DE3405027A1

DE3405027A1 - Betaetigungsvorrichtung fuer eine reibungsbremse

Info

Publication number: DE3405027A1
Application number: DE19843405027
Authority: DE
Inventors: Herbert 6230 Ffm.-Unterliederbach Schmidt
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1984-02-13
Filing date: 1984-02-13
Publication date: 1985-08-14
Also published as: DE3405027C2

Description

Betätigungsvorrichtung
für eine Reibungsbremse Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Reibungsbremse mit einem im Gehäuse angeordneten, vom hydraulischen Bremsdruck beaufschlagten Bremszylinder, mit einem in diesem verschiebbaren, auf die Bremsbacken einwirkenden Kolben und einem mit dem Kolben fest verbundenen Gewindebolzen, der über eine auf diesen aufgeschraubte Gewindehülse mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung zusammenwirkt, die mit einer Betätigungswelle versehen ist, die durch das Bodenteil des Bremszylinders hindurchgeführt ist und die mit einer mit ihr drehfest verbundenen Rampenscheibe einer Rampcnauflaufeinrichtung ausgestattet ist.
Es ist eine Scheibenbremse mit automatischer Nachstellvorrichtung bekannt (DE-OS 2229237), bestehend aus einer Bremsscheibe, seitlich neben Bremsflächen der Bremsscheibe angeordneten Bremsbacken, einem Bremsträger und einem Bremsbügel, der gleitend an dem Bremsträger angeordnet und mit jeder Bremsbacke verbunden ist, um diese in Reibeingriff mit entsprechenden Reibflächen zu drücken, wobei die Betätigungsglieder eine verstellbare, in der Bohrung gleitende und wirksam mit einem der Bremsbacken verbundene Einrichtung aufweisen, die eine Hülse und einen Schraubbolzen, die relativ zueinander beweglich sind, umfaßt und die sich bei Relativdrehung im Nachstellsinn verstellen, sowie eine drehbar in der Bohrung angeordnete Rampenscheibe, die bei Drehung den Schraubbolzen verschiebt, wobei eine Kupplungsfeder zwischen der Rampenscheibe und der Schraubhülse angeordnet ist, die eine Relativdrehung zwischen der Rampenscheibe und der Schraubhülse zuläßt, wenn die Bremse betätigt wird, und die Schraubhülse zur Drehung mit der Rampenscheibe verbindet, wenn die Schraubhülse um einen vorbestimmten Weg beim Lösen der Bremse gedreht wird.
Weiterhin ist eine Betätigungsvorrichtung für eine Reaktionsscheibenbremse bekannt (DE-OS 2546682), bei der ein erstes und ein zweites Bauteil einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung durch Beaufschlagung einer zwischen ihnen angeordneten Ringkammer mit Hydraulikdruck auseinandergedrängt werden, und bei der eine in einer zweiten Kammer untergebrachte mechanische Betätigugsvorrichtung in das zweite Bauteil eingebaut ist und auf das erste Bauteil über eine selbsttätige Bremsspiel-Nachstellvorrichtung wirkt, wobei die Bauteile der mechanischen Betätigungsvorrichtung und die Bauteile der Bremsspiel-Nachstellvorrichtung in einer von der Ringkammer getrennten zweiten Kammer untergebracht sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der in Frage stehenden Art zu schaffen, die nur einen einzigen vom Druckmittel beaufschlagten Bremszylinder aufweist, die kontinuierlich arbeitet und bei der die Rückstellung der automatischen Nachstellung nach dem Verschleiß der Bremsbeläge durch bloßes Zurückschieben der Kolben bewirkt wird.
Erfindungsgmäß wird dies dadurch erreicht, daß die drehbare Rampenscheibe auf eine Stützscheibe einwirkt, die auf einem die Betätigungswelle in Richtung auf den Kolben zu verlängernden Zapfen axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar gelagert ist, wobei die Stützscheibe von einem Arretierglied oder einer Arretierhülse gehalten ist, die ihrerseits drehfest mit dem Gehäuse des Bremszylinders verbunden ist und wobei die Stützscheibe über ein Gesperre, beispielsweise einem Reibrichtgesperre mit der Gewindehülse in Verbindung steht.
Vorzugsweise sind zwischen der drehbaren Rampenscheibe der Rampenauflaufeinrichtung einerseits und der auf dem Zapfen der Betätigungswelle gehaltenen Stützscheibe andererseits, Wälzkörper, beispielsweise Rollen, angeordnet, über die die Zuspannkraft beim Drehen der Betätigungswelle von der Rampenscheibe auf die Stützscheibe übertragen wird.
