DE2255190B2

DE2255190B2 - Betaetigungsvorrichtung fuer eine innenbackenbremse

Info

Publication number: DE2255190B2
Application number: DE19722255190
Authority: DE
Priority date: 1971-11-12
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1977-04-28
Also published as: FR2160188A5; DE2255190A1; US3811539A; GB1407676A; JPS5139310B2; JPS4854380A; SU437313A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Innenbackenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei einer bekannten Innenbackenbremse dieser Art ist der dritte Kolben in einer Durchgangsbohrung des ersten Kolbens aufgenommen (US-PS 24 75 492). Dies bedingt insofern eine aufwendige Herstellung, als Schlitze im außenliegenden Boden des dritten Kolbens zum Durchlassen von Teilen des zweiten Kolbens vorgesehen werden müssen. Abgesehen von dem erheblichen Herstellungsaufwand ist diese Konstruktion auch hinsichtlich der Festigkeit ungünstig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung für eine Innenbackenbremse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art, die das mechanische Anlegen der Bremse be; noch betätigter Betriebsbremse ohne weiteres zuläßt, so auszubilden, daß sie mit einfachen Mitteln wirtschaftlich herstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1.

Die Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung ist sehr einfach herstellbar, weil lediglich gebohrt und gedreht werden muß und keine aufwendig herzustellenden Durchbrechungen erforderlich sind. Die Wandstärke des den ersten Kolben aufnehmenden Teils des dritten Kolbens kann sehr klein bemessen werden, so daß die von der Größe der Fläche dieses Teiles bestimmte Druckkraft, welche bei noch betätigter Betriebsbremse einer mechanischen Betätigungskraft entgegenwirkt, so klein gehalten werden kann, daß sie durch die mechanische Betätigungskraft ohne weiteres überwunden wird. Die Anordnung ist auch so getroffen, daß ohne weiteres eine selbsttätige Nachstellvorrichtung geschützt untergebracht werden kann. Auch ist eine Konstruktion denkbar, bei welcher die wirksamen Flächen des ersten und dritten Kolbens gleich groß sind. In diesem Fall tritt auch bei noch angelegter Betriebsbremse überhaupt keine entgegen der mechanischen Betätigung wirkende hydraulische Kraft auf.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausbildungsfoi m der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung, und

Fig.2 einen Fig. 1 ähnlichen Schnitt durch eine abgewandelte Ausbildungsform mit eingebauter automatischer Nachstellvorrichtung.

Die in Fig 1 dargestellt ο Innenbackenbremse weist zwei Bremsbacken 1 und 2 auf, die zum Angreifen an einer (nicht gezeichneten) umlaufenden Bremstrommel mit Reibbelägen 3 versehen und an einem ortsfesten Bremsschild 4 angebracht sind. Zum Bremsen sind einander benachbarte Backenenden mit einer kombinierten mechanischen und hydraulischen Betätigungsvorrichtung 5 auseinanderspreizbar. An ihren entgegengesetzten, nicht betätigten Enden sind die Bremsbacken um einen am Bremsschild ortsfest angeordneten Drehpunkt schwenkbar oder sind in geeigneter Weise mit einem in seiner wirksamen Länge veränderbaren Gestänge aneinandergekoppelt oder in anderer Weise gelenkig miteinander verbunden.

Zur Betätigungsvorrichtung 5 gehört ein Hydraulikzylinder 6, der zwischen den betätigten Backenenden an der Innenfläche des Bremsschildes 4 angebracht ist und eine offene, durchgehende Längsbohrung 7 aufweist, in der zwei gegensinnig wirkende Kolben 8 (zweiter) und 9 (dritter) arbeiten. Im Teil 11 einer Durchgangsbohrung 11,12 des Kolbens 9 ist ein weiterer (erster) Kolben 10 aufgenommen. Ein an das innenliegende Ende des Bohrungsteils 11 sich anschließender und in axialer Richtung sich erstreckender Bohrungsteil 12 geringeren Durchmessers stellt die Verbindung zu einem Raum her, der zwischen einander benachbarten inneren Enden der Kolben 8 und 9 liegt.

In der in der Zeichnung gezeigten Ruhestellung der Bremse liegen die einander zugewandten Enden der Kolben 8 und 9 einander an, während das innere Ende des Kolbens 10 Berührung mit einem vom Absatz in der Bohrung 11, 12 gebildeten Anschlag hat. In dieser

Stellung ragt der erste Kolben 10 um einen geringen betrag aus dem dritten Kolben 9 heraus und liegt am Steg der auflaufenden Bremsbacke 2 an. Der zweite Kolben 8 greift am Steg der ablaufenden Bremsbacke 1 an.

