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Selbsttätige Nachstell- und Zentriervorrichtung für Servobremsen
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für Servobremsen
mit in einem ortsfest in einer drehbaren Trommel angeordneten Gehäuse durchschiebbar
angeordneten Kraftübertragungsgliedern, die sich auf benachbarten Bremsbackenenden
mit je einem Gewindebolzen abstützen, der in eine Nachstellhülse mit Innengewinde
eingeschraubt ist, die mittels eines mit einem Steilgewinde zusammenwirkenden Freilaufs
gegen mit dem Gehäuse verbundene Teile bei Längsverschiebung im wesentlichen nur
in einer Richtung drehbar ist.
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Es sind derartige Nachstellvorrichtungen, die zwischen die der Betätigungseinrichtung
abgewandten Enden der Servpbremsbacken eingeschaltet sind, bekannt (DAS 1 229 405,
DBGM 1 940 420), bei denen sich im Verlauf des Bremsbelagverschleißes der Sekundärbacke
die Länge der K45raftübertragungsglieder vergrößert, um so eine Nachstellung zu
bewirken. Die bekannten Nachstellvorrichtungen haben den Nachteil, daß die Stützkraft
der einen Backe -der
Primärbacke - nur in einer Richtung, nämlich
der bevorzugten Drehrichtung, auf die andere Backe - Sekundärbacke - übertragen
werden kann,'da ein Anschlag den Durchschub der Kraftübertragungsglieder in der
Gegenrichtung verhindert. Die Bremse wirkt also nur in der bevorzugten Drehrichtung
als Servobremse.
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Die Nachstellung wird nur durch den Verschleiß der Sekundärbacke
gesteuert und erfolgt beim Lösen der Bremse durch Verdrehen der gemeinsamen Nachstellhülse
bzw. der beiden miteinandergekoelten Nachstellhülsen. Dabei werden beide Gewindebolzen,
die drehfest mit den Bremsbacken verbunden sind, nach außen bewegt; das Verhältnis
der beiden Nachstellweiten kann durch ungleiche Gewindesteigungen bestimmt werden.
Verhalten sich also beispielsweise die Gewindesteigungen wie 1 : 2, so wird - bei
einer Nachstellung der Sekundärbacke aufgrund von deren Belagverschleiß um ein Maß
1 - die Primärbacke um das Maß 1/2 nachgestellt. Das Belagverschleißverhältnis zwischen
Primär- und Sekundärbacke kann aber von Bremse zu Bremse verschieden sein und hängt
auch von den Betriebsbedingungen, besonders von der Häufigkeit der Bremsungen in
den beiden Drehrichtungen, ab. Nachstellvorrichtungen für Servobremsen, die sich
nur am Belagverschleiß einer der Bremsbacken orientieren, sind deshalb unzulänglich;
sie können unter Umstanden dazu fuhren, daß sich die Bremse im LauTe der Zeit festzieht,
wenn die hinsichtlich ihres Belagverschleißes unberücksichtigt gebliebene Bremsbacke
zu stark nachgestellt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachstellvorrichtung
für Servobremsen zu schaffen, durch die jede Bremsbacke einzeln und entsprechend
ihrem Belagverschleiß nachgestellt
wird, unabhängig davon, ob eine
bevorzugte Dreh- bzw. Fahrtrichtung vorliegt - wie beispielsweise bei den meisten
Straßenfahrzeugen - oder ob die Servobremse für Fahrzeuge ohne bevorzugte Fahrtrichtung
verwendet werden soll - wie beispielsweise bei Arbeits- oder Schienenfahrzeugen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Nachstellvorrichtung der eingangs genannten
Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder der beiden Gewindebolzen in eine
eigene Nachstellhülse eingeschraubt ist und die beiden, in axialkraftübertragender
gegen seitiger Anlage befindlichen Nachstellhülsen axial im Gehäuse federnd zentriert
sind, und daß das zwischen jeder Nachstellhülse und dem Gehäuse wirkende Steilgewinde,
das mit einem oder mehreren in Axialrichtung kurzen Eingriffszähnen zusammenwirkt,
eine in der zentrierten Stellung der Nachstellhülsen am Ort des Eingriffszahns befindliche
Knickstelle aufweist, von der aus die dem jeweiligen äußeren Ende zugewandten Gewindegänge
axial entlang einer Mantellinie und die der Mitte zugewandten Gewindegänge im Winkel
zur Mantellinie verlaufen.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß nach erfolgter axialer
Zentrierung der Kraftübertragungsglieder nach einer Nachstellung nur derjenige Gewindebolzen
weiter aus dem Gehäuse herausragt als vorher, der soeben nachgestellt worden ist,
also derjenige auf der Sekundärbackenseite. Der primärbackenseitige Gewindebolzen
nimmt wieder seine frühere Ruhestellung ein, bis einmal eine Bremsung in entgegengesetzter
Drehrichtung erfolgt und somit diese Bremsbacke Sekundärbacke wird Die Weite der
Nachstellung richtet sich jeweils nur nach dem Belagverschleiß
der
nachzustellenden Bremsbacke. Vorteilhafterweise sind auch am anderen, betätigungsseitigen
Ende der Bremsbacken Nachstellvorrichtungen vorgesehen, damit auch bei Bremsung
in stets gleicher Drehrichtung beide Backen nachgestellt werden.
