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Die
vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich eine Kugelrampe und
einen Kraftfahrzeug-Bremszylinder mit einer derartigen Rampe.
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Es
ist bekannt, in den Zylinder eines Sattels einer Scheibenbremse
mit hydraulischer Steuerung eine Kugelrampe (ball in ramp oder BIR
in der angelsächsischen
Terminologie) einzusetzen, die die Drehung eines von einem Steuerkabel
einer Feststellbremse (gewöhnlich
Handbremse genannt) angetriebenen Hebels in eine Translationsbewegung
umwandelt. Diese Translationsbewegung wird zum Kolben geleitet,
der Reiborgane, üblicherweise
Bremsklötze, an
die Scheibe drückt,
was die Verlangsamung oder das Anhalten des Fahrzeugs gewährleistet.
Ein Beispiel für
eine derartige Kugelrampe ist in dem unter der Nummer EP-A-0 633
987 veröffentlichten
europäischen
Patent beschrieben.
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Eine
derartige Rampe weist in an sich bekannter Weise drei Kugeln auf,
die zwischen zwei Platten angeordnet sind, die bei einer mechanischen Steuerung
zueinander drehen können.
Die primäre Platte,
die drehfest mit einem Steuerhebel verbunden ist, ist bezüglich eines
Sattels eines Bremszylinders drehbar angebracht. Bei der Drehung
der primären Platte
treibt die sekundäre
Platte die Bremskolben translatorisch an. Diese Translationsbewegung
wird erhalten, indem die Drehung der sekundären Platte durch eine radiale
Schraube blockiert wird, welche die Wand des Zylinders durchquert
und sich in eine zur Achse parallele Nut einfügt, die in der sekundären Platte
der Rampe ausgebildet ist. Die Vorrichtung aus dem Stand der Technik
weist zahlreiche Nachteile auf, die nachfolgend erklärt sind.
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Zunächst durchquert
das Innengewinde für die
Durchführung
der Schraube die Wand eines Zylinders, der unter Druck stehende
Bremsflüssigkeit enthalten
soll. Dies führt
zu Problemen hinsichtlich der Dichtigkeit. Darüber hinaus ist die Schraube
eine platzraubende und teure Einrichtung. Es wird somit eine einzige
Schraube verwendet, die hohe Anforderungen an die sekundäre Platte
und an den Zylinder stellt. Die Drehung der primären Platte neigt nämlich dazu
dafür zu
sorgen, dass die sekundäre
Platte unerwünschterweise
in Drehung um den Berührungspunkt
zwischen der Schraube und dieser sekundären Platte versetzt wird.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, eine Kugelrampe
und eine Bremse zu bieten, die die Nachteile der bekannten Vorrichtungen
nicht aufweisen.
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Es
ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Rampe und eine
Bremse zu bieten, die besonders zuverlässig sind.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, eine Kugelrampe
mit Mitteln zur Blockierung der Drehung der sekundären Platte
zu bieten.
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Es
ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kugelrampe und
eine Bremse mit einer derartigen Kugelrampe zu bieten, deren Herstellungskosten
gering sind.
