DE2412575A1

DE2412575A1 - Spiel-nachstellvorrichtung fuer eine hydraulische bremsbetaetigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2412575A1
Application number: DE2412575A
Authority: DE
Inventors: Anthony William Harrison
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1973-03-20
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1974-10-10
Also published as: FR2222573B1; DE2412575C2; JPS5025971A; GB1463074A; JPS5918583B2; US3900085A; BR7402138D0; FR2222573A1

Description

Birmingham 11, Warwickshire, England

Spiel-Rachstellvorrichtung für eine hydraulische Bremsbetätigungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Spiel-Nachsteilvorrichtung zum Festlegen der zurückgezogenen Stellung eines Kolbens einer hydraulischen Bremsbetätigungsvorrichtung, mit einer mit dem Kolben gleichachsig angeordneten drehbaren Mutter, die mit einer nichtdrehbaren Betätigungsstange über eine selbsthemmende Gewindeverbindung verbunden ist und gegenüber dem Kolben in Achsenrichtung verstellbar und drehbar ist, weiterhin mit einem ebenfalls mit dem Kolben gleichachsig angeordneten und die Mutter umschlingenden Treibring, einer zwischen diesem und entweder der Mutter oder dem Kolben wirksamen, nicht selbsthemmenden Gewindeverbindung, mit zwischen dem Treibring und entweder dem Kolben oder der Mutter wirksamen, miteinander zusammenwirkenden Reibflächen, sowie mit einer elastischen Vorrichtung, welche den Treibring in eine Richtung drängt, in der dieser die Reibflächen aufeinander zu drängt.

Bei einer derartigen Spiel-Nachstellvorrichtung geschieht das Festlegen der zurückgezogenen Stellung des Kolbens dadurch, daß der Kolben an Anlageelementen bzw. an einer Anschlaganordnung zur Anlage kommt.

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Bei solchen. Anschlaganordnungen ergeben sich Schwierigkeiten daraus, daß zum Ausgleich von Verschleiß an dem vom Kolben betätigten Bauteil, beispielsweise an einer Bremsbacke einer Scheibenbremse, ein stetiges Vorschieben der Anschlaganordnung in immer wieder neue Stellungen gewährleistet sein muß, um zu große Kolbenverstellung und zu großen Bedarf .an hydraulischem Druckmittel zu vermeiden, und daß die jeweils neue Stellung ungeachtet schlagartiger Belastung durch den Kolben beibehalten werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spiel-Nachstellvorrichtung für eine hydraulische Bremsbetätigungsvorrichtung zu schaffen, die die gestellten Forderungen in besonders zuverlässiger Weise erfüllt.

Diese Aufgabe ist bei einer Spiel-Nachstellvorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Differential-Sperrvorrichtung Drehung der Mutter durch den Treibring zum Nachstellen zuläßt, jedoch Drehung der Mutter in der Gegenrichtung behindert, wenn der Kolben die Mutter schlagartig belastet.

Vorzugsweise besteht die nicht selbsthemmende Gewindeverbindung zwischen dem Treibring und der Mutter, und der Treibring ist an den Reibflächen elastisch in Koppelungseingriff mit dem Kolben gedrängt.

Unter einer nicht selbsthemmenden Gewindeverbindung zwischen zwei Bauteilen wird eine Verbindung verstanden, bei der axiale Verstellung des einen Bauteils Drehung des anderen Bauteils hervorruft und umgekehrt, während bei einer selbsthemmenden Gewindeverbindung zwischen zwei Bauteilen eine an dem einen Bauteil aufgetragene, axial gerichtete Kraft normalerweise Relativdrehung zwischen den Bauteilen nicht hervorzurufen vermag. Ob eine Gewindeverbindung nicht selbsthemmend oder selbsthemmend ist, hängt von der Teilung und den

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Flankenwinkeln des Gewindes und vom Eeibbeiwert zwischen den Bauteilen ab. .·

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen mit einer Spiel-Kachstellvorrichtung nach der Erfindung versehenen Kolben einer hydraulischen Bremsbetätigungsvorrichtung.

