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Die
Erfindung gehört
zu den Bremsbaugruppen mit automatischer Aufrechthaltung einer konstanten
Größe des Spalts
zwischen Bremsbelag und Bremstrommel. Gewöhnlich enthält eine Bremsbaugruppe die
Bremsträger,
Bremsbacken, Radzylinder, Stützlager,
Federn, Bremstrommel, eine Nachstellvorrichtung vorzugsweise mit
automatischer Kompensierung des Verschleißes. Bei einer bekannten Nachstellvorrichtung
dieser Art (siehe Fachkundefür Kraftfahrzeugtechnik,
25. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, 42781 Haan-Gruiten, S.451,
Bild 3) ist die Druckstange einer Festtellbremse dem Belagverschleiß entsprechend
nachstellbar. Das teleskopartige Verlängern der Druckstange erfolgt
mittels eines auf einer Nachstellschraube drechbaren Nachstellritzels.
Zum Drehen des Sägezahnprofil
aufweisenden Nachstellritzels dient ein Nachstellhebel, der an der auflaufenden
Bremsbacke gelagert ist. Infolge Federkraft der Nachstellhebel mit
einem Schenkel an der Druckstange, während der andere Schenkel in
das Nachstellritzel kann. Derartige Vorrichtungen weisen eine große Anzahl
von kinematischen Verbindungen und Teilen auf, was ihre Herstellung
den Zusammenbau und den Einbau in die Bremsbaugruppe kompliziert
und arbeitsintensiv macht.
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Bei
einem Anstieg der Temperatur der Bremstrommel, z.B. infolge länger andauernden
Bremsens, führt
die thermische Vergrößerung des
Durchmessers zu einer Vergrößerung des
Spalts zwischen Bremsbacken und Bremstrommel und zu einem dementsprechenden
Heranführen
der Bremsbacken an die Bremstrommel.
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Bei
dem anschließenden
Rückgang
der Temperatur jedoch kann sich dieser Spalt verkleinern, möglich bis
hin zum völligen
Verschwinden.
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Bekannt
ist eine Bremseinrichtung mit selbstjustierender, mikrometrischer
Regeleinrichtung
EP
0936375 A2 , die einen Thermoregler in Form eines an der
Stange befestigten Bimetallstreifens mit gebogenem Führungszahn
enthält.
Im Stangeninneren ist ein Stößel beweglich
gelagert, dessen Gewindestück
auf die Freilaufkupplung montiert ist.
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Der äußere Teil
der Freilaufkupplung ist in Form aus Ritzels mit speziell geformten
schraubenformigen Zähnen
ausgeführt,
die mit dem Führungszahn
des Bimetallstreifens zusammenwirken können. Bei erhöhter Temperatur
ist der Führungszahn von
den Zähnen
des Zahnrads zurückgezogen.
Bei normaler Temperatur greift der Führungszahn in die Zähne des
Zahnrads zur Kompensierung des Verschleißes ein. Bei jedem Bremsvorgang
arbeiten die Zähne
der äusseren
Buchse der Freilaufkupplung mit dem Führungszahn des Bimetallstreifens
und können
diese Buchse vorwärts
bzw. zurück
drehen beim Betätigen
und beim Loslassen des Bremspedals oder bei Betätigung der Handbremse. Das
kann zu einer Verringerung des Spalts zwischen Bremsbacken und Bremstrommel
bis hin zu dessen völligem Verschwinden
führen,
da die Bremsbeläge
stärker herangeführt werden
können,
als es der Verschleiß erfordet.
Als Ergebnis dessen kann eine unkontrollierbare Bremswirkung entstehen,
die einen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs, einen erhöhten Verschleiß von Bremsbacken,
Bremstrommel, Reifen usw. hervorruft.
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Darüber hinaus
stellt die Freilaufkupplung eine komplizierte Baugruppe dar, die
die Kosten der Vorrichtung erhöht
und die Wartungsarbeiten schwieriger gestaltet.
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Die
DE 3402530 C2 beschreibt
eine Trommelbremse mit einem topfartig ausgebildeten Stützlager
7.
Zum Ausgleich von temperaturbedingtem Spiel zwischen Bremstrommel
und Bremsbacken ist dieses Stützlager
nicht geeignet, siehe hierzu die
1 und
2.
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Die
DE 762891 C beschreibt
eine Trommelbremse mit einer Nachstelleinrichtung, deren Stange
30 aus
einem Werkstoff gefertigt ist, dessen Ausdehnungskoeffizient größer ist
als jener der Bremstrommel oder -backe, siehe S2, Z 20–37 und
die einzige Figur.
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Die
DE 2943596 C2 beschreibt
eine Trommelbremse mit Nachstelleinrichtung, wobei die Nachstellstange
9 der
Nachstelleinrichtung an einer omegaförmigen Schlaufe mit einem Dehnungstreifen
15 versehen
ist, um die Wärmeausdehnung
der Bremstrommel zu kompensieren, siehe
2. Zur besseren Wärmeleitung zwischen Bremsbacke
3 und Nachstellstange
9 ist
ein Wärmeleiter
38 vorgesehen,
siehe
1. Die Verschleißnachstellung
erfolgt über
die Klemmvorrichtung
9b,
10a,
11a.
