DE1555652B2

DE1555652B2 - Selbsttaetige nachstellvorrichtung fuer die hydraulische betaetigungsvorrichtung einer fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE1555652B2
Application number: DE19671555652
Authority: DE
Inventors: Glyn Phillip Reginald Kenilworth Warwickshire Farr (Grossbritannien)
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1966-03-18
Filing date: 1967-03-17
Publication date: 1976-08-12
Also published as: DE1555652C3; DE1555652A1; US3442357A

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für die hydraulische Betätigungsvorrichtung einer Fahrzeugbremse, mit einer längenveränderbaren Strebe mit Spindel und Mutter, die über ein selbsthemmendes Gewinde miteinander verbunden sind, mit einer davon getrennten, selbsthemmungsfreien Schraubverbindung und mit einer Kupplung, welche bei Bremsbelagabnutzung auf ein Teil der selbsthemmungsfreien Schraubverbindung derart einwirkt, daß eine relative Axialbewegung der beiden Teile der selbsthcmmungsfreien Schraubverbindung in eine Drehbewegung zum Verdrehen der Spindel gegenüber der Mutter im Nachstellsinne umgesetzt wird.

Bei einer bekannten Bremse dieser Art (GB-PS 16 516) ist eine mechanische Betätigungsvorrichtung nicht vorgesehen. Die Kupplung ist von einem Klinkengesperre gebildet, daß eine stufenweise Nachstellung um jeweils eine Zahnbreite gestattet.

Es ist auch schon eine Nachstellvorrichtung bekannt, bei der Spindel und Mutter durch ein in der einen Drehrichtung selbsthemmungsfreies und in der anderen Drehrichtung selbsthemmendes Gewinde miteinander verbunden sind (DT-AS 1177 879). Dabei liegt die Spindel im Kraftfluß von einer mechanischen Betätigungsvorrichtung zu einem Betätigungsteil der hydraulischen Betätigungsvorrichtung. Zum Vermeiden eines Durchdrehens auf der selbsthemmungsbehafteten Seite des Gewindes muß ein sehr großer Flankenwinkel gewählt werden, der das Einhalten axialer Toleranzen erschwert und aufgrund der Keil wirkung zu sehr großen Spreizkräften führt. Aus diesen Gründen ist eine Anordnung mit zwei voneinander gesonderten Gewinden, von denen eines selbsthemmend und das andere selbsthemmungsfrei ist, vorzuziehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachstellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die stufenlos arbeitet und die eine mechanische Betätigung ohne Überbeanspruchung der selbsthemmungsfreien Schraubverbindung gestattet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Kupplung als Reibungskupplung ausgebildet ist, deren Reibflächen zum Nachstellen bei Bremsbelagabnutzung kraftschlüssig aneinander anliegen und daß die Spindel im Kraftfluß von einer mechanischen Betätigungsvorrichtung zum Betätigungsteil der hydraulischen Betätigungsvorrichtung liegt, wobei die mechanische Betätigungsvorrichtung an einem Reaktionsteil der Bremse abgestützt ist.

Bei der Nachstellvorrichtung nach der Erfindung findet ein Nachstellen bei Bremsbelagabnutzung im Zuge der Betriebsbremsung statt, wobei der Kraftfluß über die beiden Teile der selbsthemmungsfreien Schraubverbindung geht, während beim Bremsen mit der mechanischen Betätigungsvorrichtung der Kraftfluß über Spindel und die Mutter, d. h. über die selbsthemmungsbehaftete Schraubverbindung geht. Es gibt deshalb keinen Betriebsfall, bei dem die Bremskraft voll über die selbsthemmungsfreie Schraubverbindung übertragen wird. Hierdurch wird die selbsthemmungsfreie

Schraubverbindung vor einer Überbeanspruchung bewahrt. Aufgrund der Aufteilung der Gewinde in ein selbsthemmungsbehaftetes und ein davon getrenntes selbsthemmungsfreies Gewinde kann das selbsthemmungsfreie Gewinde unabhängig von dem selbsthemmungsbehafteten Gewinde im Hinblick auf die gewünschte Nachstellfunktion gestaltet werden, was funktionell und herstellungstechnisch günstig isi.

