DE2231171C3 - Selbsttätige Nachstellvorrichtung zum Ausgleichen des Verschleißes an Bremsbelägen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrichtung zum Ausgleichen des Verschleißes an Bremsbelägen, insbesondere von Scheibenbremsen, mit einem aus Schraube und Mutter bestehenden System, bei welchem das eine der beiden Elemente mit einem zu diesem konzentrischen Ring drehfest verbunden ist, der tuf seinem äußeren Umfang zueinander parallele und tu der Erzeugenden des Rings geneigte Zähne trägt, die mit einem radialen Finger zusammenwirken, wobei die Zähne des Rings ein asymmetrisches Sägezahnprofi'l besitzen, in das das innere Ende des radialen Fingers eingreift, der elastich gegen den Ring gedrückt ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art ist das Sägezahnprofil so gewählt, daß der mit dem Profil zusammenwirkende Finger, der ein entsprechendes Gegenprofil aufweist, bei einem normalen Bremshub sich lediglich auf den längeren Zahnflanken der von ihm beaufschlagten Zähne verschiebt, jedoch keinen dieser Zähne überläuft. Kommt es infolge der Abnutzung der Bremsbeläge zu einem längeren Kolbenhub und damit auch zu einer größeren Relativverschiebung zwischen dem Ring und dem Finger, rückt das Sägezahnprofil des Rings gegenüber dem Finger um einen Zahn vor. Bei nachlassendem Bremsdruck wird dadurch der Ring und die mit dem Ring fest verbundene Mutter entsprechend verdreht. Das Ausmaß der Verdrehung hängt von der Steigung bzw. der Neigung der Zähne zu der Erzeugenden des Rings ab. Durch die Verdrehung der Mutter wird die Schraube, in starrer Verbindung mit dem Bremsbelag steht um einen entsprechenden Betrag verstellt, der von der Steigung des Windes zwischen Schraube und Mutter abhängt.'Es wird bei dieser Vorrichtung als nachteilig angesehen, daß die Nachstellung direkt mit dem Rückhub der die Bremsbacken betätigenden Glieder bzw. Bremszylinder gekoppelt ist. Eine Rückstellung der Bremsbacken ist dabei zwangläufig mit der Drehung einer Mutter verbunden. Da zumindest bein Beginn der Verdrehung der Mutter noch erhebliche

ίο Axialkräfte von den Bremsbelägen auf das System ausgeübt werden, kann es beispielsweise durch eingedrungenen Schmutz leicht zu einer Blockierung des Systems kommen, durch welche entweder das Zurückziehen der Bremsbeläge oder die Funktion der Nachstellvorrich-

IS tung verhindert wird.

Es ist auch bereits eine Nachstellvorrichtung bekannt, bei welcher auf der Schraube ein konzentrisch zu dieser angeordneter Ring angeordnet ist. der über eine Klemmkupplung in einem Drehsinn frei drehbar und im anderen Drehsinn die Schraube mitnimmt. Am äußeren Umfang des Rings sind zu den Erzeugenden des Rings geneigte Nuten angeordnet, in welche ein Finger eingreift. Die Nuten sind dabei etwas breiter als die Dicke des Fingers. Beim Betätigen der Bremse wird

*5 die Schraube und der mit dieser axial fest verbundene Ring relativ zum Finger verschoben. Die Nut ist um soviel breiter als der Finger, daß es bei einer normalen Bremsung zu keinem Verdrehen des Rings kommt. Nutzen sich die Bremsbeläge jedoch ab. ist die Ver-Schiebung entsprechend größer und der Ring dreht sich frei auf der Schraube. Beim Rückhub blockiert jedoch die Klemmkupplung, was zu einer entsprechenden Verstellung der Schraube führt. Auch hier ist wieder nachteilig, daß der Rückhub zwangläufig mit der Verdrehung der Schraube gekoppelt ist. Infolge der nur allmählich nachlassenden Axialkraft kann es gerade am Anfang des Rückhubs sehr leicht zu einem Blockieren der Vorrichtung kommen. Ein weiterer Nachteil ist mit der Vorsehung der Klemmkupplung verbunden, du

