DE2416952C3

DE2416952C3 - Selbsttätige Nachstellvorrichtung für Bremsen

Info

Publication number: DE2416952C3
Application number: DE19742416952
Authority: DE
Inventors: Ewald 6078 Neu Isenburg Mueller
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1974-04-08
Filing date: 1974-04-08
Publication date: 1981-11-19
Also published as: DE2416952B2; DE2416952A1

Description

Die Erlindung bezieht sich auf eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für Bremsen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer bekannten selbsttätigen Nachstellvorrichtung der genannten Art (DE-OS 15 55 652, Fig. 3—8) sind beide Hälften des Stirnnockengetriebes durch drehbar gelagerte Ringe gebildet, in deren einander zugekehrten Stirnflächen die Nockenfläche angeordnet sind. Ein Ring ist über einen Reibkonus an einem drehfesten Anschlag des Bremskolbens und der andere Ring ist über ein Kugellager an einem Ringflansch des einen drehbaren Strebenteils der Nachstellstrebe abgestützt Weiterhin ist zur Übertragung der von dem

ίο Stirnnockengetriebe erzeugten Drehbewegung zwischen dem anderen Ring und dem drehbaren Strebenteil eine in einer Drehrichtung sperrende Freilaufkupplung vorgesehen. Diese bekannte Ausgestaltung der Nachstellvorrichtung ist aufwendig und erfordert eine hohe Fertigungsgenauigkeit zur Herstellung der Kupplungsflächen des Reibkonus und der Freilaufkupplung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachstellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Bauteile keine hohe Fertigungsgenauigkeit erfordern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2—4 angegeben.

Bei der Nachstellvorrichtung nach der Erfindung sind keinerlei Reibbremsen oder Freilaufkupplungen erforderlich. Der Aufbau der Nachstellvorrichtung ist daher einfach und erfordert keine hohe Fertigungsgenauigkeit Die erfindungsgemäße Nachstellvorrichtung läßt sich weiterhin auf einfache Weise montieren. Das

JO Übersetzungsverhältnis kann leicht durch Veränderung der Neigung der Nockenflächen den gewünschten Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 wird das Maß des bei einem Betätigungsvorgang ausgeführten Nach-

J5 Stellschritts begrenzt, so daß der Arbeitshub der Betätigungsvorrichtung ab einer bestimmten Größe keine Vergrößerung des Nachstellschritts mehr bewirkt. Dies hat den Vorteil, daß starke Dehnungen der Betätigungsorgane, beispielsweise des Bremssattels nicht zu einer Verfälschung des Nachstellschritts und damit zu einem Festgehen der Bremse führen.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Scheibenbremszylinder mit im Betätigungskolben gelagertem Stirnnockengetriebe,

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie H-II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 111 nach Fig. 2,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Scheibenbremszylinder mit im Zylinderboden gelagertem Stirnnockengetriebe,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch einen Bremszylinder für eine Trommelbremse mit zwischen den Betätigungskolben liegendem Stirnnockengetriebe,

F i g. 6 eine vergrößerte Darstellung einer Nockenfläche mit Kugel in unbetätigtem Zustand,

bo Fig. 7 die Nockenfläche nach Fig.6 mit Kugel in maximal betätigter Lage.

Es sei zunächst das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 beschrieben. Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Betätigungskolben 1, der in einem Betätigungszy-

M linder 2 angeordnet ist. Der Betätigungskolben 1 liegt an einem Bremsbelag 3 an. Der Bremsbelag 3 wird bei Rremsbetätigung gegen eine Bremsscheibe 4 bewegt, odurch das gewünschte Bremsmoment erzeugt wird.

