DE4038032A1 - Nachstelleinrichtung mit hilfskolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrich­ tung für Scheibenbremsen gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Eine derartige Nachstellvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 38 00 735 bekannt. Diese Nachstellvorrichtung be­ sitzt gegenüber den bekannten Nachstelleinrichtungen zu­ sätzlich ein Verschlußteil sowie einen Stufenkolben (siehe dort Fig. 1), die abgedichtet werden müssen.

Aufgabe ist es, die bekannte Nachstelleinrichtung zu ver­ einfachen.

Die Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Nachstellvorrich­ tung durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst.

Die Erfindung besteht also im Prinzip darin, direkt am zweiten Nachstellelement einen im Gehäuse geführten Hilfs­ kolben anzuordnen, welcher bei einem hinreichend großen Bremsdruck die Reibkupplung verriegelt und damit eine Nach­ stellung verhindert. Dies ist insofern wichtig, als bei ei­ nem hohen Druck die Schenkel der Scheibenbremse auseinan­ dergeschwenkt werden und diese Dehnung der Bremse zusätz­ lich zu dem Verschleiß der Bremsbacken mit nachgestellt würde. Da es nun aber gerade Sinn der Nachstellung ist den Rückfahrweg des Bremskolbens nach dessen Betätigung und der Entlastung der Bremse zu begrenzen, wäre unter diesen Um­ ständen ein Festgehen der Bremse zu befürchten. Die Erfin­ dung verhindert dies nun dadurch, daß ein Nachstellen des Nachstellgliedes bei einen hinreichend hohen Bremsdruck nicht mehr möglich ist, so daß das Nachstellglied nicht nachstellen kann, wenn die Bremse hohen Dehnungsspannungen unterliegt.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich gemäß den Merkmalen nach Anspruch 7 bei der das zweite Nachstell­ element durch eine Spindel gebildet ist, die sich regel­ mäßig über einen relativ großen Raum innerhalb des Gehäuses erstreckt. Es ist daher sinnvoll, die Spindel mit dem Hilfskolben zu vereinen, so daß man für den Hilfskolben eine vergleichsweise einfache Konstruktion erhält, die sich si­ cher innerhalb des Gehäuses führen läßt.

Dabei wendet man zweckmäßigerweise in Weiterbildung der Er­ findung die Merkmalskombination nach Anspruch 2 an. Der so gebildete Reibkonus ist einfach aufgebaut und die Tiefe des Kolbenraumes wird optimal genutzt. Gleichzeitig bildet der Reibkonus auch eine zentrierende Lagerung für das erste Nachstellelement und damit indirekt auch für das zweite Nachstellelement.

Die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 3 in Fortbildung der Erfindung bringt den Vorteil, daß das Gehäuse gleich­ zeitig zur Bildung des Differenzdruckraumes dient, wobei die beiden benötigten Drücke derart zugeführt werden, daß bei hinreichend hohem Bremsendruck die Reibkupplung wirksam ist und damit in der so gegenüber dem Kolben fixierten Nachstellmutter das Nachstellglied an einer Nachstellung gehindert ist.

Eine einfache Einstellmöglichkeit für die Höhe des Brems­ druckes, bei dem das Nachstellglied verriegelt wird, ergibt sich aus der Merkmalskombination nach Anspruch 4. Erst wenn nämlich der Hilfskolben die Kraft der Tellerfeder überwin­ den kann, ist ein Verriegeln des Nachstellgliedes möglich. Die Federkonstante dieser Feder bestimmt also den Druck ab dem eine Nachstellung verhindert ist.

Zur erhöhten Platzersparnis empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmalskombination nach Anspruch 5. Selbstverständlich sind aber im Rahmen der Erfindung auch andere Möglichkeiten zur mechanischen Betätigung der Bremse möglich wie beispielweise die bekannten Druckstücke, Schraubgewinde und ähnliches.

Eine weitere Vereinfachung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung läßt sich dadurch erreichen, indem man die Merkmals­ kombination nach Anspruch 6 anwendet. Hierbei wird die not­ wendige Führung für die Nachstellspindel gleichzeitig zur Abdichtung des Differenzdruckraumes mitausgenutzt, so daß die für die Führung ohnedies notwendige Stufenbohrung gleichzeitig zum Schaffen des Differenzdruckraumes dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt ausschnittsweise ein Bremsengehäuse 2 einer Schwimmsattelbremse. Dieses Gehäuse besitzt einen Zy­ linder 42, in dem üblicherweise ein Bremskolben 8 geführt ist. Der Bremskolben ist über die Kolbendichtung 10 gedich­ tet, so daß bei Zufuhr von hydraulischem Druck über die An­ schluß und Entlüftungsbohrung 1 der Kolben sich in der Zeichung nach links bewegt und damit in der Lage ist, die Bremsklötze gegen die Bremsscheibe zu pressen.

Ein Nachstellglied, welches im wesentlichen aus einem als Nachstellmutter ausgestalteten ersten Nachstellelement 11 und einem als Nachstellspindel ausgestalteten zweiten Nach­ stellelement 20 besteht, ist in einer Durchgangsbohrung 43 im Gehäuse 2 gelagert. Die Spindel kann sich dabei zwar in der Zeichnung nach links verschieben, eine Bewegung nach rechts ist aber durch den Seegerring 25 begrenzt, der über eine Profilscheibe 22 dort an dem Gehäuse 2 anschlägt. Eine Drehung der Spindel ist dadurch verhindert, daß die Profil­ scheibe 22 an den vorzugsweise vierkantigen Umfang der Schlüsselfläche 21 der Spindel angreift, wobei die Profil­ scheibe wiederum durch einen Zapfen 23 an einer Drehung ge­ hindert ist, welcher in einer Gehäusebohrung 24 eingreift.

Auf der Spindel 20 ist die Nachstellmutter 11 drehbar durch ein selbsthemmungsfreie Gewinde gelagert, wobei die Mutter über eine erste Tellerfeder 15 und ein Kugellager 17 derart angetrieben wird, daß sie im Ruhezustand des Kolbens über eine Konuskupplung 30 im Eingriff mit dem Bremskolben 8 steht.

Die mechanische Betätigung der Scheibenbremse in Form einer Feststellbremse geschieht über einen Bremshebel 31, welcher senkrecht zur Zeichnungsebene geschwenkt wird und damit über eine Kugelrampenanordnung die Spindel 20 nach links verschiebt, die über die durch die Konuskupplung 30 festge­ haltene Nachstellmutter 11 den Kolben 8 nach links treibt.

Die Kugelrampenkupplung besteht aus einem über dem Hebel 31 gedrehten Drehteller 44, der über ein Zylinderrollenlager 34 drehbar im Gehäuse 2 gelagert ist und einer Druckplatte 7, die durch einen O-Ring 8 axial verschiebbar ist. Eine Drehbewegung der Druckplatte 7 wird durch den Vierkant 32 verhindert, durch den die Druckplatte 7 mit der Spindel 20 verbunden ist (Formschluß). In diesem Vierkant der Druck­ platte ist die Spindel axial verschieblich gelagert. Denn bei Druckbeaufschlagung bewegt sich die Spindel nach links und die Druckplatte nach rechts. Die Führungsbahn für die Kugeln 33 hat eine von der Drehstellung des Drehtellers 44 gegenüber dem Druckstück abhängige Tiefe, so daß in Abhän­ gigkeit von der Schwenkbewegung des Drehtellers 44 gegen­ über dem Druckstück 7 der Abstand K zwischen diesen beiden Elementen verändert wird.

Wird nun über die Anschlußbohrung 1 ein hydraulischer Druck auf den Bremkolben 8 gegeben, so wandert dieser nach links. Sobald sich die Konuskupplung aufgrund der in axialer Rich­ tung über die zweite Tellerfeder 19 festgehaltenen Spindel 20 löst, wird die Nachstellmutter 11 aufgrund der über den Seegerring 12 und einer Unterlegscheibe 14 am Kolben 8 ab­ gestützten Feder 15 in einer Weise gedreht, daß sie dem sich entfernenden Kolben 8 folgt, bis die Kolbenbewegung ausgeglichen ist. Dabei wirkt die Feder 15 über eine Zwi­ schenscheibe 16 und das Kugellager 17 auf die Nachstellmut­ ter.

Normalerweise folgt also die Nachstellmutter der Kolbenbe­ wegung innerhalb des stets vorhandenen Gewindeflankenspiels ohne sich selbst zu drehen. Dabei bleibt die Konuskupplung geschlossen.

Die Nachstellung des Bremsbelagverschlusses erfolgt bei ge­ ringen Drücken und im drucklosen Zustand, d. h. bei Druck­ aufbau und bei Druckabbau bis bzw. ab einem Grenzdruck.

Klingt schließlich nach der Bremsung der hydraulische Druck in dem Kolbeninnenraum 3 wieder ab, so zieht die Rückstell­ wirkung der Kolbendichtung 10 den Kolben 8 zurück, wobei diese Wirkung durch den Scheibenschlag der Bremsscheibe auf den Kolben unterstützt wird. Diese Bewegung ist aber nur soweit möglich, wie ein Spiel zwischen den Flanken des Tra­ pezgewindes 18 zwischen Spindel und Mutter bewegt, danach ist eine Bewegung nach rechts des Kolbens nicht mehr mög­ lich.

Die Nachstellbewegung des Nachstellgliedes 11, 20 setzt so­ mit eine axiale Arretierung der Spindel 20 bei geringen hy­ draulischen Drücken voraus, so daß diese Spindel beim Nach­ stellvorgang nicht in der Zeichnung nach links sich bewegen darf. Diese Bewegung wird aber durch die Wirkung des erfin­ dungsgemäßen Hilfskolbens 40 aufgehoben, der bei hohem Bremsdruck die arretierende Kraft der zweiten Tellerfeder 19 überwindet, in dem der über eine Verbindungsbohrung 4 auf dem Bremskolben 40 wirkende Bremsdruck diesen nach links verschiebt und somit die Nachstellmutter 11 über den Reibkonus 30 im Eingriff mit dem Kolben 8 hält. Ein Nach­ stellen ist trotz möglicherweise wachsenden Bremsendrucks dann nicht mehr möglich. Die Nachstellwirkung des Hilfskol­ bens 40 wird noch unterstützt durch eine Differenzdruckboh­ rung 28, durch die der Umgebungsdruck des Gehäuses 2 in den linken Teil des Differenzdruckraumes 29 geleitet wird und so den Differenzdruck erhöht und eindeutig definiert.

In vorteilhafter Weise beschleunigt und erhöht die Wirkung der zweiten Tellerfeder 19 beim Nachlassen des Bremsdruckes den Freigang der Bremscheibe, in dem diese Feder die Rück­ holbewegung des Kolbens 8 über die Spindel 20, die Mutter 11 und den Seegerring 12 unterstützt, der sich in eine Kol­ bennut 13 abstützt. Zur Unterstützung der Federwirkung kann zwischen der ersten Tellerfeder 15 und dem Seegerring 12 noch eine Auflagescheibe 14 vorgesehen sein, die auch noch eine Möglichkeit zur Einstellung der Nachstellwirkung gibt. Ähnlichen Zwecken dient die in der Zeichnung dargestellten Zwischenscheibe 16.

Für die Erfindung wichtig ist die geeignete Dimensionierung des Hilfskolbens, dessen wirksame Fläche durch die Ringflä­ che A gebildet ist und der zweiten Tellerfeder 19, die aber auch durch eine geeignete andere Feder gebildet sein kann. Diese beiden Komponenten müssen nämlich derart zusammenwir­ ken, daß ab einem kritischen Druck, bei dem sich die Schen­ kel des Scheibenbremsengehäuses zu dehnen beginnen der Hilfskolben 40 mindestens sich ebenso schnell nach links bewegt wie der Kolben 8, so daß die Nachstellmutter 11 mit dem Kolben 8 in Eingriff bleibt. Bei Druckabbau kommt die Nachstellmutter 11 aufgrund der Rechtsbewegung der Spindel 20 frei, so erfolgt bei Belagverschleiß eine Nachstellung. Bei den Dichtungen 26 und 27 ist zu beachten, daß diese si­ cher in der Lage sind den maximalen Bremsendruck gegenüber dem Umgebungsdruck abzudichten. Entsprechendes gilt für die Dichtung 6. Der Vierkant 32 am Ende der Spindel 20 kann auch durch eine andere Form ersetzt sein, welcher ein Dre­ hen der Druckplatte 7 verhindert.

