DE2810445A1

DE2810445A1 - Bremszylinder

Info

Publication number: DE2810445A1
Application number: DE19782810445
Authority: DE
Inventors: Pierre Baronnet; Georg Bestler
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1979-09-13
Also published as: IT7948279A0; FR2419434A1; IT1114093B

Description

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Bremszyl inder

Die Erfindung betrifft einen Bremszylinder nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Naxhsteil vorrichtung der vorstehend genannten Art (DE-OS 2 330 949) ist der Steuerkolben mit einer Ringnut versehen, deren belagseitige Seitenwandung zum Bilden einer Keilfläche stark abgeschrägt ist. In die Ringnut greift ein mit einer entsprechenden Keilfläche endender, radial verlaufender und in einer Radialbohrung der Gewindespindel verschieb!ich geführter Stößel ein, der in einen Gewindegang der Mutter ragt und dort dem Profil des Gewindes angepasst endet. Bei Beaufschlagung dieser Vorrichtung mit einer bestimmten Mindes-tdruckhöhe wird nach Anlegen des Bremsbelages durch entsprechendes Verschieben des Betätigungskolbens ur\o gegebenenfalls Verschleißnachstellung durch Nachlaufen der Mutter der Steuerkolben in der Gewindespindel entgegen seiner Federbelastung zurückgedrückt, wobei vermittels der Keilflächen der Stößel radial nach außen verschoben und gegen die Mutter angedrückt wird. Die Mutter wird hierdurch an einem weiteren Verschrauben unter ihrer Federbelastung auf der Gewindespindel, also an einem weiteren Nachstellen, gehindert.

Bei der bekannten Nachstellvorrichtung muß der Stößel in der dünnen, die Bohrung umgebenden Wand der Gewindespindel verschieb!ich geführt werden; dementsprechend weist er eine kurze Führungslänge auf. Andererseits wirkt jedoch ein großes, durch die Querkraftkomponente seiner Keil betätigung und die Federbelastung der Mutter bedingtes Kippmoment auf ihn ein. Die Stößel führung ist daher sehr hoch

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belastet und verschließt entsprechend rasch, so daß der Stößel zum Verklemmen neigt. Weiterhin ist am Stößel aus Raumgründen keine Rückzugfeder anbringbar, im Lösezustand der Bremse ist er daher frei beweglich, kann andererseits am Steuerkolben und an der Mutter anschlagen und stellt somit ein Klappern und Schlagen verursachendes bauteil dar. Zum Arretieren der Mutter muß der Stößel kräftig an die Mutter angepreßt werden, was nur bei entsprechend hoher Beaufschlagung des Steuerkolbens möglich ist. Bei dieser hohen Beaufschlagung übt jedoch der Betätigungskolben bereits eine beachtliche Zuspannkraft auf die Bremse aus, bis es sich entsprechend elastisch verformt.

Die bekannte Nachstellvorrichtung ist also nicht derart ausbildbar, daß nur das Lösespiel der Bremse konstant gehalten wird.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Nachstellvorrichtung der in Rede stehenden Art (DE-OS 2 330 949) so auszubilden, daß die genannten Mangel vermieden werden, daß also keine die Funktion der Bremse gefährdende Verklemmung zu befürchten ist, daß keine Klapper- und Schlaggeräusche auftreten und daß das verwendete Sperr- oder Arretierelement bei unbeaufschlagtem Steuerkolben elastisch in seine Ruhelage zurückkehrt und in dieser gehalten wird. Das Sperrelement soll außerdem billig sein und soll sich ohne Gefahr von Brüchen beliebig lange verwenden lassen, es soll also echte Dauercharakteristik besitzen.

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Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil von Patentanspruch 1.

Die Kupplungsscheibe wirkt gegenüber der zugewandten Stirnfläche der Gewi ndespi ndel absolut v/irksam, insbesondere wenn an den einander zugewandten Kupplungsflächen von Kupplungsscheibe und.Gewindespindel eine formschlüssig kuppelnde Feinverzahnung ausgebildet ist. In diesem Fall reichen bereits geringe, einen kritischen Wert übersteigende Druckerhöhungen aus, um die Sperre der Nachstellvorrichtung wirken zu lassen. Die verwendeten Teile sind baulich als einfach anzusehen und können o'ine großen Aufwand ausgetauscht werden. Die Drehverbindung zwischen der Antriebsscheibe und der Mutter besteht vorzugsweise aus einer Kreuzkupplung, welche ein radiales Spiel zuläßt. Somit können keine die Funktion der Sperrvorrichtung beeinträchtigenden Biegebelastungen oder dergleichen auftreten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Zeichnung stellt in Schnittansicht den Bremszylinder mit der selbsttätigen Nachstellvorrichtung nach der Erfindung

Der Bremszylinder weist gemäß Darstellung in der Zeichnung ein Gehäuse 1 auf, innerhalb welchem ein Betätigungskolben 3 verschiebbar angeordnet ist. Der Betätigungskolben wird

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während normaler Betriebsbremsung über einen Anschluß 5 mit Druckmittel beaufschlagt und bewegt sich dabei gemäß Darstellung nach links gerichtet. Die Rückführung des Betätigungskolbens 3 geschieht über eine (nicht dargestellte) Rückholfeder oder der gleichen an sich bekannte Rückhol vorrichtung.

Innerhalb des Betätigungskolbens 3 ist eine axial sich erstreckende Gewindespindel 7 vorgesehen, an deren Außenumfang sich ein Gewinde 9 befindet. Auf diesem Gewinde läuft eine Mutter 11 mit nicht-selbsthemmendem Gewinde. Die Formgebung der Gewindeflanken von Gewindespindel 7 und Mutter 11 ist so gewählt, daß sich die Mutter in Bremsbetätigungsrichtung nachschrauben kann, in entgegengesetzter Bewegungsrichtung jedoch gesperrt ist. Die Mutter 11 ist mittels einer an einem Wälzlager 13 abgestützten Feder 15 verspannt, wobei die Feder 15 die Mutter 11 an eine Bodenfläche 17 des Betätigungskolbens 3 andrückt. Bei Betriebsbremsung und gemäß Darstellung nach links gerichteter Verschiebung des Betätigungskolbens 3 schraubt sich die Mutter unter der Verspannung der Feder 15 auf der Gewindespindel 7 nach, das heißt, die Mutter läuft unter Drehung dem Betätigungskolben nach, bis sie an dessen Bodenfläche 17 anliegt und in dieser Position gehalten ist. Besteht an den Bremsbacken ein Verschleiß, so bewegt sich der Betätigungskolben zusätzlich entsprechend dem Verschleißhub; auch in diesem Fall schraubt sich die Mutter unter'Verspannung der Feder 15 nach.

Von dem gemäß Darstellung linken Ende der Gewindespindel 7 erstreckt sich eine Bohrung 19 axial in das Innere der Spindel. In das vordere Ende der Bohrung 19 ist ein Steuerkolben 21 eingesetzt, der durch eine Dichtung 23 gegenüber der Wand der Bohrung 19 abgedichtet ist. Der Steuerkolben

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setzt sich mittels eines eine_n reduzierten Durchmesser aufweisenden Schaftes 25 fort, welcher am gemäß Darstellung rechten Ende mit Hilfe eines Sicherungsringe^ 27 oder dergleichen Sicherungsmitteln gehalten ist, derart, daß eine gewisse Distanz nach rechts gerichtet bewegt werden kann. Am rechten Ende des Steuerkolbens 21 liegt eine Feder 29 an, welche den Schaft 25 des Steuerkolbens umgibt und sich am entgegengesetzten Ende am Boden der Bohrung 19 abstützt. Auf diese Weise wird der Steuerkolben 21 durch die Kraft der Feder 29 in eine vorbestimmte Ausgangslage verspannt. Diese nach links gerichtete Ausgangslage bestimmt auch die Ausgangslage einer am linken Ende außerhalb der Bohrung 19 befindlichen Kupplungsscheibe (nachfolgend beschrieben) .

Innerhalb des Steuerkolbens 21 befindet sich eine axial verlaufende Bohrung 33, in welche sich ein Vierkant 35 erstreckt. Anstelle eines Vierkants kann auch jede andere mehrseitige Stange verwendet werden. Am äußeren, also gemäß Darstellung linken Ende des Vierkants 35 ist eine Antriebsscheibe 37 vorgesehen, welche durch einen Sicherungsring 39 und durch eine Scheibe 41 daran gehindert ist, sich vom Vierkant 35 nach links gerichtet zu lösen. Die Antriebsscheibe 37 ist drehfest mit dem Vierkant verbunden, kann sich jedoch auf diesem begrenzt axial verschieben. Am Außenumfang der Antriebsscheibe 37 sind Kupplungsglieder zur formschlüssigen Kupplung mit dem äußeren Ende der Mutter vorgesehen. So können sich am Außenumfang der Antriebsscheibe Klauen befinden, welche in entsprechende Nuten am gemäß Darstellung linken Ende der Mutter 11 eingreifen, derart, daß die Mutter und die Antriebsscheibe 37 drehfest miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist die Kupplung so ausgeführt, daß ein radiales Spiel zwischen der Antriebsscheibe 37 und der Mutter 11 gewährleistet ist. Zur drehschlüssigen Ver-

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bindung zwischen der Antriebsscheibe 37 und der Mutter 11 wird vorzugsweise eine sogenannte Kreuzkupplung verwendet, welche mit einer Mitnehmerscheibe versehen ist; die Mitnehmerscheibe weist an ihren beiden Stirnflächen winkelig versetzte Nuten auf, in welche entsprechende Zapfen am Außenumfang aer Antriebsscheibe bzw. am Ende der Mutter 11 eingreifen.

Am äußeren Ende des Steuerkolbens 21 weist dieser radial auskragende Mitnehmer 43 auf, welche über einen Sicherungsring 45 auf eine Kupplungsscheibe 47 einwirken. Die Mitnehmer 43 bestehen als am äußeren Ende des Steuerkolbens auskragende und einen gegenseitigen Winkel abstand besitzende Arme. Die Kupplungsscheibe 47 weist Bohrungen 49 auf, welche es ermöglichen, daß das hydraulische Medium in nachfolgend beschriebener Weise ungehindert auf den Steuerkolben 21 einzuwirken vermag. Die Kupplungsscheibe 47 kann mit dem gemäß Darstellung linken Ende der Gewindespindel 7 zusammenwirken, wobei bei einer nach rechts gerichteten Bewegung der Kupplungsscheibe ein Reibschluß oder ein Formschluß zwischen der Kupplungsfläche 51 der Kupplungsscheibe und der Kupplungsfläche 53 der Gewindespindel herbeigeführt werden kann.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Nachstellvorrichtung ist wie folgt :

Es sei zunächst angenommen, daß sich die Bremse in gelöstem Zustand befinde. Wird Druckmittel, so Hydraulikflüssigkeit, in den Anschluß 5 eingeleitet, so bewegt sich der Betätigungskolben 3 infolge von Druckbeaufschlagung gemäß Darstellung nach links gerichtet, bis der Anlegehub beendet, die vom Betätigungskolben beaufschlagte Bremse also angelegt ist. Das zwischen den Gewindeflanken der Gewindespindel 7 und der

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Mutter 11 bestehende Flankenspiel ist so gewählt, daß es dem minimalen Anlegehub entspricht. Die Mutter 11 folgt unter Verspannung durch die Feder 15 dem sich entsprechend dem Flankenspiel nach links bewegenden Betätigungskolben, das heißt, der Betätigungskolben legt demnach gleiche Wegstrecke in Bremsbetätigungsrichtung zurück.

Liegt an den durch den Betätigungskolben beaufschlagbaren Bremsklötzen (nicht dargestellt) der Bremse bereits ein gewisser Verschleiß vor, dann wird der Betätigungskolben 3 mittels der durch den Anschluß 5 eingeleiteten Hydraulikflüssigkeit um eine weitere zusätzliche Wegstrecke entsprechend Verschleißhub bewegt. Die Mutter 11 folgt auch dieser Bewegung, indem sie sich um eine diesem Verschleißhub entsprechende Wegstrecke auf dem Gewinde 9 der Gewindespindel 7 nachschraubt. Auf diese Weise vollführt die Mutter 11 die Nachstellung der Bremse, da sie sich infolge der Formgebung der Flanken des Gewindes nicht in entgegengesetzter Richtung, also gemäß Darstellung nach rechts, verschrauben läßt.

Nunmehr beginnt die eingentliche Bremsbetätigung unter gleichzeitigem Druckaufbau in dem im Inneren des Betätigungskolbens 3 befindlichen Druckraum 55; der Druckraum 55 ist über den Anschluß 5 mit dem Druck der hydraulischen Flüssigkeit beaufschlagbar, da zwischen dem Anschluß und dem Druckraum 55 keine Dichtungen bestehen. Der Betätigungskolben 3 bewegt sich während der vorstehend beschriebenen Abbremsung um den sogenannten elastischen Hub, welcher je nach Elastizität der Bremsenausführung unterschiedlich groß sein kann. Die Mutter 11 würde den elastischen Hub des Betätigungskolbens 3 ohne die Sperr-

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wirkung der vorstehend genannten Kupplungsscheibe 47 nachstellen, also der Bodenfläche 17 des Betätigungskolbens nachlaufen, was zur Folge hätte, daß. sich der Betätigungskolben und somit die Bremse nach Druckentlastung nicht mehr lösen lassen wurden.

Während des Druckaufbaues innerhalb des Druckraumes wird ein bestimmter Druck erreicht, welcher genau bestimmbar ist und den Steuerkolben 21 gegen die Kraft der Feder 29 in das Innere der Bohrung 19 gerichtet verschiebt. Während dieser nach rechts gerichteten Bewegung des Steuerkolbens 21 nimmt dieser über die radial auskragenden Mitnehmer 43 und den Sicherungsring 45 die auf dem Vierkant 35 verschiebbare Kupplungsscheibe mit, das heißt, auch die Kupplungsscheibe führt eine nach rechts gerichtete Bewegung (gemäß Darstellung) aus. Nach einer kurzen Wegstrecke kommt die Kupplungsfläche der Kupplungsscheibe 47 mit der Kupplungsfläche 53 der Gewindespindel 7 in Eingriff. Die Kupplungsfläche 51 und die Kupplungsfläche 53 können als Reibflächen ausgebildet sein, so daß ein Reibschluß zwischen der Kupplungsscheibe 47 und der Gewindespindel 7 herbeiführbar ist. Wenn dieser Reibschluß besteht, ist die Kupplungsscheibe 47 daran gehindert, sich zu drehen. Da die Kupplungsscheibe in gleicher Weise wie die Antriebsscheibe 37 drehfest - jedoch axial verschiebbar - mit dem Vierkant verbunden ist, können sich nunmehr auch der Vierkant und die Antriebsscheibe 37 nicht mehr drehen. Das gleiche gilt für die Mutter 11, welche in vorstehend beschriebener Weise über eine Kreuzkupplung oder dergleichen mit der Antriebsscheibe 37 verbunden ist. Die weitere Drehung der Mutter 11 ist auf diese Weise verhindert. Der Betätigungskolben 3 bewegt sich entsprechend dem

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elastischen Hub der Bremsanordnung, ohne daß ihm die Mutter 11 nunmehr folgen kann. Wird der Druck innerhalb des Druckraumes 55 abgebaut, dann kehrt der Betätigungskolben in bekannter Weise in seine Ausgangslage zurück'. Im Falle einnes Verschleisses und einer vorangehenden Nachstellung durch die Mutter 11 ist diese Ausgangslage gegenüber der ursprünglichen Ausgangslage nach links gerichtet verschoben .

Vorzugsweise ist eine Vorrichtung vorgesehen, mittels welcher die beiden Kupplungsflächen 51 und 53 formschlüssig miteinander kuppelbar sind, wenn die Kupplungsscheibe in vorstehend beschriebener Weise an die Gewindespindel angedrückt wird. So können die Kupplungsflächen 51 und 53 je eine Feinverzahnung tragen, derart, daß beide Verzahnungen formschlüssig ineinander greifen und dadurch die Kupplungsscheibe 47 absolut sicher gegenüber Drehung arretierbar ist.

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Claims

München, den 24.2.1978

TPl-hn/st

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Knorr-Bremse

G.m.b.H.

Moosach er Straße 80 8000 München 40

ί 1.)Bremszylinder mit einer selbsttätigen Machstellvorrichtung, insbesondere für Klotz- oder Scheibenbremsen von Fahrzeugen, mit einer koaxial innerhalb des Betätigungskolbens des Bremszylinders angeordneten Gewindespindel, auf der eine in Nächste!1 richtung federbelastete Mutter mit einem selbsthemmungsfreien Gewinde läuft, die bei Bremsbetätigung dem Betätigungskolben nachschraubbar und mit einer Bodenfläche des Betätigungskolbens reib- oder formschlüssig kuppelbar ist, mit einer in der Gewindespindel koaxial zur Spindellängsachse sich erstreckenden und gegenüber einer Druckkammer im Inneren des Betätigungskolbens offenen Bohrung, in v/elche ein bei einem bestimmten Druck gegen Federkraft in das Bohrungsinnere verschiebbarer Steuerkolben abgedichtet eingesetzt ist, und mit einem dem Steuerkolben zugeordneten Sperrelement, das bei Verschiebung des Steuerkolbens die Mutter gegenüber weiterer Drehung arretiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement aus einer Kupplungsscheibe (47) besteht, welche drehfest mit der Mutter (11) verbunden und bei Verschiebung des Steuerkolbens (21) in eine die Drehung arretierende Lage an der Gewindespindel (7) andrückbar ist.
2. Bremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich aus dem Druckraum (55) des Betätigungskolbens (3) eine Bohrung in Axial richtung durch den Steuerkolben (21) erstreckt, in welcher ein Vierkant.

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(35) frei drehbar geführt ist, daß eine Antriebsscheibe (37) am äußeren, außerhalb der Bohrung (33) befindlichen Ende des Vierkants (35) drehfest mit diesem verbunden und über am Außenumfang befindliche Kupplungsmittel formschlüssig mit der Mutter (11) gekuppelt ist, derart, daß sich die Antriebsscheibe (37) und der Vierkant bei Drehung der Mutter (11) mitdrehen, daß die Kupplungsscheibe (47-) zwischen der Antriebsscheibe (37) und dem Kopfende des Steuerkolbens (21) drehfest, jedoch axial verschiebbar, auf dem Vierkant (35) aufgeschoben ist, und daß der Steuerkolben (21) an seinem Kopfende Mitnehmer (43) aufweist, welche an der Kupplungsscheibe (47) angreifen und diese bei Verschiebung des Steuerkolbens zum Zwecke des arretierenden Eingriffs an der Kopfseite der Gewindespindel (7) mitnehmen.
3. Bremszylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (47) einen in Richtung der Gewindespindel auskragenden Fortsatz mit einer daran angeordneten Kupplungsfläche (51) aufweist, und daß der Kupplungsfläche (51) gegenüberliegend eine Kupplungsfläche (53) am Kopfende der Gewindespindel (7) vorgesehen ist.
4. Bremszylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kupplungsflächen (51, 53) bei Verschiebung der Kupplungsscheibe miteinander in formschlüssigen Eingriff gelangende Feinverzahnungen ausgebildet sind.

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5. Bremszylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsflächen (51, 53) als Reibflächen ausgebildet sind.

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