schon eine geringfügige Änderung der Reibungskoeffizienten, beispeilsweise durch eingedrungene Ölspuren, zu einem Versagen der Klemmung und damit zu einem Versagen der Nachstellfunktion fühien muß.
Es ist demgegenüber die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche vermeidet, daß in dem Augenblick, in dem sich die Bremse zu lösen beginnt, die Bremsbeläge noch mit der Gegenfläche in Berührung stehen und das aus Schraube und Mutter bestehende System dementsprechend noch einer erheblichen, von den Bremsbelägen ausgehenden Axialkraft unterworfen ist, und daß sich auf Grund der Reibungskräfte zwischen der Schraube und der Mutter keine Relativdrehung zwischen der Schraube und der Mutter ergeben kann und es auf dicse Weise zu einem Blockieren des Systems kommt, bei dem entweder das Zurückziehen der Bremsbeläge oder die Funktion der Nachstellvorrichtung verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß der Ring axial verschiebbar an dem einen mit ihm drehfest verbundenen Element gehalten ist und gegenüber diesem durch federnd wirkende Druckgliedcr axial verspannt ist. Infolge der axial verschiebbaren Anordnung des Rings an dem bewegbaren Element relativ zum stationären Element erfolgt die Rückkehrbe-

⁶S wegung des Rings und damit die Nachstellung des bewegbaren Elements relativ zum stationären Element erst nach erfolgter Rückstellung des Systems, d. h. auch dann, wenn das aus Schraube und Mutter bestehende

System nicht mehr unter Belastung steht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung besieht die Verbindung zwischen dem Ring und dem einen, mit ihm drehfest verbundenen Element aus Ö.Tnungen im Ring, sowie in letzteren gleitenden Vorsprüngen, welche mit dem einen Element fest verbunden sind.

Vorzugsweise umfassen die Druckglieder in Längsrichtung geführte Bolzen, und ist der Ring axial zwischen diesen Bolzen und einer Schulter rtes einen Elements angeordnet.

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch eine hydraulisch betätigte Scheibenbremse, und zwar in einer Rauial-Axial-Ebene der Scheibe, wobei die Scheibenbremse eine Vorrichtung zum selbständigen Nachstellen nach der Erfindung aufweist,

F i g. 2 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 ein Grundrißschema A und Vertikalschnitte B und Centlang der Linie 3-3 im Grundrißschema A, wobei das Eingreifen des gezahnten Rings in den radialen Finger für den Fall dargestellt ist, daß der Verschleiß der Bremsbeläge einen bestimmten Wert nicht überschreitet,

F i g. 4 entsprechende schematische Darstellungen AK ß¹ und C für den Fall eines beträchtlichen Verschleißes der Bremsbeläge, der ein automatisches Nachstellen erforderlich macht,

F i g. 5 einen schematischen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungstorm einer mechanisch und hydraulisch betätigten Scheibenbremse.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 findet die Erfindung Anwendung auf eine Bremse mit einer Scheibe 1, die drehfest mit dem zu bremsenden, nicht dargestellten Rad verbunden ist, und mit einem Sattel 2, der senkrecht zur Scheibe 1 gleiten kann.

Der Sattel 2 trägt auf der einen Seite der Scheibe 1 einen Bremsbelag 3 und auf der anderen Seite der Scheibe eine Betätigungsvorrichtung V. die mit einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung D zurr: Nachstellen des Verschleißes versehen ist.

Die Betätigungsvorrichtung V der Vorrichtung D ist in an sich bekannter Weise mit einem zylindrischen Körper 4 versehen, der einstückig mit dem Sattel 2 ausgebildet oder fest mit diesem verbunden ist. Der Kör per 4 besitzt eine abgestufte zylindrische Ausnehmung 5, 6, deren Achse X-X parallel zur Achsr des abzubremsenden Rads liegt. In der Stufe 5 der Ausnehmung liegt ein in axialer Richtung verschiebbarer Kolben 7.

Auf dem Ende des Kolbens sitzt eine Tragplatte 8 mit einem Bremsbelag 9, der sich gegenüber dem Bremsbelag 3 an die Scheibe 1 anlegen kann. Die Tragplatte 8 ist über einen Stift 10 mit dem Kolben 7 verbunden.