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Gemäß einer einfachen, leichten Ausführung ist der Freilauf als Ratschenverzahnung
ausgebildet, die auf jeder der beiden Nachstellhülsen an der Außenfläche mit entsprechender,
abgewinkelter Steigung als das Steilgewinde mit geknicktem Verlauf angebracht ist,
und die Eingriffszähne sind in an sich bekannter Weise als Klinken ausgebildet.
Dabei müssen selbstveständlich diese Klinken in Axialrichtung verhältnismäßig kurz
sein, um an der abgewinkelten Stelle der Gewindeverzahnung den Zahnnuten folgen
zu können.
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Vorzugsweise ist jedoch der Freilauf zwischen der Nachstellhülse
und einem auf diese aufgeschobenen Ring angebracht und besteht das Steilgewinde
aus einer oder mehreren in der Außenfläche des Hings mit geknicktem Verlauf eingearbeiteten
Nuten, in die je ein im Gehäuse verankerter Bolzen eingreift.
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Diese Nuten können verhältnismäßig breit ausgeführt sein, ohne die
Feinstufigkeit der Nachstellung zu beeinträchtigen; der Bolzen ist vorteilhaft als
Rundbolzen ausgebildet, der der Knickstelle in der Nut leicht zu folgen vermag.
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Der Freilauf kann beispielsweise als besonders einfache Konstruktion
in Form einer die nachstellhülse umklammenden und mit einem Ende im Ring verankerten
kurzen Schraubenfeder ausgebildet sein, oder alternativ als Klemmwälzkörerfreilau.
Eine besonders robuste Ausführung ergibt sich durch Verwenaung einer Ratschenverzahnung,
die sich einerseits an einer Stirnfläche des Rings und andererseits an der Stirnfläche
eines bunds der Nachstellhülse
befindet, wobei der Ring federnd
gegen die Ratschenverzahnung gedrückt ist. Diese Stirnflächenverzahnung führt dazu,
daß stets zwei vollständige Zahnkränze miteinander in Eingriff stehen und nicht
einzelne Klinken unter erheblicher Reibung und Verschleißbildung in einzelne der
Zähne eingreifen. Es ist hierbei möglich, daß sich die Ratschenverzahnung jeweils
an den einander ah wandten Seiten der Ringe der beiden Nachstellhülsen befindet
und diese durch eine Feder auseinandergespreizt werden, wodurch eine verhältnismäßig
einfache Konstruktion erzielt wird.
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Die federnde Zentrierung in Axialrichtung der Nachstellhülsen kann
in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß die beiden Nachstellhülsen mit jeweils
einem von zwei gegeneinander federgespreizten Ringen, die sich axial nach außen
ah Schultern im Gehäuseinneren abstützen, zur Gehäusemitte zu mitnehmend zusammenwirken.
Jedoch können auch andere Lösungen der axialen Zentrierung von achstellhülsen einesetzt
werden, die an sich bekannt sind (z.B. DBP 1 039 855). Eine Zentriereinrichtung
ist bei Servobremsen jedenfalls auch empfehlenswert, damit die Bremsbacken bei Beendigung
des Bremsvorgangs sicher von der Trommel abheben. Das gilt insbesondere dann, wenn
die Bremse nicht senkrecht, sondern in einem Winkel zur Senkrechten eingebaut wird.
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Die beiden Nachstellhülsen sind vorzugsweise auch radial gegeneinander
zentriert, um einen möglichst zwangsläufigen Bewegungsablauf zu garantieren. Die
radiale Zentrierung kann zweckmäßig n bewe- n eingreimittels eines in axiale Bohrung
der beiden Nachstellhülsen eingreift federn Bolzens erfolgen, der sich also insgesamt
im mittleren Bereich der nachstellvorrichtung befindet. Die beiden Nachstellhülsen
können dann gleich ausgeführt sein, was Herstellung und lagerhaltung verbilligt.
