-
Nachstellvorrichtung für Innenbackenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Bei Innenbackenbremsen ist es wesentlich, daß der bei gelöster Bremse zwischen Bremsbelag
und Bremstrommel bestehende kleine Abstand auch bei fortschreitender Abnutzung des
Bremsbelages unverändert aufrechterhalten wird. Um eine selbsttätige Nachstellung
der Bremse in Abhängigkeit vom Verschleiß des Bremsbelages zu erzielen, sind Vorrichtungen
entwickelt worden, deren Hauptbestandteil eine in einer Richtung wirksame Reibungskupphing
ist. Bei einer bekannten Ausführung enthält eine derartige Reibungskupplung zwischen
dem Bremsschild und der zugehörigen Breinsbacke relativ bewegliche Teile, von denen
einer gegenüber dem Bremsschild undrehbar ist und ein anderer, beweglicher Teil
in mitnehmender, einen toten Gang aufweisender Verbindung mit der Bremsbacke steht.
Zwischen den relativ zueinander beweglichen Kupplungsteilen lassen sich eine oder
mehrere Reibscheiben od. dgl. vorsehen.
-
Bei einer anderen Nachstellvorrichtung ist an der Bremsbacke ein einen
Reibungskörper bildender Kolben angelenkt, der von einer mit dem Bremsbackenhalter
verbundenen Hülse umgeben ist. Dabei wird normalerweise die Bewegung der Bremsbacke
durch die Elastizität des Kolbens aufgenommen, ohne daß sich dieser in der Hülse
verschiebt. Erst bei einer Abnutzung des Bremsbelages und demzufolge größer werdender
Bewegung der Bremsbacke wird der Kolben mitgenommen und nimmt eine neue Stellung
in der Hülse ein.
-
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, an zwei sich gegenüberliegenden
Bremsbacken jeweils Laschen unter Belassung eines toten Ganges zu befestigen. Die
den Bremsbacken abgewandten Enden der Laschen kreuzen sich und sind an der Kreuzungsstelle
durch einen Längsschlitz in den Laschen durchgreifende Bolzen mit Mutter verbunden,
wobei zwischen den Laschen und der Mutter eine Druckfeder vorgesehen ist, so daß
ein Reibungsschluß entsteht.
-
Die vorstehend erläuterten Vorrichtungen gestatten ein Nachstellen
der Bremse im Betrieb. Sie bieten jedoch keine Möglichkeit, den Fahrzeugführer selbsttätig
und in einfacher Weise auf das Erreichen eines bestimmten kritischen Verschleißzustandes
aufmerksam zu machen. Der Abnutzungsgrad des Bremsbelages läßt sich nur dadurch
feststellen, daß jeweils eine besondere überprüfung der Vorrichtung vorgenommen
wird. Um dies zu erleichtern, können bei einer bekannten Vorrichtung auf den relativ
zueinander beweglichen Teilen einer Reibungskupplung Strichmarkierungen angebracht
sein. Eine solche Kontrolle muß mit großer Regelmäßigkeit durchgeführt werden, wenn
sie ihren Zweck erfüllen soll.
Dieses Vorgehen ist jedoch zeitraubend und
unbequem und kann in vielen Fällen keine ausreichende Gewähr dafür bieten, daß die
größte zulässige Ab-
nutzung des Breinsbelages rechtzeitig erkannt wird und
Schäden vermieden werden.
-
Es ist weiterhin eine Nachstellvorrichtung für Innenbackenbremsen
bekannt, bei der ein absatzweises Nachstellen mit Hilfe einer verschiebbaren Zahnstange
und einer in deren Zähne einrastenden Klinke bewirkt wird. Die Unterseite der Zahnstange
weist einen Sperrbolzen auf, der im Zahnstangengehäuse gleitend gelagert ist und
durch eine Druckfeder an der Zahnstange anliegend gehalten wird., Sobald der Bremsbelag
einen vorbestimmten Abnutzungswert erreicht hat und die Zahnstange entsprechend
weit aus dem Gehäuse verschoben worden ist, rastet der Sperrbolzen in die Ausnehmun-
ein und verhindert ein weiteres Nachstellen der Bremsbacke. Es wird außerdem hierbei
ein Kontakt zum Einschalten einer Anzeigelampe betätigt, die am Instrumentenbrett
des Fahrzeuges vorgesehen ist. Eine solche Nachstellvorrichtung
ist
in ihrem Aufbau verhältnismäßig kompliziert. Auch kann ihre Betriebssicherheit durch
Verschmutzungen und auftretenden Verschleiß sehr leicht in Frage gestellt werden.