Mit Vorteil ist das die Stützscheibe drehfest haltende Arretierglied als eine die Rampenauflaufeinrichtung ringförmig umschließende Arretierhülse ausgebildet, deren dem Kolben abgekehrten Ende einen sich radial nach innen zu erstreckenden Kragen aufweist, der zwischen dem Bodenteil des Gehäuses und der ortsfesten Rampenscheibe eingespannt ist, wobei der zylindrische Teil der Arretierhülse einen sich radial nach innen zu erstreckenden Nocken oder eine Eindrückung aufweist, die formschlüssig mit der Stützscheibe verbunden ist.
Die zwischen der drehbaren Rampenscheibe und der Gewindehülse angeordnete Stützscheibe ist dabei topfförmig ausgebildet, wobei der der Gewindehülse zugewandte umlaufende, radial außenliegende Rand eine ringförmige Reibfläche bildet, die beim Drehen der Betätigungswelle in Reibeingriff mit einer korrespondierenden Reibfläche am dem Kolben abgewandten Ende der Gewindehülse gelangt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stützscheibe einen sich in Richtung auf den Kolben zu erstreckenden zylindrischen Ansatz auf, auf dem das dem Kolben abgewandte Flanschteil der Gewindehülse gehalten ist, wobei der zylindrische Ansatz an seinem freien Ende mit einem umlaufenden Rand oder einer Nut mit Sprengring versehen ist, an dem die sich radial nach innen zu erstreckende Ringfläche des Flanschteils anliegt und damit eine relative Verschiebung der Gewindehülse gegenüber der Stützscheibe ausschließt.
Zweckmäßigerweise ist die auf dem Zapfen der Betätigungswelle gelagerte Stützscheibe auf ihrer kreiszylindrischen Umfangsfläche zumindest mit einer Ausnehmung oder Vertiefung versehen, in die eine Eindrückung der Arretierhülse einrastet.
Weiterhin ist zwischen dem zylindrischen Ansatz und einer innenliegenden Ringfläche am dem Kolben abgekehrten Ende der Gewindehülse ein einen Wälzkörper aufweisendes Gesperre angeordnet, das eine Drehbewegung der Gewindehülse in der einen Drehrichtung um den zylindrischen Zapfen gestattet und in der anderen Drehrichtung sperrt. Um ein sofortiges Ansprechen der Nachstellvorrichtung sicher zu stellen, ist auf dem die Betätigungswelle in Richtung auf den Kolben zu verlängernden Zapfen eine Feder, beispielsweise eine Tellerfeder angeordnet, die einerseits an der Stützscheibe anliegt und die andererseits an einem Kopfteil des Zapfens oder an der betätigungsseitigen Stirnfläche der Gewindehülse abgestützt ist.
Die Frfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu, zwei davon sind in den anhängenden Zeichnungen schematisch näher dargestellt und zwar zeigt: Fig. 4 den Längs schnitt durch einen Bremszylinder mit darin angeordneter mechanischer Betatigungsvorrichtung und einer als Nachstellmutter wirkenden, mit dem Kolben verschraubten Gewindehülse und einer zwischen Betätigungsvorrichtung und Gewindehülse vorgesehenen Kegel-Reibkupplung und Fig. 2 den Längsschnitt durch einen Bremszylinder mit der Betatigungsvorrichtung gemaß Fig. 1, jedoch mit einem zwischen Betätigungsvorrichtung und Gewindehülse eingeschalteten Kugelrichtgesperre.
Fig. 3 eine besondere Ausführungsform des auf der Stützscheibe angeordneten Gesperres.
Die Betätigungsvorrichtung nach Fig. 1 weist eine in einer Öffnung im Bodenteil 14 des Gehäuses 11 eines Bremszylinders 19 angeordnete ortsfeste Rampenscheibe 21 auf, die mit einem Gewindering 1 verschraubt ist, der den Flansch 52 der Rampenscheibe 21 fest gegen die Innenwand des Bodenteils 14 zieht, wobei zwischen Flansch 52 und Innnenwand der Kragen 46 einer Arretierhülse 45 eingespannt ist, so daß diese unverdrehbar mit dem Gehäuse 11 verbunden ist. Die ortsfeste Rampenscheibe 21 ist mit einer Bohrung versehen, in der die Betätigungswelle 23 der Rampenauflaufeinrichtung gelagert ist, die mit der drehbaren Rampenscheibe 20 einstückig ausgebildet ist, wobei zwischen der drehbaren Rampenscheibe 20 und der ortsfesten Rampenscheibe 23 Kugeln 22 angeordnet sind, die in Rampen 53 bzw. 54 lagern. Die Betätigungswelle 23 ist mit einem Zapfen 43 verbunden, auf dem axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar eine topfförmige Stützscheibe 44 gelagert ist. Die Stützscheibe weist an ihrer zylindrischen Umfangs flache eine Nut oder eine Vertiefung auf, in die die Eindrückung 42 der Arretierhülse 45 einfaßt, so daß die Arretierhülse 45 den Zapfen 43 an einer Drehbewegung hindert. Auf dem Zapfen 43 ist weiterhin eine Gewindehülse 30 drehbar gelagert, die mit einem Gewindebolzen 33 verschraubt ist, der fest mit dem Kolben 10 verbunden ist.
