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Innenbackenbremse Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenbackenbremse
mit einer auf zwei gegenüberliegende Bremsbacken wirkenden Spreizvorrichtung, die
mindestens auf eine der Bremsbacken über eine Nachstellvorrichtung wirkt, bei der
die Spreizbewegung über einen drehfesten Gewindebolzen und eine mit dem Gewindebolzen
verschraubte, in der Spreizbewegungsrichtung vor- und zurückschiebbare Nachstellmutter
übertragen wird, die über einen Freilauf, einen drehbaren Bauteil mit einem Schrägschlitz
und einen in den Schrägschlitz eingreifenden Stift in ihrer Verschiebungs-und Drehrichtung
gegen den Bremsenträger abgestützt ist.
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Nachstelivorrichtungen in derartigen Innenbackenbremsen sind in verschiedenen
Ausführungsformen bekannt (z.B. FR-PS 1 446 565 und 1 457 242, DT-AS 1 575 825).
Bei diesen Nachstellvorrichtungen erfolgt die Nachstellung bei der Bremsenrückstellung.
Beispielsweise bei einer bekannten Ausführung, bei der
an die Nachstellmutter
ein Freilauf und an diesen ein drehbarer Ring mit einem Schrägschlitz anschließt,
in den ein gehäusefester Stift eingreift, wird beim Spreizen der Bremsbacken der
Ring durch den gehäusefesten Stift und den Schrägschlitz in der durch den Freilauf
freigegebenen Drehrichtung verdreht; bei der entgegengesetzten Bewegung verdreht
er sich jedoch in der durch den Freilauf gesperrten Richtung und nimmt deshalb über
den Freilauf die Nachstellmutter mit, die hierbei den Gewindebolzen im Sinne einer
Nachstellung herausschraubt. Die bei der Bremsenrückstelung aufgebrachte Kraft wird
von den Rückzugsfedern der Bremsbacken aufgebracht. Diese Kraft genügt, um die Verdrehung-
und Schraubbewegungen entgegen der Reibung zwischen dem Gewindebolzen und der Nachstellmutter
sowie zwischen der Nachstellmutter und-einem an ihr angreifenden Druckstück zu bewirken.
Ist die Bremsenrückstellkraft sehr hoch, so erhöht sich damit auch diese Reibung,
jedoch zugleich die treibende Kraft für die Nachstellung.
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Bei normalem Bremsbetrieb liegen diese treibenden und hemmenden-räfte
alle in leicht beherrschbaren, tolerierbaren Grenzen. Es können jedoch Sonderfälle
eintreten, in denen an der Nachstellvorrichtung erheblich höhere Kräfte anliegen.
Diens ist-der Fall, wenn ein Fahrzeug aus einer Bergauffahrt heraus bremst und dabei
im Augenblick des Stillstands oder der Bewegungsumkehr die Bremskraftrichtung wechselt.
Die Bremse schlägt also vom Abbremsen der Vorwärtsfahrt in das Abbremsen der Rückwärtsfahrt
bzw. in das Halten entgegen der Rückwärtskraft um, die Wirkrichtung der Bremskraft
ändert sich und die Bremsbacken wechseln den Ort ihrer Abstützung.
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Die Simplex-Bremse nimmt dabei eine Sonderstellung ein.
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Bei der Spreizvorrichtung der Simplex-Bremse ist zweckmäßigerweise
jeder
Bremsbacke eine Nachstellvorrichtung zugeordnet.