-
Optische und akustische Signaleinrichtungen für nicht selbsttätig
nachstellbare Fahrzeugbremsen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So ist
z. B. vorgeschlagen worden, ein stufenförmiges Kontaktstück im Bremsbelag selbst
unterzubringen, welches normalerweise auf der Breinstrommeloberfläche schleift,
nach entsprechender Abnutzung jedoch durch eine Feder zurückgezogen wird und über
die Bremsbacke einen dauernden Kontakt herstellt. Bei einer anderen Vorrichtung
ist am Bremspedal ein Balg angebracht, der bei tiefem Niedertreten des Bremspedals
zusammengedrückt wird, wobei durch die ausströmende Luft ein Pfeifton erzeugt wird.
Das Bremspedal kann ferner in einer bestimmten Stellung über eine Feder einen Kontakt
für eine Signallampe schließen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, an einer
Bandbremse einen Zylinder mit Kolben vorzusehen und die bei Betätigung der Bremse
aus dem Zylinder verdrängte Flüssigkeit in ein Schauglas zu leiten.
-
Schließlich ist noch eine mittels Pedal betätigte hydraulische Scheibenbremse
bekannt, bei der ein nachgiebiger Anschlag für einen den Bremsbelag tragenden, in
einem Zylinder verschiebbaren Kolben vorgesehen ist. Ist der Bremsbelag bis zu einem
bestimmten Wert abgenutzt, so kommt der Kolben beim Bremsvorgang zur Anlage an dem
Anschlag. Durch Aufbringen eines zusätzlichen Bremsdruckes kann der Widerstand des
nachgiebigen Anschlages überwunden werden, so daß auch weiterhin ein Bremsen möglich
ist. Das Erzeugen des zusätzlichen Bremsdruckes erfordert einen größeren Weg des
Bremspedals, so daß der Fahrer hieran merkt, daß der Bremsbelag abgenutzt ist und
erneuert werden muß.
-
Mit der Erfindung wird nun ein neuer Weg zur Schaffung einer Nachstellvorrichtung
für Innenbackenbremsen beschritten, bei welcher zum selbsttätigen Nachstellen eine
in einer Richtung wirksame Reibungskupplung vorgesehen ist, die zwischen dem Bremsschild
und der zugehörigen Bremsbacke relativ zueinander bewegliche Teile aufweist, von
denen ein Teil gegenüber dem Bremsschild undrehbar ist und ein anderer, beweglicher
Teil in mitnehmender, einen toten Gangs aufweisender Verbindung mit der Bremsbacke
steht. Gemäß der Erfindung weisen bei einer solchen Vorrichtung die relativ zueinander
beweglichen Kupplungsteile auf den einander zugekehrten Stirnseiten abwechselnd
Vorsprünge und Vertiefungen auf. Diese Vorsprünge und Vertiefungen sind dabei so
angeordnet, daß bei normalem Betriebszustand der Bremse jeweils die Vorsprünge mit
Reibungsschluß unter einstellbarer Vorspannung aneinander anliegen, wobei die durch
die Vorspannung bedingte Reibungskraft größer als die von den Rückholfedem auf den
beweglichen Kupplungsteil ausgeübte Rückstellkraft, jedoch kleiner als die zur Betätigung
der Bremsbacken verfügbare Kraft ist, und daß nach überschreiten eines vorbestimmten
Abnutzungswertes des Bremsbelages jeweils ein Vorsprung des einen Kupplungsteiles
in eine Vertiefung des anderen Kupplungsteiles eingreift, wodurch die Reibungsverbindung
zwischen beiden Kupplungsteilen aufgehoben ist und der bewegliche Kupplungsteil
durch die Rückholfedern nach jeder Bremsbetätigung in die Stellung zurückgeführt
wird, in der benachbarte Seitenflächen der Vorsprünge in gegenseitiger Anlage sind.
