DE3800733C2 - Selbsttätige Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse - Google Patents
Selbsttätige Nachstelleinrichtung für eine ScheibenbremseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvor
richtung für eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Bei Nachstellvorrichtungen können sich unter Umständen
dann Schwierigkeiten ergeben, wenn bei angezogener Hand
bremse die Fußbremse betätigt wird. In diesem Falle, bei
dem bei Beginn der Fußbremsbetätigung die Reibkupplung
durch die Handbremse betätigt ist und somit die Nach
stellelemente der Nachstellvorrichtung gegeneinander
verriegelt sind, wird erst bei relativ hohem Kraftauf
wand des durch die Fußbremsbetätigung ausgelösten hy
draulischen Druckes die Reibkupplung durch Bewegung des
Bremskolbens in Bremsrichtung gelöst, so daß erst ab
diesem Zeitpunkt die Nachstellung der Nachstelleinrich
tung vorgenommen werden kann. Hierbei kann es leicht ge
schehen, daß bei den zu diesem Zeitpunkt auftretenden
erheblichen Kräften durch die Dehnung des Bremssattels,
der Bremsbeläge und der anderen innerhalb des Kraftweges
der Bremse liegenden Elemente eine Hysterese zwischen
dem kraftmäßig festgelegten Punkt, bei dem die Reibkupp
lung gelöst wird und dem kraftmäßig festgelegten Punkt
liegt, bei dem beim Lösen der Bremse die Reibkupplung
wieder schließt, eintritt. Auf diese Weise besteht die
Gefahr, daß bei angezogener Handbremse und zusätzlicher
Fußbremsung (z. B. 15 bar Druckaufbau) das Bremssystem
unabhängig von dem tatsächlich vorliegenden Abrieb der
Bremsbeläge immer weiter nachstellt. Dies führt wegen
der dann nicht mehr möglichen vollständigen Lösung der
Bremse und dem Fehlen der hiermit bezweckten Belüftung
der Bremsscheibe zu einer Bremsscheibenüberhitzung bis
hin zu Lagerschäden und Dampfblasenbildung.
Um den genannten Nachteilen abzuhelfen, wurden Nach
stellvorrichtungen für eine hydraulisch und mechanisch
betätigbare Scheibenbremse vorgeschlagen, bei denen si
chergestellt ist, daß bei Überschreiten eines bestimmten
Fußbremsdruckes ein Nachstellen der Nachstellvorrichtung
unmöglich gemacht ist.
So beschreibt beispielsweise die DE-OS 31 36 958 eine
Nachstellvorrichtung, bei der ein in der Stirnwand des
Bremskolbens gelagerter zusätzlicher Kolben in den In
nenraum des Bremskolbens ragt. Dieser Kolben ist derart
mit einer Feder vorgespannt, daß er beim Überschreiten
eines vorbestimmten Druckes sich im Innenraum des Brems
kolbens in Richtung Bremsbeläge bewegt und dabei mit
seiner Reibfläche in Eingriff mit einer entsprechenden
Reibfläche der Nachstellmutter kommt. Damit kann sich
die Nachstellmutter nach Überschreiten des vorbestimmten
Druckes auch dann nicht mehr frei drehen, wenn sich der
Bremskolben aufgrund erhöhter hydraulischer Kräfte wei
ter in Richtung Bremsbeläge bewegt. Die weiter oben be
schriebene Hysterese läßt sich somit vermeiden.
Die vorliegende Erfindung geht daher aus von einer Nach
stellvorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs
aufgeführten Gattung und hat sich zur Aufgabe gestellt,
eine derartige Nachstellvorrichtung zu vereinfachen. Die
Erfindung wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst. Die wesent
liche Vereinfachung gegenüber der bekannten automatischen
Nachstellvorrichtung gemäß der DE-OS 31 36 958 besteht
darin, daß anstatt der dort vorgesehenen zwei Reibver
bindungen nur noch eine einzige Reibverbindung vorgese
hen ist was auch die Arbeitsweise
der Nachstellvorrichtung vereinfacht.
