DE4406384C2 - Bremseinrichtung und Ausgleichsrolle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für Kraftfahr­ zeuge mit einem um eine Schwenkachse drehbar gelagerten Bremshebel, einem in seiner axialen Richtung verschiebbaren Bremsventilkolben und einem der Kraftübertragung dienenden Ausgleichsteil. Das Ausgleichsteil ist an einer zwischen der Schwenkachse und einem vorzugsweise als Pedal ausgebildeten Betätigungsorgan liegenden Angriffsstelle des Bremshebels ei­ nerseits und an dem Bremsventilkolben andererseits beweglich gelagert und unter der Wirkung einer Feder eingespannt, so daß beim Betätigen des Betätigungsorgans der Bremshebel ver­ schwenkt und der Bremsventilkolben axial verschoben wird.

Durch die DE 38 37 650 A1 ist ein Bremshebel und ein zweistu­ figes Bremsventil bekannt geworden. Der Bremsventilkolben wird durch die Kraft einer in der Ventilbohrung angeordneten Feder axial beaufschlagt, so daß seine aus dem Ventilgehäuse nach außen weisende Stirnfläche gegen ein freies Schenkelende des schwenkbar gelagerten, zweischenkligen Bremshebels drückt. Durch Betätigung des Bremshebels wird der Bremsven­ tilkolben gegen die Kraft der Feder in das Ventilgehäuse gedrückt, wodurch der zur Betätigung der Bremsen erforderli­ che Hydraulikdruck aufgebaut wird. Der Vektor der zwischen dem freien Schenkelende und der Stirnfläche des Bremsventil­ kolbens übertragenen Kraft hat eine bezüglich des Bremsven­ tilkolbens axiale als auch eine radiale Komponente, so daß bei jeder Bremsbetätigung das freie Schenkelende auf der Stirnfläche des Bremsventilkolbens gleitet. Dies erfordert eine erhöhte Bremspedalkraft. Um die Bremspedalkraft zu reduzieren, wurde bei den John Deere Schleppern der Serie 6000 zwischen dem Bremspedal und dem Bremsventilkolben ein Kugellager angeordnet, was jedoch zu höheren Herstellungs­ kosten führt.

Bei PKW-Bremsanlagen (US 4 404 803) wird häufig zwischen Bremspedal und Bremsventilkolben als Bindeglied eine Brems­ stange benutzt, die am Bremspedal angelenkt ist und deren freies Ende kugelförmig ausgebildet ist und in eine stirnsei­ tige Ausnehmung des Bremsventilkolbens mit pfannenförmigem Grund derart eingreift, daß ein Verkippen der Bremsstange in­ nerhalb eines geringen Winkelbereichs möglich ist. Durch diese Ausbildung sollen Zuordnungstoleranzen zwischen Brems­ pedal und Bremsventilkolben ausgeschlossen und der Kraftfluß auf den Bremsventilkolben zentriert werden. Diese Ausbildung beansprucht jedoch relativ viel Bauraum, der insbesondere bei Land-, Forst- und Baumaschinen nicht immer zur Verfügung steht.

