DE2543930A1

DE2543930A1 - Nachstellvorrichtung fuer den betaetigungskolben eines druckmittelbeaufschlagten bremszylinders

Info

Publication number: DE2543930A1
Application number: DE19752543930
Authority: DE
Inventors: Pierre Baronnet
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1975-10-02
Publication date: 1977-04-07
Also published as: IT1073421B; FR2326624A1; FR2326624B1; DE2543930B2; DE2543930C3

Description

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Machstel I vori'icntung Tür den hc-Lü Li gungskol bon oiijes tiruckmittel beaufschlagten Hremüzy 1 ixi'Jerü

Die Erfindung betrifft eine Nachstellvorrichtung für den Betätigungskolben eines mit Druckmittel beaufschlagbaren Bremszylinders, insbesondere für hydraulisch betätigbare Klotz- oder Scheibenbremsen von Fahrzeugen, mit einer im Betätigungskolben koaxial und höchstens zur Rückstellung von Hand drehbar, sonst drebfest angeordneten Schraubenspindel, auf der eine in Nachstellrichtung federbelastete Mutter mit nicht-selbsthemmendem Gewinde läuft, die in
Bremsbetätigungs-Richtung mit Bodenflächen des Betätigungskolbens im Bereich des Lösespieles reib- oder formschlüssig kuppelbar ist und wobei die Schraubenspindel mit Druckmittel beaufschlagbar und hierbei gegen Federkraft axial verschieblicti ist.

Das I.öaespiel der Bremse wird hierbei oftmals durch das i'lankeat'.piel in der Verschraubung zwischen der Gewindespindel und ■ ier Ilutter bestimmt, kann aber auch anderweitig festgelegt sci'i. Es ist bereits eine derartige Nachstellvorrichtung

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, bei der die Lieh raubeiiupindel beim Bremsen vom L)ruc km L 11 el in gleichem Sinn wit; der BeLat ipjuiif.ysko 1 ben [',"e^eii die Kraft einer Kedex· verstellt wird^so dali eine weitere Nachstellung der hatter vernindert v/ird und das Lösespiel der Bremse vom elastischen Bremshub nicht beeinflußt werden kann. Damit während des Bremshubes kein Zurückbleiben der Schraubenspindel gegenüber dem Betätigungskolben auftritt, muß die Rückstellkraft der die Schraubenspindel belastenden Feder genau eingestellt werden. Es ist weiterhin schwierig, diese Feder im Gehäuse des Bremszylinders unterzubringen und genau einzujustieren (OS 2 028 540).

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Nachstellvorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen,die konstruktiv einfach aufgebaut, leicht zu montieren und im Betrieb zuverlässig ist. Außerdem soll die Nachstellvorrichtung gegebenenfalls eine übliche Handrückstellung durch manuelles Drehen der Schraubenspindel und/oder das Anordnen einer mechanischen, in bekannter Weise über die Schraubenspindel und die Mutter auf den Betätigungskolben wirkenden Zuspannvorrichtung ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mutter mit einem zu ihx· relativ undrehbar, jedoch axialverschieblich gehaltenen Kupplungsteil verbunden ist, welcher von der Schraubenspindel bei deren durch Druckmittelbeaufschiagung bewirkten Verschiebung drehfest einklemmbar ist.

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Wach iior weiteren Erfindung ist dabei vorteilhaft, wo au üicti die Schraubenspindel bei DruckiniHa 1 beaufschlagun^ entgegen der Bewegungsrichtung des Betäb igungßkolbfeui.; verschiebt liiad dabei den Kupplungsteil zwischen einem Bund und einem Testen Gegenanschlag einklemmt. Damit wird auf einfachste Weise ex\reicht, daß die Nachstellmutter ab Erreichen eines bestimmten Bremsdruckes blockiert wird und zwar unabhängig davon, ob sie noch mit der Bodenfläche des Betatigungskolben gekuppelt ist oder nicht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die im Betatigungskolben liegende Stirnseite der Schraubenspindel mit Druckmittel beaufschlagt und ist die Federkraft so bemessen, daß sich die Schraubenspindel bei Erreichen eines bestimmten, zum Anlegen der Bremse ausreichenden Druckmittel-Druckes verschiebt. Da die Schraubenspindel und der Betatigungskolben gegenläufig sind, wird die gesamte KolbenfLäche des Betätigungskolbens mit Druckmittel beaufschlagt und dessen Betätigungskraft nicht gemindert.

