-
Hydraulische Bremse Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremse,
insbesondere eine Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Zylinder
angeordneten hydraulisch beaufschlagten Kolben mit federnder Rückstellung und einer
Einrichtung zum mechanischen Festhalten des hydraulisch in Bremsstellung gebrachten
Kolbens.
-
Es ist bekannt, dass bei Schwerfahrzeugen und auch bei mittelschweren
Personenkraftwagen häufig die von einer Person aufzubringende mechanische Kraft
nicht mehr ausreichend ist, um die Handbremse so zu betätigen, dass das Fahrzeug
in der gebremsten Stellung ausreichend gesichert ist. Es ist nun schon bekannt geworden,
bei schwereren Fahrzeugen und insbesondere bei mittelschweren Pkws den wesentlich
besseren Wirkungsgrad der hydraulischen Bremsanlage auszunutzen, um das sonst nur
durch die Handbremse erfolgende Feststellen des Fahrzeuges zu gewährleisten.
-
Das feste Anlegen der Bremsbeläge an die Bremsscheibe erfolgt also
in üblicher Weise durch Betätigen des hydraulischen Bremspedals, während dann aber
in irgendeiner Weise die feste Anlage der Bremsbeläge an der Scheibe verriegelt
werden muss. Die an sich bekannte hydraulische Verriegelung ist deswegen nachteilig,
weil der hydraulische Leitungsweg in seiner Kompressibilität mit der Dehnung des
tertragnsgestäng;es insbesondere unter Berücksichtigung
von Abnutzung
und Temperatureinflüssen nicht so abgestimmt werden kann, dass sich mit der hydraulischen
Betätigung die Bremse synchron manuell verriegeln lässt.
-
Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, eine in der Herstellung
rationelle, einfach aufgebaute und leicht zu wartende Bremse der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, mit der eine sichere, gleichwohl aber leicht und ohne grossen
Aufwand lösbare Feststellung der Bremse unter Ausnutzung des hydraulischen Teils
möglich ist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass innen am Kolben
ein nicht-selbsthemmendes Axialgewinde vorgesehen ist, das mit einem entsprechenden
Gewinde an einem Gewindeteller zusammenarbeitet, der sich unter der Einwirkung einer
Kolben und Gewindeteller auseinanderzudrücken suchenden Feder so lange relativ zu
dem drehfest angeordneten Kolben verdreht, bis eine an ihm vorgesehene Reibfläche
zur Anlage an einer entsprechenden Reibfläche des Zylinders kommt und dadurch eine
weitere Verdrehung verhindert ist, und dass entgegen der Wirkung der Feder eine
Lösekraft auf dem Gewindeteller aufbringbar ist, welche ausreicht, die Reibverbindung
der Reibflächen aufzuheben. Aufgrund dieser Ausbildung wird eine hydraulisch bewirkte
Anlage der Bremsbeläge an die Bremsscheibe aufgrund der Anlage des Gewindetellers
an die Reibfläche so lange fixiert, bis die Lösekraft die Reibflächenverbindung
aufhebt. Die Lösekraft muss zwar in der Lage sein, die zunächt hydraulisch aufgebrachte
Bremskraft zu überwinden; entscheidend wichtig g für die Funktion des Erfindungsgegenstandes
ist jedoch, dass die bei der Lösung der Feststellung zurückgelegten Wege minimal
sind, so dass starke mechanische Untersetzungen für die entsprechende Betätigung
verwendet werden können. Zweckmässigerweise liegt die Lösekraft beim normalen Bremsen
ständig vor, so dass in diesen Fällen eine Feststellung der Bremse nicht erfolgt.
-
Lediglich in den Fällen, wo eine Feststellung der Bremse erwünscht
ist,
ist dann die lösekraft vorübergehend auszuschalten.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform ist so ausgebildet, dass am Boden
des hohl ausgebildeten Kolbens eine Axialbuchse befestigt, insbesondere eingepresst
ist, die das Innen-Steilgewinde enthält, und dass der Gewindeteller einen mit passendem
Aussengewinde versehenen Zapfen aufweist, der in die Buchse eingeschraubt ist. Diese
Ausführungsform ist herstellungsmässig und baulich besonders zweckmässig.
-
Um die bei Verstellung des Gewindetellers durch die Feder auftretenden
Reibungskräfte so gering wie möglich zu halten, ist das Gewinde des Zapfens wesentlich
kürzer als das der Buchse ausgebildet.
-
Der Zapfen ist vorzugsweise hohl und zum Kolbenboden offen, wobei
in dem Hohlraum die als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder untergebracht ist.
-
Um die Reibungskräfte bei Verstellung des Gewindetellers weiter herabzusetzen,
ist die Feder zweckmässigerweise von einer in dem Hohlraum gleitbaren Führungshülse
umgeben, die an ihrem kolbenbodenseitigen Ende durch einen nach aussen abgerundeten
Boden abgeschlossen ist, der am Kolbenboden reibungsarm anliegt. Dadurch entsteht
eine praktisch punktförmige Auflage im Zentrun der Relativdrehung, so dass ein minimaler
Widerstand gegenüber der Drehung gewährleistet wird.
-
Eine weitere Ausführungsform ist so ausgebildet, dass im Boden des
Zylinders axial ein Stössel hydraulisch dicht aber verschiebbar angeordnet ist,
dessen in Inneren des Zylinders angeordnetes abgerundetes Ende reibungsarm in der
Mitte des Gewindetellers anliegt und dessen anderes Ende von aussen hydraulisch
oder mecha
nisch beaufschlagbar ist.
-
Der Stössel ist vorzugsweise über eine mechanische Untersetzung beaufschlagbar,
so dass mit relativ geringen mechanischen Kräften die Lösung der hydraulisch bewirkten
Feststellung erfolgen kann.
-
Aufgrund der hierbei zurückzulegenden geringen Wege kann die mechanische
Untersetzung relativ gross sein.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass konzentrisch zum Stössel ein Gewindenippel
in den Zylinderboden von aussen eingeschraubt ist, in den ein Gewindeansatz eines
mechanisch beaufschlagten Handbremshebels eingreift, wobei der Gewindeansatz an
dem Stössel anliegt. Der von dem Handbremshebel betätigte Gewindeansatz stellt eine
besonders einfache Verwirklichung einer mechanischen Untersetzung dar.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass
der Gewindeansatz hohl und mit Innengewinde ausgebildet ist und eine feststellbare
Einstellschraube aufweist, die an dem Stössel anliegt. Aufgrund dieser Ausbildung
kann durch Verstellung der Einstellschraube eine Justierung des Stössels erfolgen.
Erfindungsgemäss wird die Einstellschraube so eingestellt, dass sie bei durch eine
Vorspannfeder auf Anschlag gehaltenen Beätigungshebel den Konus von seinem Sitz
leicht abhebt. Diese Einstellung von etwa 0,1 mm kann mittels eines Spions vorgenommen
werden und gewährleistet, dass beim normalen Bremsen keine Verriegelung der an die
Bremsscheibe angelegten Bremsbeläge erfolgt. Erst bei Betätigung des mechanischen
Betätigungshebels wird der Stössel soweit zurückgezogen, dass die Reibflächen in
Verbindung treten können. Hierbei wird der Betätigungshebel gegen die Vorspannfeder
bewegt.
-
Nach einer weiteren Aus führungs form weist der Gewindeteller durchgehende
Offnungen auf, damit die beiden zu beiden Seiten des Gewindetellers
befindlichen
Zylinderräume hydraulische miteinander verbunden sind.
-
Der Druckmittelanschluss bzw. mehrere Druckmittelanschlüsse befinden
sich vorzugsweise auf der zum Zylinderboden hin gelegenen Seite des Gewindetellers,
wobei die Weiterleitung des Druckes durch die Offnungen im Gewindeteller und gegebenenfalls
auch an den Rändern des Gewindetellers vorbei erfolgt.
-
Die Reibflächen sind bevorzugt Reibkoni, welche zweckmässigerweise
einen Konuswinkel von ca. 500 aufweisen und im Bereich der Zylinderwand liegen.
Aufgrund dieser Ausbildung wird eine gute Verdrehsicherung des Gewindetellers beim
Aufliegen der Reibflächen gewährleistet. Es ist zu bemerken, dass auch der Kolben
mit einer Verdrehsicherung und einer normalen Rückstellfeder z. B.
-
einer Roll-Back-Dichtung ausgestattet ist.
