DE2948705A1 - Bremsbelagverschliess-nachstelleinrichtung in vollscheibenbremsen - Google Patents

Bremsbelagverschliess-nachstelleinrichtung in vollscheibenbremsen

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DE2948705A1 DE19792948705 DE2948705A DE2948705A1 DE 2948705 A1 DE2948705 A1 DE 2948705A1 DE 19792948705 DE19792948705 DE 19792948705 DE 2948705 A DE2948705 A DE 2948705A DE 2948705 A1 DE2948705 A1 DE 2948705A1
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Description

Hannover, den 26. Nov. 1979 WP 56/79 B/Vi
WAB'JO Fe':czeugbremseu GmbH, Hannover
BreTOBbel9gveraobJ.olß-Naoh8teileinrichtung In Vollscheibenbremsen
Die Erfindung betrifft eine BreBebelagvereohleiß-Nachstelleinrichtung in dn\okmittelbetätigten Vollscheibenbremsen, inobenondfire für Druokluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, ge<näß den Oberbegriff des Anspruchs 1 *
FUr Nutzfahrzeuge der oberen Gewichtsklasse (z.B. ab 12 t) *nit reiner Pruofcluftbremsanlage sind Vollscheibenbremsen von Vorteil. Es handelt sich dabei um Vollscheibenbremsen nit umlixnfenrleD* Bremsgehäuse und zwischen den Gehäusehälft,e.n (Breronschei^Pn) in Umfangrichtung fest, aber axial beweglich angeordneten, die Bremsbeläge tragenden Bremsringen,
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ORIGINAL INSPECTtD COPY
mit einer zwischen den Bremsringen gelt erten pneumatischen Betätigungseinrichtung sowie einem die uremsringe tragenden stationären Bremsträger. Die zwischen 'en Bremsringen angeordnete pneumatische Betätigung ist dabei ale Ringzylinder und Ringkolben ausgebildet, wobei der Querschnitt des Ringzylinders ein liegendes U bilden kann.
Durch die Abnutzung der Bremsbeläge entsteht in den Ringzylindern ein Totvolumen, welches bei je einem Millimeter Belagabnutzung z.B. um etwa 0,15 1 pro Rad zunimmt, was bei einem Üblichen Wert τοη etwa 8 mm (4/5 zulässige Abnutzung) eine maximale Totvolumenvergrößerung von etwa 1,20 1 pro Rad ergibt.
Ein derart entstandenes Totvolumen muß bei jedem Bremsvorgang zusätzlich belüftet werden, das bedeutet, daß mit fortschreitendem Belagverschleiß die Druckluft-Erzeugeranlage immer mehr Druckluft fördern muß, um die steigende, aus den Behältern entnommene Druokluftmenge, nachzufüllen.
Durch die VoIumenzunähme entsteht außerdem eine unzulässige Verschlechterung des Zeitverhaltens der Bremse.
Eine Nachstelleinrichtung, welche das durch Bremsbelagverschleiß entstandene Totvolumen nachstellt, ist in der DE-OS 25 H 085 beschrieben. Diese Einrichtung ist jedoch in ihrer Bauweise dadurch relativ aufwendig, daß sich ein mit in Umfangsrichtung ansteigenden Sohrägflächen ausgerüsteter Nachstellring auf entsprechenden Sohrägflächen des Betätigungegliedes abstützt und der Nachstellring durch eine in Umfangsrichtung wirkende Feder vorgespannt ist. Die Nachstellung bei dieser bekannten Einrichtung vollzieht sich im übrigen abgestuft nach bestimmten Abnutzungsgraden.
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."?:i.' T'.c.findung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine ^0'bot. !einrichtung der eingangs erwähnten Art mit HiI-io von >. nfachen Mitteln zu schaffen, welche eine stufenlose Nachstellung vollzieht.
IMeae Aufgabe wird duroh die in Patentanspruch 1 aufgeführte Erfindung gelöst.
Pie vorgeschlagene Lösung nutzt die Tatsaohe, daß eine relativ große Bremokolbenflache zur Verfügung Bteht, so daß, wi? die dargestellten Ausführungsbeiepiele zeigen, der Bresiskolben in einen Hauptkolben und einen Nebenkolben -^zvei getrennten Beaufschlagungsfläohen teilbar ist. ?·-,' Lngj.'v; ?jnor joden Betätigung gleicht der Nebenkolben
fl«n evtl. vorhandenen Verschleiß aus und dann ds-»- rturoh eino Feder zurückgehaltene Hauptkolben, rtie Bewegung des Hauptkolbens eine Verriegelung zwischen Haupt- vrvd Nebenkolben auslöst. Hierbei nimmt ?'/*r das zn belüftende Volumen entsprechend dem Verschleißhvb, multipliziert mit der fläche des Nebenkolbens, zu. Diese Yoluraenzunahrae ist jedoch so klein, daß sie sich nicht dag Zeltverhalten der Bremse auswirkt.