Die Nachstellvorrichtung besteht aus zwei Strebenteilen einer Spindel 5, die drehfest im Betätigungszylinder 2 befestigt ist und einer auf die Spindel 5 aufgeschraubten Mutter 6. Die Mutter 6 liegt in Beiätigiingsrichtung mit einer Stirnfläche 7 am Betätigungskolben 1 an. Die Nachstellung kommt dadurch zustande, daß bei einem zu großen Lüftspiel durch die Bewegung des Betätigungskolbens 1 die Mutter 6 auf der Spindel 5 verdreht wird und damit die Rückbewegung des Betätigungskolbens 1 begrenzt. Zur Verdrehung der Mutter dient ein Stirnnockengetriebe 8. Dieses besteht im wesentlichen aus einem Ringflansch 9 an der Mutter 6. Der Ringflansch 9 weist eine der Betätigungsrichtung abgewandte Stirnfläche 10 auf, auf der Nockenflächen 11, Ϊ2 und 13 angeordnet sind. Die Anordnung der Nockenflächen ist den F i g. 2 und 3 am deutlichsten zu entnehmen. Die Nockenflächen 11, 12 und 13 sind aus der Ebene quer zur Richtung der Kraftbeaufschlagung heraus geneigt. Die Kraftbeaufschlagung erfolgt mittels Kugeln 14, 15 und 16, die mittels eines Käfigs 17 gegen die Nockenliächen 11, 12 und 13 gehalten sind.

Zwischen zwei durch Absätze im Betätigungskolben 1 gebildeten Anschlägen 18 und 19 ist eine Druckfeder 20 gefesselt Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in jeden der Anschläge 18 und 19 ein Ring 21, 22 eingelegt Zwischen dem Ring 21 und dem Käfig 17 ist Spiel 23 vorgesehen, durch das das erforderliche Lüftspiel 23 des Betätigungskolbens 1 bestimmt wird.

Zu erwähnen ist noch, daß der Ring 22 als geschlitzter in Federteller ausgebildet sein kann, so daß er die Funktion einer Ausreißsicherung für die Nachstellvorrichijng auszuüben vermag.

Die Fig.2und3 zeigen, daß die Kugeln 14,15 und 16 mittels schwacher Druckfedern 40, 41 und 42 in eine J5 Anfangsstellung gedruckt werden. Diese Anfangsstellung ist in F i g. 6 vergrößert wiedergegeben.

Die beschriebene Nachstellvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 sowie 6 und 7 wirkt wie folgt: Bei Druckbeaufschlagung des Betätigungskolbens 1 kann -tu sich dieser zunächst ungehindert um das Lüftspiel 23 in Betätigungsrichtung, d. h. in der Zeichnung gesehen nach links bewegen. Sobald der Ring 21 an dem Käfig 17 anliegt, wird dieser Käfig 17 durch die Druckfeder 20 mit Kraft beaufschlagt. Infolge der Neigung der -f5 Kurvenflächen 11, 12 und 13 bewegen sich die Kugeln 14, 15, 16 je nach Größe des noch auftretenden Arbeitshubs ganz oder teilweise bis in die in F i g. 7 dargestellte Stellung. Dabei verdreht sich die Mutter 6. Dies führt zu der gewünschten Nachstellung. Ein größerer Arbeitshub wird nicht mehr nachgestellt. Bei Druckabbau bewegt sich der Betätigungskolben 1 zurück, bis er wieder gegen die Stirnfläche 7 der Mutter anliegt Die Kugeln 14,15,16 werden durch Federn 40, 41, 42 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgedrückt. Der vollständige Arbeitshub wird niemals nachgestellt, da durch die Anordnung der Anschläge 18 und 19 itn Betätigungskolben 1 immer ein Lüftspiel 23 zwischen dem Käfig 17 und dem Ring 21 gewährleistet ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen dadurch, daß die Spindel 5 im Betätigungszylinder 2 drehbar angeordnet ist und in Betätigungsrichtung axial bewegt werden kann. Genau wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist auf die Spindel 5 eine Mutter 6 geschraubt, die mit einer Stirnfläche 7 gegen den Betätigungskolben 1 anliegt. Die Mutter 6 darf sich allerdings nicht drehen können. Sie ist deshalb mittels einer Verdrehsicherung 24 mit dem Betätigungskolben 1 verbunden. Diese Verdrehsicherung muß natürlich eine axiale Bewegung des Betätigungskolbens 1 zulassen. Die Druckfeder 20 liegt einerseits gegen einen Ring 22 an, der sich an einem Anschlag 19 des Betätigungskolbens 1 abstützt, andererseits wirkt sie gegen eine der Betätigungsrichtung abgewandte Stirnfläche 25 eines Bundes 26 der Mutter 6. Auf diese Weise ist die Mutter 6 steht in Betätigungsrichtung vorgespannt

