DE2605372A1

DE2605372A1 - Spielnachstellvorrichtung fuer fahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE2605372A1
Application number: DE19762605372
Authority: DE
Inventors: Ralph Coupland
Original assignee: Clayton Dewandre Co Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 1975-02-12
Filing date: 1976-02-11
Publication date: 1976-08-26
Also published as: GB1544806A; SE420013B; SE7601419L; US4057128A

Description

DipL-Ing. A. Spalthoff

Patentanwalt

43 ESSEN 1, den Pelmanstraße 31 Postschließfach 1533 Telefon (02141) 772008

1o. Februar 1976

^AktenNr· 22 418

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CLAYTON DEWANDRE CO. LTD. Titanic Works, Lincoln, England

Spielnachstellvorrichtung für Fahrzeugbremsen

Die Erfindung betrifft eine Spielnachstellvorrichtung bzw. eine Gestängenachstellvorrichtung für Fahrzeugbremsen und insbesondere eine automatische Spielnachstellvorrichtung, wie sie gewöhnlich zusammen mit dem Betätigungsnocken vor Bremsen mit innenliegenden spreizbaren Backen verwendet wird. Eine solche Vorrichtung hat ein Schneckenrad, das auf die Welle des Bremsnockens aufgekeilt oder mittels einer Paßfeder gehalten ist, ein Formelement, das an dem Bremsbetätigungsarm befestigt oder einstückig damit ausgebildet ist, der um die Achse der Nockenwelle bewegbar ist, eine drehbar in dem Formelement sitzende Schnecke, die mit dem Schneckenrad kämmt, und eine Einrichtung zum automatischen Drehen der Schnecke, um die Winkelstellung des Schneckenrades bezüglich des Bremsbetätigungsarms einzustellen, wenn eine vorher festgelegte Winkelbewegung des Arms überschritten wird. Die Einrichtung hat ein an dem Formelement oszillierbar bzw. hin- und herverschwenkbar angebrachtes Element und wirkt mit einem festgelegten Teil zusammen, um der Schnecke eine Bewegung über eine in einer Richtung wirksame Kupplung zu erteilen.

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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine derartige Spielnachstellvorrichtung zu verbessern und insbesondere den Nachstellmechanismus vor Beschädigungen zu schützen, falls er einen Nachstellhub ausführen sollte, ehe die Bremsbelastung an der Schnecke aufgehoben worden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in eine Richtung v/irkende Kupplung eine Spreizkupplung (sprag clutch) ist und daß in dem Antrieb zur Schnecke und zusätzlich zu der Spreizkupplung eine- Reibungskupplung vorgesehen ist, die automatisch den Eingriff löst, wenn der Versuch gemacht wird, die Schnecke zu drehen, während sie noch unter Bremsbelastung steht.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer Spielnachstellvorrichtung.

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Stirnansicht der Vorrichtung.

Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III von Fig.

Die in den Zeichnungen gezeigte Einstellvorrichtung ist insofern herkömmlich gebaut, als sie ein banjoartiges Formelement 1 aufweist, dessen oberes Ende einen Bremsbetätigungsarm 1a bildet und bei 2 für die Befestigung an einer Bremsstange oder an einem nicht gezeigten Bremsbetätigungsmechanismus ausgebildet ist. Das Formelement ist an seinem unteren Ende für die Aufnahme eines Schneckenrades 3 mit einer öffnung versehen, das in Betrieb auf einer Bremsnockenwelle aufgekeilt ist. Das Schneckenrad

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steht mit einer Schnecke 4 in Eingriff, die in einer Ausnehmung 5 in dem Formelement sitzt und an einer Schneckenwelle 6 festgelegt ist, die in dem Formelement gelagert ist» Die Ausnehmung 5 erstreckt sich zu der Stirnseite des Formelementes. In dem äußeren Endabschnitt der Ausnehmung ist eine Reibungskupplung angeordnet, welche ein drehbares Element 7, das an einem Ende zur Bildung des Hohlteils der Kupplung ausgespart ist, und eine Scheibe oder Platte 8 aufweist, die in dem ausgesparten Teil aufgenommen ist und den vorstehenden Teil der Kupplung bildet. Du-ch das Element 7 erstreckt sich mit Spiel eine Schraube 9 in einen Schaftabschnitt 8a der Kupplungsscheibe 8. Eine Feder- oder Scheibenfederanordnung 1o unter dem Kopf der Schraube dient dazu, die beiden Kupplungsteile zusammenzudrücken. Zwischen der Reibungskupplung und der Schnecke 4 ist eine Büchse 11 angeordnet, die einstückig mit der Schneckenwelle 6 ausgebildet ist. Zwischen der Büchse 11 und dem Schaft 8a sind Klinken, Kugeln oder äquivalente Spreizelemente angeordnet, so daß eine Einwegspreizkupplung gebildet wird, wodurch man einen nur in einer Richtung wirksamen Antreib vom Schaft zur Büchse erhält.