Der Kolben 7 weist ein Gewindesackloch 11 auf und bildet auf diese Weise eine Mutter, in welche eine Schraube 12 eingeschraubt ist. An deren Gewindeteil schließt sich ein glatter zylindrischer Abschnitt 13 und ein Kopf 14 an, wobei der Durchmesser des Kopfes größer als der des Abschnitts 13 ist. Der Kopf trägt axiale Vorsprünge 15, die über seinem Umfang verteilt sind und in entsprechenden öffnungen 16 eines Rings 17 gleiten. Der Ring kann sich also auf dem glatten Abschnitt 13 der Schraube 12 verschieben und ist dementsprechend bezüglich der Schraube 12 verschiebbar verkeilt. Auf seiner Außenfläche trägt der Ring Zähne 18, die untereinander parallel sind, jedoch geneigt zu den Erzeugenden des Rings liegen. Diese Zähne 18 besitzen ein asymmetrisches Profil nach Art von Sägezähnen mit einer stark geneigten Fläche 18a und einer steilen Fläche 186, wie es aus F i g. 2 hervorgeht.

Ein Finger 19 ist gleitend in einem radialen Sackioch 10 eines auf dem Körper 4 befestigten Elements 21 verkeilt. Hierzu dient ein Stift 22, der in dem Element 21 befestigt ist und durch einen Schlitz 23 des Fingers 19 hindurchgeht. Der Finger wird von einer Feder 24 elastisch gegen den Ring 17 verspannt und liegt mit seinem Ende an dem Ring an. Gemäß F i g. 2 trägt dieses Ende Zähne 25, die den Zähnen 18 des Rings entsprechen und in diese eingreifen.

Finger 26, die parallel zur Achse X-X liegen, sind verschiebbar in Sacklöehern 27 des Körpers 4 angeordnet und stützen sich auf einer Seitenfläche 28 des Rings 17 ab, und zwar unter der Wirkung von Federn 29.

Hinter der Schraube 12 liegt ein ebener, schwimmender Kolben 30, der sich in der zweiten Stufe 6 der im Körper 4 vorgesehenen Ausnehmung verschieben kann. In das mit Gewinde versehene Ende dieser zweiten Stufe 6 ist ein Verschlußstopfen 31 eingeschraubt. Weiterhin ist eine Öffnung 32 vorgesehen, die den Zutritt des die Bremse steuernden Druckmittels in die als Zylinder arbeitende zweite Stufe 6 zwischen dem Kolben 30 und dem Verschlußstopfen 31 gestaltet.

Die beschriebene Anordnung funktioniert folgendermaßen: Bei einer Bremsung wird das Druckmittel durch die öffnung 32 in den Raum zwischen dem Verschlußstopfen 31 und dem Kolben 30 eingeleitet. Unter der Wirkung dieses Druckmittels erteilt der Kolben dem Kopf 14 und damit der Schraube 12 eine Axialbewegung, wobei gleichzeitig der mit Zähnen versenene Ring 17 verschoben wird. Die Schraube 12 treibt bei ihrer Axialverschiebung den Kolben 7 an, der seinerseits über die Tragplatte 8 den Bremsbelag 9 an der Scheibe 1 zur Anlage bringt. Da der Sattel 2 frei verschiebbar ist, bewirkt die Reaktionskraft, daß auch der Bremsbelag 3 an der Scheibe 1 zur Anlage kommt, und zwar auf derjenigen Seite, die dem Bremsbelag 9 gegenüber liegt.

