DISK BRAKE COMPRISING AN ELECTROMOTIVELY ACTUATED ADJUSTING SYSTEM

Scheibenbremse mit elektromotorisch betätigtem Nachstellsystem

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Scheibenbremsen mit elektromotorisch betätigten Nachstellsystemen sind an sich bekannt, so z.B. aus der DE 19756519 A1. Bekannt ist femer eine mittige Anordnung des Nachstellantriebes zwischen den Dreh- oder Stellspindeln, so aus der DE 37 16 202 A1 oder der WO 99/05428.

Die Idee des elektrischen Nachstellmotors zum Antrieb der Nachstelleinrichtung (N) der Scheibenbremse hat sich an sich bewährt. Wünschenswert ist es aber, eine Scheibenbremse zu schaffen, bei welcher der Elektromotor einerseits besonders leicht zugänglich ist, um eine unkomplizierte Auswechslung des Elektromotors zu gewährleisten. Darüber hinaus soll der Elektromotor auch an einer relativ temperaturunempfindli- chen Stelle der Scheibenbremse angeordnet werden, damit er bei Bremsungen nicht einer zu hohen Wärmeentwicklung ausgesetzt wird.

Die Lösung der vorstehenden Probleme ist die Aufgabe der Erfindung.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1.

Anders als beim Stand der Technik ist sind der wenigstens eine oder mehrere der Elektromotor(en) von außen zugänglich am Bremssattel angeordnet. Dieser Bereich der Scheibenbremse ist einer deutlich geringeren Wärmeentwicklung bei Bremsungen ausgesetzt als das Bremssattelinnere, wo über die Bremsbeläge Wärme auf die Elemente im Inneren des Bremssattels übertragen wird.

Darüber hinaus ist im äußeren Bereich des Bremssattels bzw. am Bremssatteläußeren eine besonders leichte Auswechselbarkeit des wenigstens einen Elektromotors reali- sierbar.

Vorzugsweise ist der wenigstens eine Elektromotor über eine Antriebsverbindung mit wenigstens einer Nachstelleinrichtung innerhalb des Bremssattels gekoppelt, wobei die Antriebsverbindung kostengünstig als Welle ausgebildet sein kann. Wenn der wenigstens eine Elektromotor ganz oder abschnittsweise in eine Ausnehmung an der Außenseite des Bremssattels eingreift, wird in einfacher Weise ein Schutz des Elektromotors gegen Witterungseinflüsse und Beschädigungen durch Steine und dgl. erreicht. Dieser Schutz kann durch eine Abdeckung ergänzt werden.

Wird das Nachstellsystem ein- oder beidseits der Bremsscheibe als vormontierbares Nachstellermodul ausgebildet, welches mindestens aufweist: die Antriebsverbindung zu dem Elektromotor, ein dem Elektromotor nachgeschaltetes Untersetzungsgetriebe, wobei an die wenigstens eine Montageplatte eine Nachstellhülse angesetzt ist, wird mit geringem Kostenaufwand eine leichte Vor- und Endmontage des Nachstellsystems realisierbar.

Die Erfindung eignet sich für Scheibenbremse elektromotorischer oder pneumatischer Betätigung sowie mit einem Schwimm-, Fest- oder Schiebesattel. Vorzugsweise ist auf beiden Seiten der Bremsscheibe jeweils eine der Nachstelleinrichtungen ausgebildet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anband der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht hier wesentlicher Elemente eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit nur teilweise dargestelltem Bremssattel; Figur 2 einen Schnitt durch die Scheibenbremse der Figur 1 ,

Figur 3 eine Draufsicht auf die Scheibenbremse der Figur 1 , wobei nur ein Teil des Bremssattels dargestellt ist; Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Nachstellsystems der Scheibenbremse aus Figur 1 nebst einem Teil des Drehhebels; Figur 5 eine Draufsicht auf das Nachstellsystem aus Figur 4; Figur 1 eine perspektivische Ansicht hier wesentlicher Elemente eines weiteren

Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit nur teilweise dargestelltem Bremssattel;

Figur 7 einen Schnitt durch die Scheibenbremse der Figur 6;

Figur 8 eine Draufsicht auf die Scheibenbremse aus Figur 7, wobei nur ein Teil des Bremssattels dargestellt ist; Figur 9 eine teilweise transparent dargestellte weitere Scheibenbremse;

Figur 10 eine weitere teilgeschnittene und teilperspektivische Ansicht der Schei- benbremse aus Figur 6;

Figur 11 eine perspektivische Ansicht des Nachstellsystems der Scheibenbremse aus Figur 6 mit teilweise dargestelltem Drehhebel; Figur 1 eine Draufsicht auf das Nachstellsystem mit Drehhebel nach Figur 11 ; Figur 13 eine Prinzipskizze einer Scheibenbremse; Figur 14 eine teilgeschnittene Draufsicht auf eine Scheibenbremse, welche mit einem Elektromotor nach Art der Figur 1 versehbar ist; Figur 15 eine Ansicht eines Nachstellmoduls.

