DE3153455C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrich­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei besonders starkem oder längerem Bremsen auf einer Ge­ fällestrecke dehnt sich die Bremstrommel infolge Erhitzung derart, daß sich das Bremslüftspiel vergrößert. Wird die selbsttätige Nachstellvorrichtung dabei nicht gehindert, die Bremsbacken nachzustellen, dann ist es möglich, daß die nachfolgende Zusammenziehung der Bremstrommel beim Abkühlen die Bremstrommel in bleibende Berührung mit den Bremsbacken bringt, die ihre nachgestellten zurückgezoge­ nen Stellungen einnehmen, und daß dadurch die Bremse blockiert. Wenn die Nachstellvorrichtung so ausgelegt ist, daß sie ein diese Möglichkeit ausschließendes ausreichen­ des Luftspiel beläßt, dann ist der Weg, um den die Brems­ backen verstellt werden müssen, damit sie beim Betätigen bei normalen Temperaturen die Bremstrommel berühren kön­ nen, unannehmbar groß.

Bei einer bekannten Nachstellvorrichtung der genannten Gattung (DE 30 19 223 A1) ist als wärmeempfindliches Bauteil ein scharnierartig gebogener Bimetallstreifen zwischen einem Ende eines der beiden teleskopartig ineinandergrei­ fenden Strebenteile und einer auf das andere Strebenteil der Nachstellvorrichtung aufgeschraubten, mittels eines Klinkenhebels drehbaren Nachstellmutter angeordnet. Das wärmeempfindliche Bauteil wird von allen über die Strebe übertragenen Kräften belastet, beispielsweise Betätigungs­ kräften der Handbremse. Deshalb besteht die Gefahr, daß der Bimetallstreifen gequetscht wird, wenn die Strebe mit großen Kräften belastet wird. Dadurch kann die gewünschte Wärmeabhängigkeit der Strebenlänge verlorengehen; ferner können Schwierigkeiten entstehen, wenn die Nachstellvor­ richtung nachstellen soll, während die Strebe mit einer Druckkraft belastet wird.

Es ist ferner eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für Trommelbremsen bekannt (US 41 48 280 A), die ebenfalls eine zwischen zwei Bremsbacken angeordnete, aus zwei teleskop­ artig ineinandergreifenden Strebenteilen zusammengesetzte Strebe aufweist. Als Nachstellglied ist auch dort eine mit Außenverzahnung versehene Mutter vorgesehen, die auf eines der Strebenteile aufgeschraubt ist und das andere Streben­ teil abstützt. In die Außenverzahnung greift ein Hebel ein, der an einer der Bremsbacken gelagert und bei Brems­ betätigung derart schwenkbar ist, daß er die Mutter im Sinne einer Vergrößerung der Strebenlänge dreht, wenn eine Nachstellung erforderlich ist. Eine Rückdrehung der Mut­ ter, die beim Lösen der Bremse eine zuvor nötig gewordene Nachstellung rückgängig machen würde, wird normalerweise von einer federnden Klinke verhindert, die ebenfalls in die Außenverzahnung der Mutter eingreift. Neben der Mutter ist ein wendelförmig um eines der Strebenteile gewundener Bimetallstreifen angeordnet, der sich bei übermäßiger Erhitzung der Bremse derart dehnt, daß eines seiner Enden gegen die federnde Klinke drückt und diese aus ihrem Ein­ griff mit der Außenverzahnung der Mutter löst. Infolge­ dessen wird die Mutter jeweils beim Lösen der Bremse in die Stellung zurückgedreht, die sie vor der Bremsbetäti­ gung eingenommen hatte; eine Nachstellung unterbleibt so­ mit. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird zwar der als wärmeempfindliches Bauteil vorgesehene Bimetallstreifen von den Kräften, mit denen die Strebe belastet wird, frei­ gehalten. Eine Gewähr dafür, daß bei überhitzter Bremse die Mutter zurückgedreht wird und somit eine Nachstellung unterbleibt, besteht jedoch nur, wenn die miteinander verschraubten Gewindeteile leichtgängig sind, was sich aber auf längere Sicht nicht gewährleisten läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachstell­ vorrichtung zu schaffen, die ohne Verwendung einer Bimet­ talvorrichtung eine übermäßige Nachstellung verhindert, und bei dem das wärmeempfindliche Bauteil von über die Strebe übertragenen Kräften nur begrenzt belastet wird.

Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unter­ ansprüche.

Als formrückstellbar werden in der Metallurgie und im Zu­ sammenhang mit der vorliegenden Erfindung Werkstoffe be­ zeichnet, die eine thermoelastische martensitische Trans­ formation erfahren. Solche Werkstoffe verformen sich in sehr viel höherem Grade als Werkstoffe, die eine einfache Wärmedehnung nach Maßgabe ihrer Wärmedehnungskoeffizienten erleiden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht mit einem Teilschnitt einer Fahrzeugtrommelbremse, die im nichtbetätigten Zustand dargestellt ist und eine Ausführungsform der Nachstellvorrichtung gemäß der Erfindung enthält, die im Zustand bei Umgebungstemperatur dargestellt ist, und

Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht der Bremse, bei der die Nachstellvorrichtung im Zustand bei erhöhter Temperatur und die Bremsbacken in Arbeitsstel­ lung dargestellt sind.

Die dargestellte Trommelbremse hat zwei in einer nicht ge­ zeichneten Bremstrommel angeordnete Bremsbacken 1 und 2, die sich mit einem Paar benachbarter Enden an einem Lager­ block 3, und mit dem anderen Paar benachbarter Enden an einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung 4 abstützen. Bei Betätigung werden die Bremsbacken 1 und 2 gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 5 auseinandergedrängt und an die Bremstrommel angepreßt. Die Bremsbacken 1 und 2 sind auch mit einem Handbremshebel 6 betätigbar, der am Brems­ backen 2 mittels eines Zapfens 7 schwenkbar gelagert ist und beim Schwenken im Uhrzeigersinn die Bremsbacken an die Bremstrommel anlegt.

Zwischen den Bremsbacken 1 und 2 erstreckt sich nahe der Betätigungsvorrichtung 4 eine selbsttätige Nachstellvor­ richtung 8 mit Strebe. Diese Strebe umfaßt ein eindrin­ gendes Strebenteil 9 mit einem Endabschnitt 10, der mit einem Außengewinde versehen und in einem aufnehmenden Strebenteil 11 lose aufgenommen ist. Die äußeren End­ abschnitte der Strebenteile 9 und 11 sind geschlitzt und nehmen den zugehörigen Bremsbacken 1 bzw. 2 auf, wobei das Strebenteil 9 in seinem geschlitzten Endabschnitt auch den Handbremshebel 6 aufnimmt. Auf den Endabschnitt 10 des Strebenteils 9 ist eine Mutter als Nachstellglied 12 auf­ geschraubt, die an ihrer zylindrischen Außenfläche Sperr­ zähne 13 aufweist. In diese greift ein Klinkenhebel 14 ein, der am Bremsbacken 1 mittels eines Zapfens 15 schwenkbar gelagert ist.

Die Rückstellfeder 5 übt eine Druckkraft auf die Strebe aus; eine Klinkenfeder 16 spannt den Klinkenhebel 14 im Uhrzeigersinn so vor, daß ein Ansatz 17 des Klinkenhebels 14 am aufnehmenden Strebenteil 11 stets anliegt. Die von der Rückstellfeder 5 ausgeübte Kraft ist größer als die der Klinkenfeder 16, so daß im nichtbetätigten Zustand der Bremse der Bremsbacken 1 am Strebenteil 11 in dessen ge­ schlitztem Endabschnitt in Anlage gehalten ist.

Das aufnehmende Strebenteil 11 ist von einem als thermi­ sche Ausgleichsvorrichtung dienenden, beim gezeigten Bei­ spiel spiralig-wendelförmigen wärmeempfindlichen Bauteil 18 aus SME-Werkstoff, d.h. aus einem Werkstoff mit Form-Rückstellvermögen, umschlossen, der mit einem Ende an einer am Strebenteil 11 ausgebildeten Schulter 19 und mit dem anderen Ende am Nachstellglied 12 anliegt.

Bei einer mit der Betätigungsvorrichtung 4 bewirkten Be­ triebsbremsung werden die Bremsbacken 1 und 2 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 5 auseinandergedrängt. Weil die Nachstellvorrichtung 8 von der Klinkenfeder 16 über den Klinkenhebel 14 gemäß der Zeichnung nach rechts gedrängt wird, wird die Strebe am Bremsbacken 2 in Anlage gehalten und der Bremsbacken 1 bewegt sich von seiner normalen Be­ rührungsstelle mit dem Strebenteil 11 von der Nachstell­ vorrichtung 8 weg.

Die nach rechts gerichtete Bewegung der Nachstellvorrich­ tung 8 bewirkt eine Schwenkung des Klinkenhebels 14 im Uhrzeigersinn und somit eine Abwärtsbewegung eines End­ stücks 14 A des Klinkenhebels 14. Wenn diese Bewegung aus­ reicht, um das Endstück 14 A von einem Sperrzahn 13 des Nachstellgliedes 12 zum nächsten Sperrzahn 13 zu bewegen, z. B. wenn die Auswärtsbewegung der Bremsbacken 1 und 2 zu groß ist, wird das Nachstellglied 12 in der Richtung ge­ dreht, in der die Länge der Nachstellvorrichtung 8 ver­ größert und dadurch das Bremslüftspiel bei nichtbetätigten Bremsbacken 1 und 2 verringert wird.