Wenn der durch die Bremsung hervorgerufene Verschleiß der Bremsbeläge 3 und 9 gering ist, bewegt sich gemäß F i g. 3, Schema A. der Ring 17 nach vorne in die Stellung 17', und zwar um einen Betrag 1, der kleiner ist als der Abstand m. Dieser Abstand m entspricht der axialen Vorschubbewegung des Rings, die erforderlich ist, um einen seiner Zähne, beispielsweise den Zahn 18, nach den Schemata A und B. der in einer der Ausnehmungen des Fingers 19 liegt, in die benachbarte Ausnehmung des Fingers wandern zu lassen. Dementsprechend hebt sich der Finger 19 unter der Wirkung des schwachen Anstiegs der Flächen 18a der auf dem Ring 17 angeordneten Zähne an und gelangt in die Stellung nach dem Schema C ohne jedoch dabei einen Zahn des Rings zu überspringen. Nach Beendigung des Bremsvorgangs werden die Reibbeläge 3 und 9 von der Scheibe zurückgestoßen und nehmen dabei den Kolben 7 sowie die Schraube 12 mit ihrem Kopf 14 mit. Der Ring 17 wird ebenfalls nach hinten gestoßen, und zwar von den Fingern 16 unter der Wirkung der Federn 29. Es ergibt sich also eine Gleitbewegung des Fingers 19 auf den geneigten Flächen 18a der am Ring 17 angeordneten Zähne, ohne daß dabei der Ring gedreht würde. Die Anordnung gelangt also in ihre Ausgangsstellung entsprechend dem Schema B zurück.

Wenn hingegen der Verschleiß der Bremsbeläge

durch den Bremsvorgang einen bestimmten Wert überschritten hat, verschiebt sich der Ring 17 nach vorne um eine Strecke L. die gemäß Fig.4 den Abstand übersteigt. Die Grate der am Ring 17 angeordneten Zähne 18 wandern entsprechend dem Schema Λ 1 aus der in voll ausgezogenen Linien dargestellten Lage in die gestrichelt gezeichnete Stellung. Dabei hat dann der Finger 19 einen Zahn auf dem Ring übersprungen. Dies ergibt sich aus einem Vergleich der Schemata B 1 und Cl, und zwar sind dort vier Zähne a bis d im Schnitt gezeigt. Nach Beendigung des Bremsvorgangs werden die Bremsbeläge 3 und 9 von der Scheibe 1 zurückgestoßen und nehmen dabei den Kolben 7 und die Schraube 12 einschließlich deren Kopf 14 mit. Auf Grund der Talsache, daß ein Zahn übersprungen wurde und daß die Flächen 18b der auf dem Ring angeordneten Zähne steil ausgebildet sind, müßte sich der Ring 17, sofern er von den Fingern 26 nach hinten geschoben werden sollte, um den Wert eines Zahns drehen, wobei dann beispielsweise der Zahnabschnitt d entsprechend dem Schema BX durch den Zahnabschnitt a ersetzt würde, wobei es gleichzeitig zu einer Drehung der Schraube 12 zusammen mit dem Ring 17 käme. Da jedoch die Schraube 12 und der als Mutter ausgebildete Kolben noch unter Belastung stehen, kann sich keines dieser Teile relativ zum anderen drehen. Es ergibt sich also eine Rückzugbewegung der Schraube 12 einschließlich ihres Kopfes 14 und der daran befestigten Vorsprünge 15. ohne daß der Ring 17 nach hinten wandert. Erst wenn die Reibbeläge 3 und 9 nicht mehr mit der Scheibe 1 in Berührung stehen, wird das aus Schraube und Mutter bestehende System belastungsfrei, so daß sich eines der Elemente relativ zum anderen drehen kann. Unter der Wirkung der Federn 29 und der Finger 26 kann sich nun der Ring 17 nach hinten verschieben und die Schraube 12 in dem als Mutter ausgebildeten und von dem Stift 10 drehfest gehaltenen Kolben drehen. Auf diese Weise verlängert sich das aus Schraube und Mutter bestehende System und gleicht den Verschleiß der Bremsbeläge aus, wobei ein minimales Spiel j X + j2 zwischen den Bremsbelägen 3 und 9 und der Scheibe 1 aufrecht erhalten wird.

