DE4417741A1 - Automatische Nachstellvorrichtung für Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Nachstellvorrich­ tung für eine Scheibenbremse, bei der ein in einem Gehäuse verschiebbar angeordneter Bremskolben sowohl hydraulisch als auch über eine mechanische Betätigungseinrichtung betätigbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Nachstellvorrichtung ist aus der EP-B-0 352 306 bekannt. Bei der bekannten Nachstellvorrichtung ist zwischen dem Bremskolben und einer mechanischen Betätigungs­ einrichtung ein verlängerbares Nachstellglied angeordnet, das aus einer Schraube und einer Mutter besteht, die über ein selbsthemmungsfreies Gewinde miteinander verbunden sind. Die Schraube ist mit dem Bremskolben drehfest verbunden und die Mutter ist über ein Drehlager indirekt am Gehäuse dreh­ bar, aber axial gegen einen Anschlag gehalten. Wenn bei ei­ ner hydraulischen Betätigung des Bremskolbens sich dieser axial verschiebt, nimmt er die Schraube mit. Bei einer ein geringes Spiel überschreitenden Axialbewegung dreht sich die axial festgehaltene Schraube auf der bewegten Mutter, wobei die Länge des Nachstellglieds an den Verschleiß der Brems­ beläge angepaßt wird. Bei einer mechanischen Betätigung wird ein gegen Verdrehen gesichertes Druckstück axial verschoben und gegen die Mutter gedrückt. Dabei kommt eine Reibkupplung in Eingriff und ein Verdrehen der Mutter wird verhindert. Schließlich verfügt die bekannt Nachstellvorrichtung über einen Mechanismus, der die Verlängerung des Nachstellglieds verhindert, wenn der hydraulische Druck einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet. Beispielsweise kann bei einer Notbremsung der hydraulische Druck so groß werden, daß sich der Bremssattel elastisch aufweitet und der Weg des Brems­ kolbens dadurch vergrößert wird. In diesem Fall ist ein Nachstellen nicht wünschenswert, weil der Bremssattel nach der Notbremsung wieder seine ursprüngliche Lage einnimmt und dann das zum Abheben der Bremsbeläge von der Bremsscheibe erforderliche Lüftspiel nicht mehr zur Verfügung steht. Dies führt zu einem dauernden Schleifen der Bremsbeläge an der Bremsscheibe mit der Folge eines erhöhten Belagverschleißes, Energieverbrauchs und insbesondere zu einer Überhitzung, die im ungünstigsten Fall zum Totalausfall der Bremse führen kann. Um diese Nachstellung bei hohem hydraulischen Druck zu verhindern, ist ein kleiner Hilfskolben vorgesehen, der bei hohem hydraulischen Druck verschoben wird und mit der Mutter in Eingriff tritt, so daß die Mutter sich nicht mehr verdre­ hen kann und eine Nachstellung unterbleibt.

Die bekannte Nachstellvorrichtung ist jedoch aus aufwendig zu fertigenden Einzelheiten kompliziert zusammengesetzt, wobei zum Teil geringe Toleranzen eingehalten werden müssen. Dies führt zu hohen Fertigungskosten. Desweiteren müssen mehrere Bauteile einzeln in das Bremsengehäuse eingesetzt und miteinander in Verbindung gebracht werden. Auch dabei entstehen erhebliche Montagekosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße automa­ tische Nachstellvorrichtung zu verbessern, so daß sie mit kostengünstig zu fertigenden Einzelteilen auf einfache Weise kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere ist es wün­ schenswert, wenn zumindest die meisten Bauteile bereits vor dem Einsetzen in das Gehäuse zu einer Einheit vormontierbar sind.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Im Prinzip besteht die Lösung darin, ein Hülsenbauteil vorzusehen, das mehrere Funktionen von bisher einzelnen Bauteilen übernimmt. So wird mit dem Hülsenbauteil, das an einem axialen Anschlag des Gehäuses anliegt, die Schraube des Nachstellglieds in ihrer axialen Position fixiert, um dadurch ein Nachstellen erst zu ermög­ lichen. Desweiteren ragt das Hülsenbauteil mit einer kleinen Ringfläche aus dem Druckraum heraus und ist axial entgegen der Betätigungsrichtung verschiebbar angeordnet. Bei starkem hydraulischen Druck im Druckraum, der in Bezug auf die ge­ nannte Fläche eine Kraft ergibt, die eine gegengerichtete Federkraft und die Reibung überwindet, verschiebt sich das gesamte Hülsenbauteil und tritt formschlüssig oder reib­ schlüssig mit der Mutter in Eingriff, um eine Drehung der Mutter zu verhindern. Bei hohem hydraulischen Druck wird also eine Verlängerung des Nachstellglieds verhindert. Damit übernimmt das Hülsenbauteil die Funktion der aus dem Stand der Technik bekannten Hilfskolben.

In einer vorteilhaften Ausführungsform beherbergt das Hül­ senbauteil zumindest ein Druckstück, ein Drehlager, eine Spannfeder, die genannte Mutter und eine Einrichtung zur Hemmung der Drehbewegung der Mutter, wobei eine vormontierte Einheit entsteht, die mit einfachen Handgriffen in das Ge­ häuse der Bremse einsetzbar ist. Die Spannfeder hält über das Drehlager die Mutter ständig in Anlage an dem Druck­ stück. Diese Maßnahme ist im Hinblick auf die Fertigungsto­ leranzen der einzelnen Bauteile besonders günstig, da sowohl in Bezug auf die Mutter als auch auf das Druckstück genau zu fertigende Anschläge für die Ruhelagen entfallen können. Alle Bauteiltoleranzen der im folgenden genauer beschriebe­ nen Anordnung addieren sich im wesentlichen nur in Axial­ richtung und können durch einen einzigen Justierungsschritt während der Montage über ein in seiner Axiallage einfach zu fixierendes Anschlagteil ausgeglichen werden, wobei ein ge­ wisses, im folgenden näher beschriebenes Funktionsspiel (x) eingestellt wird.

