 eines Aktuators 16 gelenkig verbunden. Der Aktuator kann zum Beispiel elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden. Es kann auch ein Federspeicherbremszylinder sein.
Das andere Ende des Koppelhebels 4 ist in einem Lenkpunkt C mit einem Ende eines Führungshebels 3 verschwenkbar verbunden. Der Führungshebel 3 ist mit seinem anderen Ende in einem Führungshebelschwenkpunkt D mit dem Bremssattel 15 verschwenkbar verbunden.
Der Bremshebel 2, der Koppelhebel 4 und der Führungshebel 3 bilden ein so genanntes Koppelgetriebe, das auch als eine Mehrfachdrehgelenkkette 19 bezeichnet wird. Da diese Drehgelenkkette in diesem Beispiel vier Schwenkpunkte aufweist, nämlich B, C, D, E, wird die Mehrfachdrehgelenkkette 19 hier als eine Vierdrehgelenkkette bezeichnet. Die Längen der einzelnen Drehgelenkkettenbauteile 2, 3, 4 und die Abstände ihrer an dem Bremssattel 15 angeordneten Schwenkpunkte D und E sind so dimensionierbar, dass bestimmte Punkte der Mehrfachdrehgelenkkette 19 bestimmte Bahnverläufe beim Verschwenken eines der Drehgelenkkettenglieder einnehmen können. So beschreiben der Koppelpunkt B und der Lenkpunkt C (siehe 2) jeweils einen Kreisbahnabschnitt um den Führungshebelschwenkpunkt D und den Bremshebelschwenkpunkt E, wobei der Krafteinleitungspunkt A dabei auf einer Geraden 18 verläuft.
In der 1 sind drei unterschiedliche Stellungen der Mehrfachdrehgelenkkette 19 gezeigt, die sich durch unterschiedliche Schwenkwinkel α, α', α'' des Bremshebels 2 unterscheiden und gestrichelt dargestellt sind. Die zugehörigen Punkte A, B, C sind bei den jeweiligen Schwenkwinkeln α, α', α'' mit A, A', A''; B, B', B'' und C, C', C'' bezeichnet. Es ist aus der 1 eindeutig zu erkennen, dass der Krafteinleitungspunkt A innerhalb des Bereichs des Schwenkwinkels α auf der Geraden 18 verläuft. Dieses ist wie oben erwähnt durch geeignete Dimensionierung erzielbar.
Der Aktuator 16 erzeugt eine Zuspannkraft, die über sein Aktuatorabtriebselement 17 in die Mehrfachdrehgelenkkette 19 eingeleitet wird. Der Hub bzw. Verstellweg des Aktuatorabtriebselementes 17 ist linear und verläuft auf der Geraden 18. Da der korrespondierende Verstellweg des Krafteinleitungspunktes A auch auf der Geraden 18 verläuft, wie oben erläutert ist, wirken auf das Aktuatorabtriebselement 17 und den Aktuator 16 keine radialen Kräfte. Querkräfte werden von der Mehrfachdrehgelenkkette 19 aufgenommen, die dazu entsprechend dimensioniert ist.
Der Aktuator 16 kann somit am Bremssattel 15 ohne eine Verschwenklager befestigt werden. Die Auslegung seiner Führungen und Bauteile ist auf diese Weise auf die vorteilhaft erzielten Beanspruchungen geringer ausführbar, was zu vorteilhaften Gewichtseinsparungen und insbesondere zu erhöhten Wartungsintervallen führt.
Ein Ausführungsbeispiel der Zuspannvorrichtung 1 bei einer Scheibenbremse zeigt 2 in einer Teilschnittansicht.
Hier sind einige Details dieses Ausführungsbeispiels gezeigt, wie zum Beispiel die Anlenkung des Antriebsdruckstücks 7 des Druckstücks 10 mit einem Exzenter 6 im Abtriebspunkt F am Bremshebel 2, dessen Bremshebelschwenkpunkt E aus einem Bremshebellager 5 gebildet ist. Das Antriebsdrückstück 7 ist über die Nachstelleinrichtung 8, die ein Betätigungselement 17 mit Zähnen zur Nachstellung eines Verschleißes des Bremsbelags 11 aufweist, und ein Abtriebsdruckstück 9 mit einem (nicht bezeichneten) Bremsbelagträger und dem Bremsbelag 11, der mit der Bremsscheibe 12 in Wirkverbindung steht, gekoppelt. Eine Feder 13 dient als Kraftspeicher zur Rückstellung des Bremsbelags 11 bei beendigter Bremsung und zur Vorspannung der Nachstelleinrichtung 8.
Die unterschiedlichen Stellungen des Bremshebels 2 und des Koppelhebels 4 mit den Positionen des Krafteinleitungspunktes A, A', A'' und Koppelpunktes B, B', B'' sind wie in 1 bei den Schwenkwinkeln α, α', α'' des Bremshebels 2 eingetragen. Hier ist weiterhin ein Abschnitt einer Kreisbahn 14 des Endes des Führungshebels 3 angedeutet, auf welchem der Lenkpunkt C, C', C'' verläuft.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie ist im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar.
So können zum Beispiel der Führungshebel 3 und der Koppelhebel 4 gabelartig oder doppelt oder mehrfach ausgeführt sein.
Die Mehrfachdrehgelenkkette 19 kann mehr Gelenkpunkte und Glieder als in dem gezeigten Beispiel aufweisen.

