DE19858642A1

DE19858642A1 - Automotive drum brake shoe gear operating mechanism optimises the brake application characteristics at low cost

Info

Publication number: DE19858642A1
Application number: DE1998158642
Authority: DE
Inventors: Ulf Sintram
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-21
Also published as: WO2000037819A1

Abstract

Automotive drum brake shoes are operated by a gear mechanism (1) within a housing (2) by two brake pistons (3, 4). The pistons (3, 4) are operated by a pushrod (5) linked to a first cog (6) which is rotated by a second cog (7). The two cogs (6, 7) intermesh such that the first cog (6) is capable of movement along its axis of rotation.

Description

Die Erfindung betrifft eine getriebeähnlich ausgebildete Vorrichtung zur Betätigung der Bremsbacken einer Trommelbremse für ein Kraftfahrzeug, wobei in einem Gehäuse ein erster und ein zweiter Bremskolben axial verschiebbar gelagert ist und - im montierten Zustand - die Bremskolben die entsprechende Betätigung der Bremsbacken bewirken, wobei die Bremskolben zur Realisierung der Verschiebung - in axialer Richtung gesehen - über eine Druckstange und ein mit der Druckstange zusammenwirkendes erstes Zahnrad wirksam miteinander verbunden sind und das erste Zahnrad mit Hilfe eines zweiten Zahnrades antreibbar ist.The invention relates to a gear-like device for actuating the Brake shoes of a drum brake for a motor vehicle, being in a housing first and a second brake piston is axially displaceably mounted and - in the assembled Condition - the brake pistons actuate the brake shoes accordingly, the brake pistons to realize the displacement - seen in the axial direction - Via a push rod and a first interacting with the push rod Gear are effectively connected and the first gear with the help of a second gear is drivable.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Möglichkeiten zur Betätigung der Bremsbacken einer Trommelbremse bekannt. Hierbei werden die auf einem Bremsträger angeordneten Bremsbacken zumeist dadurch bewegt, daß die Bremsträger entsprechend auseinander gespreizt werden, wodurch die Bremsbacke dann an dem Trommelgehäuse entsprechend zur Anlage kommt. Die Spreizvorrichtungen zur Realisierung der Spreizung der Bremsträger können ganz unterschiedlich ausgebildet sein. Bekannt sind beispielsweise Radzylinder oder auch - seltener - Spreizkeile zur Realisierung des Fahr-Bremsbetriebs. Zur Realisierung einer mechanisch betätigbaren Feststellbremse dienen beispielsweise Spannhebel oder auch Spreizschlösser.In the prior art there are different ways of actuating the Brake shoes of a drum brake known. This is done on a brake carrier arranged brake shoes mostly moves that the brake carrier are spread apart accordingly, whereby the brake shoe then on the Drum housing comes into contact accordingly. The spreaders for Realization of the spread of the brake beams can be designed very differently his. For example, wheel cylinders or, more rarely, expansion wedges are known Realization of driving brake operation. To implement a mechanically operated Parking brakes are used, for example, toggle levers or spread locks.

Die Praxis hat nun gezeigt, daß die beiden Bremsbacken unterschiedlich stark abnutzen können. Dies kann insbesondere bei einer als Simplexbremse ausgeführten Trommelbremse auftreten, da hier eine sogenannte auflaufende und eine sogenannte ablaufende Bremsbacke existiert. Aufgrund der unterschiedlichen Abnutzung der beiden Bremsbacken ist unter Umständen auch die Anordnung bzw. Ausbildung einer entsprechenden Nachstellvorrichtung zur Kompensation des Bremsbackenverschleißes problematisch. Hier existieren ganz unterschiedlich ausgebildete Nachstellvorrichtungen. Practice has now shown that the two brake shoes wear to different degrees can. This can be particularly the case with a simplex brake Drum brakes occur because there is a so-called and a so-called running brake shoe exists. Because of the different wear of the two Brake shoes may also be the arrangement or formation of a corresponding adjustment device to compensate for brake shoe wear problematic. There are very differently designed adjustment devices here.