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Das
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer vereinfachten Bremsbaugruppe,
in welcher die notwendige und hinreichende Größe des Spiels zwischen den
Bremsbacken und der Bremstrommel in dem gesamten Bereich der möglichen
Arbeitstemperaturen gewährleistet
ist, die folglich eine Erhöhung der
Verkehrssicherheit ermöglicht.
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Das
Ziel wird dadurch erreicht, dass in der Bremsbaugruppe, die die
Bremsträger,
Bremsbacken, Radzylinder, Stützlager,
Federn, Bremstrommel, eine Nachstelleinrichtung vorzugsweise mit
automatischer Kompensierung des Verschleißes enthält, das erwähnte Stützlager die Funktion des Stützens der
Bremsbacken und die des Thermoreglers vereint; dieses Stützlager
enthält
ein abgerundetes Bördel,
welches vorzugsweise äquidistant
zur zylindrischen Arbeitsfläche
der Bremstrommel platziert wird; zwischen dem Bördel und der Arbeitsfläche ist ein
kleinstmöglicher
Spalt für
den Wärmedurchgang vorgesehen;
dabei ändert
sich die Länge
des Stützlagers
und infolgedessen der Abstand zwischen den Bremsbacken entsprechend
den temperaturbedingten Änderungen
des Durchmessers der Bremstrommel; es ist sowohl eine unmittelbare
als auch eine durch Hebeleinwirkung ermöglichte Wechselwirkung des
Stützlagers
mit den Bremsbacken möglich.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Erfindung ist an Hand dargestellter und beschriebener Ausführungsbeispiele
erläutert.
Es zeigen:
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1:
Bremsbaugruppe – Gesamtansicht.
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2:
Schnitt A-A 1 – Stützlager samt Bördeln.
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3:
Ansicht 1 – eine
Variante der Wechselwirkung des Stützlagers mit den Bremsbacken
mit Hilfe der Hebel.
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4:
Schritt B-B 1 – Anordnung des Bördelns zur
Bremstrommel.
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5:
Ansicht C 1 – Druckstange, mit der Kompensierung
des Verschleißes
der Bremsbacken (der 1. Variante) – mit der Befestigung mit Hilfe einer
Feder.
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6:
Ansicht C 1 (die 2. Variante) -mit der
Befestigung mit Hilfe der Löcher
in den Versteifungsrippen der Bremsbacken.
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Die
Bremsbaugruppe erhält
den Bremsträger 1,
auf dem die Bremsbacken 3 und 4 mit der Möglichkeit
der Wechselwirkung mit dem Radzylinder 2 und mit Stützlagern 8 mit
Hilfe der Rückholfeder 7 und
der Haltefeder 9 montiert sind. Die Bremsbacke 4 enthält den Spannhebel 6 der
Handbremse.
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Zwischen
den Bremsbacken 3 und 4 plaziert sich eine Nachstelleinrichtung 10 für die Kompensirung
des Verschleißes
der Auflagen 3a, 4a der Bremsbacken 3, 4.
Die Nachstelleinrichtung 10 ist beispielweise als eine
Druckstange 10d ausgeführt, auf
welcher ein Gleitstück 10a mit
einer Leiste 10b mit den Federn 10e, 10f montiert
ist. Die Leiste 10b wird mit der Möglichkeit des Verkeilens auf
der Stange 10a bei einer durch die Einwirkung der Rückholfeder
gegen den Uhrzeigersinn erfolgenden Leistendrehung ausgeführt. Der
durch die Rückholfeder
verursachte Rückzug
der Bremsbacken von der Bremstrommel 5 ist durch das Spiel
E zwischen der Leiste 10b und der Fläche 10k des Gleitstücks 10a begrenzt.
Das Spiel E entspricht dem Nominalspiel F zwischen den Bremsbacken 3, 4 und
der Bremstrommel 5. Bei einem Ausbleiben der Rückholfederwirkung 7 ist
die Leiste 10b der Wirkung des Drehmoments M, das aus der
Einwirkung der Federn 10e und 10f auf die Leiste 10b resultiert.
Dabei drückt
die Feder 10c die Druckstange 10d an den Spannhebel 6 und
das Gleitstück 10a an
die Bremsbacke 3.
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Die
Nachstelleinrichtung 10 kann auch als Stange 10d' ausgeführt werden;
dabei steht ein Ende der Stange 10d' in der Wechselwirkung mit dem Spannhebel 6 und
das andere Ende mit der Bremsbacke 3 durch die Keilleiste 10b'. Diese Keilleiste weist
ein abgebogenes Teil 10g für die Wechselwirkung mit der
Lamellenfeder 11 auf; dabei entsteht das Drehmoment M,
das im Uhrzeigersinn gerichtet ist. Die Leiste 10b' besitzt das
abgebogene Teil 10h, das die Leiste 10b' mit der Bremsbacke 3 unter
Verwendung des Splintes 12 verbindet. Bei der Einwirkung
der Rückholfeder 7 entstehen
die Spiele E1 und E2,
deren Summe dem notwendigen und hinreichenden Spiel F zwischen den
Bremsbacken 3, 4 und der Bremstrommel 5 entspricht.
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Der
Stützlager 8 vereint
die Funktion des Stützens
der Bremsbacken 3, 4 und die des Thermoreglers
des Abstands zwischen ihnen und folglich des Spieles F.
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Der
Stützlager 8 wird
vorzugsweise als ein gestanztes Teil hergestellt und wird auf dem
Bremstäger 1 befestigt,
zum Beispiel mit Hilfe zweier Nieten 13, welche auf der
Symmetrieachse der Bremsbaugruppe platziert werden. Der Stützlager 8 enthält das Bördel 8a,
welches äquidistant
zur inneren zylindrischen Arbeitsfläche der Bremstrommel mit dem kleinstmöglichen
Spalt G angeordnet wird. Die seitlichen symmetrischen Teile 8b und 8c weisen
ein Spiel H zum Bremsträger 1 für eine freie
Anpassung bei temperaturbedingten Änderungen der Längen auf. Die
Teile 8b und 8c besitzen Absätze 8d und 8e zur Gewährleistung
einer Wechselwirkung mit den Bremsbacken 3 und 4 sowie
Absätze 8f und 8g zur Begrenzung
der möglichen
Bremsbackenbewegung quer zur Bremsträgerebene.
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Möglich ist
Wechselwirkung des Stützlagers 8 mit
den Bremsbacken 3, 4 mittels der Hebel 14 mit Hilfe
der Stützen 1a, 1b auf
dem Bremsträger 1.
Die Hebel 14 haben die Hebelarme K und L. Diese Hebel verstärken die
temperaturbedingten Verschiebungen der Bremsbacken 3, 4.
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Zwischen
dem Stützlager 8 und
dem Bremsträger 1 ist
eine Wärmedämmung z.B.
mit Hilfe einer Wärmedämmdichtung 15 möglich.
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Der
Stützlager 8 enthält ein ovales
Loch 8k für
die Wärmeverstellungen
des Bördel 8a synchron mit
den Wärmeverstellungen
des Durchmessers T der Bremstrommel 5.
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Die
Bremsbaugruppe funktioniert wie folgt:
In der Ausgangsstellung
liegt folgendes Verhältnis vor: T = R + 2S + 2F(1), wobei
- T
- – Durchmesser der Arbeitsfläche der
Bremstrommel 5,
- R
- – Länge des Stützlagers 8;
- S
- – Größe der Bremsbacken 3, 4 der
Breite nach;
- F
- – die notwendige und hinreichende
Größe des Spiels
zwischen den Arbeitsflächen
der Bremsbacken 3, 4 und der Bremstrommel 5.
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Beim
Bremsen erfolgt eine reibungsbedingte Erwärmung im Kontakt der Bremsbacken 3, 4 und der
Bremstrommel 5. Deshalb nehmen die Größen der Bestandteile entsprechend
zu. Die grösste
Vergrößerung weist
die Bremstrommel 5 auf, da sie den größten Durchmesser T unter allen
weiteren Bestandteilen hat. Dieser erhöht sich auf ⌀T + ΔT.
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Gleichzeitig
entsteht der Wärmedurchgang durch
den kleinstmöglichen
Spalt G vor der Bremstrommel 5 zum Stützlager 8 über das
Bördel 8a.
Seine Länge
wird R + 2Δt.
Infolge dessen schieben sich die Bremsbacken 3, 4 zusammen
mit einer Vergrößerung der
Bremstrommel 5.
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Nach
der Beendigung des Bremsvorganges findet ein Abkühlen und eine daraus resultierende Durchmesserabnahme
statt, die synchron zur entsprechenden Rückführung der Bremsbacken verläuft, wodurch
eine Verkleinerung des Spiels F ausgeschlossen wird, das somit weiterhin
die notwendige und hinreichende Größe aufweist.
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Eine
genauere Temperaturregulierung des Spiels F wird erreicht mit Hilfe
der Hebel 14 entsprechend folgendem Verhältnis: Δt1/Δt
= L/K
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- Δt1
- – temperaturbedingte Verschiebung
unteren Endes der Bremsbacken 3, 4.
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Dabei
kompensiert die Nachstelleinrichtung 10 den Verschleiß der Auflagen 3a, 4a sowie
auch anderer Bestandteile z.B. auf Grund der Verschiebung der Leiste 10e (10g) über die
Stange 10d (10d') je
nach Verschleiß mit
anschließendem
Verkeilen.
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Die
Erfindung erhöht
die Verkehrssicherheit in Folge der Stabilisierung des Spiels in
den Bremsen in dem gesamten Bereich möglicher Arbeitstemperaturen.
Folglich wird auch der Hub des Bremspedals stabilisiert.
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Dabei
vereinfacht und verbilligt sich die Bremsbaugruppe auf Grund der
Vereinigung der Funktion des Stützlagers 8 mit
der des Thermoreglers, wodurch der Einsatz teurer Bauteile, Baugruppen
und Werkstoffe ausgeschlossen wird.