DE3620206A1 - Mechanische und hydraulische betaetigungsvorrichtung fuer eine vollscheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische und hydraulische Betätigungsvorrichtung für eineVollscheibenbremse mit

• - einem Zylindergehäuse, das zur Befestigung an einem Bremsengehäuse ausgebildet ist,
• . - einem hülsenartigen Kolben, der im Zylindergehäuse ge­ führt ist, und
• . - einer Stange, die sich durch den Kolben hindurcher­ streckt und an ihm abgestützt ist, bezüglich der Bremse außen Befestigungsmittel für ein äußeres Betätigungsglied aufweist und innen mit einem Bewegungsumsetzer verbunden ist, mit dem sich Längsbewegung der Stange in Relativ­ drehungen von Druckscheiben der Bremse umsetzen lassen.

Bei einer bekannten Betätigungsvorrichtung dieser Gattung (DE-PS 21 27 396) ist der hülsenartige Kolben ein Stufen­ kolben, der seinen größeren Durchmesser an seinem in be­ zug auf die Bremse äußeren Ende aufweist. An diesem Ende des Kolbens ist eine Kugelpfanne angeordnet, an der sich ein entsprechend kugelsegmentförmiges Ende einer Muffe abstützt, die gelenkig mit einem als äußeres Betätigungs­ glied am Zylindergehäuse gelagerten Hebel verbunden ist. Die Stange ist einstellbar an der Muffe befestigt und er­ streckt sich durch diese, die Kugelpfanne und den Kolben hindurch in das Bremsengehäuse und ist dort durch zwei Laschen mit je einer Druckscheibe gelenkig verbunden. Die beiden Laschen bilden gemeinsam einen Bewegungsumsetzer, der die beiden Druckscheiben gegensinnig verdreht, wenn die Stange hydraulisch durch eine Auswärtsbewegung des Kolbens oder mechanisch durch eine entsprechende Schwen­ kung des Hebels nach außen gezogen wird. In beiden Fällen werden die Druckplatten der Bremse infolge ihrer Relativ­ drehung von zwischen ihnen angeordneten Spreizkörpern axial auseinandergedrückt, wobei sie Bremsscheiben gegen Gehäusewände drücken und dadurch eine Bremsung bewirken.

Bei jeder Bremsung werden die beiden Druckplatten in Drehrichtung der Bremsscheiben ein Stück weit mitgedreht, bis eine der Druckplatten mit einem an ihr ausgebildeten Vorsprung gegen einen Ansatz des Bremsgehäuses stößt. Bei dieser gemeinsamen Drehung beider Druckplatten stellt sich die Stange in bezug auf die Achse des Kolbens schräg. Jede weitere vom Kolben über die Kugelpfanne und Muffe auf die Stange ausgeübte Betätigungskraft erzeugt eine Reaktionskraft, die eine in bezug auf denKolben ra­ diale Komponente aufweist. Diese Kraftkomponente bewirkt, daß die Führungsflächen und Dichtungen des Kolbens un­ gleichmäßig belastet und im Laufe der Zeit entsprechend ungleichmäßig abgenutzt werden, wodurch der Kolben schwergängig und undicht werden kann. Entsprechendes gilt auch dann, wenn als Bewegungsumsetzer anstelle der La­ schen in ebenfalls bekannter Weise (DE-PS 12 39 147) ein Spreizkeil vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß der Kolben und dessen Dichtun­ gen sowie die zugehörigen Dichtungs- und Führungsflächen im Zylindergehäuse geschont werden und eine dementspre­ chend lange Lebensdauer haben.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• - am Zylindergehäuse ein Führungskörper befestigt ist, der eine in Achsrichtung des Kolbens angeordnete Führung aufweist,
• - die Stange in einen äußeren und einen inneren Stangen­ abschnitt unterteilt ist, die gelenkig miteinander ver­ bunden sind, und von denen
• - der äußere Stangenabschnitt in der Führung geführt und am Kolben in ausschließlich axialer Richtung abgestützt ist, während
• - der innere Stangenabschnitt entsprechend der Drehbeweg­ lichkeit der Druckscheiben pendelnd angeordnet ist.

