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Vorrichtung an hydraulischen Bremsen zum selbsttätigen Nachstellen
des Spieles der Bremsbacken, insbesondere für Motorfahrzeuge Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung an hydraulischen Bremsen zum selbsttätigen Nachstellen des Spieles
der Bremsbacken insbesondere für Motorfahrzeuge.
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Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zum selbsttätigen Nachstellen
des Spieles der Bremsbacken in hydraulischen Bremssystemen bekanntgeworden. Bei
diesen Vorrichtungen werden durch Reibung festgehaltene, im Radbremszylinder angeordnete
Einstellmittel verwendet, welche die durch Abnutzung des Bremsbelages jeder Backe
entstehende Vergrößerung des Bewegungsspieles derart ausgleichen, daß zwischen dem
Bremsbelag und der Reibfläche der Trommel praktisch immer der gleiche Zwischenraum
eingehalten wird. Bei ihnen finden Spreizkolben Verwendung, in deren Ausnehmungen
Organe sitzen, welche auf Grund ihrer Elastizität durch Reibung an der Innenwand
des Radbremszylinders festgehalten werden, wobei zwischen den Spreizkolben und den
durch Reibung festgehaltenen Einstellmitteln eine Axialbewegung bloß in dem zur
entsprechenden Absetzung der Backen von der Bremstrommel notwendigen Umfange des
Spieles möglich ist und die Einstellmittel an die Wand des Radbremszylinders mit
solcher Kraft angedrückt werden, daß sie nicht durch den Zug der die Bremsbacken
verbindenden Rückholfeder, sondern bloß durch die Kraft des Druckmediums verschoben
werden können.
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Es ist bereits eine Nachstellvorrichtung an hydraulischen Bremsen
vorgeschlagen worden, die die Formänderungen berücksichtigt, welche einerseits durch
die Wärmeeinwirkung beim Bremsen entstehen und andererseits durch die Bremsbelastung
infolge der Elastizität der Bestandteile des Bremsmechanismus verursacht werden.
Die Einstellmittel der vorgeschlagenen Nachstellvorrichtung haben die Form eines
mit dem Bremsschild verbundenen Gesperres, welches die Bremsbacken durch das Spiel
von Bolzen in Löchern beim überschreiten eines bestimmten Bewegungsspieles nachzustellen
gestattet. Hierbei ist das Spiel der Backen in den Löchern nur für die Belastungsdehnung
der Bremstrommel bemessen. Die Wärmedeformation der Trommel wird auf andere Weise
kompensiert, und zwar dadurch, daß infolge der Wärmebeeinflussung des nahe der Reibfläche
der Trommel angeordneten Gesperres die Nachstellglieder sich ausdehnen und infolgedessen
den Anfangs-und Endpunkt des Spieles der Bolzen in den Löchern nach außen verlegen,
so daß für die Wärmedehnung der Trommel ein zusätzlicher Weg geschaffen wird, den
die Bremsbacke bis zur Anlage an die Trommel ungehindert durchlaufen kann. Das zwischen
den Backen und den Löchern vorhandene Spiel selbst wird durch diesen zusätzlichen
Weg nicht vergrößert.
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Die vorliegende Erfindung verfolgt einen anderen Weg. Sie geht von
der bekannten Nachstellvorrichtung aus, deren im Radbremszylinder angeordnete Einstellmittel
durch Reibung festgehalten werden und bei der die oben beschriebene, aus Spreizkolben
und Spreizring bestehende Kombination Verwendung findet. Sie besteht darin, daß
das axiale Bewegungsspiel zwischen den Stirnflächen der Einstellmittel und den Stirnflächen
der Ausnehmungen der Kolben um das Maß der durch die Elastizität und Wärmeausdehnung
des Materials hervorgerufenen Deformation der Bestandteile des Bremsmechanismus
vergrößert ist. Es wird also im Gegensatz zu dem obenerwähnten Vorschlag ein axiales
Bewegungsspiel verwendet, welches so groß ist, daß es sowohl die Elastizität als
auch die Wärmeausdehnung des Materials zugleich berücksichtigt.
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Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung liegt der durch
Reibung festgehaltene Umfang der Spreizringe an der Wand des Radbremszylinders mit
größtem Druck mit seiner mittleren Zone an, welche gegen den Umfangsrand und zweckmäßig
gegen
die übrigen Reibkanten abgerundet oder abgeschrägt ist.