Das zur drehbaren Abstützung der Mutter erforderliche Dreh­ lager kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung mit Vorteil als einfaches, nur gering belastetes Axiallager ausgeführt sein, bei dem drei oder mehr Lagerkugeln zwischen einem drehbaren, an einem Ringbund der Mutter anliegenden Schei­ benring und einem drehfesten, an der Spannfeder anliegenden Scheibenring angeordnet sind. In einer nochmals vereinfach­ ten Ausführungsform kann sogar der am Ringbund der Mutter anliegende Scheibenring wegfallen, wobei die Lagerkugeln direkt auf dem Ringbund der Mutter rollen.

Um die erforderliche kleine Fläche des Hülsenbauteils aus dem Druckraum herauszuführen, empfiehlt sich eine Ausfüh­ rungsform, bei der das Druckstück im Inneren eines zylin­ drischen Endabschnitts des Hülsenbauteils axial verschiebbar geführt und hydraulisch abgedichtet ist. Der Endabschnitt ist dann seinerseits in einer vorzugsweise koaxialen Bohrung des Druckraums hydraulisch abgedichtet und axial verschieb­ bar geführt, wobei die ringförmige Stirnfläche des zylin­ drischen Endabschnitts für die Erzeugung der Andruck- und Verschiebekraft zur Anrechnung kommt. Diese Anordnung des Endabschnitts zwischen dem Druckstück und der für die Füh­ rung des Druckstücks ohnehin vorgesehenen Bohrung des Gehäu­ ses ist ohne nennenswerten zusätzlichen Fertigungsaufwand durchführbar, wobei die für die Fertigung und Führung von aus dem Stand der Technik bekannten Hilfskolben entstehenden Fertigungs- und Montagekosten entfallen. Außerdem werden hier die beim Stand der Technik in Bezug auf Führung und Bewegung der Hilfskolben auftretenden Reibungsprobleme um­ gangen, wobei die Nachstellvorrichtung in ihrer Funktion sicherer und zuverlässiger wird. Auch eine im Stand der Technik vorgesehene, aufwendig zu erzeugende Belüftungsboh­ rung im Bremskolben kann entfallen, genauso wie ein zum Her­ stellen einer Druckdifferenz erforderlicher Verschluß der Mutter, der nach dem Einbringen des Muttergewindes erfolgen muß. Schließlich sind in der durch die Bremswärme aufge­ heizten Zone des Gehäuses und des Bremskolbens keine für die Funktion der Nachstellung relevanten Gummiteile unterge­ bracht. Auch dies erhöht die Betriebssicherheit, da Gummi­ dichtungen im Zusammenhang mit der Bremswärme schwer zu be­ herrschende Probleme mit sich bringen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Hülsenbauteil aus zwei im Schnitt gestuften Hülsenele­ menten, die jeweils in Abschnitten mit größerem Durchmesser zusammengefügt sind. Die Hülsenelemente können so auf ein­ fache Weise beispielsweise durch Umformen eines Blechs oder Rohres einzeln gefertigt und mit den im Inneren angeordneten Bauteilen, insbesondere der Mutter, dem Drehlager, der Spannfeder, dem Druckstück, dem Dichtring, dem Bremsring und der Klemmfeder versehen werden, um anschließend zusammenge­ setzt und vorzugsweise durch radiale Eindrückungen form­ schlüssig miteinander verbunden zu werden. Dabei entsteht eine vorgefertigte Einheit, die von selbst zusammenhält und mit einfachen Handgriffen in das Gehäuse einsetzbar ist.

Zweckmäßigerweise weist ein erstes Hülsenelement, das auch den abgestuften Endabschnitt besitzt und mit dem Druckstück versehen ist, an seinem anderen Ende einen radial nach außen umgebogenen Flanschabschnitt auf, der an dem Anschlag des Gehäuses anliegt.

Vorzugsweise ist der Anschlag von einem geschlitzten Ring gebildet, der in eine innere Ringnut der Zylinderbohrung des Gehäuses eingeschnappt ist und an dem der Flanschabschnitt des Hülsenbauteils in Betätigungsrichtung axial anliegt.

Für eine möglichst einfache und zweckmäßige Ausgestaltung einer zusätzlichen Hemmung für die Mutter, die ein Drehen der Mutter bei hohem hydraulischen Druck verhindert, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß ein zwei­ tes Hülsenelement an seinem dem ersten Hülsenelement abge­ wandten Ende einen radial nach innen umgebogenen Bund auf­ weist, an dem im Normalzustand zunächst nur die Spannfeder oder ein die Spannfeder abstützendes Bauteil anliegt. Dieser Bund dient aber im Falle einer starken Bremsung auch als Anlage für einen Bremsring, der im Bereich des Hülsenbau­ teils axial verschiebbar auf der Mutter und mit dieser dreh­ bar, aber relativ zur Mutter undrehbar befestigt ist. Dieser Bremsring wird von einer Klemmfeder in Betätigungsrichtung gegen einen axialen Anschlag gedrückt, wobei ein kleiner axialer Abstand (Funktionsspiel x) zwischen dem Bremsring und dem Bund des zweiten Hülsenelements verbleibt. Solange dieser Abstand besteht, wird ein Drehen der Mutter durch den Bund nicht verhindert. Wenn allerdings bei starkem hydrauli­ schen Druck das gesamte Hülsenbauteil axial entgegen der Betätigungsrichtung verschoben wird, kommt der Bund in Rei­ beingriff oder in formschlüssigen Eingriff mit dem Brems­ ring, der entgegen der Betätigungsrichtung von seinem An­ schlag abgehoben und nunmehr mittels der Klemmfeder gegen den Bund gedrückt wird. Die Reibkraft wird dabei insbesonde­ re von der Klemmfeder bestimmt.