Bei normaler Bremsung wird Druckmittel zwischen die einander zugewandten Enden der Kolben 8 und 9 zugeführt. Dieses beaufschlagt durch den Bohrungsteil

12 hindurch das innenliegende Ende des ersten Kolbens 10. Die Kolben 10 und 8 bewegen sich nach außen und spreizen die benachbarten Backenenden auseinander. Der dritte Kolben 9 bewegt sich vom zweiten Kolben 8 weg, sobald an ihm eine in dieser Richtung wirkende Kraft angreift, die gleich dem Druck des Hydraulikfluids auf die Differenzfläche zwischen den Flächen des dritten Kolbens 9 und des ersten Kolbens 10 oder des Bohrungsteils 11 ergibt.

Durch eine im Bremsschild 4 ausgebildete Aussparung 14 ragt in die Bremse ein Arm eines mechanischen Bremsbetätigungshebels in Gestalt eines Winkelhebels 13. Dieser Winkelhebel 13 ist mit seinem schmaleren inneren Ende in einer Aussparung 15 aufgenommen, die mit überwiegender Längsausdehnung im Steg der Bremsbacke 2 ausgebildet ist und deren Sehnenlänge so gewählt ist, daß, wenn die Bremsbacke 2 vom Hydraulikzylinder 6 gegen die Bremstrommel gepreßt wird, normalerweise keine Berührung zwischen dem Steg und dem Hebel zustande kommt. Der Winkelhebel

13 ist somit bei einer hydraulischen Bremsung nicht beteiligt.

Der dritte Kolben T9 weist einen gegen den Bremsschild 4 geneigten Stützarm 16 für den Winkelhebel 13 auf. Der Stützarm 16 liegt außerhalb der Umfangslinie des Kolbens 10 und reicht über die verlängerte innere Begrenzungslinie des Steges der Bremsbacke 2 hinaus, um dicht an der Aussparung 14 zu enden. Nahe seinem inneren Ende ist der Winkelhebel 13 mit einem Drehzapfen 17 am Stützarm 16 angelenkt.

Beim mechanischen Betätigen der Bremse zum Parken oder bei einer Notbremsung wird der Winkelhebel 13 mit einer Winkelbewegung im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 17 geschwenkt. Das innere Ende des Winkelhebels kommt am äußeren Ende des Schlitzes bzw. der Aussparung 15 zur Anlage am Steg der Bremsbacke 2 und drückt diese an die Bremstrommel an. Der vom Winkelhebel 13 auf den ihn abstützenden Kolben 9 übertragene Gegendruck zwingt diesen Kolben in die entgegengesetzte Richtung auf das der Bremsbacke 1 zugewandte Bohrungsende zu, so daß diese Bremsbacke vom als Druckstück wirkenden Kolben 8 an die Bremstrommel angedrückt wird.

Bei gleichzeitiger hydraulischer und mechanischer Betätigung der Bremse wirkt dem vom Winkelhebel 13 auf den ihn abstützenden Kolben 9 übertragenen Gegendruck eine Kraft entgegen, die in ihrer Größe gleich dem Hydraulikdruck ist, der auf die Differenzfläche der Flächen der Kolben 9 und 10 wirkt. Indem man den Durchmesser der Kolbens 10 nur wenig kleiner als den des Kolbens 9 wählt, ist diese Kraft auf ein Minimum herabgesetzt.

F i g. 2 zeigt eine abgewandelte Ausbildungsform der in Fig. 1 dargestellten Bremse. In beiden Ausbildungsformen sich entsprechende Bauteile sind in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen, jedoch unter Hinzufügung des Unterscheidungszeichens »a«, bezeichnet. In die in Fig. 2 dargestellte Bremse ist eine automatische Nachstellvorrichtung zum Ausgleichen der an den auftretenden Abnutzung eingebaut.

Bei der in F ι g. 2 dargestellten Bremse ist der dritte Kolben 9a dreigeteilt ausgebildet. Er weist ein erstes Kolbenteil 1.8 auf, das in der Bohrung 7 a arbeitet und mit seinem äußeren Ende um einen beträchtlichen Betrag aus dem Zylinder 6a ausragt. Das äußere Ende des Kolbenteils 18 ist in einem Stützring 19 aufgenommen, der aus einer Hülse 20 von verhältnismäßig kurzer axialer Länge zur Aufnahme des Kolbenendes und aus einem nach innen gerichteten Radialflansch 21

ίο besteht. Dieser greift am freien Ende des Kolbenteils 18 an und begrenzt eine Mittenaussparung 22, deren Durchmesser etwas kleiner als derjenige der Bohrung lla im Kolbenleil 18 ist. Die Außenfläche der Hülse 20 verjüngt sich in Richtung vom Radialflansch 21 weg.