Damit wird erreicht, daß der Kolben und dessen Dichtungen sowie die entsprechenden Dichtungs- und Führungsflächen des Zylindergehäuses von radialen Kräften weitgehend, wenn nicht vollständig, freigehalten werden.

Die erfindungemäße Betätigungsvorrichtung ist zweckmä­ ßigerweise dadurch weitergebildet, daß

• - der Kolben eine Schulter auweist, daß
• - am äußeren Stangenabschnitt ein Kopf ausgebildet ist, der sich einerseits an der Schulter des Kolbens abstützt und andererseits als Abstützung für den inneren Stangen­ abschnitt ausgebildet ist, und
• - der Führungskörper sich mit seiner Führung in den Kol­ ben hinein bis in die Nähe von dessen Schulter erstreckt.

Dabei kann der Kolben wie bei der beschriebenen gattungs­ gemäßen Betätigungsvorrichtung ein Stufenkolben sein. In diesem Fall ist es ferner vorteilhaft, daß

• - der Kolben seinen größeren Durchmesser an seinem in be­ zug auf das Bremsengehäuse inneren Ende aufweist und
• - am Kopf des äußeren Stangenabschnitts eine Kugelpfanne als Abstützung für ein entsprechend kugelsegmentförmiges Ende des inneren Stangenabschnitts ausgebildet ist.

1. Schließlich ist es zweckmäßig, wenn der Führungskörper mit dem Kolben fluchtend in das Zylindergehäuse die der Führungskörper eingeschraubt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelhei­ ten erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vollbelagscheibenbremse mit zugehöriger Be­ tätigungsvorrichtung in einem zur Achse der Bremse normalen, die Achse der Betätigungsvor­ richtung enthaltenden Schnitt,

Fig. 2 den Teilschnitt II-II in Fig. 1,

Fig. 3 den Teilschnitt III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3, jedoch bei betätig­ ter Bremse.

Die in Fig. 1 vollständig und in Fig. 2 bis 4 teilweise dargestellte Bremsbetätigungsvorrichtung hat ein Zylin­ dergehäuse 10, das an ein Bremsengehäuse 12 angeschraubt und zu diesem Zweck mit einem Flansch 14 versehen ist. Das Zylindergehäuse 10 weist eine in bezug auf das Brem­ sengehäuse 12 radiale, gestufte Zylinderbohrung 16 auf, die ihren größeren Durchmesser an dem in bezug auf das Bremsengehäuse 12 inneren Ende des Zylindergehäuses 10 hat. Die Zylinderbohrung 16 weist in ihrem abgestuften mittleren Bereich einen nur angedeuteten Druckmittelein­ laß 18 auf und enthält einen entsprechend abgestuften Kolben 20, der eine in bezug auf das Bremsengehäuse 12 radial nach innen gerichtete Kraft erzeugt, wenn durch den Druckmitteleinlaß Bremsflüssigkeit unter Druck einge­ leitet wird.

Der Kolben 20 ist hülsenförmig und hat in seinem mittle­ ren Bereich eine innere Schulter 22. In bezug auf das Bremsengehäuse 12 radial außerhalb des Kolbens 20 ist in das Zylindergehäuse 10 ein muffenartiger Führungskörper 24 eingeschraubt, der eine Führung 26 in Gestalt einer glatten zylindrischen Bohrung aufweist und außen durch einen Gummibalg 28 mit dem Zylindergehäuse 10 verbunden ist.

In der Führung 26 ist ein entsprechend zylindrischer äußerer Stangenabschnitt 30 geführt, der außen ein Befe­ stigungsmittel 32 in Gestalt einer aufgeschraubten Gabel für ein in dieser Gabel schwenkbar gelagertes äußeres Be­ tätigungsglied 34 aufweist. Der Führungskörper 24 samt seiner Führung 26 erstreckt sich mit radialem Spiel in den Kolben 20 hinein bis zu dessen Schulter 22. Der äuße­ re Stangenabschnitt 30 erstreckt sich weiter, durch die Schulter 22 hindurch und weist jenseits, in Fig. 1 unter­ halb dieser Schulter, einen Kopf 36 auf, der sich an die­ ser Schulter axial abstützt, in radialer Richtung jedoch Spiel innerhalb des Kolbens 20 hat. An der inneren, in Fig. 1 unteren Seite des Kopfes 36 ist eine Kugelpfanne 38 ausgebildet.

Als Verlängerung des äußeren Stangenabschnitts 30 ist ein innerer Stangenabschnitt 40 vorgesehen, der ein in der Kugelpfanne 38 abgestütztes kugelsegmentförmiges äußeres Ende 42 aufweist und an seinem in bezug auf das Bremsen­ gehäuse 12, in das er hineinragt, inneren Ende mit einem Bewegungsumsetzer 44 fest verbunden oder einstückig aus­ gebildet ist. Der Bewegungsumsetzer 44 ist im dargestell­ ten Beispiel ein Spreizkeil mit einem Paar Laufbahnen 46, die in bezug auf das Bremsengehäuse 12 radial nach innen konvergieren und mit je einer Kugel 48 zusammenwirken. Die beiden Kugeln 48 sind je einer Druckscheibe 50 bzw. 52 zugeordnet, an der eine entsprechende radiale Laufbahn 54 bzw. 56 ausgebildet ist.

Die beiden Druckscheiben 50 und 52 sind durch drei radial nach innen ragende Ansätze 58, 60 und 62 des Bremsenge­ häuses 12 zentriert und durch den Ansatz 58 bzw. 60 in ihrer Drehbeweglichkeit entgegen bzw. in dem Uhrzeiger­ sinn begrenzt. In den einander zugewandten Stirnflächen der Druckscheiben 50 und 52 sind in üblicher Weise ram­ penartige Vertiefungen 64 bzw. 66 ausgebildet, die ein­ ander paarweise gegenüberliegen. In jedem Paar Vertiefun­ gen 64, 66 ist eine Kugel 68 aufgenommen; durch die Ku­ geln 68 werden die Druckscheiben 50 und 52 entgegen der Rückstellkraft von Zugfedern 70 axial voneinander wegbe­ wegt, wenn sie gegeneinander verdreht werden. Zum Rück­ stellen der Kugeln 48 und des Bewegungsumsetzers 44 ist an den beiden Druckscheiben 50 und 52 je eine kegelförmi­ ge Druckfeder 72 abgestützt.

Axial neben den Druckscheiben 50 und 52 sind Bremsschei­ ben 74 angeordnet, die mit einer abzubremsenden Welle 76 zu gemeinsamer Drehung, jedoch axial verschiebbar, ver­ bunden sind; zwischen benachbarten Bremsscheiben 74 ist je ein Zwischenring 78 im Bremsengehäuse 12 axial ver­ schiebbar, jedoch nichtdrehbar, angeordnet.

