DE2508771C2 - Selbsttätige Nachstellvorrichtung für Scheibenbremsen - Google Patents

Description

verkleinert und sich der Federraum laufend vergrößert. Durch die Vergrößerung des Federraumes verringert sich die Federkraft und somit die Anpreßkraft, was im Laufe der Zeit zu einer unzureichenden Bremswirkung führt. Der anfänglich relativ große Druckraum (bei neuen Bremsbelägen und Bremsscheiben) braucht viel Luft hohen Druckes, also viel Energie, was bedeutet, daß grundsätzlich bei einer solchen Scheibenbremse größere Druckbehälter und größere Kompressoren eingesetzt werden müssen, Probleme ergeben sich insbesondere auch wegen der dadurch bedingten größeren Tot- und Betätigungszeiten. Die durch die DE-OS 23 40 518 bekannte Nachstellvorrichtung ist daher allenfalls für hydraulische Betriebsbremsen geeignet, bei denen der Totraum auch in unbetätigtem Zustand gefüllt bleibt, jedoch nicht für Federspeicherbremsen und pneumatisch betätigte Bremsen.

Die DE-OS 23 09 757 zeigt eine selbsttätige Vorrichtung zum Nachstellen einer als Federspeicherbremse Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für Scheibenbremsen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die DE-OS 23 40 518 zeigt eine Vollbelagscheibenbremse mit umlaufendem Bremsgehäuse für Kraftfahr- zeuge, bei der ein Federspeicher vorgesehen ist, dessen Federn einen in einem Ringzylinder angeordneten Ringkolben beaufschlagen, und ferner eine Nachstellvorrichtung zur Kompensation der Vergrößerung des Ringkolbens infolge Bremsbelagverschleiß. Die Nach- Stellvorrichtung weist umfangsmäßig gleichmäßig ver teilte, mit Sägegewinde versehene Nachstellbolzen auf, die mit einem Bund in Ausnehmungen einer Ringscheibe und mit dem Sägegewinde in komplementär ausgebildete Sägegewindebohrungen eines Druckringes sitzen.

Die Nachstellung erfolgt unter der Kraft der Federn stufenweise wie bei einer Ratsche. Nachteilig ist, daß sich der zwischen Ringkolben und Ringzylinder befindliche Druckraum bei der Nachstellung laufend