Beim Betätigen der Bremse bei normalen Temperaturen blei­ ben die Strebenteile 9 und 11 fest in gegenseitiger Anlage und das wärmeempfindliche Bauteil 18 hat keine Wirkung. Wenn jedoch an der Bremse übermäßig hohe Temperaturen herrschen, beispielsweise infolge häufiger Bremsbetätigung auf steiler Gefällestrecke, dehnt sich die Bremstrommel aus. Ohne das wärmeempfindliche Bauteil 18 würde dies eine übermäßige Bremsbackenbewegung ermöglichen und deren Aus­ gleich durch die Nachstellvorrichtung 8 hervorrufen, mit der sich daraus ergebenden Gefahr, daß die Bremse beim Abkühlen der Bremstrommel blockiert.

Bei der dargestellten Bremse bewirkt jedoch eine über­ mäßige Erhitzung, daß, wenn die Strebe nach Betätigung von der Kraft der Rückstellfeder 5 entlastet ist, das wärme­ empfindliche Bauteil 18 rasch an Länge zunimmt, um die Strebenteile 9 und 11 voneinander weg zu bewegen und dadurch die Länge der Strebe zu vergrößern. Die Kraft der Klinkenfeder 16 ist so gewählt, daß sie durch die Wärme­ dehnung des Bauteils 18 überwunden wird; das Bauteil 18 ist so ausgelegt, daß die Ausgleichsverstellung der Brems­ backen 1 und 2 der in der Bremstrommel stattfindenden Wärmedehnung etwa gleichkommt.

Dies bedeutet, daß das Bremslüftspiel auf etwa dem Betrag gehalten wird, den es bei normalen Temperaturbedingungen hat. Die Bremse kann daher bei hoher Temperatur weiterhin in zumindest annähernd derselben Weise wie bei niedrigen Temperaturen betätigt werden, ohne daß die Bremsbacken 1, 2 nachgestellt werden, außer für den normalen Ausgleich von übermäßiger Abnutzung. Beim Abkühlen der Bremstrommel schrumpft das Bauteil 18 auf seine anfängliche Länge, und die Strebenteile 9 und 11 kehren in ihre gegenseitige Anlage bei Betätigung zurück.

Ein zweckmäßiges Merkmal besteht darin, daß die Streben­ teile 9 und 11 stets direkt aneinander anliegen, außer wenn es bei einer Betriebsbremsung zu Wärmedehnung kommt, so daß sehr große Kräfte, wie sie z.B. beim Betätigen der Handbremse erzeugt werden, über die Nachstellvorrichtung 8 ausgeübt werden können, ohne das Bauteil 18 zu belasten. Wenn die Handbremse bei heißer Bremstrommel betätigt wird, d.h., wenn sich das Bauteil 18 ausgedehnt und die Stre­ benteile 9 und 11 auseinanderbewegt hat, wird durch über­ mäßige Kraftausübung auf die Strebe das Bauteil 18 aus­ reichend zusammengedrückt, um die Strebenteile 9 und 11 wieder so zur gegenseitigen Anlage zu bringen, daß diese Kraft erneut über sie und nicht über das Bauteil 18 über­ tragen wird. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Bauteils 18 vermieden.

Als Werkstoff mit Form-Rückstellvermögen für das wärme­ empfindliche Bauteil 18 wird der von der Firma Delta Memory Metal Company unter der Bezeichnung "SME BRASS" vertriebene SME-Werkstoff bevorzugt.

Claims (4)

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für Trommelbremsen, insbes. an Kraftfahrzeugen, mit

• - einer Strebe (8), die zwischen zwei Bremsbacken (1, 2) angeordnet ist und zwei teleskopartig ineinandergreifende Strebenteile (9, 11) aufweist,
• - einem Nachstellglied (12), das bei fortschreitendem Bremsbelagverschleiß längs eines ersten (9) der beiden Strebenteile (9, 11) verstellbar ist, und
• - einem wärmeempfindlichen Bauteil (18), das rings um einen Abschnitt der Strebe (8) angeordnet ist, sich mit einem Ende am Nachstellglied (12) abstützt und mit seinem anderen Ende das zweite Strebenteil (11) so abstützt, daß sich die Länge der Strebe (8) bei wärmebedingter Vergröße­ rung der wirksamen Länge dieses Bauteils (18) ohne Ver­ stellung des Nachstellglieds (12) vergrößert,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - das wärmeempfindliche Bauteil (18) aus formrückstell­ barem Werkstoff besteht, und
• - das zweite Strebenteil (11) eine Stirnfläche zur Ab­ stützung am Nachstellglied (12) sowie, in axialem Abstand davon, eine Schulter (19) zur Abstützung am wärmeempfind­ lichen Bauteil (18) aufweist.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, bei der

• - das erste Strebenteil (9) einen Gewindeabschnitt (10) aufweist, der in das zweite Strebenteil (11) hineinragt, und
• - das Nachstellglied (12) eine Mutter auf dem Gewindeab­ schnitt (10) ist, dadurch gekennzeichnet, daß das wärme­ empfindliche Bauteil (18) rings um das zweite Strebenteil (11) angeordnet ist.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärme­ empfindliche Bauteil (18) wendelförmig ist.