DE2048614A1

DE2048614A1 - Automatische Nachstellvorrichtung

Info

Publication number: DE2048614A1
Application number: DE19702048614
Authority: DE
Inventors: Richard Thomas South Bend Ind Burnett (V St A) B60t 13 24
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1969-10-03
Filing date: 1970-10-02
Publication date: 1971-04-08
Also published as: GB1283868A; ES384235A1; US3610373A; JPS51658B1; ZA706680B; FR2062650A5

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. hbuck

Dipl. Phys. W. Schmitz

8 München 15, Moxerfrfr.23

Tel. 53805 86

The Bendix Corporation

Executive Offices
Bendix Center

Southfield, Michigan 48o75/USA 24. September 197o

Anwaltsakte M-I343

Automatische Nachstellvorrichtung

j Die Erfindung betrifft eine automatische Nachstellvorrichtung zum ;

j I

i Ausgleich des Verschleißes der einem Radbremszylinder zugeordneten ^: Bremsbacken.

Vorallem bei neuzeitlichen Bremsen soll auch bei einem Abrieb der ^; Reibbeläge ein vorgegebener Spalt zwischen den Bremsbacken und den Reibflächen in der Lüftungsstellung der Bremsen aufrechter-

halten werden. Aus diesem Grund sind die meisten Bremsen neuerdings mit Nachstellvorrichtungen versehen, die den erforderlichen Spalt automatisch aufrechterhalten. Derartige Nachstellvorrichtungen sind häufig schwierig zu warten, und zwar infolge der zahl-: reichen Federn, Verzahnungen, Ritzel, Zahnstangen und so weiter, die bei den bekannten Nachstellvorrichtungen erforderlich sind. Außerdem ist mit derartigen Nachstellvorrichtungen auch keine genaue Einstellung der Spaltbreite möglich. j

Eine weitere Schwierigkeit der bekannten Brems-Nachstellvorrich-

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tungen besteht darin, daß sie bei einer plötzlichen Notbremsung zu einer unerwünscht großen Nachstellung neigen. Wenn die Bremse j nämlich plötzlich mit Strömungsmittelhochdruck: beaufschlagt wird, ist der Kolbenhub infolge der höheren elastischen Verformungen der Brems-Bauteile größer als während normaler Bremsungen, und dies führt häufig zu einer unzulässig hohen Nachstellung der Bremse. Wenn die bekannten Nachstellvorrichtungen nicht für einen sehr großen Kolben-Rückhub sorgen, haften die Bremsbacken nach einer übermäßigen, durch eine Notbremsung verursachten Nachstellung zeitweise an den Reibflächen an, was zu einem raschen Verschleiß der Bremsbeläge der Bremsbacken führt. Wenn die Nachstellvorrichtungen andererseits für einen größeren Kolbenrückhub ausgelegt sind, muß die Betätigungsvorrichtung über einen größeren Verschiebeweg verfügen.

Erfindungsgemäß soll daher eine automatische Nachstellvorrichtung geschaffen werden, die lediglich bei verhältnismäßig niedrigen Drücken verstellt wird und entsprechend dem Abrieb der Bremsbeläge für eine kontinuierliche Nachstellung sorgt.

tu diesem Zweck schafft die Erfindung eine automatische Nachstellvorrichtung zum Ausgleich des Verschleißes der einem Radbremszylinder zugeordneten Reibbeläge, wobei der Radbremszylinder einen in einer Gehäusekammer gleitfähig angeordneten Betätigungskolben enthält, der bei Verbindung der Gehäusekammer mit einer Druckmittelquelle verschiebbar ist, und die Nachstellvorrichtung eine bei einer Verschiebung des Kolbens mit diesem zusammenwirkende Einstelleinrichtung enthält, die dadurch gekennzeichnet ist, daß

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die Nachstellvorrichtung in der Gehäusekammer oberhalb eines vorgegebenen Druckwertes gleitfähig angeordnet ist und dabei die

ι Einstellvorrichtung der Hubbewegung des Kolbens folgt und eine Verstellung der Nachstellvorrichtung oberhalb des vorgegebenen

ι Druckwertes verhindert ist.