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Beide Bremsbacken, die auflaufende und die ablaufende Backe, stützen
sich beim Bremsvorgang an ihrer der Spreizvorrichtung abgewandten lagerung ab und
wechseln auch beim Umschlagen der Bremse von Vorwarts- in Rückwärtsfahrt nicht den
Ort ihrer Abstützung. Der Spreizweg der auflaufenden und der ablaufenden Bremsbacke
ist jedoch unterschiedlich groß. Das Spreizwegverhältnis entspricht etwa dem Verhältnis
der Bremskraft von auflauf ender zu ablaufender Bremsbacke und kann bei Simplex-Bremsen
in der Größenordnung von 3:1 angesetzt werden. Die Wegunterschiede haben ihren Grund
in der durch die verschieden großen Bremskräfte bedingten einseitigen Trommelverformung,
da sich die Trommel nach der Seite der auflaufenden Bremsbacke wesentlich stärker
verformt als nach der gegenüberliegenden Seite. Die beim Bremsen auftretende Verformung
der Trommel bedingt beim Umschlagen von Vorwärts- in Rückwärtsfahrt auch eine dem
Grad der Verformung entsprechende Verschiebung der Nachstellvorrichtung von der
einen zur anderen Seite, da sich die Trommel dann durch den Wechsel der Bremskräfte
- die auflaufende und ablaufende Bremsbacke wechseln ihre Rolle - nach der Seite
der bisher ablaufenden und nun auflaufenden Bremsbacke stärker verformt. Erfolgt
kurz vor dem Umschlagen der Bremse ein Nachstellung und ist das Lüftspiel sehr fein
eingestellt, reicht der durch das Umschlagen bedingte Verschiebeweg der Nachstellvorrichtung
aus, um den in das Steilgewinde oder in den Schrägschlitz eingreifenden, fest im
Gehäuse verankerten Stift zu deformieren, da der Stift in diesem Fall durch den
Reibschluß zwischen Bremse und Bremstrommel durch das Gewicht des zur Rückwärtsfahrt
tendierenden Fahrzeugs belastet wird.
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Ißoch mehr zeigt sich die Wirkung kraftschlüssig angezogener Bremsen
im Augenblick des Umschlagens von Vorwärts- in llückwärtsfahrt bei Duo-Duplex-Bremsen,
bei denen zwei Spreizvor
richtungen je Bremse vorgesehen sind, aber
nur eine Seite jeder SpP.eizvorrichtung mit einer Nachstellvorrichtung ausgerüstet
ist, während die andere Seite über einen Kolben unveränderlichen Axialausmaßes auf
das betreffende Bremsbackenende wirkt. In diesem- Fall hat die gesamte Spreizvorrichtung
euischließlich der Nachstellvorrichtung und des Kolbens ein gewisses Spiel in Spreizrichtung,
das bei einem Umschlagen der Bremsrichtung zu einem ruckartigen Längsverschieben
der Spreizvorrichtung bis zu einem entgegengesetzten Anschlag führt. Sofern das
Spiel des Freilaufs für diesen Bewegungsruck nicht ausreicht, beispielsweise wenn
kurz vorher eine Nachstellung stattgefunden hat und die Freilaufverzahnungen mit
ihren steilen Flächen aneinander liegen, versucht der gehäusefeste Stift über den
Freilauf die Nachstellmutter im Nachstellsinn zu verdrehen.
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Durch die kraftschlüssig angezogene Bremse wird jedoch eine Kraft
zwischen dem Gewinde der Nachstellmutter und dem Gewindebolzen sowie zwischen der
Anlagefläche der Nachstellmutter am betreffenden Druckstück wirksam, die größer
ist als die vom Ring normal aufzubringende Verdrehkraft. Das Fahrzeuggewicht belastet
somit den in den Schrägschlitz eingreifenden Stift, der für eine so hohe Belastung
nicht ausgelegt ist und unter Umständen deformiert werden oder brechen kann Der
größte Verschiebeweg an der Nachstellvorrichtung im Augenblick des Umschlagens der
Bremse von Vorwärts- in Rückwärts fahrt ergibt sich bei der Servo-Bremse, da bei
dieser Bremsenart durch die Abstützung der Primärbacke über ein Druckstück an der
Sekundärbacke der gesamte Spreizweg auf der Seite der Primarbacke wirksam wird.
Die Gefahr der Beschädigung des gehäusefesten S-tiftes durch die bereits geschilderten
Abläufe innerhalb der Nachstellvorrichtung ist hier größer als bei jeder anderen
Bremsenart.
