DE2810445A1 - Bremszylinder - Google Patents
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Description
-1493-
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 (5)
- München, den 24.2.1978TPl-hn/st- 1493 -Knorr-BremseG.m.b.H.Moosach er Straße 80 8000 München 40ί 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.909837/0405(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.9Ö9837/0A05-J-
- 5. Bremszylinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsflächen (51, 53) als Reibflächen ausgebildet sind.909837/040B
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FR2419434A1 (fr) | 1979-10-05 |
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