Aus der DE 29 30 752 A1 ist ein Bremspedal für Kraftfahrzeuge mit veränderlichem Hebelarm bekannt. Der Bremshebel enthält ein Langloch und ist durch einen in dem Langloch geführten Haltestift gelenkig mit einem Gabelstück verbunden. An dem Gabelstück ist ein auf den Bremsventilkolben einwirkender Betätigungsstößel befestigt. Das Gabelstück ist mit einer Stößelrolle versehen, die auf einer an dem Bremshebel angebrachten Nockenführung abrollt, um den Betätigungsstößel stets in einer etwa koaxialen Stellung zum Bremskolben zu halten und auf diesen in allen Stellungen des Bremshebels die größtmögliche Kraft auszuüben.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gese­ hen, eine Bremseinrichtung der eingangs genannten Art anzuge­ ben, bei der die genannten Probleme überwunden werden. Insbe­ sondere sollen keine hinsichtlich der Bremsventilkolbenachse quer gerichtete Kräfte, durch die die Bremspedalkräfte erhöht werden können, übertragen werden. Ferner soll die Bremsbetä­ tigungseinrichtung auf kleinstem, bzw. kürzestem Bauraum untergebracht werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Erfindungsgemäß ist das Ausgleichsteil im wesentlichen als eine doppelstegige Ausgleichsrolle ausgebildet, die wenig­ stens zwei seitliche Scheiben und ein zwischen den Scheiben liegendes Zwischenteil aufweist, wobei die Scheiben radial über das Zwischenteil hinausragen. Die Scheiben weisen wenig­ stens bereichsweise zylindrisch oder konvex gewölbte Umfangs­ flächen auf. Sie sind vorzugsweise kreisrund. Das Zwischen­ teil greift in zusammengebautem Zustand in eine zum Brems­ ventilkolben hin offene Ausnehmung oder Nut des Bremshebels ein und stützt sich mit seiner Umfangsfläche am Nutgrund ab. Die zylindrisch oder konvex gewölbten Umfangsflächen der Scheiben liegen an einer Stirnfläche des Bremsventilkolbens an. Zweckmäßigerweise ist die Ausgleichsrolle ein konzentri­ sches Bauteil, das im wesentlichen freibeweglich in der Nut des Bremshebels geführt ist.

Vorzugsweise ist der Bremshebel im Bereich der Angriffsstelle bzw. der Nut flach ausgebildet und weist zwei im wesentlichen zueinander parallele Seitenflächen auf. An diesen Seitenflä­ chen stützen sich die einander zugewandten Innenflächen der Scheiben derart ab, daß lediglich ein geringes axiales Spiel der Ausgleichsrolle zugelassen ist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens der sich am Nutgrund abstützende Bereich des Zwischenteils ballig oder kugelförmig ausgebildet. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Abstützung über einen Punktkontakt erfolgt, so daß lediglich hinsichtlich des Bremsventilkolbens axiale Kräfte übertragen werden. Alternativ kann auch der Nutgrund ballig ausgebildet sein. Dies ist jedoch in der Regel aus Fertigungsgründen aufwendiger.

Bei der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung werden die Kräfte zwischen dem Bremspedal und dem Bremsventilkolben im wesent­ lichen über Punktkontakte übertragen. Das Auftreten von Quer­ kräften kann darüberhinaus wegen der Verdrehbarkeit und der Abrollmöglichkeit der Ausgleichsrolle in der etwas breiter gehaltenen Nut des Bremspedals vermieden werden. Daher werden lediglich hinsichtlich des Bremsventilkolbens axiale Kräfte übertragen, und es treten keine Kraftverluste infolge von Querkräften auf. Toleranzen der Fertigung und ein Spiel der Bremspedallagerung wirken sich nicht nachteilig aus. Die Übertragungseinrichtung läßt sich klein und raumsparend aus­ bilden.

Bei der beschriebenen Bremseinrichtung findet als Bindeglied zwischen dem Bremspedal und dem Bremsventilkolben eine erfin­ dungsgemäße Ausgleichsrolle Anwendung, die wenigstens zwei seitliche Scheiben mit wenigstens bereichsweise zylindrisch oder konvex gewölbten Umfangsflächen und einem zwischen den Scheiben liegenden Zwischenteil mit einer wenigstens be­ reichsweise ballig ausgebildeten Umfangsfläche aufweist. Die Ausgleichsrolle ist vorzugsweise konzentrisch ausgebildet und enthält ein Zwischenteil mit einer kugelförmigen Andrehung und zwei kreisrunden Scheiben mit in etwa konstanter Dicke.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile der vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 die schematische Seitenansicht einer erfin­ dungsgemäßen Bremseinrichtung und

Fig. 2 ein vergrößertes Schnittbild durch einen Teil des Bremshebels mit einer erfindungsgemäßen Ausgleichsrolle in Seitenansicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Bremseinrichtung enthält im we­ sentlichen einen Bremshebel 10 und ein Bremsventil 12. Das Bremsventil 12 ist an einem schematisch angedeuteten Tragteil 14 befestigt, welches seinerseits am nicht dargestellten Fahrzeugchassis montiert ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein landwirtschaftliches oder Nutzfahr­ zeug, beispielsweise um einen Ackerschlepper.