An der Stirnseite 16 ist abnehmbar eine Abdeckplatte 12 befestigt, in der ein Nabenteil 13 gelagert ist, das an einem Arm 14 befestigt ist, der das hin- und herbewegbare bzw. verschwenkbare Element bildet und der eine Gabelung aufweist, in der mit Spiel ein Zapfen 14a oder ein anderes Element aufgenommen ist, welches am Chassis befestigt oder am Bremsaufbau festgelegt ist, so daß, wenn der Arm in Richtung des Pfeils A zum Anliegen der Bremse verschwenkt wird, der Arm 14 und sein Nabenteil 13 sich bezüglich des Formelementes 1 bewegen. An dem Außenende des Kupplungselementes 7 befestigt sitzt in einer Ausnehmung in der

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Abdeckplatte 12 ein Hebel 15, dessen freies Ende für die Aufnahme eines Zapfens 16 geschlitzt ist, der von dem Nabenteil 13 getragen wird.

Die Schneckenwelle 6 ist an einem Ende, wie dies bei 6a gezeigt ist, für das Anliegen eines Werkzeugs ausgebildet, um die Schnecke von Hand drehen zu können, wenn das Gestänge montiert wird.

Die Spielnachstellvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Unter normalen Betriebsbedingungen werden Bewegungen, die dem Arm 1a des Formelementes durch den Bremsbetätigungsmechanismus erteilt werden, starr über die Schnecke und das Schneckenrad auf die Bremsnockenwelle übertragen. Während dieser Bewegungen bewegt sich der Arm 14 relativ zu dem Zapfen 14a. Geht man davon aus, daß das Ausmaß des Spiels in dem System nicht übermäßig ist, so wird die Bremse angelegt, ehe das Spiel zwischen dem Arm und dem Zapfen aufgebracht ist. Wenn jedoch infolge eines übermäßigen Spiels, das sich in dem Bremsbetätigungsgestänge oder bei einem übermäßigen Backenbelagsverschleißt ergibt, der Arm 1a beim Anlegen der Bremse über ein vorher festgelegtes Maß hinaus bewegt wird, kommt der Arm 14 in Kontakt mit dem Zapfen 14a und wird danach relativ zum Formelement 1 verschwenkt und versetzt über den Hebel 15 und die Reibungskupplung 7, 8 das innere Element 8a der Spreizkupplung in Drehung. In dieser Drehrichtung wird keine Bewegung auf die Spreizkupplung übertragen. Bei einer Rückkehrbewegung des Arms 1a jedoch wird die Drehung über das äußere Element 11 der Spreizkupplung und die Welle 6 auf die Schnecke 4 tibertragen, wodurch das Schnekkenrad 3 bezüglich des Formelementes 1 eingestellt wird, um das übermäßige Spiel in dem Bremsgestänge aufzunehmen. Wenn jedoch der Einstellmechanismus versuchen sollte,

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eine Bewegung auf die Schneckenwelle zu übertragen, während noch eine Bremskraft ausgeübt wird, d. h. während noch eine Bremsbelastung an der Schnecke anliegt, rutscht die Reibungskupplung 7, 8, wodurch der Einstellmechanismus gesichert wird. Die Reibungskupplung ist normalerweise so eingestellt, daß sie bei einem Drehmoment von etwa 18 kp cm (1oo lbs/ins) durchrutscht. Dieser Wert ist jedoch, wie vorstehend beschrieben, einstellbar.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist die Spreizkupplung zwischen der Reibungskupplung und der Schnecke angeordnet. Bei einer anderen Ausführungsform ist jedoch die Reibungskupplung zwischen der Spreizkupplung und der Schnecke angeordnet, wobei die innere Büchse der Spreizkupplung auf eine Zapfenwelle am Ende der Schneckenwelle aufgepaßt ist, v/ährend die andere Büchse der Spreizkupplung eine Wirkungsverbindung mit einem hin- und herbewegbaren Hebel hat, der an einem Ende an dem Formteil oder an einem davon abnehmbaren Deckel angelenkt ist und zum anderen Ende hin einen Zapfen trägt, der in einem Sockel in der äußeren Büchse derart aufgenommen ist, daß die Hin- und Herbewegung bzw. die Schwenkbewegung des Hebels um seinen Schwenkpunkt eine Schwenkbewegung der Büchse um ihre Achse erzeugt. Ein Ende der inneren Büchse ist so gestaltet, daß ein Element einer konischen Reibungskupplung gebildet wird, deren anderes Element an der Zapfenwelle oder an der Schneckenwelle vorgesehen ist. Die beiden Teile der Reibungskupplung werden durch einen Satz von Scheibenfedern in Eingriff gedrückt, der in diesem Fall zwischen dem anderen Ende der inneren Büchse und einer Ringmutter angeordnet ist, die in das Formstück geschraubt ist und die infolge Drehung auch dazu dient, die Spannung der Scheibenfedern und dadurch das Drehmoment einzustellen, bei welchem die Kupplung zu rutschen beginnt. Die Scheibenfeder wirkt auch auf die Schnecke, so daß eine Stirnseite davon in Reibungskontakt