Figur 13 zeigt eine vorzugsweise pneumatisch oder elektromotorisch betätigbare Scheibenbremse, die einen Bremssattel 1 aufweist, der eine Bremsscheibe 3 in ihrem oberen Umfangsbereich umfasst.

Beidseits der Bremsscheibe 3 sind in Richtung der Bremsscheibe und von dieser weg - d.h. senkrecht zur Ebene der Bremsscheibe 3 - verschiebliche Bremsbeläge 5, 7 an- geordnet, die in üblicher Weise aus einem Bremsbelagträger 5a, 7a und einem darauf aufgebrachten Belagmaterial Sb, 7b bestehen.

Der Bremssattel 1 ist in Figur 13 im rechten unteren Abschnitt 9, der sich in Richtung der - hier nicht dargestellten - Welle erstreckt, mittels mindestens eines oder vorzugs- weise mehrerer Bolzen 11 beispielhaft an einem Achsflansch 13 der Scheiben- bremse befestigt.

Die Bremsscheibe 3 ist hier beispielhaft als Schiebescheibe ausgebildet, welche um den Betrag des bei Bremsungen zu überwindenden Arbeitshubes relativ zum Brems- sattel 1 auf der Radachse verschieblich ist. Alternativ oder ergänzend könnte auch der Bremssattel 1 verschieb- oder verschwenkbar ausgebildet sein. Es wäre ferner denkbar, dass der Bremssattel 1 und/oder die Bremsscheibe 3 jeweils um einen Teil des Weges des Arbeitshubes elastisch verformbar ausgebildet sind.

Da nach Fig. 1 eine Relativbeweglichkeit zwischen Bremssattel und Bremsscheibe gegeben ist, welche im wesentlichen dem Betrag des Arbeitshubes entspricht, sind beid- seits der Bremsscheibe Nachstelleinrichtungen 15, 17 zum Ausgleich des Lüftspiels bzw. des bei Bremsungen entstehenden Bremsbelagverschleißes vorgesehen und notwendig.

Die Nachstelleinrichtungen 15, 17 bestehen hier auf jeder Seite der Bremsscheibe beispielhaft aus jeweils wenigstens einer oder mehr, bevorzugt zwei Nachstellhülsen 19, 21 , in welchen bolzenartige Ansätze 24 von Druckstücken 23, 25 verdrehbar angeord- net sind, so dass eine relative axiale Beweglichkeit zwischen den Nachstellhülsen 21 , 23 sowie den Druckstücken 23,25 gegeben ist. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar, bei der die Druckstücke einen - hier nicht dargestellten - hülsenartigen Ansatz aufweisen, der auf einem Bolzen verdrehbar ist.

Die in Figur 13 rechts dargestellte Nachstelleinrichtung 15 stützt sich an einem neben der Nachstelleinrichtung 15 zur Zuspanneinrichtung gehörigen Drehhebel 27 ab, welcher in seinem in Figur 13 oberen Bereich von einer Kolbenstange 29 eines Bremszylinders 31 betätigbar ist und der in seinem unteren Teil beispielsweise über (hier nicht dargestellte) Kugelelemente oder eine sonstige Lagerung am Bremssattel gelagert ist, wobei er ferner an seiner vom Bremssattel ab gewandten Seite an der Nachstellhülse 19 direkt oder über Zwischenelemente wie Kugeln und/oder weitere Zwischenstücke gelagert ist. Die auf der dem Drehhebel 27 gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 1 angeordnete Nachstellhülse 21 ist dagegen direkt am Bremssattelinneren abgestützt.

Figur 14 zeigt eine Draufsicht auf eine Scheibenbremse nach Art der Figur 13, wobei jeweils beidseits der Bremsscheibe zwei Nachstellhülsen 19a, 19b (siehe auch Fig. 15) sowie zwei Druckstücke 23a, 23b, 25a, 25b angeordnet sind, welche über einen Zahnradmechanismus miteinander synchronisierbar sind. Dies ist auch besonders gut aus Figur 15 zu erkennen. Die hier dargestellten Nachstellhülsen 19a ist an ihrem äußeren Umfang mit einem Zahnrad 33a oder einem zahnradartigen Ansatz versehen, das mit einem Zahnrad 35a kämmt, welches wiederum von einem Zahnrad 37a angetrieben wird, das seinerseits von einem Abtriebszahnrad 39 eines Elektromotors 41 gedreht wird. Sämtliche Zahnräder 33a, 35a, 37a, 39 liegen in einer Ebene.