In einer ersten Variante wird der axiale Anschlag von einem auf die Mutter auf gepreßten Begrenzungsring, beispielsweise einem Seegerring oder Krallenring gebildet. Dabei ist es be­ sonders zweckmäßig, wenn zwischen dem Begrenzungsring und dem Bremsring eine Distanzhülse als Abstandhalter angeordnet ist. Bei der Montage der Nachstellvorrichtung wird die axia­ le Lage des Begrenzungsrings derart justiert, daß der ge­ wünschte kleine axiale Abstand zwischen dem Bund des zweiten Hülsenelements und dem Bremsring eingestellt wird. Dabei werden die Fertigungstoleranzen aller beteiligten Bauteile in axialer Richtung ausgeglichen.

In einer zweiten Variante ist der axiale Anschlag von einer auf die Mutter auf gepreßten Klemmhülse gebildet, die die Funktion des Begrenzungsrings und der Distanzhülse in sich vereint. Eine dritte Variante sieht vor, daß der axiale An­ schlag von einer dünnen Hülse gebildet ist, die zur Montage zunächst auf die Mutter aufgesteckt und nach Justierung des axialen Abstands mit der Mutter verstemmt wird. Zweckmäßi­ gerweise ist die Mutter in diesem Fall mit einer umlaufenden Ringnut versehen, mit der die Hülse formschlüssig verstemmt wird. Hier können auch eine Vielzahl anderer einfacher und geläufiger Verbindungstechniken zur Anwendung kommen, da die Haltekraft des Anschlags im wesentlichen nur der relativ kleinen Kraft der Klemmfeder entsprechen muß.

Die mit ihrem einen Ende axial am Bremsring anliegende Klemmfeder muß auch mit ihrem anderen Ende abgestützt wer­ den. Für diesen Zweck besitzt die Mutter einen zweiten Ring­ bund an dem das andere Ende der Klemmfeder entgegen der Be­ tätigungsrichtung axial anliegt. In einer anderen Variante ist vorgesehen, daß das andere Ende der Klemmfeder an einem Stützring axial anliegt, der seinerseits an dem zweiten Ringbund der Mutter axial abgestützt ist. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise der Stützring und der Bremsring gleich ausgestaltet, wodurch die Teilekosten reduziert werden.

Eine dritte Variante kommt ohne den zweiten Ringbund der Mutter aus. Hier ist das andere Ende der Klemmfeder an einem ringförmigen Befestigungselement axial abgestützt, wobei das Befestigungselement in eine Ringnut der Mutter eingerastet ist. Vorzugsweise wird als Befestigungselement ein Seeger­ ring verwendet.

Falls der Reibeingriff zwischen dem Bund des Hülsenelements und dem Bremsring sich als unzureichend erweisen sollte, ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, an den ge­ nannten Bauteilen auf gerauhte Oberflächen, Zacken, Zähne oder eine ähnlich profilierte Struktur vorzusehen. Dadurch wird der Eingriff in Drehrichtung zwischen dem Bund des Hül­ senelements und dem Bremsring verbessert und die Übertragung eines größeren Bremsmoments ermöglicht. Durch eine entspre­ chende Gestaltung ist auch ein Formschluß möglich.

In einer anderen Weiterbildung wird die Wirkung der von der Klemmfeder aufgebrachten Anpreßkraft verstärkt, indem der Bund des Hülsenelements und der Bremsring in gleicher Rich­ tung abgewinkelt angeordnet sind, vorzugsweise zwischen 30° und 45°. Durch die schräg aufeinander gedrückten Reibflächen wird das Bremsmoment erhöht.

In einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ist die Schraube in dem Bremskolben spielfrei eingepreßt. Das zum Abheben der Bremsbeläge von der Bremsscheibe erfor­ derliche Lüftspiel wird in diesem Fall allein durch ein Axialspiel des Gewindes zwischen der Schraube und der Mutter aufgebracht.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Schraube im Bremskolben verdrehsicher, aber mit Axialspiel befestigt ist, wobei die Summe dieses Axialspiels mit dem Axialspiel des Gewindes den Lehrweg bei mechanischer Betäti­ gung bestimmt. Insbesondere wenn die Schraube im Bremskolben auch mit radialem Spiel befestigt ist, werden Fertigungsto­ leranzen der Bauteile hinsichtlich einer koaxialen Anordnung von Schraube, Mutter und Druckstück automatisch ausgegli­ chen. Dies wiederum ermöglicht eine kostengünstigere Ferti­ gung der Einzelteile.

Besonders zweckmäßig ist die Verwendung einer Schraube mit einem herkömmlichen sechskantigen Schraubenkopf, der in eine komplementäre sechskantige Öffnung des Bremskolbens mit Spiel eingreift. Der Schraubenkopf wird in der Öffnung gegen axiales Herausziehen durch einen Sprengring gesichert, der in der Öffnung eingerastet ist.

In einer weiteren Bauform wird der Anschlag durch eine Scheibe gebildet, die eingepreßt oder eingelegt und ver­ stemmt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße automatische Nachstellvor­ richtung im Schnitt;

Fig. 2 einen Ausschnitt einer im wesentlichen Fig. 1 entsprechenden Nachstellvorrichtung mit Varianten hinsichtlich der Befestigung der Schraube im Kol­ ben, des axialen Anschlags auf der Mutter und der Verbindung der beiden Hülsenelemente;

Fig. 3 eine im wesentlichen Fig. 1 entsprechende Nach­ stellvorrichtung mit weiteren Varianten hinsicht­ lich der Befestigung der Schraube im Bremskolben, dem axialen Anschlag auf der Mutter und dem Dreh­ lager;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen automatischen Nachstellvorrichtung, bei der insbesondere die Verdrehsicherung des Hülsen­ bauteils anders gelöst wurde;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Nachstellvor­ richtung mit einem modifizierten Schraubenkopf und dessen Befestigung, einem Abstützelement für die Spannfeder, einem verkleinerten Druckstück, und einer geprägten Verzahnung am modifizierten Bund des Hülsenbauteils;

Fig. 6 eine weitere Variante der Verzahnung im Detail.

Bei der in Fig. 1 dargestellten automatischen Nachstellvor­ richtung erkennt man einen Teil des Gehäuses 1 einer Schei­ benbremse mit einer Zylinderbohrung 2, in der ein Bremskol­ ben 3 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Bremskolben 3 ist durch Beaufschlagung des Druckraums 4 mit hydraulischem Druck betätigbar, kann aber auch über eine mechanische Betä­ tigungseinrichtung 5 betätigt werden. Zwischen dem Bremskol­ ben 3 und der Betätigungseinrichtung 5 ist ein verlängerba­ res Nachstellglied angeordnet, das aus einer Schraube 6 und einer Mutter 7 besteht, die über ein selbsthemmungsfreies Gewinde 8 miteinander verbunden sind. Die Schraube 6 besitzt einen Schraubenkopf 9, der in eine Öffnung 10 des Bremskol­ bens 3 eingepreßt ist. Damit ist der Bremskolben 3 und die Schraube 6 drehfest miteinander verbunden. Auf der Mutter 7 ist ein Drehlager 11 angeordnet, das als Axiallager ausge­ führt ist. Dabei sind Lagerkugeln 12 zwischen einem, an ei­ nem ersten Ringbund 13 der Mutter 7 anliegenden Scheibenring 14 und einem an einer Spannfeder 15 anliegenden Scheibenring 16 angeordnet. Das andere Ende der Spannfeder 15 ist an ei­ nem Hülsenbauteil 17 abgestützt, welches seinerseits am Ge­ häuse 1 abgestützt und geführt ist.

Das Hülsenbauteil 17 besteht aus zwei im Schnitt gestuften Hülsenelementen 18, 19, die an ihren Abschnitten mit größe­ rem Durchmesser zusammengefügt sind. Das Zusammenfügen ge­ schieht hier durch plastische Verformung, indem radiale Ein­ drückungen 20 zwischen den Hülsenelementen 18, 19 einen Formschluß herstellen. Das erste Hülsenelement 18 besitzt einen abgestuften Endabschnitt 21 mit kleinerem Durchmesser, der in einer abgestuften Bohrung 22 des Druckraums 4 axial verschiebbar geführt und durch eine erste Dichtung 23 hy­ draulisch abgedichtet ist. Dabei kommt eine ringförmige Stirnfläche 24 des Endabschnitts 21 außerhalb des Druckraums 4 zu liegen. Diese ringförmige Stirnfläche 24 ist proportio­ nal zu der durch den hydraulischen Druck im Druckraum 4 er­ zeugten Kraft F entgegen der Betätigungsrichtung, die auf das Hülsenbauteil 17 einwirkt und dieses axial zu ver­ schieben sucht. Das erste Hülsenelement 18 ist an seinem an­ deren Ende mit dem größeren Durchmesser radial nach außen umgebogen, so daß ein Flanschabschnitt 25 entsteht, der an einem Anschlag 26 des Gehäuses 1 axial in Betätigungsrich­ tung anliegt und abgestützt wird. Der Anschlag 26 wird von einem geschlitzten Ring gebildet, der in eine innere Ringnut 27 der Zylinderbohrung 2 eingeschnappt ist. Außerdem ist im inneren des ersten Hülsenelements 18 ein Druckstück 28 axial verschiebbar angeordnet und mittels eines in eine Längsnut 29 des Druckraums 4 eingreifenden Vorsprungs 30 gegen Ver­ drehen gesichert. Das Druckstück 28 ist über eine mit ko­ nischen Reibflächen versehene, geschlossene Reibkupplung 31 in Eingriff mit der Mutter 7, wodurch ein Drehen der Mutter 7 verhindert wird. Das Druckstück 28 ist innerhalb des En­ dabschnitts 21 des Hülsenbauteils 17 axial verschiebbar ge­ führt und mittels einer zweiten Dichtung 32 hydraulisch ab­ gedichtet.

Das Hülsenbauteil 17 beherbergt also das Druckstück 28 mit dem Dichtring 32, die Mutter 7, das Drehlager 11 und die Spannfeder 15, wobei die Spannfeder 15 einerseits das Hül­ senbauteil 17 an den axialen Anschlag 26 des Gehäuses 1 und andererseits die Mutter 7 über das Drehlager 11 gegen das Druckstück 28 preßt. Im Normalfall wird dadurch die Reib­ kupplung 31 geschlossen gehalten. In diesem Zusammenhang ist zu betonen, daß das Hülsenbauteil 17 mit den enthaltenen Teilen eine bauliche Einheit darstellt, die vor der Montage im Druckraum 4 des Gehäuses 1 fertig zusammenmontiert werden kann. Der Vorgang des Einbaus der Nachstellvorrichtung in das Gehäuse 1 wird dadurch stark vereinfacht und kann bei­ spielsweise auch an einem anderen Ort als dem der Bremssat­ telmontage stattfinden.

Das zweite Hülsenelement 19 weist an seinem dem ersten Hül­ senelement 18 abgewandten Ende einen radial nach innen umge­ bogenen Bund 33 auf, an dem die Spannfeder 15 in Betäti­ gungsrichtung axial anliegt.