Ein hohler Kolben 10 einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung für eine Scheibenbremse ist in einer Bohrung eines (nicht gezeichneten) Zylindergehäuses verschiebbar. Eine zur Spiel-Nachstellvorrichtung gehörende Mutter 11 weist eine Anlagefläche 12 auf, die zu einer komplementären Anlagefläche 13 an einer Stirnwand 14 des Kolbens 10 paßt. Die Mutter 11 ist mit einem Innengewinde 15 versehen, welches in ein Außengewinde an einer (nicht gezeichneten) Betätigungsstange einzugreifen vermag, um mit diesem eine rechtssteigende selbsthemmende Gewindeverbindung zu bilden. Die Betätigungsstange stützt sich an einer Kurve bzw. an einem Druckstück ab, das im Zylindergehäuse oder in einem anderen, dem Kolben 10 gegenüberliegenden Kolben drehbar gelagert ist, und ist im Zylindergehäuse oder im anderen Kolben unter Abdichtung verschieblieh an einem Durchmesser geführt, der im Vergleich zum Kolbendurchmesser klein ist. Die Kurve oder das Druckstück dient als mechanische Betätigungsvorrichtung zum Betätigen der Handbremse und bildet bei nichtbetätigter Handbremse einen Anschlag für die Betätigungsstange. Fähere Einzelheiten über die Betätigungsstange und das Druckstück zur Handbremsbetätigung sind der deutschen Offenlegungsschrift P 2 239 602 und der britischen Patentschrift 1 179 235 zu entnehmen.

Zur selbsttätigen Nachstellvorrichtung gehören ein die Mutter 11 umschlingender Treibring 16 und ein fester Ring 17, der im Innern des Kolbens 10 dadurch festgemacht ist, daß er

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von einer starken Feder 18 gegen einen Federring 19 gedrängt ist, welcher in eine im Kolben ausgebildete ringförmige Nut eingeschnappt ist. An der Innenseite des Kolbens 10 sind Längsnuten 22 und 23 ausgebildet, in denen jeweils drei Stifte 20 bzw. 21 aufgenommen sind, deren rechten Enden in im festen Ring 17 ausgebildete Rasten 24 eindringen. Die Stifte 20 und 21 wirken dadurch als Keile, um Drehung des festen Ringes 17 zu verhindern.

Der Treibring 16 weist ein Innengewinde 25 auf, das in ein Außengewinde 26 an der Mutter 11 eingreift, um mit diesem eine linkssteigende nicht selbsthemmende Gewindeverbindung zu bilden. Am Treibring 16 ist eine äußere, kegelstumpfförmxge Reibfläche 28 ausgebildet, die zu einer inneren, kegelstumpfförmigen Reibfläche 29 an der Innenseite des festen Ringes paßt. Zwischen dem rechten Ende der Feder 18 und dem festen Ring 17 ist eine Federanlagescheibe 31 angeordnet, die gekröpfte Finger 32 aufweist, welche die Stifte 20 und 21 übergreifen und sich am festen Ring 17 abstützen. Eine schwächer als die Feder 18 ausgelegte gewellte Federscheibe 33 ist zwischen der Federanlagescheibe 31 und dem Treibring 16 wirksam und drängt die Reibflächen 28 und 29 in gegenseitige Anlage und hält sie im Ruhezustand der hydraulischen Betätigungsvorrichtung in Anlage aneinander.

Zur Nachstellvorrichtung gehört eine Differential-Sperrvorrichtung, die bei nichtbetätigter Bremse Drehung der Mutter infolge schlagartiger Belastung oder Rückschlagen durch den Kolben 10 verhindert, Drehung der Mutter 11 unter der nachfolgend näher beschriebenen Einwirkung des Treibringes 16 jedoch zuläßt. Die Differential-Sperrvorrichtung weist eine erste Sperrscheibe 34 und eine zweite Sperrscheibe 36 auf. Am Außenumfang der Sperrscheibe 34 sind drei Rasten 35 ausgebildet, in denen die drei Stifte 20 aufgenommen sind, um Drehung der Sperrscheibe 34 zu verhindern. Die zweite Sperrscheibe 36 ist gegenüber der Mutter 11 feststehend. Die

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Sperrscheiben 34 und 36 umschlinenn die Mutter 11 und weisen zueinander passende Stirnflächen 37 und 38 auf, an denen radial verlaufende Kerbverzahnungen oder Riffelungen ausgebildet sind und die von der starken Feder 18 aneinandergepreßt sind, welche sich mit ihrem linken Ende an der ersten Sperrscheibe 34 abstützt. Die zweite Sperrscheibe 36 ist durch die Vorspannkraft der Feder 18 in Anlage an einem Federring 39 gehalten, der in eine Umfangsnut der Mutter 11 eingesetzt und mit dieser ebenfalls über ein Vielkeilprofil verbunden ist. In einer abgewandelten Ausbildungsform könnte das Außengewinde 26 bis zum linken Ende der Mutter 11 weitergeführt sein, und die Sperrscheibe 36 könnte in das Gewinde 26 eingreifen, um Verdrehen der Mutter 11 gegen die Sperrscheibe 36 zu verhindern. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Sperrscheibe 36 als mit der Mutter 11 einstückiges oder fest verbundenes Teil auszuführen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Feder 18 auch die Anlageflächen 12 und 13 aneinanderpreßt.