Ein freies Ende des Tragteils 14 nimmt eine Lagerbuchse 16 auf, in der der Bremshebel 10 gelagert ist und die eine Schwenkachse 18 des Bremshebels 10 bildet. Der Bremshebel 10 enthält beidseits seiner Schwenkachse 18 je einen Schenkel. Der Endbereich des oberen Schenkels ist als Anschlag 20 ausgebildet, der mit dem Sechskantkopf einer an dem Tragteil 14 befestigten und durch eine Mutter 21 gesicherten Einstell­ schraube 22 zusammenwirkt und hinsichtlich der Darstellung gemäß Fig. 1 den Schwenkwinkel des Bremshebels 10 gegen den Uhrzeigerdrehsinn begrenzt. Am Endbereich des unteren mehr­ fach abgewinkelten Schenkels des Bremshebels 10 ist ein mit dem Fuß betätigbares Betätigungsorgan in Form einer Pedal­ auflage 24 angeordnet.

Bei dem Bremsventil 12 kann es sich um ein übliches Bauteil handeln, wie es beispielsweise in der DE 38 37 650 A1 be­ schrieben wurde. Es enthält eine mit hydraulisch betätigbaren Bremsen verbundene Zylinderbohrung, in der ein Bremsventil­ kolben 26 geführt ist. Innerhalb der Zylinderbohrung ist eine in der Zeichnung nicht sichtbare Feder angeordnet, die be­ strebt ist, den Bremsventilkolben 26 aus der Zylinderbohrung herauszudrücken.

Der Bremshebel 10 weist in seinem unteren Schenkel zwischen der Schwenkachse 18 und dem Betätigungsorgan 24 einen der Stirnfläche 28 des Bremsventilkolbens 26 vorgelagerten Be­ reich auf, in den eine zum Bremsventilkolben 26 hin offene Ausnehmung in Form einer Nut 30 eingelassen ist. Wenigstens in diesem Bereich ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, der Brems­ hebel 10 als flaches Bauteil ausgebildet, dessen Seitenflä­ chen 32, 34 parallel zueinander verlaufen.

In die Nut 30 ist ein als Rolle 36 ausgebildetes Ausgleichs­ teil eingesetzt, dessen Seitenansicht aus Fig. 2 hervorgeht, wo es im Vergleich zu Fig. 1 vergrößert dargestellt wurde. Die Rolle 36 ist ein hinsichtlich der Achse 38 rotationssym­ metrisches Teil und enthält einen Körper 40, der durch zwei axial äußere, den Körper 40 radial überragende, zueinander parallele, kreisrunde, seitliche Scheiben 42 begrenzt ist. Die Oberfläche des Körpers 40 oder Zwischenteils ist konvex und sphärisch ausgebildet.

Die Rolle 36 ist derart in die Nut 30 eingesetzt, daß der Körper 40 von der Nut 30 aufgenommen wird und der flache Bereich des Bremshebels 10 zwischen den seitlichen Scheiben 42 liegt. Für eine freie Beweglichkeit der Rolle 36 in der Nut 30 ist der lichte Abstand zwischen den Scheiben 42 etwas größer als die Dicke des Bremshebels 10, und die Nut 30 ist etwas breiter als der zentrale Durchmesser des Körpers 40.