Wird die Betätigungswelle 23 mit einem Handbremshebel (nicht näher dargestellt) gedreht, so verschiebt sich die Betätigungswelle in Pfeilrichtung A, da die Kugeln infolge der Relativbewegung zwischen der feststehenden Rampenscheibe 21 und der sich mit der Betätigungswelle 23 drehenden Rampenscheibe 20 auf die nicht näher dargestellten Rampen 53, 54 auflaufen und dabei die beiden Rampenscheiben 20, 21 auseinanderdrücken. Die Bewegung der Rampenscheibe 54 in Pfeilrichtung A wird über die Wälzkörper 24 auf die Stützscheibe 44 übertragen, die diese Bewegung wiederum nach Überwindung des Spiels "s" auf die Gewindehülse 30 und damit auf den Gewindebolzen 33 und den Kolben 10 weitergibt. Da zwischen der nur in Längsrichtung verschiebbaren Stützscheibe 44 und der eine Drehschiebebewegung ausführenden Rampenscheibe 20 Wälzkörper 24 angeordnet sind, treten keine nennenswerten Reibungsverluste beim Verschwenken des mit der Betätigungswelle 23 fest verbundenen Handhebels auf, so daß die eingeleitete Betätigungskraft weitgehend auf den Kolben 10 einwirkt, der seinerseits die Bremsbeläge an die Bremsscheibe oder die Bremstrommel anpreßt. Der Gewindebolzen 33 ist mit einem selbsthemmungsfreien Steilgewinde versehen und mit dem Kolben 10 durch Verstemmen fest verbunden. Die Gewindehülse 30 ist so ausgeführt, daß sie über die von den Reibflächen 34, 35 gebildete Konus-Kupplung eine Verdrehung des Gewindebolzens 33 über die Arretierhülse 45 bei der Betätigung der Vorrichtung ausschließt.
Befindet sich zwischen den Reibflachen 34, 35 ein Spiel "s", so kann sich zum Zwecke der Nachstellung die Gewindehülse 30 zwischen den beiden Scheiben 13 und 59 frei drehen, da die Gewindehülse 30 unter Zwischenschaltung eines Freilaufs 2 auf dem die Betätigungswelle 23 verlängernden Zapfen 43 spielfrei gelagert ist. Die beiden, den Freilauf und die Gewindehülse 30 stützenden Scheiben 13, 59 sind ihrerseits zwischen einer Stoppmutter 12 und einer Tellerfeder 48 gehalten, wobei-die Tellerfeder gleichzeitig die Stützscheibe 44 gegen die Rollen 24 drückt. Das Wälzlager 2, die beiden Scheiben 13, 59 und die Tellerfeder 48 sind auf einer Hülse 55 gelagert, die ihrerseits auf den Zapfen 43 aufgeschoben ist und die von einem Sprengring 51 gegen ein axiales Verschieben auf dem Zapfen 43 gesichert wird.
Das Spiel "s" zwischen der Gewindehülse 30 und der Stützscheibe 44 ist über die Stoppmutter 12 und der Hülse 55 einstellbar, da die Stoppmutter 12 auf der Hülse 55 längs verstellbar und dazu auf die Hülse 55 aufgeschraubt ist. Überschreitet das Spiel zwischen den Reibflächen 34, 35 ein bestimmtes Maß, so zieht nach der Bremsbetätigung der Zapfen 43 bzw. die Betätigunswelle 23 die Gewindehülse 30 (entgegen die Pfeilrichtung A) nach rechts, wobei sich die Nachstellhülse 30 auf dem Gewindebolzen dreht, bis das Spiel "s" wieder hergestellt ist. Beim Betätigunsvorgang sperrt der Freilauf 2 die Drehbewegung der Gewindehülse 30, bis die von den beiden Reibflächen 34, 35 gebildete Konus-Kupplung die drehfeste Verbindung zwischen der Stützscheibe 44 und der Gewindehülse 30 herstellt und verhindert so Jeden Schlupf zwischen diesen Teilen. Die Tellerfeder 48 ist so ausgelegt, daß sie beim Zurückziehen des Kolbens 10 (bei abgenutzten Bremsbelägen) verhindert, daß die Konus-Kupplung in Eingriff gerät.