Auf Grund der axialen Verschiebbarkeit des Rings 17 relativ zur Schraube 12 und auf Grund der Gleitlagerung des Rings auf den Vorsprängen 15 der Schraube, die eine drehfeste Verbindung zwischen der Schraube und dem Ring darstellen, wird der Verschleiß der Bremsbeläge 3 und 9 durch eine Verlängerung des aus Schraube und Mutter bestehenden Systems nachgestellt, sobald dieser Verschleiß ein Spiel zwischen den Bremsbelägen und der Scheibe herstellt, welches einen

S vorbestimmten Wert übersteigt. Die Verlängerung des Systems durch Drehung der Schraube 12 in dem ;ils Mutter ausgebildeten Kolben 7 erfolgt durch eine Drehung des Fling 17, wenn dieser seine Rüekzugsbcwcgung ausführt. Der Ring 17 kann nur dann nach hinten

ίο wandern, wenn das aus Schraube und Mutter bestehende System nicht mehr unter Belastung steht, d. h., wenn die Reibbeläge 3 und 9 nicht mehr an der Scheibe 1 anliegen. Nach Beendigung des Bremsvorgangs kann es also nicht mehr zu einer Blockierung der Nachstell· Vorrichtung kommen.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach F i g. 5 findet die Erfindung Anwendung auf eine Bremse, die sowohl hydraulisch als auch mechanisch betätigbar ist. Man kann die Bremse in Funktion treten lassen, indem man entweder das Druckmittel durch die Öffnung 32 einführt, oder aber einen Betätigungsarm 33 dreht. Die zusätzliche Anordnung einer mechanischen Betätigungsvorrichtung macht es nicht erforderlich, die Nachstellvorrichtung oder deren Funktionsweise zu ändern. An Stelle einer Beaufschlagung des Kolbens 30 mit Druckmittel dreht man beim Bremsen den Betätigungsarm 33, der eine Schraube 34 innerhalb einer stationären Mutter 35 antreibt. Beim Drehen des Betätigungsarms 33 verschiebt sich die Schraube 34 nach vorne und gelangt unter Aufrechterhaltung der Drehbewegung an einer Platte 36 zur Anlage, die unter Zwischenschaltung eines Lagers 37 eine Platte 38 nach vorne stößt. Die Platte 38 wirkt ihrerseits auf den Kolben 30 ein. und zwar über einen axialen Bolzen 3'9, der in einem Kolben 40 verschiebbar ist. Der Kolben dient als Abschlußstopfen, der sich an der stationären Mutter 35 abstützt, wenn die Bremse hydraulisch betätigi wird.

Unabhängig davon, ob man bei dieser Anordnung die Bremse mechanisch oder hydraulich betätigt, kommt es zu einer Verschleißnachstellung, da in jedem Falle der Kolben 30 sowohl die Bremse, als auch die Nachstellvorrichtung in Funktion treten läßt. Dies ist ganz besonders vorteilhaft, da man sowohl die hydraulische Betätigung, als auch die mechanische Betätigung verwenden kann, ohne das Spiel j\ + /2 zwischen den Bremsbelägen und der Scheibe zu vergrößern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung zum Ausgleichen des Verschleißes an Bremsbelägen, insbesondere von Scheibenbremsen, mit einem aus Schraube und Mutter bestehenden System, bei welchem das eine der beiden Elemente mit einem zu diesem konzentrischen Ring drehfest verbunden ist, der auf seinem äußeren Umfang zueinander parallele und zu der Erzeugenden des Rings geneigte Zähne trägt, die mit einem radialen Finger zusammenwirken, wobei die Zähne des Rings ein asymmetrisches Sägezahnprofil besitzen, in das das innere End**, des radialen Fingers eingreift, der elastisch gegen den Ring gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17) axial verschiebbar an dem einen mit ihrem drehfest verbundenen Element (12) gehalten ist und gegenüber diesem durch federnd wirkende Druckglieder (26 bis 29) axial verspannt ist.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Ring (17) und dem einen, mit ihrem drehfest verbundenen Element (12) aus Öffnungen (16) im Ring (17), sowie in letzteren gleitenden Vorsprüngen (15) besteht, welche mit dem einen Element (12) fest verbunden sind.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckglieder (26 bis 29) in Längsrichtung geführte Bolzen (26) umfassen, und daß der Ring (17) axial zwischen diesen Bolzen (26) und einer Schulter (14) des einen Elements (12) angeordnet ist.