Die erfindungsgemäße, automatische Nachstellvorrichtung benötigt \ erheblich weniger Bauteile als bekannte andere, vergleichbare Nachstellvorrichtungen, und erfindungsgemäß wird eine Verstellung

ι der Nachstellvorrichtung verhindert, wenn in der Bremse beispielsweise infolge einer Notbremsung Druckkräfte oberhalb eines vorgegebenen Druckwertes auftreten.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden, beispielswisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Scheibenbremse ,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. i in der eingerückten Lage der Bremsbacken,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt der in den Fign. 1 und 2 gezeigten Einrichtung, wobei sich der Betätigungskolben in der eingerückten Lage befindet,

Fig. ·+ eine Teilansicht der Fig. 3, wobei jedoch der Kolben in der Lüftungsstellung gezeigt ist. - 4 -

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Gemäß den Figuren enthält die Scheibenbremse Io einen Bremssattel 12 mit einer Zange 14, die die umlaufende Bremsscheibe 16 übergreift. Die Bremsscheibe 16 ist drehschlüssig mit einem Fahrzeugrad 18 verschraubt. Ein Bremsträger 2o, der mit einem gehäusefesten Bauteil des Fahrzeuges, beispielsweise dem Achskasten 22, verbunden ist, stützt den Bremssattel 12 in Längsrichtung gegenüber der Bremsscheibe 16 gleitfähig ab. Zwei sich zugekehrte Bremsbacken 24, 26 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe 16 angeordnet und tragen Reibbeläge 28, 3o, die zwecks Abbremsung des (nicht gezeigten) Fahrzeuges mit der Bremsscheibe 16 zusammenwirken können.

Der Bremssattel 12 enthält ein Gehäuse 32, in dem eine Kammer 34 ausgebildet ist, in welcher ein Betätigungskolben 36 gleit-fähig angeordnet ist, der die Bremsbacken 24, 26 zwecks Abbremsung des Fahrzeuges in Reibeingriff an die Bremsscheibe 16 andrückt. Das Druckmittel gelangt über eine Leitung 38 in die Gehäusekammer 34 und greift an der Hinterfläche 4o des Betätigungskolbens 36 an. Zwischen dem Betätigungskolben 36 und dem Gehäuse 32 ist eine übliche Dichtung 42 angeordnet, die ein Entweichen von Strömungsmittel verhindert. Der Betätigungskolben 36 ist mit dem Gehäuse ferner über eine nachgiebige Muffe 44 verbunden, die den Kolben vor Fremdkörpern schützt.

Nach einer Reihe von Bremsungen wird der Spalt, der zwischen dem Reibbelag und der Bremsscheibe in der Lüftungsstellung der Bremsen besteht, infolge des durch die Anlage der Reibbeläge 28, 3o an \ der Bremsscheibe 16 bewirkten Abriebes vergrößert. Um die Größe

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dieses Spaltes konstant zu halten, ist eine Nachstellvorrichtung * 46 vorgesehen. Die Nachstellvorrichtung 46 enthält eine Mutter 48, j die drehbar auf der Spindel 5o eines koaxial im Kolben 36 ange- ; ordneten, länglichen Gleitkörpers 52 angebracht ist. Miteinander zusammenwirkende Gewindegänge 54, 56 auf der Mutter 48 bzw. der Spindel 5o sind derart ausgebildet, daß sich die Mutter 48 verdrehen und infolgedessen gemeinsam mit dem Kolben 36 vorgeschoben werden \

i kann, wenn eine in Richtung des Pfeiles 49 parallel zur Achse des i

j Gleitkörpers 5 2 gerichtete Kraft während einer Vorschubbewegung ,

des Kolbens zur Bremsscheibe 16 hin durch den am Kolben 36 ge- '< j halterten Anschlagring 58 über ein Wälzlager 62 an die Mutter 48 | übertragen wird. Wenn jedoch während der Rückhubbewegung des Kolbens eine entgegengesetzt gerichtete, ähnliche Kraft an der Schulter 64 auf die Mutter 48 einwirkt, erfolgt eine Sperrung der Gewindegänge, wodurch ein Zurückstellen der Mutter verhindert wird. Es wurde festgestellt, daß zu diesem Zweck eine Steigung der Gewindegänge in der Größenordnung von 18 bis 21 ausreicht. Bei einer Vorwärtsbewegung des Kolbens 36 wirkt somit der Anschlag·- ring 58 mit dem Wälzlager 62 zusammen, das an einer Schulter 6o der Mutter 48 anliegt, wodurch die Mutter 48 gedreht wird.

Das Gehäuse 32 enthält die Gehäusekammer 34, in der der Betätigungpkolben 36 und die Einstellvorrichtung 46 untergebracht sind, eine j Nebenkammer 68 und eine Bohrung 7o, die die Gehäusekammer 34 mit der Nebenkammer 68 verbindet. In der Bohrung 7o ist die Spindel 5o axial verschiebbar abgestützt. Der Gleitkörper 52 enthält einen Endabschnitt 72, der mit einer Senkbohrung zur Aufnahme eines Sitzkörpers 74 versehen iat. D«r Endabschnitt 72 enthält

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ferner eine Druckangr*iffsflache 78. Der Sitz 74 ist mit einem Flansch 75 versehen, der am Ende des Endabschnittes 72 anliegt, wodurch ein Spalt 76 zwischen der Senkbohrung des Endabschnittes und dem Sitz geschaffen wird. Die Projektion der Druckangr^iffsflache 78 ist erheblich größer als der Querschnitt der Spindel 5o. Der Spalt 76 ist über einen in der Spindel 3o ausgebildeten Strömungsmittelkanal 8o mit der Gehäusekammer 34 und der Eingangsleitung 38 verbunden.

Zwischen einer am Endabschnitt 72 ausgebildeten Schulter 86 und einer Schulter 88 des Gehäuses 36 ist eine Feder 84 angeordnet. Zwischen dem Endabschnitt 72 und dem Sitz 74 sind Dichtungen 9o vorgesehen, die eine Strömungsmittelleikage verhindern.

Für die Feststellbremse ist eine mechanische Betätigungsvorrichtung 9 2 vorgesehen. Die mechanische Betätigungsvorrichtung enthält einen Hebel 94, der schwenkbar in der Nebenkammer 68 angeordnet ist, und ein Kippglied 96, das den Hebel 94 mit dem Sitzkörper 74 verbindet. Bei einer Bewegung des Hebels 94 werden der Sitzkörper 74, der Gleitkörper 52 und der Kolben 36 zwecks Betätigung der Bremsbacken nach vorne verschoben. Der Aufbau und die Funktionsweise der Feststellbremse 92 sind im einzelnen in der schwebenden deutschen Patentanmeldung des gleichen Anmelders und des gleichen Prioritätstages beschrieben (Anwaltsakte M-1342), auf die diesbezüglich verwiesen wird.

Während des normalen Betriebs drückt der Fahrzeugführer das Brems-;· pedal nieder, wodurch das Strömungsmittel durch die Leitung 38 fließt und zur hinteren Stirnfläche 4o des Betätigungekolbens 36 j

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! gelangt, wodurch der Betätigungskolben gegen die Bremsscheibe 16

ί gedrückt wird. Infolge der Vorschubbewegung des Kolbens 36 wird

der Reibbelag 3o gegen die Bremsscheibe 16 angedrückt und gleich-

: zeitig wird auch der Bremsbelag 28 infolge der über den Bremsj sattel 12 übertragenen Gegenkraft an die Bremsscheibe 16 angelegt, wodurch das Fahrzeug abgebremst wird.

: Die Einstellvorrichtung 46"wird zunächst auf der Spindel 5o der- ^;

; art eingestellt, daß der Verschiebeweg des Kolbens beim vollständigen Einrücken der Bremsen so groß ist, daß der Anschlagring 58 das Lager 62 berührt (siehe Fig. 3). Beim Lüften der Bremsen verschieben die nachgiebigen Dichtungen 42 den Kolben 36 von der Bremsscheibe 16 fort, bis die hintere Fläche des Kolbens 36 die Stirnfläche 64 der Mutter 68 berührt. In der Lüftungsstellung der Bremsen besteht natürlich ein Spalt zwischen dem Anschlagring 58 und dem Lager 62 (siehe Fig. 4).

In der in Fig. 4 gezeigten Brems-Lüftungsstellung liegt die Schulter 64 der Mutter 48 an der Hinterfläche des Kolbens 36 an, und der Anschlagring 5 8 ist mit Abstand zum Lager 62 angeordnet.

Bei jeder Abbremsung wird eine geringe Mcterialmenge von den Reib-, belägen 28 und 3o abgerieben. Nach einer Reihe von Abbremsungen ist der Materialverschleiß an den Bremsbelägen 28, 3o so groß,

daß der in der Lüftungsstellung der Bremsen zwischen den Reibbelägen und der Bremsscheibe bestehende Spalt vergrößert wäre, wenn

; nicht der Hub des Kolbens 36 derart verstellt wird, daß die Größe

j dieses Spaltes konstant gehalten wird. Dies wird durch die Nach-

{ Stellvorrichtung erreicht. Bei einem Verschleiß der Reibbeläge j

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28, 3o führt der erhöhte VerschiebeWeg des Kolbens 36 dazu, daß eine in Richtung des Pfeiles 49 gerichtete Kraft vom Anschlagring 58 über das Lager 62 an die Mutter 68 übertragen wird. Infolge der Ausbildung der Gewindegänge 54, 56 verdreht sich die Mutter bei einer derartigen Kraftbeaufschlagung relativ zum Anschlagring 58 und verstellt sich zur Bremsscheibe 16 hin. Beim Lüften der Bremsen bewegt sich der Kolben 36 von der Bremsscheibe 16 fort, bis seine Hinterfläche 4o die Stirnfläche 6·+ der Mutter berührt, wodurch die Hubbewegung des Kolbens 36 angehalten wird. Da der Anschlagring 58 bewegungsschlüssig mit dem Kolben verbunden ist, wird die Mutter 48 stets so weit vorgeschoben, daß die richtige Spaltgröße zwischen der Bremsscheibe 16 und den Bremsbelägen 28, 3o mit Sicherheit aufrechterhalten wird.

Bei niedrigen Strömungsmitteldruckwerten arbeitet die erfindungsgemäße Nachstellvorrichtung auf die oben beschriebene Weise. Während einer plötzlichen Notbremsung» wenn also der Verschiebeweg des Kolbens infolge der durch den hohen am Kolben angreifenden Strömungsmitteldruck bewirkten elastischen Verformung der verschiedenen Brems-Bauteile weit größer als während normaler Bremsungen

weitere ■

wird, würde daher normalerweise eine/Verstellung der Nachstellvorrichtung erfolgen, da sich der Kolben 36 um eine ungewöhnlich größere Weglänge zur Bremsscheibe 16 hin verschieben würde, mit der Folge, daß der Anschlagring 58 die Mutter 48 zur Bremsscheibe 16 hin um eine größere Weglänge vorschieben würde, als dies zum Ausgleich des Abriebes der Reibbeläge erforderlich wäre. Bei bekannten Bremsen wird dieser Betriebszustand durch entsprechend große Bemessung des Kolbenrückhubes ausgeglichen, um zu vermeiden, daß die Reibbeläge in der Lüftungsstellung der Bremse an der

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Bremsscheibe anliegen. Eine derartige Maßnahme ist jedoch insofern; nicht zufriedenstellend,als die Feststellbremse einen größeren Betätigungshub haben muß und das Ausmaß der Nachstellung in Abhängigkeit von den bei einer vorhergehenden Bremsung herrschenden Strömungsmitteldrücken schwankt.

Erfindungsgemäß wird diese Schwierigkeit dadurch vermieden, daß der in der Gehäusekammer 34 herrschende Strömungsmitteldruck, der den Betätigungskolben 36 in Richtung auf die Bremsscheibe 16 verschiebt, auch über den Kanal 8o zum Ringraum 76 gelangt. Der im Ringraum 76 an der Druckangriffsfläche 78 der Spindel 5o angreifende Strömungsmitteldruck sucht die Spindel 5o im Sinne der Fig. 3 nach links zu verschieben. Bei niedrigen Strömungsmitteldruck-werten übersteigt die Kraft der Feder 84, welche die Spinde] 5o an den S±z 74 andrückt, die Kraft des Strömungsmitteldruckes, der an der Druckangr-iffsflache 78 angreift und die Spindel 5o im Sinne der Fig. 3 nach links zu verschieben sucht. Bei höheren Strömungsmitteldruckwerten übersteigt jedoch die Kraft des an der Druckangriffsfläche 78 anliegenden Druckes die Kraft der Feder 84, so daß sich die Spindel 5o gemeinsam mit dem Kolben 36 im Sinne der Fig. 3 nach links verschieben kann. Da sich infolgedessen die Mutter 48 und die Spindel 5ο gemeinsam mit dem Kolben 36 verschieben, kann der Anschlagring 58 keine Axialkraft auf die Mutter 48 übertragen, da keine Relativbewegung zwischen der Mutter 48 und dem Kolben 36 erfolgt. Infolgedessen verdreht sich die Mutter 48 nicht auf der Spindel 5o und wird nicht zum Kolben 36 hin vorgeschraubt.

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Claims

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The Bendix Corporation

Executive Offices
Bendix Center

Southfield, Mich. 48o75/USA 24.September 197o

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Patentansprüche

/1Λ Automatische Nachstellvorrichtung zum Ausgleich des Verschleisses der einem Radbremszylinder zugeordneten Reibbeläge, wobei der Radbremszylinder einen in einer Gehäusekammer gleitfähig j angeordneten Betätigungskolben enthält, der bei Verbindung der Gehäusekammer mit einer Druckmittelquelle verschiebbar ist, und die Nachstellvorrichtung eine bei einer Verschiebung des Kolbens mit diesem zusammenwirkende Einstelleinrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung (46, 48, 84) in der Gehäusekammer (34) oberhalb eines vorgegebenen Druckwertes gleitfähig angeordnet ist und dabei die Einstellvorrichtung (46) der Hubbewegung des Kolbens (36) folgt und eine Verstellung der Nachstellvorrichtung oberhalb des vorgegebenen Druckwertes verhindert ist.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (46) auf einem in einer Bohrung (7o) angeordneten Gleitkörper (52) angebracht ist, der durch eine Feder (84) gegen eine Gleitbewegung gesichert ist, wodurch die Gleitbewegung des Gleitkörpers (52) nur oberhalb eines

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die Federvorspannung übersteigenden Strömungsmitteldruckes in der Kammer (34) erfolgt.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (52) länglich ausgebildet und an seinem einen Ende mit einer Druckangr-iffsflache (78) versehen ist, und daß der Gleitkörper (52) gleitend in einem am Gehäuse (32) angebrachten Sitz (74) gehaltert ist, der gemeinsam mit der Druckangriffsfläche (78) eine mit der Druckmittelquelle verbindbare Druckmittelkammer (76) bildet.

4. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (64) in einer im Gehäuse (32) ausge-

bildeten Nebenkammer (68) angeordnet ist, die mit der Gehäuse-; kammer (34) über die den Gleitkörper (52) gleitfähig abstützenjde Bohrung (7o) verbunden ist.

5. Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (52) mit einem erweiterten

Endabschnitt (72) versehen ist, auf dem die Druckangriffsfläche

(78) und eine Schulter (86) angeordnet sind, und daß die Feder (84) zwBchen der Schulter (86) und einer Gehäusewandung (88)

': einsitzt und den Gleitkörper (52) nachgiebig gegen den Sitz (74) ! drückt.

; 6· Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch

ι !

! gekennzeichnet, daß die Gehäusekammer (34) über einen in Längsrichtung durch den Gleitkörper (52) verlaufenden Strömungsmittelkanal (80) mit der Druckmittelkammer (76) verbunden ist.

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7. Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (f6) eine mit einer Gewindespindel (5o) verschraubte Mutter (**8) enthält, und daß mit dem Kolben (36) eine Betätigungsvorrichtung (58, 62) verbunden ist, die die Mutter (18) bei einem durch eine Abnutzung der Bremsbeläge (28, 3o) bedingten, erhöhten Verschiebeweg des Kolbens (36) verdreht, wobei eine Verschiebung des Kolbens (36) an der Mutter (*f8) vorbei durch ein Auftreffen des Kolbens (36) auf die Mutter (f8) verhindert ist.

8. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Gewindespindel (5o) und der Mutter (48) angeordneten Gewindegänge (5H, 56) derart ausgebildet sind, daß sich die Mutter (U8) bei Beaufschlagung mit einer parallel zur Achse des Gleitkörpers (52) gerichteten Kraft selbsttätig verdreht, und daß die Betätigungsvorrichtung aus einem am Kolben (36) angeordneten Wälz-Drucklager (58, 62) besteht, das die Mutter (H8) mit der zu ihrer Verdrehung erforderlichen Betätigungskraft beaufschlagt.

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