Zumeist wird das Spreizen der Bremsträger mit entsprechend hydraulisch wirkenden Radzylindern realisiert, wobei sich hier die Kolben innerhalb des Radzylinders aufgrund eines hydraulisch erzeugten Druckes entsprechend bewegen und dann auf die entsprechenden Enden der Bremsträger einwirken. Eine zumeist zusätzlich angeordnete Nachstellvorrichtung trägt dafür Sorge, daß bei einem entsprechenden Verschleiß der Bremsbacken dieser entsprechend kompensiert wird. So ist aus der DE-C-196 13 199 eine Nachstellvorrichtung zur Einstellung bzw. verschleißbedingten Nachstellung der Bremsbacken einer Trommelbremse bekannt, die geriebeähnlich ausgeführt und bei der ein erstes Zahnrad als eine Art Gewindehülse ausgebildet ist. Dieses erste Zahnrad wird mit Hilfe eines zweiten Zahnrades angetrieben, wobei eine Art Druckstange, die in einer Ausnehmung der Gewindehülse über entsprechende Gewinde mit der Gewindehülse in Eingriff steht, dann axial verschoben wird, so daß hierüber eine Einstellung bzw. Nachstellung der Bremsbacken erfolgen kann.Most of the time, the spreading of the brake carriers with correspondingly hydraulic ones Wheel cylinders realized, here the pistons within the wheel cylinder due of a hydraulically generated pressure and then move to the act on the corresponding ends of the brake carrier. Mostly additionally arranged Adjustment device ensures that the wear Brake shoes this is compensated accordingly. So is from DE-C-196 13 199 an adjustment device for adjustment or wear-related adjustment of the Brake shoes of a drum brake are known, which are designed like a gear and at a first gear is designed as a type of threaded sleeve. This first gear will driven by means of a second gear, a kind of push rod, which in a Recess of the threaded sleeve over the corresponding thread with the threaded sleeve in Engagement is then axially displaced so that an adjustment or Adjustment of the brake shoes can be done.

Die Entwicklung in der Kraftfahrzeugtechnik geht derzeit dahin, daß man versucht, die hydraulisch betriebenen Radzylinder zu ersetzen, vorzugsweise durch entsprechende elektromotorische Antriebsformen. Problematisch bei dem Antrieb, d. h. der Betätigung der Bremsträger bzw. der Bremsbacken ist die Gewährleistung, daß auch beide Bremsbacken optimal an der entsprechenden Wandung des Trommelgehäuses zur Anlage kommen, wenn unterschiedlicher Reibverschleiß der Bremsbacken auftritt. Um dies nun optimal zu gewährleisten, ist man dazu übergegangen, sogenannte "schwimmende Lagerungen" zu realisieren, damit die Bremskräfte der Bremsbacken optimiert sind. Beispielsweise wird der Hand-Bremsbetrieb im Stand der Technik über eine zwischen den Bremsträgern angeordnete Druckstange realisiert, wobei diese Druckstange "schwimmend" gelagert ist. Dies hat zur Folge, daß bei einer entsprechenden Kraftbeaufschlagung eine relative Bewegung der Druckstange zwischen den Bremsträgern ermöglicht ist, so daß hierdurch auf beide Bremsträger bzw. Bremsbacken eine entsprechend gleichmäßige Kraft aufgebracht werden kann.The development in automotive engineering is currently that one tries to to replace hydraulically operated wheel cylinders, preferably by appropriate ones forms of electromotive drives. Problem with the drive, d. H. of actuation The brake carrier or the brake shoe is the guarantee that both Brake shoes optimally on the corresponding wall of the drum housing System come when there is different friction wear of the brake shoes. Around to ensure this now optimally, one has gone over to so-called Realize "floating bearings" so that the braking forces of the brake shoes are optimized. For example, the hand brake operation in the prior art is over realized a push rod arranged between the brake carriers, these Push rod "floating" is mounted. This has the consequence that at a corresponding force application a relative movement of the push rod between the brake carriers is made possible, so that in this way on both brake carriers or Brake shoes a correspondingly uniform force can be applied.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte getriebeähnlich ausgebildete Vorrichtung derartig auszugestalten und weiterzubilden, daß der durch die Bremsbacken realisierte Bremsbetrieb optimiert ist, wobei die Kosten für eine derartige Vorrichtung relativ gering sind.The invention is therefore based on the object, the gearbox mentioned above trained device in such a way to design and develop that by the Brake shoes realized braking operation is optimized, the cost of such Device are relatively small.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, daß das erste und zweite Zahnrad so zusammen in Eingriff stehen, daß eine axiale Verschiebung des ersten Zahnrades ermöglicht ist. Durch diese entsprechende Lagerung bzw. Ausbildung des ersten und zweiten Zahnrades ist praktisch eine "schwimmende Lagerung" innerhalb der getriebeähnlich ausgebildeten Vorrichtung realisiert, nämlich zwischen den die Bremsträger bzw. Bremsbacken aktivierenden axial verschiebbaren Bremskolben. Zwar stehen die Zahnräder, nämlich das erste und zweite Zahnrad miteinander in Eingriff, aber sie stehen so miteinander in Eingriff, daß das erste Zahnrad nach wie vor axial verschiebbar ist. So ist das aus dem Bremskolben, der Druckstange und dem ersten Zahnrad bestehende "Gebilde" als Ganzes entsprechend innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung verschiebbar. Hierdurch ist eine Betätigung der Bremsbacken optimiert, wobei die Herstellungskosten für die hier geschilderte getriebeähnlich ausgebildete Vorrichtung ebenfalls minimiert sind.The above problem is now solved in that the first and second gear are engaged together so that an axial displacement of the first gear is possible. Through this appropriate storage or training of the first and second gear is practically a "floating bearing" within the realized gear-like device, namely between the Brake carrier or brake shoes activating axially displaceable brake pistons. Though the gears, namely the first and second gears are engaged with each other, however they are so engaged that the first gear is still axially is movable. So it is from the brake piston, the push rod and the first Gear "existing" as a whole according to the housing of the Movable device. This optimizes the actuation of the brake shoes, the manufacturing costs for the gearbox-like design described here Device are also minimized.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im einzelnen wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der folgenden Zeichnung und Beschreibung näher beschrieben.There are various possibilities for the device according to the invention to design and develop. For this, the claim 1 subordinate claims are referred. In detail now preferred embodiment for the device according to the invention using the following drawing and description described in more detail.

In the drawings:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung ohne die obere Gehäusehälfte, bei der die Bremskolben nur einen geringen Abstand zueinander aufweisen, Fig. 1, the device according to the invention in a perspective view without the upper housing half, wherein the brake piston having only a small distance from each other,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Bremskolben hier einen bereits größeren Abstand zueinander aufweisen, Fig. 2 shows the device according to the invention of FIG. 1 with the difference that the brake piston having a larger distance from each other already here

Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 2 von der Seite und Fig. 3 shows the device according to the invention from Fig. 2 from the side and

Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch im Schnitt entlang der in Fig. 3 angedeuteten Schnittlinie. Fig. 4 shows the device according to the invention schematically in section along the section line indicated in Fig. 3.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine getriebeähnlich ausgebildete Vorrichtung 1 zur Betätigung der nicht dargestellten Bremsbacken einer nicht dargestellten Trommelbremse für ein Kraftfahrzeug. Die Anordnung dieser Vorrichtung 1 innerhalb einer Trommelbremse kann ganz unterschiedlich sein, entscheidend ist, daß durch die Vorrichtung 1 hier die Bremsbacken bzw. Bremsträger einer Trommelbremse entsprechend bewegbar sind. Hierzu ist in einem Gehäuse 2 ein erster und ein zweiter Bremskolben 3 und 4 angeordnet, die in dem Gehäuse 2 axial verschiebbar gelagert sind. Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 innerhalb der Trommelbremse bewirken die Bremskolben 3 und 4 eine entsprechende Betätigung der Bremsbacken, nämlich ein auseinanderspreizen der Bremsträger bzw. der Bremsbacken. Die Bremskolben 3 und 4 sind - in axialer Richtung gesehen - zur Realisierung der entsprechenden Verschiebung über eine Druckstange 5 und ein mit der Druckstange 5 zusammenwirkendes Zahnrad 6 wirksam miteinander verbunden. Hierbei ist das erste Zahnrad 6 mit Hilfe eines zweiten Zahnrades 7 antreibbar, was im folgenden noch näher erörtert werden wird. Figs. 1 to 4 show a transmission-like design device 1 for actuating the brake shoes of a drum brake, not shown, not shown, for a motor vehicle. The arrangement of this device 1 within a drum brake can be very different, it is crucial that the brake shoes or brake carriers of a drum brake can be moved accordingly by the device 1 here. To this end, in a housing 2, a first and a second brake piston is arranged 3 and 4, which are mounted axially displaceably in the housing. 2 In the assembled state of the device 1 within the drum brake, the brake pistons 3 and 4 effect a corresponding actuation of the brake shoes, namely a spreading apart of the brake carriers or the brake shoes. The brake pistons 3 and 4 are - seen in the axial direction - to realize the corresponding displacement via a push rod 5 and a cooperating with the push rod 5 gear 6 effectively connected. Here, the first gear 6 can be driven with the aid of a second gear 7 , which will be discussed in more detail below.

Die eingangs erwähnten Nachteile werden nun dadurch vermieden, daß innerhalb des Gehäuses 2, nämlich für das aus den Bremskolben 3 und 4, der Druckstange 5 und dem ersten Zahnrad 6 bestehende "Gebilde" eine schwimmende Lagerung realisiert ist. Hierzu stehen das erste und zweite Zahnrad 6 und 7 so zusammen in Eingriff, daß eine axiale Verschiebung des ersten Zahnrades 6 ermöglicht ist. Die so realisierte "schwimmende Lagerung soll im folgenden noch näher erläutert werden:
Zunächst weist die Druckstange 5 hier ein Außengewinde 8 auf, das mit einem hier nicht dargestellten Innengewinde des ersten Zahnrades 6 in Eingriff steht, was in Fig. 4 angedeutet ist. Die Fig. 2 und 4 lassen erkennen, daß die Druckstange 5 mit dem ersten Bremskolben 3 fest verbunden ist, nämlich hier die Druckstange 5 integraler Bestandteil des ersten Bremskolbens 3 ist. Weiterhin zeigt Fig. 4, daß das erste Zahnrad 6 einen Absatz 9 aufweist und der Absatz 9 innerhalb einer Ausnehmung 10 des zweiten Bremskolbens 4 drehbar gelagert ist, so daß hierüber eine Abstützung des ersten Zahnrades 6 am zweiten Bremskolben 4 erfolgt.The disadvantages mentioned above are now avoided in that a floating bearing is realized within the housing 2 , namely for the "structure" consisting of the brake pistons 3 and 4 , the push rod 5 and the first gear 6 . For this purpose, the first and second gearwheels 6 and 7 are engaged so that an axial displacement of the first gearwheel 6 is made possible. The "floating storage" implemented in this way will be explained in more detail below:
First of all, the push rod 5 here has an external thread 8 , which is in engagement with an internal thread, not shown here, of the first gear 6 , which is indicated in FIG. 4. Recognize blank FIGS. 2 and 4 that the push rod 5 is firmly connected to the first brake piston 3, the push rod 5 is an integral part of the first brake piston 3 namely here. Furthermore, FIG. 4, that the first gear wheel 6 has a shoulder 9 and is rotatably mounted within a recess 10 of the second brake piston 4 9 of the heel, so that there takes place over a support 6 of the first gear on the second brake piston 4.