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Diese
Ziele werden mit einer Kugelrampe nach Anspruch 1 erreicht.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch eine derartige Rampe, die dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Mittel zur Winkelblockierung der Platte, die mit dem
Sitz der Rampe zusammenwirken können,
bezüglich
einer der Platten der Rampe radial außerhalb angeordnet sind.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch eine derartige Rampe, die dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Mittel zur Winkelblockierung der Platte, die mit dem
Sitz der Rampe zusammenwirken können,
an der sekundären
Platte angeordnet sind.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch eine derartige Rampe, die dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Mittel zur Winkelblockierung der Platte, die mit dem
Sitz der Rampe zusammenwirken können, Steckelemente
bilden.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch eine derartige Rampe, die dadurch gekennzeichnet
ist, dass das Zwischenteil aus Stahlblech mit einer im Wesentlichen
konstanten Dicke hergestellt ist und Ausschnitte aufweist, die die
Verformung des Blechs ohne merkliche Veränderung der Dicke bei der Herstellung der
Elemente zum Schutz der Mittel zur Winkelblockierung der Platte
ermöglichen.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Bremszylinder, der dadurch gekennzeichnet
ist, dass er mindestens eine Rampe aufweist, die mit einem Hand brems-Steuerhebel
verbunden ist, und einen Kolben, der durch das Gleiten einer der
beiden Platten bei ihrer Drehung zueinander in eine axiale Translationsbewegung
angetrieben werden kann.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein derartiger Bremszylinder, der dadurch
gekennzeichnet ist, dass er Längsnuten
aufweist, die mit den Mitteln zur Winkelblockierung der Platte zusammenwirken
können.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Bremszylinder, der dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Wand des Zylinders mit axialen Nuten zur Aufnahme
der Mittel zur Winkelblockierung der Platte versehen ist und dass
die Hülse
Schutzmittel aufweist, die in die axialen Nuten des Zylinders dringen und
sich dabei zwischen die Nuten und die Mittel zur Winkelblockierung
der Platte einfügen,
welche translatorisch in der Hülse
angebracht ist.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Bremszylinder, der dadurch gekennzeichnet
ist, dass er eine Hülse
aufweist, die ein Gehäuse
für einen Stößel mit
automatischer Spielbeseitigung bildet, wobei die Dreh- und Translationsbewegung
der Hülse im
Zylinder blockiert ist, und dass mindestens eine der Platten durch
die Mittel zur Winkelblockierung der Platte in der Hülse winkelmäßig blockiert
ist und gleichzeitig in der Hülse
so angebracht ist, dass sie der Länge nach gleiten kann.
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Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Figuren
besser verstanden, die als nicht einschränkende Beispiele angegeben
sind. Darin zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
eines Bremssattels, der mit einer bekannten Vorrichtung ausgestattet
ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kugelrampe;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Kugelrampe;
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4 eine
Draufsicht der sekundären
Platte der Rampe aus 2, die mit Kugeln ausgestattet ist,
welche mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Schutzmittel versehen sind;
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5 eine
Längsansicht
der Vorrichtung aus 4;
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6 einen
Längsschnitt
entlang der Linie VI-VI der Vorrichtung aus 4;
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7 einen
Längsschnitt
eines Sattels, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet
ist.
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In
den 1 bis 7 wurden zur Bezeichnung gleicher
Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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In 1 ist
ein Sattel 1 zu sehen, der eine Bremssattelnase 3 und
die Öffnung
eines Hauptzylinders 5 aufweist, die einander gegenüber angeordnet und
durch eine Bremssattelabdeckung 7 fest miteinander verbunden
sind. Der Zylinder 5 nimmt einen Kolben 9 auf,
dessen vordere Fläche 11 ein
erstes Reiborgan, üblicherweise
in Form eines Bremsklotzes (nicht dargestellt), trägt, das
gegenüber
einem zweiten Reiborgan, üblicherweise
auch in Form eines Bremsklotzes (nicht dargestellt), angeordnet
ist, welches von einer Innenfläche 13 der
Bremssattelnase 3 getragen ist. Die Flächen 11 und 13 begrenzen zwischen
den Bremsklötzen
einen Hohlraum 15 für die
Aufnahme des radial äußeren Bereichs
einer Scheibe einer Scheibenbremse. An sich bekannte hydraulische
Mittel gewährleisten
infolge einer Steuerung, wenn der Fahrer auf das Bremspedal drückt, dass
sich der Kolben 9 gemäß einem
Pfeil 17 nach vorne bewegt, wobei die Reiborgane an die
beiden Hauptflächen
des radial äußeren Bereichs
der Scheibe gedrückt
werden. Die Vorrichtung aus 1 weist herkömmlicherweise
hinter dem Zylinder 9 eine Handbrems-Steuervorrichtung
mit einer Kugelrampe 19 auf, die eine primäre Platte 21,
welche mit einem Hebel 23 verbunden ist, der durch das
Kabel der Feststellbremse in Drehung versetzt werden kann, drei
Kugeln 25 (wobei in 1 lediglich
eine zu sehen ist) und eine sekundäre Platte 27 aufweist.
Die vordere Fläche
der sekundären
Platte 27, die zu der die Kugeln 25 aufnehmenden
Fläche
entgegengesetzt ist, berührt
einen axialen Stößel 28,
der an der hinteren Fläche
des Kolbens 9 anliegt. Die sekundäre Platte 27 weist
eine Längsnut 29 zur
Aufnahme eines Endes 31 einer Schraube 33 auf,
die die Winkelblockierung der Platte 27 gewährleistet
und gleichzeitig deren axiales Gleiten, d.h. gemäß einer Achse 35 des
Zylinders 5, des Kolbens 9 und der Kugelrampe 19 gestattet.