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mit einer Fläche an dem Formstück gedrückt wird, wodurch verhindert wird, daß die Schneckenwelle ihre Drehrichtung im nicht belasteten Zustand umkehrt, wenn sie einer Schwingung ausgesetzt wird. Die Flächen der Reibungskupplung und die zusammenwirkenden Reibungsflächen der Schnekke und des Formstücks sind so ausgelegt, daß die Stirnseite der Schnecke immer bei einem Drehmoment rutscht, das viel niedriger ist als das der konischen Kupplungsflächen, beispielsweise die Hälfte davon beträgt. Der hin- und hergehende Hebel trägt zwei im Abstand angeordnete Arretierungen bzw. Anschläge, die auf dem Umfang einer festen Nockenscheibe laufen, wobei in Betrieb bei der Bewegung des Arms zum Anlegen der Bremse über einen anfänglichen Spielwinkel hinaus die Nockenscheibe dazu gebracht wird, den Hebel so zu verschwenken, daß die äußere Büchse der Spreizkupplung in die Richtung gedreht wird, in welcher die Kupplung rutscht. Bei der Freigabe der Bremse und der Rückkehrbewegung der äußeren Büchse treibt die Spreizkupplung und überträgt die Drehung über die Reibungskupplung auf die Schneckenwelle, um die erforderliche Schneckenradeinstellung zu bewirken. Wenn jedoch eine Bremslast an der Fläche des Formelementes wirksam sein sollte, an der die Schnecke angreift, rutscht die Reibungskupplung und sichert den Einstellmechanismus.

Bei einer solchen Konstruktion ist die Nockenscheibe an einem Ring befestigt, der von einem Träger bzw. einer Klammer gehalten ist, die an dem Fahrzeugchassis befestigt ist. Die Nockenscheibe braucht jedoch nicht notwendigerweise festgelegt zu sein, vorausgesetzt, daß sie sich nicht mit dem Arm drehen kann. Bei einer Modifizierung der vorstehend beschriebenen Anordnung wird, wenn der vertikal angeordnete Arm der Einstelleinrichtung über ein horizontal angeordnetes Gestänge betätigt wird, ein seitlicher

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Ansatz an dem Nockenring oder seinem Halter vorgesehen, an dessen Ende ein Ende einer vertikalen Verbindungsstange befestigt ist, die an ihrem anderen Ende mit dem Bremsenkammer joch oder an der festgelegten Stange befestigt ist, die ein Teil des Betätigungsgestänges bildet. Wenn somit die Betätigungseinrichtung verschwenkt wird, um die Bremse anzulegen, wird die senkrechte Verbindungsstange nach unten bezüglich des Formelementes in einem solchen Ausmaß verschoben, daß der Nockenring gegenüber einer Bewegung festgehalten ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Relativbewegung eines vertikal angeordneten Verbindungsstabs, wie oben erwähnt, dazu benutzt, um den Einstellmechanismus zu betätigen. Bei diesem Aufbau werden die kombinierte Spreizkupplung und Reibungskupplung wie vorstehend benutzt. Der Antrieb dieser Kupplungen geht von einem Hebel aus, der zwischen den Enden der äußeren Büchse der Spreizkupplung angelenkt ist und an einem Ende mit einem Zahn versehen ist, der in einem Schlitz in der vertikalen Verbindungsstange aufgenommen ist, die beispielsweise für eine Vertikalbewegung in einer Bohrung in dem Formelement geführt ist. Das Zahnende des Hebels hat ein bestimmtes Maß eines Spiels in dem Schlitz in der vertikalen Verbindungsstange, während das andere Ende des Hebels mit einem Maß eines Spiels zwischen den gegenüberliegenden Anschlägen an dem Formelement sitzt. Bei einer Winkelbewegung der Einstellvorrichtung bei dieser Anordnung zum Anlegen der Bremse führt die Relativbewegung der vertikalen Verbindungsstange und des Formelementes dazu, nachdem das anfängliche Spiel des Hebels in dem Schlitz aufgebraucht ist, daß der Hebel um seine Schwenkachse verschwenkt wird, bis das andere Ende an einem zusammenwirkenden Anschlag angreift. Die danach fortgesetzte Bewegung des Hebels erteilt der äußeren Büchse der Spreizkupplung eine