Eine den Stützarm 16a tragende Nabe 23 weist eine durchgehende Längsbohrung 24 auf, deren Durchmesser im wesentlichen gleich dem der Aussparung 22 ist. Das dem Stützarm 16a abgewandte Ende der Längsbohrung 24 ist zu einer Stufe 25 erweitert und bildet eine

zo Ausnehmung zur Aufnahme des Stützrings 19. In einem oberhalb der gemeinsamen Achse der Kolben 8a, 9a und 10a liegenden Umfangsbereich ist die Bohrungserweiterung bzw. die Stufe 25 vertieft ausgeführt, so daß zwischen dem Stützring 19 und dem Boden der Ausnehmung ein Spalt 26 besteht, wenn der Stützring 19 an dem unterhalb der gemeinsamen Acli^r.e der Kolben liegenden Bereich des Bodens der Bohrungserweiterung 25 anliegt.

Der in dem Bohrungsteil lla arbeitende Kolben 10a trägt eine in axialer Richtung nach außen vorspringende Verlängerung 27, deren Durchmesser kleiner als der der Nabe 23 und der Mittenaussparung 22 ist. Die Verlängetung 27 durchdringt einen in einer Ausnehmung der Nabe 23 angeordneten Dichtring 28 und greift am Steg der Bremsbacke 2a ein.

Der kleinere Durchmesser aufweisende Bohrungsteil 12a liegt konzentrisch mit in Längsrichtung sich erstreckenden Bohrungen 29 und 30 im Kolben 10«-j bzw. 8a, deren Durchmesser im wesentlichen dem des Bohrungsteils 12a gleich sind.

Ein sich ^;m Bohrungsteil 12a in axialer Richtung erstreckendes Druckstück 31 dringt in die Bohrung 29 ein und ist mit einer selbsthemmenden Gewindeverbindung in der Bohrung 30 des Kolbens 8a aufgenommen.

Der in die Bohrung 29 eindringende Teil des Druckstückes 31 ist in einen Druckring 32 eingeschraubt.

Der Außenrand des Druckringes 32 weist eine Anschrägung 33 auf, die an einer komplementären Anschrägung 34 anliegt, welche im Boreich zwischen einer Bohrungserweiterung 35 und einer am Durchmesserübergang zwischen dieser und dem Bohru..gsteil 12a ausgebildeten Schulter 36 liegt. Am entgegengesetzten Ende des Bohrungsteils 12a ist eine Anschrägung 37 ausgebildet, an der sich eine entsprechende Anschrägung 38 eines mit dem D^1-UCkStUCk 31 einstückig ausgebildeten erweiterten Kopfes 39 zur Anlage bringen läßt.

Die Gewindeverbindung zwischen dem Druckstück 31 und dem Drtickring 32 ist in Gestalt einer steilgängigen Schraube bzw. eines steilgängigen Gewindes mit einem gewissen Totgang vorgesehen. Normalerweise wird die Anschrägung 33 von einer sich am Druckring 32 und an einem diesem benachbarten Ende des Kolbens 10a abstützenden Druckfeder 40 in Anlage an der Anschrägung 34 gezwängt, so daß beide Anschrägungen aneinander angreifende Kupplungsflächen bilden. Eine am Kolben 10a und an dem diesem

zugewandten Ende des Druckstückes 31 sich abstützende und stärker als die Druckfeder 40 ausgebildete Druckfeder 4t greift am Druckstück 31 in axialer Richtung an und bewirkt, daß zwischen den Gewindegängen des Druckstückes 31 und des Kolbens 8a genügend Reibung erzeugt wird, um eine relative Drehung zu verhindern.

Bei hydraulischem Betätigen der Bremse durch Zufuhr von Druckmittel zwischen die einander zugewandten Enden bzw. Stirnseiten der Kolben 8a und 9a und durch einen zwischen dem Druckstück 31 und dem Bohrungsteil 12a bestehenden Spalt wird der Kolben 8a nach außen bewegt und drückt die Bremsbacke 1 a an die Bremstrommel an. Das Druckstück 31 wird infolge der Beaufschlagung durch die Druckfeder 41 gezwungen, dem Kolben 8a zu folgen. Gleichzeitig bewegen sich die Kolben 9a und 10a in der entgegengesetzten Richtung vom Kolben 8a weg. Der Kolben 10a greift an der Bremsbacke 2a an und drückt diese an die Bremstrommel an. Während dieses Bewegungsvorganges ist die Anpreßkraft zwischen den Anschrägungen 33 und 34 erhöht.