Schließlich ermöglicht die Reibkupplung eine feinfühlige und stufenlose Nachstellung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen Schnitte von zwei Ausführungsformen der Erfindung.

In Fig. 1 ist mit 10 ein. Betätigungszylinder einer hydraulischen Fahrzeugbremse bezeichnet. Der Betätigungszylinder 10 hat eine Zylinderbohrung 11, in der ein die Bremse betätigender kolben 12 gleitet. Ein Ende 13 einer drehbaren Spindel 14 ist in einer Bohrung 15 gleitend aufgenommen, die einen abgestuften Durchmesser aufweist und sich koaxial zur Zylinderbohrung 11 erstreckt. Das andere Ende 16 der Spindel 14 ist über

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ein Gewinde 18 in ein Sackloch 17 im Kolben 12 Wird der Bremsdruck aufgehoben, so erreicht der

eingeschraubt. Dieser Kolben 12 bildet also gleichsam Kragen 21 den Kugellageranschlag 22, ehe das

eine Mutter für das Gewinde 18 der Spindel 14. Das Spindelende 13 zum Nocken zurückkehrt, denn die

Gewinde 18 ist ein rechtsgängiges, selbsthemmendes Spindel 14 ist ja in der Mutter 19 etwas nach links

Gewinde. .5 gedreht worden. Da der Kugellageranschlag 22 nur ein

Ein Mutternteil bzw. eine weitere Mutter 19 ist über geringes Reibmoment auf den Kragen 21 an der Mutter ein selbsthemmendes, linksgängiges Gewinde 20 mit 19 ausübt, welches kleiner als das Reibmoment in der dem Mittelteil der Spindel 14 verschraubt. Die Mutter Schraubverbindung 18 und am Dichtring 35 ist, dreht 19 ist mit einem eine Reibfläche aufweisenden Kragen sich die Mutter 19 frei um die Spindel 14, bis das 21 versehen, der zwischen einem rückwärtigen, von to Spindelende 13 am Nocken 30 anliegt. Da die Spindel 14 einem Kugellager gebildeten Anschlag 22 und einer an geringfügig aus dem Kolben 12 herausgeschraubt ist, einem Ring ausgebildeten Anschlag- oder Reibfläche 23 nimmt der Kolben 12 eine neue Ruhestellung ein, die angeordnet ist. Die Reibflächen 21, 23 bilden eine vom Spindelende 13 etwas weiter weg als vorher liegt. Reibkupplung. Der Ring 24 ist im Schnitt L-förmig und Deshalb wird beim nächsten Bremsvorgang eine etwas wird von einer Feder 25 gegen eine Schulter 26 am 15 geringere Pedalbewegung benötigt,
inneren Ende der Zylinderbohrung 11 gepreßt. Die Wenn die Bremse durch die Fußbremse angelegt Feder 25 ist durch eine Unterlegscheibe 27 gehalten, wird, wirkt der Bremsflüssigkeitsdruck in der Zylinderweiche ihrerseits durch einen in einer entsprechenden bohrung 11 über die Querschnittsfläche der einen Nut in der Wand der Bohrung 11 aufgenommenen geringeren Durchmesser aufweisenden Bohrung 15 und Sprengring 28 befestigt ist. 20 erzeugt eine Kraft, die nach rechts gerichtet auf die

Der Kolben 12 wirkt auf einen nicht gezeigten Spindel 14 wirkt. Diese belastet die Schraubverbindung

Bremsbacken. Die Bremse wird z. B. mittels eines Pedals 18 und daher wird die Drehreibung an der Schraubver-

dadurch angelegt, daß das innere Ende der Zylinderboh- bindung 18 proportional zum aufgebrachten Brems-

rung 11 über einen nicht gezeigten Einlaß unter druck erhöht. Bei einem vorherbestimmten Bremsdruck

Bremsflüssigkeitsdruckgesetzt wird. Eine nicht gezeigte 25 übersteigt das Reibmoment an der Schraubverbindung

Rückholfeder wirkt auf eine Außenschulter 29 am 18 und dem Dichtring 35 dasjenige Reibmoment, das

Kolben 12. zwischen der Reibkupplung 21,23 erzeugt werden kann.

