DE2709762A1 - Druckmittelbetaetigte scheibenbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Hannover, den 2.3.1977 WP 15/77

WABCO WESTINGHOUSE GmbH, HANNOVER

Druckmittelbetätigte Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft die Lüftspieleinstellung einer druckmittelbetätigten Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Scheibenbremsen, welche heute zu einem selbstverständlichen Element im Personenwagenbau geworden sind, werden in zunehmendem Maße auch in Nutzfahrzeuge, vor allem der unteren bis mittleren Gewichtsklasse mit rein hydraulischen oder kombinierten Bremsanlagen, eingebaut.

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Für Nutzfahrzeuge der oberen Gewichtsklasse mit reiner Druckluftbremsanlage sind Scheibenbremsen durch die deutschen Anmeldungen mit den Aktenzeichen P 24 42 971 und P 24 41 605 bekanntgeworden. Es handelt sich um Vollbelagscheibenbremsen mit umlaufendem außen offenen Bremsgehäuse und zwischen den Gehäusehälften in Umfangriohtung fest, axial beweglich angeordneten, die Bremsbeläge tragenden Bremsringen mit einer zwischen den Bremsringen gelagerten pneumatischen Betätigung sowie einem das Bremsgehäuse umfassenden, die Bremsringe tragenden stationären Bremsträger. Die zwischen den Bremsringen angeordnete pneumatische Betätigung ist dabei als Ringzylinder und Ringkolben ausgebildet, wobei der Querschnitt des Ringzylinders ein liegendes U bildet.

Durch die Abnutzung der Scheibenbremsbeläge entsteht jedoch in den Ringzylindern ein Totvolumen, welches bei der Größe von Lastwagen-Vollscheibenbremsen bei je einem Millimeter Belagabnutzung um etwa 0,15 1 pro Rad zunimmt, was bei 4/5 zulässiger Abnutzung, welches einem Wert von etwa 8 mm entspricht, eine maximale Totvolumenvergrößerung von etwa 1,20 1 pro Rad ergibt.

Da es sich bei rein hydraulischen oder druckluftgesteuerten hydraulischen Bremsanlagen um geschlossene Hydraulik-Systeme handelt, kann der Druckmittelmehrbedarf, welcher durch Belagverschleiß und der damit zusammenhängenden Vergrößerung des Totvolumens entsteht, durch einfache Maßnahmen, beispielsweise durch den Einbau von entsprechend großen Nachfüllbehältern gedeckt werden.

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Bei reinen Druckluftanlagen muß jedoch das durch Verschleiß der Bremsbeläge entstandene Totvolumen bei jedem Bremsvorgang zusätzlich belüftet werden -was bedeutet - daß mit fortschreitendem Belagverschleiß die Druckluft-Erzeugeranlage immer mehr Druckluft fördern muß, um die steigende aus den Behältern entnommene Druckluftmenge nachzufüllen. Hilfe würde eine Vergrößerung des Druckluftvolumens durch den Einbau von Luftpressern mit größerem Hubvolumen evtl. auch von größeren Druckluftbehättern bringen, was jedoch in den meisten Fällen wegen der geringen Platzverhältnisse im Fahrzeug und aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht realisierbar ist.

Außerdem wäre es nicht möglich - aufgrund des großen Totvolumens - den pneumatischen Druck in dem Ringzylinder in der vorgeschriebenen Zeit aufzubauen .

Bei druckmittelbetätigten Scheibenbremsen mit integrierten Federspeicher, welche durch die DT-OS 25 10 193^vbekannt wurde, verliert außerdem bei zunehmendem Belagverschleiß die Feder an Spann- bzw. Druckkraft.

Die DT-OS 25 08 771 offenbart eine Nachstelleinrichtung, welche die durch die Abnutzung der Bremsbeläge entstehende Hubvergrößerung automatisch ausgleicht.