ausgebildeten Scheibenbremse, die durch einen Anker eines Elektromagneten in die Bremslösestellung bewegt wird. Dieser Anker bildet zusammen mit einem Ring das Stellglied der Bremse, auf dem sich die Feder des Federspeichers abstützt und das für ein an einem Stößel ausgebildetes Druckstück den Bremsring beaufschlagt Die Nachstellvorrichtung v/eist zwei als Spreizvorrichtung dienende, drehbare, ringförmige Distanzkörper auf. Der eine Distanzkörper ist zwischen dem Ring des Stellgledes und dem Druckstück angeordnet, der zweite Distanzkörper zwischen einem auf dem Stößel sitzenden Anschlagring und einem mit dem ortsfesten Joch des Elektromagneten verbundenen Anschlag. Jeder Distanzkörper besteht aus zwei Klauenmuffen, von denen eine drehfest mit dem Stößel verbunden ist. Beide ^|5 Klauenmuffen liegen mit komplementär zueinander ausgebildeten, in axialer Richtung ansteigenden Schrägflächen aneinander und sind vermittels einer Torsionsfeder relativ zueinander verdrehbar. Zwischen dem Anschlagring und dem Stellglied stützt sich eine leicht vorgespannte Feder ab, die auf den Stößel eine Rückstellkraft überträgt. Ein Federing, der eine geringere Druckkraft als diese Feder aufweiüS, spannt den einen Distanzkörper gegen den Anschlag vor, so daß eine ungewollte Verdrehung der beiden Klauenmuffen dieses Distanzkörpers gegeneinander nicht möglich ist, solange der Distanzkörper am Anschlag anliegt Bei einem Bremsbelagverschleiß muß sich die Feder des Federspeichers beim Bremsen weiter ausdehnen, wodurch der Anschlag zusammen mit dem ^w Stößel mit bewegt und der eine Distanzkörper vom Anschlagring gelöst wird. Der Distanzkörper wird dadurch entspannt und die Torsionsfeder kann die beiden Klauenmuffen gegeneinander verdrehen und dadurch den Distanzkörper spreizen, bis dieser wieder ^ am Anschlag anliegt Hierdurch erfolgt eine erste Nachstellung. Zum Lösen der Bremse wird der Elektromagnet gespeist dessen Anker beim Zurücklegen eines einem notwendigen Luftspalt zwischen Anker und Joch des Elektromagneten entsprechenden Weges *o und dem dem Bremsverschleiß entsprechenden zusätzlichen Weg auch die zwischen dem Anschlag und dem Ring des Stellgliedes angeordnete Feder komprimiert, wodurch der andere Distanzkörper entlastet wird und sich unter der Wirkung der Torsionsfeder spreizen kann; hierdurch erfolgt eine zweite Nachstellung. Nachteilig ist der äußerst komplizierte Aufbau der Nachstellvorrichtung. Die Nachstellung erfolgt in zwei Schritten, und zwar beim Anlegen wie auch beim Lösen der Bremse. Nachteilig ist auch, daß die Distanzkörper der Nachstellvorrichtung relativ kleine Querschnitte aufweisen; da sie die gesamte Bremskraft übertragen müssen, werden sie erheblich beansprucht, und es besteht die Gefalv eines schnellen Verschleißes. Die Nachstellung ist abhängig vom notwendigen Luftspalt des Elektromagneten. Dieser kann leicht verschmutzen, wodurch die Gefahr besteht, daß keine oder eine nur unzureichende Nachstellung erfolgt. Die Kräfte der einzelnen Federn müssen genau aufeinander abgestimmt werden, damit die Nachstellvorrichtung ordnungsgemäß arbeitet. Durch unterschiedliche Ermüdungserscheinungen besteht die Gefahr, daß die bekannte Nachstellvorrichtung schnell funktionsunfähig wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Nachstellvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß die Hubvergrößerung des Kolbens unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Federkammer und/oder des Ringzylinderraumes kompensiert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahme nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Nachstellvorrichtung wird erreicht, daß sich infolge Bremsverschleiß und Nachstellung das Volumen der Federkammer wie auch des Ringzylinderraumes bzw. der Betriebsbrems-Druckkammer nicht vergrößert Hierdurch kann die Kraft der Feder für die Hand-/Hilfsbremse gleichbleibend für den gesamten Verstellweg der Nachstellvorrichtung aufrechterhalten bleiben, was eine gleichbleibende Bremswirkung und Sicherheit garantiert

Die gleichzeitige Konstanthaltung der Druckkammer hat den Vorteil, daß Luftmengen und Druckkräfte stets auf gleichem Anfangsniveau gehalten werden können, so daß die Notwendigkeit, eine gewisse Überdimensionierung von Druckluftbehälter und Kompressor zur Kompensierung der sich bei Voluir «/veränderung der Druckkammer ergebenden Nachteile vorzunehmen, nicht mehr besteht Auch kann hierdurch eine Vergrößerung der Totzeiten durch längere Bewegungswege verhindert werden. Die erfindungsgemäß ausgebildete Nachstellvorrichtung zeichnet sich ferner durch einen einfachen Aufbau aus.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung für Scheibenbremsen,

F i g. 2 die Ausbildung von bei der Nachstellvorrichtung verwendeten Nachstellringen,

Fig.3 eine Klemm- bzw. Rasteinrichtung zwischen dem Nachstellring der Nachstelleinrichtung und dem Ringkolben der Scheibenbremse,

Fig.4 eine zwischen einem zuspannübertragenden Eleinent (Druckring) und Ringkolben der Scheibenbremse angeordnete Klemmeinrichtung und

Fig.5 einen auf dem Außendurchmesser des zuspannkraftübertragenden Elementes (Druckringes) angeordneten Sperring.

Gleiche Bauteile sind in den Figuren der Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die F i g. I zeigt einen Teil einer Scheibenbremse, die einen zwischen Bremsringen (nicht dargestellt) gelagerten Ringzylinder 16 aufweist, in dem zwei axial beweglich gelagerte, zueinander in Wirkverbindung stehende Ringkolben 17 und 27 angeordnet sind. Eine durch d'e Ringkolben 17 und 27 abgegrenzte, von der Wirkverbindung 28 durchdrungende Ringkammer wird durch Trennwände 29a und 296 abdichtend in Ringkammern 23a und 31a bzw. 236 und 31b geteilt In einer zwischen dem Boden des Ringzylinders 16 und dem Ringkolben 17 befindlichen Kammer 18 ist ein Federelement 19 angeordnet.

Die Betriebsbremskammern bildenden Ringkammern 31a und 3ib, welche mit dem Motorwagen-Breinsventil über einen Anschluß 32 in Verbindung stehen, befinden sich zwischen den Trennwänden 29a/29b und dem Ringkolben 27, und die mit dem Handbremsventil über einen Anschluß 24 in Verbindung stehenden Kammern 23a und 236 befinden sich zwischen den Trennwänden 29a/29Z>und dem Ringkolben 17.

Innerhalb der Ringkolben/Ringzylinderanordnung ist

eine selbsttätige Nachstellvorrichtung angeordnet, die nachfolgend beschrieben werden soll.

Die Nachstellvorrichtung besteht aus einer die Fahrzeugachse umgebende Spreizvorrichtung, die Nachstellringe 33 und 34 aufweist, die zwischen dem '< Ringkolben 27 und einem zuspannkraftübertragenden Element 37, nachfolgend Druckring genannt, angeordnet sind. Der Nachstellring 33 ist Teil des Ringkolbens 27. Beide Nachstellringe 33 und 34 sind mit Schrägflächen 35 und 36 versehen, deren Flankenwinkel kleiner ^1(l ist als der selbsthemmende Winkel. Der Nachstellring 33 ist Teil des Ringkolbens 27. Der Nachstellring 34 ist drehbar gelagert. Die komplementär zueinander ausgebildeten Schrägflächen .35 und 36 der Nachstellringe 34 und 33 liegen aneinander an. Der Druckring 37, der im ι > Ringkclben 27 gelagert ist, stellt die Verbindung zwischen dem Ringkolben 27 und dem nicht dargestellten Bremsring her. Auf dem Nachstellring 33 ist eine in Umfangsrichtung wirkende Feder 38 angeordnet, mittels der die beiden Nachstellringe 33 und 34 -¹" gegeneinander verdrehbar sind. Zwischen dem Ringkolben 27 und dem Nachstellring 34 oder zwischen dem Nachstellring 34 und dem Druckring 37 ist eine Klemmbzw. Rasteinrichtung 39 vorgesehen, die eine Drehung des Nachstellringes in Umfangsrichtung entgegen der a auf den Nachstellring 34 wirkenden Vorspannkraft der Feder 38 verhindert.

Zwischen dem Druckring 37 und dem Ringkolben 27 ist eine Klemmvorrichtung 40 angeordnet (vergl. F i g. 5), die einen Reibschluß zwischen beiden Teilen Jo herstellt.

Ferner ist eine Sperrvorrichtung in Form eines Sperringes 42 vorgesehen, die die axiale Bremslösebewegung des Druckstückes 37 nach Freigabe der Nachstellringe 33 und 34 bei der Rückstellung des « Ringkolbens 27 durch eine Rückstellfeder 47 begrenzt. Hierzu sind am Außenumfang des Druckringes 37 zwecks Aufnahme von Stegen 41a der Sperrvorrichtung 42 Ringnuten 43 und 44 angeordnet, welche in Axialrichtung durch Nuten 45 miteinander verbunden *o sind. Ein Anschlag 46, der fest mit dem Ringzylinder 16 verbunden ist, begrenzt bei normalem Bremsvorgang die Axialbewegung der Sperrvorrichtung bzw. des Sperringes 42, vergl. auch F i g. 6.

Die obenerwähnte Rückstellfeder 47 ist in einer Aussparung 27 angeordnet und stützt sich an einer Scheibe 48 ab.

Im Nachstellring 34 ist ferner eine Nut 49 ausgebildet, die zum Ansetzen eines Spezialwerkzeuges dient, um die Bremsbelege wechseln zu können, worauf weiter >° unten noch näher eingegangen wird. Nachfolgend soll die Funktion der Scheibenbremse nebst Nachstellvorrichtung beschrieben werden.

Beim Betätigen des Motorwagen-Bremsventiles werden über den Anschluß 32 die Ringkammern 31a und ^5S belüftet Der sich hierin aufbauende Druck drückt auf der einen Seite den Ringkolben 2? mit Bremsring und Bremsbelag gegen die umlaufende Bremsscheibe (nicht dargestellt) und auf der anderen Seite den Ringzylinder 16 mit dem Bremsring und Bremsbelag ^M gegen die andere umlaufende Bremsscheibe (nicht dargestellt).