Des weiteren wird zur Steuerung der Reibkupplung die von
dem Belagträger ausgeübte Gegenkraft ausgenutzt. Bei ge
eigneter Ausgestaltung des im nachfolgenden vielfach als
Innenkolben bezeichneten Kolbens läßt sich dieser auch
als beispielsweise elektrisch wirkender Sensor für die
Stärke der Bremsbeläge anwenden, in die er mit seinem
bremsscheibenseitigen Ende, zumindest teilweise, hinein
ragen kann.
Um zu verhindern, daß sich der Innenkolben aufgrund sei
ner Gleitreibung auch dann noch weiter im Reibschluß mit
der Nachstellmutter befindet, wenn die Fußbremsung been
det und der Bremskolben zurückgefahren wurde, empfiehlt
sich eine Ausgestaltung nach Anspruch 2, gemäß der die
beiden zuletzt genannten Bauteile durch eine Feder in
ihrem Reibschluß aufgetrennt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnung dargestellt, die einen Längsschnitt
durch einen Teil einer Scheibenbremse mit Nachstellvor
richtung zeigt, wobei jedoch lediglich eine Seite der
Bremse ohne Belag und ohne Scheibe teilweise dargestellt
ist.
In dem Gehäuse ist eine Bohrung vorgesehen, in der ein
Innenzylinder 4 in seiner Längsrichtung verschiebbar ge
lagert ist. Gegenüber der genannten Bohrung ist der In
nenzylinder durch die O-Ringe 7 und 8 abgedichtet. Der
Innenzylinder 4 besitzt eine umlaufende Nut 3, von deren
Boden aus sich, auf den Umfang der Nut verteilt, Durch
gangsbohrungen in den Innenraum des Innenzylinders er
strecken. In die Nut 3 mündet eine Anschluß- und Entlüf
tungsbohrung 1 in dem Gehäuse 2, durch welche die Druck
flüssigkeit in den Innenraum des Innenzylinders 4 ge
führt werden kann, wobei durch die Nut und die Durch
gangsbohrungen 5 die Druckflüssigkeit gleichmäßig in dem
Innenraum des Innenzylinders verteilt werden kann.
In der Zeichnung am rechten Ende ist der Innenzylinder 4
durch einen Handbremskolben 11 abgeschlossen, so daß der
Innenzylinder 4 mit dem Handbremskolben 11 zusammen ei
nen zylinderförmigen Becher bildet. Dieser Becher kann
auch einstückig ausgeführt sein. Auf einen zylinderför
migen Ansatz 40 des Handbremskolbens 11 kann in an sich
bekannter Weise ein Druckstück einwirken, welches durch
eine exzentrisch gelagerte Welle durch die Handbremse
betätigbar ist. Sowohl das in einer Ausnehmung 41 des
zylinderförmigen Ansatzes 40 angreifende Druckstück als
auch die Welle sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
In einer Zylinderbohrung 42 des Handbremskolbens 11 ist
das zylinderförmige Ende einer Nachstellspindel 26 in
Längsrichtung verschiebbar gelagert. Die Nachstellspin
del 26 wird mittels einer Druckfeder 27 über ihren ring
förmigen Ansatz 43 gegen die Bodenwand des Handbremskol
bens 11 gedrückt. Ein exzentrisch in dem Handbremskolben
11 befestigter Paßstift 33 ragt durch eine entsprechende
Öffnung in den ringförmigen Ansatz 43 und erlaubt eine
Axialbewegung der Nachstellspindel 26 gegenüber dem
Handbremskolben, wobei aber gleichzeitig eine Drehbewe
gung der Spindel gegenüber dem Handbremskolben verhin
dert wird. Die Druckfeder 27 stützt sich mit ihrem dem
Handbremskolben abgewandten Ende an dem Boden eines Fe
dertopfes 28 ab, welcher mittels des Sicherungsrings 12
gegenüber dem Handbremskolben 11 und damit dem Innenzy
linder 4 fixiert ist.
