DE3705011C2 - Betätigungsvorrichtung für Fahrzeugbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brems-Betätigungsvorrichtung mit einer Nachstellvorrichtung, die zum Ausgleich von Belagver­ schleiß automatisch nachstellt, um so ein im wesentlichen gleichbleibendes Bremslüftspiel aufrechtzuerhalten. Bei bekannten Brems-Betätigungsvorrichtungen dieser Gattung (z. B. DE 24 20 985 C2) gehört zur Nachstellvorrichtung eine Mutter, die auf eine Gewindestange in einem Kolben aufgeschraubt ist, der zum Betätigen der Bremse unter hydraulischem Druck axial bewegbar ist. Bei solchen Betätigungsvorrichtungen kehrt der Kolben beim Lösen der Bremse unter der Wirkung von zusammengedrückten Dichtun­ gen aus Kautschuk, Staubschutzhüllen usw. zurück und stellt ungefähr das erforderliche Bremslüftspiel her. Durch Alte­ rung und Abnutzung kann es jedoch geschehen, daß der Kol­ ben nicht ausreichend zurückgestellt wird, so daß der Reib­ belag in Berührung mit der Bremsfläche bleibt, was offensichtlich nicht erwünscht ist. Ferner kann die Nach­ stellmutter durch Schwingungen oder Stöße an der Gewinde­ stange verstellt werden, wodurch eine nicht erforderliche Nachstellung hervorgerufen wird, die zu einem Fressen der Bremsen führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brems-Betäti­ gungsvorrichtung mit einer im Betätigungskolben angeordneten Nachstellmutter zu schaffen, bei der der Kolben nach Lösen der Bremse zuverlässig zurückgestellt wird und Schwingungen eine nicht erforderliche Verstellung der Nachstellmutter nicht hervorrufen können.

Die Erfindung schafft eine Brems-Betätigungsvorrichtung mit einem hohlen Kolben, der axial verschieblich in einem Zylin­ der angeordnet ist, wobei der Zylinder und der Kolben von einer langen Stange axial durchdrungen sind, die Stange im Zylinder in einer festen Stellung angeordnet ist und ein Schraubengewinde und ein axiales Vielnutprofil trägt, eine Nachstellmutter auf dem Schraubengewinde drehbar angeordnet und mit einer auf dem Vielnutprofil angeordneten Sperrvor­ richtung in Eingriff ist, die von einer am Kolben anliegen­ den Feder elastisch an die Nachstellmutter angepreßt wird, und ein von der Sperrvorrichtung getragener Druckring in be­ zug auf den hohlen Kolben zwischen der Nachstellmutter und einer im Kolben vorgesehenen Haltevorrichtung unter der Wir­ kung von hydraulischem Druck axial bewegbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sperrvorrichtung als Ring ausgebildet, der geneigte Zähne hat, die mit einer ähnlichen Verzahnung an der Nachstellmut­ ter kämmen, wobei der Ring auf dem axialen Vielnutprofil der Gewindestange so angeordnet ist, daß er sich in bezug auf die Stange nicht drehen kann. Der Sperring trägt auf seinem Außenumfang ebenfalls ein axiales Vielnutprofil, das mit einem komplementären Vielnutprofil in der Innenfläche des Druckringes in Eingriff ist; der Druckring trägt auf seinem Außenumfang ein axiales Vielnutprofil, das mit einem komple­ mentären axialen Vielnutprofil auf der Innenwand des hohlen Kolbens in Eingriff ist. Der Druckring ist in bezug auf den Kolben zwischen der Nachstellmutter und einer Haltevorrich­ tung in Gestalt eines an der Innenwand des Kolbens befestig­ ten Ringes unter der Wirkung von hydraulischem Druck im Zy­ linder axial bewegbar und hat ein Axiallager, das an eine Stirnfläche der Nachstellmutter anlegbar ist.

In der normalen nachgestellten Bremslösestellung liegt die Nachstellmutter an einer von der Innenwand des Kolbens nach innen ragenden Schulter an. Wenn die normale Betriebsbremse betätigt werden soll, wird dem Zylinder hydraulischer Druck zugeführt, der den Kolben in Längsrichtung des Zylinders drängt, um Druck auf die Reibbeläge auszuüben. Beim axialen Bewegen des Kolbens wird die zwischen dem Sperring und dem Haltering eingespannte Feder zusammengedrückt, weil sie nicht stark genug ist, um die Nachstellmutter auf dem Schraubengewinde zu drehen. Die Nachstellmutter löst sich somit von der radialen Schulter an der Kolbeninnenseite und verharrt in ihrer Stellung, wobei das Ineinandergreifen der Verzahnungen von Nachstellmutter und Sperring verhindert, daß die Nachstellmutter durch Schwingungen oder Stöße ge­ dreht, also verstellt wird. Bei Lösen der Betriebsbremse stellt die Feder somit den Kolben in Längsrichtung des Zy­ linders zurück, wobei sie das erforderliche Bremslüftspiel zuverlässig herstellt.

Wenn Belagverschleiß eintritt, so daß der Reibbelag ein grö­ ßeres als das erforderliche Spiel hat, muß der Kolben zum Betätigen der Betriebsbremse weiter bewegt werden. In diesem Falle legt sich das Axiallager des Druckringes an die Nach­ stellmutter an, wobei der Kolben über den Haltering einen axialen Druck auf die Nachstellmutter ausübt, der ausreicht, um die Nachstellmutter auf dem Schraubengewinde unter Über­ windung der durch Federkraft vorgespannten Sperrvorrichtung zu drehen. Wenn sich die Reibbeläge an die Bremsfläche an­ legen, wird die Nachstellmutter nicht weitergedreht, und bei Lösen der Betriebsbremse wird der Kolben unter der Wirkung der Feder in die nachgestellte Position zurückbewegt, in welcher die Kolbenschulter an der Nachstellmutter anliegt. Somit ist das erforderliche Bremslüftspiel wieder herge­ stellt.

Vorzugsweise ist der Zylinder gemäß der Erfindung in einem weiteren Kolben ausgebildet, an einem axialen Ende geschlos­ sen und am anderen offen. Dieser weitere Kolben ist durch eine Feststell- oder Hilfsbremsvorrichtung begrenzt axial bewegbar. In diesem Falle ist der Außenumfang der Nachstell­ mutter von kegelstumpfförmiger Gestalt, die zum Verblocken der Bauteile bei Betätigen der Feststellbremse mit einer komplementären Kupplungsfläche an der Innenwand des Kolbens in Eingriff bringbar ist.

Vorzugsweise ist der Innenraum des hohlen Kolbens zur Zylin­ deraußenseite hin mittels eines axial beweglichen Einstell­ rohres abgedichtet, das zum Abheben der Nachstellmutter und Rückstellen der Nachstellvorrichtung gegen den Sperring und seine Federvorspannung von Hand bewegbar ist. Vorzugsweise ist auf dem Einstellrohr zwischen dem Kolben und dem Reibbe­ lag eine Schutzplatte elastisch angeordnet, wobei die ela­ stische Montage eine gewisse Gelenkbewegung der Schutzplatte ermöglicht und Reibbelagwiderstand, der eventuell auf den Kolben übertragen wird, zumindest herabsetzt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Erfindung und

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen abgewandelten Abschnitt der Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Brems-Betätigungsvorrichtung um­ faßt einen hohlen Kolben 1, der in einem Zylinder 3, welcher an einem Ende offen und am anderen Ende 5 geschlossen ist, axial verschieblich angeordnet ist. Im Zylinder 3 ist am ge­ schlossenen Ende 5 gleichachsig eine lange Stange 7 angeord­ net, die ein Schraubengewinde 9 und ein axiales Vielnutpro­ fil 11 trägt. Die Stange 7 erstreckt sich durch den Kolben 1 hindurch und dringt in ein Einstellrohr 13 ein, das den In­ nenraum des Kolbens 1 zur Außenseite des Zylinders 3 hin ab­ dichtet. Das Einstellrohr 13 ist ein langes hohles Bauteil, das an einem Ende 15 geschlossen und am anderen Ende offen ist. Am offenen Ende weist das Einstellrohr 13 einen radial nach außen gerichteten Flansch 17 auf, der in eine kreis­ ringförmige Vertiefung 19 eingreift, welche in eine radial nach innen ragende Schulter 21 an der Innenwand des Kolbens 1 eingearbeitet ist. In der Schulter 21 ist eine Dichtung 23 angeordnet, die als Berührungsdichtung am Einstellrohr 13 anliegt und dabei eine axiale Bewegung desselben ermöglicht.

Normalerweise, in einer voll nachgestellten Bremslösestel­ lung, liegen im Flansch 17 angeordnete Axiallager 25 mit ge­ nügendem axialem Abstand an einer axialen Stirnfläche einer auf das Schraubengewinde 9 der Stange 7 aufgeschraubten Nachstellmutter 27 an. Die Nachstellmutter 27 weist auf ihrem Außenumfang eine kegelstumpfförmige Kupplungsfläche 29 auf, die in dieser Bremslösestellung an einer komplementären Kupplungsfläche 31 an der Innenwand des Kolbens 1 anliegt.

Die andere Stirnfläche 33 der Nachstellmutter 27 trägt einen Ring von geneigten Zähnen 35, die mit einer komplementären Verzahnung an einem Sperring 37 kämmen, der auf dem Vielnut­ profil 11 angeordnet ist. Der Sperring 37 weist in seinem Außenumfang ein Vielnutprofil auf, das in ein axiales Viel­ nutprofil in der Innenfläche eines Druckringes 39 eingreift.

Der Druckring 39 ist in ein axiales Vielnutprofil 41 in der Innenwand des Kolbens 1 eingeschoben. Eine axiale Bewegung des Druckringes 39 wird durch einen an der Innenwand des Kolbens 1 befestigten Haltering 43 und durch die Nachstell­ mutter 27 begrenzt, an die ein vom Druckring 39 getragenes Axiallager 45 anlegbar ist. Zwischen dem Haltering 43 und dem Sperring 37 ist eine Feder 47 eingespannt und hält die Verzahnungen des Sperringes 37 und der Nachstellmutter 27 in Eingriff.

Am Kolben 1 liegt an einer Stelle 51 eine Schutzplatte 49 an, die auf dem Einstellrohr 13 mittels eines elastischen Ringes 53 angeordnet ist, der eine Gelenkbewegung ohne Über­ tragung von Reibbelag-Widerstandskräften auf den Kolben 1 ermöglicht. Die Schutzplatte 49 trägt einen Reibbelag 55.

Der Zylinder 3 ist in einem weiteren Kolben 57 ausgebildet, der in einer Bohrung 59 in einem Gehäuse 61 der Betätigungs­ vorrichtung axial bewegbar ist. Der Kolben 57 ist durch eine nicht dargestellte Feststellbremsvorrichtung in einem Be­ reich bewegbar, der durch einen Federring 63, welcher in einer kreisringförmigen Nut im Außenumfang des Kolbens 57 angeordnet ist, und eine große kreisringförmige Nut 65 in der Wand der Bohrung 59, in welche der Federring 63 hinein­ ragt, begrenzt ist.