Wenn der innere Stangenabschnitt 40 bei mechanischen Be­ tätigen der Bremse durch Schwenken des Betätigungsgliedes 34 vom äußeren Stangenabschnitt 30 oder bei hydrauli­ schen Betätigen der Bremse vom Kolben 20 nach innen ge­ drückt und dadurch der Bewegungsumsetzer 44 gemäß Fig. 4 weiter zwischen die Kugeln 48 eindringt und infolgedessen die Druckscheiben 50 und 52 gegensinnig verdreht werden, so daß diese von den Kugeln 68 axial auseinanderbewegt und dann von den Bremsscheiben 74 in deren Drehrichtung mitgenommen werden, stellt sich der innere Stangenab­ schnitt 40 entsprechend schräg, so daß die Reaktions­ kraft, die er über sein kugelsegmentförmiges Ende 42 auf die Kugelpfanne 38 überträgt, eine radiale Komponente erhält. Diese radiale Komponente belastet den Kolben 20 nicht, da sie vom äußeren Stangenabschnitt 30 über den Führungskrörper 74 und das Zylindergehäuse 10 auf das Bremsengehäuse 12 abgeleitet wird.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung läßt sich nachträglich an die im übrigen fertig montierte Bremse anbauen. Zu diesem Zweck werden - falls nicht schon beim Zusammenbau der Bremse geschehen - die kegelförmigen Druckfedern 72 und die Kugeln 48 eingelegt; anschließend wird der keilförmige Bewegungsumsetzer 44 zwischen die Kugeln 48 eingeschoben und dann wird der Flansch 14 des Zylindergehäuses 10 an das Bremsengehäuse 12 ange­ schraubt. Die Kegelform der Druckfedern 72 ist beim Zu­ sammenbauen wie im Betrieb besonders vorteilhaft, da die Federwindungen sich platzsparend ineinanderlegen, wenn die Druckfedern zusammengedrückt werden.

Claims (5)

1. Mechanische und hydraulische Betätigungsvorrichtung für eine Vollscheibenbremse mit

• - einem Zylindergehäuse (10), das zur Befestigung an einem Bremsengehäuse (12) ausgebildet ist,
• - einem hülsenartigen Kolben (20), der im Zylindergehäuse (10) geführt ist, und
• - einer Stange (30, 40), die sich durch den Kolben (20) hindurcherstreckt, an ihm abgestützt ist, bezüglich des Bremsgehäuses (12) radial außen Befestigungsmittel (32) für ein äußeres Betätigungsglied (34) aufweist und innen mit einem Bewegungsumsetzer (44) verbunden ist, mit dem sich Längsbewegungen der Stange (30, 40) in Relativ­ drehungen von Druckscheiben (50, 52) der Bremse umsetzen lassen,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - am Zylindergehäuse (10) ein Führungskörper (24) befe­ stigt ist, der eine in Achsrichtung des Kolbens (20) an­ geordnete Führung (26) aufweist,
• - die Stange (30, 40) in einen äußeren und einen inneren Stangenabschsnitt unterteilt ist, die gelenkig miteinander verbunden sind, und von denen
• - der äußere Stangenabschsnitt (30) in der Führung (26) geführt und am Kolben (20) in ausschließlich axialer Richtung abgestützt ist, während
• - der innere Stangenabschnitt (40) entsprechend der Dreh­ beweglichkeit der Druckscheiben (50, 52) pendelnd ange­ ordnet ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Kolben (20) eine Schulter (22) aufweist,
• - am äußeren Stangenabschnitt (30) ein Kopf (36) ausge­ bildet ist, der sich einerseits an der Schulter (22) des Kolbens (20) abstützt und andererseits als Abstützung für den inneren Stangenabschnitt (40) ausgebildet ist, und
• - der Führungskörper (24) sich mit seiner Führung (26) in den Kolben (20) hinein bis in die Nähe von dessen Schul­ ter (22) erstreckt.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, deren Kolben (20) ein Stufenkolben ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Kolben (20) seinen größeren Durchmesser an seinem in bezug auf das Bremsengehäuse (12) inneren Ende auf­ weist und
• - am Kopf (36) des äußeren Stangenabschnitts (30) eine Kugelpfanne (38) als Abstützung für ein entsprechend ku­ gelsegmentförmiges Ende (42) des inneren Stangenab­ schnitts (40) ausgebildet ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (24) mit dem Kolben (20) fluchtend in das Zylindergehäuse (10) eingeschraubt ist.