Der in der Gewindeverbindung zwischen dem Druckstück 31 und dem Druckring 32 vorhandene Totgang bestimmt das Lüftspiel und wird bei einer normalen Bremsung während der Bewegung der Kolben im wesentlichen aufgehoben. Beim Lösen der Bremse gehen die Teile unter der Einwirkung gewöhnlicher Bremsbacken-Rückstellfedern in die in der Zeichnung dargestellte Stellung zurück.

Ist die Bewegung der Kolben beim Betätigen der Bremse infolge Abnutzung der Reibbeläge größer als zum Aufheben des Totganges erforderlich ist, so bewirkt der zusätzliche Verstellweg, daß der Kolben 8a sich gegenüber dem Druckring 32 verschiebt. Da dieser relativ zum Kolben 9a drehfest gehalten ist, und zwar infolge des gegenseitigen Angriffs der Anschrägungen bzw. Kupplungsflächen 33 und 34, dreht sich das Druckstück 31 aufgrund des Vorhandenseins der sieilgängigen Gewindes und löst sich schraubend vom Kolben 8a, so daß sich die wirksame Länge des vom Druckstück 31 und den Kolben 8a und 9a gebildeten Aggregates vergrößert. Beim Lösen der Bremse gehen die Teile unter der Einwirkung der Rückstellfedern in ihre Ruhestellung zurück. Infolge der jetzt verminderten Anpreßkraft an den Kupplungsflächen dreht sich der Druckkraft an den Kupplungsflächen dreht sich der Druckring 32 relativ zur Kupplungsfläche 34. Die von der Druckfeder 40 aufgetragene Kraft zwingt den Druckring 32 in Drehung relativ zum Druckstück 31, so daß dieses in seiner veränderten Stellung bleibt

Eine abgewandelte Ausbildungsform unterscheidet Sich durch die Weglassung der Druckfeder 41, an deren Stelle in die Gewindeverbindung zwischen dem Kolben ta und dem Druckstück 31 ein Kunststoffeinsatz eingebaut ist, der eine Relativdrehung zwischen diesen beiden Bauteilen verhindert, außer in den Fällen, in ^denen der Druckring 32 in der vorbeschriebenen Weise wirksam wird.

Beim Erneuern der Reibbeläge oder beim erstmaligen !Einstellen der Bremsspiele kann die wirksame Länge ■des vom Druckstück 31 und den Kolben 9a und 8a (gebildeten Aggregaten von Hand eingestellt werden, indem man den Kolben 8a mit einem an seinem äußeren Ende vorhandenen verzahnten Rad 42 dreht Dabei ist das Druckstück 31 durch den gegenseitigen Angriff der Anschrägungen bzw. Kupplungsflächen 37 und 38 gegen Drehung gesichert. Während des normalen Betriebes der Nachstellvorrichtung ist das Zahnrad 42 mit einem elastischen Sicherungsblech 43, das in eine Zahnlücke eingreift und zwischen dem Zylinder 6a und dem Bremsschild 4a eingeklemmt ist, gegen Drehung gesichert.

Bei einer abgewandelten Ausbildungsform ist die

ίο selbsthemmende Gewindeverbindung zwischen dem Kolben 9a und dem Druckstück 31 angeordnet. Die steilgängige Schraube und der Druckring 32 sind im Innern des Kolbens 8a aufgenommen.

Bei einer abgewandelten Ausbildungsform ist die

ij selbsthemmende Gewindeverbindung zwischen dem Kolben 9a und dem Druckstück 31 angeordnet. Die steilgängige Schraube und der Druckring 32 sind im Innern des Kolbens 8a aufgenommen.

Beim Betätigen der Bremse zum Zwecke einer

ίο Notbremsung oder zum Parken wirkt der Winkelhebel 13a über eine Druckplatte 44 auf die auflaufende Bremsbacke 2a, während das Anpressen der ablaufenden Bremsbacke la an die Bremstrommel mit dem über den Winkelhebel 13a ausgeübten Gegendruck erfolgt, der über die Kolben 9a und 8a und das Druckstück 31 auf diese Bremsbacke übertragen wird.

