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Betätigungseinrichtung für Fahrzeugbremsen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Betätigungseinrichtung für I"ahrzeugbremsen mit einetn Bremszylinderund
zwei zueinander gleichachsigen Spreizstößeln für die Radbremse und mit einem zwischen
den einander zugekehrten Endflächen der Spreizstößel angeordneten, an der Bremszylinder-Kolbenstange
befestigten Keilelement, dessen beide Keliflächen geneigt sind und zum Betätigen
der Spreizstößei auf zwei reibungsver mindernde Rollen einwirken.
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Eine derartige Betätigungseinrichtung ist bekannt (DT-AS 1 555 587).
Bei solchen Einrichtungen dienen die zwischen den Spreizkeil und die beiden Keilgegenflächen
eingebauten, zylindrischen Rollen zur Verringerung der Reibung, indem sich jede
Rolle beim Betätigen der Bremsen einerseits auf dem Spreizkeil und andererseits
auf dein Spreizstößel abwälzt.
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Wenn das Abwälzen genau und ohne Gleitbewegung stattfindet, ist de
Weg, den die Achse der Rolle zurücklegt, genau gleich dem halben Spreizkeilhub.
Daraus folgt, daß die Rollen bei jeder Stellung des Spreizkeils eine bestimmte Stellung
einnehmen.
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Aus konstruktiven Gründenist nicht nur der EIub des Spreizkeils, sondern
auch der Rollweg der Rollen begrenzt. Da es nun aber in der Praxis vorkommt, daß
zwischen Rolle und Keilfläche ein Gleiten auftritt, kann es geschehen, daß der Weg
der Rolle nicht mehr genau gleich dem halben Spreizhub ist.
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Ein auftretender Gleitanteil am gesamtenHub muß nicht in beiden Richtungen
(Spannen und Lösen) gleich groß sein, so daß z.B. die Rollen das Ende ihres Weges
erreichen können, bevor der Spreizkeil am Ende seines Hubes ist. Zwar wäre es an
sich möglich, den Rollweg der Rollen etwas größer zu machen als die hälfte des Spreizkeilhubes
und dadurch solche IIubverschiebungen auszugleichen. Dies gilt besonders dann, wenn
der Anteil des Gleitens am Gesamthub sehr klein ist. Auf diese Weise könnten die
Gleitverschiebungeder Rollen ausgeglichen werden. Findet aber eine solche Betätigungseiluichtung
Anwendullg bei blockiergeschützten Fahrzeugbremsen, dann wirkt sich selbst ein kleiner,
in beiden Bewegungsrichtungen verschiedener Gleitanteil sehr ungünstig aus. Denn
bei blockiergeschützten Bremsen wird die Bremse im Teilbremsbereich vielfach gespannt
und wieder gelöst, und es können nach mehreren
derartigen Zyklen
erhebliche Abweichungen von der vor dem Bremsbetätigen innegehabten gegenseitigen
Lage von Rolle und Spreizkeil auftreten. Dadurch verschlechtert sich einerseits
der Kraftwirkungsgrad der Spreizkeil-Mechanik und andererseits kann die Bremse u.U.
wegen der ungleichen Ausgangslage von Keil und Rolle nicht mehr richtig gelöst werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden
und eine Betätigungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der
ein Gleiten zwischen Rolle und Keilfläche verhindert ist und bei der den beiden
Rollen in Abhängigkeit von der Stellung des Spreizkeils ihre jeweilige rechte Lage
eingeprägt ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Rollen
und die mit den Rollen in Berührung stehenden Flächen mit einer Verzahnung versehen
und über die Verzahnung formschlüssig miteinander verbunden sind.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine vorteilhafte
Weiterbildung der Betätigungseinrichtung dadurdierreicht, daß das Stirnzahnrad eine
feste Tragwelle hat, die in eine Bohrung der Rolle eingesetzt ist und daß zwischen
der Innenwand der Rollenbohrung und der Mantelfläche der Tragwelle eine Buchse aus
nachgiebigem Material eingebaut ist. Auf diese Weise braucht die Verzahnung nicht
genau zu sein und kann z.B. bei Massenfertigung infolge Toleranzabweichungen Fertigungsfehler
aufweisen.
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Schließlich ist es auch von Vorteil, wenn die Buchse mit der Rolle
oder mit der Tragwelle zusammen vulkanisiert ist, und wenn auf der anderen,freien
Planfläche der Rolle eine Führungsscheibe befestigt ist, deren Außendurchmesser
größer ist als der Außendurchmesser der Rolle. Dadurch läßt sich die
Einrichtung
funktionssicherer machen, ohne daß eine wesentliche Verteuerung eintritt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und zwar zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Betätigungseinrichtung, Fig. 2 einen
Schnit nach der Linie II-II In Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführung
der Betätigungseinrichtung und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig.