-
Hierdurch ist eine sehr zweckmäßige, leicht herstellbare und betriebssichere
selbsttätige Nachstellvorrichtung geschaffen, die sich gegenüber bekannten, nach
Art einer Reibungskupplung arbeitenden Vorichtungen auch dadurch besonders auszeichnet,
daß bei ihr mit ganz einfachen Mitteln eine Sicherheitswirkung erzielt wird. Nach
überschreiten eines bestimmten Abnutzungswertes des Bremsbelages wird ein weiteres
Nachstellen der Bremse zuverlässig dadurch verhindert, daß die Reibungsverbindung
zwischen den Kupplungsteilen selbsttätig aufgehoben wird. Dies ist eine sehr einfache
und zweckdienliche Maßnahme. Von Vorteil ist dabei weiterhin, daß der eine Erneuerung
des Bremsbelages erforderlich machende Betriebszustand beim Betätigen des Bremspedals
unmittelbar erkennbar ist, ohne daß es hierzu aufwendiger Maßnahmen bedarf. Infolge
ihres einfachen und verhältnismäßig wenig Platz beanspruchenden Aufbaues kann die
erfindungsgemäße Vorrichtung auch leicht nachträglich in vorhandene Fahrzeuge eingebaut
werden.
-
Die Vorsprünge weisen zweckmäßig die Form von Kreisringstücken auf,
deren Zentriwinkel kleiner ist als der Zentriwinkel der Vertiefungtn.
-
Die Befestigung des beweglichen Kupplungsteiles am Bremsschild enthält
ein nachgiebiges Element zur Einstellung der Reibungskraft zwischen den normalerweise
aneinander anliegenden Vorsprüngen der Kupplungsteile, welches sich entspannt, wenn
die Vorspränge außer Anlage kommen und in die Vertiefungen einrasten.
-
Eine vorteilhafte Befestigung des beweffichen Kupplungsteiles wird
durch einen Schraubenbolzen, eine Federscheibe od. dgl. und eine am beweglichen
Kupplungsteil gegen Verdrehung gesicherte Kronenmutter bewirkt. Durch Drehen des
Bolzens fläßt sich das Federelement verformen und dadurch die gewünschte Reibungskraft
einstellen. Zur Sicherung der Lage des Bolzens dient zweckmäßig ein den Bolzen und
die Kronenmutter durchgreifender Stift, Splint od. dg#.
-
Die mitnehmende Verbindung zwischen dem beweglichen Kupphingsteil
und der zugehörigen Bremsbacke erfolgt durch einen an dem beweglichen Kupplungsteil
paraalel zu dessen Drehachse angebrachten Stift, dessen Durchmesser so gewählt ist,
daß er mit Spiel in einen an der Bremsbacke vorgesehenen Schlitz eingreift.
-
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Fig. l_ ist die Ansicht einer hydraulisch betätigten Bremse-mit
der Vorrichtung nach der Erfindung; Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt der in Fig.
1 dargesteHten Bremse nach der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig.
3 ist eine perspektivische Wiedergabe der Bremse nach Fig. 1 mit abgenommener
Trommel; Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht des Bremsschildes und zeigt
herausgezeichnet in perspektivischer Wiedergabe die verschiedenen Teile der Nachstellvorrichtung.
-
Die hydraulisch betätigte Innenbackenbremse 10
weist eine Bremstrommel
12, die auf Drehung mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrad verbunden werden kann,
sowie ein Paar von Bremsbacken 14
und 16 auf, von denen jede mit
einem Bremsbelag 18 versehen ist. Die Bremsbacken 14, 16 sind gegenüber einem starr
an einem Bremsschild 22 befestigten Ankerstück 20 bewegbar und werden an ihren oberen
Enden durch Kolben betätigt, welche sich in einem hydraulischen Zylinder 24 befinden.