Vorzugsweise ist die flutter von einer Hülse formschlüssig umgeben, die entgegen der Nachstellrichtung die Mutter überragt und an ihrem Ende einen radialen Plansch trägt, der in einen zwischen dem Bund der Schraubenspindel und dem Gegenanschlag gebildeten Hingspalt hineinragt. Durch Verlagerung der Spindel wird die Weite des Ringspaltes verringert und der in den Spalt hineinragende Flansch eingeklemmt. Die Mutter ist damit gegen eine weitexⁱe Verdrehung auf der Sachraubenspindel blockiert,

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unabhängig davon, wie weit sich die Mutter vom Bodenteii des Betatigungskoibens entfernt.

Auf der Schraubenspindel ist vorteilhaft ein Anschlag angeordnet, der von einer Feder gegen eine feste Schulter gedrückt wixxi, wodurch die Weite des fiingspaltes bestimmt ist.Zweckmäßig liegt am Anschlag ein von der Feder belasteter, ringförmiger B'ederteller an; hierdurch ergibt sich eine einfache Anordnung der Feder. Für ein Schließen des Ringspaltes und damit ein Einklemmen des Kupplungsteiles der Verstellmutter ist es lediglich nötig, die Ansprechkraft der Feder auf die auf die Schraubenspindel wix*kende Druckkraft abzustimmen.

Nach dem Schließen der Kupplung ist das weitere Verhältnis dieser beiden Kräfte unwichtig, solange die auf die Schraubenspindel wirkende Kraft größer ist, als die Bückstellkraft der Feder.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der Möglichkeit einer Kombination mit einem Zweikammerbremszylinder, in welchem eine Speicherfeder vom Bremsdruck über einen Spannkolben gespannt wird. Die gespannte Speicherfeder wird von einer Sperre bis zum Auslösen "blockiert. Diese Sperren können einen toten Hub aufweisen, der beim Spannen überwunden werden muß. Wird der Gegenanschlag am Spannkolben ausgebildet, ist es mit der erfindungsgemäßen

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NächstollvorivLchtung möglich, υ ine übernächste 11 wig durch ein Weiterdrückeu der Speichtrfeder zu vermeiden.

Die Vorrichtung ermöglicht eine Verringerung des für die Bremse vorgesehenen Lösespiele, also zum Beispiel des Abstandes der Gewindeflanken vom Gewindespindel und Mutter auf beispielsweise 0,5 nun statt 2mm, womit Klappergeräusche erheblich vermindert werden. Der Anlegehub kann konstant und kleiner als bei bekannten Vorrichtungen ausgebildet werden, was zu einem schnelleren Ansprechen der Bremse führt.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

.Figur 1 einen Längsschnitt durch die Nachstellvorrichtung, und

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 1.

In einem Bremszylindergehäuse 1 befindet sich ein durch nicht dargestellte Mittel drehfest gehaltener Betätigungskolben 2 mit einer sich zum rückwärtigen Ende erweiternden Ausnehmung, in die eine im Gehäuse 1 gelagerte Schraubenspindel '\ mit einem nicht-selbsthemmenden Gewinde greift, auf der eine Nachstellmutter 6 aufgeschraubt ist. Zwischen

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den Gewindeflanken der Schraubenspindel 4 und der Nachstellmutter 6 ist ein gewisses Spiel vorgesehen. An vorderen abgeschrägten, gezahnten Flächen 7 der Nachstellmutter 6 ist letztere mit Gegenfläche an einem vorspringenden Absatz 8 in der Bodenfläche der Ausnehmung des Betätigungskolbens 2 kuppelbar.

ist
Die Nachstellmutter 6>{ausgehend von ihrem vorderen Ende, das mit der Bodenfläche der Ausnehmung des Betätigungskolbens 2 in Kontakt steht, im Durchmesser reduziert, so daß eine Auflagefläche für eine sie umgebende .Feder 10 gebildet wird, die sich andererseits auf ein Axialwälzlager 12 abstützt, das von einer Ringscheibe 14 getragen wird, die von einem Sicherungsring am rückwärtigen Ende der Ausnehmung des Betätigungskolbens 2 festgehalten wird. Der Abstand zwischen dem Axialwälzer 12 und dem Auflager der Feder 10 an der Mutter 6 ist so gewählt, daß die Feder 10 unter Spannung steht.

