DE3503462C2 - - Google Patents

Description

Die Beschreibung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Spielnachstellung der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Derartige Vorrichtungen zur Spielnachstellung werden insbesondere für Bremsen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen verwendet. Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-AS 19 06 154 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung erstreckt sich die Stellwelle durch eine Bohrung im Gehäuse, deren Durchmesser mit engen Toleranzen an den Durchmesser der Stellwelle angepaßt ist. Auf diese Weise wird die Schnecke in ihrem Eingriff mit dem Schneckenrad im wesentlichen durch den spielfreien Sitz der Stellwelle in der Bohrung gehalten. Treten nun am Hebelarm des Gehäuses Kräfte auf, die bestrebt sind, die Bremsbetätigungswelle zu verdrehen, so wird die Schnecke verkippt, wobei sich diese Kippbewegung auf die Stellwelle überträgt. Die verkippte Stellwelle verklemmt sich im ungünstigsten Falle innerhalb der Bohrung und kann somit nicht mehr betätigt werden. Auf jeden Fall führt eine solche Kippbewegung zu einem erhöhten Verschleiß im Inneren der Bohrung.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 33 45 148 ist eine Vorrichtung zum Einstellen des Bremsspiels bekannt, die eine Stellwelle aufweist, die in einer Bohrung des Gehäuses drehbar gelagert ist. Die Schnecke befindet sich in einer Ausnehmung, von der nur gesagt ist, daß sie die Schnecke gegen axiale Verschiebung sichert. Ob die Ausnehmung eine Nut ist, ist der Beschreibung nicht zu entnehmen. Aus der Zeichnung ist jedoch zu sehen, daß die Ausnehmung entweder oben und unten offen ist oder aber zumindest, eine obere, waagerechte Fläche aufweist, die einen zu großen Abstand zu den Schneckengängen hat, als daß eine solcherart ausgestaltete Nut geeignet sein könnte, die Schnecke gegen ein Hochschieben um einen die Funktion der Einstellvorrichtung gefährenden Betrag zu sichern. Eine solche Fläche wäre auch nicht notwendig, da ja die Sicherung gegen ein Hochschieben durch die beidseitig der Schnecke in der Bohrung aufgenommene Stellwelle erreicht wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art verschleißärmer und zuverlässiger in der Funktion auszugestalten.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung, die Stellwelle lagerungsfrei durch das Gehäuse zu führen, wird Einfluß des langen Hebelarms, den die Stellwelle darstellt, auf den Verschleiß des Grundkörpers eliminiert. Die Stellwelle kann sich somit nicht mehr in der Bohrung verkanten, dort festfressen und Zerstörungen verursachen. Es wurde festgestellt, daß es durchaus ausreichend ist, wenn die Schnecke selbst in der als Nut ausgebildeten Ausnehmung gelagert ist. Dies hat darüber hinaus den Vorteil, daß sich die Schnecke selbst zentriert, was mit einer ortsfest gehaltenen Stellwelle nicht möglich wäre.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist sowohl bei manuellen als auch bei automatischen Spielnachstell-Vorrichtungen einsetzbar. Von besonderem Vorteil kann die erfindungsgemäße Vorrichtung für Zugfahrzeug- und Anhängerkombinationen eingesetzt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 5 zu entnehmen. Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 kann sich gegebenenfalls die Schnecke direkt im Grundkörper abstützen. Es können jedoch auch die alternativ in den Unteransprüchen 3 bis 5 beschriebenen Einsätze vorgesehen werden, wobei durch zweckmäßiger Materialauswahl für die Einsätze der Verschleiß noch weiter herabgesetzt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zur Spielnachstellung,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Einsatzes, mit dem hohe Spannungsbelastungen aufgrund des vertikalen Schubs der Schnecke in der Vorrichtung von Fig. 1 und 2 reduziert werden,

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Einsatzes, mit dem hohe Spannungsbelastungen aufgrund des horizontalen Schubs der Schnecke in der Vorrichtung der Fig. 1 und 2 reduziert werden, und

Fig. 5 eine Perspektivansicht eines Einsatzes, mit dem entweder die horizontale oder die vertikale Schubbelastung der Schnecke oder beide Belastungen in der Vorrichtung von Fig. 1 und 2 reduziert werden.