Bei Beaufschlagung der Betätigungsvorrichtung mit Hydraulikdruck wird der Kolben 10 nach links, die (nicht gezeichnete) Betätigungsstange nach rechts gedrängt. Solange am Bremsbelag kein Verschleiß eingetreten ist, reicht die Relatiwerstellung zwischen der Betätigungsstange und der unter der Wirkung der Feder 18 in der Bewegung des Kolbens 10 mitgehenden Mutter 11 nicht aus, das an der selbsthemmenden Gewindeverbindung zwischen der Betätigungsstange und der Mutter 11 vorgesehene axiale Spiel auszugleichen. Bei eingetretenem Bremsbelagverschleiß wird dieses axiale Spiel in der Gewindeverbindung ausgeglichen, und der Hydraulikdruck, der, wie die vorstehende Beschreibung deutlich macht, nach rechts auf die Betätigungsstange wirkt, zieht die Mutter 11 gegen die Kraft der Feder 18 nach rechts und trennt dadurch die Anlageflächen 12 und 13 voneinander. Der Treibring 16 kann sich nicht drehen, da die konischen Reibflächen 28 und 29 unter dem Einfluß der Federscheibe 33 als Reibungskupplung wirken. Bei Verstellung der Mutter 11 nach rechts ruft somit die nicht selbsthemmende

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Gewindeverbindung 27 Drehung der" Mutter 11 in einer Richtung hervor, in der diese sich etwas von der Betätigungsstange losschraubt. Beim Lösen der Bremse zieht die Feder 18 die Mutter 11 nach links zurück, d.h. in einer Richtung, in der die Reibflächen 28 und 29 das Bestreben haben, sich voneinander zu lösen. Dadurch wird das Reibungsdrehmoment, das Drehung des Treibringes 16 verhindert, auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert herabgesetzt, d.h. es wird kleiner als das Drehung der Mutter 11 verhindernde Reibungsdrehmoment. Bei Verstellung der Mutter 11 nach links bewirkt daher die nicht selbsthemmende Gewindeverbindung 27, daß sich der Treibring dreht, bis die Anlageflächen 12 und 13 zur Anlage aneinander kommen, wobei die Mutter 11 ihre neu festgelegte Stellung einnimmt.

Die Nachstellvorrichtung arbeitet stufenweise, insofern als die während eines einzelnen Arbeitsspiels vorgenommene Nachstellung kleiner ist als der den Nächstellvorgang auslösende Verschleiß am Bremsbelag. Die insgesamt erforderliche Nachstellung wird während nachfolgender Bremsbetätigungen erreicht.

Die radial verlaufenden Riffelungen an den Sperrscheiben 34 und 36 haben die Gestalt von radial gerichteten Rippen oder Stegen mit schrägen Flanken. Die Sperrscheiben 34 und 36 haben daher bei Drehung das Bestreben, sich gegen die Kraft der Feder 18 voneinander weg zu bewegen. Bei Rückschlagen des Kolbens 10 lösen sich die Anlageflächen 12 und 13 aufgrund der Rückprallwirkung kurzzeitig voneinander. Sollte sich die Mutter 11 während des Rückpralls etwas drehen, besteht die ¥/irkung der radialen Riffelungen darin, die Mutter in ihre zuvor eingenommene Stellung zurückzudrehen. Falscheinstellung aufgrund von Rückschlag ist daher im wesentlichen vermieden.

Die Sperrscheiben 34 und 36 verhalten sich daher als Rutschsperrkupplung, welche Drehung der Mutter 11 nur während des zweckdienlichen Teils eines Verstellvorganges zuläßt. Außer

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daß die Sperrscheiben 34 und 36 eine Anti-Rückschlag-Punktion erfüllen, tragen sie ebenfalls zur- Verhinderung von Drehung der Mutter 11 während jenes Teils eines Verstellvorganges bei, in dem der Treibring 16 gedreht wird.

Die Stifte 20 und 21 sind bei Aufnahme in den jeweiligen Nuten 22 bzw. 23 in Umfangsrichtung mit gleichmäßigem Zwischenabstand angeordnet, bei wechselnder Reihenfolge der Stifte 20 und 21. Die drei Stifte 21 sind wesentlich kürzer als die Stifte 20 und dienen als Endanschläge für die Sperrscheibe 34, um Zusammendrücken der Feder 18 zu begrenzen, falls in Ausnahmefällen, beispielsweise Betätigen der Bremse bei abgenommenen Bremsbacken, eine beträchtliche Verstellung der Mutter 11 stattfinden sollte.

In einer abgewandelten Ausbildungsform des Treibringes 16 weist dieser ein Außengewinde auf, das in ein Innengewinde an der Innenseite des festen Ringes 17 eingreift, um mit diesem die nicht selbsthemmende Gewindeverbindung zu bilden, sowie eine innere konische Reibfläche, die zur Bildung einer Reibungskupplung mit einer äußeren konischen Reibfläche an der Mutter 11 zusammenwirkt.

In einer weiteren abgewandelten Ausbildungsform verlaufen die konischen Reibflächen 28 und 29 in der anderen Richtung, die Federscheibe 33 ist an der rechten Seite des Treibringes angeordnet und wirkt auf diesen von rechts, und die nicht selbsthemmende Gewindeverbindung ist mit gleicher Steigungsrichtung wie die selbsthemmende Gewindeverbindung ausgeführt. In diesem Falle erfolgt während eines Verstellvorganges Drehung des Treibringes während der Bremsbetätigung, Drehung der Mutter bei Lösen der Bremse.

Bei Betätigen der Handbremse wirkt das weiter oben genannte Druckstück zum mechanischen Spannen der Bremse auf die Betätigungsstange und dadurch über die selbsthemmende

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Gewindeverbindung, die Mutter 11 und die Anlageflächen 12 und 13 auf den Kolben 10.

Ist das Druckstück für die Handbremsbetätigung weggelassen, ist die Betätigungsstange, je nachdem, entweder an das Zylindergehäuse oder an den Gegenkolben angeschlossen oder mit einem von beiden Bauteilen einstückig oder fest verbunden.

/Patentansprüche 409841 /0694

Claims

DR. ING. F. "WÜESTHOFF 8 MÜNCHEN 90

DR. E. ν. PEOHMANN SCHWEIGERSTHASSE 2

DR. ING. D. BEHRENS Q »«.»ro» (089) 66 20 51

DIPL. ING. R. GOETZ ^ ™* ^β ** °⁷°2 412575

PATENTANWÄLTE

1A-44 587 PATENTANSPRÜCHE

M Λ Spiel-Nachstellvorrichtung zum Festlegen der zurückgezogenen Stellung eines Kolbens einer hydraulischen Bremsbetätigungsvorrichtung, mit einer mit dem Kolben gleichachsig angeordneten drehbaren Mutter, die mit einer nichtdrehbaren Betätigungsstange über eine selbsthemmende Gewindeverbindung verbunden ist und gegenüber dem Kolben in Achsenrichtung verstellbar und drehbar ist, weiterhin mit einem ebenfalls mit dem Kolben gleichachsig angeordneten und die Mutter umschlingenden Treibring, einer zwischen diesem und entweder der Mutter oder dem Kolben wirksamen nicht selbsthemmenden Gewindeverbindung, mit zwischen dem Treibring und entweder dem Kolben oder der Mutter wirksamen, miteinander zusammenwirkenden Reibflächen, sowie mit einer elastischen Vorrichtung, welche den Treibring in eine Richtung drängt, in der dieser die Reibflächen aufeinander zu drängt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differential-Sperrvorrichtung (34,36,18) Drehung der Mutter (11) durch den Treibring (16) zum Nachstellen zuläßt, jedoch Drehung der Mutter (11) in der Gegenrichtung behindert, wenn der Kolben (10) die Mutter (11) schlagartig belastet.
2. Spiel-Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differential-Sperrvorrichtung (34,36,18) ein gegenüber dem Kolben (10) nicht, verdrehbares erstes Sperrglied (34) und ein gegenüber der Mutter (11) nicht verdrehbares zweites Sperrglied (36) aufweist, wobei die Sperrglieder (34,36) zueinander passende, mit radial verlaufender Riffelung versehene Flächen (37»38)