Die Schraubenspindel 4- ist, vom Gewindebereich nach rückwärts gesehen, im Durchmesser reduziert, so daß ein umlaufender Bund 16 gebildet wird. Die Schraubenspindel 4-ist im übrigen im Gehäuse 1 axial verschiebbar gelagert und wird von einer Feder 18 ständig in Nachstellrichtung vorgespannt. Die Feder 18 ist in einer Ausnehmung in einem die Schraubenspindel 4 umgebenden, zumindest entgegen der Bremsbetatigungsrichtung gegen das Gehäuse abgestützten Teil koaxial zur Schraubenspindel angeordnet.

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Nach (ieγ Zeichnung isL das Teil ein später zu erläuternder •Jpannkolben 32; es kann jedoch abweichend hierzu unmittelbar dem Gehäuse 1 zugehöreii und Λβτ oparmkolben $2 ward daher nachfolgend zum Verein fachen der Erläuterung der Nachstellvorrichtung wie ein mit dem Gehäuse 1 starr verbundenes Teil angesehen. Die Feder 18 stützt sich einerseits an einem somit gehäusefesten Ring 20 und andererseits über einen ringförmigen Federteller 21 an einem in einer Nut der Schraubenspindel 4 befestigten Anschlag 22 ab. Der Anschlag 22 und damit die Schraubenspindel 4 werden von der Feder 18 gegen eine feste Schulter 23 am Gehäuse 1 gedrückt. Auf diese Weise ist der Weg der Schraubenspindel 4 in Nachstellrichtung begrenzt.

Die äußerlich sechskantige Nachstellmutter 6 ist, wie aus Figur 2 ersichtlich, von einer Hülse 24 formschlüssig umgeben. Die Hülse 24 ist langer als die Verstellmutter 6 und ragt nach hinten über die Mutter 6 und den Gewindebereich der Schraubenspindel 4 hinaus. Am Ende der Hülset ist ein radial einwärts gerichteter Flansch 26 befestigt, der in den Ringspalt hineinragt, der zwischen dem Bund 16 an der Schraubenspindel und einer festen Gehäusewandung 27 gebildet wird. Die Weite des Ringspaltes ist etwas größer als die Dicke des Flansches 26, so daß sich der Flansch in dem Ringspalt ungehindert drehen kann. Die Hülse 24 übergreift die sechskantige Mutter in der Weise, daß sich diese zwar gegenüber der Hülse axial verschieben, jedoch nicht drehen kann.

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Über ,ion Anschluß ,.-ei wir·! die gesamte Ausnehmung im BeLlitχ— liungskolben 2 mit den; Bremsdruckmedi um beaufschlagt. Über Ausnehmungen an der Peripherie der Nachstellmutter 6 kann sich der Druck auch in dem Raum 30 der Ausnehmung des Betätigungskolbens 2 vor der Stirnseite der Schraubenspindel 4 aufbauen.

Die Nachstellvorrichtung arbeitet wie folgt:

Bei Druckbeaufschlagung mit über den Anschluß 28 zugeführtem Druckmittel wird der Kolben 2 aus seiner dargestellten Lösestellung nach links in die Bremsstellung vorgeschoben. Die von der Feder 10 belastete Nachstellmutter 6 ist in der Lösestellung über die gezahnte Schrägfläche 7 der Mutter 6 und die Fläche 8 am Kolben 2 drehfest gekuppelt. Bei der Vorschubbewegung des druckmittelbeaufschlagten Kolbens 2 vermag die mit dem Kolben gekuppelte Nachstellmutter 6 unter der Kraft der Fedex¹ 10 dem Kolben so weit zu folgen, bis das Spiel zwischen den Gewindeflanken der Schraubenspindel M- und der Nachstellmutter 6 überwunden ist. Bei weiterem Verschieben des Betätigungskolbens 2 löst sich die Kupplung zwischen der Nachstellmutter 6 und dem Kolben 2, so daß die von der Feder 10 in Nächstellrichtung ständig belastete Nachstellmutter 6 auf der durch Reibung gegenüber dem Gehäuse oder sonstige, nicht gezeigte Mittel drehfest gehaltenen Schraubenspindel 4 gedreht und dabei axial verschoben wird, bis sie wieder an der Bodenfläche des Betätigungskolbens 2 anschlägt. Sind die nicht dargestellten Bremsbeläge etwas abgenützt und entspricht das Spiel zwischen den Gewindeflanken

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dom vorbestimmten Lüsespiel, so wird der Kolben .' über .Jd:; Jewindespiel hinaus .vorgeschoben und die Nächste1!mutter ^ wird nach Durchlaufen det; Spielen durch Drehungen auf der Schraubenspindel ^l\ um dau Haß der Brcnisbelagabnutzung axial verschoben.