Bei der Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 2 besteht die im Bodenteil 6 des Gehäuses 15 gelagerte Rampenauflaufeinrichtung aus der orstfesten Rampenscheibe 4 mit Gewindering 56, der Betätigungswelle 27 mit Rampenscheibe 5, dem Zapfen 28 und den Kugeln 3. Beim Drehen der Betätigungswelle 27 laufen die Kugeln auf die Rampen 57, 58 auf und drücken die Rampenscheibe in Pfeilrichtung A von der ortsfesten Rampenscheibe 4 ab. Diese Bewegung der Rampenscheibe 5 wird über die Wälzkörper 25 auf die Stützscheibe 38 übertragen, die einen zylindrischen Ansatz 29 aufweist, auf dem unter Zwischenschaltung einen Wälzkörper 36 aufweisenden Gesperres das Flanschteil 40 der Gewindehülse 29 gelagert ist. Ein Sprengring 41, der in einer Nut auf dem zylindrischen Ansatz 39 gelagert ist, trägt dafür Sorge, daß sich das Flanschteil 40 nicht relativ zur Stützscheibe 38 verschieben kann. Mit Hilfe der Arretierhülse 17 wird erreicht, daß die Stützscheibe 38 sich nur in axialer Richtung verschieben, nicht jedoch um die Längsachse der Betätigungswelle 27 verdrehen kann.
Der besondere Vorteil der in Fig. 2 dargestellten Betätigungsvorrichtung besteht darin, daß sie ohne das Spiel "s" (siehe Fig. 1) arbeitet. Da das aus den Teilen 36, 37, 39 bestehende Wälzkörperrichtgesperre augenblicklich, d. h. bei der geringsten Bewegung der Gewindehülse 29 sperrt, ist eine genaue Lüftspieleinstellung gewährleistet.
Bei verschlissenen Bremsbelägen wird der Kolben 8 zurückgeschoben, wobei sich dieser verdreht, da über das Gesperre 36, 37, 39 die Gewindehülse 29 an einer Drehbewegung gehindert ist. Das Gesperre 36, 37, 39 erlaubt andererseits eine leichte Drehung der Gewindehülse 29 im entgegengesetzten Drehsinn und erfüllt somit die Doppelfunktion: Sperren in der einen Drehrichtung und Freilauf in der anderen Drehrichtung.
Das Gesperre 36, 37, 39 sperrt die Drehbewegung der Gewindehülse 29, wenn die Feststellbremse durch Drehen der Betätigungswelle betätigt wird und sorgt dadurch für eine starre Verbindung zwischen den Kolben 8 und der Nachstellmutter 29.
Die Reibung zwischen dem Kolben 8 und der (nicht dargestellten) Rückenplatte des Bremsbelags verhindert die Drehung des Kolbens 8 über das Steilgewinde 32 der Gewindehülse 29.
Bei einer hydraulischen Betätigung, d. h. also wenn der Bremszylinder 7 vom hydraulischen Druck beaufschlagt ist, kann sich die Gewindehülse 29 drehen und einen Nachstellschritt bewirken.
Sollten die Rückstellkräfte (Roll-back) des Dichtringes 60 nicht ausreichen, den Kolben 8 mit der Gewindehülse 29 zurückzudrücken, so kann, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, eine Tellerfeder 61 zwischen dem Gesperre 36, 37, 39 und dem Sprengring 41 auf dem zylindrischen Ansatz 39 angeordnet sein, die dann dafür Sorge trägt, daß die Gewindehülse 29 zurückgezogen, d. h. gegen die Stützscheibe 38 gedrückt wird.

Claims

Patentansprüche 1. Betätigungsvorrichtung für eine Reibungsbremse mit einem im Gehäuse (11, 15) angeordneten, vom hydraulischen Bremsdruck beaufschlagten Bremszylinder (19, 7), mit einem in diesem verschiebbaren, auf die Bremsbacken einwirkenden Kolben (10, 8) und einem mit dem Kolben (10, 8) fest verbundenen Gewindebolzen (33, 9), der Uber eine auf diesen aufgeschraubte Gewindehülse (30, 29) mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung zusammenwirkt, die mit einer Betätigungswelle (23, 27) versehen ist, die durch das Bodenteil (14, 6) des Bremszylinders (19, 7) hindurchgeführt ist und die mit einer mit ihr drehfest verbundenen Rampenscheibe (20, 5) einer Rampenauflaufeinrichtung (20, 21, 22, 23 bzw. 5, 4, 3, 27) ausgestattet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die drehbare Rampenscheibe (20, 5) auf eine Stützscheibe (44, 38) einwirkt, die auf einem die Betätigungswelle (23, 27) in Richtung auf den Kolben (10, 8) zu verlängernden Zapfen (43, 28) axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar gelagert ist, wobei die Stützscheibe (44, 38) von einem Arretierglied oder einer Arretierhülse (45, 17) gehalten ist, die ihrerseits drehfest mit dem Gehäuse (11, 15) des Bremse zylinders (7, 19) verbunden ist und wobei die Stützscheibe (44, 38) über ein Gesperre (2, 36), beispielsweise einem Reibrichtgesperre mit der Gewindehülse (30, 29) in Verbindung steht.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der drehbaren Rampenscheibe (20, 5) der Rampenauflaufeinrichtung (20, 21, 22, 23 bzw. 5, 4, 3, 27) einerseits und der auf dem Zapfen (43, 28) der Betätigungswelle (23, 27) gehaltenen Stützscheibe (44, 38) andererseits, Wälzkörper, beispielsweise Rollen (24, 25) angeordnet sind, über die die Zuspannkraft beim Drehen der Betätigungswelle (23, 27) von der Rampenscheibe (20, 5) auf die Stützscheibe (44, 38) übertragen wird.
3. Betätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das die Stützscheibe (44, 38) drehfest haltende Arretierglied als eine die Rampenauflaufeinrichtung (20 bis 23 bzw. 3, 4, 5, 27) ringförmig umschließende Arretierhülse (45, 17) ausgebildet ist, deren dem Kolben (10, 8) abgekehrtes Ende einen sich radial nach innen zu erstreckenden Kragen (46, 47) aufweist, der zwischen dem Bodenteil (14, 6) des Gehäuses (11, 15) und der ortsfesten Rampenscheibe (21, 4) eingespannt ist, wobei der zylindrische Teil der Arretierhülse (45, 17) einen sich radial nach innen zu erstreckenden Nocken oder eine Eindrückung (42, 18) aufweist, die formschlüssig mit der Stützscheibe (44, 38) verbunden ist.
4. Betätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zwischen der drehbaren Rampenscheibe (20) und der Gewindehülse (30) angeordnete Stützscheibe (44) topfförmig ausgebildet ist, wobei der der Gewindehülse (30) zugewandte umlaufende, radial außenliegende Rand eine ringförmige Reibfläche (34) bildet, die beim Drehen der Betätigungswelle (23) in Reibeingriff mit einer korrespondierenden Reibfläche (35) am dem Kolben (10) abgewandten Ende der Gewindehülse (30) gelangt.
5. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Stützscheibe (38) einen sich in Richtung auf den Kolben (8) zu erstreckenden zylindrischen Ansatz (39) aufweist, auf dem das dem Kolben (8) abgewandte Flanschteil (40) der Gewindehülse (29) gehalten ist, wobei der zylindrische Ansatz (39) an seinem freien Ende mit einem umlaufenden Rand oder einer Nut mit Sprengring (41) versehen ist, an den die sich radial nach innen zu erstreckende Ringfläche des Flanschteils (40) anliegt und damit eine relative Verschiebung der Gewindehülse (29) gegenüber der Stützscheibe (38) ausschließt.
6. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die auf dem Zapfen (28) der Betätigungswelle (27) gelagerte Stützscheibe (38) auf ihrer kreiszylindrischen Umfangsfläche (26) zumindest eine Ausnehmung oder Vertiefung aufweist, in die eine Eindrückung (18) der Arretierhülse (17) einrastet.
7. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen dem zylindrischen Ansatz (39) und einer innenliegenden Ringfläche (16) am dem Kolben (8) abgekehrten Ende der Gewindehülse (29) ein einen Wälzkörper (36) aufweisendes Gesperre angeordnet ist, das eine Drehbewegung der Gewindehülse (29) in der einen Drehrichtung um den zylindrischen Zapfen (39) gestattet und in der anderen Drehrichtung sperrt.
8. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren -der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß auf dem die Betätigungswelle (27, 23) in Richtung auf den Kolben (8, 10) zu verlängernden Zapfen (28, 43) eine Feder, beispielsweise eine Tellerfeder (48, 49) angeordnet ist, die einerseits an der Stützscheibe (44, 38) anliegt und die andererseits an einem Kopfteil (50) des Zapfens (28) oder an der betätigungsseitigen Stirnfläche der Gewindehülse (30) abgestützt ist.