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Drehung, die aufgrund der vorstehend beschriebenen Wirkung die Schnecke dreht und die Relativstellung des Schneckenrades einstellt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

#1.1 Spielnachstellvorrichtung, insbesondere automatische Spielnachstellvorrichtung, zur Verwendung zusammen mit dem Betätigungsnocken einer Bremse mit Innenspreizbacken mit einem auf die Bremsnockenwelle aufgekeilten Schneckenrad, mit einem Formelement, das an einem Bremsbetätigungsarm befestigt oder einstückig damit ausgebildet ist, der um die Achse der Nockenwelle bewegbar ist, mit einer drehbar in dem Formelement angeordneten und mit dem Schneckenrad kämmenden Schnecke und mit einer Einrichtung zum automatischen Drehen der Schnecke zum Einstellen der Winkelstellung des Schneckenrades bezüglich des Bremsbetätigungsarms, wenn eine vorher festgelegte Winkelbewegung des Arms überschritten wird, wobei die Einrichtung ein verschwenkbar an dem Formelement sitzendes und mit einem festgelegten Element zusammenwirkendes Teil aufweist, um der Schnecke über eine in eine Richtung wirkende Kupplung eine Bewegung zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Richtung wirkende Kupplung eine Spreizkupplung (11, 8a) ist und daß in dem Antriebszug zu der Schnecke (4) und zusätzlich zu der Spreizkupplung (11, 8a) eine Reibungskupplung (7, 8) angeordnet ist, die automatisch den Eingriff löst, wenn der versuch gemacht wird, die Schnecke (4) zu drehen, während sie noch unter Bremsbelastung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizkupplung (11, 8a) zwischen der Reibungskupplung (7, 8) und der Schnecke (4) angeordnet ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizkupplung (11, 8a) zwei konzentrische Elemente mit Klinken, Kugeln oder anderen Spreizelementen dazwischen aufweist, wobei eines der Elemente an einer Welle befestigt ist, an welcher die Schnecke (4) sitzt, während die übrigen Elemente an einem der zusammenwirkenden Elemente der Reibungskupplung (7, 8) festgelegt sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung ein treibendes Teil (8) und ein angetriebenes Teil (7) aufweist, das an dem Formelement gehalten ist und durch Federspannung in den Reibungseingriff gedrückt wird, wobei das verschwenkbare Element aus einem Arm

(14) besteht, der von einem Teil an dem Formelement gelagert wird und eine Zapfen-Schlitz-Verbindung mit einem an dem Antriebselement der Kupplung befestigten Hebel (15) hat, so daß die Hin- und Herbewegung des Arms (14) eina Drehbewegung des Kupplungsantriebselementes bewirkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung zwischen der Spreizkupplung und der Schnecke angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizkupplung aus zwei konzentrischen Elementen mit Klauen, Kugeln oder anderen Spreizelementen dazwischen besteht, wobei das Innere der Elemente an einem Ende als konisches Element der Reibungskupplung ausgebildet ist und mit einem komplementären Reibungsteil zusammenwirkt, das an der Schneckenwelle oder an einer Zapfenwelle am Ende der Schneckenwelle vorgesehen ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hin- und herbewegbare Teil aus einem Hebel besteht, der an dem Formelement angelenkt ist und eine Zapfen-Sockel-Verbindung mit dem äußeren Element der Spreizkupplung hat, wobei der Hebel auf einer nicht drehbaren Nockenscheibe laufende Anschläge hat, so daß eine zu starke Bewegung der Vorrichtung beim Anlegen der Bremsen eine Verschwenkung des Hebels und über die Spreizkupplung eine Einstellung der Schnecke bewirkt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe gegen Drehung durch eine vertikale Verbindungsstange gehalten ist, die mit dem horizontal angeordneten Bremsbetätigungsgestänge verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine vertikale Verbindungsstange, die mit dem horizontal angeordneten Bremsbetätigungsgestänge verbunden ist, dazu benutzt wird, um den Einstellmechanismus zu betätigen, wobei ein Hebel zu dem äußeren Element der Spreizkupplung zwischen ihren Enden verschwenkbar ist, die ein Spiel zwischen gegenüberliegenden Anschlägen an einem Ende und einen Zahn-Schlitz-Eingriff mit der Verbindungsstange am anderen Ende hat.

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