3.
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Eine Betätigungseinrichtung 1 hat einen Membranbremszylinder 2, der
beim Bremsen über einen Anschlußnipel 3 mit Druckluft beschickbar ist. Eine aus
einem Rohr hergestellte Kolbenstange 4 ragt aus dem Bremszylinder 2 heraus und durchdringt
ein den Bremszylinder 2 tragendes Rohrstück 5, in dem eine Rückholfeder 6 für die
Kolbenstange 4 angeordnet ist. Das Rohrstück 5 ist in einen hohlzylindrischen Ansatz
7 eines Gehäuses 8 eingeschraubt, in das senkrecht zur Achse der Kolbenstange 4
zwei Sreizstößel 9 und 9' in Bohrungen 10 und 10' eingesetzt sind. Die Spreizstößel
9 und 9' sind in ihren Bohrungen 10 und 10' sowohl längs- als auch drehbeweglich.
Ihre aus dem Gehäuse 8 herausragenden Enden 11 und 11' sind zur Aufnahme von nicht
dargestellten Bremsbackenstegen genutet. Im Gehäuse 8 ist ein Raum 12 vorgesehen,
in den die inneren Enden 13 und 13' der Spreizstößel 9 und 9' hineinragen. Zwischen
den Enden 13 und 13' sind zwei Keilzwischenstücke 14 und 14' angeordnet, die im
wesentlichen eine prismatische Form haben. Jedes Teile zwischenstück 14 bzw. 14'
ist durch eine Stiftverbindung 15 bzw. 15' an eine Lasche 16 bzw. 16' angehängt,
die ihrerseits durch eine weitere Stiftverbindung 17 bzw. 17' an einen Tragring
18 angelenkt ist. Der Tragring 18 ist zwischen dem Rohrstück 5 und einer Gehäuseschulter
19 festgehalten und dient der Rückholfeder 6 als Widerlager.
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In die hohle Kolbenstange 4 ist ein Keilelement 20 eingesetzt, neben
dessen Keilfläche eine Verzahnung 22 in Form einer Zahnstange angeordnet ist. Die
Verzahnung 22 steht in Eingriff mit je einer mit einem Stirnzahnrad versehenen Rolle
21 bzw. 21'. Die Stirnzahnräder der Rollen 21 und 21' kämmen andererseits mit je
einer ebenfalls als Zahnstange ausgebildeten Verzahnung 23 bzw. 23' der Keiizwischenstücke
14 bzw. 14'. Die Verzahnungen 22 und 23 sowie 23' sind durch nicht gezeigte Verstiftungen
befestigt.
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Wie besonders die Fig. 2 erkennen läßt, hat jede Stirnzahnrad-Rolle
21 bzw. 21' eine zylindrische Rolle 24,24', die eine Bohrung 25,25' hat. In diese
Bohrung 25,25 t ist eine Tragwelle 26,26' für ein Stirnzahnrad 27,27' eingesetzt,
so daß das Stirnzahnrad 27,27' an der einen Planfläche der Rolle 21,21' zu liegen
kommt. Zwischen die Innenwand der Rollenbohrung 25,25' und die Mantelfläche der
Tragwelle 26,26' ist eine Buchse 28,28' aus nachgiebigem Material eingebaut. Vorzugsweise
ist die Buchse 28,28' mit der Rolle 21,21' oder mit der Tragwelle 26,26' zusammenvulkanisiert.
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Auf der anderen Planfläche der Rolle 24,2ei' ist eine Führungsscheibe
29,29' befestigt, deren Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der
Rolle 21,21'.Auf diese Weise wird erreicht, daß sich das Keilelement 20, die Rollen
24,24' und die Keilzwischenstücke 14,14' gegenseitig führen. Dazu ist es notwendig,
daß das Keilelement 20 und die Keilzwischenstücke 14,14' gleich breit sind. Wie
die Fig. 2 zeigt, bilden die Führungsscheibe 29,29' die Rolle 21,21' und das Stirnzahnrad
27,27' nach beiden Seiten ein U-Profilt in das das Keilzwischenstück 14,14' bzw.
das Keilelement 20 eingreift.
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Es ist auch möglich, anstatt einer Führungsscheibe 29,29' mit glattem
Außendurchmesser ein stirnverzahntes Rad gleichen
Durchmessers zu
verwenden. Mit einer derartigen Führungsscheibe ist die Führung der Rolle 2i,21'
noch zu verbessern, wenn das Keilelement 20 und die Keilzwischenstücke 14,14' an
den Anlaufstellen ebenfalls verzahnt und, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist.