Die Kolben können sich nach entgegengesetzten Richtungen verschieben, um so die
Backen um die an dem Ankerstück 20 befindlichen Widerlager 26 und 28 zu bewegen,
wobei die Bremsbeläge 18 zur bremsenden Anlage mit der Trommel 12 kommen. Ein Paar
von Rückholfedem 30 und 32 ist in üblicher Weise zwischen den Schenkeln der Bremsbacken
angeordnet, um die Bremsbacken in die Ruhestellung zurückzuziehen, wenn der hydraulische
Druck im Zylinder 24 aufgehoben wird. Unter Federwirkung stehende Backenhalter 34
weisen Zapfen 36 auf, welche öffnungen im Bremsschild 22 durchgreifen, und dienen
zur Aufrechterhaltung einer festgelegten Querlage jeder der Backen in der Trommel.
Die bisher beschriebene Einrichtung ist allgemein bei den üblichen Bauformen von
Bremsen anzutreffen und bildet keinen Teil der Erfindung.
-
Bei einer Bremse der vorgenannten und in Fig. 1 dargestellten Art
ist für jede Bremsbacke eine mit dieser zusammenwirkende Nachstellvorrichtung gemäß
der Erfindung vorgesehen, wie sie nachfolgend beschrieben wird.
-
Ein beweglicher Kupplungsteil 40 mit einer vorstehenden Nase 44 ist
an dem Bremsschild 22 mit einem Bolzen 52 und einer Kronenmutter 54 drehbar befestigt.
Parallel zu dem Bolzen 52 ist an der Nase 44 ein nach außen vorstehender Stift 42
fest angebracht. Der Kupplungsteil 40 weist eine ringförmige, geteilte Oberfläche
46 zur Bildung radial nach außen verlaufender, in abwechselnder Reihenfolge angeordneter
Vorsprünge 48 und Vertiefungen 50 von im wesentlichen trapezförmiger Gestalt auf.
Auf der Innenfläche des Bremsschildes 22 und vorzugsweise einstückig mit diesem
ist ein vorspringender zylindrischer Kupplungsteil 55 fest angebracht, der an seiner
Stirnseite ebenfalls in abwechselnder Reihenfolge mit Vorsprüngen 56 und
Vertiefungen 58 der gleichen Form wie die Vorsprünge 48 und Vertiefungen
50 versehen ist. Zusammegebaut liegt die Kronenmutter 54 an Senkrechtflächen des
Teiles 40 an, so daß der Bolzen 52 in gewünschter Weise ohne Bewegung der Kronenmutter
54 eingestellt werden kann. Zwischen dem Kopf des Bolzens 52 und dem Bremsschild
22 ist eine Federscheibe 60 angeordnet. Der Bolzen 52 kann so eingestellt
werden, daß er die Scheibe 60 flachzudrücken bestrebt ist, so daß eine vorbestimmte
Kraft die Vorsprünge 48 und 56 in reibender Anlage hält. In einer so eingestellten
Lage kann ein Stift 62 durch die Kronenmutter 54 und eine Querbohrung in dem Bolzen
52 gesteckt sein, um die eingestellte Lage gegenüber dem Kupplungsteil 40 während
einer Betätigung der Bremse aufrechtzuerhalten.
-
Wenn die Nachstellvorrichtung mit der Bremse zusammengebaut ist und
noch kein Verschleiß des Bremsbelages eingetreten ist, durchgreift der vorstehende
Stift 42 einen Schlitz 66 in dem Schenkel der Bremsbacke, und die Vorsprünge 48
und 56 der Kupplungsteile 40 bzw. 55 hegen in vollständiger Oberflächenberührung
gegeneinander an, wie es in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Aus Fig. 1 und 2 ergibt sich,
daß der Durchmesser des Stiftes 42 kleiner als die Schlitzweite ist. Der Unterschied
in den Abmessungen des Stiftes und des Schlitzes beläuft sich auf einen vorbestimmten
Betrag, welcher dem gewünschten Abstand zwischen der Backe und der Trommel proportional
ist. Es gehört zur Wirkungsweise der selbsttätigen Nachstellvorrichtung, den Abstand
zwischen Bremsbelag und Trommel so lange konstant zu halten, wie die Vorsprünge
48 und 56 in gegenseitiger Anlage gehalten werden. Der erwähnte Maßunterschied zwischen
dem Stift 42 und dem Schlitz 66 ist durch den Buchstaben a angedeutet, während
der Abstand zwischen Bremsbelag und Trommel durch den Buchstaben b kenntlich gemacht
ist.
-
Der Einstellbereich des Bolzens 52, innerhalb dessen die Nachstellvorrichtung
in der Lage ist, den Verschleiß des Belages auszugleichen, ist verhältnismäßig groß,
da der Bolzen jeweils in eine Lage gebracht werden kann, in welcher die Feder eine
Reibungs-oder Haltekraft zwischen den Vorsprüngen hervorruft, welche größer ist
als das Kraftmoment, welches durch die Rückholfedern 30 und 32 erzeugt
wird. Die Betätigungskraft des Bremskolbens muß stets größer als die größte vorhandene
Reibungskraft sein.
-
Befindet sich die Nachstellvorrichtung in der in den Zeichnungen veranschaulichten
Stellung, so bewirkt eine Beaufschlagung des Zylinders 24 eine Anlage zwischen dem
Bremsbelag und der Trommel in dem Augenblick, wenn die rechte Seite des Schlitzes
66 zuerst die. angrenzende Seite des Stiftes, 42 nach Zurücklegen des Abstandes
a berührt. Das Freigeben der Bremse ermöglicht den Rückholfedem 30 und
32
die Bremsbacke 16 in die in Fig. 1 dargestellte Lage zurückzuführen.
Vorausgesetzt, daß noch kein Verschleiß des Belages eingetreten ist, ist zu dieser
Zeit die Stellung des Kupplungsteiles 40 die gleiche, wie sie vor der Betätigung
der Bremse war, well die Rückholfedern nicht die Reibungskraft zwischen den Vorsprüngen
48 und 56 überwinden können. Es ist klar, daß unter diesen Umständen keine
nennenswerte Kraft gegen den Stift 42 durch die angrenzende Seite des Schlitzes
66 ausgeübt wird, da das Bremslüftspiel b und die Größe des Totweges
a proportional sind.
-
Wenn der Bremsbelag 18 durch die häufige Benutzung der Bremse
zu verschleißen beginnt, dann wächst der Abstand b, und der Zylinder 24 muß
die Backe 16 um eine größere Strecke als den Abstand a bewegen, um ein Ansprechen
der Bremse zu bewirken. Hierbei berührt die innere Seite des Schlitzes
66
den Stift 42 und bewirkt eine Drehung des Kupplungsteiles 40, des Bolzens
52 und der Kronenmutter 54, bis der Belag 18 die Bremstrommel berührt.
Hierdurch ergibt sich eine neue Stellung des Kupplungsteiles 40, so daß der Abstand
a wieder proportional dem Abstand b ist, bis der nächste Verschleißzuwachs
des Bremsbelages eine weitere Betätigung der Backe zuläßt, um wiederum eine Drehung
des Kupplungsteiles 40 um ein geringes zusätzliches Maß zu verursachen. Hierdurch
bewegen sich Kupplungsteil 40 und Stift 42 in äußerst kleinen Beträgen zur Bremstrommel
hin, wie es jeweils der Abnutzung des Bremsbelages entspricht. Da die Bremsrückholfedern
die Reibungskraft nicht überwinden können, welche die eingestellte Stellung des
Kupplungsteiles 40 und des Stiftes 42 aufrechterhalten will, wird der Totweg a proportional
dem Bremslüftspiel b gehalten. In dieser Weise ist die Bremse selbsttätig
nachstellbar, und die Strecke, die das Bremspedal niedergedrückt
werden
muß, bleibt im wesentlichen konstant.
-
Wenn die Ausgleichsbewegung des Kupplungsteiles 40 weiterfortschreitet,
dann werden die Vorspränge 48 entsprechend von der Oberflächenanlage mit den entsprechenden
Vorsprüngen 56 an dem Kupplungsteil 55 wegbewegt. Wenn der Verschleiß des
Bremsbelages eine vorbestimmte Größe überschritten hat, dann werden die Vorsprünge
48 vollständig außer Anlage mit den Vorsprüngen 56 gebracht und fallen in die Vertiefungen
58, während die Vorsprünge 56 in die Vertiefungen 50 fallen. Dies kann beispielsweise
dann eintreten, wenn der Kupplungsteil 40 sich um 30' gedreht hat.
-
Eine weitere Nachstellung der Bremse kann jetzt nicht mehr erfolgen,
da die eingestellte, von der Federscheibe 60 ausgeübte Druckkraft aufgehoben ist,
wenn die Vorsprünge der Kupplungsteile 40 und 55 in die entsprechenden Vertiefungen
in ihnen eingerastet sind. Die sich ergebende gesamte Reibungskraft zwischen den
miteinander im Eingriff stehenden Vorsprüngen und Vertiefungen nähert sich Null
und ist wesentlich kleiner als die Kraft, welche durch die Rückholfedern 30 und
32 ausgeübt wird. Demzufolge wird der Stift 42 ständig nach jeder Brernsbetätigung
in die zuletzt eingestellte Stellung durch die Federn 30 und 32 zurückgeführt, in
welcher benachbarte Seitenflächen der Vorsprünge 48 und 56
in gegenseitiger
Anlage sind. Schreitet die Abnutzung des Bremsbelages fort, dann hat jede Bremsbetätigung
eine größere Drehbewegung der Vorsprünge 48 in den Vertiefungen 58 zur Folge, und
das Bremslüftspiel b wächst über seinen günstigsten Abstandswert.
-
Jeder Vorsprünge 48 und 56 ist vorzugsweise derart an den Kupplungsteilen
40 bzw. 55 vorgesehen, daß die Winkel, welche durch die dazwischenliegenden Vertiefungen
50 und 58 gebildet sind, einander gleich sind und jeder Winkel hinreichend größer
ist als der von jedem Vorsprung eingeschlossene Winkel, so daß jeder Vorsprung sich
frei in der ihm entsprechenden Vertiefung bewegen kann, ohne mit dem nächsten benachbarten
vorspringenden Teil in Berührung zu kommen. Diese Anordnung läßt den fortgesetzten
Gebrauch des abgenutzten Bremsbelages nach einer vollautomatischen Bremsnachstellung
zu, zeigt aber gleichzeitig dem Fahrer die Notwendigkeit der Erneuerung des Belages
an, da der weitere Gebrauch eine entsprechende Vergrößerung des Niederdrückens des
Pedals verlangt, um die Bremse zu betätigen. Aus vorstehendem geht hervor, daß durch
die Erfindung eine Nachstellvorrichtung entwickelt ist, welche es zuläßt, die Bremsbacke
in Richtung auf die Bremstrommel um ein gewünschtes Maß zu bewegen, während sie
in umgekehrter Richtung nur eine Bewegung um einen vorbestimmten Betrag zuläßt,
und zwar bis zu dem Zeitpunkt, in welchem der Belagverschleiß bis zu dem Punkt vorgeschritten
ist, in welchem eine weitere selbsttätige Nachstellung nicht mehr wünschenswert
ist, wonach die Bremse so arbeitet, als wäre sie mitkeiner selbsttätigen Einstellvorrichtung
versehen.
-
Die Erfindung ist nur an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt.
Abweichungen in Einzelheiten und in der Abmessung von Teilen sowie in der Form und
in der Anordnung sind für den Fachmann selbstverständlich.