Die Spindel 5 stützt sich mit einem Ringflansch 27 gegen eine der Betätigungsrichtung zugewandte Stirnfläche 28 am Betätigungszylinder 2 ab. Der Ringflansch 27 hat eine der Betätigungsrichtung zugewandte Stirnfläche 29, auf der die in den Fig.2 und 3 dargestellten Nockenflächen 11,12,13 angeordnet sind. Genau wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel liegen gegen diese Nockenflächen 11,12 und 13 die Kugeln 14,15 und 16 an, von denen die Kugeln 14 und 15 in der Fig.4 dargestellt sind. Ebenfalls in völliger Übereinstimmung mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Kugeln 14,15 und 16 durch einen Käfig 17 gegen die Nockenflächen 11, 12 und 13 gehalten. Zwischen dem Käfig 17 und einem Springring 30 im Betätigungszylinder 2 ist ein Lüftspiel 31 vorgesehen.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 wirkt wie folgt: Bei Druckbeaufschlagung des Betätigungszylinders 2 bewegt sich der Betätigungskolben 1 in Betätigungsrichtung, d. h. in der Zeichnung gesehen nach links. Die Druckfeder 20 wirkt dabei auf die Stirnfläche 25 der Mutter 6, so daß diese der Bewegung des Betätigungskolbens 1 folgt. Die Mutter 6 nimmt die Spindel 5 mit. Die Spindel 5 folgt der Mutter 6 solange, bis das Lüftspiel 31 zwischen dem Käfig 17 und dem Sprengring 30 überwunden ist. Danach wird eine axiale Kraft auf die Kugeln 14,15 und 16 ausgeübt, die dann gegen die in den Fi g. 2 und 3 dargestellten geneigten Nockenfiächen 11, 12 und 13 gepreßt werden, was zu der an Hand des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1 beschriebenen Drehbewegung führt. Bei dem Ausführungsbeispicl nach Fig.4 kommt jedoch keine Verdrehung der Mutter 6, sondern eine Verdrehung der Spindel 5 zustande. Diese schraubt sich dann aus der gegen Verdrehen gesicherten Mutter 6 heraus. Dadurch wird die Rückbewegung des Betätigungskolbens 1 begrenzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.5 sind in einem Betätigungszylinder 2 ein Betätigungskolben 1 und ein weiterer Betätigungskolben Γ angeordnet. Der Betätigungskolben 1 ist fest mit der Spindel 5 verbunden, auf der — wie beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 3 — eine Mutter 6 aufgeschraubt ist. Die Mutter 6 hat einen Ringflansch 32 mit einer der Betätigungsrichtung zugewandten Stirnfläche 33, auf der die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Nockenflächen 11, 12 und 13 angeordnet sind. Gegen diese Nockenflächen 11,12 und 13 liegen wiederum Kugeln 14,15 und 16 an, von denen die Kugeln 14 und 15 in der Fig. 5 dargestellt sind. Die Kugeln 14, 15 und 16 werden von einem Bauteil 34 umgriffen, das in den zweiten Betätigungskolben Γ hineinragt. Das Bauteil 34 hat an seinem dem Betätigungskolben 1 abgewandten Ende einen Anschlagbund 35. Im Betätigungskolben Γ ist eine Druckfeder 20 zwischen zwei Anschlägen 18 und 19 angeordnet, die sich gegen Ringe 21 und 22 abstützt, die ihrerseits an den Anschlägen 18 und 19 anliegen. Zwischen dem Ring 22 und dem Anschlagbund 35 ist ein Lüftspiel 36 vorgesehen.
Das Alisführungsbeispiel nach F i g. 5 wirkt wie folgt:

Zunächst sei zum rascheren Verständnis davon ausgegangen, daß der Betätigungskolben Γ stillstehe und nur der Betätigungskolben 1 sich bei Druckbeaufschlagung in der Zeichnung gesehen nach nach links bewege. Er nimmt nach Überwindung eines Spiels in den Gewindegängen der Spindel 5 die Mutter 6 mit. Dabei wirken die Nockenflächen 11, 12 und 13 gegen die Kugeln 14, 15 und 16 und bewegen diese und das Bauteil 34 in Betätigungsrichtung, bis das Lüftspiel 36 überwunden ist. Nach Überwindung dieses Lüftspiels 36 wird die Druckfeder 20 zusammengepreßt. Die Kugeln 14, 15 und 16 werden druckbeaufschlagt, was zu einer Verdrehbewegung der Mutter 6 führt.
Nunmehr sei angenommen, daß der Betätigungskol-