Nachdem die Bremse zur Anlage gekommen ist, steigt der auf den Kolben 2 wirkende Druck rasch an. Dabei wird der Kolben 2 um den sogenannten elastischen Hub in Richtung auf die Bremse weiter vorgeschoben. Der elastische Hub ist bedingt durch elastische Verformung und gegebenenfalls durch Lagerspiele im nicht dargestellten Bremsgestänge. Da jedoch auch die Stirnfläche der Schraubenspindel 4· mit Druckmittel beaufschlagt wird, wirkt auf die Schraubenspindel 4 eine ständig wachsende Druckkraft ein, die der Kraft der Feder 18 entgegen gerichtet ist. Bei Überschreiten eines gewissen, den zum Anlegen der Bremse erforderlichen Druck übersteigenden Grenzdruckes bewegt sich die Schraubenspindel 4 in Figur 1 nach rechts und verengt damit den Ringspalt zwischen Bund und der Gehäusewandung 27· Der Flansch 26 der Hülse 24 wird dadurch festgeklemmt und eine weitere Verdrehung der Nächst ellmutter 6 unter Wirkung der Feder 10 verhindert. Trotz gelöster Kupplung zwischen Nachstellmutter 6 und Betätigungskolben 2 kommt es daher zu keiner weiteren Nachstellung der Mutter, unabhängig von der Größe des elastischen Hubes des Kolbens 2.

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Eb j ot alii besonders vorteilhaft anzusehen, daß,- sobald die Nacnstellmutter b durch Festklemmen des li'lanoches lh. an weiteren Drehungen gehindert wird und die Schubkraft der Keder lü sich bei vom Kolben 2 abghobener Nächste!1-mutter air. Drehmoment auf die Schraubenspindel ^l\ auswirkt, diese über den Bund 16 und den Flansch 26 gegen die Gehäusewandung 27 gekuppelt und somit verstärkt drehfest gehalten wird. Eine ungewollte Drehung der Schraubenspindel 4 ist somit ausgeschlossen.

Die Nachstellvorrichtung wird bei Erreichen eines Grenzdruckes gewissermaßen ausgeschaltet, die elastischen Ver-

können
formungen der Bremsmechanik/somit auf das Lösespiel keinen Einfluß nehmen. Es ist dabei von besonderem Vorteil, daß die Blockierung der Nachstellmutter h nicht davon abhängig ist, daß die Mutter mit dem Boden des Betätigungskolbens 2 in Kontakt bleibt. Die Nachstellvorrichtung kann daher auch in

in Bremszylindern verwandt werden, bei denen eine/einer zweiten Kammer angeordnete Speicherfeder von dem bereits erwähnten Spannkolben durch den Bremsdruck gespannt wird. In Fig. 1 ist ein solcher Zweikammerzylinder dargestellt.

Der nun als relativ zum Gehäuse 1 verschieblich anzusehende Spannkolben 32, eier die Speicherfeder 34 spannt, ist auf der Schraubenspindel 4 axial verschieblich und abgedichtet geführt. Der Ringspalt, in welchem der Flansch 26 eingeklemmt wird, ist in diesem Fall zwischen dem Bund 16 und

