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Spannvorrichtung, insbesondere für die Feststellbremse
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eines Fahrzeugs Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem wechselnden
Obersetzungsverhältnis arbeitende Spannvorrichtung, vorzugsweise eine Handbremse
eines Fahrzeugs, die im ersten Bewegungsbereich des Handbremshebels die Bremsen
mit kleinem Obersetzungsverhältnis anlegt und im zweiten Bewegungsbereich auf ein
großes Obersetzungsverhältnis mit einer nach Erreichen eines vorbestimmten Bremsdruckes
nachgebenden Kupplungsfeder durch Verschieben in axialer Richtung kraftabhängig
vermittels eines Schlepphebels umschaltet.
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Es gibt kraft- und wegabhängig auf Obersetzungsprogression umschaltende
Handbremsen. Letztere haben den Nachteil, daß mit ihnen keine befriedigende Wirkung
erzielt werden kann, weil die Betätigungskraft selbst nicht mit zum Umschalten der
Bremse ausgenutzt werden kann. Außerdem ist es in der Praxis kaum möglich, den Wechsel
von der kleinen zur großen
Obersetzung nach Zurücklegung des Totweges
der Seilzüge exakt mit dem Beginn des Anliegens der Bremsbacken zusammenfallen zu
lassen, zumal der Punkt, an dem der Wechsel der Obersetzung stattfinden soll, entsprechend
der Abnutzung der Bremsbacken laufend neu eingestellt werden müßte.
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Auf kraftabhängig umsteuernde Handbremsen ist durch Nennung des Standes
der Technik in der DE-PS 716 o68 hingewiesen.
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Außerdem ist eine kraftabhängig umsteuernde Handbremse durch die DE-PS
1 176 495 bekannt geworden, bei der die Umschaltung durch Oberwindung einer vorgegebenen
Reibungskraft stattfinden soll. Dadurch läßt sich aber auch keine sichere Einstellung
der Umschaltung herbeiführen, da sich eine exakte Einstellung der benötigten Reibungskomponenten
nicht einstellen läßt und hierbei Abnutzungserscheinungen die Einstellung in großem
Maße beeinflussen.
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Außerdem ist durch die DE-PS 1 o46 513 eine Handbremse bekannt geworden,
die mit seitlicher Verschiebung eines Schwenkhebels im Zusammenwirken mit einer
Feder und einem Anschlag arbeitet. Diese Bremse ist aber sehr aufwendig und hat
zu viele Einzelteile, die aufeinander abgestimmt werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine kraftabhängig umschaltende Feststellbremse
vorzuschlagen, die mit anderen als bisher bekannten Mitteln die Umschaltung bei
vergrößerter Anzugskraft exakt vornimmt und in risikoloser Weise am gewünschten
Punkt herbeiführt, wobei die Progression groß und außerdem in weiten Grenzen einstellbar
sein soll.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst,
daß in einem fest am Fahrzeug angebrachten, mit einer Kupplungsfläche versehenen
Lagerbock eine Welle gelagert ist, die den auf ihr verdrehbaren, gegen den Druck
der Kupplungsfeder verschiebbaren und mit der Kupplungsfläche durch auf Schrägflächen
auflaufende Kugeln einkuppelbaren Schlepphebel sowie mit ihr fest verbunden den
Bremshebel und eine ihr gegenüber unverdrehbare Seilrolle trägt, die ein die Bremse
betAtigendes Zugseil und dessen dort befestigtes Ende aufnimmt, das im übrigen über
eine zweite, am freien Ende des Schlepphebels von einem Bolzen getragene Seilrolle
läuft.
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Die einkuppelbaren Flächen auf dem Schlepphebel und auf dem Lagerbock
können durch verzahnte Ringflächen oder von Rastklinken, sie können aber auch durch
einen Sperrfreilauf gebildet werden.
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Damit die Handbremse auch in dem erwünschten Zustand des Angezogenseins
verbleibt, ist sie mit einer Sperrklinke versehen, die den Handbremshebel in angezogenem
Zustand der Bremse durch eine Verrastung festhält. Bei der bisher üblichen Rastung
waren Rastmittel über den gesamten Weg des Handbremshebels vorgesehen. Durch die
erfindungsgemäße Ausführung ist hier die Möglichkeit gegeben, die Rastung erst im
Bereich der großen Obersetzung wirksam werden zu lassen, was dadurch geschieht,
daß die Sperrklinke an einem auf der Nabe des Schlepphebels angebrachten Zahnsegment
angreift, das gewährleistet, daß der Handbremshebel lediglich im Bereich hoher Übersetzung
verrastet ist, wenn der Schlepphebel blockiert ist.
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Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung kann auch mit Zahnrädern
gearbeitet werden. Dazu ist die Anordnung eines Ritzels anstelle der ersten Seilrolle
vorgesehen, das mit einem Zahnsegment kämmt, das von einer anstelle des Bolzens
am Schlepphebelende gelagerten Welle getragen wird, auf der einerseits das Zahnsegment
und andererseits die in diesem Falle einzige Seilrolle unverdrehbar sitzt, auf der
das Zugseil befestigt ist.
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Schließlich ist auch noch eine Ausführung mit zwei Schlepphebeln möglich,
die parallel zueinander angeordnet sind und nach innen zum Lagerbock hinweisende
Kupplungsflächen aufweisen, die mit Kupplungsflächen an den beiden Außenseiten des
Lagerbocks kuppelbar sind.
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Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
in der folgenden Beschreibung nS-her erläutert, der auch weitere Einzelheiten des
Gegenstandes der Erfindung entnommen werden könnnen. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht
eines Ausfthrungsbeispiels der Erfindung, Fig. 2 eine andere Ansicht des Ausführungsbeispiels
teilwise im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der
Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die einkuppelbaren
Flächen im Zusammenhang mit einem entsperrbaren Freilauf wirken,
Fig.
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die kuppelbaren Flächen von einer Sperrklinke
im Zusammenhang mit einem Zahnsegment gebildet werden, Fig. 6 eine andere Ansicht
des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels teilweise im Schnitt, Fig. 7 ein
weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei kuppelbaren Schlepphebeln, Fig. 8 einen Schnitt
nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
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In den Fig. 1 bis 3 ist als ein erstes Ausführungsbeispiel eine mit
wechselndem Obersetzungsverhältnis arbeitende Handbremse eines Kraftfahrzeugs dargestellt.
Bei dieser Handbremse werden die Bremsen im ersten Bewegungsbereich eines Handbremshebels
1 mit kleinem Obersetzungsverhältnis angelegt und im darauffigenden zweiten Bewegungsbereich
auf ein großes Obersetzungsverhältnis dadurch umgeschaltet, daß nach Erreichen eines
vorbestimmten Bremsdruckes gegen den Druck einer Kupplungsfeder 2 ein Schlepphebel
5 in Richtung der Achse einer Welle 6 verschoben und dadurch Xupplungsflächen 3
und 4 miteinander in Eingriff gebracht werden.
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Diese Kupplungsflächen sitzen einerseits auf dem Schlepphebel 5 und
andererseits auf einem am Fahrzeug F fest angebrachten Lagerbock 7, in dem die Welle
6 drehbar gelagert ist. Auf der Welle 6 ist eine Seilrolle 8 verdrehbar gelagert.
Mit der Welle 6 ist der Handbremshebel 1 fest verbunden. Ober die Seilrolle 8 ist
ein Zugseil 9 gelegt, dessen
freies Ende mit der Seilrolle 8 fest
verbunden ist. Der weiter folgende Teil des Zugseils 9 läuft über eine weitere Seilrolle
10, die auf einem am freien Ende des Schlepphebels 5 befestigten Bolzen 11 gelagert
ist. Der Bolzen 11 findet eine weitere Lagerung und Führung an einer schwenkbaren
Lasche 12, die wegen des durch sie hindurchgesteckten Bolzens 11 die Schwenkbewegungen
des Schlepphebels 8 mitmacht. Das andere Ende des Zugseils führt zur Bremse.
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Die Kupplungsfeder 2 drückt bei loser Bremse den Schlepphebel 5 gegen
den Handbremshebel 1, der über mehrere ringsum angeordnete Kugeln 13 mit dem Schlepphebel
5 verbunden ist. Wird nun der Handbremshebel im Sinne "anziehender Bremse" aus der
in Fig. 2 dargestellten gelösten Bremsstellung verschwenkt, dann wird über die Kugeln
13 auch der Schlepphebel 5 mitgenommen. Dieser macht die Schwenkbewegung des Bremshebels
1 solange mit, bis eine größere Kraft am Zugseil 9 wirkt. Dadurch laufen die Kugeln
13 auf einer Schrägfläche 14 auf und drücken dadurch den Schlepphebel 5 in Richtung
auf den Lagerbock 7 zu, wobei die Kupplungsflächen 3 und 4 miteinander verkuppelt
werden.
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Danach steht der Schlepphebel 5 nun still und macht die weiteren Schwenkbewegungen
des Bremshebels 1 nicht mehr mit. Dadurch werden auch die weitere Seilrolle lo und
die Lasche 12 nicht mehr weiter mit verschwenkt, so daß das Zugseil nur noch weiter
dadurch gespannt wird, daß die Seilrolle 8, die wie der Bremshebel 1 unerdrehbar
auf der Welle 6 sitzt, die Schwenkbewegungen des Bremshebels 1 mitmacht. Dadurch
wird das Zugseil bei gleichem Schwenkwinkel einen kleineren Weg machen, aber die
Bremse mit größerer Kraft anziehen.
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Zum Arretieren der Bremse nach erfolgtem festen Anziehen derselben
dient nun eine Sperrklinke 15, die in üblicher Weise einrastet und von einer am
freien Ende des Handbremshebels endenden Stange 16 gelöst werden kann. Die Sperrklinke
15 verrastet in Zähne 17, die auf der peripheren dem Handbremshebel 1 benachbarten
Oberfläche des Schlepphebels 5 angeordnet sind.
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In Fig. 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem Freilauf dargestellt.
Das Prinzip der kraftabhängigen Obersetzungsänderung gilt auch hier wie bei der
zuerst geschilderten Ausführung. Abweichend gegenüber dieser Ausfthrung ist jedoch,
daß hier die Verbindung zwischen einem Lagerbock 7a und einem Schlepphebel 5a durch
einen Freilauf mit den einzelnen Teilen 18, 19 und 20 hergestellt wird.
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Der Freilauf 18 bis 20 ist entsperrbar. Diese Entsperrung wird durch
eine von Schrägauflaufflächen mit Kugeln 13a kraftabhängig erzeugte Axialbewegung
zwischen dem Handbremshebel 1a und dem Schlepphebel 5a gesteuert.
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Kupplungsfedern 2a pressen den Schlepphebel 5a gegen den Handbremshebel
1a. Diese Tellerfedern bestimmen die Höhe des Moments, bei dem die Axialbewegung
des Schlepphebels Sa durch Abdrücken von Kugeln 13a in Schrägauflaufflächen der
zugehörigen Kugelbahnen beginnt. Ober die Tellerfedern 30 drückt der Schlepphebel
5a ein Innenteil 18 des Freilaufs 18 bis 20 mit kegelig ausgebildeten Rollkörpern
19 gegen ein am Lagerbock 7a befestigtes Außenteil 20 des Freilaufs.
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Zwischen dem Freilaufinnenteil 18 und dem Schlepphebel 5a besteht
eine verschiebbare Drehmitnahme aufgrund einer Verzahnung 21 am Freilaufinnenteil
18 und einer Zahnscheibe 22,
die mit dem Schlepphebel 5a verschraubt
ist. Das Freilauf innenteil 18 wird über diese Schiebeverbindung solange in Freilaufrichtung
von dem Schlepphebel 5a mitgedreht, bis zwischen diesem und dem Bremshebel 1a keine
Momentübertragung wegen der Beendigung des Abdrückvorganges mehr erfolgt. Der nun
in Sperrjchtung beaufschlagte Freilauf hält über die Schiebeverbindung den Schlepphebel
Sa in dieser Stellung fest und der Spannvorgang über das Zugseil 9a zur Bremse wird
mit erhöhter Obersetzung über die Seilrolle 8a fortgesetzt.
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Beim Lösevorgang wird beim Zurückschieben des Schlepphebels 5a durch
Zurückrollen der Kugeln 13a in ihre Kugeltaschen das Freilaufinnenteil 18 über die
Zahnscheibe 22 und Scheibe 23 in axialer Richtung aus der Sperrstellung herausgezogen.
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In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung mit Rastklinken dargestellt.
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Auch hier wird die kraftabhängige Obersetzungsänderung durch axiale
Hubkurven, die von Bahnen für die Kugeln 13b gebildet werden, gesteuert. Hier wird
beim Verschwenken des Handbremshebels ib zunächst durch die Kugeln 13b, die durch
die Kupplungsfeder 2b gegen den Schlepphebel 5b gedrückt werden, dieser entsprechend
der Bewegung des Handbremshebels 1b mitgenommen. Dabei liegt eine Nase 24 an einem
Zwischenhebel 25 an, der am Schlepphebel Sb angelenkt ist. Andererseits drückt gegen
den Zwischenhebel 25 ein Stößel 26 infolge der Anspannung einer Feder 28, die einen
Schenkel einer Rastklinke 27, wie in Fig. 5 dargestellt ist, gegen den Stößel 26
drückt.
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Beim Erreichen der Mitnahmegrenze der Kugeln in ihren Schrägflächen
heben sich der Handbremshebel 1b und der Schlepphebel Sb voneinander ab und es tritt
eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen ein. Dadurch wird über die Nase
24 am Hebel 1b, den Zwischenhebel 25 und den Stößel 26 die Rastklinke 27 freigegeben,
so daß diese unter dem Einfluß der Feder (in Fig. 5 im Uhrzeigersinn) verschwenkt
wird und dadurch in die Rasten eines Zahnsegments 29 einrastet.Damit ist der Schlepphebel
Sb arretiert und der Spannvorgang des Zugseils 9b zur Bremse wird nunmehr mit hoher
Obersetzung nur noch über die Rolle 8b fortgesetzt, bis die Bremse soweit wie gewünscht
angezogen ist.
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Nach dieser Bewegung wird der Handbremshebel in üblicher Weise in
der Schwenklage, in der die Bremse angezogen ist, durch eine Rastklinke 1Sb festgehalten,
die durch eine Stange 16b wieder gelöst werden kann. Beim Lösen bleibt die Rastklinke
27 solange im Eingriff, bis sie von der Nase 24 über den Zwischenhebel 25 und den
Stößel 26 wieder ausgerastet wird. Dabei gehen sowohl der Handbremshebel 1b als
auch der Schlepphebel Sb wieder in die in Fig. 5 dargestellte Ausgangslage zurück.
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Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
nun anstelle der ersten Seilrolle 9 ein Ritzel 31 vorgesehen, das mit einem Zahnsegment
32 kämmt. Dies Zahnsegment 32 wird von einer anstelle des Bolzens 11 am Ende des
Schlepphebels 5c angeordneten Welle 33 getragen. Auf dieser Welle 33 sitzen sowohl
das Zahnsegment 32 als auch die einzige Seilrolle 34 unverdrehbar fest. Das Zugseil
9c umgreift die Seilrolle auf mehr als einem Viertel ihrer Peripherie und ist dann
an ihr am Punkt 35 befestigt.
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Weiterhin ist dies in den Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel
so ausgestaltet, daß zwei parallel zueinander angeordnete Schlepphebel 5c mit nach
innen zum Lagerbock 7c hin weisenden Kupplungsflächen 4c vorgesehen sind, die mit
Kupplungsflächen 3c an den beiden Aussenseiten des Lagerbockes 7c kuppelbar sind.
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Auch hier wird wieder die kraftabhängige Obersetzungsänderung durch
axiales Abheben des Handbremshebels 1c von den Schlepphebeln 5c durch die Kugeln
13c hervorgerufen, die von einem vorbestimmten zu übertragenden Drehmoment ab auf
Schrägflächen auflaufen und dadurch diese Abstandsänderung zwischen dem Handbremshebel
1c und den Schlepphebeln 5c herbeiführen.
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Damit die Kupplung der Kupplungsflächen 3c und 4c gleichmäßig erfolgt,
muß der in Fig. 7 auf der linken Seite dargestellte Schlepphebel 5c über einen Gleitlagerring
36 mit dem Handbremshebel 1c verbunden sein.
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Von diesem Gleitlagerring gehen um 180° voneinander versetzte Stege
aus, die die gesamte Vorrichtung übergreifen und am anderen Ende mit dem linken
Schlepphebel 5c verbunden sind.
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Wird nun der Handbremshebel verschwenkt, so schwenken im ersten Bereich
bis zum Anlegen der Bremse die beiden Schlepphebel 5c mit, bis das Moment, das von
den Kugeln 13c übertragen wird, einen bestimmten Grenzwert überschreitet und daraufhin
die Schlepphebel über die Kupplungsflächen 3c und 4c vom Lagerbock festgehalten
werden. Bei der darauffolgenden Weiterverschwenkung des Handbremshebels Ic wird
nun über die Welle 6c das auf ihr festsitzende Ritzel 31 mitgenommen, das über das
Zahnsegment 32 und die Welle 33 die Seilrolle 34 verdreht und dadurch das Zugseil
9c mit großer Kraft weiter anzieht. Auch hier wieder wird die weitere Verschwenkung
des Handbremshebels 1c in seiner Endstellung dadurch festgehalten, daß eine Sperrklinke
15c an Zähnen 17c einrastet, die auf der oberen Peripherie des Schlepphebels Sc
angebracht sind. Auch diese Sperrklinke 15c kann mit einer Stange 16c gegen die
Kraft einer Feder 37 wieder gelöst werden.
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Die Ausführung mit doppelten Kupplungsflächen zu beiden Seiten des
Lackerbockes 7c ermöglicht die Aufnahme großer Stützkräfte für den Schlepphebel
5c bei sehr hohen Obersetzungen. Diese lassen sich bei Einsatz des Ritzels 31 mit
dem Zahnsegment 32 herbeiführen. Insbesondere wenn Spannvorgänge mit geringer Elastizität
durchgeführt werden müssen, läßt sich damit eine weitere erhebliche Spannkraftsteigerung
erzielen.
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Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch
möglich, durch Verwendung nichtlinearer Schrägflächen 14 den Betätigungskraftverlauf
im Bereich der Obersetzungsänderung zu variieren und abzustimmen.
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