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Pie Nachstellung besteht hler aus einer Spreizeinrichtung, welche eich aus zwei über Schrägflächen miteinander in Verbindung stehenden Nachstellringen und aus einem im Ringkolben gelagerten Druckring zusammensetzt, wobei der Reibschluß zwischen Druckring und Ringkolben mittels Klemmring hergestellt wird.

Als nachteilig stellte sich jedoch heraus, daß die der Begrenzung des Rückstellhubes dienenden Schneidkanten des Klemmringes einem verhältnismäßig großen Verschleiß unterliegen und somit die Funktionssicherheit der Lüftspieleinstellung nicht immer gewährleistet ist. Weiterhin bedeutet es einen großen Nachteil, daß beim Neubelegen der Bremse der Kolben erst mit Hilfe eines SpezialWerkzeuges gedreht werden muß, um die Schneidkanten außer Eingriff zu bringen, um somit erst das für eine Bremsbelagerneuerung notwendige Zusammendrücken von Kolben und Druckring zu ermöglichen. Nach der Belagerneuerung muß der Kolben in die Betriebset ellung zurückgedreht werden, da sonst die funktionssicherheit nicht gegeben ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde eine Nachstelleinrichtung für das infolge Bremsbelagverschleiß größer werdende Luftspiel zu schaffen, deren Kolbenhubbegrenzung nicht durch verschleißanfällige Schneidkanten gebildet wird und bei welcher eine Brcmsbelagerneuerung ohne die Zuhilfenahme von SpezialWerkzeugen in einfacher Weise möglich ist.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Abbildung fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Scheibenbremse mit der erfindungsgemäßen Nach-

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ff

stelleinrichtung, die Abbildung Flg. 2 eine angliche llwamdliing. Daa erfindungsgeaUi großflächig geataltete hulaenföralge lelbeleaeat der autoaatiachen lAftapieleiaatellang unterliegt,infolge seiner flächigen Terhindnng alt dea Kolben, einen weitaus geringeren YerschlelB als die diese Terbindung herstellende Sehneidkante. IBr eine Belagerneaerang lediglich die Zuspaanelnrichtung we, wofür ein einfacher Hebel genügt, lach dea BInschi eben der neuen Belage ist die Itrrasc nach einaallger Betätigung betriebsbereit.

Anhand der Fig. 1 wird nachfolgend Aufbau und Funktion der Scheibenhrease sowie deren autoaatische lachstel— lung naher erläutert.

BIe nicht dargestellte Achse eines Fahrxeuges tragt auf Lagern die labe 1, an der alttels Hadbolsen und ladauttern das lad 2 befestigt ist. Schrauben 3 verbinden das aus Breasscheiben 4 und 4a bestehende Gehäuse ait der labe 1.

Zwischen den Breasscheiben 4 und 4a sind Breaabelagtrager 5 und 5a alt Belagen 6 und 6a angeodnet, die sich «her Fortsatse auf Träger 7 abstützen, die alttels nicht dargestellten Schrauben alt dea Acharohr 8 verbunden sind.

Zwischen den Belagträgern 5 und 5a befindet sich die ringfSralge Snrelseinheit, bestehend aus dea ling— cylinder 9, aus dea als Ringkolben ausgebildete* Breaakolben 10 der Betriebsbrease, aus dea als Ringkolben ausgebildeten Breaakolben 11 der Feststellbrease und aus der autoaatischen Wachste! 1 einrichtung, welche sich aus den lachstelΊringen 12 und 13· dea

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Reibelement 14» der feder 15 und de« Sicherungsring 16 miiin—iniiil m I

BIe zwischen Ringzylinder 9 und der Stirnfläche des Breaskolbens 10 befindliche Kammer 17 steht als Betrlebsbreaskaamer über deren Anschluß 17a mit eines nicht dargestellten Bremsventil in Verbindung, «ehrend die von inneren Flächen des Breaakolbens 10 und des Bremskolbens 11 gebildete Kammer 18 als Feststellbremskammer über deren Anachlufi 18a Terblndung zu einem ebenfalls nicht dargestellten Handbremsventil hat.