Auf der Mutter 7 ist im Bereich innerhalb des Hülsenbauteils 17 ein Bremsring 34 axial verschiebbar angeordnet. Der Bremsring 34 ist mit der Mutter 7 drehbar, aber relativ zur Mutter 7 undrehbar befestigt, beispielsweise durch eine formschlüssig eingreifende Nase, eine Schlüsselfläche oder einen Sechskant. Auf der Mutter 7 ist außerdem eine Klemmfe­ der 35 angeordnet, die den Bremsring 34 in Betätigungsrich­ tung gegen einen axialen Anschlag drückt. Als axialer An­ schlag ist ein auf die Mutter 7 aufgepreßter Begrenzungsring 36 vorgesehen, wobei zwischen dem Begrenzungsring 36 und dem Bremsring 34 als Abstandhalter eine Distanzhülse 37 angeord­ net ist. Der Bremsring 34 wird von der Klemmfeder 35 an die Distanzhülse 37 gedrückt, welche selbst wiederum am Begren­ zungsring 36 axial anliegt. Die axiale Position des Begren­ zungsrings 36 wird bei der Montage der Nachstellvorrichtung derart positioniert, daß zwischen dem Bremsring 34 und dem Bund 33 des zweiten Hülsenelements 19 ein vorbestimmter Ab­ stand X als Funktionsspiel eingestellt wird.

Der Begrenzungsring 36 kann wie in Fig. 2 gezeigt, auch als Krallenring 38 ausgeführt sein. Außerdem können die Funktio­ nen des Begrenzungsrings 36 und der Distanzhülse 37 in einem einzigen Bauelement zusammengefaßt werden, entweder wie in Fig. 3 dargestellt durch eine auf die Mutter 7 aufgepreßte Klemmhülse 39 oder wie in Fig. 4 dargestellt durch eine auf die Mutter 7 aufgesteckte dünne Hülse 40, die nach dem axia­ len Positionieren mit der Mutter 7 verstemmt wird. Für die­ sen Zweck ist die Mutter 7 mit einer Ringnut 41 versehen, die mit einer Eindrückung 42 der Hülse 40 formschlüssig zu­ sammenwirkt.

Das andere Ende der Klemmfeder 35 liegt entweder, wie in Fig. 4 gezeigt, direkt an einem zweiten Ringbund 43 der Mutter 7 entgegen der Betätigungsrichtung axial an oder es ist wie in Fig. 1 gezeigt an einem Stützring 44 axial ab­ gestützt, der seinerseits an dem zweiten Ringbund 43 der Mutter 7 anliegt. Im letztgenannten Fall ist vorzugsweise der Stützring 44 und der Bremsring 34 gleich ausgestaltet. Bei der in Fig. 3 gezeigten Variante ist das Ende der Klemmfeder 35 an einem Befestigungselement 45, vorzugsweise einem Seegerring abgestützt, das in eine andere Ringnut 46 der Mutter 7 eingerastet ist.

Bei der in Fig. 5 oben dargestellten Weiterbildung der Er­ findung ist ein modifizierter Bund 33a des zweiten Hülsen­ elements 19a leicht konisch und der Bremsring 34 mit aufge­ rauhten Oberflächen versehen, um das Bremsmoment zu erhöhen. Bei der in Fig. 5 unten dargestellten Ausführungsform ist ein Bund 33b mit Einprägungen 74 und ein Bremsring 34b mit Zacken 72 oder Zähnen versehen. Hierdurch kann die Bauform und die Kraft der Klemmfeder 35 kleiner bemessen werden. Außerdem ist im zweiten Hülsenelement 19a ein Abstützelement 71 für die Spannfeder 15 eingefügt, um den radialen Bauraum zu vergrößern, der für die Anordnung des Bremsrings 34 zur Verfügung steht.

In Fig. 5 erkennt man auch ein verkleinertes Druckstück 28b, das von innen in eine modifizierte Mutter 7a eingreift und mit dieser eine modifizierte Reibkupplung 31a bildet. Ein modifiziertes erstes Hülsenelement 18a ist an den klei­ neren Bauraum angepaßt und besitzt einen konischen Abschnitt 75. Diese Maßnahme wirkt sich günstig auf Materialverbrauch, Gewicht und Fertigungskosten aus.

Die Schraube 6 besitzt einen modifizierten Schraubenkopf 59a, der mittels einer verstemmten Anschlagscheibe 70 am Bremskolben 3 fixiert ist.

Bei einer in Fig. 6 dargestellten Variante der Verzahnung ist ein Bremsring 34d mit Einprägungen 74 versehen, in die ein Kragen 73 des modifizierten Bundes 33d eingreifen kann, um eine formschlüssige Verbindung zu erzeugen. Der Kragen 73 kann mit oder ohne Zähne ausgestaltet sein.

In Fig. 3 ist eine andere Weiterbildung der Erfindung dar­ gestellt, bei der ein modifizierter Bund 33c des zweiten Hülsenelements 19 einen abgewinkelten Abschnitt 47 mit einer im Winkel von 45° angeordneten Reibfläche 48 aufweist, die mit einer komplementären Reibfläche des modifizierten Brems­ rings 34c zusammenwirkt, um ein erhöhtes Bremsmoment zu er­ zeugen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Schrau­ be 6 mit ihrem Kopf 9 in die Öffnung 10 des Bremskolbens 3 eingepreßt. Das selbsthemmungsfreie Gewinde 8 zwischen der Schraube 6 und der Mutter 7 weist ein Axialspiel S1 auf, das dem Lüftspiel zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe der Scheibenbremse entspricht.

Der Bremskolben 3 ist außerdem auf herkömmliche Weise mit einer Ringdichtung 49 hydraulisch abgedichtet und mittels einer Schutzkappe 50 vor eindringendem Schmutz und Feuchtig­ keit geschützt.