Der Stößel 28 überträgt die axiale
Bewegung der sekundären
Platte 27 gemäß dem Pfeil 17 zum
Kolben 9, wodurch das Klemmen der Bremsklötze an der
Scheibe (nicht dargestellt) gewährleistet
ist. Eine Hülse 39 sichert
das Anbringen der Kugelrampe 19, des Stößels 28 und einer
Feder 41 zum Vorspannen und Zurückstellen.
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In 2 ist
das bevorzugte Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Kugelrampe 43 zu sehen,
die eine zur primären
Platte 21 der Kugelrampe 19 des bekannten Typs
analoge primäre
Platte 45, mindestens eine Kugel 25 und eine sekundäre Platte 47 aufweist.
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Eine
Hauptfläche 49 der
primären
Platte 45 ist mit mindestens einem Hohlraum, z.B. mit drei Hohlräumen 51 mit
variabler Tiefe versehen, die die radiale Führung der Kugeln 25 gewährleisten.
Alle Hohlräume 51 haben
vorteilhafterweise das gleiche Profil, d.h. die gleiche Winkeländerung
der Tiefe. Die Hohlräume 51 haben
vorteilhafterweise ein Profil, das bezüglich einer Mittellinie 53,
die der maximalen Tiefe entspricht, winkelmäßig symmetrisch ist. Somit kann
ein und dieselbe Platte in gleicher Weise in den Rampen verwendet
werden, die sich in Vorwärtsrichtung
oder in umgekehrter Richtung um die Achse 35 drehen müssen. Die
Hohlräume 51 weisen
vorteilhafterweise einen Neigungssprung auf, wobei ein Beispiel
in dem oben genannten Patent EP-A-0 633 987 beschrieben ist. Die
primäre
Platte 45 ist vorteilhafterweise durch eine Achse 55 verlängert, die
eine Nut 57 zur Aufnahme einer Dichtung, vorteilhafterweise einer
torischen Dichtung aufweist, und die in Mittel zum Ankoppeln an
den Hebel 23 wie etwa einer Rändelung 59 des Endes
der Achse 55 und in ein Innengewinde zur Aufnahme einer
Montageschraube enden.
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Die
sekundäre
Platte 47 weist eine Hauptfläche 63 auf, die gegenüber der
Fläche 49 der
primären
Platte 45 angeordnet ist. Die Fläche 63 der sekundären Platte 47 weist
Hohlräume 65 zum
Führen der
Kugeln 25 auf. Die Gesamtheit der Hohlräume 51 der Hauptfläche 49 der
primären
Platte 45 und der Hohlräume 65 der
Hauptfläche 63 der
sekundären Platte 47 gewährleistet
die radiale und winkelmäßige Führung der
Kugeln 25. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
haben die Hohlräume 65 der
sekundären
Platte 47 ein Profil, das dem Profil der Hohlräume 51 der
primären
Platte 45 ähnlich
ist. Die Fläche 67 der
sekundären
Platte 47, die zur Hauptfläche 63 entgegengesetzt
ist, ist mit Elementen 68 (in 7 zu sehen),
vorteilhafterweise mit Vorsprüngen zur Übertragung
der Kraft zum Stößel 28 versehen.
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Mindestens
eine der primären
Platte 45 und der sekundären Platte 47 weist
Mittel auf, die direkt oder indirekt mit dem Sitz oder der Umhüllung der
erfindungsgemäßen Rampe
so zusammenwirken können,
dass die Winkelposition mindestens einer der beiden Platten 45, 47 gesteuert
wird. Bei dem veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die
Steuerung der Winkelposition in einer Winkelblockierung der sekundären Platte 47.
Diese Blockierung wird durch Mittel gewährleistet, die an der sekundären Platte
angeordnet sind und direkt oder indirekt mit komplementären Mittel
zusammenwirken können,
die fest mit dem Sitz der Rampe, insbesondere mit dem Zylinder eines
Bremssattels verbunden sind. Die sekundäre Platte 47 aus 2 ist
mit mindestens einer Nase 69 versehen, die vorteilhafterweise
ein rechteckiges oder im Wesentlichen rechteckiges Profil besitzt.