Sine spannungsaäeig dem Druck in der Kammer 18 entgegenwirkende Tellerfeder 19 ist zwischen der Stirnfläche des Bremskolbene 11 und der in Wirkverbindung sum Bremskolben 10 stehenden Fläche angeordnet.

Eine Feder 20 ist mit ihrem nicht dargestellten Ende alt des Breaskolben 10 und mit dem anderen Ende mit dem lachatellring 12 verbunden, welcher mit Schrägflächen versehen ist, die an komplementär ausgebildeten Schrägflächen des Hacheteilringes anliegen.

In die Wirkverbindung zwischen Bremskolben 11 und Hachstellring 12 sind zur Minderung der Reibung Kugeln 21 eingefügt, welche mittels Kugelhaltering 22 in ihrer Lage gesichert sind.

Solange die Bremse nicht betätigt 1st, liegt der Hachstellring 12 mit seinen Schrägflächen infolge der Yerdrehkraft der Feder 20 an den Schrägflächen des Hachstellringes 13 an.

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Sie Funktion der Scheibenbremse und deren autotische Luftepieleinrichtung ist wie folgt:

Bei Betätigung der Betriebsbremse wird die Kammer 17 über deren Anschluß 17a belüftet. Der Ringzylinder 9 wirkt direkt auf den Belagträger 5a der einen Seite, während der Bremskolben 10 die Reaktionskraft über den Bremskolben 11 und die Kugel 21 auf die über Schrägflächen verbundenen Nachstellringe 12, 13 überträgt, die auf den anderen Belagträger 5 wirkt. Die feststellbremse wird durch Entlüften der Kammer 18 über deren Anschluß 18a ausgelöst. Die Feder 19 spreizt den Bremskolben 10 gegenüber dem Bremskolben 11 und der bei einer Betriebsbremsung beschriebene Vorgang wiederholt sich.

Das Reibelement 14 der automatischen Lüftspieleinstellung bewegt sich in gleicher Richtung mit dem Hachsteilring 13, bis es sich am Sicherungsring 16 anlegt. Die Feder 15 wird hierbei gespannt.

Bei Verschleiß der Bremsbeläge 6 und 6a wird beim Betätigen der Bremse zunächst das Luftspiel "a" überwunden und der Kolben macht zur Aufrechterhaltung der Bremskraft einen entsprechend größeren Hub, wobei sich der Nachstellring 13 gegenüber dem Reibelement 14 um den Betrag des Verschleißes nach rechts verschiebt. Beim Lösen der Bremsen und der somit eingeleiteten Drucksenkung in Kammer entspannt sich die Feder 15 um das Maß "a" und überträgt diese Bewegung über die Reibverbindung auf den Nachstellring 13.

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- β AA

Der Hub den der Kolben 10 infolge Belagverschleiß durchführen mußte fehlt dem Kolben 10 sum völligen Rttckhub in die JtamgjHHgffwfc^i T"ffi - Die Feder 20, die zwischen den Kolben 10 und den lachstellring 12 gespannt 1st, kann jetzt den in diesem Zustand von der Bremskraft entlasteten lachstellring 12 drehen. Auf den Schrägflächen des infolge Reibkraft durch Reibelement 14 stehenbleibenden lachstellrlnges gleiten infolge der Drehbewegung die Schrägfi ächen des lachstellrlnges 12 derart, daß eine Spreizung zwischen Teil 13 and 12 stattfindet. Diese Spreizung bewirkt über die reibungsmindernden Kugeln 21 und FeststeUbremskammer 18 ein Zurückstellen des Kolbens 10 in dessen Ausgangsstellung.

Bei einer erneuten Beaufschlagung der Kammer 17 braucht der Kolben 10 bis zum Anlegen der Beläge 6, 6a nur den Lufthub "a" auszuführen.

Die beschriebene Luftspieleinstellung vollzieht sich in derselben Form bei einer Feststellbremsung mittels Bub der Tellerfeder 19. Die stufenlose lachstellung des Maßes "a" sorgt gleichermaßen für einen konstanten Federhub und folglich für eine gleichbleibende Federkraft.

Die Flg. 2 zeigt eine mögliche Abwandlung, bei welcher eine Feder 23, die sich an einem Sicherungsring 24 abstützt, das Zurückstellen der Kolben 10 und 11 übernimmt, so daß die Feder 20 kleiner bemessen werden kann und die Kräfte an der Reibverbindung zwischen lachstellring 13 und Reibelement 14 niedriger liegen können. Bin weiterer Torteil ist, daß Reibungen der Kolben 10 und 11 die Luftspieleinstellung nicht beeinflussen können.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   Druckmittelbetätigte Scheibenbremse mit einer Betriebsbremseinrichtung mit mindestens einer Betriebsbremskammer, mit einer Feststellbremseinrichtung oder Hilfsbremseinrichtung, die wenigstens einen Druckspeicher und eine Einrichtung zur Feststellung von Bremskolben oder Bremskolben und -zylinder aufweist und einer Bremsbelagverschleiß-Nachstelleinrichtung, die eine aufgrund von Bremsbelagverschleiß eintretende Hubvergrößerung des Bremskolbens durch Vergrößerung des Abstandes zwischen Bremskolben und Bremsring und/oder Ringzylinder und Bremsring mittels aus zwei über Schrägflächen miteinander kraftschlüssig stirnseitig in Verbindung stehenden Nachstellringen und auf diese abgestützten, im Bremskolben und/oder Ringzylinder gelagerten Druckring bestehenden Spreizeinrichtung kompensiert, wobei der den Reibschluß zwischen Bremskolben oder Ringzylinder und Druckring herstellende Klemmring den Rückhub des Bremskolbens oder des Ringzylinders begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibechlußverbindung zwischen Bremskolben (10) oder Ringzylinder (9) und Druckring bzw. Nachstellring (13) aus einem hülsenförmigen Reibelement (H) besteht.
2. 2. Druckmittelbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da<3 einer der beiden Nachstellringe (12, 13), weiche über stirnseitig angebrachte Schrägflächen kraftschlüssig miteinander verbunden sind, in Umfangrichtung drehbar gelagert ist.

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   ORJGlNAL INSPECTED

   - "VQ -
3. 3. Druckmittelbetätigte Scheibenbremse nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Druck- oder Zugfedern (20) mit ihrem einen Ende mit einem der beiden Bremskolben (10) und mit ihrem anderen Ende mit einem der beiden Nächstcllringe (12) verbunden sind.
4. 4. Druckmitttlbetätigte Scheibenbremse nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Federkraft der Federn (20) erwirkte Drehung des Ringes (12) oder der Ringe (12, 13) in Umfangrichtung, eine ADstandvergroßerung der den Stirnflächen des jeweiligen Ringes gegenüberliegenden Stirnfläche ergibt und dadurch eine Hubvergrößerung des Bremskolbens aufgrund von Bremsbelagverschleiß kompensiert wird.
5. 5. Druckmittelbetätigte Scheibenbremse nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Nachstellringe (12) mit einem der beiden Bremskolben (11) über in einer Halterung (22) gesicherte Kugeln (21) in Wirkverbindung steht.
6. 6. Druckmittelbeätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibschluß zwischen Reibelement (14) und Nachstellring (13) so groß ist, daß das Reibelement (14) den Weg des die Bremsbewegung übertragende Nachstellringes (13) bis zu einem Anschlag (16) mitmacht .
7. 7. DruckmittelLetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Reibelement (14) und Anschlag (16) eine Feder (15) derart angeordnet ist, daß diese sich bei einer Bremsbewegung spannt.

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   Druckmittelbetätigte Scheibenbremse nach Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Bremskolben (10, 11) und einem Sicherungsring (24) eine die Zurückstellung der beiden Kolben (10, 11) unterstützende Feder (23) angeordnet ist.

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