1: Zuspannvorrichtung
2: Bremshebel
3: Führungshebel
4: Koppelhebel
5: Bremshebellager
6: Exzenter
7: Antriebsdruckstück
8: Nachstelleinrichtung
9: Abtriebsdruckstück
10: Druckstück
11: Bremsbelag
12: Bremsscheibe
13: Feder
14: Kreisbahn
15: Bremssattel
16: Aktuator
17: Aktuatorabtriebselement
18: Gerade
19: Mehrfachdrehgelenkkette
A, A', A'': Krafteinleitungspunkt
B, B', B'': Koppelpunkt
C, C', C'': Lenkpunkt
D: Führungshebelschwenkpunkt
E: Bremshebelschwenkpunkt
F: Abtriebspunkt
α, α', α'': Schwenkwinkel

Claims

Zuspannvorrichtung (1) für eine mechanisch betätigte Scheibenbremse mit einem Bremssattel (15) und einem um einen am Bremssattel (15) in einem Bremshebelschwenkpunkt (E) schwenkbar angeordneten Bremshebel (2), welcher mit einem Druckstück (10) zur Betätigung eines Bremsbelags (11) direkt oder indirekt zusammenwirkend verbunden ist, und welcher an seinem dem Bremshebelschwenkpunkt (E) gegenüber liegenden Endabschnitt mit einem Aktuator (16) zur Einleitung einer Zuspannkraft in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung (1) eine Mehrfachdrehgelenkkette (19) aufweist.
Zuspannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremshebel (2) einen Teil der Mehrfachdrehgelenkkette (19) bildet.
Zuspannvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachdrehgelenkkette (19) eine Vierdrehgelenkkette ist.
Zuspannvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachdrehgelenkkette (19) den Bremshebel (2), einen Führungshebel (3) und einen Koppelhebel (4) aufweist, wobei der Führungshebel mit einem Ende am Bremssattel (15) um einen Führungshebelschwenkpunkt (D) schwenkbar und mit seinem anderen Ende mit einem Koppelhebel (4) um einen Lenkpunkt (C, C', C'') schwenkbar angebracht ist, und wobei der Koppelhebel (4) mit dem dem Bremshebelschwenkpunkt (E) gegenüber liegenden Ende des Bremshebels (2) um einen Koppelpunkt (B, B', B'') schwenkbar verbunden ist.
Zuspannvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelhebel (4) über den Koppelpunkt (B, B', B'') hinaus um eine vorbestimmte Länge bis zu einem Krafteinleitungspunkt (A, A', A'') verlängert ist, welcher mit dem Aktuator (16) verbunden ist.
Zuspannvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachdrehgelenkkette (19) so ausgebildet ist, dass ein Verstellweg des Krafteinleitungspunktes (A, A', A''') im Bereich eines Schwenkwinkels (α) des Bremshebels (2) auf einer Geraden (18) liegt.
Zuspannvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelpunkt (B, B', B'') den Koppelhebel (4) in einem Verhältnis (Länge CB zu BA) von ungefähr 0,73 teilt.
Mechanisch betätigbare Scheibenbremse mit einer Zuspannvorrichtung (1) mit einem Bremssattel (15) und einem um einen am Bremssattel (15) in einem Bremshebelschwenkpunkt (E) schwenkbar angeordneten Bremshebel (2), welcher mit einem Druckstück (10) zur Betätigung eines Bremsbelags (11) direkt oder indirekt zusammenwirkend verbunden ist, und welcher an seinem dem Bremshebelschwenkpunkt (E) gegenüber liegenden Endabschnitt mit einem Aktuator (16) zur Einleitung einer Zuspannkraft in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspannvorrichtung (1) eine Mehrfachdrehgelenkkette (19) aufweist.
Scheibenbremse nach Anspruch 8 mit einer Zuspannvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7.