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Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten eingangs erwähnten
Vorrichtungen. Während bei den bekannten, konstruktiv häufig komplizierten Vorrichtungen
die Einstellmittel ständig den unmittelbaren Stößen der Spreizkolben ausgesetzt
waren, wodurch die Reibflächen abgenutzt wurden und die Einstellmittel in kurzer
Zeit ihren Halt verloren, berühren bei der Vorrichtung nach der Erfindung während
des normalen Bremsens die Spreizkolben überhaupt nicht die Einstellmittel. -Zu einer
tatsächlichen Nachstellung kommt es nur von Zeit zu Zeit bei einem zufälligen, sich
jedoch in bestimmten Zeiträumen immer wieder wiederholenden maximalen Niederdrücken
des Bremspedals, wobei der Spreizkolben in radialer Richtung die Einstellmittel
niemals berührt. Dadurch gewährleistet die Erfindung Sicherheit und lange Lebensdauer
der Vorrichtung im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen, welche aus den erwähnten
Gründen unverläßlich waren und nach kurzer Zeit unbrauchbar wurden.
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Die beschriebene besondere Ausbildung des Reibumfanges der Einstellmittel
nach der Erfindung hat nicht nur den Vorteil, daß sich diese Organe in den Radbremszylinder
leichter einführen lassen, sondern der auf die mittlere Zone des Reibumfanges konzentrierte
maximale Druck trägt auch den gewonnenen Erfahrungen gemäß zur Erhöhung und Verläßlichkeit
der Reibwirkung bei. .
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Durch Ersatz der bisher verwendeten durch eine zwischen ihnen angeordnete
Feder voneinander gedrückten Spreizkolben gegen Kolben mit Friktionsringen nach
der Erfindung, kann man bei jedem Fahrzeug mit normalisierten hydraulischenRadbremszylindern
das Nachstellen des Spieles der Bremsbacken in schneller, billiger und einfacher
Weise automatisieren.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Es zeigt Fig. 1 den Radzylinder in Bremsstellung im Längsschnitt, Fig.
2 den Radzylinder in gelöster Stellung im Längsschnitt und Fig. 3 den Reibungsstützring
der selbsttätigen Regelung im Querschnitt und in Seitenansicht.
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Der hydraulische Zylinder 1 üblicher Bauart hat in der Mitte eine
gebohrte Öffnung 2 und eine Entlüftungsöffnung 3. In den Zylinder 1 sind Arbeitskolben
4 eingesetzt und mit Dichtungsringen 5 abgedichtet. Die Kolben 4 weisen an der der
Flüssigkeit zugekehrten Seite einen zapfenartigen Ansatz 6 auf. Auf den Ansatz 6
jeden Kolbens 4 ist ein Spreizring 7 frei aufgesetzt, der durch eine Anschlagssicherung
8 gehalten wird. Die Anschlagssicherung 8 ist als eine auf den Kolbenansatz 6 aufgeschraubte
Büchse 9 ausgebildet, welche an einer Seite mit einem Kopf 10 versehen ist.
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Der Spreizring 7 (s. Fig. 3) hat einen etwas größeren Durchmesser
als die Zylinderbohrung, so daß er in den Zylinder 1 mit einem bestimmten Druck
gepreßt werden muß. Sein äußerer zylindrischer Teil 11 ist nach beiden Seiten bei
12 zwecks Erleichterung des Einschiebens in den Zylinder abgeschrägt. In dem Ring
7 ist eine Ausnehmung 13 vorgesehen, in die der Kopf 10 der Anschlagsicherung 8
frei eingreift. Die Länge 14 von der Seite 13 zur Seitenkante
15 ist kleiner als die Länge des Schaftes der. Büchse 9, so daß in zusammengebautem
Zustand der Ring 7 sich auf dem Kolben 4 mit einem seitlichen Spiel 16 frei bewegen
kann. Der Ring 7 kann nach dem Drehen an einer Stelle 23 geschlitzt oder oval geformt
werden, um die erforderliche Federwirkung zu erhalten. Der größere Durchmesser des
zylindrischen Teiles 11 gegenüber der Bohrung des Zylinders 1 bezweckt, daß der
Ring 7 als ein federndes und gleichzeitig als Reibungs-Bremselement wirkt.
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Der Bremszylinder 1 ist in an sich bekannter Weise zwischen die Bremsbacken
19, 20 eingeschaltet, die durch die Kraft der Rückholfeder 18 in die Lösestellung
zurückgezogen werden. Die zum Verschieben des Ringes 7 erforderliche Kraft muß etwas
größer als die Rückziehkraft 17 der Feder 18 sein.