Auf die Nachstellspindel 26 ist eine Nachstellmutter 23
über ein nicht selbsthemmendes Gewinde aufgeschraubt.
Innerhalb des Innenzylinders 4 ist ein im wesentlichen
zylinderförmiger Bremskolben 13 in axialer Richtung ver
schiebbar gelagert. Ein Dichtring 35 sorgt für die Ab
dichtung des Bremskolbens 13 gegenüber dem Innenzylinder
4 und hindert den Bremskolben gleichzeitig an einer
Drehbewegung gegenüber dem Innenzylinder. Eine umlaufen
de Schutzkappe 34 dichtet die Außenwand des Bremskolbens
sowie den Innenzylinder gegenüber dem Gehäuse gegen
Schmutz von außen ab. Die Nachstellmutter 23 ist gegen
über dem Bremskolben 13 mittels eines Kugellagers 17
drehbar gelagert, wobei die äußere Lagerschale des Ku
gellagers in Längsrichtung des Kolbens 13 verschiebbar
geführt ist. Ein in die Innenwand des Bremskolbens 13
eingesetzter Sicherungsring 15 stützt eine Tellerfeder
16 ab, welche auf die äußere Schale des Kugellagers 17
wirkt und dieses versucht, in Richtung zum Boden des
Bremskolbens 13 zu verschieben. Die Ausführung des zwei
geteilten Kugellagers mit äußerer Hülse ist an sich be
kannt und wird hier nicht näher beschrieben. Durch eine
Durchgangsbohrung in dem Boden des Bremskolbens 13 ragt
ein nachfolgend als Innenkolben bezeichneter Kolben 19,
dessen Mantelfläche durch einen O-Ring 21 derart abge
dichtet ist, daß die Druckflüssigkeit nicht nach außen
gelangen kann. Der Kolben ist in seiner Längsrichtung
innerhalb der Durchgangsbohrung verschiebbar ausgeführt
und mittels einer Schutzkappe 22 gegen von außen kommen
de Verschmutzung abgedichtet. Der in den Innenraum des
Bremskolbens 13 ragende Teil des Innenkolbens 19 besitzt
einen umlaufenden Kolbenbund 38, in dessen dem Hand
bremskolben 11 zugewandten Ende eine konisch umlaufende
Reibfläche 37 eingearbeitet ist. Das dem Innenkolben 19
zugewandte Ende der Nachstellmutter 23 besitzt einen der
Reibfläche 37 des Innenkolbens 19 entsprechenden Reibko
nus 24, durch welchen die Nachstellmutter reibschlüssig
an den Innenkolben angreifen kann.
Eine Druckfeder 18 wirkt auf ihrer einen Seite gegen den
Innenkolben 19 und auf ihrer anderen Seite gegen die
äußere Lagerschale des Kugellagers 17 und sucht somit
die Reibflächen 24 und 37 in einem Funktionsspiel zu
halten, welches in der Zeichnung als S dargestellt ist.
Der Innenkolben 19 ist gegenüber dem Bremskolben 13
durch eine Verdrehsicherung 32 gegen Verdrehen gesi
chert, wobei diese durch einen Ansatz in dem Kolbenbund
38 gebildet sein kann, der in eine entsprechende Nut in
der Innenfläche des Kolbens 13 eingreift. Der Innenkol
ben 19 ragt mit seinem dem Handbremskolben 11 abgewand
ten Ende um eine Strecke W über die Stirnkante des
Bremskolbens 13 hinaus, wobei die Stirnfläche 30 des In
nenkolbens 19 sich gegen den in der Zeichnung nicht dar
gestellten Belagträger der Scheibenbremse abstützt.
Durch die Anschluß- und Entlüfterbohrung 1 im Gehäuse 2
und die umlaufende Nut 3 im Innenzylinder 4 gelangt über
die Durchgangsbohrung 5 bei der Betätigung der Fußbremse
die Bremsflüssigkeit in den Kolbeninnenraum 6. Durch die
umlaufende Nut 3 wird sichergestellt, daß beim zum Ge
häuse 2 verdrehten Innenzylinder der Zufluß der Brems
flüssigkeit nicht unterbrochen wird.
Der sich im Kolbeninnenraum 6 aufbauende Druck ver
schiebt den Innenzylinder 4 zusammen mit dem Handbrems
kolben 11 in der Zeichnung nach rechts, bis diese an der
Gehäusewand 10 anliegen oder aber der zylinderförmige
Ansatz 40 bei etwa betätigter Handbremse an dem nicht
dargestellten Druckstück angreift. Somit erreicht die
Einheit aus Innenzylinder und Handbremskolben zu Beginn
der Betätigung der Fußbremse ihre Ausgangslage. Gleich
zeitig wird der Bremskolben 13 in der Zeichnung nach
links verschoben, wobei der Bremskolben die Reibungs
kraft des Dichtrings 35 überwindet. Die auf den Kolben
13 ausgeübte Kraft wird über den Sicherungsring 15, die
Tellerfeder 16 sowie, das Kugellager 17 auf die Nach
stellmutter 23 übertragen, die nach Überwindung des La
gerspiels und des Gewindespiels der auf sie einwirkenden
Kraft durch eine Drehbewegung ausweicht. Auf diese Weise
wird die Nachstellmutter 23 von der Nachstellspindel 26
heruntergeschraubt und folgt der Bewegung des Kolbens in
der Zeichnung nach links. Solange der Innenkolben 19
aufgrund der Bewegung des Bremskolbens 13 noch nicht am
Belag anliegt, wird er durch die Kraft der Druckfeder 18
im Abstand des Funktionsspiels S von dem Reibkonus der
Nachstellmutter 23 gehalten, so daß diese während der
Kolbenbewegung sich drehend dem Kolben folgen kann. Wäh
rend der Zeit, in der sich die Nachstellmutter frei dre
hen kann, sind die auf das Gehäuse wirkenden Verspann
kräfte vernachlässigbar gering. Diese Kräfte wachsen
erst, wenn der Bremskolben 13 auf die Bremsbeläge ein
wirkt und durch die entsprechende Gegenkraft der Belag
träger gegen die Stirnfläche 30 des Innenkolbens 19
drückt. Bei weiterer Bewegung des Bremskolbens 13 macht
der Innenkolben 19 relativ zum Kolben 13 eine Bewegung
in Richtung Handbremskolben 11 um einen der Strecke W
entsprechenden maximalen Betrag. Die Relativbewegung des
Innenkolbens 19 genügt, um einen Reibschluß zwischen der
Reibfläche 37 des Innenkolbens und dem Reibkonus 24 der
Nachstellmutter 23 herbeizuführen. Das Spiel S ist somit
kleiner als die Wegstrecke W ausgelegt, um einen siche
ren Reibschluß zu gewährleisten. Der Differenzbetrag
zwischen W und S wird dadurch aufgefangen, daß die nun
unter Druck stehende Nachstellmutter 23 über das Kugel
lager 17 gegen die Tellerfeder 16 geschoben wird. Da
sich die Nachstellmutter infolge des Reibschlusses am
Reibkonus 24 nicht mehr drehen kann, wird bei weiterer
Hubbewegung des Kolbens 13 die Nachstellspindel 26 gegen
die Kraft der Druckfeder 27 von dem Boden 29 des Hand
bremskolbens 11 abgehoben, wobei, wie weiter oben schon
erläutert, die Spindel sich nur in axialer Richtung,
nicht aber in Drehrichtung bewegen kann.
Somit ist sichergestellt, daß eine Nachstellbewegung der
Nachstellmutter 23 nur während eines Zeitraums stattfin
det, in dem die Bremse, die Bremsbeläge usw. noch nicht
durch erhebliche Kräfte verspannt sind.
Nach der Beendigung der Betätigung der Fußbremse sinkt
der Druck im Innenraum 6 und der Dichtring 35 sorgt mit
seiner Roll-Back-Wirkung dafür, daß nach der Bremsbetä
tigung der Bremskolben 13 vom Bremsträger gelüftet wird.
Dabei muß die Roll-Back-Wirkung so groß sein, daß von
dem Bremskolben 13 ein Weg zurückgelegt wird, welcher
die Summe aus der Wegstrecke W und dem gewünschten Lüft
spiel zwischen Belag und Scheibe überwiegt. Zur Entlüf
tung ist der Kolben 13 mit eingegossenen Entlüftungskanä
len versehen.
Um sicherzustellen, daß sich der Handbremskolben 11 ge
genüber dem Innenzylinder 4 nicht drehen kann, kann die
ser auf seinem Umfang mehrmals gegenüber dem Innenzylin
der 4 verstemmt sein. Die Kraft der O-Ringe 7 und 8 ist
weiterhin so gewählt, daß durch die Roll-Back-Bewegung
des Dichtrings 35 der Innenzylinder 4 nicht aus der Ge
häusebohrung in der Zeichnung nach links verschoben
wird.
Bei der Betätigung der Handbremse über das nicht darge
stellte Druckstück wird der Handbremskolben 11 und damit
der Innenzylinder 4 in der Zeichnung nach links verscho
ben. Infolge der Reibung des Dichtrings 35 wird bei die
ser Bewegung des Innenzylinders der Bremskolben 13 mit
genommen. Sobald der Innenkolben 19 am Belagträger an
liegt, wird er gegen die Bewegung des Bremskolbens 13
geschoben, bis das Funktionsspiel S überbrückt ist und
sich Kolben und Nachstellmutter 23 in Reibschluß mitein
ander befinden. Die Bedingung hierfür ist, daß die Fe
derkraft der Feder 18 kleiner als die Verschiebekraft
des Bremskolbens 13 infolge des Dichtrings 35 ist.
Nach erfolgtem Reibschluß wird die Zuspannkraft infolge
der Handbremsbetätigung durch eine rein mechanisch ge
schlossene Kraftbrücke vom Handbremskolben 11 über die
Nachstellspindel 26, die Nachstellmutter 23 und den In
nenkolben 19 in die Belagrückenplatte und damit die
Bremsbeläge eingeführt.
Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß
durch die integrierte Bauform des Bremskolbens 13 in dem
Innenzylinder 4 eine automatische Nachstellung, insbe
sondere des Funktionsspiels bewirkt wird, unabhängig von
dem anfänglichen Einbauzustand der Handbremsmechanik.
Bei der Montage ist lediglich darauf zu achten, daß der
Bremskolben aus seiner weit in der Zeichnung rechts lie
genden Einbauposition erst in seine Normalposition ge
bremst wird. Dies kann durch einmaliges Betätigen der
Fußbremse am Montageband zu einem Zeitpunkt geschehen,
nach dem an der Bremsanlage keine Veränderungen mehr
vorgenommen werden.
Nach Lösen der Handbremse bleibt die Reibkupplung an
fänglich in Eingriff. Hieran ändert sich auch nichts
durch die Roll-Back-Wirkung des Dichtrings 35, der den
Bremskolben nur geringfügig in Richtung Lüften der Brem
se und Lösen der Reibkupplung verschiebt. Vielmehr wir
ken das Spiel des Kugellagers 17 und die Kraft der
Druckfedern 18 und 27 zur Befreiung der Bremse durch Lö
sen des Reibschlusses 24, 37 und Zurückdrängen der Spindel
26 in die Ausgangslage.