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Die beschriebene Betätigungseinrichtung arbeitet wie folgt: Bei gelöster
Bremse nehmen alle beweglichen Teile der Einrichtung die in der Zeichnung dargestellte
Lage ein.
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Wird das nicht dargestellte Bremsventil betätigt, so strömt über den
Anschlußnippel 3 Druckluft in den Bremszylinder 2, und die Kolbenstange 4 wird gegen
die Kraft der Rückholfeder 6 nach unten bewegt. Das Keilelement 20 dringt von seiner
oberen Ausgangslage aus zwischen die Rollen 24,24', so daß sich diese unter Verlassen
ihrer oberen Ausgangslage auf der Keilelementverzahnung 22 bzw. 22' abwälzen. Die
Rollen 24,24' wälzen sich außerdem auf ihrer diagonal gegenüberliegenden Eingriffsseite
auf der Verzahnung 23,23' der Keilzwischenstücke 14,14' ab.
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Die Rollen 24,24' und die Keilzwischenstücke 14,14' gehen nach außen
und spreizen die Spreizstößel 9,9' und damit die nicht dargestellten Bremsbacken.
Die Bremsen werden wirksam.
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Nach dem Entlüften des Bremszylinders 2 gehen alle beweglichen Teile
wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.
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Bei der Bewegung des Keilelements 20 ist durch die Verzahnung ein
Gleiten zwischen dem Keilelement 20 und den Rollen 24 und 24' nicht möglich. Durch
die Verzahnung wird erreicht, daß der Weg der Rollen 24 und 24' genau gleich dem
halben Weg des Keilelements 20 ist. Auch bei schneller Folge
von
Bremsen und Lösen, wie es beim Bremsen mit einer blockiergeschützten Bremse auftreten
kann, bleibt die einmal eingestellte Lage von Rollen und Keilelement erhalten.
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Dadurch erreichen die Kolben mit dem Keilelement ohne Wegverschiebung
immer gleichzeitig ihren oberen oder auch unteren die Ausgangslage von Rollen und
Keilelement bestimmenden Anschlag.
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Die durch die nachgiebige Buchse 28 bzw. 28' erreichte, elastische
Lagerung des Stirnzahnrades 27,27' auf der Rolle 24,24' ist vorgesehen, um Fertigungsfehler
auszugleichen.
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Solche Fertigungsfehler könnten dazu führen, daß sich beim Abwälzen
der Rolle 24,24' zwischen den Keilflächen des Keilelements 20 und beim gleichzeitigen
Abwälzen des Stirnzahnrades 27,27' auf den Zahnstangen 22,22' und 23,23' die Mittelpunkte
der Rollen 24,24' und der Stirnzahnräder 27,27' nicht genau kongruent bewegen wollen.
Bei einer starren Lagerung von Rolle und Zahnrad wird die Kongruenz der Bewegung
durch ein Gleiten der Rollen erzwungen. Die hierzu erforderliche Kraft kann verhältnismäßig
groß sein und würde die Verzahnung beanspruchen. -Die elastische Verbindung vermeidet
das Auftreten solcher Kräfte. Die Nachgiebiglceit der elastischen Buchse 28,28'
ist so groß, daß Teilungs- und andere Fertigungsfehler der Verzahnung ausgeglichen
werden und daß vom Zahnrad auf die Rolle nur eine verhältnismäßig kleine Kraft übertragen
wird. Die gesamte Verzahnung kann deshalb mit geringer Genauigkeit ünd mit großem
Spiel hergestellt, also z.B. aus Blech gestanzt werden. Dadurch wird die Herstellung
sehr einfach und billig.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen unter Verwendung weitgehend gleicher Bezugszaiilen
eine nur geringfügig abgeänderte Ausführung der
Betätigungseinrichtung.
Bei dieser Betätigungseinrichtung 31 sind die Keilzwischenstücke nach den Fig. 1
und 2 und ihre Aufhängung weggelassen und es ist eine Verzahnung 32 bzw. 32' unmittelbar
an Spreizstößeln 9 und 9' angebracht. In ihren übrigen Teilen entspricht die Betätigungseinrichtung
31 der nach der Fig. 1.
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Die Wirkungsweise dieser Betätigungseinrichtung ist der nach der Fig.
weitgehend gleich, nur daß hier die Spreizstößel 9,9' unmittelbar von den Stirnzahnrad-Rollen
21,21' bewegt werden.