Aus Fig. 1 ist ein geschmiedeter Grundkörper 10 für eine manuell zu betätigende Vorrichtung zur Spielnachstellung ersichtlich, die einen Hebelarm 12 aufweist, der über eine Stiftverbindung 14 mit einer Bremsbetätigungsstange der Fahrzeugbremskammer verbunden ist.

Der Grundkörper 10 besitzt eine Öffnung 16, die in ihrem Hauptabschnitt zylindrisch ausgebildet ist und ein Schneckenrad 18 aufnimmt, das auf eine Bremsbetätigungswelle 20 aufgekeilt ist. Die Bremsbetätigungswelle 20 kann ein Abschnitt der konventionellen S-Nocken-Betätigungseinrichtung der Fahrzeugbremse sein. Die Öffnung 16 erstreckt sich durch den Grundkörper 10 und nimmt das Schneckenrad 18 auf. Ein Paar Abdeckplatten 22 werden entweder mit Befestigungselementen 24 oder durch Schweißen an den gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers befestigt, so daß das Schneckenrad lagegesichert ist. Die Betätigungswelle 20 erstreckt sich durch die Abdeckplatten 22 hindurch.

In Verbindung mit der Öffnung 16 steht eine dreiseitige begrenzte Nut 30, deren Flächen 32, 34 und 36 zueinander im wesentlichen senkrecht stehen. Die Fläche 36 verläuft im wesentlichen senkrecht zur Achse des Schneckenrades 18, während die Flächen 32 und 34 im wesentlichen senkrecht zur Fläche 36 stehen. Die Flächen sind zweckmäßigerweise durch Räumen geformt. Die Nut 30 hält entweder direkt oder mit Hilfe von Einsätzen eine Schnecke 38, die mit den Zähnen des Schneckenrades 18 in Eingriff steht.

Im Grundkörper 10 ist ferner eine Bohrung 40 vorgesehen, die in die Nut 30 mündet. Die Bohrung 40 nimmt eine Stellwelle 42 auf, die die Schnecke 38 trägt. Die Bohrung 40 ist in bezug auf die Stellwelle 42 überdimensioniert. Ferner ist am Beginn der Bohrung 40 eine Ansenkung 44 zur Aufnahme einer Schraubenfeder 46 koaxial mit der Stellwelle 42 vorgesehen. In der Ansenkung 44 ist auch eine Hülse 48 angebracht, die auf der Stellwelle 42 sitzt. Die Stellwelle 42 kann einen angeformten Sechskantkopf 50 tragen, der zum manuellen Nachstellen dient. Üblicherweise wird bei einer solchen Nachstellung die Hülse 48 gegen die Kraft der Schraubenfeder 46 weggeschoben, um auf diese Weise einen ungestörten Zugriff zum Sechskantkopf 50 zu haben.

Innerhalb der Nut 30 kann ein gehärteter Einsatz 52 aus einer Stahllegierung vorgesehen sein, z. B. aus einem 4140 Stahl, der auf eine Rockwell-Härte C 48/53 gehärtet ist. Der Einsatz 52 erstreckt sich über die Weite der Nut 30 und besitzt eine innere gekrümmte Fläche 54 (Fig. 3), die auf den äußeren Umfang der Schnecke 38 paßt. Die der gekrümmten Fläche 54 gegenüberliegende Rückseite 56 des Einsatzes 52 ist so ausgebildet, daß sie satt auf die Fläche 36 der Nut 30 paßt. Auf diese Weise wird jede Kraft, die über die Zähne der Schnecke gegen die innere gekrümmte Fläche 54 des Einsatzes 52 wirkt, von dem gehärteten Stahleinsatz auf die Fläche 36 des Grundkörpers 10 übertragen. Der Einsatz 52 ist freischwimmend gelagert und wird durch die Schnecke zentriert, die wiederum durch ihren Eingriff mit dem Schneckenrad 18 zentriert ist. Einer der Vorteile dieser Konstruktion ist es, daß durch die schwimmende Lagerung das Schneckenrad 18 automatisch die Schnecke 38 zentriert, die ihrerseits wiederum automatisch den Einsatz 52 zentriert und es gestattet, daß eine überdimensionierte Bohrung 40 vorgesehen sein kann, bei der enge Fertigungstoleranzen nicht zu berücksichtigen sind.

Ein in Fig. 4 gezeigter Einsatz 53 hat eine Größe und eine Form mit denen er gegen die Fläche 32 der Nut 30 anlegbar ist. Er besitzt eine im wesentlichen mittige Bohrung 55 zur Aufnahme des Endes der Stellwelle 42. Der Einsatz 53 dient zum Schutz der Fläche 32 gegen die Kräfte, die beim Arbeiten der Vorrichtung durch die Schnecke 38 gegen diese Fläche 32 wirken. Auch der Einsatz 53 ist freischwimmend gelagert, weil er auf dem Ende der Stellwelle 42 sitzt und durch diese in der Nut 30 zentriert wird.

Fig. 5 zeigt einen Einsatz 57, der eine Kombination aus den Einsätzen 52 und 53 der Fig. 3 und 4 darstellt, mit einem Lagersteg 59, der in Größe und Form dem Einsatz von Fig. 4 entspricht, sowie einen oberen Abschnitt mit einer Rückseite 61, der in Größe und Form ähnlich dem Einsatz 52 ist. Im Lagersteg 59 ist eine Bohrung ähnlich der Bohrung 55 vorgesehen, so daß der Einsatz 57 auf der Stellwelle 42 in der vorbeschriebenen Weise positionierbar ist. Der Einsatz wirkt so, daß er die Flächen 32 und 36 der Nut 30 schützt und wiederum in der Nut 30 freischwimmend und nur durch die Positionierung durch die Stellwelle 42 zentriert wird.

Bei normaler Funktion der Nachstellvorrichtung wird eine Betätigungskraft auf den Hebelarm 12 entweder in der Richtung eines Pfeiles 60 oder eines Pfeiles 62 ausgeübt. Bei einer Kraft in Richtung des Pfeiles 60 wird auf das Schneckenrad 18 ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeübt, wobei die Winkelpressung zwischen den Zähnen des Schneckenrades 18 und der Schnecke 38 die Schnecke nach oben in die Nut 30 hinein und nach links verlagert. Die Bewegung der Schnecke 38 nach links übt eine Kraft auf die Fläche 32 aus, die über die gesamte Fläche verteilt wird. Die nach oben gerichtete Kraft wird die Zähne der Schnecke 38 zunächst um einen kleinen Abstand verlagern, bis sie mit der gekrümmten Fläche 54 des Einsatzes 52 zusammentreffen, wodurch wiederum die in dieser Richtung wirkende Kraft von der Schnecke 38 in der Nut 30 über die Fläche 36 verteilt wird, und zwar über die Kontaktflächen aller Kämme der Zähne der Schnecke. Keine der Komponenten der Vorrictung übt eine Belastung auf die Bohrung 40 aus, in der die Stellwelle 42 untergebracht ist.

Bei einer Kraft in Richtung des Pfeiles 62 treten im wesentlichen die gleichen Kräfte und Bewegungen auf, wie zuvor erwähnt. Das Drehmoment auf das Schneckenrad 18 wirkt jedoch im Uhrzeigersinn, so daß die Schnecke nach oben und nach rechts gegen die Fläche 34 gepreßt wird.

Weiterhin werden durch die Einsätze 52 und 57 die Kräfte, die über die begrenzten Kontaktflächen zwischen den Kämmen der Schnecke 38 und der innengekrümmten Fläche 54 übertragen werden, und die aus der nach oben gerichteten Kraft infolge des auf das Schneckenrad ausgeübten Drehmoments resultieren, aufgeteilt oder verteilt, so daß sie die gesamte Fläche 36 in der Nut 30 beaufschlagen. Das Resultat der vorerwähnten Ausbildung ist eine Verteilung der Spannungen und Kräfte und einen über bestimmte Flächen im Grundkörper gleichmäßig verteilten Verschleiß, mit denen Spannungskonzentrationen vermieden werden, die häufig zur Ermüdung oder zu ernsthaften Schäden im Grundkörper der Nachstellvorrichtung führten. Ein direkter Vorteil der Elimination der Spannungskonzentrationen im Grundkörper liegt darin, daß die Herstellungskosten des Grundkörpers reduziert werden können, weil der gesamte Grundkörper oder zumindest diese Flächen, die Spannungen ausgesetzt werden, nicht nachträglich behandelt werden müssen, um einen bestimmten Härtegrad zu besitzen, mit dem sie den aufgebrachten Spannungen widerstehen können. Durch die Verwendung eines oder mehrerer der beschriebenen Einsätze ist es möglich, die Spannungskonzentrationen zu eliminieren und damit einen Grundkörper für eine Spielnachstellvorrichtung mit erheblich geringeren Kosten herzustellen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Spielnachstellung im Transportbereich, mit einem einen Hebelarm aufweisenden Grundkörper, der zur Aufnahme eines auf einer Bremsbetätigungswelle angebrachten Schneckenrades eine Öffnung aufweist und mit einer mit dem Schneckenrad zusammenwirkenden, in einer Ausnehmung im Gehäuse untergebrachten Schnecke, die auf einer durch eine Bohrung im Gehäuse ragenden Stellwelle sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (40) bezüglich der Stellwelle (42) lagerungsfrei überdimensioniert ist, und daß die Ausnehmung als Nut (30) mit drei aneinander anschließenden und zueinander senkrechten Flächen (32, 34, 36) ausgebildet ist, in der die Schnecke (38) gelagert und abgestützt ist, so daß ein auf das Schneckenrad (18) über den Hebelarm (12) des Grundkörpers (10) ausgeübtes Drehmoment eine resultierende Kraft erzeugt, mit der die Schnecke (38) auf zwei der Flächen (32, 34, 36) der Nut (30) senkrechte Kräfte ausübt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Flächen (36) der Nut (30) parallel zur Achse der Schnecke (38) verläuft und dem Umfang der Schnecke (38) mindestens in einem derartigen Abstand gegenüberliegt, daß ein vom Hebelarm (12) des Grundkörpers (10) auf das Schneckenrad (18) ausgeübtes Drehmoment eine die Schnecke (38) senkrecht beaufschlagende resultierende Kraft erzeugt, durch die nach einer minimalen Versetzbewegung der Schnecke (38) sich der Umfang der Schnecke (38) an die Fläche (36) der Nut (30) anlegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nut (30) ein Einsatz (52) angeordnet ist, der mit einer etwa der Krümmung des Umfangs der Schnecke (38) entsprechend gekrümmten Fläche (54) und mit einer der gekrümmten Fläche (54) gegenüberliegenden Rückseite (56) versehen ist, wobei die Rückseite (56) in ganzflächigen Kontakt mit der Fläche (36) der Nut (30) bringbar ist, so daß die vom Schneckenrad (18) auf die Schnecke (38) ausgeübte Kraft auf die Fläche (36) der Nut (30) verteilt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der Stellwelle (42) gelagerter Einsatz (53) vorgesehen ist, der sich in die Nut (30) hineinerstreckt und mit einer der Flächen (32, 34) der Nut (30) in ganzflächigne Kontakt bringbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatz (57) für die Nut (30) vorgesehen ist, der eine der Krümmung des Umfangs der Schnecke (38) angepaßt gekrümmte Fläche, eine der gekrümmten Fläche gegenüberliegende, in ganzflächigen Kontakt mit einer der Flächen (36) der Nut (30) bringbare Rückseite (61) und einen Lagersteg (59) aufweist, der auf der Stellwelle (42) lagegesichert angeordnet ist und in ganzflächigen Kontakt mit einer anderen Fläche (32, 34) der Nut (30) bringbar ist.