Die Umfangsflächen der beiden Scheiben 42 liegen gegen die Stirnseite 28 des Bremsventilkolbens 26 an, so daß durch die auf den Bremsventilkolben 26 wirkende Federkraft die ballige Oberfläche der Rolle 36 gegen den Nutgrund 44 des Bremshebels 10 gedrückt wird und der Bremshebel 10 gegen den Uhrzeiger­ drehsinn verschwenkt wird, bis sein Anschlag 20 an der Ein­ stellschraube 22 anliegt, wie es Fig. 1 zeigt. Durch Fußbetä­ tigung läßt sich der Bremshebel 10 hinsichtlich der Darstel­ lung gemäß Fig. 1 im Uhrzeigerdrehsinn verschwenken. Dabei wird der Bremsventilkolben 26 gegen die Kraft der in der Zylinderbohrung angeordneten Feder in die Zylinderbohrung hineingeschoben und verdrängt Hydraulikflüssigkeit. Durch den hierbei hervorgerufenen Druckaufbau werden die Bremsen betä­ tigt.

Wegen der freibeweglichen Lagerung der Rolle 36 in der Nut 30 kann die Rolle 36 Toleranzen ausgleichen. Sie liegt lediglich über Punktkontakte an der Stirnseite 28 des Bremsventilkol­ bens 26 einerseits und am Grund 44 der Nut 30 andererseits an.

Claims (9)

1. Bremseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem um eine Schwenkachse (18) drehbar gelagerten Bremshebel (10), einem in seiner axialen Richtung verschiebbaren Brems­ ventilkolben (26) und einem der Kraftübertragung die­ nenden Ausgleichsteil, das an einer zwischen der Schwenkachse (18) und einem Betätigungsorgan (24) lie­ genden Angriffsstelle des Bremshebels (10) einerseits und an dem Bremsventilkolben (26) andererseits beweg­ lich gelagert und unter der Wirkung einer Feder einge­ spannt ist, so daß beim Betätigen des Betätigungsorgans (24) der Bremshebel (10) verschwenkt und der Bremsven­ tilkolben (26) axial verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsteil im wesentlichen eine Ausgleichsrolle (36) mit wenigstens zwei seitlichen Scheiben (42), die wenigstens bereichsweise zylindrisch oder konvex gewölbte Umfangsflächen aufweisen, und ei­ nem zwischen den Scheiben (42) liegenden Zwischenteil (40) ist, daß das Zwischenteil (40) in eine zum Brems­ ventilkolben (26) hin offene Ausnehmung (30) des Brems­ hebels (10) eingreift und sich mit seiner Umfangsfläche am Bremshebel (10) abstützt und daß die zylindrisch oder konvex gewölbten Umfangsflächen der Scheiben (42) an einer Stirnfläche (28) des Bremsventilkolbens (26) angreifen.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die einander zugewandten Flächen der Scheiben (42) sich am im Bereich seiner Angriffsstelle seitlich im wesentlichen flach ausgebildeten Bremshebel (10) derart abstützen, daß lediglich ein geringes axia­ les Spiel der Ausgleichsrolle (36) zugelassen ist.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens der sich am Bremshebel (10) abstützende Bereich des Zwischenteils (40) ballig ausgebildet ist.

4. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsrolle (36) als konzentrisches Bauteil ausgebildet ist.

5. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (40) der Ausgleichsrolle (36) eine sphärische Oberfläche auf­ weist, die sich am Grund (44) der Ausnehmung (30) des Bremshebels (10) ab­ stützt.

6. Ausgleichsrolle für eine Bremseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens zwei seitliche Scheiben (42), die wenigstens be­ reichsweise zylindrisch oder konvex gewölbte Umfangs­ flächen aufweisen, und einem zwischen den Scheiben (42) angeordneten Zwischenteil (40) mit einer wenigstens be­ reichsweise ballig ausgebildeten Umfangsfläche.

7. Ausgleichsrolle nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen konzentrische Ausbildung.

8. Ausgleichsrolle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zwischenteil (40) eine sphärische Oberfläche aufweist.

9. Ausgleichsrolle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ge­ kennzeichnet durch kreisrunde Scheiben (42) konstanter Dicke.