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aufweisen, die von einer Feder (18) aufeinander zu gedrängt sind, um eine Rutschsperrkupplung zu bilden.
3. Spiel-Nachstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder (34,36) ringförmig sind und die Mutter (11) umschlingen.
4. Spiel-Nachstellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, .dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18) zwischen einem Anlageelement (17) im Kolben (10) und dem Sperrglied (34) wirksam ist, um die mit Riffelung versehenen Flächen (37>38) aneinanderzupressen.
5. Spiel-Nachstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (36) durch die von der Feder (18) aufgebrachte Vorspannkraft in Anlage an einem Anlageelement (39) an der Mutter (11) gehalten ist.
6. Spiel-Nachstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichne t, daß das Sperrglied (36) mit der Mutter (11) einstückig ausgebildet oder fest verbunden ist.
7. Spiel-Nachstellvorrichtung nach Anspruch 4_f 5 oder 6, dadurch gekennze ichne t, daß der hohle Kolben (10) an seiner Innenseite eine Mehrzahl von Längsnuten (22) aufweist, in denen Keile (20) aufgenommen sind, und daß das Sperrglied (34) an seiner Außenseite Rasten (35) aufweist, welche die Keile (20) übergreifen und an diesen verschiebbar sind, um Drehung des Sperrgliedes (34) zu verhindern.
8. Spiel-Nachstellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennz eichnet, daß der hohle Kolben (10) weitere Längsnuten (23) aufweist, in denen verhältnismäßig kurze Keile (21) aufgenommen sind, die als Endanschlag dienen und an denen das Sperrglied (34) zur Anlage bringbar ist, um Zusammendrücken der Feder (18) zu begrenzen.

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9. Spiel-Nachstellvorrichtung nach Anspruch. 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein im hohlen Kolben (10) angeordneter fester Ring (17) von der Feder (18) .gegen einen im Kolben (10) angeordneten Anschlag (19) gedrängt ist und an seiner Außenseite Rasten (24) zur Aufnahme der Keile (20,21) aufweist und entweder mit einer der Reibflächen (28 oder 29) oder mit einem der die nicht selbsthemmende Gewindeverbindung (27) bildenden Gewinde (25 oder 26) versehen ist.
10. Spiel-Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche

4 bis 9> bei der die Mutter eine Anlagefläche aufweist, die zu einer komplementären Anlagefläche im Kolben paßt, dadurch ' gek enn zeichnet, daß die auf das Sperrglied (34) wirkende Feder (18) im nichtbetätigten Zustand der Bremsbetätigungsvorrichtung die.. Anlageflächen (12,13) in gegenseitige Anlage drängt.
11. Spiel-Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen (28,29) im nichtbetätigten Zustand der Bremsbetätigungsvorrichtung von der elastischen Vorrichtung (33) in gegenseitige Anlage gedrängt sind.
12. Spiel-Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 11, dadurch gek e nnz e i chnet, daß wenigstens eine der Reibflächen (28,29) konisch ist.
13· Spiel-Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht selbsthemmende Gewindeverbindung/zwxschen dem Treibring (16) und der Mutter (11) angeordnet ist und aus einem Innengewinde (25) an der Innenseite des Treibringes (16) und einem die Mutter (11) umschlingenden Außengewinde (26) zusammengesetzt ist, und daß die miteinander zusammenwirkenden Reibflächen (28,29) von einer den Treibring (16) umschlingenden äußeren

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ringförmigen Fläche (28) und von einer mit dieser zusammenwirkenden, gegenüber dem Kolben'(10) ortsfesten inneren ringförmigen Fläche (29) gebildet sind.
14. Spiel-Nachstellvari.ch.tung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Vorrichtung (33) eine am Treibring (16) sich abstützende Federseheibe ist.
15. Spiel-Nachstellvorriehtung nach einem der Ansprüche

1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht selbsthemmende Gewindeverbindung (27) von ineinandergreifenden mehrgängigen Gewinden gebildet ist.
16. Spiel-Nachstellvorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 15, dadurch geke-nnzeich.net, daß wenigstens ein überwiegender Anteil des angestrebten normalen Bremsspiels durch axiales Spiel an wenigstens einer der Gewindeverbindungen (15,27) ausgleichbar ist.

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