Eine mechanische Betätigungsvorrichtung, z. B. eine Dieses maximale Reibmoment wird von der durch die

Handbremsvorrichtung, umfaßt einen Nocken 30, der in Feder 25 begrenzten maximalen Axialkraft bestimmt,

einer Querbohrung 31 im Zylinderkörper 10 mittels 30 die zwischen den Reibflächen 21 und 23 erzeugt werden

Wälzlagern 32 drehbar aufgenommen ist. Das hintere kann. Jeder Versuch, die Axialkraft weiter zu steigern,

Ende der Spindel 14 liegt am Nocken 30 an. Wenn der führt zu einem stärkeren Zusammenpressen der Feder

Nocken 30 nach der Zeichnung entgegen dem 25, und die Spindel 14 dreht sich nicht mehr. Die

Uhrzeigersinn gedreht wird, wird die Spindel 14 nach Nachstellvorrichtung gemäß Fig. 1 ist also «bela-

links bewegt und bewegt dadurch den Kolben 12 35 stungsbewußt«, d.h. eine Nachstellung erfolgt nur,

ebenfalls nach links und legt die Bremse an. Die über solange der aufgebrachte Bremsdruck niedrig ist. Die in

einen Teil des Nockenumfangs in einem Käfig 33 Fig. 1 gezeigte Nachstellvorrichtung wird also nur

abgestützten Rollen 32 nehmen den Gegendruck auf, wirksam, wenn der Kolben 12 zum Anlegen der Bremse

der beim Drehen des Nockens 30 zum Anlegen der bewegt wird. Starkes Bremsen, was zu hohem

Bremse entsteht. 40 Bremsflüssigkeitsdruck in der Zylinderbohrung 11 und

Eine Dichtung 34 bildet zwischen dem Kolben 12 und zu einer weiteren Verschiebung des Kolbens 12

der Bohrung It eine Abdichtung, während eine aufgrund der Nachgiebigkeit des Bremsbackens bzw.

Dichtung 35 zwischen dem Spindelende 13 und der anderer Bremsenteile führt, verursacht kein übergroßes

Bohrung 15 eine Abdichtung schafft. Nachstellen durch die Nachstellvorrichtung. Der Brems-

Der Betätigungszylinder 10 befindet sich in seiner 45 flüssigkeitsdrucK, bei dem die Nachstellung aufhört,

normalen Ruhestellung, bei der die über die Schraubver- wird durch das Zusammenpressen der Feder 25

bindung 18 auf die Spindel 14 wirkende Rückholfeder bestimmt.

das Spindelende 13 gegen den Nocken 30 drängt, Beim Anlegen der Handbremse durch Drehen des

welcher dabei als Anschlag wirkt. Der Kragen 21 liegt Nockens 30 wird die Bremskraft auf den Kolben 12 nur

an dem Kugellageranschlag 22 an. Beim normalen 50 über die Spindel 14 und das selbsthemmende Gewinde

Anlegen der Bremsen mittels hydraulischen Drucks 18 übertragen. Infolgedessen wird das selbsthemmungs-

wird der Kolben 12 nicht so weit nach links bewegt, daß freie Gewinde 20 durch das Anlegen der Handbremse

die Reibfläche am Kragen 21 die Reibfläche 23 nicht belastet, und außerdem verursacht das Anlegen

erreichen könnte. Wenn allerdings der Bremsbacken der Handbremse keine Gegennachstellung, weil das

sich mehr und mehr abnutzt, muß der Kolben 12 einen 55 Gewinde 18 selbsthemmend ist.

weiteren Weg zurücklegen, ehe die Bremse angelegt Bei der in Fig. 1 gezeigten Nachstellvorrichtung

werden kann, und wenn die Abnutzung übermäßig stark erzeugt der Dichtring 35 ein Reibmoment entgegen

wird, legt sich die Reibfläche am Kragen 21 an die einem Moment zur Nachstelldrehung der Spindel 14,

Reibfläche 23 an, so daß ein Reibmoment auf die Mutter und dies macht den Einbau einer stärkeren Feder 25

19 aufgebracht wird, welches das Reibmoment in der 60 erforderlich, als es sonst nötig wäre. Dies wird bei dem

Schraubverbindung 18 und am· Dichtring 35 übersteigt. Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 vermieden.

Der Axialdruck, der dann am selbsthemmungsfreien Fig.2 zeigt einen Betätigungszylinder 110 mit einer

Gewinde 20 entsteht, verursacht ein Drehen der Spindel durchgehenden Bohrung 111, in der gegenläufige

14. Hierdurch wird die Schraubverbindung 18 etwas Kolben 142 und 112 gleiten. Die Kolben 142 und 112

herausgeschraubt, wobei die Reibung an der Beruh- 65 wirken auf einen direkt betätigten Bremsbacken und

rungsfläche zwischen dem Kolben 12 und der nicht über einen Bügel 109 (von dem in Fig. 2 nur ein Teil

gezeigten Stützplatte des Bremsbackens den Kolben an gezeigt ist) auf einen indirekt betätigten Bremsbacken,

einem Drehen im Zylinder 10 hindert. Eine Rückholfeder ist nicht vorgesehen. Dichtringe 134

und 134a dienen zum Abdichten zwischen den Kolben 142 und 112 und der Bohrung 111. Die Bohrung 45, in der eine hülsenförmige Mutter 69 gleitet, ist im Kolben 112 ausgebildet, und es ist eine nicht gezeigte Einrichtung dafür vorgesehen, daß der Kolben 112 an einer Umdrehung gegenüber der Mutter 69 gehindert wird. Die Mutter 69 steht in rechtsgängiger, selbsthemmender Schraubverbindung 48 mit dem äußeren Ende 46 einer Spindel 144.

Ein drehbarer Nocken 60 für die Handbremse ist in einer Querbohrung 131 im Bügel 109 mittels eines Wälzlagers 62 drehbar gelagert. Der Nocken kann als Anschlag für das hintere Ende 59 der Kappe 69 dienen. Ein Käfig 63 hält die Rollen 62 in ihrer Lage.

Ein hohles Schraubenteil 149 ist in einer Bohrung 147 im Kolben 142 für den direkt betätigten Bremsbacken angeordnet. Das Schraubenteil 149 steht außen in linksgängiger, selbsthemmungsfreier Schraubverbindung 150 mit dem ein Mutternteil bildenden Kolben 142 und weist einen inneren Flansch 151 auf, welcher eine begrenzte axiale Verschiebung am inneren Ende 143 der Spindel 144 ausführen kann. Diese axiale Verschiebung ist in einer Richtung durch ein Kugeldrucklager 152 begrenzt, welches durch einen auf die Spindel 144 aufgeschrumpften Flanschkragen 157 in seiner Lage gehalten wird. In der anderen Richtung ist die Verschiebung durch Anschlagen einer am Flansch 151 ausgebildeten scharfkantigen Reibfläche 151.7 an einer konischen Reibfläche 1436 eines Kopfflansches 143a am äußersten Ende der Spindel 144 begrenzt. Die Reibflächen 151a, 1436 bilden eine Reibkupplung. Eine Feder 155 preßt den Flanschkopf 143a gegen den Boden 147a der Bohrung 147. Die Feder wirkt zwischen dem Flanschkragen 157 und einem Kugeldrucklager 158, welches durch einen im Schnitt L-förmigen Ring 156, der mit Preßsitz in dem offenen Ende der Bohrung 147 sitzt, in seiner Lage gehalten wird.

Um die Bremse hydraulisch anzulegen, wird der Zwischenraum 11a zwischen den gegenläufigen Kolben 142 und 112 über einen nicht gezeigten Einlaß mit Bremsflüssigkeitsdruck beaufschlagt. Der Kolben 142 wird nach links gepreßt, um den direkt betätigten Bremsbacken anzulegen, und der Kolben 112 wird nach rechts gepreßt, um den Bügel 109 und damit den indirekt betätigten Bremsbacken zu betätigen. Anfangs bewegen sich die Spindel 144 und die Mutter 69 mit dem Kolben 142 nach links; sobald jedoch der auf die Kappe 69 wirkende hydraulische Druck groß genug ist, um die Kraft der Feder 155 zu überwinden, wird der Kopfflansch 143a vom Boden 147a der Bohrung 147 abgehoben und die Stirnfläche 59 der Mutter 69 gegen den als Anschlag dienenden Nocken 60 gedrängt. Bei normaler Betätigung der Bremse erreicht die konische Fläche 1436 die Kante 151a nicht. Sollte der Kolben jedoch wegen der Bremsbelagsabnutzung zu weit bewegt werden, so tritt die konische Fläche 1436 in Reibungseingriff mit der Kante 151a, so daß zwischen dem Schraubenteil 149 und der Spindel 144 ein Reibungsmoment erzeugt wird. Eine weitere axiale Verschiebung des Kolbens 142 gegenüber dem Kolben 112 und dem Bügel 109 verursacht, daß das Schraubenteil 149 und mit ihm die Spindel 144 infolge der nicht selbsthemmenden Schraubverbindung 150 gedreht wird, wodurch die Schraubverbindung 48 zwischen der Spindel 144 und der Mutter 69 geringfügig herausgedreht wird und die Bremse, wie im Zusammenhang mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, nachgestellt wird. Bei Anwendung der Handbremse wird der Nocken 60 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um den direkt betätigten Bremsbacken über die Mutter 69, die selbsthemmende Schraubverbindung 48, die Spindel 144 und den Kolben 142 anzulegen. Der indirekt betätigte Bremsbacken wird durch den auf den Bügel 109 über das Kugellager 62 wirkenden Gegendruck angelegt. Daraus ist ersichtlich, daß eine

ίο Betätigung der Handbremse keine Belastung der selbsthemmungsfreien Schraubverbindung 150 verursacht.

Das gemäß Fig. 1 verwendete Mutternteil 19 ist aus einem Kunststoff, wie Nylon hergestellt, der einen niedrigen Reibungskoeffizienten mit Metall hat und außerdem leicht an Gewicht und billig herzustellen ist. Das Schraubenteil 149 gemäß Fig. 2 ist aus Metall hergestellt, beispielsweise aus Messing, so daß die scharfkantige Reibfläche 151a nicht unnötig verformt wird. Das Schraubenteil 149 liegt in seiner in Fig. 2 gezeigten Ruhelage am Boden 147a der Bohrung 147 an und wird dadurch am Überdrehen kraft seines eigenen Trägheitsmomentes gehindert, wenn die Bremse nach erfolgter Nachstellung freigegeben wird.

Bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen haben die Schraubverbindungen mit und ohne Selbsthemmung entgegengesetzte Steigung und etwaige Nachstellungen finden beim Anlegen der Bremse statt. Allerdings können die Schraubverbindungen mit und ohne Selbsthemmung gleichgerichtete Steigung haben, jedoch tritt ' in diesem Fall das Nachstellen beim Lösen der Bremse ein. Wenn eine Bremsbackenabnutzung vorliegt, die zu einer Bewegung der Bremselemente über einen vorbestimmten Weg hinausführt, so ergibt sich an der selbsthemmungsfreien Schraubverbindung eine Freilaufwirkung. Wenn der Bremsflüssigkeitsdruck freigegeben wird, tritt die selbsthemmungsfreie Schraubverbindung ohne Selbsthemmung in Aktion und schraubt die Spindel geringfügig aus einer Mutter heraus (wie bei der Spindel 144 und der Mutter 69 gemäß Fig. 2) und dadurch wird die Bremsabnutzung durch Nachstellen ausgeglichen.

Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen ist eine Totgangverbindung vorgesehen. Bei F i g. 1 besteht diese zwischen dem Mutternteil 19 und dem Zylinderkörper 10, während sie bei F i g. 2 zwischen dem Schraubenteil 149 und der Spindel 143 vorgesehen ist. An dem einen Ende des Totganges besteht ein großes Reibungsmoment zwischen den entsprechenden Teilen, während am anderen Ende des Totganges zwischen diesen Teilen ein verhältnismäßig kleines Reibungsmoment besteht. Bei den in F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen erhält man das niedrige Reibungsmoment durch Verwendung eines Kugeldrucklager.

Das tatsächliche Maß des toten Ganges zwischen den entsprechenden Teilen, zwischen denen diese Totgangverbindung besteht, kann derartig klein sein, daß es kaum wahrnehmbar ist. Der tote Gang muß lediglich so groß sein, daß das erwünschte große und kleine Reibungsmoment zu erhalten ist. Die vorbestimmte Relativbewegung, die stattfinden kann, ehe eine Nachstellung nötig ist, kann in diesem Fall dadurch erzielt werden, daß ein zusätzliches Spiel an der einen oder anderen oder auch an beiden Schraubverbindungen vorgesehen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für die hydraulische Betätigungsvorrichtung einer Fahrzeugbremse, mit einer längenveränderbaren Strebe mit Spindel und Mutter, die über ein selbsthemmendes Gewinde miteinander verbunden sind, mit einer, davon getrennten, selbsthemmungsfreien Schraubenverbindung und mit einer Kupplung, welche bei Bremsbelagabnutzung auf ein Teil der selbsthemmungsfreien Schraubverbindung derart einwirkt, daß eine relative Axialbewegung der beiden Teile der selbsthemmungsfreien Schraubverbindung in eine Drehbewegung zum Verdrehen der Spindel gegenüber der Mutter im Nachstellsinne umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als Reibungskupplung (21, 23; 151.7. \43b) ausgebildet ist, deren Reibflächen (21,23; 151.7.143/?) zum Nachstellen bei Bremsbelagabnutzung kraftschlüssig aneinander anliegen und daß die Spindel (13, 144) im Kraftfluß von einer mechanischen Betätigungsvorrichtung (30, 60) zum Betätigungsteil (12, 142) der hydraulischen Betätigungsvorrichtung (10, 12; 110, 142) liegt, wobei die mechanische Betätigungsvorrichtung an einem Reaktionsteil (10, 109) der Bremse abgestützt ist.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die eine Reibfläche (21) der Reibungskupplung an dem Mutternteil (19) der selbsthemmungsfreien Schraubenverbindung (20) ausgebildet und die andere Reibfläche (23) dem als Betätigungszylinder ausgebildeten Reaktionsteil (10) zugeordnet ist.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Reibfläche (23) an einem Ring (24) ausgebildet ist, der mittels einer am Betätigungszylinder (10) abgestützten Feder (25) gegen eine Schulter (26) am Betätigungszylinder gedruckt ist.

4. Nachstellvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die eine Reibfläche (151.7) der Reibungskupplung an dem Schraubenteil (149) der selbsthemmungsfreien Schraubverbindung (150) und die andere Reibfläche (1436; an der Spindel (144) ausgebildet ist.

5. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Reibfläche (1436) konisch und die andere Reibfläche (151.7) scharfkantig ausgebildet ist.