Da der Drehzapfen 17a gegenüber der Mittellinie durch den Zylinder 6a und die Kolben 9a und 8a versetzt angeordnet ist, wirkt auf das Kolbenteil 18 eine in schräger Richtung und außermittig angreifende Last bzw. Kraft. Jedoch ist die Nabe 23 infolge des Vorhandenseins des Stützrings 19 in der Lage, so weit zu kippen, daß die obere Kante des Stützarmes 16a zur Anlage an den Bremsschild 4a kommt und der senkrecht zu dieser wirkenden Komponente des Hebel-Gegendruckes entgegenwirkt. Die Kippbewegung der Nabe 23 erfolgt um ein Kippauflager, das von der zwischen den Bodenabschnitten der Bohrungserweiterung liegenden und die Längsachse der Kolben 9a und 8a schneidenden Kante gebildet ist. Die zum Bremsschild 4a parallele Kraftkomponente greift nur am Kippauflager an. Auf diese Weise ist jegliche Gefahr, daß sich das Kolbenteil 18 in der Bohrung 7a verklemmt, auf ein Geringstmaß oder doch wesentlich herabgesetzt. Mit der Zeit bildet sich am Kippauflager durch Verschleiß eine Abrollfläche aus, an der nur noch geringfügiger Verschleiß auftritt.

Der Stützring 19 ist aus einem verhältnismäßig harten Werkstoff, zweckmäßig aus Stahl hergestellt, so daß der Kolbenteil 18, als dessen Werkstoff eine verhältnismä Big weiche Legierung verwendet wird, gegen Beschädi gungen geschützt ist.

Da der Kolben 10a einen größeren Durchmesse! aufweist als die Mittenaussparung 22, besteht keim Gefahr, daß dieser Kolben bei aus der Bremsi ausgebauter Betätigungsvorrichtung aus dem Kolben teil 18 herausgedrängt wird.

Im Druckstück 31 ist ein in Längsrichtung siel erstreckender Kanal 45 ausgebildet, mit ein Radialkana 46 in Verbindung steht, welcher zwischen den Kolben 9 und 8a mündet Beide Kanäle 45 und 46 dienen eine besseren Entlüftung des Zylinders.

Im übrigen sind Aufbau und Arbeitsweise der i F i g. 2 dargestellten Betätigungsvorrichtung gleich wi bei der Ausführung nach Fig. 1.

Hiemi 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung für eine Innenbackenbremse mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Zylinder mit einem ersten und einem zweiten gegenläufigen Kolben, die zur Betriebsbremsung auf die Enden der an einem ortsfesten Bremsschild angeordneten Bremsbacken wirken, sowie mit einem zur Park- oder Notbremsung direkt auf die eine Bremsbacke und indirekt über einen zwischen den gegenläufigen Kolben aufgenommenen dritten Kolben und einen der gegenläufigen Kolben wirkenden Hebel, der an dem dritten Kolben angelenkt ist, welcher bei hydraulischer Betätigung mit dem ersten Kolben über einen Anschlag zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (10; 1Oa^ in einer durchgehenden axialen Bohrung (II, 12; 11a, t2a) des dritten Kolbens (9; 9a) arbeitet, daß der Anschlag von einem Absatz in der axialen Bohrung (11, 12; 11a, Ma) gebildet ist und daß der dritte Kolben (9; 9a) einen Stützarm (16; 16a) trägt, an dem der Hebel (13; 13a^ angelenkt ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, da- 2s durch gekennzeichnet, daß der dritte Kolben (9) einstückig mit dem gegen den Bremsschild (4) gerichteten Stützarm (16) ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kolben (9a) ein im Zylinder (6a) geführtes Kolbenteil (18) aufweist, das mit seinem äußeren Ende in einem Stützring (19) aufgenommen ist, daß der Stützarm (16a^ von einer den Stützring umgebenden ringförmigen Nabe (23) getragen wird, daß Nabe (23) und Stützring (19) zueinander kippbeweglich gestaltet sind, und daß das äußere Ende des Stützarms (16a,! in Anlage an dem Bremsschild (4a) gehalten ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stütznng (19) aus einer das äußere Ende des Kolbenteils (18) des dritten Kolbens (9a) aufnehmenden Hülse (20) und einem nach innen gerichteten Radialflansch (21) besteht, der am freien Ende des Kolbenteils (18) angreift, und daß die Außenfläche der Hülse (20) zur Innenfläche (25) der Nabe (23) kegelig verläuft.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (19) in der Nabe (23) derart gelagert ist, daß die Kippachse des Stützarmes (\ba) in einer zum Bremsschild (4a) parallelen Ebene liegt.