DE2064450A1 - Federbelastete Bremsbetatigungseinnchtung - Google Patents
Federbelastete BremsbetatigungseinnchtungInfo
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Description
Pifente-nwiHiQ
Dr. Ing. H
Dr. Ing. H
The Bendix Corporation
Executive Offices
Executive Offices
rta,J3
S380S8Ä
50. Dezember 1970
Anwaltsakte M-H36
Federbelastete Bremsbetätigungseinrichtung
Die Erfindung "bezieht sich auf eine federbelastete
betätigungseinrichtung zur Steuerung der Betätigung des Bremsorgans einer Bremse.
Im Zusammenhang mit pneumatisch betätigten Bremsanlagen sind bereits federbelastete Bremsbetätigungseinrichtungen
bekannt, die enthalten; eine erste, in einer ersten Strömungsmittelkammer eines Gehäuses dichtend angeordnete, mit
dem Bremsorgan verbindbare Kolbenanordnung zur Verschiebung des Bremsorgans in Bremseingriffsrichtung bei Druckbeaufschlagung
der ersten Kammer, eine vorgespannte Federeinrichtung, die mit einer mit der ersten Kolbenanordnung verbundenen
Kraftubertragungseinrichtung zwecks Beaufschlagung
derselben in Bremseingriffsrichtung zusammenwirkt, und eine
zweite, in einer zweiten Strömungsmittelkammer des Gehäuses
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mm O —
dichtend angeordnete Kolbenanordnung, die die Federeinrichtung
an einer Kr aft beaufschlagmig der Kraf tübertragungserinrichtung.
hindert, solange der Strömungsmitteldruck in der
zweiten Kammer die Torspannung- der Feder einrichtung über?»
steigt.
Erfindungsgemäß wird eine federbelastete: Brierasbetätiguiigseinrichtung
dieser Art geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kraftübertragungseinrichtung einerseits mit
der ersten Kolbenanordnung über eine ausfahrbare, jedoch
nicht zusammenschiebbare Anschlagverbindung verbunden ist,
deren Ausfahrlänge automatisch durch eine Stellvorrichtung
verstellbar ist, die' bei bis zu einer vorgegebenen Weglänge
reichenden Relativverschiebungen der ersten Kolbenanordnung von der Kraftübertragungseinrichtung fort anspricht, und
andererseits mit einer dritten, mit dem Druck in der ersten Kammer beaufschlagten Kolbenanordnung verbunden ist, die
die Kraftübertragungseinrichtung gegen die erste Kolbenanordnung drückt und dadurch die normale automatische Nachstellung der ausfahrbaren: Anschlagverbindung verhindert,
wenn der in der ersten Kammer herrschende Strömungsmitteldruck
einen vorgegebenen, durch die Federkraft einer die
Kraftübertragungseinrichtung in eine, normale Ruhelage drükkenden,
vorgespannten Federeinriehtung, festgelegten.Wert
übersteigt,
-3--10 983071228
2084450
Bei der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungseinrichtung sorgt einerseits die Anschlagverbindung, die eine Nachstellvorrichtung
zum Ausgleich des Abriebs des Bremsbelags der Bremsschuhe bildet, dafür, daß die erste und zweite Kolbenanordnung
beim Einrücken der Bremse jeweils nur sehr geringe Arbeitshübe durchführen müssen, und andererseits verhindert
die federbelastete dritte Kolbenanordnung, die die Betätigung dieser Nachstellvorrichtung in Form der Anschlagverbindung
auf relativ geringe Betätigungsdruckwerte in der ersten Kammer begrenzt, eine unerwünscht hohe Nachstellung
der Bremse, die sich andernfalls bei hohen Betätigungsdruckwerten infolge der höheren elastischen Verformungen und/oder
Verbiegungen der Bremse ergeben könnte.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt :
Figur 1 eine Seitenansicht einer Scheibenbremse mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsbetätigungs- "
einrichtung,
• Figur 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Pig.1,
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Figur 3 eine perspektivische Darstellung, die zeigt,
auf welche Weise zwei Bauteile der in Fig»2
; gezeigten Bremsbetätigungseinrichtung zusammenwirken,
Figur 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 der Fig.2.
Gemäß den Figuren ist eine Bremsscheibe 10 drehfest mit dem abzubremsenden Bauteil, beispielsweise einem nicht gezeigten
Fahrzeugrad, verbunden und mit zwei gegenüberliegenden Reibflächen
12 und 14 versehen. Ein gehäusefester Bremsträger ist mit einem drehfesten Bauteil des Fahrzeugs, beispielsweise dem Achsflansch 18, verschraubt. Ein Bremssattel 20
ist mittels zweier Stifte 22 verschiebbar am Bremsträger 16
angeordnet. Der Bremssattel 20 enthält einen die Bremsscheibe 10 übergreifenden Steg 24, einen radial nach innen verlaufenden
Schenkel 26, der das der Reibfläche 14 benachbarte Bremsorgan 28 trägt, und ein ringförmiges Gehäuse 30, In dem
eine Bohrung 32 ausgebildet ist. Die Bohrung 32 ist durch
eine Ringwand 38 in erste und zweite koaxiale Kammern 34 und 36 unterteilt. In der Kammer 34 ist ein Kolben 40 gleitfähig
angeordnet, durch den ein gleitfähig auf dem Bremsträger 16
abgestütztes Bremsorgan 42 gegen die Bremsfläche 12 gedrückt werden kann. Eine Ringdichtung 46 verhindert ein Entweichen
des Strömungsmittels aus der Kammer 34, die mit einer nicht
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gezeigten Bremsmittel-Druckquelle verbindbar ist. Eine
flexible Manschette 48 verbindet den Kolben 40 und das Gehäuse 30 und verhindert das Eindringen von Verunreinigungen
in die Bohrung 32,
In der zweiten Kammer 36 ist ein verschiebbarer Kolben 50 gleitfähig angeordnet, der einen axial verlaufenden Ringansatz
52 aufweist, welcher gleitfähig in der Ringwand 38 abgestützt ist. Ein längliches Kraftübertragungsteil 54
verläuft durch die Ringwand 38 und ist in dem axial verlaufenden Ansatz 52 gleitfähig abgestützt. Das Kraftübertragungsteil
54 enthält einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 56, der an seinem einen Ende eine radial vorstehende
Schulter 58 aufweist, und einen nach hinten verlaufenden Abschnitt 60, der über die Schraubverbindung 62 am Abschnitt
56 befestigt ist. Im Abschnitt 60 sind radial verlaufende Strömungsmittelkanäle 64 ausgebildet, die eine axial durch
das Kraftübertragungsteil 54 verlaufende Strömungsmittelleitung 66 mit der oben genannten, nicht gezeigten Druckmittelquelle
verbinden. Eine am Kolben 40 abgestützte Scheibe 68 wirkt mit einem Wälzlager, beispielsweise einem
ringförmigen Kugeldrucklager 70, zusammen, welches zwischen der Scheibe 68 und einer drehbar auf dem mit Gewinde versehenen
Abschnitt 56 angeordneten Stellmutter 72 liegt»
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Die "bei der erfindungsgemäßen Bremse vorgesehene Feder-
wird
betatigung/durch mehrere ringförmige, elastische Belleville federn 74 erreicht, die in der Kammer 36 zwischen der einen Seite des Kolbens 50 und einem am Gehäuse 30 angebrachten Tragring 76 angeordnet sind. Die Federn sind aus der in Fig.2 gezeigten, im wesentlichen konischen Form in eine im wesentlichen ebene Lage zusammenpreßbar und kehren durch ihre Eigenspannung in die konische Form zurück. Das Ende der Kammer 36 wird durch eine Abdeckung 78 verschlossen.
betatigung/durch mehrere ringförmige, elastische Belleville federn 74 erreicht, die in der Kammer 36 zwischen der einen Seite des Kolbens 50 und einem am Gehäuse 30 angebrachten Tragring 76 angeordnet sind. Die Federn sind aus der in Fig.2 gezeigten, im wesentlichen konischen Form in eine im wesentlichen ebene Lage zusammenpreßbar und kehren durch ihre Eigenspannung in die konische Form zurück. Das Ende der Kammer 36 wird durch eine Abdeckung 78 verschlossen.
Zwischen der anderen Seite des Kolbens 50 und der Ringwand
38 ist ein schwimmend gelagerter Kolben 80 angeordnet, so daß zwischen dem Kolben 80 und der Ringwand 38 sowie zwischen
dem Kolben 80 und dem Kolben 50 zwei Strömungsmittelkammern 82 bzw«, 84, gebildet werden. Jede der Kammern 82,84
kann mit einer von zv/ei getrennten, nicht gezeigten Hoehdruckquellen
verbunden werden. Das Ende 86 des axial verlaufenden Ansatzes 52 vermag mit der Schulter 58 derart.zusammenzuwirken,
daß die Federn 74 bei Druckentlastung der Kammern 82 und 84 am Kolben 70 angreifen und das Kraftüber—
tragungsteil 54 und die Stellmutter 72 in Bremseingriffsrichtung
zur Bremsscheibe 10 hindrücken. Im Endabschnitt ist ein Kanal 88 ausgebildet, in dem an der Schulter 58
ausgebildete Nasen 90 einsitzen (siehe Fig.3), so daß eine
Relativdrehung zwischen dem Kolben 50 und dem Kraftiibertragungsteil
54 verhindert wird,
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2084450
Am Kraftübertragungsteil 54 ist in der durch die ringförmigen Bellevillefedera. 74 begrenzten Bohrung 94 ein am Ende
geschlossener Zylinder 92 angeordnet, in dem das eine Ende des Kraftübertragungsteils 54 gleitfähig einsitzt. Zwischen
dem Ende des Kraftübertragungsteiles 54 und dem verschlossenen Ende des Zylinders 92 liegt eine Kammer 96 veränderlichen
Volumens, die mit der Leitung 66 in Verbindung steht. Eine Scheibe 98 umgreift die Außenfläche des Kraftubertragungsteils
54 und wirkt mit einer daran ausgebildeten Schulter 100 zusammen,, Zwischen der Scheibe 98 und dem Kolben 50
liegt eine Feder 102, die das Kraftübertragungsteil 54 federnd gegen das verschlossene Ende des Zylinders 92 drückt,
wobei der Zylinder 92 an dem Kolben 50 über die damit zusammenwirkende Bellevillefeder anliegt.
Die Betriebsweise der oben beschriebenen Bremse ist wie
folgt:
Solange in einer der Kammern 82 oder 84 Strömungsmitteldruck vorhanden ist, hält der Strömungsmitteldruck den Kolben 50
in einer Lage, in der die Federn 74 in ihre im wesentlichen ebene Form zusammengedrückt sind. Der Kolben 40 befindet
sich bei Druckbeaufsehlagung der Kammern 82 und 84 in der
,zurückgezogenen Lage. Zum Einrücken der Servobremse wird
unter Druck stehendes Hydraulikmittel über die Leitung 66
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der Rückfläche des Kolbens 40 zugeführt, so daß dieser und
somit auch das Bremsorgan 42 gegen die Reibfläche 12 der Bremsscheibe 10 gedrückt wird. Aufgrund der Gleitverbindung
zwischen dem Bremssattel 20 und dem Bremsträger 18 wird bei einer solchen Verschiebung des Kolbens 40 auch das Bremsorgan
28 infolge der über den Steg 24 übertragenen Reaktionskräfte gegen die Reibfläche 14 gedrückt.