Vorbeil>i9.f te Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteraaaprüchen zu entnehmen, wobei die unterschiedlichen Verriegelungsmittel aufgeführt sind.
T)?β im Unteranepruch 5 aufgeführte Mittel für eine Entriege- lvr.% bonotst in vorteilhafter Weise das über ein entsprechende Ventil angeführte Druckmittel der Bremsanlage als Entri egelungskraft.
Die Erfindung soll nun anhand von AusfUhrungsbeispielen, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert werden.
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ORIGINAL INSPECTtD
£β zeigen:
Figur 1 eine Vollecheibenbremee mit einem aus einem
Hauptkolben und aus einem Nebenkolben bestehenden Bremskolben und einer Verriegelung» welche aus einem von beiden Teilkolben gebildeten ringförmigen Keilkammer und aus darin freibeweglich angeordneten Verriegelungskugeln zur Kraftübertragung besteht,
Figur 2 eine Vollecheibenbremee mit einer Nachstelleinriohtung gemäß Figur 1, jedoch mit eimern Nebenkolben, dessen Stößel den Hauptkolben abgedichtet zentral durchdringt,
Figur 3 eine Vollecheibenbremee mit einer gleichfalls aus einem Haupt- und Nebenkolben bestehenden Bremskolben, jedoch mit einer über ein Axiallager und ein Gewinde wirkenden Nachstelleinrichtung,
Figur 4 den Ausschnitt einer Vollsoheibenbremae mit
Nachstelleinrichtung gemäß Figur 1, jedoch mit einem keilförmigen Verriegelungsring oder keilförmigen ringförmig angeordneten Verriegelungsstücken anstelle von Verriegelungskugeln und
Figur 5 den Ausschnitt einer Vollsoheibenbremse mit einer Nachstelleinrichtung gemäß Figur 1 und mit einer die Verriegelungskugeln aus ihrer Verriegelung lösenden pneumatischen Löseeinrichtung.
Anhand der Figur 1 wird nachfolgend Aufbau und Funktion einer Vollscheibenbremse sowie deren automatische Nachstellung
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bei Br^nisbelagverscfMiß ausführlich beschrieben.
Sine nicht dargestellte Achse eines !fahrzeuges trägt auf Lagern eine Nabe 1, an der mittels Radbolzen und Radmuttern ein Rad 2 befestigt ist. Schrauben 3 verbinden das aus Bremsscheiben 4 und 5 bestehende Gehäuse der Scheibenbremse mit der Nabe 1·
Zwischen den Bremsscheiben 4 und 5 sind Bremsringe 6 und als Träger von Bremsbelägen 8 und 9 angeordnet, die sich über Fortsätze auf einem Träger 10 abstützen, der mittels nicht dargestellter Schrauben mit einem Achsrohr 11 verbunden iat.
Zwischen den Bremsringen 6 und 7 befindet sich eine Spreizeinheit, welche aus einem ringförmigen Bremszylinder 12 und aus einem Bremskolben 13, 14 gebildet ist, wobei der Bremskol* ben 13, 14 aus einem ringförmigen Hauptkolben 13 und aus einem ringförmigen Nebenkolben 14 besteht. Die beiden winkelförmig ausgebildeten Kolben 13 und 14 sind derart ineinander beweglich angeordnet, daß der waagerechte Schenkel des Hauptkolbens 13 mit seiner Außenfläche 15 auf der Innenfläche 16 des waagerechten Schenkels des Nebenkolbens 14 verschiebbar ist. Die beiden derart zusammenwirkenden Hauptkolben 13 und Nebenkolben 14 werden als eine Einheit dem Bremskolben 13» 14, in dem als liegendes "U" ausgebildeten Bremszylinder 12 geführt, wobei die Stirnfläche des 3remskolbens 13, 14 mit dem Bremszylinder 12 eine Bremskammer 17 bildet, welche über einen Anschluß 18 mit einem nicht dargestellten Bremsventil in Verbindung steht. Über den Anschluß 16 und die Bremskammer 17 ist somit eine kleine Fläche 19 des Nebenkolbens 14 und eine große Fläche 20 des Hauptkolbens 13 mit Druckluft beaufschlagbar.
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Der Schenkel des Hauptkolbens 13, des en Außenfläche 15 auf der Innenfläche 16 des Nebenkolbe^s 14 gleitet, ist an seinem Ende derart abgeschrägt, daß diese Schrägfläche mit der geraden Innenfläche 16 des Schenkels des Nebenkolbens 14 einen keilförmigen Raum bildet. In diesem keilförmigen Raum sind Verriegelungskugeln 21 angeordnet, deren Lage durch ein an der Stirnseite des abgeschrägten Schenkels des Hauptkolbens 13 angebrachtes Sicherungsblech 22 gesichert ist. Zur Stabilisierung der Verriegelungskugeln 21 in ihrer Lage ist das Sicherungsblech 22 federnd ausgebildet, oder bei Verwendung eines nicht gefederten Bleches 22 übernimmt eine zwischen dem Hauptkolben 13 und dem Nebenkolben 14 angeordnete Zugfeder 23 diese Aufgabe.
Eine Feder 24 ist zwischen dem Hauptkolben 13 und einem Vorsprung 25 des Zylinders 12 derart angeordnet, daß die Spannung dieser Feder 24 dem Druck in der Kammer 17 entgegenwirkt .
Die Funktion der Scheibenbremse und deren automatische Nachstellung bei Bremsbelagverschleiß ist gemäß Figur 1 wie folgt:
Bei Betätigung der Betriebsbremse wird die Kammer 17 über deren Anschluß 18 belüftet. Der sich darin aufbauende Druck bewegt auf der einen Seite den Bremszylinder 12 mit dem Bremsring 6 und dem Bremsbelag 8 gegen die umlaufende Bremsscheibe 5 und auf der anderen Seite bewirkt der in entgegengesetzter Richtung auf die Flächen 19 und 20 des auf dem Hauptkolben 13 und aus dem Nebenkolben 14 bestehenden Bremskolbens 13, 14 eine Bewegung des Bremskolbens 13, 14 mit dem Bremsring 7 und dem Bremsbelag 9 gegen die andere umlaufende Bremsscheibe 4* Da der Hauptkolben 13 entgegen dessen Spreiz-
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richtung mittels dc■- Feder 25 vorgespannt let, bewegt eich zunäch *■. der Nebenkolben 14 in Spreizrichtung und danach folgt der Hauptkolben 13, naohdem der in der Kammer 17 sich aufbauende Druck die Spannkraft der Feder 25 überwunden hat, dieser Bewegung.
Der Bremsbelagverschleiß gleicht sich in einfacher Weise bei jeder Bremsbetätigung automatisch aus, da der Nebenkolben 14 sich so lange allein verschiebt, bis der Verschleißweg überbrückt ist und der dann folgende, mittels der Feder 25 zurückgehaltene Hauptkolben 13 sich mit dem Neben-L-^lben 14 bei seiner nachfolgenden Bewegung zu einer gemeinsamen Bremskolbeneinheit 13, 14 verriegelt. Dabei bilden die in dem von den Flächen 15 und 16 der waagerechten Schenkel der beiden Teilkolben 13 und 14 gebildeten keilförmigen Ringraum angeordneten Verriegelungskugeln 21 eine formschlüssige Verbindung zwischen den Teilkolben 13 und 14.
In der Figur 2 sind die Bauteile, welche der Ausführung einer Scheibenbremse gemäß Figur 1 entsprechen, mit denselben Eezugszahlen versehen.
Der Hauptkolben ist bei der Scheibenbremse nach Figur 2 mit 30 und der Nebenkolben mit 31 gekennzeichnet. Sin Stößel 32 des Nebenkolbens 31 durchdringt bei dieser Ausführung abgedichtet den Hauptkolben 30, wobei die Stirnfläche 33 des Stößels 32 die kleinere, vom Druck der Kammer 17 beaufschlagbare Fläche bildet, während der Hauptkolben 30 ü'oer dessen größere Fläche 34 beaufschlagt wird. Eine abgeschrägte Fläche 35 des Hauptkolbens 30 und eine gerade Fläche 36 des Nebenkolbens 31 bilden den keilförmigen Ringraum für die Verriegelungskugeln 37, welche durch das Blech 38 gehalten werden. Eine zwischen dem Bremszylinder 12 und dem Nebenkolben 31 angeordnete Zugfeder 39 kann
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auch hier die federnde Ausgestaltung es Bleches 38 ersetzen. Die Vorspannung des Hauptkolb ns 30 wird bei dieser Ausführungsform durch eine feder 40 erzielt.
Eine Beschreibung der Funktion der in Figur 2 dargestellten Ausführung erübrigt sich, da die Beschreibung gemäß Figur 1 voll übertragbar ist.
Gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform besteht die Verriegelung aus einem Verriegelungselement 5O1 welches über ein Axiallager 51 und ein Gewinde 52 die Verbindung zwischen Schenkelausbildungen 53 und 5>+ des Haupt- und Nebenkolbens 55 und 56 herstellt. Das mittels eines Sicherungsringes 57 gehaltene Axiallager 51 verbindet die Schenkelausbildung 54 des Nebenkolbens 56 mit dem Verriegelungselement 50, während eine Verbindung des Verriegelunge element es 50 mit der Schenkelausbildung 53 des Hauptkolbens 55 über das Gewinde 52 besteht.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform vollrieht sich die Verriegelung zwischen dem Hauptkolben 55 und dem Nebenkolben 56 wie folgt:
Der sich über den Anschluß 18 in der Kammer 17 aufbauende Druok bewirkt zunächst eine Spreizbewegung des Nebenkolbens 56. Dabei bewirkt ein evtl. vorhandenes Spiel durch Bremsbelagverschleiß über das Radiallager 51 eine Drehbewegung des Verriegelungselementes 50 im feststehenden Gewinde 52 der Ausbildung 53 des Hauptkolbens 55. Das Verriegelungselement 50 kommt dabei zur Anlage an den Nebenkolben 56. Die Stellung der beiden Kolben 55 und 56 zueinander hat sich somit dem Verschleißspiel entsprechend im Gewinde 52 verschobenf und sie bilden bei nachfolgender Beaufschlagung des Hauptkoltens 55 eine verriegelte Funktionseinheit.
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Die Pi-ur 4 zeigt e.'ie Ausführungsform, welche als Verriegelv % anstelle der Verriegelungskugeln keilförmige Klemmkörper 60 oder einen keilförmigen Ring vorsieht.
Das Ausführungebeispiel einer pneumatischen Löseeinrichtung für eine Verriegelung gemäß der figuren 1, 2 und 4 zeigt die Figur 5. Eitr ist über einen Ansohluß 70 ein Entriegelungsglied 71 mit Druckluft beaufschlagbar, welches die Kugeln 72 aus ihrer verriegelten Lage löst. Diese Maßnahme kann beispielsweise bei Bremsbelagerneuerung notwendig werden.
Gemäß Figur 5 wird zum Lösen der Kugeln 72 der Anschluß alt Druckluft beaufschlagt, so daß das beweglich angeordnete Entriegelungsglied 71 die Kugeln aus ihrer Verriegelungsstellung löst.
Die Entriegelungseinrichtung kann bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen, mit Ausnahme des Beispiels gemäß Figur 3, eingesetzt werden.
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Claims (1)

  1. Hannover, den 26. Nov. 1979 WP 56/79 B/Vi
    WABCO Fahrzeugbremsen GmbH, Hannover
    Patentansprüche
    Hy Bremsbelagverschleiß-Nachstelleinrichtung in druckmittelbetätigten Vollscheibenbremsen, insbesondere für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, welche folgende Merkmale umfaßt:
    a) die Vollscheibenbremse enthält eine aus einem ringförmigen Bremszylinder (12) und aus einem Bremskolben (13, 14) bestehende Spreizeinheit;
    b) der Bremskolben (13, 14) ist im Bremszylinder (12) verschiebbar angeordnet;
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    c) eine zwischen den Bremszylinde a (12) und dem Bremskolben (13» 14) eingeschlossene Bremskammer (17) ist zur Auslösung der Spreiebewegungen des Bremszylinders (12) und des Bremskolbens (13, 14) mit Druckmittel beaufschlagbar. Gekennzeichnet durch folgende Merkmale;
    d) der Bremskolben (13« 14) besteht aus einem Hauptkolben (13) und einem Nebenkolben (14);
    e) der Hauptkolben (13) und der Nebenkolben (14) sind nebeneinander und gegeneinander veischiebbar so angeordnet, daß die von der Bremskammer (17) beaufschlagbare Fläche des Bremskolbens (13, 14) aus einer ersten Fläche (20) des Hauptkolbens (13) und aus einer zweiten Fläche (19) des Nebenkolbens (14) besteht;
    f) eine Feder (24) ist derart zwischen dem Bremszylinder (12) und dem Hauptkolben (13) angeordnet, daß deren Spannung den auf die Fläche (20) des Hauptkolbens (13) wirkenden Druck der Bremskammer (17) entgegengerichtet ist;
    g) es sind Mittel vorgesehen, welche den Hauptkolben (13) und den Nebenkolben (14) bei einer Spreizbewegung des Hauptkolbens (13) zu einer Funktionseinheit verriegeln.
    2. Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1, dessen Verriegelungemi ttel durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:
    a) die aneinanderliegenden Flächen der beiden den Bremskolben (13, 14) bildenden, gegeneinander
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    verschiebbaren Teilkolben (13 und 14) werden einerseits von einer dritten, einem in Bewegungsrichtung der Teilkolben (13 und 14) verlaufenden ersten Schenkel des Hauptkolbens (13) zugeordneten Fläche (15) und andererseits von einer vierten, einem in gleicher Richtung verlaufenden ersten Schenkel des Nebenkolbens (14) zugeordneten Fläche (16) gebildet;
    b) die Stirnseite eines senkrechten zweiten Schenkels des Hauptkolbens (13) bildet die vom Druck der Bremskammer (17) beaufschlagbare erste Fläche (20);
    o) die Stirnseite des ersten Sohenkels des Nebenkolbens (14) bildet die vom Druok der Bremskammer (17) beaufschlagbare zweite Fläche (19);
    d) die dritte Fläche (15) ist am Schenkelende derart abgeschrägt, daß ein keilförmiger Ringraum zwischen dem abgeschrägten Teil der dritten Fläche (15) einerseits und der vierten Fläche (16) andererseits entsteht;
    e) in dem keilförmigen Ringraum sind Kugeln (21) als Verriegelungsglieder vorgesehen.
    3. Nachstelleinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) ein Stößel (32) des Nebenkolbens (31) durchdringt abgedichtet den Hauptkolben (30);
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    b) die Stirnfläche dea Stößels (3 ; bildet die vom Druck der Brennkammer (17) bea fschlagbare «weite Fläche (33);
    ο) die vom Stößel (32) durchdrungene Stirnfläche des Hauptkolbens (30) bildet die vom Druck der Brennkammer (17) beaufsohlagbare erste Fläche (34)·
    4. Nachstelleinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3» gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
    in dem keilförmigen Ringraum sind der Keiliorm des Ringraums angepaßte Verriegelungskörper (60) vorgesehen.
    5. Nachstelleinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3» gekennzeichnet durch folgendes Merkmal;
    in dem keilförmigen Ringraum ist ein der Keilform des Ringraumes angepaßter Verriegelungsring (60) vorgesehen.
    6. Nachstelleinrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5» gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
    zur Sicherung der Verriegelungskörper (21, 37« 60, 72) ist ein am ersten Schenkel des Hauptkolbens (13» 30, 61, 73) angeordnetes Sicherungsblech (22, 38, 65» 75) vorgesehen«
    7. Nachstelleinrichtung naoh Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
    das Sicherungsblech (22, 38, 65, 75) ist zur Stabilisierung der Verriegelungskörper (21, 37« 60, 72) fedemd ausgebildet. 130027/0018
    β. λ ^stelleinrichtung nach Anspruch 1, dessen Verric^elungsmittel 'lurch folgende Merkmale gekennzeic net 1st:
    a) zwischen dem Hauptkolben (55) und dem Nebenkolben (56) ist ein Verriegelungskörper (50) angeordnet;
    b) die Verbindung zwischen dem Nebenkolben (56) und dem Verriegelungskörper (50) besteht aus einem Axiallager (51);
    c) zwischen dem Verriegelungskörper (50) und dem Hauptkolben (55) besteht eine Gewindeverbindung (5>2)>
    d) dei· Verriegelungskörper (50) ist so ausgebildet und angeordnet, daß er bei Betätigung zur Anlage mit dem Nebenkolben (56) kommt.
    9. Nachstelleinrichtung nach Ansprüchen 1 oder 8, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
    zwischen dem Hauptkolben (13, 55) und dem Nebenkolben (14, 56) ist zur Stabilisierung des Verriegelungskörper (21, 50, 60, 72) eine Zugfeder (23, 53) angeordnet .
    10. Nachstelleinrichtung nach Ansprüchen 1 oder 8, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
    zwischen dem Bremszylinder (12) und dem Nebenkolben (31) ist zur Stabilisierung des Verriegelungskörpers (37) eine Zugfeder (39) angeordnet·
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    11. Nachstelleinrichtung nach wenige.ans einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
    der Verrlegelungskörper (72) 1st mittels eines mit Druckluft beaufschlagbaren, zwischen dem ersten Sohenkel des Hauptkolbens (73) und dem ersten Schenkel des Nebenkolbens (74) angeordneten Entriegelungsglied (71) aus der Verriegelungsstellung lösbar.
    12. Nachstelleinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal;
    die druckbeaufschlagbare zweite Fläche (19, 33) des Nebenkolbens (14, 31) ist kleiner als die von demselben Druck beaufschlagbare erste Fläche (20, 30} des Hauptkolbens (13» 34).
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