Analog dazu ist die weitere Nachstellhülse 19b -siehe Fig. 15 -ebenfalls mit einer Verzahnung oder einem Zahnrad 33b an ihrem Außenumfang versehen, welches mit einem weiteren Zahnrad 3 Sb kämmt, das seinerseits von einem Zahnrad 37b gedreht wird, das ebenfalls von Abtriebszahnrad 39 des Elektromotors 41 angetrieben wird.

Die Zahnräder 37a, 37b sind dabei an einander gegenüberliegenden Seiten des Abtriebszahnrades 39 angesetzt. Sämtliche Zahnräder 33 bis 39 sind mit ihren Achsen auf einer Montageplatte 42 angebracht, die Ausnehmungen für die Achsen der Zahn- räder sowie für den Durchgriff der Nachstellhülsen 19a, 19b aufweist.

Auf der den Zahnrädern 33 bis 39 gegenüberliegenden Seite der Montageplatte 42 ist mittig zwischen den beiden Nachstellhülsen 19, 21 ein Elektromotor angeordnet. Die Nachstellhülsen 19 durchgreifen in ihrem von den Zahnrädern 33 ab gewandten Be- reich Ausprägungen und Öffnungen einer weiteren parallel zur ersten Montageplatte 42 angeordneten zweiten Montageplatte 43, welche Bohrungen 45 zur Verschraubung am Bremssattel I aufweist, so dass die zweite Montageplatte 43 auch als Verschlussplatte für eine -beispielsweise in Figur 1 zu erkennende der Bremsscheibe zugewandte Öffnung 47 des Bremssattels 1 dient, der mit Bohrungen 49 versehen ist, die mit den Bohrungen 45 korrespondieren.

In die zweite Montageplatte 43 sind jeweils die Druckstücke 23, 25 eingesetzt, wobei Ausprägungen 51 in der zweiten Montageplatte 43 zur Aufnahme der auf die Bremsbeläge einwirkenden Enden der Druckstücke 23, 25 ausgelegt sind.

Nach Figur 15 wird ein konstruktiv einfaches, vormontierbares Nachstellmodul geschaffen, welches beidseits der Bremsscheibe 3 vormontiert in den Bremssattel einsetzbar ist, nachdem der Drehhebel 27 im Bremssattel montiert wurde. Diese Anordnung ist kostengünstig und kompakt. Dennoch besteht Bedarf nach einer alternativen Unterbringung des Elektromotors 41 , welcher im Bereich zwischen den Druckstücken 23,25 einer relativ starken Erwärmung ausgesetzt ist.

Zur Vermeidung dieses Problems ist es nach Figur 1 vorgesehen, die Elektromotoren 41 ' beidseits der Bremsscheibe nicht mehr zwischen den bei den Montageplatten 42, 43 anzuordnen, sondern das Abtriebszahnrad 39 jeweils über eine Antriebsverbindung - hier eine in Achsrichtung der Achse des Zahnrades 39 verlängerte Welle 53 - mit einem Elektromotor 41 ' zu verbinden, welcher von außen zugänglich am Bremssattel angeordnet ist. Nach Figur 1 bis 5 ist die Welle 53 jeweils in Verlängerung der Welle des Zahnrades 39 senkrecht durch den Bremssattel nach außen geführt, wobei auch der Drehhebel27 eine Bohrung 55 aufweist, um die Welle 53 nach außen führen zu können. Auch der Bremssattel weist jeweils beidseits der Bremsscheibe entsprechende Bohrungen zum Durchführen der Welle auf, die in Figur 1 allerdings nicht zu erken- nen sind.

Vorzugsweise kann der Bremssattel 1 an seinen Außenseiten mit Ausnehmungen 56 (in Figur 2 im linken Rand zu erkennen) versehen sein, damit der Elektromotor 41' in den Bremssattel eingreift. Der Elektromotor 41' selbst kann eine robuste Abdeckung 57 aufweisen, so dass er gegen rauhe Umwelteinflüsse sicher geschützt ist.

Der große Vorteil dieser Anordnung liegt einerseits in der leichten Zugänglichkeit des Elektromotors 41 ' und damit der einfachen Möglichkeit zum Austausch desselben. Andererseits ist an den Außenseiten des Bremssattels 1 eine niedrigere Temperatur bei Bremsungen gegeben als im Bremssattelinneren, so dass der Elektromotor 41 ' im Vergleich zum Stand der Technik nach der Erfindung weniger stark bei Bremsungen erwärmt wird,

Bei den weiteren Ausführungsbeispielen der Figur 6 bis 12 ist vorgesehen, dass die beiden Zahnräder bzw. zahnradartigen Ansätze 33a, b am Außenumfang der Nachstellhülsen 19, 21 wiederum jeweils mit Zahnrädern 35a, b kämmen, die jedoch auf eine Welle 59 aufgesetzt sind, welche parallel versetzt zu den Zahnrädern 35 weitere Zahnräder 61a, b trägt, welche mit Schneckenrädern 63,65 kämmen, welche auf eine gemeinsame Welle 67 aufgebracht sind, welche die beiden Schneckenräder 63,65 miteinander verbindet.

Dabei ist auf der Seite des Drehhebels 27 eine diagonale Ausrichtung derart gegeben, dass die Welle 67 relativ zur Draufsicht auf die Scheibenbremse jeweils bei der einen Nachstellhülse 19a einmal am unteren Umfang des Zahnrades 61a und bei der weiteren Nachstellhülse 19b im oberen Umfang des Zahnrades 61 b angreift. Auf der gegen- überliegende Seite der Bremsscheibe ist der Eingriff der Welle 67 in die Zahnrä- der 61 a, b umgekehrt, d.h., dass die Welle 67 relativ zur Draufsicht auf die Scheibenbremse jeweils bei der einen Nachstellhülse 19b einmal am unteren Umfang des Zahnrades 61b und bei der weiteren Nachstellhülse 19a im oberen Umfang des Zahnrades 61a angreift.

Wie besonders gut in Figur 6 zu erkennen, ist die Welle 67 jeweils derart lang ausgebildet, dass durch eine Wellenverlängerung 69 der Welle 67 beidseits der Bremsscheibe 3 wiederum jeweils eine die Bremssattelwandung durchsetzende Antriebsverbindung zu jeweils einem der Elektromotoren 41" gebildet wird, die wiederum außen am Bremssattel angeordnet sind.

Wie besonders gut in Figur 9 zu erkennen, liegt der Elektromotor 41 " beispielsweise in einer Ausnehmung 71 des Bremssattels, wo er wiederum gut gegen höhere, durch Bremsung verursachte Temperaturen geschützt und leicht auswechselbar ist. Nach Figur 9 ist anstelle einer Achsverlängerung 69 eine separate Antriebswelle 70 vorge- sehen, welche über ein Zahnrad 72 mit der Welle 67 gekoppelt ist.

Sowohl nach den Figuren 1 bis 5 als auch nach den Figuren 6 bis 12 ist beidseits der Bremsscheibe 3 jeweils eine der Nachstelleinrichtungen 15, 17 vorgesehen, die jeweils einen der Elektromotore 41' bzw. 41" aufweisen und die jeweils an der Außenseite des Bremssattels 1 relativ zu den übrigen Komponenten der Nachstelleinrichtungen 15, 17 angeordnet und über den Bremssattel durchgreifende Bohrungen oder dgl. mit den Komponenten der Nachstelleinrichtungen 15, 1 im Bremssattelinneren verbunden sind. Bezuαszeichenliste

Bremssattel 1

Bremsscheibe 3

Bremsbelag 5

Bremsbelagträger 5a / 5b

Bremsbelag 7

Bremsbelagträger 7a / 7b

Abschnitt 9

Bolzen 11

Achsflansch 13

Nachstelleinrichtung 15

Nachstelleinrichtung 17

Nachstellhülse 19

Nachstellhülse 19a / 19b

Nachstellhülse 21

Druckstück 23

Druckstück 23a / 23b

Ansatz 24

Druckstück 25

Druckstück 25a / 25b

Drehhebel 27

Kolbenstange 29

Zahnrad / Ansatz 33 Zahnrad 35 Zahnrad 37

Zahnrad 39

Elektromotor 41 / 41741"

Montageplatte 42

Montageplatte 43

Bohrung 45

Öffnung 47

Bohrung 49

Ausprägung 51

Welle 53

Bohrung 55

Einprägung 56

Abdeckung 57

Welle 59

Zahnrad 61

Zahnrad 61a/61b

Schneckenrad 63

Schneckenrad 65

Welle 67

Achsverlängerung 69

Ausnehmung 71 Zahnrad 72