Wenn sich der Kolben 40 während des Arbeitshubes infolge eines Abriebs der Bremsorgane 28 und 42 um einen ungewöhnlich
großen Verschiebeschritt verstellt, beaufschlagt die
Scheibe 68 die Stellmutter 72 über das Wälzlager 70 mit einer Axialkraft, Aufgrund dieser Axialkraft.wird die Stellmutter
72 auf dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 56 verdreht, wodurch sich die Mutter 72 zur Bremsscheibe 10 hin
vorschraubt. Bei Entlastung der Kammer 34 vom Bremsdruck schiebt sich der Kolben 40 lediglich soweit zurück, daß
sich die hintere Kolbenfläche an die Stellmutter 72 anlegt. Somit kann zwar der'Bremsbetätigungshub des Kolbens 40 infolge
eines Abriebes der Reiborgane 28,42 schwanken, der Kolbenrückhub wird jedoch im wesentlichen konstant gehalten,
da bei einem erhöhten Bremsbetätigungshub des Kolbens 40 sich auch die Mutter 72 auf dem Kraftübertragungsteil 54
vorschiebt«
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Über die leitung 66 gelangt der Strömungsmitteldruck nicht nur zur hinteren Fläche des Kolbens 40, sondern auch zur
Kammer 96 veränderlichen Volumens. Da die Querschnittsfläche A1 des Abschnitts 60 größer als die Querschnittsfläche A2 des Abschnitts 60 ist, beaufschlagt der Strömungsmitteldruck
in der Kammer 96 das Kraftübertragungsteil 54 mit einer Kraft, welche das Kraftübertragungsteil 54 entgegen
der Kraft der Feder 102 zur Bremsscheibe 10 zu verschieben sucht. Bei niedrigen Druckwerten hindert die feder
102 das Kraftübertragungsteil 54 an einer Verschiebung zur Bremsscheibe 10 hin, so daß die Scheibe 68 die Mutter 72
zur Bremsscheibe 10 hin vorschieben kann, falls dies infolge des Abriebs der Bremsorgane erforderlich sein sollte. Bei
höheren Strömungsmitteldruckwerten übersteigt jedoch die am Kraftübertragungsteil 54 angreifende Gesamtkraft die Vorspannkraft
der Feder 102 und das Kraftübertragungsteil 54 bewegt sich gemeinsam mit dem Kolben 40 zur Bremsscheibe
hin. Da sich die Mutter 72 gemeinsam mit dem Kraftübertragungsteil 54 verschiebt, kann die Scheibe 68 keine Axialkraft
auf die Mutter 72 ausüben, und daher schraubt sich diese nicht auf dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 56
vor. Infolgedessen erfolgt keine Brems-Nachstellung und der
Kolbenrückhub ist gleich groß wie vor Zufuhr des hohen Strömungsmitteldrucks. Beim Lüften der Bremsen bringt die Fedor
102 das Kraftübertragungsteil 54 und die daran angebrachte
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Stellmutter 72 in ihre Ausgangslagen zurück. Das längliche
Kraftübertragungsteil 54 gleitet im axial verlaufenden Ansatz 52 des Kolbens 50 und dabei trennt sich di\e Schulter
vom Ende des Ansatzes 52, welcher nicht verschoben v/ird. Da
bei einer Beaufschlagung der Kammer 34 mit hohen Strömungsmitteldrücken, beispielsweise im Falle von Notbremsungen,
der Kolben 40 während seines Bremseingriffhubs einen ungewöhnlich
hohen Bewegungsschritt zurücklegen würde, und zwar nicht wegen eines Abriebes der Bremsorgane, sondern wegen
elastischer Verformungen der Bremse selbst, wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß durch die Kraftbeaufschlagung des
Kraftübertragungsteiles 54 mit dem Druck in der Kammer 96 eine mögliche, übermäßig große Verstellung der Mutter 72
auf dem Kraftübertragungsteil 54 vermieden werden kann, und dadurch sichergestellt, daß.die Reiborgane nach dem lüften
der Bremse nicht an den Reibflächen der Bremsscheibe anliegen.
