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Servo-Bremse, insbesondere für schwere und schwerste Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Servo-Bremse, insbesondere für schwere und schwerste
Kraftfahrzeuge, mit Bremsbacken, einem der Betätigung der Bremsbacken dienenden
Keil, der über ein Gestänge quer zur Bewegungsrichtung der Bremsbacken beweglich
angeordnet ist, sowie dem Keil zugeordneten, zwischen dem Keil und etwa rechtwinklig
zur Beweguggarichtung des Keils angeordnete, auf die Bremsbacken einwirkende Kolben
eingeschalteten Rollen, die in einem dem
Keil zugeordneten Führungsstück gleitend
gelagert sind.
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Es sind bereits Spreizvorrichtung für Backenbremsen bekannt,
bei denen der Keil als Teil einer Druckstange ausgebildet ist und
die Druckstange einen Käfig für zwischen
dem Keil und den Kolben
eingeschaltete Rollen trägt. Die Druck" stange wird durch einen hydraulisch oder
pneumatisch beaufschlagten Kolben bzw. eine Membrane betätigt. Dabei werden die
im Zylinder bzw. im Membrangehäuse entstehenden Reaktions-i kräfte über eine Schraubverbindung
auf das mit dem Bremsenträger verbundene Gehäuse, in welchem die Spreizeinrichtung
untergebracht ist, übertragen. Das bedingt eine kräftige Dimensionierung der Schraubverbindung
und des Gehäuses. Ein weiterer Nachteil ist in der konstruktiv bedingten konischen
Druckfeder zu sehen, die einerseits die freie Beweglichkeit der Druckstange behindert
und andererseits durch die, insbesondere bei Servo-Bremsen, sehr schräg einwirkende
Kraft beim Verschwenken der Druckstange ungünstig belastet wird und dadurch schnell
ermüdet. Nachteilig ist auch, daß die Druckstange gerade bei voller Bremsung eine
äußerste Schräglage einnimmt, wodurch die auf den Druckkolben einwirkende Reaktionskraft
ein Verkanten des Kolbens bewirkt, was zu schnellem Verschleiß und einem Undichtwerden
des Druckraumes führt. Verhältnismäßig große Abmessungen der bekannten Spreizvorrichtung
sind auch dadurch gegeben, daß bei ihnen der Druckkeil mit seinem relativ breiten
Rollenkäfig bei der größten Spreizung und dem stärksten Ausschlag statt in der Mitte
der Kolbenbohrung etwa am Rande derselben zu stehen kommt. Hierfür wird mehr freier
Raum benötigt, der der Kolbenführung verlorengeht. Auch die freie Beweglichkeit
der Rollen ist durch die beidendige Führung mittels des Käfigs nicht in vollem Umfang
gewährleistet Außerdem werden die Kräfte, die bei Betätigung des Druckkeils über
die Rollen und den Kolben auf das Gehäuse wirken, bezogen auf die Kräftewirklinie,
zwangsläufig sehr ungünstig abgefangen. Das ergibt eine hohe Kantenpressung (Zochleibung)
am Gehäuse
durch den Kolben und damit erhöhten Verschleiß. Ein
eben-1 falls erheblicher Nachteil der bekannten Bremsenausführung besteht noch darin,
daß es nur mit Hilfe aufwendiger Konstruktionen möglich ist, der hydraulischen oder
pneumatischen Betätigungseinrichtung eine mechanische Gestänge- oder Seilzugbetätigung
zuzuordnen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine insbesondere für Servo-Bremsen
geeignete Spreizvorrichtung mit axialer Zuspannung zu schaffen, bei der trotz eines
vergleichsweise einfachen Aufbaues die vorstehend aufgeführten Nachteile herkömmlicher
Bremsen ausgeschaltet sind.
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Die erfindungsgemäße Spreizvorrichtung ist im wesentlichen dadurch
gekennzeichnet, daß der Keil als Zugkeil ausgebildet und mit dem Gestänge durch
ein Gelenk verbunden ist, das eine freie Verschwenkung des Zugkeils aus einer mittleren
Ausgangsstellung in der den Kolben gemeinsamen Ebene zuläßt, daß das als flaches
Metallblechstück ausgebildete Führungsstück mit zwei jeweils durch zwei Schenkel
begrenzten, sich nach außen erweiternden Aussparungen versehen ist, die der Aufnahme
der Rollen mit Ringnuten einer Breite dienen, welche der Führungsstückstärke angepaßt
ist, und daß zwischen dem relativ zum Keil beweglich und geführt gelagerten Führungsstück
und dem Keil zur Rollenrückstellung beim Lüften der Bremse eine Feder eingeschaltet
ist.