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Bei Spreizvorrichtungen der hier behandelten Art für
Servo-Bremsen
ist es ebenfalls zweckmäßig, jeder Bremsbacke eine Nachstellvorrichtung zuzuordnen.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Beschädigungen
durch Uberbelastungen beim Umschlagen der Bremswirkungsrichtung zu verhindern. Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Innenbackenbremse der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß die Abstützung gegen den Bremsenträger über eine in beschränktem
Bereich in der Spreizbewegungsrichtung verschiebbare Gleitschiene erfolgt, die sich
in Richtung der Spreizbewegung auf der Seite der zugeordneten Nachstellvorrlchtung
aus der Ruhestellung der Bremse heraus an einem gehäusefesten Anschlag und in der
entgegengesetzten Richtung an einem Anschlag an dem auf die entgegengesetzte Bremsbacke
wirkenden beweglichen Bauteil der Spreizvorrichtung abstützt. Diese Ausführung bewirkt,
daß der in den Schrägschlitz eingreifende Stift beim normalen Spreizen der Brems-
-backe aufgrund seiner gehäusefesten Abstützung in Richtung der Spreizbewegung als
gehäusefester Stift wirkt.
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Beim Umschlagen der Bremse ergibt -sich jedoch die Möglichkeit, daß
der Stift auf der Gleitschiene mit der sich einwärts bewegenden Nachstellvorrichtung
mitkommt, da sich die Gl.eiltschiene an dem auf die entgegengesette Bremsbacke wirkenden
beweglichen Bauteil der Spreizvorrichtung abstützt, also beispielsweise bei einer
Servo-Bremse am auf die gegenüberliegende lfachstellvorrichtung einwirkenden Druckstück
oder bei einer Duo-Duplex-Bremse am gegenüberliegenden Kolben. In diesen beiden
Fällen kann der Stift die Bewegung entsprechend dem-gesamten Spiel der Spreizvorrichtung
mitmachen, da sich beim Umschlagen der Servo-Bremse bzw. der Duo-Duplex-Bremse sowohl
einerseits die-IJachstellvorrichtung als auch andererseits das Druckstück bzw. der
Kolben gleichsinnig und gleich weit bewegen.
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Bei einer Simplex-Bremse wandern beim Spreizen der Bremsbacken bekanntlich
die Druckstücke beider Nachstelivorrichtungen nach außen, jedoch-sind, wie bereits
erwähnt, die Spreizweg -dr beiden Druckstücke verschieden groß. Die Gleitschiene
bleibt aufgrunddes sie haltenden gehäusefesten Anschlags in Ruhestellung. Beim Umschlagen
der Bremse wechseln die auflaufende und die ablaufende Backe ihre Rolle. Die sich
nun einvärtsbewegende Nachstellvorrichtung auf der Seite der bisher auflaufenden
Bremsbacke nimmt die Gleitschiene durch den im Schrägschlitz geführten Stift in
ihrer Bewegungsrichtung mit. Das gegenüberliegende Druckstück beaufschlagt die bisher
ablaufende und nun auflaufende Bremsbacke und wandert weiter nach außen, wodurch
die Gleitschiene mit dem Stift, die dieser Bewegungsrichtung folgt, nicht gehemmt
wird. Eine Beschädigung des Stiftes an der Gleitschiene wird somit vermieden.
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Der Nachsteilvorgangkann bei allen hier aufgeführten Bremsenarten
erst beim Lösen der Bremsen erfolgen, da erst in diesem Fall die Nachstellvorrichtungenmit
den Druckstücken oder die Kolben sowie die Gleitschiene mittels der Rückzugfedern
in ihre llullage zurückgestellt werden. Bei diesem Vorgang sind aber die durch die
kraftschlüssig angezogene Bremse wirksam gewordenen Kräfte bereits wieder abgebaut.
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Diese AblCufe slnd für den bevorzugten Fall erläutert, daß die Gleitschiene
den Stift trägt. Es ist jedoch auch die umgekehrte Konstruktion vorstellbar, daß
die Gleitschiene mit dem Schrägschlitz versehen ist.
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Die Abstützung in Richtung der Spreizbewegung an einem gehäusefesten
Anschlag ist vorteilhaft dadurch zu verwirklichen, daß die Gleitschiene ein in Spreizbewegungsrichtung
erstrecktes
Langloch aufweist, in das als der gehäusefeste Anschlag
ein bremsenträgerfester Bolzen eingreift. Diese Ausftihrung erwist sich für die
Herstellung und Montageals sehr günstig. Durch eine bevorzugte Konstruktion, gemäß
der die Gleitschiene in Nuten des Gehäuses'und der äußeren drehfesten Teile der
Nachstellvorrichtungenbzw. des Kolbens axial verschiebbar und tangential festgelegt
ist, übernimmt die Gleitschiene zugleich die Aufgabe der Verdrehungssicherung dieser
axialbeweglichen Spreizvorrichtungsteile.
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\weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht
und zwar zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch die Spreizvorrichtung einer erfindungsgemäßen
Duo-Duplex-Bremse, Fig. 2 eine Draufsicht in der Blickrichtung nach Fig. 1 auf herausgelöste
Teile einer Nachstellvorrichtung in der Spreizvorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 die
Spreizvorrichtung nach Fig. 1 in einer Ansicht nach einem Pfeil III in Fig. 1, teilweise
geschnitten, Fig. 4 eine abgebrochene, teilweise freigelegte Draufsicht der Spreizvorrichtung
in der Blickrichtung entsprechend Fig. 1, Fig. 5, 6 und 7 schematisch eine Simplex-Bremse,
eine Duo-Duplex-Bremse bzw. eine Servo-Bremse, jeweils im Zustand der Betätigung.
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Gemäß Fig. 1 bis 4 enthält ein an einem Bremsenträger fest angeordnetes
Gehäuse 1 ein Druckstück 2 und einen Kolben 3, die bei Bremsbetätigungvon einem
Keil auseinandergespreizt
werden und weiterhin die Bremsbacken auseinanderdrücken.
Im Druckstück 2 ist eine Nachstellmutter 4 gelagert, die sich über einen Bund 5
am Druckstück 2 abstützt. Das dem Spreizkeil zugewandte stirnseitige Ende der Nachstellmutte4
trägt einen Sägezahnkranz 6, der mit einem entsprechenden Sägezahnkranz 7 eines
Verstellrings 8 als Freilauf in Form einer einseitig wirkenden Sperrverzahnung zusammenarbeitet.
Der Verstellring 8 wird zweckmäßigerweise mittels einer Ringscheibenfeder 9, die
sich am Boden einer Ausnehmung des Druckstücks 2 abstützt, mit seinem Sägezahnkranz
7 imSägezahnkranz 6 der Nachstellinutter gehalten. Die Nachstellmutter 4~hat-einInnengewinde,
in das ein Gewindebolzen 10 eingeschraubt ist, der mit dem Bremshackensteg drehfest
verbunden ist.
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Ein mit einer Gleitschiene 11 fest verbundener Stift 12 greift in
einen in den Umfang des Verstellrings 8 eingearbeiteten Schrägschlitz 13. Die Gleitschiene
selbst wird im Gehäuse 1, im Druckstück 2 und im Kolben 3 in Nuten 14, 15 bzw.
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16 axial beweglich geführte jedoch umdrehungsmäßig festgelegt.
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Da sie gleichzeitig ebenfalls axial verschiebbar in die Nuten 15 und
16 des Druckstücks 2 bzwdes Kolbens 3 eingreift, ist für diese beiden Teile eine
Sicherung gegen Verdrehen gegeben.
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Eine zusätzliche-, sonst erforderliche Verdrehsicherung für das Druckstück
und den Kolben entfällt. Durch einen im Gehäuse fest verankerten Stift 17, der in
ein Langloch 18 der Gleitschiene 11 eingreift, wird ein Verschieben der Gleitschiene
in der Spreizrichtung der Nachstellvorrichtung verhindert.
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Das Gehäuse weist in seinem Inneren einen Anschlag 19 für den Rückstellweg
des Kolbens 3 und einen Anschlag 20 für den Rückstellweg des Druckstücks 2 auf.
Der Kolben 3 greift über einen Bolzen 21 an seiner Bremsbacke an. Außerdem greift
am Kolben 3 mit einer Schulter 22 die Gleitschiene 11 an.
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Auf der gegenüberliegenden Seite der Innenbackenbremse befindet sich
eine gleiche Spreizvorrichtung in umgekehrter Anordnung. Auf jede der beiden Bremsbacken
wirken also zwei Spreizvorrichtungen und zwar auf einer Seite über eine Nachstellvorrichtung
und auf der anderen ohne Nachstellvorrichtung.
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Die Nachstellvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Beim Bremsen werden
das Druckstück 2 und der Kolben 3 gespreizt.
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Das Druckstück überträgt diese Bewegung auf die Nachstellmutter 4,
den Gewindebolzen 10 und den Verstellring 8, der durch die Feder 9 gegen den Sägezahnkranz
6 der Nachstellmutter 4 gedrückt wird. In den Schrägschlitz 13 des Verstellrings
8 greift aber der nach dieser Richtung feststehende Stift 12, so daß der Ring 8
gleichzeitig eine Drehbewegung ausführt.
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Uberschreitet der Axialweg des Druckstücks infolge eingetretenen Bremsbelagverschleißes
ein bestimmtes.Maß, dann verdreht sich der Verstellring 8 so weit, daß er in den
nächsten Zahneinrastet. Beim Lösen der Bremse verdreht der Verstellring nun die
Nachstellhülse 4, wodurch der Gewindebolzen 10 im Sinne einer Nachstellung herausgeschraubt
wird. Der hier beschriebene Vorgang gilt als Normalfall.
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Insgesamt gesehen, stützt sich beim Bremsvorgang der Kolben 3 an
dem Anschlag 19 im Gehäuse 1 ab, während das Druckstück 2 mit der Nachstellvorrichtung
vom Anschlag 20 des Gehäuse ses 1 abhebt und in Spreizrichtung nach außen wandert.
Eine Nachstellung erfolgt im Normalfall dann nach dem bereits geschilderten Vorgang.
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Tritt nun der Fall ein, daß das Fahrzeug mit solchen Bremsen einen
verhältnisniäßig steilen Hang hinaufrahrtund dabei bis zum Stillstand abgebremst
wird, verhalten sich die
Bremsen zunächst wie oben dargelegt. Das
Fahrzeug würde aber ohne fest angezogene Bremsen zurückrollen, ändert also die Fahrtrichtung.
Dabei schlagen die kraftschlüssig an der Breis trommel anliegenden Bremsbacken in
ihrer Wirkrichtung um. Die Spreiz-Nashstelleinheit verschiebt sich dabei derart,
daß das Druckstück 2 nun am Anschlag 20 zur Anlage kommt, während sich der Kolben
3 von seinem Anschlag 19 abhebt. Diese Bewegung wird von der Anlagekante 13 des
Schrägschlitzes 13 über den Stift 12 auf die Gleitschiene 11 übertragen, die in
dieser Richtung frei verschiebbar ist, da sich auch der Kolben 3 unter der Krafteinwirkung
Druckstück - Keil - Kolben nach außen bewegt. In der Nullsteilung, d.h. bei gelöster
Bremse, ist die Verschiebebewegung der Gleitschiene 11 durch eine an der Stirnseite
des Kolbens 3 anliegende Schulter 22 und den Stift 17 gesperrt.
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Fig. 5 zeigt eine Simplex-Bremse mit zwei Nachstellvorrichtungen,
die in der Zeichnung größtenteils von den Druckstücken 2, 2' verdeckt sind, innerhalb
der Spreizvorrichtung, wobei die nicht sichtbaren Gleitschienen um 1800 versetzt
angeordnet sind. Der Spreizweg für die auflaufende Bremsbacke ist mit soll, der
für die ablaufende Bremsbacke mit 1" bezeichnet.
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Der Pfeil gibt die Drehrichtung der verformt dargestellten Bremstrommel
an. Die kreisrunde Form der Trommel in Bremslösestellung ist strichpunktiert eingetragen.
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Fig. 6 zeigt eine Duo-Duplex-Bremse. Der Spreizweg "s" ist für beide
Iiachstellvorrichtungen gleich. Der Kolben 3 stützt sich jeweils am Anschlag 19
des Gehäuses ab.
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Fig. 7 zeigt eine Servo-Bremse. In diesem Fall sind, wie bei der
Simplex-Bremse, zwei Nachstellvorrichtungen innerhalb
der Spreizvorrichtung
angeordnet; der Spreizweg am Druckstück 2 ist wieder mit "st' bezeichnet. Das Druckstück
2' stützt sich bei der Servo-Bremse am Anschlag 2G des Gehäuses ab.
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Beim Umschlagen der Drehrichtungstendenz bei angezogener Bremse verschiebt
die über die Bremsbacken angreifende Kraft die Spreizvorrichtung bzw. Spreizvorrichtungen
um die zweite s bzw. s - s1 im Uhrzeigersinn (Fig. 5 bis 7), wobei ihr der Stift
12 folgt, ohne eine Nachstellung in Gang zu setzen.