DE1911287C3 - Hydraulischer Zweikreisbremszylinder für Teilbelagscheibenbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Zweikreisbremszylinder für Teilbelagscheibenbremsen, mit zwei in einer gemeinsamen, einseitig offenen Zylinderbohrung axial verschiebbar gelagerten Kolben, wobei der Zylinderraum zwischen dem ersten Kolben und der geschlossenen Zylinderseite an einen ersten Bremskreis und der Zylinderraum zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben an einen zweiten Bremskreis angeschlossen sind, sowie mit einer mit den Kolben zusammenwirkenden selbsttätigen Nachstellvorrichtung, die bei entsprechendem Bremsbelagverschleiß durch eine Relativbewegung der Kolben im NachsteHsinn verstellt wird.

Bei der bekannten Anordnung (US-PS 24 97 438), von der die Erfindung ausgeht, ist die Nachstellvorrichtung außerhalb des Bremszylinders angeordnet und daher einer starken Verschmutzungsgefahr ausgesetzt. Würde man aber die Nachstellvorrichtung innerhalb des Bremszylinders unterbringen, so könnte die Verschiebung beider Kolben ein Nachstellen bewirken und wäre eine einwandfreie Nachstellung /um Ausgleich des Brermbelagverschleißes nicht möglich.

Ferner ist es bei einer Schwenksattelbremse bekannt (GB-PS 10 84 410), die druckbeaufschlaeten Stirnflä

^f>5 chen zweier Kolben unterschiedlich groß zu machen, so daß bei Bremsbetätigung normalerweise nur der eine Kolben anspricht und dadurch eindeutige Bewegungsverhältnisse erzielt werden. Hieraus läßt sich jedoch keine Anregung entnehmen, wie bei einer Schwimmsatteibremse mit zwei in einer gemeinsamen Zylinderbohrung geführten Kolben die Nachstelleinrichtung vorgesehen werden soll.

Es ist an sich bekannt, eine selbsttätige Nachstellvorrichtung zwischen zwei Betätigungsorganen anzuordnen (FR-PS 13 72 438), während es sich bei dem einen Betätigungsorgan um den Betätigungskolben einer Schwenksattelbremse handelt, besteht das andere Betätigungsorgan aus dem mechanisch zu betätigenden Stößel der Parkbremse. Auch dadurch ergibt sich keine Anregung für die Ausbildung der Nachstellvorrichtung bei Zweikreisbremszylindern, weil eine gleichzeitige Betätigung durch den mechanischen Stößel und den hydraulischen Betätigungskolben nicht vorgesehen ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zweikreisbremszylinder der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß nämlich die axialen Abmessungen verringert werden und große Pedalwege bei Ausfall eines Bremskreises sowie ein großer Bremsflüssigkeitsbedarf vermieden ist und daß bei Betätigung durch irgendeinen der beiden getrennten Steuerdrücke die Erzeugung etwa gleich großer Bremskräfte möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nachstellvorrichtung axial zwischen den beiden Kolben derart angeordnet ist, daß sie im Sinne einer stetigen Vergrößerung des Abstandes der beiden Kolben wirkt und daß ein Teil der vom ersten Bremskreis beaufschlagbaren Stirnfläche des ersten Kolbens in dessen Ruhelage und/oder bei intakten Bremskreisen mittels einer zwischen erstem Kolben und geschlossener Zylinderseite wirkenden Ringdichtung von der übrigen Stirnfläche des ersten Kolbens hydraulisch getrennt ist.

Sind beide Bremskreise intakt, so wird im Falle einer Bremsbetätigung nur der zweite Kolben verschoben und es erfolgt eine Nachstellung, wenn der Bremsbelagverschleiß ein vorgegebenes Lüftspiel überschreitet. Versagt der Bremskreis, dessen Druck die Kammer zwischen erstem und zweitem Kolben beaufschlagt, so ergeben sich unveränderte Verhältnisse. Versagt dagegen der andere Bremskreis, dessen Druck die Kammer zwischen dem ersten Kolben und der Zylinderstirnseite beaufschlagt, so hebt der erste Kolben ab und es wird die volle Bremskraft erzeugt, wobei der erste Kolben über die Nachstellvorrichtung auf den zweiten Kolben wirkt und diesen verschiebt. Ein Totgang am Pedal, das den Hauptbremszylinder betätigt, sowie ein entsprechend hoher Bremsflüssigkeitsbedarf sind somit vermieden. Ferner ist die Nachstellvorrichtung nun innerhalb des Bremszylinders angeordnet und damit vor Verschmutzung geschützt, so daß eine zuverlässige Betriebsweise erzielt ist. Schließlich ist die axiale Baulänge verhältnismäßig gering.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen schwimmend gelagerten Bremssattel für eine Scheibenbremse mit Zweikreisbremszylinder.

Fig. 2 einen teilweise gebrochenen Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Zweikreisbremszylinders mit einer zusätzlichen Handbremseinrichtung,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen Zweikreisbremszylinder in F i g. 1 in abgeänderter Ausführung und

F i g. 4 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines Zweikreisbremszylinders, dtx sich insbesondere für eine Scheibenbremse mit einem rahmenförmigen Bremssattel eignet

Gemäß F i g. 1 enthält der einstückige Bremssattel 10 einen Zweikreisbremszylinder 12, in dem ein eister Kolben 24, im folgenden Stellkoiben 24, und ein zweiter Kolben 14, :m folgenden Betätigungskolben 14 genannt angeordnet sind. Bei solchen Schwimmsattelbremsen werden die nicht dargestellten Bremsbacken am Betätigungskolben 14 sowie am Gegenschenkel 16 des Bremssattels in Anlage an die zwischen den Bremsbakken gelegene ebenfalls nicht dargestellte Bremsscheibe gebracht

Der Betätigungskolben 14 ist in einer im Bremssattel IG ausgebildeten Zylinderbohrung 18 angeordnet wobei die Bohrung 18 und der Kolben 14 durch eine Ringdichtung 20 abgedichtet sind, die außerdem für die Rückstellung des Betätigungskolbens 14 sorgt Zwischen dem Betätigungskolben 14 und dem Boden 22 der Zylinderbohrung 18 ist der Stellkoiben 24 angeordnet Wie F i g. 1 zeigt begrenzen die Kolben 14 und 24 zwei Kammern 26 und 28 in der Zylinderbohrung 18. Die Kammer 26 wird durch den Boden 22 des Bremssattels 10 und den Stellkolben 24 und die Kammer 28 durch den Stellkolben 24 und den Betätigungskolben 14 begrenzt Die Kammer 26 ist mit einem ersten Bremskreis 30 und die Kammer 28 mit einem zweiten Bremskreis 32 verbunden. Der Boden 22 enthält einen zylindrischen Vorsprung 34, der mit einem im Stellkoiben 24 ausgebildeten Sackloch zusammenwirkt, das an seiner Innenwand mit einer Nut versehen ist, in der ein Dichtring 35 einsitzt. Der Vorsprung 34 ist konzentrisch zum Stellkolben 24 angeordnet Zwischen dem Stellkolben 24 und dem Boden 22 ist eine Einrichtung vorgesehen, die den Stellkolben 24 an einer Drehung um seine Achse hindert, wobei diese Einrichtung bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Stift 36 besteht, der vom Boden 22 vorlebt, und sich in den Stellkolben 24 erstreckt.

Zwischen dem Stellkolben 24 und dem Betätigungskolben 14 ist eine nur in einer Richtung wirkende Nachstellvorrichtung vorgesehen, die beim Verschleiß der Bremsbeläge und bei einer Trennbewegung der Kolben 14 und 24 diese daran hindert, sich zu nähern. Die Nachstellvorrichtung besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Gewindestange 38, die starr oder einstückig am Stellkolben 24 angeordnet ist und auf die eine Hülse 40 aufgeschraubt ist Das Gewinde zwischen der Hülse 40 und der Gewindestange 38 ist nicht-selbsthemmend und die Ganghöhe ist sehr groß. Die Hülse 40 ist geringfügig verschiebbar gegenüber dem Betätigungskolben 14 angeordnet; zu diesem Zweck ist eine Beilagscheibe 42 vorgesehen, die durch einen Sicherungsring gehaltert wird, der in einer in der Innenwandung des Kolbens ausgebildeten Nut einsitzt. Zwischen der Beilagscheibe 42 und einem Flansch 46 der Hülse 40 ist ein Druck-Kugellager 44 angeordnet, das eine leichte Drehung der Hülse sicherstellt. Um die Hülse 40 ist eine Schraubenfeder 48 mit geringer Klemmwirkung aufgewickelt, wobei ein Federende in einer im Kolben vorgesehenen Ausnehmung 50 gehaltert wird. Die Drehung des Kolbens wird 6s durch das Zusammenwirken eines an Bremsbacken angeordneten Steges (nicht gezeigt) mit einer Rechtecknut 52 verhindert, die an der Außenfläche de·:

Betätigungskolbens 14 vorgesehen ist Die Feder 48 bildet eine Einweg-Kupplung, die die Drehung der miteinander verschraubten Hülsen-Gewindestangenanordnung im Nachstellsinn zuläßt und eine Drehung im entgegengesetzten Sinn verhindert Der zwischen dem Stellkolben 24 und dem Boden 22 feststehend angeordnete Stift 36 verhindert eine Drehung der einstückig mit dem Stellkolben 24 ausgebildeten Gewindestange 38. Somit verhindert die eben beschriebene Einrichtung eine Verstellung des Kolbens zum Boden der Zylinderbohrung, wenn die Bremsbeläge verschleißen. Als Verbindung zwischen dem Stellkolben 24 und dem Betätigungskolben 14 lassen sich natürlich auch andere Arten von Einweg-Nachstellvorrichtungen, ob sie nun mit Drehung arbeiten oder nicht verwenden.

Die Arbeitsweise der eben beschriebenen Bremsbetätigungsvorrichtung ist folgende:

Während normaler Betriebszustände werden die Kammern 26 und 28 von zwei getrennten Hauptbremszylindern oder von einem geteilten Hauptbremszylinder mit Druckmittel im wesentlichen gleich großen Drucks versorgt Da der StellkolDen 24 am Boden 22 anliegt und seiner Verschiebung Reibungskräfte entgegenwirken, sucht lediglich der in der Kammer 28 herrschende Druck den Betätigungskolben 14 zur Bremsscheibe hin zu verstellen, was infolge der Anlage der beiden Bremsbacken an sich gegenüberliegenden Seitenflächen der Bremsscheibe zu einer Bremsbetätigung führt Bei Verschleiß der Bremsbeläge wird die automatische Nachstellvorrichtung in Gang gesetzt und der Abstand zwischen dem Betätigungskolben 14 und dem Stellkolben 24 nimmt zu. Der Stellkolben 24 verbleibt normalerweise in Anlage am Boden 22. Im Falle eines Versagens des dem Eingang 30 zugeordneten Bremskreises bleiben die Verhältnisse die gleichen, lediglich der Stellkolben 24 wird stärker gegen den Boden 22 angedrückt. Im Falle einer Störung des dem Eingang 32 zugeordneten Bremskreises drückt der Strönryngsmitteldruck des Bremskreises 30 den Stellkolben 24 gegen den neben dem Betätigungskolben 14 angeordneten Bremsschuh und infolge der Anordnung der automatischen Einweg-Nachstellvorrichtung tritt zwischen dem Stellkolben 24 und dem Betätigungskolben 14 kein Totgang auf. Infolgedessen bleibt, in welchem der beiden Bremskreise 30 oder 32 auch immer eine Störung auftritt, die volle Bremswirkung erhalten und ein Totgang am Pedal, das den Hauptbremszylinder betätigt, wird vermieden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 wird der Stellkolben 24 durch Reibung und eine Druckdifferenz in Anlage am Boden 22 gehalten; natürlich können die zylinderförmigen Vorsprünge 34 auch in Fortfall kommen, indem der Endabschnitt der Zylinderbohrung 18 einen Querschnitt erhäit, der etwas geringer ais der Querschnitt des übrigen Teils der Zylinderbohrung 18 ist, derart, daß bei im wesentlichen gleich großen Drücken der Bremskreise 30 und 32 ein dann stufenförmig ausgebildeter Stellkoiben 24 an seiner die Kammer 26 begrenzenden Stirnfläche mit einer geringeren und an seiner die Kammer 28 begrenzenden Stirnfläche mit einer größeren Kraft beaufschlagt ist

Bei dem Ausführun^sbeispiel gemäß Fig.2, bei dem die uem Ausführungsbeispiel gemäß rijj entsprechenden Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, enthäii der Stellkolben 24 an seiner Stirnfläche, die der die Gewindestange 38 tragenden Stirnfläche geppnüberliegt einen zylinderförmigen Vorsprung 60, der unter Anordnung einer

Dichtung 62 durch den Boden 22 verläuft. Der Stellkoiben 24 wird durch Tellerfedern 64, die zwischen dem Boden 22 und einem am zylindrischen Vorsprung 60 befestigten Sicherungsring 66 eingeklemmt sind, gegen den Boden 22 gedrückt. Am Ende des Vorspi:'-^es 60 ist eil Schlitz ausgebildet, in dem ein Schwenkhebel 68 einliegt, der mit einem drehbaren Nocken 70 zusammenarbeitet, wobei die Kolben 24 und 14 bei Drehung des Nockens 70 in Richtung des Pfeiles A in Bremsbetätigungsrichtung verschoben werden und der Nocken 70 mit einer Handbremse in Verbindung steht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 wird der Kolben 24 infolge des Druckunterschiedes, falls die an den Eingängen 30 und 32 anliegenden Drücke im wesentlichen gleich sind, sowie durch die zwischen dem Vorsprung 60 und dem Boden 22 erzeugten Reibungskräfte und durch die Tellerfedern 64, die die gesamte Einrichtung gegen den Boden 22 drücken, normalerweise am Boden 22 gehalten. Eine Drehung des Stellkolbens 24 um seine Achse wird durch die Form des im Schlitz des Nockens 70 einsitzenden Schwenkhebels 68 verhindert.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 betrifft eine Vorrichtung, bei der auf eine Handbetätigung verzichtet wurde. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Stellkolben 24, der durch den Stift 36 drehfest gehaltert wird, trägt an seiner dem Boden 22 zugekehrten Stirnfläche einen nachgiebigen Ring 72, der in einer koaxial zur Zylinderbohrung 18 ausgebildeten Nut einsitzt und mit der Wandung des Bodens 22 zusammenarbeitet. Infolge dieser Anordnung wird während des normalen Betriebs der Bremse, d. h., wenn die an den beiden Stirnflächen des Stellkolbens 24 anliegenden Drücke im wesentlichen gleich groß sind, auf den Stellkolben 24 eine Kraftdifferenz ausgeübt, da lediglich der neben dem Boden 22 zwischen der Zylinderbohrung 18 und dem Ring 72 liegende Abschnitt des Stellkolbens 24 dem Druck in der Kammer 26 ausgesetzt ist, während die andere Stirnfläche des Stellkolbens 24 über ihren gesamten Querschnitt mit dem Druck in der Kammer 28 beaufschlagt ist

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4, bei dem 4« die den Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 1 bis 3 entsprechenden Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die Bremsbetätigungsvorrichtung in Verbindung mit einer Scheibenbremse, die einen rahmenförmigen Bremssattel enthält, gezeigt. Zu diesem Zweck ist der Boden 22a der Zylinderbohrung 18, der bei den Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 1 bis 3 einstückig am Bremssattel 10 ausgebildet war, gleitend in der Zylinderbohrung 18 angeordnet und liegt an seiner Außenfläche, die der dem Strömungsmittel in der Kammer 26 ausgesetzten Stirnfläche gegenüberliegt, an einem Rahmen 80 an, der aus Blech beträchtlicher Wandstärke hergestellt ist Scheibenbremsen mit einem rahmenförmigen Bremssattel sind bekannt Bei derartigen Bremsen sind üblicherweise zwei entgegengesetzte Radbremszylinder vorgesehen, von denen der eine den einen Bremsschuh in Eingriff mit einer Seitenfläche der Bremsscheibe bringt, während der andere an einen Innenabschnitt des Rahmens angreift, wobei der Rahmen infolge der auf ihn ausgeübten Kraft den anderen Bremsschuh mit der anderen Seitenfläche der Bremsscheibe in Eingriff bringt Gemäß Fig.4 ist am Ende der fest mit dem Stellkolben 24 verbundenen Verlängerung 60 ein Schwenkhebel 68 angeordnet, der mit einem am Innenabschnitt des Rahmen;» 8fl anliegenden Nocken 7Ü zusammenwirkt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 4 ist folgende: Im Normalbetrieb, wenn die in der, Brems kreisen 30 und 32 wirkenden Diücke im wesentlichen gleich groß sind, erfolgt die Kraftübertragung zum Bremsrahmen 80 durch Andrücken des die geschlossene Zylinderseite darstellenden Schubkolbens 22a gegen den Rahmen, wobei eine geringfügige Gegenkraft über die Verlängerung 60, den Schwenkhebel 68 und den Nocken 70 übertragen wird, und der Betätigungskolben 14 bringt normalerweise den zugehörigen Bremsschuh in Eingriff mit der Bremsscheibe.

Im Falle eines Versagens des Bremskreises 30 sind die am Stellkolben 24 angreifenden Druckkräfte nicht mehr im Gleichgewicht und der Stellkolben 24 überträgt die vom Druck in der Kammer 28 hervorgerufene Bremskraft über die Verlängerung 60, den Schwenkhebel 68 und den Nocken 70 an den Rahmen 80.

Wenn der Steuerdruck in der Kammer 28 infolge eines Versagens des Bremskreises 32 ausfällt, wird det Rahmen von dem gegen ihn gedrückten Schubkolberi 22a mit einer Bremskraft beaufschlagt und die aus den-Stellkolben 24, der Nachstellvorrichtung und dem Betätigungskolben 14 bestehende Anordnung gegen die dem Betätigungskolben zugeordneten Bremsbacker gedrückt.

Zwar ist in den beiliegenden Zeichnungen keir Ausführungsbeispiel mit einem gehäusefesten Bremssattel, der zwei entgegengesetzt wirkende Zylindei enthält, gezeigt, für den Anwendungsfall einer Scheibenbremse mit einem gehäusefesten Bremssattel unc entgegengesetzt wirkenden Radbremszylindern werder jedoch zwei Bremsbetätigungsvorrichtungen gemäC F i g. 1 symmetrisch zur Ebene der Bremsscheiber angeordnet.

Die Bremsbetätigungsvorrichtung läßt sich auch ir Verbindung mit Trommelbremsen verwenden. Ir diesem Fall enthält ein Radbremszylinder für ein« Trommelbremse zwei dem Betätigungskolben K entsprechende Kolben, die in einer Durchgangsbohrunj 18 des Radbremszylinders angeordnet sind und mi ihren Außenflächen aus der Durchgangsbohrung If herausragen, wobei die beiden Betätigungskolben V durch einen dem Stellkolben 24 entsprechenden Kolbet voneinander getrennt sind, der jedoch symmetrisch ar beiden Stirnflächen jeweils eine mit einer Einweg-Nach Stellvorrichtung zusammenwirkende Schraubenstang« 38 enthält Mit anderen Worten ist ein Radbremszylin der für eine Trommelbremse, ausgehend vom freiet Ende des ersten Segments, versehen mit: einem den Betätigungskolben 14 entsprechenden Kolben, eine ersten Einweg-Nachstellvorrichtung, die den Kolben 1< mit einem dem Stellkolben 24 entsprechenden Kolbei verbindet und einer zweiten Einweg-Nachstellvorrich tung, die den Stellkolben 24 mit einem zweiten, den Betätigungskolben 14 entsprechenden Kolben verbin det wobei der zweite Betätigungskolben 14 an seine Außenfläche mit dem freien Ende des zweitei Bremsbackens zusammenwirkt Die Einweg-Nachstell vorrichtungen sind natürlich derart angeordnet, daß dii dem Kolben 14 entsprechenden Betätigungskolben von Stellkolben 24 fortbewegt werden, sich jedoch bein Verschleiß der Bremsbeläge der Bremsbacken nich nähern können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Zweikreisbremszylinder für Teilbelagscheibenbremsen, mit zwei in einer gemeinsamen, einseitig offenen Zylinderbohrung axial verschiebbar gelagerten Kolben, wobei der Zylinderraum zwischen dem ersten Kolben und der geschlossenen Zylinderseite an einen ersten Bremskreis und der Zylinderraum zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben an einen zweiten Bremskreis angeschlossen sind, sowie mit einer mit den Kolben zusammenwirkenden selbsttätigen Nachstellvorrichtung, die bei entsprechendem Bremsbelagverschleiß durch eine Relativbewegung ,₅ der Kolben im Nachstellsinn verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvoi richtung (40 bis 48) axial zwischen den beiden Kolben (14, 24) derart angeordnet ist, daß sie im Sinne einer stetigen Vergrößerung des Abstandes der beiden Kolben wirkt und daß ein Teil der vom ersten Bremskreis (30) beaufschlagbaren Stirnfläche des ersten Kolbens (24) in dessen Ruhelage und/oder bei intakten Bremskreisen mittels einer zwischen erstem Kolben (24) und geschlossener Zylinderseite (22,34; 22a)wirkenden Ringdichtung (35;62; 72) von der übrigen Stirnfläche des ersten Kolbens (24) hydraulisch getrennt ist.

2. Hydraulischer Zweikreisbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung (35) zwischen einem Zapfen (34) der geschlossenen Zylinderseite (22) und einer Bohrung im ersten Kolben (24) wirkt.

3. Hydraulischer Zweikreisbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung (62) zwischen einer Bohrung der geschlossenen Zylinüerseite (22; 22ajund einem am ersten Kolben (24) festen, mit einer mechanischen Betätigungsvorrichtung (68, 70) verbundenen, aus dem Betätigungszylinder nach außen geführten Zapfen (60) wirkt.