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In Abwandlung der beschriebenen bevorzugten Nachstellvorrichtung
kann es aber unter Umständen auch vorteilhaft sein, die kihematischen Zuordnungen
zu variieren und beispielsweise das Steilgewinde zwischen der nachstellhülse und
dem Ring, und den Freilauf zwischen dem Ring und dem Gehäuse vorzusehen.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise
veranschaulicht und zwar zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Nachstellvorrichtung Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kraftübertragungsglieder der
Fig. 1, unter Weglassung des Gehäuses, Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch eine abgewandelte
Ausführungsform, Fig. 4 einen Teilquerschnitt ähnlich Fig. 3 einer weiteren abtgewandliten
Ausführungsform der Erfindung.
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Zwischen den der Betätigungsvorrichtung abgewandten Bremsbacken enden
einer Servobremse ist eine erfindungsgemäße Nachstellvorrichtung eingeschaltet,
deren Gehäuse 1 mit dem Bremsednträger oder der Bremsendeckplatte fest verbunden
ist. Im rotationssymmetrischen Innenraum des Gehäuses 1 sind zwei Nachstellhülsen
3 und 3' eingesetzt, die in ihrer Grundform von rotationnssymmetrischem Aufbau und
mit einem Teil ihrer Mantelfläche an der Gehäuseinnenwand gleitend geführt sind
und die mit ihren inneren Stirnseiten aneinander anliegen. Die Nachstellhülsen weisen
je eine zylindrische Bohrung mit einem Gewinde auf, in das ein Gewindebolzen 4 bzw.
4' eingeschraubt ist, der mit den nicht dargestellten Bremsbackenenden drehfest
verbunden ist.
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Die Nachstellhülse 3 weist Teile verschiedenen Außendurchmeasera
auf. Zur Gehäusemitte zu besitzt sie einen Teil 3a von kleinerem Außendurchmesser,
gegen die Bremsbackenenden zu schließt
sich hieran ein die Führung
der Nachstellhülse bewerkstelligender Teil 3b mit größerem Außendurohmesser an.
Die Nachstellhülse 3' ist entsprechend aufgebaut und in das Gehäuse 1 eingesetzt.
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Am Absatz zwischen den Teilen 3a und 3b entsteht eine kreisringförmige
radiale Stirnfläche der Nachstellhülse, der eine entsprechende Stirnfläche eines
auf den Teil 3a aufgeschobenen Rings 7 gegenübersteht. Dem Ring 7 entspricht ein
Ring 7' an der Nachstellhülse 3'. Die erwähnten Stirnflächen tragen eine ineinander
eingreifende Ratschenverzahnung 5 bzw. 5', die durch eine den Ring 7 bzw. 7' axial
nach außen drückende Wellentellerfeder 6 bzw. 6' in Eingriff gehalten wird. Der
Ring 7 läßt sich also in einer Drehrichtung leerlaufend gegen die nachstellhülse
3 verdrehen, während er sie bei Drehung in der anderen Richtung mitnimmt.
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Der Ring 7 bzw. 7' weist an seinem Außenumfang beispielsweise drei
symmetrisch angeordnete abgewinkelte Nuten bzw. Schlitze/auf, in die je ein in seiner
Spitze runder, im Gehäuse 1 verankerter Schraubbolzen 9 bzw. 9' eingreift. Jede
Nut 8 (8') besteht aus einem entlang einer Mantellinie verlaufenden Teil 8a und
einem hierzu geneigt verlaufenden Teil 8b (8'a. 8'b). Im allgemeinen sind mehrere,
gleich ausgebildete Nuten 8, 8' symmetris@ am Umfang des Rings 7 bzw. 7' und mehrere
Schraubbolzen 9 am Gehause vorgesehen, um Verkantungskräfte zu kompensieren. In
der Ruhestellung befinden sich die Bolzen 9 an der Knickstelle der Nuten 8, die
etwa in einer gemeinsamen Radialebene liegen. In der
Zeichnung ist
nur eine Nut 8, 8' je Ring gezeigt.
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Die Nachstellhülsen 3 und 3' zentrieren sich gegenseitig radial durch
einen an die Nachstellhülse 3 angedrehten Zapfen 11, der in eine entsprechende Bohrung
der Nachstellhülse 3t eingreift. Die Nachstellhülsen 3, 3' sind gegenüber den Gewindebolzen
4, 4' mittels Reibsicherungen 12 bzw. 12' gegen ungewolltes Verdrehen gesichert.
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Zur axialen Zentrierung der Nachstellhülsen 3 und 3' ist eine vorgespannte
Schrauben-Druckfeder 14 vorgesehen, die zwei Winkeiringe 15 auseinander zu drücken
sucht, welche sich je an einer nach innen gerichteten Schulter 16 bzw. 16' im Gehäuseinneren
abstützen. Die Winkelringe sind außerdem auf einem Ansatz der Ring 7 bzw. 7' geführt.
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Eine in das Gehäuse 1 eingesetzte Buchse 2 ermöglicht die Montage
der innen liegenden Teile der Nachsellvorrichtung. Zwei Faltenbälge 20 dichten die
Vorrichtung nach außen gegen das Eindringen von Schmutz ab.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Die Gewindebolzen
4 und 4' sind im Neuzustand der Bremsbeläge bis zum Anschlag an der inneren Stirnfläche
der Nachstellhülsen 3 und 3' eingeschraubt. Wenn dabei zur Aufnahme von Stegblechen
der Bremsbackenenden dienende Schlitze am Kopf der Gewindebolzen mit diesem nicht
fluchten, so können die Bolzen zusammen mit den Nach stellhülsen durch Überratschen
der Verzahnung so lange weitergedreht werden, bis die Schlitze mit der Richtung
der Stegbleche übereinstimmen.
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Im Verlauf mehrerer Bremsungen nützen sich die Bremsbeläge ab, und
es wird eine Nachstellung erforderlich. Es sei zunächst angenommen, daß die Bremskraftübertragung
gemäß der gerade herrschenden Drehrichtung von links nach rechts, also vom Gewindebolzen
4 zum Gewindebolzen 4' erfolgt. Es findet eine Durchsohiebung der Kraftübertragungsglieder
relativ zum Gehäuse und somit auch zu dem bzw. den Gewindebolzen 9 und 9' statt.
Der Gewindebolzen 9 gleitet hierbei im axial verlaufenden Teil 8a der Nut 8 und
bewirkt auch bei weiter Axialverschiebung keine Drehung des Rings 7.
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Der Ring 7' muß jedoch bei axialer Bewegung in der angenommenen Richtung
eine Drehung ausführen, die durch das Zusammenwirken des geneigten Nuten teils 8'a
mit dem Bolzen 9' erzeugt wird. Bei kleiner axialer Bewegungsweite ergibt sich nur
eine geringfügige Verdrehung, die dazu führt, daß sich der Ring unter Zusammendrückung
der Wellentellerfeder 6' in der Ratschenversahnung 5' hebt, jedoch nach Rückgang
der Bewegung wieder in die gleichen Zähne zurückfällt. Ist jedoch der Bremsbelag
der an den Gewindebolzen 4t anschließenden Bremsbacke bereits teilweise abgenützt,
so findet eine etwas weitere Axialbewegung statt, die Ratschenverzahnung 5' überspringt
einen oder mehrere Zähne und bei Rückstellung der Bewegung aufgrund der zentrierenden
Wirkung der Feder 14 wird die Nachstellhülse 5 pit der Drehung des Rings 7' mitgenommen.
Hierbei sohraubt sich der drehfest montierte Gewindebolzen 4' ein Stück weit aus
der nachstellhülse 3° heraus, so daß der Belagverschleiß der an den Gewindebolzen
4' anschlies
senden Bremsbacke ausgeglichen und das Lüftspiel dieser
Bremsbacke wieder auf den Neuwert reduziert ist.
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Bei umgekehrter Drehrichtung der Bremstrommel führt die Bremsung
zu einer Verdrehung des Rings 7, während der Ring 7' drehfest gehalten wird. In
diesem Fall, in dem die Durchschubweite vom Lüftspiel der an den Gewindebolzen 4
anschließenden Bremsbacke bestimmt wird, wird nur diese Bremsbacke nachgestellt.
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Fig. 3 zeigt eine etwas vereinfacht ausgeführte erfindungsgemäße
Nachstellvorrichtung. Die Nachstellhülsen 3 und 3' sind hierbei im wesentlichen
gleich ausgeführt und weisen an ihren inneren Stirnflächen Bohrungen auf, in die
ein Zentrierbolzen 30 eingesetzt ist. Der Bolzen 30 ist durch einen Stift 31 mit
der Nachstellhülse 3 fest verbunden. Eine Sicherung 32 verhindert, daß die an sich
losen Teile bei der Bremsenmontage herausfallen. Die'beiden Ringe 7 und 7' werden
nur durch eine einzige Wellentellerfeder 6, die direkt zwischen den Ringen angeordnet
ist, auf Distanz gehalten und gegen die RAtschenverzahnung gedrückt.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 wurde anstelle der Wellentellerfeder
6 eine Schraubenfeder 33 verwendet, welche die Ringe 7 und 7' auseinanderdrückt.
Diese sind deshalb an ihren der Mitte zugewandten Enden abgesetzt.