-
Der Steigungswinkel des Steilgewindes beträgt vorzugsweise 13°, während
der Flankenwinkel des Gewindes zweckmässigerweise 300 beträgt.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Gewindeteller
keine Öffnungen aufweist und bei anliegenden Reibflächen die Räume beidseits des
Tellers hydraulisch getrennt sind.
-
Dabei ist auf der dem Kolben zugewandten Seite des Gewindetellers
vorzugsweise ein weiterer Druckmittelanschluss am Zylinder vorgesehen. Letzterer
kann zur normalen Beaufschlagung des Kolbens verwendet werden, während der andere
Druckmittelanschluss die Lösekraft aufbringen kann.
-
Die Lösekraft ist vorzugsweise insbesondere in Form des vorgeschobenen,
die Reibflächen trennenden Stössels normalerweise vorhanden und wird nur bei Feststellung
der Bremse weggenommen. Aufgrund
dieser Ausbildung wird die Feststellung
der Bremse beim normalen Bremsen vermieden und nur im Falle des Erfordernisses gewährleistet.
-
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben, deren einzige Figur einen schematischen Querschnitt der Zylinder-Kolben-Anordnung
einer erfindungsgemässen Bremse zeigt.
-
Nach der Zeichnung ist in einem Bremszylinder 1 ein Topfkolben 14
verschiebbar angeordnet. Der Kolbon ist durch eine Roll-Back-Dichtung abgedichtet.
Die Dichtung gewährleistet gleichzeitig die Rückstellung des Kolbens im Rahmen des
vorgegebenen Lüft spiels.
-
Am Boden des Kolbens ist eine Axialbuche 24 befestigt, welche ein
Innen-Steilgewinde 15 aufweist, in das ein Zapfen 13a eines Gewindetellers 13 eingeschraubt
ist. Das am Zapfen 13a vorgesehene Gewinde ist wesentlich kürzer als das Innengewinde
15 der Axialbuchse 24.
-
Der Zapfen 13a ist hohl ausgebildet und enthält eine in dem Hohlraum
axial verschiebbare Führungshülse 25, welche aus dem linken offenen Ende des Hohlraums
herausragt und dort durch einen abgerundeten Boden abgeschlossen ist, welcher am
Boden des Kolbens 14, und zwar in der Mitte anliegt. Zwischen der Führungshülse
25 und dem Gewindeteller 13 erstreckt sich eine Schraubendruckfeder 16, welche einerseits
den abgerundeten Boden der Führungshülse 25 gegen den Kolbenboden drückt und andererseits
den Gewindeteller 13 von dem Kolben 14 wegzubewegen sucht. Die Feder 16 muss so
stark sein, dass sie in der Lage ist, den Gewindeteller 13 entgegen den Reibungskräften
des Gewindes 15 relativ zu der axial buchse 24 zu verdrehen.
-
Der Gewindeteller 13 erstreckt sich bis in den Bereich der Wandungen
des Zylinders 18 und weist dort eine konische Reibringfläche 17 auf, die mit einer
dazu passenden konischen Ringfläche an der Wand des Zylinders @@zusammenarbeitet.
-
Durch den Boden des Zylinders 18 erstreckt sich hydraulisch abgedichtet,
jedoch axial verschiebbar, in der Mitte ein an beiden Enden abgerundeter Stössel
21, der einerseits in eine pfannenförmige Vertiefung 32 des Gewindetellers 13 eingreift
und andererseits von einem Gewindeansatz 27 axial beaufschlagt wird. Der Gewindeansatz
27 ist in einen am Zylinder festgeschraubten Gewindenippel 26 eingeschraubt und
wird durch einen rechtwinklig daran angebrachten Handbremshebel 19 betatigt.
-
Der Gewindeansatz 27 ist seinerseits hohl und mit Innengewinde versehen,
um eine Einstellschraube 28 aufzunehmen, die durch geeignete Verstellung in unmittelbaren
Kontakt mit dem Stössel 21 gebracht werden kann und durch eine Kontermutter 29 feststellbar
ist. Die Einstellung der Schraube 28 erfolgt in der Weise, dass bei Nichtbremsstellung
des Handbremshebels 19 der Stössel 21 soweit in der Zeichnung nach links bewegt
wird, bis die Reibkonusflächen 17 gerade voneinander getrennt sind.
-
Der Gewindeteller 13 weist ein oder mehrere durchgehende Öffnungen
12 auf, welche die zu beiden Seiten des Gewindetellers 13 befindlichen Zylinderräume
22 und 30 hydraulisch miteinander verbinden.