Beim Betätigen des Handbremsvemiles werden über den Anschluß 24 die Ringkammern 23a und 23b entlüftet, so daß die Spannung des Federeleinerites 13 — auf der einen Seite den Ringkolben 17 zusammen mit dem damit in Wirkverbindung stehenden Ringkolben 27 mit Dnickring 37, Bremsring und Bremsbelag gegen die umlaufende Bremsscheibe und auf der anderen Seite den Ringzylinder mit der Bremsscheibe und Bremsbelag gegen die andere umlaufende Bremsscheibe drückt.

Bei Belüftung des Ringzylinderraumes 31a/31f> über den Anschluß 32 wird, wie bereits erwähnt, die Betriebsbremsanlage betätigt. Dabei bewegt sich der Ringkolben 27 nach links. Die Kraft des Ringkolbens 27 wird über den Nachstellring 33, dessen Schrägfläche 36 und der Schrägfläche 35 auf den Nachstellring 34 und von diesem auf den Druckring 37 übertragen, der den Bremsring dann an die Bremsscheibe anpreßt. Bei Bewegung des Ringkolbens 27 nach links bewegt sich also auch über die Nachstellringe abgestutzt der Druckring 37 nach links, der dabei den Sperring bzw. Sperrvorrichtung 42 mitnimmt. Überschreitet der Kolbenhub aufgrund von Bremsbelagverschleiß einen bestimmten vorgegebenen Hub. so schlägt der Sperring 42 am Anschlag 46 an.

Dieser Anschlag 46 hält dann den Sperring 42 fest. Bei weiterer Bewegung des Druckringes 37 nach links gleitet der Sperring 42 auf dem Druckring 37. Sobald die Bremse wieder gelöst wird, bewegt sich der Druckring 37 zusammen mit Ringkolben 27 und dem Sperring 42 wieder nach rechts, bis der Sperring 42 wieder am Ringzylinder 16 bzw. an der mit dem Ringzylinder 16 verbundenen Scheibe 48 anschlägt. Von diesem Moment an hält der Sperring 42 den Druckring 37 relativ zum Ringzylinder 16 fest und läßt keine weitere Bewegung in dem Ringzylinder mehr zu, dagegen wird nun der Ringkolben 27 durch die Feder 47 bis in die Nullage zurückgedrückt, d. h. bei weiteren Zurücklaufen des Ringkolbens 27 bewegt sich dieser relativ zum Druckring 37 und gibt dabei den Nachstellring 34 frei, so daß sich dieser unter der Kraft der Feder 38 wie in F i g. 2 und 3 dargestellt in Umfangsrichtung verdreht, bis die Schrägflächen 35 und 36 der Nachstellringe 33 und 34 wieder spielfrei aneinander liegen und somit die durch Bremsbelagverschleiß entstandene Hubvergrößerung des Ringkolbens 27 ausgeglichen ist.

Die zwischen dem Druckring 37 und dem Ringkolben 27 angeordnete, einen Reibschluß herstellende Klemmeinrichtung 40 verhindert, daß bei gelöster Bremse die Feder 38 über den Nachsteüring 34 den Druckring 37 gegen den Bremsring drückt und damit die Bremse auch in unbetätigtem Zustand zum Schleifen bringt.

Beim Neubelegen der Bremse muß der Druckring 37 so weit wie möglich wieder zum Ringkolben 27 bewegt werden. Um den Druckring 37 eindrücken zu können, muß die Klemmwirkung zwischen Klemmring 42 und Druckring 37 aufgehoben werden, wozu die Ansch'äge 46 gelöst werden müssen und der Sperring 42 in Umfangsrichtung so weit gedreht werden muß, bis die Stege 41a des Klemmringes 42 in die Nuten 45 des Druckringes 37 hineingreifen. Die Ringnuten 43 und 44 sind an der Stelle des Druckringes 37 vorgesehen, an der der Sperring 42 bei neu belegter Bremse (Ringnut 43) und bei verschlissenem Bremsbelag (Ringnut 44) steht Diese Ringnuten 43 und 44 erleichtern das vorstehend beschriebene Drehen des Sperringes 42 in Umfangsrichtung.

Mit einem Spezialwerkzeug wird dann manuell in die Nut 49 des Nachstellringes 34 eingehakt und der Nachstellring 34 entgegen der Kraft der Feder 38 gedreht, nachdem zuvor die Klemm- bzw. Rasteinrichiung 39 entfernt wurde.