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einem Abschnitt l^)f/ der Boden fläche des ßpannkolbens $2 gebildet. Die Speicherfeder ⁷j^lv ifjt zwischen den undrehbar geführten Spannkolben j>2 und eine über ein nicht selbsthemmendes Gewinde mit diesem verschraubten, sich nach rückwärts gegen das Gehäuse 1 abstützenden Spannmutter 35 eingespannt. Mittels einer willkürlich schaltbaren, nicht dargestellten Freilaufkupplung ist die Spannmutter 35 gegenüber dem Gehäuse 1 entweder nur in Spannrichtung der Speicherfeder 34- oder aber in beiden Richtungen drehbar gehalten und damit relativ zum Spannkolben 32 verschraubbar. Da die Sperre der Speicherfeder, deren Aufbau und Punktionsweise im vorliegenden Zusammenhang keine Bedeutung zukommt, einen Totgang aufweisen kann, ist der Spannhub des Spannkolbens 32 größer als der Betriebshub, der Spannkolben 32 kann also bei hoher Beaufschlagung nach rechts über die dargestellte Betriebsstellung hinaus ausweichen.Die Verstellmutter 6 wird jedoch von Hülse 24 und Plansch 26 in jedem Fall festgehalten, unabhängig von der Größe des Hubes bzw. einer spannhubbedingten Axialverschiebung der Schraubenspindel 4. Die Gefahr einer Übernachstellung und damit einer möglichen Blockierung der Bremse kann somit nicht auftreten.

Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Nachstellvorrichtung unabhängig davon arbeitet, ob sie in einem Zweikamme rbr ems zylinder der in Fig. 1 dargestellten Art eingebaut ist oder in einen Einkammei'bremszylinder, in welchem

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Kai 1 dor ^[-'inukuLben 5'J fester Teil des Zylinder-genauses Ι ι α t..

Am iru-3 kreie i'agenden, rückwärtigen Ende der Schraubenspindel 4- kann ein Profilabschnitt j>6 vorgesehen sein,
mittels welchem bei gelöster Bremse die Schraubenspindel willkürlich zum Rückschrauben der Nachstellmutter 6 beispielsweise bei einem Austausch verschlissener gegen neue Bremsbeläge gedreht werden kann.

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BAD ORIGiNAL

Claims

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A j E U T A N ο i k U C ti E

OKNiüt.ti 1 1 Vo ri-4 c:tj L uiJg für den bet Ul i^uiigakoluen eiutn; mit Druckmittel beaui'schlagbaren Brein:;cylinders, insbesondere für hydraulisch betätigbare Klotz- oder Scheibenbremsen von !«'ahrzeugen, mit einer im Betätigungskolben koaxial und höchstens zur Rückstellung von Hand drehbar, sonst dreh fest angeordneten Schraubenspindel, auf dereine in Nachstellrichtung federbelastete Mutter mit nicht-selbsthemmendem Gewinde läuft, die in Bremsbetätigungs-Richtung mit Bodenflächen des Betätigungskolben im Bereich des Lösespiels reib- oder formschlüssig kuppelbar ist und wobei die Schraubenspindel mit Druckmittel beaufschlagbar und hierbei gegen Federkraft axial verschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (6) mit einem zu ihr relativ undrehbar, jedoch axialverschieblich gehaltenen Kupplungsteil (24, 26) verbunden ist, welcher von der

bei
Schraubenspindel (4)/deren durch Druckmittelbeaufschlagung

bewirkten Verschiebung drehfest einklemmbar ist.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schraubenspindel (4) bei Druckmittelbeaufschlagung entgegen der Bewegungsrichtung des Betätigungskolbens (2) verschiebt und dabei den Kupplungsteil (24, 26) zwischen einem Bund (16) und einem festen Gegenanschlag einklemmt.

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t>. Wachste 1 !vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekemizeichnet, daii die im Betätigungskolben (2; liegende Stirnseite der Schraubenspindel (4) druckmittelbeaufschlagt ist und die Federkraft so bemessen ist, daß sich die Schraubenspindel (4) bei Erreichen eines bestimmten, zum Anlegen der Bremse ausreichenden Druckmittel-Druckes verschiebt.

4. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (6) von einer Hülse (24·) formschlüssig umgeben ist, die entgegen der Nachstellrichtung die Mutter überragt und an ihrem Ende einen radialen Flansch (26) trägt, der in einen zwischen dem Bund (16) der Schraubenspindel (4-) und dem Gegenanschlag (27) gebildeten Ringspalt hineinragt.

5. Nachstellvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schraubenspindel (4·) ein Anschlag (22) angeordnet ist, der von einer Feder (18) gegen eine feste Schulter (23) am Gehäuse gedrückt wird, wodurch die Weite des Ringspaltes bestimmt ist.

6. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlag (22) ein von einer Feder (18) belasteter, ringörmiger Federteller (21) anliegt.

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