-
Das Druckmittel für die Betätigung des Kolbens 14 wird normalerweise
über einen in der Zylinderwand vorgesehenen Anschluss 11 zugeführt. Gegebenenfalls
kann jedoch auch ein zu dem Raum 30 f@hrender zweiter Druckmittelanschluss 23 vorgesehen
werden.
-
Die Funktion der erfindungsgemässen Bremse ist wie folgt: Normalerweise
steht der Stössel 21 aufgrund geeigneter Einstellung der Einstellschraube 28 soweit
in den Zylinderraum vor, dass eine Auflage der Reibfläche 17 des Gewindetellers
13 auf der zugehörigen Reibfläche des Zylinders 18 verhindert wird.
-
Auf grund der Wirkung der Feder 16 werden der Kolben und der Gewindeteller
13 stets soweit auseinander gedrückt, dass der Gewindeteller 13 mit seiner Kugelpfanne
32 stets an dem Stössel 21 anliegt. Die Kraft der Feder 16 darf allerdings nicht
so gross sein, dass der Kolben 14 unter Überwindung der Reibkraft der Dichtung 31
in Richtung auf die Bremsscheibe bewegt wird. Mit anderen Worten muss die Schraubendruckfeder
16 relativ schwach ausgebildet sein.
-
Wird nun eine Feststellung der Bremse gewünscht, so wird der Handbremsbetätigungshebel
19 um die Achse der Anordnung in einer solchen Richtung gedreht, dass das Gewinde
20 eine Bewegung des Gewindeansatzes 27 in der Zeichnung nach rechts bewirkt. Aufgrund
dieses Umstandes gibt der Stössel 21 den Gewindeteller 13 frei, worauf dieser sich
solange aus dem Gewinde 15 herausdreht, bis die Reibflächen 17 in Eingriff miteinander
gekommen sind.
-
Erfolgt nunmehr eine hydraulische Bremsung oder ist diese bereits
erfolgt, so bleiben die Reibflächen 17 in Anlage, und die hydraulisch bewirkte Anlage
der Bremsbeläge bleibt auch nach dem Nachlassen des hydraulischen Bremsdruckes erhalten,
und zwar so lange, bis mittels Betätigung des Handbremshebels 19 der Stössel 21
die Verbindung bei 17 wieder löst. In diesem Augenblick bewegt sich der Kolben 14
unter dem Einfluss der üblichen Rückstellfeder wieder in seine Ausgangslage zurück,
wobei sich der Gewindeteller 13 entsprechend der Gewindeverbindung bei 15 dreht.
-
Der Druckmittelanschluss 23 ist dann vorgesehen, wenn auf die Öffnungen
12 in dem Gewindeteller 13 verzichtet wird und die Reibverbindung 17 gleichzeitig
einen hydraulisch dichten Abschluss gewährleistet. Wird jetzt bei 23 Druck zugeführt,
so kommen die Bremsbeläge in feste Anlage mit der Bremsscheibe.
-
Solange an den Druckmittelanschluss 11 kein Druck angelegt wird, bleiben
dabei die Reibflächen 17 in Eingriff und die Bremse ist festgestellt. Durch Anlegen
eines hydraulischen Druckes bei 11, der jedoch den ursprünglichen Bremsdruck überwinden
können muss, wird die Reibflächenverbindung bei 17 gelöst und die Feststellung der
Bremse beendet.
-
Bevorzugt arbeitet jedoch die erfindungsgemässe Bremse mit dem Stössel
21, welcher im übrigen statt mechanisch auch hydraulisch betätigt werden kann. Die
dargestellte mechanische 3etätigung ist
jedoch bevorzugt.
-
Erfindungsgemäss kann die mechanische Untersetzung auch durch Rampen
und zugehörige Rollen verwirklicht werden. Des weiteren sind Hebel- oder Exzenteruntersetzungen
möglich.
-
Des weiteren kann der am Zylinder vorgesehene Reibkonus als separates
Teil in dem Zylinder angeordnet werden, das durch eine Bandfeder gehalten und durch
einen 0-Ring abgedichtet wird. Die Drehsicherung eines derartigen separat angeordneten
PLeibkonus kann durch eine geeignete Verzahnung erfolgen.
-
Patentansprüche: