Selbsttätige, mechanische Nachstellvorrichtung für eine Reibungsbremse, insbesondere Scheibenbremse Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige, mechanische Nachstellvorrichtung für eine Rei bungsbremse, insbesondere Scheibenbremse, die den Bremsbelagverschleiss bei der Lüftbewegung aus gleicht. Es ist die Aufgabe der Erfindung, das vorbe stimmte Lüftspiel der Bremse selbsttätig und stufen los so einzustellen, dass die Ansprechzeit und die Wirkung der Bremse ständig konstant gehalten wer den.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine an sich bekannte Klemmkörper-Freilaufkupp- lung gelöst, deren äussere Kupplungshälfte eine Nut aufweist, in die das eine Ende eines Bremsbetäti- gungshebels greift, der die Betätigungskraft auf die innere Kupplungshälfte überträgt, welche als Gewin debolzen ausgebildet und mit einer mit der Brems backe bzw. mit dem Bremsring fest verbundenen Mutter verschraubt ist.
Die Kraftübertragung zwi schen dem Bremshebel und der inneren Kupplungs hälfte erfolgt zweckmässig über einen Ansatz der in neren Kupplungshälfte, welcher eine Ausnehmung aufweist, in die ein am Betätigungshebel befestigter Stift greift. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass schon bei geringstem Verschleiss des Bremsbe lags eine automatische Nachstellung der Bremse durch die stufenlos arbeitende Freilaufkupplung er folgt.
Bei einer so ausgebildeten Bremseinrichtung mit selbsttätigem Verschleissausgleich wird also im Bremszustand das erforderliche Nachstellmass fest gestellt und in der nachfolgenden Lüftpause, wenn alle Bauelemente der Bremseinrichtung entlastet sind, die Nachstellung (der Verschleissausgleich) um das vorher festgestellte Mass und mit einem Minimum an Arbeitsaufwand durchgeführt. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes wird das aus der Verän derung der Länge des Bremshubes gegenüber dem Normalhub ermittelte Nachstellmass über ein Hebel system auf einen Freilaufkörper übertragen.
Hierbei wird vornehmlich das am Freilaufkörper angeordnete Ende des Hebelsystems bei Normalhub, also bei nicht notwendigem Verschleissausgleich, in einer Nut des Freilaufkörpers zwischen deren Flanken frei spielen, bei notwendigem Verschleissausgleich jedoch zuerst über die eine Flanke der Nut den Freilaufkörper in Freilaufrichtung drehen und dann, nämlich beim Lüften,
über die gegenüberliegende Flanke den Frei laufkörper in Mitnehmerrichtung über einen grösse- ren Weg in seine alte Lage zurückdrehen und so die Nachstellung (Verschleissausgleich) durchführen. Der Freilaufkörper überträgt hierbei sein abtreibendes Drehmoment auf einen an seinem Abtriebsteil ange ordneten Stehbolzen. Dieser Stehbolzen dreht sich dann erforderlichenfalls innerhalb eines Gewin destückes und verändert so den Bremshub auf den gewünschten Wert des Normalhubes.
Hierbei ist nicht nur der Verschleiss des Brems belages ausgleichbar, sondern auch weitgehend der der übrigen Bauelemente der Bremseinrichtung. Der Freilaufkörper selbst kann beliebig gewählt werden, z. B. aus bekannten Ausführungen. Jedoch wird in einer Weiterbildung des Erfindungsvorschlages vor nehmlich ein solcher angeordnet sein, wie er weiter unten erläutert werden wird.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung in Form eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigt die Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemässen Verschleissausgleiches, angeordnet an einer Scheibenbremse mit Lüftmagnet, oben im gebremsten, unten im gelüfteten Zustand.
Die Figuren 2, 3 und 4 erläutern eine besondere Aus bildung des Freilaufkörpers, wobei die Fig.2 eine perspektivische Ansicht des Freilaufkörpers ohne Antriebsteil darstellt, Fig. 3 einen Teilschnitt durch das Antriebsteil, und zwar durch die Achse der klei nen Bohrung und parallel zur Zeichenebene, Fig. 4 das Abtriebsteil.
In Fig. 1 ist der linke und teilweise der mittlere Teil einer Scheibenbremse angegeben, wobei das Bremsgegenlager 1 im Lüftzustand um die Achse 2 rotiert; hierbei ist senkrecht zum Bremsgegenlager 1 im Abstand 3 des Normalhubes auf einer Brücke 4 an deren Ende 5 der Bremsbelag 6 angeordnet. Diese Brücke 4 wird im Lüftzustand der Bremseinrichtung durch den Lüftmagnet 7 mittels des Magnetkernes 8 in Pfeilrichtung 9 in der unten gezeichneten Lage ge halten.
Zum Bremsen wird der Magnetfluss unterbro chen und die Druckfeder 10, die an dem feststehen den Druckfederbock 11 gelagert ist, bewirkt über das Hebelsystem 13 und die Führung 29, dass die Brücke 4 und die mit ihr fest verbundenen Bauteile in Pfeil richtung 12 gedrückt werden und so der Bremsbelag 6 am Bremsgegenlager 1 zur Anlage kommt, während der Magnetkern 8 entgegengesetzt zur Pfeilrichtung 9 aus dem Lüftmagnet 7 herausgezogen wird (oberer Teil der Fig. 1).
Das Hebelsystem 13 ist, auf der Seite rechts vom Widerlager 17, über die Magnetkernnase 14 mit dem Magnetkern 8, auf der Seite links vom Widerlager 17, über die Führung 29 mit dem Freilaufkörper 23 verbunden. Im letzteren Falle spielt ein Bolzen 30 (dessen Achse senkrecht zur Zeichenebene angeord net ist) in der Nut 31 der Führung 29, wodurch bei Hebelbewegung über den - im einzelnen nicht näher gezeichneten - Freilaufkörper 23 und die mit diesem fest verbundenen Teile die Lüft- oder Bremsbewe gung der Scheibenbremse parallel zur Pfeilrichtung 12 bewirkt wird.
Das Ende 18 des Hebelsystems 13 spielt dabei frei zwischen den einander zugekehrten Flanken 20, 21 einer Nut 22, welche an dem Frei laufkörper 23, dieser drehbar um die Achse 27, an geordnet ist.
Wird nun durch Verschleiss, z. B. Änderung des Abstandes 3, der Weg 19 der Enden 18 des Hebelsy stems 13 verlängert, so legt sich das Ende 18 beim Bremsen zunächst an die Flanke 20 an und verdreht sie in Richtung des Pfeiles 24. Der Freilaufkörper 23 ist nun so ausgebildet, dass er bei Verdrehung in Richtung des Pfeiles 24 freiläuft und in Gegenrich tung mitnimmt. Daraus folgt, dass im soeben be schriebenen Fall, also im Bremszustand, mittels des Freilaufes die Verschleissnachstellung vorbereitet wird, ohne dass eine wesentliche zusätzliche Kraft erforderlich ist.
Wird nun die Bremse gelüftet, so be wegt sich das Hebelsystem 13 in die unten in der Fig. 1 gezeichnete Lage, und das Ende 18 des Hebel systems dreht nun, an der Flanke 21 der Nut 22 an liegend, den Freilaufkörper 23 in Pfeilrichtung 32.
Da diese Richtung aber der Mitnehmerrichtung ent spricht, wird das abtreibende Teil des Freilaufkörpers 23 und der mit diesem in axialer Richtung fest ver bundene sonst aber drehbar gelagerte Stehbolzen 25 ebenfalls gedreht. Letzterer ist in einem mit dem Ende 5 der Brücke 4 fest verbundenen Gewindestück 26 angeordnet und dreht sich im zuletzt genannten Falle entsprechend dem Nachstellmass aus dem Ge windestück 26 heraus.
Er muss also zwangsläufig über das. Gewinde stück 26 die Enden 5 und damit die Brücke 4 und den Bremsbelag 6 in Richtung der Pfeile 12 verschieben, somit also den Verschleissausgleich durchführen, und zwar durch Wiederherstellung des ursprünglichen Abstandes bei Lüftzustand. Das spiegelbildlich zum Hebelsystem 13 angeordnete Hebelsystem 33 mit den entsprechenden Bauteilen, wie Freilaufkörper, Füh rung usw., sind der Einfachheit halber weggelassen.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeichnete Aus führung beschränkt. Beispielsweise kann der Brems belag 6 im Lüftzustand frei rotierend zwischen dann nicht rotierendem Bremsgegenlager 1 und Brücke 4 angeordnet sein, wodurch bei vollständigem Ver- schleiss des Bremsbelages 6 ein schnelleres Auswech seln desselben möglich ist.
Selbstverständlich müssen das Hebelsystem 13 und das Gewinde des Stehbolzens 25 bzw. des Ge windestückes 26 so bemessen sein, dass die Ände rung des Abstandes 3 (bei Verschleiss) eine entspre chende Winkeländerung und damit Verdrehung des Stehbolzens 25 im Gewindestück 26 hervorruft. An dererseits muss das freie Spiel des Endes 18 des He belsystems 13 innerhalb der Nut 22 des Freilaufkör- pers 23 entsprechend dem Normalhub (Abstand 3) ausgebildet sein, d. h. bei konstantem Normalhub muss das Ende 18 in seiner jeweiligen Endlage gera de noch berührend an den Flanken 20, 21 der Nut 22 anliegen.
Eine, so mit einem erfindungsgemässen Ver- schleissausgleich ausgebildete Bremseinrichtung arbei tet demgemäss praktisch mit stets gleichbleibendem Wert des Normalhubes, der dann als Mindestwert anzusetzen wäre. Man kann also den für die Betäti gung der Bremseinrichtung notwendigen Arbeitsauf wand auf diesen Mindestwert begrenzen, da ja der Weg für den eingangs erwähnten Reservehub nicht mit einzukalkulieren ist. Andererseits wird die Druckkraft der Bremsfedern unabhängig vom Mate- rialverschleiss wegen des stets gleichen Bremsweges stets gleichmässig die Bremsung durchführen, d. h.
der zeitliche Ablauf des Bremsvorganges bleibt kon stant, man erhält also eine gleichbleibende Stopstel- lung, was beispielsweise für den Einsatz bei Werk zeugmaschinen wesentlich ist.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstan des wird in den Fig. 2, 3 und 4 ein Freilaufkörper vorgeschlagen, welcher mit einem Antriebsteil, einem Abtriebsteil und einem Zwischenteil ausgebildet ist, wobei letzterer in Kraftflussrichtung zwischen erste ren angeordnet ist und in der einen Drehrichtung die Kraftübertragung, in der anderen Drehrichtung den Freilauf bewirkt.
Der Gegenstand dieser Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil einerseits mit einer kleinen und das Zwischenteil auf nehmenden Bohrung, andererseits mit einer grossen und das zylindrische Abtriebsteil teilweise und dreh bar aufnehmenden Bohrung ausgebildet ist, wobei beide Bohrungen senkrecht zueinander und in einem Teilbereich ihres jeweiligen Umfanges sich schnei dend angeordnet sind, dass fernerhin das Zwischen teil aus einer dem Durchmesser der kleinen Bohrung entsprechenden Kugel und einer auf diese einwirken den Druckfeder gebildet ist, wobei die Kugel etwa im Schnittpunkt der beiden Bohrungen und mittels der Druckfeder an einer - über den Umfang des Ab triebsteiles fluchtend zur Achse der kleinen Bohrung ausgebildeten - Rille anliegend angeordnet ist,
wo durch bei Drehung des Antriebsteils im Sinne der Kraftrichtung der Druckfeder die Kraftübertragung über die sich dann in die Rille und die kleine Boh rung fest einpressende Kugel auf das Antriebsteil, bei Drehung dies Antriebsteiles gegensinnig zur Kraft richtung der Druckfeder jedoch der Freilauf durch führbar ist.
Ein so ausgebildeter Freilaufkörper besteht nur aus wenigen und relativ einfachen Bauelementen, so dass er einfach in seiner Herstellung ist und seine Gestehungskosten gesenkt werden können.
In den Fig. 2, 3 und 4 ist das Antriebsteil 41 mit einer durchgehenden, grossen Bohrung 42 ausgebil det, in welcher das Abtriebsteil 43 drehbar gelagert ist. Senkrecht zu der grossen Bohrung 42 ist eine kleine Bohrung 44 angeordnet, wobei beide Bohrun gen sich mit einem Teil ihres jeweiligen Umfanges an der Schnittstelle 45 schneiden. Etwas aussermittig zur Schnittstelle 45 ist eine Kugel 46 in der kleinen Boh rung 44 angeordnet, welche teilweise auch in die grosse Bohrung 42 hineinragt und somit auch in die Rille 47 des Abtriebsteiles 43, wobei diese Rille 47 in Höhe der Achse der kleinen Bohrung 44 angeordnet ist.
Die Kugel 46 wird durch die eine Druckfeder 48 nach links gedrückt und legt sich mit einem Teil ihres Umfanges an die Wandung der Rille 47 an. Wird nun das Antriebsteil 41 in Druckrichtung der Druckfeder 48, also entgegengesetzt zur Pfeilrichtung 49, gedreht, so rollt sich innerhalb des Antriebsteiles 41 die Kugel 46 - nur leicht an der Rille 47 anliegend - ab; eine Kraftübertragung erfolgt nicht.
Wird aber das Antriebsteil 41 in Pfeilrichtung 49 gedreht, so legt sich die Kugel 46 eng an den Umfang der Rille 47 an, es bildet sich eine kraft- und formschlüssige Verbindung, und die Kraftübertra gung von Antriebsteil 41 auf Abtriebsteil 43 kann erfolgen.
Es ist ersichtlich, dass je nach Vorspannung der Druckfeder 48 die Kugel 46 in der Ruhelage mehr oder weniger eng an der Rille 47 des Antriebsteiles 43 anliegt. Je enger sie aber schon in der Ruhelage anliegt, desto geringer wird das Spiel (der tote Gang) des Freilaufkörpers beim Übergang von der einen Drehrichtung in die andere sein. Um hierbei eine Va riationsmöglichkeit zu haben, wird in einer Weiterbil dung des Gegenstandes der Erfindung ein an sich be kanntes nachspannendes Bauelement, hier eine Schraube 50, in Richtung der Achse der kleinen Bohrung 44 angeordnet, womit und wodurch die Vorspannung der Druckfeder 48 variiert werden kann.
In den Fig. 2 bis 4 sind die auf das Antriebsteil 41 einwirkenden Antriebsmittel, wie z. B. das Hebel system 13 gemäss Fig. 1, nicht näher angegeben. Das gleiche gilt für das Abtriebsteil 43 und die von die sem getriebenen Bauelemente, wie z. B. das Gewin destück 26 und der Stehbolzen 25.
Je kleiner man den Durchmesser der Kugel 46 und den ihm entsprechenden Durchmesser der klei nen Bohrung 44 wählt, um so geringer wird naturge- mäss das Spiel des Freilaufs bei Drehrichtungswech sel sein. Der Grösse der genannten Durchmesser ist aber einerseits aus fertigungstechnischen Gründen, andererseits aus Gründen des über die Kugel zu übertragenden Drehmomentes eine untere Grenze zu setzen.
Selbstverständlich ist darauf zu achten, dass die Kraft der Druckfeder 48 jeweils kleiner ist als die festhaltende Reibkraft des Abtriebsteiles 43 bei des sen Ruhelage. Ist dieses nicht der Fall, dann würde ein Abrollen der Kugel 46 an der Rille 47 bei Dreh richtung im Sinne des Freilaufs nicht mehr möglich sein.
Ein so ausgebildeter Freilaufkörper besitzt ein extrem kleines Spiel. Dieses Minimalspiel ist aber für die vorliegende Verschleissnachstellung wichtig, um auch bei kleinstem Abtrieb schon eine Wirkung er zielen zu können.