Bezugszeichenliste

 1 Anschluß- und Entlüftungsbohrung
 2 Gehäuse
 3 Kolbeninnenraum
 4 Verbindungsbohrung
 5 zweiter Druckraum
 6 O-Ring
 7 Druckplatte
 8 Kolben
 9 Bremsanlegerichtung
10 Kolbendichtring
11 Nachstellmutter 1. Nachstellelement
12 Seegerring
13 Nut
14 Scheibe
15 erste Tellerfeder 1
16 Scheibe
17 5-Punkt-Kugellager
18 Trapezgewinde
19 2. Tellerfeder
20 Spindel 2. Nachstellelement
21 Schlüsselfläche
22 Profilscheibe
23 Zapfen
24 Bohrung
25 Seegerring
26 O-Ring
27 O-Ring
28 Differenzdruckbohrung
29 Differenzdruckraum
30 Konuskupplung
31 Bremshebel
32 Vierkant
33 Kugeln
34 Zylinderrollenlager
-
40 Hilfskolben
41 -
42 Zylinder
43 Durchgangsbohrung
44 Drehteller

Claims (7)

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für eine Scheibenbrem­ se, wobei die Scheibenbremse einen Bremskolben aufweist, der zur Betätigung einer Bremsbacke in einem Bremszylin­ der verschiebbar angeordnet und mittels einer hydrauli­ schen Betätigungseinrichtung und einer mechanischen Be­ tätigungseinrichtung betätigbar ist; mit einem zwischen dem Bremskolben und der mechanischen Betätigungseinrich­ tung angeordneten, zwei über ein selbsthemmungsfreies Gewinde miteimander verbundenen Nachstellelemente auf­ weisenden, verlängerbaren Nachstellglied, wobei eines der Nachstellelemente über ein Lager gegenüber dem Bremskolben drehbar ist, mit einer Reibkupplung zum Festhalten des einen der Nachstellelemente bei mechani­ scher Betätigung, wobei die Reibkupplung in Abhängigkeit von dem hydraulischen Betätigungsdruck und unabhängig von dem durch den Kolben aufgrund des Bremsdruckes zurückgelegten Weges betätigbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Einstellelement (20) mit einem Hilfskolben (40) versehen ist, welcher aufgrund der Wirkung des Differenzdruckes zwischen dem hydraulischen Druckmittel (1) und dem Umgebungsdruck (28) der Bremse (2) über eine entsprechende Verschiebung des zweiten Einstellelementes (20) die Reibkupplung (30) in Eingriff bringt bzw. hält und damit eine Nachstellung differenzdruckabhängig verhindert.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reibkupplung (30) durch einen Reibkonus gebildet ist, dessen eine Reibflä­ che am ersten Nachstellelement (11) und dessen zweite Reibfläche an dem dem Bremsklotz abgewandten Ende des Bremskolbens (8) an diesen angebracht ist.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (40) in einem Differenzdruckraum (29) im Gehäuse (2) geführt ist, wobei der Bremsdruck auf der dem Kolben (8) abge­ wandten Seite und der Umgebungsdruck (28) auf der dem Kolben (8) zugewandten Seite des Hilfskolbens (40) zuge­ führt wird.

4. Nachstellvorrichtung nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder - vorzugsweise Tellerfeder (19) - den Hilfskolben (40) entgegen der Bremsbetätigungsrichtung des Kolbens (8) vorspannt.

5. Nachstellvorrichtung nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Betätigung der Bremse über eine Kugelrampen­ kupplung (7) geschieht, die zwischen den die mechanische Betätigungskraft einleitenden Hebel (31) und das Nach­ stellglied (11, 20) geschaltet ist.

6. Nachstellvorrichtung nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kolben abgewandten Seite des Differenzdruckraums (29) durch eine gedichtete Führung (26) des zweiten Nachstellelementes (20) in dem Bremsgehäuse (2) gegen­ über dem Bremsbetätigungsdruck (1) abgedichtet ist, wo­ bei die Führung (26) durch eine Durchgangsbohrung (43) in dem Gehäuse (2) gebildet ist, die den Bremsenzylinder (42) mit dem Differenzdruckzylinder (29) verbindet.

7. Nachstellvorrichtung nach einem der vorangegangenen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nachstellelement (20) eine Spindel ist, und das erste Nachstellelement (11) durch eine auf der Spindel selbsthemmungsfrei drehende Mutter gebildet ist.