Im Vergleich der Fig. 1 und 2 wird deutlich, daß der erste und zweite Bremskolben 3 und 4 in einer Lagerausnehmung 11 des Gehäuses 2 axial verschiebbar gelagert sind. Fig. 1 zeigt hier einen ersten Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, bei der die Bremskolben 3 und 4 nur einen geringen Abstand zueinander aufweisen. Hingegen zeigt Fig. 2 einen zweiten Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, bei der aufgrund der entsprechenden Drehbewegung des ersten und zweiten Zahnrades 6 und 7 sowie des Zusammenwirkens des Innengewindes des Zahnrades 6 mit dem Außengewinde 8 der Druckstange 5 die Bremskolben 3 und 4 hier einen deutlich höheren Abstand zueinander aufweisen. Anders ausgedrückt, Fig. 2 zeigt den Zustand, bei dem die Bremsbacken bzw. Bremsträger mit Hilfe der Vorrichtung 1 entsprechend spreizbar sind. Die in der Lagerausnehmung 11 verschiebbar gelagerten Bremskolben 3 und 4 sind in der Lagerausnehmung 11 "formschlüssig" geführt (Nut, Nutenstein oder dergl.), also hier nicht drehbar gelagert. Dies hat zur Folge, daß durch eine Drehbewegung des ersten Zahnrades 6 mit Hilfe des Innengewindes des ersten Zahnrades 6 die Druckstange 5 entsprechend wirksam verschoben werden kann.In comparison of FIGS. 1 and 2 it is clear that the first and second brake pistons 3 and 4 are axially displaceably mounted in a bearing recess 11 of the housing 2 . Fig. 1 shows here a first state of the device 1 according to the invention, in which the brake pistons 3 and 4 have only a small distance from each other. In contrast, Fig. 2 shows a second state of the device 1 according to the invention, in which due to the corresponding rotational movement of the first and second gear 6 and 7 and the interaction of the internal thread of the gear 6 with the external thread 8 of the push rod 5, the brake pistons 3 and 4 clearly here have a greater distance from each other. In other words, FIG. 2 shows the state in which the brake shoes or brake carriers can be expanded accordingly using the device 1 . The displaceably mounted in the bearing recess 11 brake pistons 3 and 4 are guided in the bearing recess 11 "form-fit" (groove nut or the like.), And not rotatably mounted here. The consequence of this is that the rotary rod 5 can be moved effectively by a rotational movement of the first gear 6 with the aid of the internal thread of the first gear 6 .

Damit nun eine axiale Verschiebung des ersten Zahnrades 6 relativ zum zweiten Zahnrad 7 möglich ist, sind hier bei der bevorzugten Ausführungsform das erste und zweite Zahnrad 6 und 7 als Stirnräder ausgeführt, weisen also eine Geradverzahnung auf. Die Fig. 1 und 2 lassen gut erkennen, daß das erste Zahnrad 6 eine wesentlich größere Breite aufweist, als das zweite Zahnrad 7. Weiterhin zeigt Fig. 2 den Zustand der Vorrichtung 1, bei der das erste Zahnrad 6 sich bereits relativ zum zweiten Zahnrad 7 verschoben hat. Damit nun ein Antrieb des ersten Zahnrades 6 über das zweite Zahnrad 7 entsprechend realisierbar ist, ist das zweite Zahnrad 7 auf einer innerhalb des Gehäuses 2 vorgesehenen Welle 12 angeordnet. Auf der Welle 12 ist weiterhin ein Kegelrad 13 angeordnet, daß wiederum mit einem weiteren Kegelrad 14 in Eingriff steht, das auf einer Antriebswelle 15 angeordnet ist. Die Steuerung der Drehung der Antriebswelle 15 wird auf elektromotorischer und/oder elektronischer Basis realisiert.So that an axial displacement of the first gear 6 relative to the second gear 7 is now possible, in the preferred embodiment the first and second gear 6 and 7 are designed as spur gears, that is to say they have straight teeth. Figs. 1 and 2 can be seen clearly that the first gear wheel 6 has a substantially greater width than the second gear 7. Furthermore, FIG. 2 shows the state of the device 1 , in which the first gear 6 has already shifted relative to the second gear 7 . So that a drive of the first gear 6 via the second gear 7 can be implemented accordingly, the second gear 7 is arranged on a shaft 12 provided within the housing 2 . A bevel gear 13 is also arranged on the shaft 12 , which in turn is in engagement with a further bevel gear 14 which is arranged on a drive shaft 15 . The control of the rotation of the drive shaft 15 is realized on an electromotive and / or electronic basis.

Es ist auch durchaus denkbar, daß der Antrieb des zweiten Zahnrades 7 auf andere Art und Weise erfolgt, also nicht über die hier dargestellten Kegelräder 13 und 14 bzw. die Antriebswelle 15.It is also quite conceivable for the second gear 7 to be driven in a different way, ie not via the bevel gears 13 and 14 shown here or the drive shaft 15 .

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1, insbesondere durch die "schwimmende Lagerung" der Bremskolben 3 und 4, der Druckstange 5 und des ersten Zahnrades 6 innerhalb der Lagerausnehmung 11 ist nicht nur eine kostengünstige Herstellung möglich, sondern auch ein optimaler Betrieb bzw. eine optimale Anlage der Bremsbacken gewährleistet.The device 1 according to the invention, in particular by the "floating mounting" of the brake pistons 3 and 4 , the push rod 5 and the first gear 6 within the bearing recess 11 , not only enables cost-effective production, but also optimal operation or optimal installation of the Brake shoes guaranteed.

Claims

1. Gearbox-like device ( 1 ) for actuating the brake shoes of a drum brake for a motor vehicle, a first and a second brake piston ( 3 and 4 ) being axially displaceably mounted in a housing ( 2 ) and - in the assembled state - the brake pistons ( 3 and 4 ) effect the corresponding actuation of the brake shoes, the brake pistons ( 3 and 4 ) for realizing the displacement - seen in the axial direction - via a push rod ( 5 ) and a first gearwheel ( 6 ) interacting with the push rod ( 5 ) are connected and the first gear (6) can be driven by means of a second toothed wheel (7), characterized in that the first and second gears (6 and 7) so together engage that axial displacement of the first gear wheel (6) is possible.

2. Device according to the preceding claim, characterized in that the push rod ( 5 ) has an external thread ( 8 ) which is in engagement with an internal thread of the first gear ( 6 ).

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the push rod ( 5 ) is connected to the first brake piston ( 3 ).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first gear ( 6 ) has a shoulder ( 9 ) and the shoulder ( 9 ) is rotatably mounted within a recess ( 10 ) of the second brake piston ( 4 ).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second brake pistons ( 3 and 4 ) are axially displaceably mounted in a bearing recess ( 11 ) of the housing ( 2 ).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second brake pistons ( 3 and 4 ) in the bearing recess ( 11 ) are guided positively.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second gear ( 6 and 7 ) are designed as a spur gear.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear ( 7 ) on a within the housing ( 2 ) provided shaft ( 12 ) is arranged.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a bevel gear ( 13 ) is arranged on the shaft ( 12 ).

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bevel gear ( 13 ) via a drive shaft ( 15 ) arranged further bevel gear ( 14 ) can be driven.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the rotation of the drive shaft ( 15 ) is realized on an electromotive and / or electronic basis.