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Die Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Bei gelöster Bremse ist zwischen
der Bremstrommel 21 und den Bremsbacken ein zur Drehung erforderliches Spiel 22
vorhanden. Im Augenblick des Bremsens (Fig. 1) wird durch die Öffnung 2 dem Bremszylinder
1 Druckflüssigkeit zugeführt, die die Kolben 4 auf beiden Seiten bis zum völligen
Andrücken der Bremsbacken an die Bremstrommel auseinanderdrückt. Bei der Bewegung
der Kolben nimmt die Anschlagsicherung 8 den Ring 7 mittels des sich an die Seite
13 des Ringes 7 legenden Kopfes 10 mit. Beim Bremsen ist das Spiel 16 an der Außenseite
der Ringe 7 vorhanden (Fig. 1). Beim Lösen der Bremsen entweicht die Flüssigkeit
unter dem Druck der Rückholfeder 18 durch die Öffnung 2 in den Hauptbremszylinder,
bis die Kolben 4 gegen die Außenkante des Ringes 7 anliegen (s. Fig. 2), wodurch
sich das Spiel 16 von der Außenseite an die Innenseite überträgt. Dieses Bewegungsspiel
16 bestimmt die Größe des eingestellten Zwischenraumes zwischen den Bremsbacken
und der Bremstrommel. Der Ring 7 setzt durch seine Federkraft eine Bewegung in der
Zylinderbohrung einen Reibungswiderstand entgegen, welcher den Kolben nicht weiterbewegen
läßt. Bei jedem erneuten maximalen Niedertreten der Bremse wird der Ring 7 ganz
wenig um die Differenz der Abnutzung des Bremsbelages verschoben, so daß er stets
das gleiche Spiel zwischen der Trommel und den Bremsbacken aufrechterhält.
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Die Bremsflüssigkeit im gesamten Zylinderraum ist durch die Öffnung
2 mit dem Ausgleichsbehälter des Hauptdruckzylinders frei verbunden, so daß auch
jeglicher Zuwachs der Flüssigkeit infolge Einwirkung von erhöhter Temperatur keinerlei
Einfluß auf die Größe und Einstellung des Spieles ausübt, da der Flüssigkeitsüberschuß
stets durch die Öffnung 2 entweichen kann.
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Die richtige Einstellung aller Bremsbacken erfordert lediglich ein
stärkeres Niedertreten des Bremspedals, wodurch der ganze Mechanismus der Bremsbacken
sowie der Bremstrommel gebührend belastet und auseinandergespreizt wird. Durch dieses
erste starke Niedertreten nimmt der selbsteinstellbare Mechanismus den Ring 7 in
die äußerste Bremsstellung mit, die auch elastische Deformationen des Bremssystems
und der Bremsbacken einschließt, nach Loslassen des Bremspedals bleibt das normale
Spiel eingestellt. Durch Versuche wurde bestätigt, daß die Reibungskraft des Ringes
in einer von der Flüssigkeit erfüllten Umgebung aufrechterhalten bleibt und weder
Deformationen noch ein Abdrücken der Zylinderfläche verursacht. Die bedeutende Ausdehnung
der Flüssigkeit durch erhöhte Temperatur beeinflußt keineswegs
die
Größe des eingestellten Spieles, denn die Flüssigkeit kann aus dem ganzen Raum durch
die Füllöffnung 2 frei entweichen.
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Die Erfindung bringt insbesondere die folgenden Vorteile: Das normale
Spiel zwischen der Bremsbacke und der Bremstrommel wird selbsttätig bei jedem maximalen
Niedertreten des Bremspedals dauernd und wiederholt eingestellt. Infolge der Gewährleistung
eines stets minimalen Spiels der Bremsbacken wird auch der durch den Hub des Niedertretens
des Pedals gegebene Bedarf an Bremsflüssigkeit verringert. Dies ermöglicht eine
Erhöhung des Verhältnisses der hydraulischen Übersetzung, d. h., daß ein Hauptzylinder
mit einem kleineren Kolbendurchmesser verwendet werden kann. Die Folge davon ist
entweder die Verlangsamung eines gleichen Fahrzeuges durch eine kleinere Kraft,
oder die ursprüngliche Kraft kann schwerere Fahrzeuge, die bereits eine Servobremse
(Luftservobremse) erfordern, bremsen.
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Die selbsteinstellbaren Vorrichtungen gemäß der Erfindung können in
alle bestehenden Garnituren ohne jegliche Änderung von fertigen Zylindern und Bremsbacken
montiert werden. Die bisher verwendeten mechanischen Vorrichtungen zur Handregulierung
entfallen. Der ganze Mechanismus ist äußerst einfach und bleibt im Innern des Bremszylinders
verschlossen, wodurch er gleichzeitig gegen Beschädigung geschützt wird.
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Die Betätigung der Handbremse beeinflußt weder die Tätigkeit der Dichtungen
noch die Größe des sich selbsteinstellenden Spiels. Die selbsttätige Nachstellvorrichtung
gemäß der Erfindung ist bedeutend billiger als das bisherigeEinstellen mitHand und
billiger als die bisherigen selbsttätigenNachstellvorrichtungen.
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Anstatt der Schraubenmutter oder des Körpers 9 mit dem Flansch oder
Kopf 10 kann eine direkte Lagerung des Reibungsringes 7 in eine Rille im Kolben
vorgenommen werden, oder der Ring kann durch eine Stemmplatte, gegebenenfalls in
der Form eines kegelförmigen Sternes oder durch einen ähnlichen kreisförmigen Reibungskörper
ersetzt werden. Der Reibungsring 7 kann auch in den Zylinder 1 eingebettet werden
und auf die Außenfläche des Kolbens 4