Der so zurückgedrehte Nachstellring 34 wird dann mit Hilfe des Werkzeugs und mit einem Arretierbolzen gegenüber dem Ringkolben 27 gegen Drehung in

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Umfangsrichtung gesichert. entfernt, die Klemm- bzw. Rasteinrichtung 39 einge-

Wird dann Druck in die Kammern 31 ,»/31 b einge- setzt, der Sperring 42 wieder montiert und die

steuert oder die Kammern 23a/23b entlüftet, so wird der Bremsringe mit neuen Bremsbelägen belegt. Der

Druckring 37 in den Ringkoloen 27 hineingedrückt. gesamte Vorgang des Neubelcgens ist damit abge-

Anschließend werden dann der Arretierbolzen 50 > schlossen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche; mit einem Druckring als zuspannkraftübertragendes Element, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Nachstellring (34 oder 33) drehfest zum oder einstückig mit dem Ringkolben (27) ausgebildet ist, und daß das durch einen Druckring (37) gebildete zuspannkraftübertragende Element relativ zum Ringkolben (27) drehfest angeordnet ist. 4. Nachstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ringkolben (27) und dem einen Nachstellring (34) oder zwischen dem Druckring (37) und dem Nachstellring (34) eine Klemm- bzw. Rasteinrichtung (39) vorgesehen ist, die eine Drehung des Nachstellringes in Umfangsrichtung entgegen der auf den Nachstellring (34) wirkenden Vorspannkraft der Feder (38) verhindert 5. Pneumatisch, hydraulisch oder federbctäiigte Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (39) herausnehmbar ist und dann der Nachstellring (34) entgegen der Kraft der Feder (38) manuell verdrehbar ist 6. Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Schieibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (37) umlaufende Ringnuten (43) und (44) trägt und daß diese Ringnuten dtrch mindestens eine axial verlaufende Nute (45) verbunden ist und daß die durch einen Sperring (42) gebildete Sperreinrichtung an dem dem Druckring (37) zugewandten Durchmesser derart mit entsprechenden Nuten (41) versehen ist,so daß durch relatives Verdrehen des Klemmringes (42) zum Druckring (37) in Umfangsrichtung die Klemmwirkung zwischen Klemmring (42) und Druckring (37) dadurch aufgehoben wird, daß die Stege (41a,/ des Klemmringes (42) in den Nuten (45) des Druckringes (37) hineinragen und umgekehrt die Stege (45a) des Druckringes (37) in die Nuten (41} des Klemmringes (42) und daß der Axialweg des Klemmringes (42) bei normalem Bremsvorgang durch einen am Ringzylinder (16) befestigten Anschlag(46) begrenzt ist.

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für Scheibenbremsen, mit oder ohne Federspeicher-Bremseinrichtung als Hilfs-ZFeststellbremseinrichtung, deren Feder in einer Federkammer angeordnet ist und wirkungsmäßig zwischen einem Ringkolben und einem Ringzylinder angeordnet ist wobei der durch eine Rückstellfeder beaufschlagte Ringkolben und der Ringzylinder sich an zuspannkraftübertragenden Elementen abstützen, die den Bremshub relativ zum Bremsgehäuse durchführen, und mit einer Spreizvorrichtung, die eine durch Bremsverschleiß hervorgerufene Hubvergrößerung der Anordnung Ringkolben/Ringzylinder kompensiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung die Fahrzeugachse umgebende, zwischen dem Ringkolben (27) und dem zuspannkraftübertragenden Element angeordnete und mit Schrägflächen, deren Flankenwinkel kleiner als der selbsthemmende Winkel ist, versehene Nachstellringe (33, 34) aufweist die gegeneinander verdrehbar und gegeneinander in Umfangsrichtung mittels einer Feder (38) vorgespannt sind, und daß zu- Freigabe der Nachstellringe (33, 34) bei der Rückstellung des Ringkolbens (27) durch die Rückstellfeder (47) nach Lösen der Bremse eine die axiale Bremslösebewegung des zuspannkraftübertragenden Elementes begrenzende Sperrvorrichtung (42) vorgesehen ist und daß eine einen Reibschluß herstellende Klemmeinrichtung (40) zwischen dem Ringkolben (27) und dem zuspannkraftübertragenden Element angeordnet ist. deren Reibschluß größer ist als die durch die Feder (38) bewirkte axiale Spreizkraft, jedoch kleiner als die Summe aus dieser Spreizkraft ur.d der Rückstellkraft der Rückstellfeder (47).

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (42) ein Zahngesperre oder Reibgesperre mit vorgegebenem Leerhub in Bremslösebewegung ist, das an den einen, das zuspannkraftübertragende Element beaufschlagenden Nachstellring (34, 37) oder das zuspannkraftübertragende Element angreift.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,