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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Spielnachstellung
im Transportwesen, und insbesondere solche Vorrichtungen zur Verwendung in Straßenfahrzeugen
wie Lastkraftwagen oder dergl.
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Ein primärer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Vorrichtung,
die so ausgelegt ist, daß bei ihr die beim Arbeiten der Vorrichtung auf den Grundkörper
ausgeübten Spannungen verringert werden.
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Weiterhin wird eine Konstruktion einer solchen Vorrichtung angestrebt,
bei der enge Herstellungstoleranzen im Bereich der Querbohrung für die Stellwelle
entfallen.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß eine solche Vorrichtung angestrebt,
bei der aufgrund der Konstruktion erheblich weniger Spannungsbelastung pro Flächeneinheit
auftritt, so daß der Grundkörper leichter geschmiedet sein kann, als dies bei konventionellen
Vorrichtungen dieser Art bisher der Fall war.
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Schließlich wird angestrebt, hohe Spannungen durch konzentrierte Belastungen
einzelner Bereiche des Grundkörpers durch die Verwendung eines Einsatzes zu reduzieren.
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Anhand der Zeichnungen wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung
zur Spielnachstellung, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung
von Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Einsatzes, mit dem hohe Spannungsbelastungen
aufgrund des vertikalen Schubs der Schnecke in der Vorrichtung von Fig. 1 und 2
reduziert werden, Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Einsatzes, mit dem hohe Spannungsbelastungen
aufgrund des horizontalen Schubs der SchneckeinderVorrichtung der Fig.
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1 und 2 reduziert werden, und Fig. 5 eine Perspektivansicht eines
Einsatzes, mit dem entweder die horizontale oder die vertikale Schubbelastung der
Schnecke oder eine dieser beiden Belastungen in der Vorrichtung von Fig. 1 und 2
reduziert werden bzw.
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wird.
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Die nachfolgend beschriebene Vorrichtung zur Spielnachstellung wird
üblicherweise in Straßenfahrzeugen wie Zugfahrzeug-und Anhängerkombinationen verwendet.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung zur manuellen Spielnachstellung,
weil keine Maßnahmen für eine selbsttätige Spielnachstellung vorgesehen sind. Es
ist jedoch hervorzuheben, daß die erfindungsgemäßen Prinzipien in gleicher Weise
auch auf selbsttätige Spielnach-
stellvorrichtungen angewendet werden
können.
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Derartige Vorrichtungen zur Spielnachstellung besitzen üblicherweise
einen geschmiedeten Grundkörper und eine Stellwelle, die in einer Bohrung des geschmiedeten
Grundkörpers untergebracht ist. Jedoch sind die Belastungen, die die Stellwelle
in der Bohrung ausübt und auch die von der auf der Stellwelle montierten Schnecke
kommenden Belastungen beim normalen Arbeiten der Vorrichtung extrem hoch und auf
Bereiche des geschmiedeten Grundkörpers der Vorrichtung konzentriert, in denen die
Lebensdauer des geschmiedeten Grundkörpers stärker begrenzt ist, als es seiner Anwendung
entspräche. Aus diesem Grund schlägt die Erfindung Modifikationen im Grundkörper
vor, mit denen dieser so geformt und ausgelegt ist, daß er die Stellwelle und die
Schnecke so aufnimmt, daß die von diesen Teilen auf den Grundkörper ausgeübten Belastungen
erheblich und auf ein Maß reduziert sind, bei dem die Lebensdauer des Grundkörpers
deutlich gesteigert wird. Außerdem gestattet die Verteilung der früher konzentriert
eingeleiteten Lasten auf größere Flächen ein leichteres Schmieden des Grundkörpers.
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Gemäß Fig. 1 ist ein Grundkörper 10 für die Spielnachstellvorrichtung
mit einem Hebelarm 12 ausgebildet, der eine Stiftverbindung 14 zur Verbindung mit
einer Bremsbetätigungsstange aufweist, die üblicherweise mit der Fahrzeugbremskammer
verbunden ist.
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Der Grundkörper 10 besitzt eine Öffnung 16, die in ihrem Hauptabschnitt
zylindrisch ausgebildet ist und ein Schnekkenrad 18 aufnimmt, das auf eine Bremsbetätigungswelle
20 aufgekeilt ist. Die Bremsbetätigungswelle 20 kann ein Abschnitt der konventionellen
S-Nocken-Betätigungseinrichtung der Fahrzeugbremse sein. Die Öffnung 16 erstreckt
sich durch den Grundkörper 10 und nimmt das Schnecken-
rad 18 auf.