Bei einer hydraulischen Betätigung wird über den Einlaß 51 Hydraulikflüssigkeit in den Druckraum 4 eingeleitet. Der hydraulische Druck beaufschlagt den Bremskolben 3 und setzt ihn in Betätigungsrichtung nach links in Bewegung. Wenn die­ se Bewegung anhält, nachdem das Spiel S1 des Gewindes 8 auf­ gebraucht ist, so nimmt die Schraube 6 die Mutter 7 in Betä­ tigungsrichtung mit. Dabei verschiebt sich die Mutter 7 in Betätigungsrichtung zusammen mit dem Drehlager 11 entgegen der Kraft der Spannfeder 15. Eine geringfügige Axialver­ schiebung der Mutter 7 in Betätigungsrichtung bewirkt aber, daß sich die Reibkupplung 31 löst. Bei einer weiteren Axial­ bewegung kommt das selbsthemmungsfreie Gewinde 8 in Aktion, wobei die Mutter 7 auf der Schraube 6 gedreht und die Länge des aus Schraube 6 und Mutter 7 bestehenden Nachstellglieds vergrößert wird. Im übrigen kann bei dieser Axialbewegung in Betätigungsrichtung der Bremsring 34 auf der Mantelfläche 52 der Mutter 7 frei gleiten, ohne mit dem Bund 33 in Berührung zu kommen. Die Spannfeder 15 sorgt jedoch dafür, daß fast keine Axialbewegung der Mutter 7 auftritt. Vielmehr ist die Spannfeder 15 stets bestrebt, die Mutter 7 an das Druckstück 28 anzudrücken und die Reibkupplung 31 zu schließen. Beim Nachlassen des hydraulischen Drucks kann der Bremskolben 3, beispielsweise unter Wirkung der Ringdichtung 49 um einen geringen, dem Lüftspiel entsprechenden Axialweg entgegen der Betätigungsrichtung zurückkehren. Die Größe dieses Axialwegs wird durch das Spiel S1 des Gewindes 8 begrenzt.

Bei einer Betätigung der Handbremse kommt die mechanische Betätigungseinrichtung 5 in Aktion. Ein Bremsseil ist über einen nicht gezeigten Hebel mit einer Welle 53 verbunden, die in einer Bohrung 54 des Gehäuses 1 mittels eines Rollen­ lagers 55 drehbar gelagert ist. Die Welle 53 besitzt eine exzentrische Ausnehmung 56, in der ein Stößel 57 mit einem seiner Enden anliegt. Das andere Ende des Stößels 57 greift in eine Ausnehmung 58 des Druckstücks 28 ein.

Bei einer Betätigung der Handbremse wird die Welle 53 ver­ dreht und der Stößel 57 in Betätigungsrichtung gegen das Druckstück 28 gedrückt. Das Druckstück 28 schiebt über die geschlossene Reibkupplung 31 die undrehbar arretierte Mutter 7 und nach Überwinden des Spiels S1 die Schraube 6 vor sich her, wobei der Bremskolben 3 in Betätigungsrichtung gescho­ ben wird. Dabei kommt der Bremsring 34 zur Anlage an dem Bund 33 und bei weiterer Axialbewegung der Mutter 7 gleitet er durch eine Schlüsselfläche verdrehgesichert auf der Man­ telfläche 52. Beim Lösen der Handbremse erfolgt eine axiale Bewegung der genannten Bauteile entgegen der Betätigungs­ richtung, bis die Ruhelage wieder erreicht ist.

Für den Fall, daß bei einer hydraulischen Betätigung ein sehr hoher hydraulischer Druck auftritt, beispielsweise bei einer Notbremsung, sorgt die erfindungsgemäße Sicherheits­ vorrichtung dafür, daß die Nachstellvorrichtung nicht einen größeren Betätigungsweg des Bremskolbens 3 ausgleicht, der aufgrund einer Aufweitung des Gehäuses 1 und der Koinpression der Bremsbeläge auftritt. Wenn nämlich der hydraulische Druck einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, der vorzugsweise im Bereich zwischen 10 bar und 40 bar liegt, so wird sich das Hülsenbauteil 17 entgegen der Kraft der Spann­ feder 15 und entgegen der Betätigungsrichtung axial ver­ schieben, bis der Bund 33 des zweiten Hülsenelements 19 an dem Bremsring 34 anliegt. Da das Hülsenbauteil 17 aufgrund des radialen Durchtritts des Vorsprungs 30 des Druckstücks 28 gegen Verdrehen gesichert ist, wird der drehfeste Bund 33 den Bremsring 34 und damit die Mutter 7 an einer Drehung hindern und eine Nachstellung unmöglich machen.

Im übrigen sei darauf hingewiesen, daß mit besonderem Vor­ teil die Spannfeder 15 zwei Funktionen ausführt, nämlich sie hält einerseits die Reibkupplung 31 geschlossen und bestimmt andererseits zusammen mit der Größe der Stirnfläche 24 des ersten Hülsenelements 18 die Schwelle für den hydraulischen Druck, ab der eine Nachstellung verhindert wird.

In Fig. 2 erkennt man eine weitere sehr einfache und ko­ stengünstige Möglichkeit für die Befestigung der Schraube 6 im Bremskolben 3. Die Schraube 6 besitzt hier einen gewöhn­ lichen sechskantigen Schraubenkopf 59, der in eine komple­ mentäre sechseckige Öffnung 60 des Bremskolbens 3 eingreift und in der Öffnung 60 durch einen Sprengring 61 axial gehal­ ten ist. Die Öffnung 60 ist größer als der Schraubenkopf 59, so daß die Schraube 6 mit Spiel befestigt ist. Dabei tritt ein Axialspiel S2 auf, das sich zu dem Axialspiel S1 des Gewindes 8 addiert, was den Lehrweg der mechanischen Betäti­ gungseinrichtung 5 betrifft. Außerdem ist ein radiales Spiel vorgesehen, das zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen hin­ sichtlich der koaxialen Anordnung der Schraube 6 und der darauf befestigten anderen Bauteile dient.