Die Arbeitsweise ist folgende: Bei gelöster Feststellbremse liegt der Federring 63 am entsprechend Fig. 1 rechten axia­ len Ende der Nut 65 an. Bei normalem Betätigen der Betriebs­ bremse und voll nachgestellter Betätigungsvorrichtung nimmt der hydraulische Druck im Zylinder 3 zu und bewegt so den Kolben 1 und den Druckring 39 entsprechend Fig. 1 nach links. Die Schutzplatte 49 und der Reibbelag 55 werden somit ebenfalls nach links bewegt, bis der Reibbelag 55 sich an die Bremsfläche anlegt. Beim Bewegen des Kolbens 1 entspre­ chend Fig. 1 nach links wird die Kupplungsfläche 31 von der Nachstellmutter 27 abgehoben, wobei die Kraft der Feder 47 sowohl in der Verzahnung 35 als auch im Schraubengewinde 9 eine axiale Last erzeugt. Das von der Steigung des Schraubengewindes 9 hervorgerufene und auf die Nachstellmutter 27 wirkende Drehmoment wird bei entsprechender Wahl von Gewinde- und Verzahnungswinkeln stets von der Verzahnung 35 abgestützt, so daß die Nachstellmutter 27 stationär bleibt. Bei Lösen der Betriebsbremse wird der hydraulische Druck aufgehoben und die Feder 47 bewegt den Kolben 1 zuver­ lässig in eine Bremslösestellung zurück. Somit ist sicherge­ stellt, daß das erforderliche Bremslüftspiel erreicht wird.

Wenn jedoch ein einen vorbestimmten Betrag überschreitender Belagverschleiß eingetreten ist, muß sich der Kolben 1 zum Betätigen der Bremse entsprechend Fig. 1 weiter nach links bewegen, so daß sich der Druckring 39, genauer das von ihm getragene Axiallager 45, an die Nachstellmutter 27 anlegt. Die über das Axiallager 45 aufgetragene axiale Last belastet das Schraubengewinde 9 in axialer Richtung, ohne daß eine entsprechende axiale Kraft auf die Verzahnung 35 ausgeübt wird. Das zusätzliche Drehmoment aus dieser axialen Last dreht die Nachstellmutter 27 auf dem Schraubengewinde 9. Beim Drehen der Nachstellmutter 27 springen die miteinander kämmenden Sperrverzahnungen der Nachstellmutter 27 und des Sperringes 37 übereinander hinweg, wenn die Feder 47 zusammengedrückt und entlastet wird. Somit folgt dann die Nachstellmutter 27 der Schulter 21 in einem vorbestimmten Abstand. Beim Lösen der Betriebsbremse wird der Kolben 1 unter der Wirkung der Feder 47 entsprechend Fig. 1 nach rechts bewegt, bis sich die Kupplungsfläche 31 an die Nach­ stellmutter 27 anlegt. Dabei behält die Nachstellmutter 27 ihre nachgestellte Position auf dem Schraubengewinde 9 bei.

Um den Kolben 1 in seine nicht nachgestellte Ausgangsposi­ tion zurückzustellen, beispielsweise zum Auswechseln der Reibbeläge, wird das Einstellrohr 13 von Hand entsprechend Fig. 1 nach rechts bewegt, um die Nachstellmutter 27 entlang dem Schraubengewinde 9 zurückzustellen. Dabei bewegt die Fe­ der 47 den Kolben 1 zurück, weil im Zylinder 3 kein hydrau­ lischer Druck herrscht.

Beim Betätigen der nicht dargestellten Feststellbremsvor­ richtung wird der Kolben 57 entsprechend Fig. 1 nach links bewegt und verschiebt die Gewindestange 7 nach links, wobei das Schraubengewinde 9 die Bremskraft von der Gewindestange 7 auf die Nachstellmutter 27 überträgt, die sich wegen ihrer Anlage an der Kupplungsfläche 31 nicht drehen kann, derart daß die Bremskraft auf den Kolben 1 und die Schutzplatte 49 übertragen wird. Beim Betätigen der Feststell-/Hilfsbremse ist die Nachstellvorrichtung somit blockiert.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Abwandlung sind die ineinan­ dergreifenden Sperrzähne 67 gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 radial nach außen versetzt, wogegen der Ein­ griffsbereich von Druckring 69 und Nachstellmutter 71 radial nach innen versetzt ist. Dank dieser Änderung ist zwischen dem Druckring 69 und der Nachstellmutter 71 wegen des ver­ ringerten Momentes kein Axialwälzlager erforderlich.