Claims (7)
1. Automatische Nachstellvorrichtung für eine hydrau
lisch und mechanisch betätigbare Reibungsbremse mit
einer in einem Gehäuse zwischen einem Bremskolben und
einer mechanischen Betätigungseinheit angeordneten
Nachstellspindel mit nicht selbsthemmendem Gewinde,
die mit einer Nachstellmutter verschraubt ist, wobei
die einen Reibkonus aufweisende Nachstellmutter von
einer am Bremskolben abgestützten federnden Mitnahme
vorrichtung in Richtung einer Reibfläche gedrückt
wird, und mit einem in den Druckraum des Bremskolbens ra
genden, gegen Verdrehen gesicherten federbelasteten
Kolben, der nach Überwindung der Federkraft eine
Bremsvorrichtung betätigt, die ein Verdrehen der
Nachstellmutter verhindert, wobei der Kolben in einer
den Boden des Bremskolbens durchdringenden Bohrung
axial verschiebbar angeordnet ist und einen Bund auf
weist, der in Bremsanlegerichtung mit der Nachstell
mutter reib- und formschlüssig in Eingriff gelangt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19)
in seiner durch die Gegenkraft des Belagträgers er
zwungenen Bremslage mit der am Bund (38) des Kolbens (19)
angeordneten Reibfläche an dem Reibkonus (24) der
Nachstellmutter (23) angreift und eine mögliche Dreh
bewegung der Nachstellmutter gegenüber dem Bremskol
ben (13) verhindert und der Kolben (19) in seiner
durch die Belastung einer Feder (18) erzwungenen Aus
gangslage mit seinem den Kolbenbund abgewandeten Ende
um eine vorgegebene Wegstrecke (W) aus der Stirnwand
des Bremskolbens (13) herausragt.
2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Feder (18) mit ihren
Enden an der Nachstellmutter (23) und
dem Kolben (19) im Sinne einer Öffnung des Reib
schlusses einwirkt.
3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bremskolben (13)
in einem gegenüber dem Bremsengehäuse (2) verschieb
baren Innenzylinder (4) geführt ist.
4. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Innenzylinder (4)
mit einem zum Übertragen der Handbremskräfte dienenden
Handbremskolben (11) fest und vorzugsweise einstückig
verbunden ist.
5. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Innenzylinder
auf der Mantelfläche (4) zur Einleitung der Brems
flüssigkeit eine mit der Zuleitung der Flüssigkeit
verbundene, ringförmig umlaufende Nut (3) besitzt,
von der sich, auf deren Umfang verteilt, radiale Boh
rungen (5) in den Zylinderinnenraum erstrecken.
6. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nach
stellspindel (26) gegenüber dem Innenzylinder (4) in
axialer Richtung verschiebbar und drehfest gelagert
ist.
7. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich
am Bremskolben (13) abstützende zweite Feder (16) an
einem im Bremskolben axial verschiebbar angeordneten
Drehlager (17) angreift und über die im Bremskolben
drehbar gelagerte Nachstellmutter in Richtung der
Schließung des Reibschlusses (24, 37) wirksam ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883800733 DE3800733C2 (de) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Selbsttätige Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883800733 DE3800733C2 (de) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Selbsttätige Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3800733A1 DE3800733A1 (de) | 1989-07-27 |
DE3800733C2 true DE3800733C2 (de) | 1996-02-01 |
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ID=6345180
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883800733 Expired - Fee Related DE3800733C2 (de) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Selbsttätige Nachstelleinrichtung für eine Scheibenbremse |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3800733C2 (de) |
Families Citing this family (3)
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GB8605092D0 (en) * | 1986-02-28 | 1986-04-09 | Lucas Ind Plc | Brake actuators |
-
1988
- 1988-01-13 DE DE19883800733 patent/DE3800733C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3800733A1 (de) | 1989-07-27 |
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---|---|---|---|
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |