DE2306523B2 - Selbsttätige, mechanische Nachstellvorrichtung für Innenbackenbremsen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige, mechanische Nachstellvorrichtung für mindestens eine der Bremsbacken einer Innenbackenbremse mit einer Spreizvorrichtung, bei der die Spreizbewegung über einen drehfesten Gewindebolzen und eine mit dem Ge windebolzen verschraubte, in der Spreizbewegungsrichtung vor- und zurückschiebbare Nachstellmutter übertragen wird, die über einen Freilauf, einen drehbaren Bauteil mit einem Schrägschlitz und einem in den Schrägschlitz eingreifenden Stift in ihrer Verschiebungs- und Drehrichtung gegen den Bremsschild abge stützt ist

Derartige Nachstellvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt (z. B. FR-PS 14 46 565 und 14 57 242, DT-AS 15 75 825). 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 drehharer 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 u_'wegung verdreht er sicn jedoch in der durch den FreiUuf gesperrten Richtung und nimmt deshalb über den Freilauf die Nachstellmutter mit. die hierbei den Gewindebolzen im Sinne einer Nachstellung herausschraubt Die bei der Bremsenrückstellung aufgebrachte Kraft wird von den Rückzugsfedern der Bremsbacken aufgebracht Diese Kraft genügt um die Verdrehungs- 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 Bremsenrück Stellkraft sehr hoch, so erhöht sich damit auch diese Reibung, jedoch zugleich die treibende Kraft für die Nachstellung.

Bei normalem Bremsbetrieb liegen diese treibenden und hemmenden Kräfte aüe in leicht beherrschbaren, tolerierbaren Grenzen. Es können jedoch Sonderfälle eintreten, in denen an der Nachstellvorrichtung erheblich höhere Kräfte anliegen. Dies 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.

Die Simplex-Bremse nimmt dabei eine Sonderstellung ein. Bei der Spreizvorrichtung der Simplex-Bremse ist zweckmäßigerweise jeder Bremsbacke eine Nachstellvorrichtung zugeordnet. 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 Vorwärts- 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 auflaufender 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 eine 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.

Noch mehr zeigt sich die Wirkung kraftschlüssig angezogener Bremsen im Augenblick des Umschlagen* von Vorwärts- in Rückwärtsfahrt bei Duo-Duplex Bremsen, bei denen zwei Spreizvorrichtungen je Bremse vorgesehen sind, aber nur eine Seite jeder Spreizvorrichtung mit einer Nachstellvorrichtung ausgerüstet ist, während die andere Seite über einen Kolben unveränderlichen Axialausmaßes auf das betreffende Brems-

»ckenende wirkt Ια diesem Fall hat die gesamte Spreizvorrichtung einschließlich der Nachstellvorrichtung und des Kolbens ein gewisses Spiel in Spreizrich-Sjng. das bei einem Umschlagen der Bremsrichtung zu ;inem 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 s'eilen Flächen aneinander hegen, versucht der gehäusefeste Stift über den Freilauf die Nachstellmutter im Nachstellsinn zu verdrehen. Durch die kraftschlüssig ange/ogene Bremse wird jedoch eine Kraft zwischen dem Gewinde der Nachstefemutter und dem Gewindebolzen sowie zwisehen der Anlagefläche der Nachstelhnutter 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 Umschiagens der Bremse von Vorwärts- in Rückwärtsfahrt ergibt sich bei der Servo-Bremse, da bei dieser Bremsenart durch die Abstützung der Primärbacke über ein Druckstück an der Sekundär backe der gesamte Spreizweg auf der Seite der Primärbacke wirksam wird. Die Gefahr der Beschädigung des gehäusefesten Stiftes durch die bereits geschilderten Abläufe innerhalb der Nachstellvorrichtung ist hier größer als bei jeder anderen Bremsenart.

Bei Spreizvorrichtungen der hier behandelten Art für Servo-Bremsen ist es ebenfalls zweckmäßig, jeder Bremsbacke eine Nachstellvorrichtung zuzuordnen.

Zum Auffangen der Belastungen an der Nachstellvorrichtung beim Umschlagen der Bremsrichtung sind federnde Eingriffs- oder Verbindungsglieder bekannt (GB-PS 6 22 616, DT-AS 14 75 283), die auf Grund der Härte der Federung für den normalen Nachstellbetrieb als starre Glieder wirken, jedoch die Umschlagbewe gung in ihrem Federweg aufnehmen können und dadurch die am breinsschildfesten Teil angreifende Kraft auf die Federkraft beschränken. Die Funktion einer solchen Federsicherung hängt jedoch von einer Reihe nicht exakt beherrschbarer Faktoren ab. insbesondere von der Reibung innerhalb der Nachstellvorrichtung, dem Verschmutzungsgrad und der Federkonstanten dieser Eingriffs- und Verbindungsgi; ler, die in einem begrenzten, jedoch von den übrigen Parametern abhängigen Bereich liegen muß. Außerdem wirkt der beim Umschlagen der Bremsrichmng auftretende Schlag über den empfindlichsten Teil der Nachstellvorrichtung, nämlich über einen zugleich als Freilauf dienenden Linear-Rotations-Bewegungswandler, der zumeist aus einem verschwenkbaren Klinkenhebel besteht, welcher an einer Sperrverzahnung angreift. Die diesen Teil durchlaufenden Schläge bewirken einen raschen Verschleiß der Eingriffsverbindung und späterhin ein Durchrutschen der für die Nachstellung erforderlichen Einrichtung. Außerdem können die den Schlag beim Umschlagen auffangenden Federn leicht brechen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die beim Umschlagen der Bremswirkungsrichtung auftretenden Überbelastungen von der inneren Mechanik der Nachstellvorrichtungen fernzuhalten. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Innenbackenbremse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Stift von einer verschiebbaren Gleitschiene getragen ist die sich in Spreizrichuing aus der Ruhestellung der Bremse heraus an einem bremssehildfesten Anschlag und in der entgegengesetzten Richtung beim Bremslösevorgang an einem Anschlag absiützt der an einem die entgegengesetzte Bremsbacke verschiebenden Kolben oder einer letztere verschiebenden Nachstellvorrichtung gebildet ist

Diese Ausführung bewirkt daß der in den Schräg-S₁ChHtZ eingreifende Stift bei normalem Spreizen der Bremsbacke auf Grund seiner Abstützung gegen den Bremsschild in Richtung der Spreizbewegung als bremsschildfester Stift wirkt. Be^?m Umschlagen der Bremse ergibt sich jedoch die Möglichkeit daß der Stift auf der Gleitschiene mit der sich einwärts bewegenden Nachstellvorrichtung mitkommt da sich die Gleitschiene an dem auf die entgegengesetzte Bremsbacke wirkenden beweglichen Bauteil der Spreizvorrichtung abstützt also beispielsweise bei einer Servo-Bremse am auf die gegenüberliegende Nachstellvorrichtung 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 Nachstellvorrichtung als auch andererseits das Druckstück bzw. der Kolben gleichsinnig und gleich weit bewegen. Die Bewegung des Stiftes erfolgt also nicht über eine zusammendrückbare Feder unter Abstützung gegen das Gehäuse, sondern nützt die Tatsache aus, daß beim Umschlagen die Bauteile beiderseits der Spreizvorrichtung gleich weit wandern und so die Spreizvorrichtung als Ganzes einschließlich des Stiftes ohne zusätzliche Abstützung am Bremsschild, also kraftlos verschiebbar ist.

Bei einer Simplex-Bremse wandern beim Spreizen der Bremsbacken bekanntlich die Druckstücke beider Nachstellvorrichtungen nach außen, jedoch sind, wie bereits erwähnt, die Spreizwege der beiden Druckstükke verschieden groß. Die Gleitschiene bleibt auf Grund des sie haltenden gehäusefesten Anschlags in Ruhestellung. Beim Umschlagen der Bremse wechseln die auflaufende und die ablaufende Backe ihre Rolle. Die sich nun einwärtsbewegende 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.

Der Nachstellvorgang kann bei allen hier aufgeführten Bremsenarten erst beim Lösen der Bremsen erfolgen, da erst in diesem Fall die Nachstellvorrichtunger mit den Druckstücken oder die Kolben sowie die Gleit schiene mittels der Rückzugfedern in ihre Nullage zu rückgestellt werden. Bei diesem Vorgang sind aber di< durch die kraftschlüssig angezogene Bremse wirksan gewordenen Kräfte bereits wieder abgebaut.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindunj sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß Anspruch 3 übernimmt die Gleitschiene zu gleich die Aufgabe der Verdrehungssicherung diese axialbeweglichen Spreizvorrichtungsteile.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweis

veranschaulicht, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Spreizvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Nachstellvorrichtung bei einer Duo-Duplex-Bremse,

F i g. 2 eine Draufsicht in der Blickrichtung nach Fig. 1 auf herausgelöste Teile einer Nachstellvorrichtung in der Spreizvorrichtung nach F i g. 1,

F i g. 3 die Spreizvorrichtung nach F i g. 1 in einer Ansicht nach einem Pfeil III in Fig. 1, teilweise geschnitten,

F i g. 4 eine abgebrochene, teilweise freigelegte Draufsicht der Spreizvorrichtung in der Blickrichtung entsprechend F i g. 1,

Fig.5, 6 und 7 schematisch eine Simplex-Bremse, eine Duo-Duplex-Bremse bzw. eine Servo-Bremse, jeweils im Zustand der Betätigung.

Gemäß F i g. I bis 4 enthält ein an einem Bremsschild fest angeordnetes Gehäuse 1 ein Druckstück 2 und einen Kolben 3, die bei Bremsbetätigung von 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 Nachstellmutter 4 trägt einen Sägezahnkranz 6, der mit einem entsprechenden Sägezahnkranz 7 eines Verstellringes 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 im Sägezahnkranz 6 der Nachstellmutter gehalten. Die Nachstellmutter 4 hat ein Innengewinde, in das ein Gewindebolzen 10 eingeschraubt ist, der mit dem Bremsbackensteg drehfest verbunden ist.

Ein mit einer Gleitschiene 11 fest verbundener Stift 12 greift in einen in den Umfang des Verstellringes 8 eingearbeiteten Schrägschlitz 13. Die Gleitschiene selbst wird im Gehäuse 1, im Druckstück 2 und im Kolben 3 in Nuten 14, 15 bzw. 16 axial beweglich geführt, jedoch umdrehungsmäßig festgelegt Da sie gleichzeitig ebenfalls axial verschiebbar in die Nuten 15 und 16 der Druckstücks 2 bzw. des Kolbens 3 eingreift, ist für diese beiden Teile eine Sicherung gegen Verdrehen gegeben. 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

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 ti an.

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.

Die Nachstellvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Beim lJremsen werden das Druckstock 2 und der Kolben 3 gespreizt Das Druckstock fibertragt diese Bewegung auf die NachsteBmutter 4. den Gewindebolzen 10 und den Verste&rmg 8, der durch die Feder 9 gegen den Sägezahnkranz 6 der Nachstellmuiter 4 gedrückt wird. In den Schrägschlitz 13 des Verstellringes 8 greift aber der nach dieser Richtung feststehende Stift 12, so daß der Ring 8 gleichzeitig eine Drehbewegung ausführt.

Überschreitet der Axialwcg des Druckstücks infolge eingetretenen Bremsbelagverschleißes ein bestimmtes Maß, dann verdreht sich der Verstellring 8 so weit, daß er in den nächsten Zahn einrastet. 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.

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 Gehäuses 1 abhebt und in Spreizrichtung nach außen wandert Eine Nachstellung erfolgt im Normalfall dann nach dem bereits geschilderten Vorgang.

Tritt nun der Fall ein, daß das Fahrzeug mit solchen Bremsen einen verhältnismäßig steilen Hang hinauffährt und 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 Bremstrommel anliegenden Bremsbacken in ihrer Wirkrichtung um. Die Spreiz-Nachstelleinheit 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 Druckstock —Keil—Kolben nach außen bewegt In der Nullstellung, 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.

F i g. 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 180° versetzt angeordnet sind. Der Spreizweg für die auflaufende Bremsbacke ist mit »s«, der für die ablaufende Bremsbacke mit »si« bezeichnet. Der Pfeil gibt die Drehrichtung der verformt' dargestellten Bremstrommel an. Die kreisrunde Form der Trommel in Bremslösestellung ist strichpunktiert eingetragen.

F i g. 6 zeigt eine Duo-Duplex-Bremse. Der Spreizweg »s« ist für beide Nachstellvorrichtungen gleich. Der Kolben 3 stützt sich jeweils am Anschlag 19 des Gehäuses ab.

F i g. 7 zeigt eine Servo-Bremse. In diesem Fall sind, wie bei der Simplex-Bremse, zwei Nachstellvorrichtungen innerhalb der Srrchtung angeordnet; der Spreizweg am Druckstück 2 ist wieder mit »«< bezeichnet Das Druckstuck Ύ stützt sich bei der Servo-Bremse am Anschlag 20 des Gehäuses ab.

Beim Umschlagen der Drehlichtungstendenz bei angezogener Bremse verschiebt die ober die Bremsbakken angreifende Kraft die Spreizvorrichtung bzw. Spreizvorrichtungen um die Weite s bzw. s bis st im *5 Uhrzeigersinn (Fig.5 bis T% wobei ihr der Stift folgt, ohne eine Nachstelhmg m Gang zu setzen.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patemansprüche:

1. Selbsttätige, mechanische Nachstellvorrichtung tor mindestens eine der Bremsbacken einer innenbackenbremse mit einer Spreizvorrichtung, bei der 4ie Spreizbewegung über einen drehfesten Gewindebolzen und eine mit dem Gewindebolzen verichraubte, 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 Bremsschild abgestützt ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (12) von einer verschiebbaren Gleitschiene (11) getragen ist, die sich in Spreizrichtung aus der Ruhestellung der Bremse heraus an einem bremsschildfesten Anschlag (17) und in der entgegengesetzten Richtung beim Bremslösevorgang an einem Anschlag (22) abstützt, der an einem die entgegengesetzte Bremsbacke verschiebenden Kolben (3) oder einer letztere verschiebenden Nachstellvorrichtung gebildet ist

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Gleitschiene (ti) ein sich in der Spreizbewegungsrichtung erstreckendes Langloch (18) aufweist in das ein Bolzen (17) als bremsschildfester Anschlag eingreift

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Gleitschiene (U) in Nuten (14, 15, 16) eines fest am Bremsschild sitzenden Gehäuses (1), eines äußeren drehfesten Teils (2) der Nachstellvorrichtung und des die entgegengesetzte Bremsbacke verschiebenden Kolbens (3) oder der letztere verschiebenden Nachstellvorrichtung geführt ist