Eine andere Verbindungstechnik zwischen dem ersten Hülsen­ element 18 und dem zweiten Hülsenelement 19 ist in den Fig. 2 oder 3 gezeigt. Insbesondere in Fig. 2 erkennt man, daß der radial gerichtete Flanschabschnitt 25 des ersten Hülsenelements 18 in einen axial gerichteten Kragen 62 über­ geht. Der Kragen 62 ist mit mehreren, typischerweise drei bis sechs Eindrückungen 63 versehen, die die beiden Hülsen­ elemente 18, 19 formschlüssig miteinander verbinden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen auch eine vereinfachte Ausfüh­ rungsform des Drehlagers 11, bei dem die Lagerkugeln 12 in Betätigungsrichtung zwar an dem von der Spannfeder 15 be­ aufschlagten Scheibenring 16 anliegen, entgegen der Betäti­ gungsrichtung jedoch direkt an einem ersten Ringbund 13 der Mutter 7 anliegen. Dabei wird der Scheibenring 14 einge­ spart.

Weiterhin erkennt man in Fig. 4 eine weitere Variante zur formschlüssigen Verbindung zwischen den Hülsenelementen 18, 19. In diesem Fall ist das zweite Hülsenelement 19 mit einem Kragen 64 versehen, der den Flanschabschnitt 25 des ersten Hülsenelements 18 umgreift und mittels Eindrückungen 63 formschlüssig mit diesem verbunden ist.

Schließlich offenbart Fig. 4 eine andere Möglichkeit zur Verdrehsicherung des Hülsenbauteils 17. Statt eines dreh­ symmetrischen Stößels 57 weist die mechanische Betätigungs­ einrichtung 5 einen Flachkeil 65 auf, der mit einer Öffnung 66 der Welle 53 und einer nutähnlichen Öffnung 67 eines mo­ difizierten Druckstücks 28a zusammenwirkt und ein Verdrehen des Druckstücks 28a dadurch verhindert. Das Hülsenbauteil 17 ist wiederum über das erste Hülsenelement 18 mit dem modifi­ zierten Druckstück 28a drehfest aber axial verschiebbar ver­ bunden, indem eingeprägte Nocken 68 des Hülsenelements 18 in Längsnuten 69 des modifizierten Druckstücks 28a eingreifen.

Claims (31)

1. Automatische Nachstellvorrichtung für eine Scheiben­ bremse, bei der ein in einem Gehäuse (1) verschiebbar angeordneter Bremskolben (3) sowohl hydraulisch als auch über eine mechanische Betätigungseinrichtung (5) betätigbar ist; mit einem zwischen Bremskolben (3) und Betätigungseinrichtung (5) angeordneten, verlängerbaren Nachstellglied, das aus einer Schraube (6) und einer Mutter (7) besteht, die über ein selbsthemmungsfreies Gewinde (8) verbunden sind, wobei die Schraube (6) mit dem Bremskolben (3) drehfest verbunden ist und die Mut­ ter (7) über ein Drehlager (11) mittels einer Spannfe­ der (15) entgegen der Betätigungsrichtung des Bremskol­ bens (3) unter Vorspannung gehalten ist, so daß sie sich bei einer ein Lüftspiel (S1, S2) überschreitenden Bewegung des Bremskolbens (3) in Betätigungsrichtung auf der Schraube (6) verdreht; und mit einem axial ver­ schiebbar und drehfest angeordneten Druckstück (28), das bei mechanischer Betätigung über eine geschlossene Reibkupplung (31) das Drehen der Mutter (7) verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckraum (4) des Gehäu­ ses (1) ein drehfest, aber axial verschiebbar angeord­ netes Hülsenbauteil (17) in Betätigungsrichtung ela­ stisch gegen einen axialen Anschlag (26) des Gehäuses (1) gehalten ist und eine kleine Fläche (24) außerhalb des Druckraums (4) aufweist, so daß bei Beaufschlagung mit hydraulischem Druck oberhalb eines Mindestwertes das Hülsenbauteil (17) gegen die Federkraft entgegen der Betätigungsrichtung bewegt wird, wobei das Hülsen­ bauteil (17) formschlüssig oder reibschlüssig mit der Mutter (7) direkt oder indirekt in Eingriff kommt und eine Drehung der Mutter (7) verhindert.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Hülsenbauteil (17) zumindest das Druckstück (28), die Mutter (7), das Drehlager (11), die Spannfeder (15) und eine Einrichtung (33, 34, 35) zur Hemmung der Drehung der Mutter (7) bei hohem hydrau­ lischen Druck beherbergt, wobei die Spannfeder (15) ei­ nerseits das Hülsenbauteil (17) an den axialen Anschlag (26) und andererseits die Mutter (7) gegen das Druck­ stück (28) preßt und die Reibkupplung (31) geschlossen hält.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (11) ein Axiallager ist, bei dem Lagerkugeln (12) zwischen einem ersten Ringbund (13) der Mutter (7) oder einem drehbaren, an dem ersten Ringbund (13) anliegenden Scheibenring (14) und einem drehfesten, an der Spannfeder (15) anliegen­ den Scheibenring (16) angeordnet sind.

4. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (28) in einem Endabschnitt (21) des Hülsenbauteils (17) und der Endabschnitt (21) seinerseits in einer Bohrung (22) des Druckraums (4) jeweils hydraulisch abgedichtet und axial verschiebbar geführt ist.

5. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenbauteil (17) aus zwei im Schnitt gestuften Hülsenelementen (18, 19) be­ steht, die jeweils in Abschnitten mit größerem Durch­ messer zusammengefügt sind.

6. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülsenelemente (18, 19) durch radiale Eindrückungen (20) formschlüssig miteinander verbunden sind.

7. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Hülsenelement (18) einen abgestuften Endabschnitt (21) mit kleinerem Durchmesser aufweist, der in der Bohrung (22) des Druckraums (4) geführt ist, wobei die ringförmige Stirnfläche (24) des Endabschnitts (21) außerhalb des Druckraums (4) liegt.

8. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Hülsenelement (18) an dem Ende eines Mittelabschnitts mit größerem Durchmesser einen radial nach außen umgebogenen Flan­ schabschnitt (25) aufweist, der an dem Anschlag (26) des Gehäuses (1) anliegt.

9. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschlag (26) von einem geschlitzten Ring gebildet wird, der in eine innere Ringnut (27) der Zylinderbohrung (2) eingeschnappt ist und an dem der Flanschabschnitt (25) in Betätigungsrichtung axial an­ liegt.

10. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Hülsenelement (19) an seinem dem ersten Hülsenelement (18) abgewand­ ten Ende einen radial nach innen umgebogenen Bund (33) aufweist, an dem die Spannfeder (15) anliegt.

11. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der Mutter (7) im Bereich des Hülsen­ bauteils (17) ein Bremsring (34) axial verschiebbar angeordnet ist, der mit der Mutter (7) drehbar, aber relativ zur Mutter (7) undrehbar befestigt ist, und daß der Bremsring (34) von einer Klemmfeder (35) in Betäti­ gungsrichtung gegen einen axialen Anschlag (36 bis 40) gedrückt und in einem kleinen axialen Abstand (x) zum Bund (33) des zweiten Hülsenelements (19) gehalten ist.

12. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der axiale Anschlag von einem auf die Mutter (7) aufgepreßten Begrenzungsring (36), zum Bei­ spiel einem Seegerring oder Krallenring (38) gebildet ist.

13. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Begrenzungsring (36) und dem Bremsring (34) eine Distanzhülse (37) als Abstandhalter angeordnet ist.

14. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der axiale Anschlag von einer auf die Mutter (7) aufgepreßten Klemmhülse (39) gebildet ist.

15. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der axiale Anschlage von einer dünnen Hülse (40) gebildet ist, die nach dem Aufstecken auf die Mutter (7) mit dieser verstemmt wird.

16. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (x) zwi­ schen dem Bremsring (34) und dem Bund (33) des zweiten Hülsenelements (19) durch Positionieren des An­ schlags (36 bis 40) während der Montage eingestellt wird.

17. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenbauteil (17) ein axiales Abstützelement (71) für die Spannfeder (15) aufweist, das den für den Bremsring (34) zur Verfügung stehenden radialen Bauraum vergrößert.

18. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Klemmfeder (35) an einem zweiten Ringbund (43) der Mut­ ter (7) entgegen der Betätigungsrichtung axial anliegt und abgestützt ist.

19. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Klemmfeder (35) an einem Stützring (44) axial anliegt, der seinerseits an einem zweiten Ringbund (43) der Mut­ ter (7) axial abgestützt ist.

20. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stützring (44) und der Bremsring (34) gleich ausgestaltet sind.

21. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Klemmfeder (35) an einem Befestigungselement (45), vor­ zugsweise an einem Seegerring anliegt, das in eine Ringnut (36) der Mutter (7) eingerastet ist.

22. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (33) des zwei­ ten Hülsenelements (19) und der Bremsring (34) mit auf­ gerauhten Oberflächen oder Zacken oder Zähnen versehen sind, um das Bremsmoment zu erhöhen bzw. einen Form­ schluß zu bilden.

23. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bund (33b) des zweiten Hülsenelements (19a) mit Einprägungen (74) und der Bremsring (34b) mit Zacken (72) versehen ist.

24. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bremsring (34d) mit Einprägungen (74) und der Bund (33d) mit einem Kragen (73) versehen ist, der mit oder ohne Zähne ausgeführt ist.

25. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (33c) des zweiten Hülsenelements (19) und der Bremsring (34) ab­ gewinkelt sind, vorzugsweise um 30° bis 45°, oder abge­ winkelte Reibflächen (48) aufweisen, um das Bremsmoment zu erhöhen.

26. Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (6) in den Bremskolben (3) eingepreßt ist und daß das selbsthemmungsfreie Gewinde (8) zwischen der Schraube (6) und der Mutter (7) ein Axialspiel (S1) aufweist, das dem Lüftspiel entspricht.

27. Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (6) im Bremskolben (3) verdrehsicher, aber mit Axialspiel (S2) befestigt ist, wobei die Summe dieses Axialspiels (S2) mit dem Axialspiel (S1) des Gewindes (8) den Lehr­ weg bei mechanischer Betätigung bestimmt.

28. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraube (6) im Bremskolben (3) mit radialem Spiel befestigt ist.

29. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (6) einen sechskanti­ gen Schraubenkopf (59) aufweist, der in eine komplemen­ täre Öffnung (60) des Bremskolbens (3) eingreift und in der Öffnung (60) durch einen Sprengring (61) axial ge­ sichert ist.

30. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (6) im Bremskolben (3) durch eine Anschlagscheibe (70) befestigt ist, die ein­ gepreßt oder verstemmt ist.

31. Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche,dadurch gekennzeichnet, daß ein verkleinertes Druckstück (28b) von innen in eine modifizierte Mutter (7a) eingreift und mit dieser eine Reibkupplung (31a) bildet.