Die Erfindung schafft somit eine Brems-Betätigungsvorrich­ tung mit einem hydraulisch betätigbaren Kolben und einer Nachstellmutter auf einer Gewindestange, bei der die Nach­ stellmutter gegen eine mögliche Bewegung, also Nachstellung, infolge von Schwingungen und/oder Stößen festgehalten ist und der Kolben bei Lösen der Betriebsbremse zuverlässig in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird.

Claims (14)

1. Brems-Betätigungsvorrichtung, mit einem hohlen Kolben, der axial verschieblich in einem Zylinder angeordnet ist, wobei der Zylinder und der Kolben von einer langen Stange axial durchdrungen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (7) im Zylinder (3) in einer festen Stellung an­ geordnet ist und ein Schraubengewinde (9) und ein axiales Vielnutprofil (11) trägt, auf dem Schraubengewinde (9) eine Nachstellmutter (27; 71) drehbar angeordnet und mit einer auf dem Vielnutprofil (11) angeordneten Sperrvorrichtung (37; 67) in Eingriff ist, die von einer am Kolben (1) anlie­ genden Feder (47) elastisch an die Nachstellmutter (27) an­ gepreßt wird, und daß ein von der Sperrvorrichtung (37) ge­ tragener Druckring (39; 69) in bezug auf den Kolben (1) zwischen der Nachstellmutter (27) und einer am Kolben (1) vorgesehenen Haltevorrichtung (43) unter der Wirkung von hydraulischem Druck axial bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (37) als Ring ausgebildet ist, der ge­ neigte Zähne hat, welche mit einer komplementären Verzahnung (35) an der Nachstellmutter (27) in Eingriff ist, wobei der Ring (37) auf dem axialen Vielnutprofil (11) der Gewindestange (7) an­ geordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (37) auf seinem Außenumfang ein axiales Viel­ nutprofil trägt, das mit einem komplementären axialen Viel­ nutprofil in der Innenfläche des Druckringes (39) in Ein­ griff ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (39) auf seinem Außenumfang ein axiales Viel­ nutprofil trägt, das mit einem komplementären axialen Viel­ nutprofil auf der Innenwand des hohlen Kolbens (1) in Ein­ griff ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (39) an die Nachstellmutter (27) an einer Stelle anlegbar ist, die radial außerhalb der Stelle gelegen ist, an welcher die Sperrvorrichtung (37) an der Nachstell­ mutter (27) angreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (39) ein Axiallager (45) trägt, das an die Nachstellmutter (27) anlegbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (69) an der Nachstellmutter (71) an einer Stelle anlegbar ist, die radial innerhalb der Stelle gelegen ist, an welcher die Sperrvorrichtung (67) an der Nachstell­ mutter (71) angreift.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellmutter (27) an einer vom Kolben (1) nach innen ragenden Schulter (21) anliegt, wenn die Betätigungsvorrich­ tung eine normale nachgestellte Bremslösestellung einnimmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellmutter (27) an ihrem Umfang eine kegelstumpf­ förmige Fläche (29) aufweist, die mit einer komplementären Kupplungsfläche (31) an der Schulter (21) in Eingriff bring­ bar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (47) nicht genügend stark ist, um die Nachstell­ mutter (27) auf dem Schraubengewinde (9) zu drehen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) in einem weiteren Kolben (57) ausgebildet und an einem Ende (5) geschlossen und am anderen Ende offen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (57) durch eine Feststell- oder Hilfsbremsvorrichtung begrenzt axial bewegbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein axial bewegbares Rohr (13) eine axiale Bohrung im äuße­ ren Ende des Kolbens (1) durchdringt und den Innenraum des Kolbens (1) abdichtet, wobei es axial bewegbar ist, um die Nachstellmutter (27) und die Sperrvorrichtung (37) gegen die Federvorspannkraft entlang der Stange (7) zurückzudrehen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (1) und einem Reibbelag (55) auf dem Rohr (13) eine Schutzplatte (49) elastisch angeordnet ist.