Ein Paar Abdeckplatten 22 werden entweder mit Befestigungselementen 24 oder durch
Schweißen an den gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers befestigt, so daß das
Schneckenrad lagegesichert ist. Die Betätigungswelle 20 erstreckt sich durch die
Abdeckplatten 22 hindurch.
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In Verbindung mit der Öffnung 16 steht ein dreiseitiger Schlitz 30,
dessen Flächen 32,34 und 36 zueinander im wesentlichen senkrecht stehen. Die Fläche
36 ist im wesentlichen senkrecht zur Achse des Schneckenrades 18, während die Flächen
32 und 34 im wesentlichen senkrecht zur Fläche 36 stehen. Die Flächen sind zweckmäßigerweise
durch Räumen geformt. Der Schlitz 30 hält entweder direkt oder mit Hilfe von Einsätzen
eine Schnecke 38, die mit den Zähnen des Schneckenrades 18 in Eingriff steht.
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Im Grundkörper 10 ist ferner eine Bohrung 40 vorgesehen, die in den
Schlitz 30 mündet. Die Bohrung )40 nimmt eine Stellwelle )42 auf, die die Schnecke
38 trägt. Die Bohrung 40 ist in bezug auf die Stellwelle )42 überdimensioniert.
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Ferner ist am Beginn der Bohrung 40 eine Ansenkung 44 zur Aufnahme
einer Schraubenfeder 46 koaxial mit der Stellwelle )42 vorgesehen. In der Ansenkung
44 ist auch eine Hülse )48 angebracht, die auf der Stellwelle )42 sitzt.
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Die Erfindung ist nicht begrenzt auf spezielle Mittel zum Begrenzen
der Stellwellendrehbewegung. Die Stellwelle 42 kann einen angeformten Sechskantkopf
50 tragen, der zum manuellen Nachstellen dient. Üblicherweise wird bei einer solchen
Nachstellung die Hülse )48 gegen die Kraft der Schraubenfeder 46 weggeschoben, um
auf diese Weise einen ungestörten Zugriff zum Sechskantkopf 50 zu haben.
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Innerhalb des Schlitzes 30 kann ein gehärteter Einsatz 52 aus einer
Stahllegierung vorgesehen sein, z.B. aus einem 4140 Stahl,der bis auf eine Härte
von Rockwell C 48/53
gehärtet ist. Der Einsatz 52 kann sich über
die Weite des Schlitzes 30 erstrecken und besitzt eine innere gekrümmte Fläche 54
(Fig.3),die auf den äußeren Durchmesser der Schnecke 38 paßt. Die gegenüberliegende
Seite 56 des Einsatzes 52 ist so ausgebildet, daß sie satt auf die Fläche 36 des
Schlitzes 30 paßt. Auf diese Weise wird jede Kraft, die über die Zähne der Schnecke
gegen die innere Fläche 54 des Einsatzes 52 wirkt, von dem gehärteten Stahleinsatz
auf die Fläche 36 des Grundkörpers 10 übertragen. Der Einsatz 52 ist freischwimmend
gelagert und wird durch die Schnecke zentriert, die wiederum durch ihren Eingriff
mit dem Schneckenrad 18 zentriert ist. Einer der Vorteile dieser Kosntruktion ist
es, daß durch die schwimmende Lagerung das Schneckenrad automatisch die Schnecke
zentriert, die ihrerseits wiederum automatisch den Einsatz zentriert und es gestattet,
daß eine überdimensionierte Bohrung vorgesehen sein kann, bei der enge Fertigungstoleranzen
nicht zu berücksichtigen sind.
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Ein in Fig. 4 gezeigter Einsatz 53 hat eine Größe und eine Form, mit
denen er gegen die Fläche 32 des Schlitzes 30 anlegbar ist. Er besitzt eine im wesentlichen
mittige Bohrung 55 zur Aufnahme des Endes der Stellwelle 42. Der Einsatz 53 dient
zum Schutz der Fläche 32 gegen die Kräfte, die beim Arbeiten der Vorrichtung durch
die Schnecke 38 gegen diese Fläche 32 wirken. Auch der Einsatz 53 ist freischwimmend
gelagert, weil er auf dem Ende der Stellwelle 42 sitzt und durch diese im Schlitz
30 zentriert wird.
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Fig. 5 zeigt einen Einsatz 57, der eine Kombination aus den Einsätzen
52 und 53 der Fig. 3 und 4 ist, wobei er einen Wandabschnitt 59, der in Größe und
Form dem Einsatz von Fig. 4 entspricht, sowie einen oberen Abschnitt 61 besitzt,
der in Größe und Form ähnlich dem Einsatz 52 ist. Im Wandabschnitt 59 ist eine Bohrung
ähn-
lich der Bohrung 55, so daß der Einsatz 57 auf der Stellwelle
42 in der vorbeschriebenen Weise positionierbar ist.
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Der Einsatz wirkt so, daß er die Flächen 32 und 36 des Schlitzes 30
schützt und wiederum im Schlitz 30 freischwimmend und nur durch die Positionierung
durch die Stellwelle zentriert wird.
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Bei normaler Funktion der Nachstellvorrichtung wird eine Betätigungskraft
auf den Hebelarm 12 entweder in der Richtung eines Pfeiles 6O oder eines Pfeiles
62 ausgeübt. Bei einer Kraft in Richtung des Pfeiles 60 wird auf das Schneckenrad
18 ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeübt, wobei die Winkelpressung
zwischen den Zähnen des Schneckenrades 18 und der Schnecke 38 die Schnecke nach
oben in den Schlitz 30 und nach links verlagert. Die Bewegung der Schnecke nach
links übt eine Kraft auf die Fläche 32 aus, die über die gesamte Fläche verteilt
wird.
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Die nach oben gerichtete Kraft an der Schnecke wird ihre Zähne zunächst
um einen kleinen Abstand verlagern, bis sie mit der Innenfläche 5)4 des Einsatzes
52 zusammentreffen, wodurch wiederum die in dieser Richtung wirkende Kraft von der
Schnecke im Schlitz über die Fläche 36 verteilt wird, und zwar über die Kontaktflächen
aller Kämme der Zähne der Schnecke. Keine der Komponenten der Vorrichtung übt eine
Belastung auf die Bohrung 40 aus, in der die Stellwelle 42 untergebracht ist. Bei
bekannten Spielnachstellvorrichtungen dieser Art wurde die Stellwelle im Grundkörper
der Vorrichtung genau eingepaßt. Es ergab sich deshalb ein beträchtlicher Verschleiß
zwischen der Stellwelle und der Bohrung, da die Stellwelle tatsächlich wie ein Hebelarm
wirkte, was ein Fressen an der inneren Bohrungsoberfläche im Grundkörper bewirkte.
Durch den Wegfall dieses Abschnittes der Bohrung, der sich normalerweise von der
Schnecke ausgehend nach links erstreckte,und durch die überdimensionierung der Bohrung
in bezug auf den Außendurchmesser der Stellwelle konnten in diesem Be-
reich
der Verschleiß und die Spannungen für den Grundkörper der Vorrichtung eliminiert
werden.
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Bei einer Kraft in Richtung des Pfeiles 62 treten im weseitlichen
die gleichen Kräfte und Bewegungen auf, wie zuvor erwähnt. Die Richtung des Drehmomentes
für das Schneckenrad 18 ist jedoch im Uhrzeigersinn und die Schnecke wird nach oben
und nach rechts gegen die Fläche 34 gepreßt.
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Weiterhin wird durch die Einbringung der Einsätze ermöglicht, die
Kräfte, die über die begrenzten Kontaktflächen zwischen den Kämmen der Schnecke
38 und der Innenseite 54 des Einsatzes 52 bzw. 57 übertragen werden, und die aus
der nach oben gerichteten Kraft infolge des auf das Schneckenrad ausgeübten Drehmoments
resultieren, aufzuteilen oder zu verteilen, so daß sie die gesamte Fläche 36 im
Schlitz 30 beaufschlagen. Das Resultat der vorerwähnten Ausbildung ist eine Verteilung
der Spannungen und Kräfte und einen über bestimmte Flächen im Grundkörper verteilten
Verschleiß, mit denen Spannungskonzentrationen vermieden werden, die häufig zur
Ermüdung oder zu ernsthaften Schäden im Grundkörper der Nachstellvorrichtung führten.
Ein direkter Vorteil der Elimination der Spannungskonzentrationen im Grundkörper
liegt darin, daß die Herstellungskosten des Grundkörpers reduziert werden können,
weil der gesamte Grundkörper oder zumindest diese Flächen, die Spannungen ausgesetzt
werden, nicht nachträglich behandelt werden müssen, um einen bestimmten Härtegrad
zu besitzen, mit dem sie den aufgebrachten Spannungen widerstehen können. Durch
die Verwendung eines oder mehrerer der beschriebenen Einsätze ist es möglich, die
Spannungskonzentrationen zu eliminieren und damit einen Grundkörper für eine Spielnachstellvorrichtung
mit erheblich geringeren Kosten herzustellen.
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Obwohl nur eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Spielnachstellvorrichtung gezeigt und beschrieben worden ist, soll darauf hingewiesen
werden, daß im durch die nachfolgenden Patentansprüche gegebenen Rahmen durchaus
Modifikationen und Abwandlungen möglich sind.
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