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Durch die Ausbildung des Keils als Zugkeil und dessen Verbindung mit
dem Zuggestänge über ein Gelenk, das leicht in unmittelbarer Nähe der Druckkolben
angeordnet werden kann, wird eine bei Servo-Bremsen besonders vorteilhafte große
Beweglichkeit
des Zugkeils zusammen mit den beiden Druckkolben
erzielt.) Die auftretenden Betätigungskräfte führen dabei nicht zu einer zusätzlichen
Belastung der Verbindungselemente zwischen Spreiz vorrichtung und Öldruck- bzw.
Druckluftzylinder, wie dies bei Verwendung eines Druckkeils der Fall ist. Die Servo-Bremse
nac der Erfindung kann somit leichter und einfacher konstruiert und daher billiger
hergestellt werden. Darüber hinaus kann ; außer einer hydraulischen Betätigungseinrichtung
für den Druck keil in einfacher Weise noch eine zusätzliche mechanische Gestänge-
oder Seilzugbetätigung vorgesehen werden, ohne daß dadurch eine wesentliche Verteuerung
eintritt. Die bewegliche Anordnung des Führungsstücks in bezug auf den Zugkeil und
der Rollen innerhalb der sich nach außen erweiternden Aussparungen stellt dabei
günstige Reibungsverhältnisse sicher, da die Rollen an den schrägen Flächen der
Druckkolben je nach der jeweiligen Verschwenklage des Keils praktisch ungehindert
verschieden lange Wege zurücklegen können.
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In vorteilhafter Weise ist die Führung des Führungsstücks selbst dadurch
sichergestellt, daß dem Führungsstück in den schrägen Rollbahnen der Kolben vorgesehene
Führungs-Ausnehmungen zugeordnet sind, in die es mit seinen äußersten Enden eingreift.
Auf diese Weise ist nämlich für die Einhaltung einer ausgerichteten Zage des Führungsstücks
und damit der Rollen in bezug auf die Rollbahnen der Kolben gesorgt.
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Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn der Zugkeil
einen Längsschlitz aufweist, in dem das Führungsstück gleitend gelagert ist. Außerdem
ist es vorteilhaft, den Zugkeil mit einer Längsbohrung zu versehen, in der die.
auf das Führungsstück-einwirkende, vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildete
Feder gelagert ist.
Durch die Anordnung des Führungsstückes in der
Mitte des Keiles läßt sich eine Verbreiterung der Druckrollen erreichen, was wiederum
einen geringeren Verschleiß zur Folge hat. Gerade bei Servo-Bremsen ist es zweckmäßig,
die Rollenbreite gegenüber den bereits bekannten Ausführungen zu vergrößern, da
bei einem Umschlagen der Bremsen von Vor- in Rückwärtsfahrt vom Keil und damit auch
von den Rollen extrem große Wege zurückgelegt werden müssen.
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Als sehr zweckmäßig hat sich das weitere Merkmal der erfindungsgemäßen
Spreizeinrichtung herausgestellt, wonach der Zugkeil mit einem Schraubbolzen verbunden
ist, dessen Kopfrückseite abgerundet ist und sich in einem pfannenartig ausgebildeten
Kolbenboden eines Führungskolbens abstützt, der mit einem Zuggestänge in Verbindung
steht, so daß der Bolzen um das Zentrum der Pfannenkrümmung schwenkbar ist.
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Weitere wesentliche Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Servobremsen-Spreizvorrichtung
nach der Erfindung, Fig. 2 eine Darstellung entsprechend derjenigen der Fig. 1 zur
Veranschaulichung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Spreizvorrichtung und
. Fig. 3 einen Schnitt durch die Spreizvorrichtung nach " Flg. 1 entsprechend der
Linie III-III der Fig. 1.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfaßt die
Servobremsen-Spreizvorrichtung nach der Erfindung ein Gehäuse 1 mit einer Bohrung
2, in der ein Zugkolben 3 entgegen der Wirkung von Federn 4 versäüebbar gelagert
ist. Eine Zugstange 5 greift in eine Scheibe 6 ein, die über einen Seegerring 7
in bezug auf den Zugkolben 3 festgelegt ist. Der Zugkolben 3 weist stirnseitig eine
axiale Bohrung auf, die von einem Schraubbolzen 8- , durchsetzt ist. Der Bolzen
8 ist mit einem an seiner Rückseite abgerundeten Kopf 9 versehen, der sich in einer
entsprechend ausgebildeten Pfanne des Zugkolbens 3 abstützt. Der Schraubbolzen steht
mit einem Zugkeil 10 in Verbindung. Zur Lagesiche-: rung des Zugkeils 10 in bezug
auf den Schraubbolzen 8 ist ein Splint 11 vorgesehen. Aus Fig. 3 ist besonders deutlich
ersichtlich, daß der Zugkeil 10 einen Längsschlitz 12 aufweist, in dem ein Führungsstück
13 gleitend gelagert ist. Außerdem ist im Zugkeil 10 eine Längsbohrung 14 vorgesehen,
in der eine auf das Führungsstück 13 einwirkende Schraubenfeder 15 gelagert ist.
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Das Führungsstück 13 dient der Führung von zwischen Zugkeil 10 und
Druckkolben 16 und 17, die in einer quer zur Bohrung 2 im Gehäuse 1 vorgesehenen
Bohrung gelagert sind, eingeschalteten Rollen 18 und 19. Aus Fig. 3 geht hervor,
daß das Führungsstück 13 als flaches Metallblechstück mit jeweils einer durch zwei
Schenkel begrenzten sich nach außen erweiternden Ausnehmung an jedem der beiden
Enden ausgebildet ist. Die Rollen sind in ihrem mittleren Bereich jeweils mit einer
die beiden Schenkel des Führungsstückes 13 aufnehmenden Ringnut versehen. Diese
Ringnut begrenzt mit ihrem Grund einen zyiindri- ,
sehen Rollenabschnitt,
dessen Außendurchmestr im wesentlichen dem Abrundungsdurchmesser der Ausnehmung
des Führungsstückes 13 entspricht. Die auf die Bremsbacken in üblicher Weise über
Stößel 20, 21 einwirkenden Kolben 16, 17 weisen in die Rollbahnen 22, 23 für die
Rollen 18, 19 eingelassene Ausnehmungen 24, 25 auf, in die die vorderen Enden
der Schenkel des Führungsstückes 13 hineinragen.
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Die erfindungsgemäße Servobremsen-Spreizvorrichtung arbeitet wie folgt:
Bei Ausübung einer Zugkraft auf den Zugkolben 3 wird der Schraubbolzen 8 mitsamt
dem Zugkeil 10 quer zur die Kolbenl 16 und 17 enthaltenden Gehäusebohrung mitgeführt.
Dabei rollen die zwischen den Keil und die Druckkolben 16 und 17 eingeschalteten
Rollen 18 und 19 an den Rollbahnen 22, 23 sowie den in Ruhelage des Zugkeils 10
etwa parallel zu diesen Rollbahnen verlaufenden Schrägflächen des Zugkeils 10 ab.
Sie führen dabei die Druckkolben 16 und 17 auseinander, wodurch über die Stößel
20 und 21 die in der Zeichnung nicht näher dargestellten Bremsbacken mit der Bremstrommel
zur Anlage gebracht werden. Da bei Servo-Bremsen bekanntlich im wesentlichen nur
ein Kolben aus seiner Ruhelage herausgeführt wird, und zwar derjenige Kolben, der
auf die Primärbacke einwirkt - wie aus Fig. ersichtlich der Druckkolben 17 -, während
der auf die Sekundärbacke einwirkende Druckkolben - im gewählten Beispiel der Kolben
16 - praktisch stehen bleibt, findet eine Verschwankung des Zugkeils 10 um den Krümmungsmittelpunkt
der Zugkolbenpfanne statt. Fig. 2 läßt deutlich erkennen, daß die Rollen 18 und
19 infolge der Zugkeilverschwenkung verschieden weite Wege zurücklegen. Da das Führungsstück
13 relativ zum Zugkeil 10
beweglich angeordnet ist, gestattet es
den Rollen 18 und 19, die vorerwähnten natürlichen Abrollbewegungen auszuführen,
so daß es niht zu mit zusätzlichen Reibungen verbundenen Zwangsbeweguni gen kommt.
Die Zeichnung läßt klar erkennen, daß die erfindungs4 gemäße Lagerung der Rollen
ohne weiteres ein sehr reibungsarmes Umschlagen des Spreizmechanismuses-bei Fahrtrichtungsumkehr
gestattet. Da vor allem bei Servo-Bremsen nach einem Bremsvorgang beim der Bremse
aufgrund des großen Weges der Primär-Bremsbacke sowie der Reibung am Abstützwinkel
die Möglichkeit besteht, daß der Zugkeil schneller in seine Ausgangsstellung zurückkehrt
als die Bremsbacken über die Stößel 20, 21 und die Kolben 16, 17; könnte der Fall
eintreten, daß die Rollen nicht einwandfrei in ihre Ausgangsstellung gelangen, wenn
dafür nicht durch die erfindungsgemäße Führungsstückanordnung und -ausbildung gesorgt
wäre. Das Führungsstück 13 in Verbindung mit der Feder 15 stellt nämlich bei jedem
Lüften der Bremse eine einwandfreie Rückführung der Rollen 18, 19 in ihre Ausgangslage
sicher, auch wenn der Kontakt zwischen Druckkolben, Rollen und Keil durch die vorerwähnten
Einflüsse vorübergehend unterbrochen wird.