10 ben 1 stillsteht und sich nur der Betätigungskolben Γ bewegt. Bevor irgendeine Auswirkung auf die Nachstellvorrichtung eintritt, muß das Lüftspiel 36 überwunden werden. Sobald das geschehen ist, versucht das Bauteil 34, die Kugeln 14, 15 und 16 in der Zeichnung gesehen nach rechts zu bewegen. 1st das Spiel zwischen der Mutter 6 und der Spindel 5 überwunden, werden die Kugeln 14,15 und 16 kraftbeaufschlagt und es kommt zu der Verdrehbewegung der Mutter 6.

In der Praxis bewegen sich natürlich die beiden Arbeitskolben 1 und Γ gleichzeitig, so daß die zuvor beschriebenen Bewegungsabläufe sich überlagern.

Die nachfolgenden Gleichungen ermöglichen eine annähernde Berechnung des Nachstellvorgangs:

_ 2(S_t-Sg) ■/; tan a ■ d · π

für S_k > S_K +S

'ν =

S =

S ■ h-2 tan a ■ d ■ π

(annähernde Berechnung)

i\ =

S = Nachstellhub
S₁, = Kolbenweg
S₁ = Gewindespiel

S₂ = Lüftspiel
S* = S_t + S₂ h = Gewindesteigung d = Rollkreis0
/v = Übersetzung

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

i. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für Bremsen, mit einer Nachstellstrebe, die die federkraftbetätigte Rückstellbewegung eines in einem druckmittelbeaufschlagbaren Betätigungszylinder gelagerten Betätigungskolben begrenzt und die aus zwei Strebenteilen, nämlich Mutter und Spindel besteht, die über eine mit Selbsthemmung behaftete Schraubverbindung zum Verändern der Gesamtlänge der Nachstellstrebe miteinander verbunden sind, sowie mit einem die Nachstellbewegung steuernden selbsthemmungsfreien Stirnnockengetriebe, dessen erste Hälfte mit dem einen drehbaren Strebenteil verbunden ist, während seine zweite, relativ zur ersten drehbaren Hälfte von einem Anschlag eines drehfesten Bauteils der Betätigungsvorrichtung axial beaufschlagbar ist, wobei die erste drenbare Hälfte zur Achse der Nachstellstrebe konzentrisch verlaufende und zu letzterer geneigte Nockenflächen aufweist, und wobei axiaJ zwischen den beiden Hälften des Stirnnockengetriebes Kugeln derart angeordnet sind, daß nach Überwindung des Sollüftspiels bei Bremsbetätigung und aufgetretenem BremsbelagverFchleiß eine Axialbewegung der zweiten Hälfte eine entgegen der Kraft einer Nachstellfeder gerichtete Drehbewegung der ersten Hälfte des Stirnnockengetriebes und damit des mit ihr verbundenen drehbaren Strebenteils erzeugt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Nockenflächen (11, 12, 13) sind unmittelbar an einem an sich bekannten radial nach außen ragenden Ringflansch (9, 27, 32) des einen drehbaren Strebenteils (6,5) ausgebildet;

b) die mit den Kugeln (14, 15, 16) zusammenwirkende Gläche der zweiten Hälfte (17, 34) des Stirnnockengetriebes (8) ist eine senkrecht zur Achse der Nachstellstrebe verlaufende ebene Fläche;

c) die Nachstellfeder besteht aus je einer jeder Kugel (14,15,16) zugeordneten Druckfeder (40, 41,42).
2. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede eine Kugel (14,15,16) abstützende Nockenfläche (11,12, 13) symmetrisch zur Betätigungsrichtung ausgebildet ist.
3. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hälfte des Stirnnockengetriebes von einem den Ringflansch (9, 27, 32) des drehbaren Strebenteils (6,5) übergreifenden Käfig (17,34) gebildet ist.
4. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Bremslösestellung zwischen dem Käfig (17, 34) und dem Anschlag (18,19,20; 30) des drehfesten Bauteils (1, 2, Γ) gebildeter axialer Zwischenraum (23,31,36) dem Sollüftspiel entspricht.