Sollte der Strömungsmitteldruck in beiden Kammern 82 und 84
abfallen, kehren die Federn 74 aus der im wesentlichen ebenen
Lage in ihre in Fig.2 gezeigte konische Form zurück, wodurch der Kolben 50 zur Bremsscheibe 10 hin verstellt
wird. Infolge des Zusammenwirkens des Endes 86 des axial verlaufenden Ansatzes 52 mit der Schulter 58 werden bei
einer Verschiebung des Kolbens 50 auch das Kraftübertragungs-
-11-1098 30/1226
teil 54, die Mutter 72 und infolgedessen auch, der Kolben 40
und die Reiborgane 28 und 42 zur Bremsscheibe hin verschoben und die Bremse wird eingerückt. Wenn die Kammern 82,84 erneut
mit Druck beaufschlagt werden, wird der Kolben 50 im Sinne der Fig.2 nach rechts gedruckt, so daß die Feder 102
das Kraftübertragungsteiü,>54 und den Kolben 40 und die Dichtung
46 den Kolben 40 in die Bremslüftungslage zurückstellen
könneno
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-12-
Claims (3)
- Patentansprücheu .J Federbelastete Bremsbetätigungseinrichtung zur Steuerung der Betätigung des Bremsorgans einer Bremse, mit einer ersten, in einer ersten Strömungsmittelkammer eines Gehäuses dichtend angeordneten, mit dem Bremsorgan verbindbaren Kolbenanordnung zur Verschiebung des Bremsorgans in Bremseingriffsrichtung bei Druckbeaufschlagung der ersten Kammer, einer vorgespannten Federeinrichtung, die mit einer mit der ersten Kolbenanordnung verbundenen Kraftubertragungseinrichtung zwecks Beaufschlagung derselben in Bremseingriffsrichtung zusammenwirkt, und einer zweiten, in einer zweiten Strömungsmittelkammer des Gehäuses dichtend angeordneten Kolbenanordnung, die die Pedereinrichtung an einer Kraftbeaufschlagung der Kraftübertragungseinrichtung hindert, solange der Strömungsmitteldruck in der zweiten Kammer die Vorspannkraft109830/1226-13-der Federeinrichtung übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinrichtung (54) einerseits mit der ersten Kolbenanordnung (40) über eine ausfahrbare, jedoch nicht zusammenschiebbare Anschlagverbindung (56,72) verbunden ist, deren Ausfahrlänge automatisch durch eine Stellvorrichtung (68,70) verstellbar ist, die bei bis zu einer vorgegebenen Weglänge reichenden RelatiwerSchiebungen der ersten Kolbenanordnung (40) von der Kraftübertragungseinrichtung (54) fort anspricht, und andererseits mit einer dritten, mit dem Druck in der ersten Kammer (34) beaufschlagten Kolbenanordnung (60) verbunden ist, die die Kraftübertragungseinrichtung (54) gegen die erste Kolbenanordnung (40) drückt und dadurch die normale automatische Nachstellung der ausfahrbaren Anschlagverbindung (56,72) verhindert, wenn der in der ersten Kammer (34) herrschende Strömungsmitteldruck einen vorgegebenen, durch die Federkraft einer die Kraftübertragungseinrichtung (54) in eine normale Ruhelage drückenden vorgespannten Federeinrichtung (102) festgelegten Wert übersteigt,
- 2. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kolbenanordnung einen Haupt- und einen Hilfskolben (50,80) enthält, die dichtend und hintereinander liegend in der zweiten Strömungsmittellfammer (36) angeordnet sind und diese in zwei Kaonaerabschnitte (82,84) unterteilen.-14-109830/1226
- 3. Bremste tat igungsvorri eh. tung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die vorgespannte Federeinrichtung (74) aus einem Bellevillefederpaket be-r stentβ10 9 8 3 0/1226Leerseite
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