Die Anzahl der Nasen 69 entspricht vorteilhafterweise der
Anzahl der Hohlräume 65.
Die sekundäre
Platte 47 aus 2 ist z.B. mit drei Nasen versehen,
die vorteilhafterweise jeweils in der radial äußeren Verlängerung der Achse 71 einer
der Hohlräume 65 angeordnet
sind. Die Nasen 69 können
in Längsnuten
mit komplementärem
Profil gleiten, die an der Innenfläche der Wand des Sitzes zur
Aufnahme der Rampe 43, üblicherweise
eines Bremssattelzylinders ausgebildet sind. Durch die Verwendung
einer Vielzahl von Nasen 69 ist es möglich, einerseits die Kräfte zu verteilen
und andererseits die Translationsbewegung der sekundären Platte 47 in
ihrem Sitz zu verbessern, insofern als vermieden wird, dass eine
einzige Nase 69 den Schwenkpunkt der Platte 47 bildet.
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Die
Nasen 69 haben vorteilhafterweise die gleiche oder im Wesentlichen
die gleiche Dicke wie die sekundäre
Platte 47, wobei ihre vorderen Flächen in der gleichen Ebene
wie die Hauptfläche 63 der
sekundären
Platte 47 angeordnet sind, während ihre hinteren Flächen in
der gleichen Ebene wie die hintere Fläche 67 der Platte 47 angeordnet
sind.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von Nasen 69 beschränkt, sondern
erstreckt sich auch auf weitere Ausführungsformen der Mittel zur
Winkelblockierung der sekundären
Platte 47. Ein Beispiel, bei dem Längsnuten 73 verwendet
werden, ist in 3 veranschaulicht. Die Nuten) 73 ist/sind
vorteilhafterweise zwischen den Hohlräumen 65 angeordnet.
Eine Mittellinie 76 einer Nut 73 ist z.B. an der
Winkelhalbierenden zweier Mittellinien 71 von zwei aufeinanderfolgenden
Hohlräumen 65 angeordnet.
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Die
sekundäre
Platte 47 besteht vorteilhafterweise aus einem harten Material
wie etwa aus gesinterten Materialien oder vorteilhafterweise aus Stahl,
z.B. vom Typ 16 NC6 bis 20 NC6, wobei vorteilhafterweise eine Oberflächebehandlung
durchgeführt
wird, um beispielsweise die Härte
zu verbessern. Die Bremssättel
und insbesondere der Zylinder 5 des Kolbens 9 bestehen üblicherweise
aus weichen Materialien wie etwa Leichtmetalllegierungen, insbesondere
aus Aluminiumlegierungen wie etwa AS7G06. Es kann sich somit als
vorteilhaft erweisen, ein Zwischenteil oder eine Zwischenbeschichtung zwischen
die Mittel zur Drehblockierung der sekundären Platte 47, insbesondere
die Nasen 69 oder Nuten 73, und die komplementären Mittel
des Zylinders 5 anzuordnen.
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In
den 4 bis 6 ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel
einer Hülse 75 aus
widerstandsfähigem
Material, insbesondere aus Stahlblech gezeigt, die zwischen den
Nasen 69 der sekundären Platte 47 und
Aufnahmenuten angeordnet ist, welche in der Wand des Zylinders 5 ausgebildet
sind. Die Hülse 75 bildet
vorteilhafterweise ein Gestell einer Vorrichtung zur automatischen
Spielbeseitigung des Stößels des
Kolbens 9, wie in 7 veranschaulicht. Eine
analoge Vorrichtung zur Spielbeseitigung, bei der ein von einer
Schraube getragener Stift die Drehblockierung der sekundären Platte
der Kugelrampe gewährleistet,
ist in dem französischen
Patent 95 13630 mit der Veröffentlichungsnummer
FR-A-2 741 412 beschrieben.
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Die
Hülse 75 in
den 4 bis 7 weist wie die Hülse der
bekannten Art einen ersten Bereich 77 mit einem ersten
Durchmesser und einen zweiten Bereich 79 mit einem zweiten
Durchmesser auf, welcher größer ist
als der erste Durchmesser. Die erfindungsgemäße Kugelrampe ist in dem Bereich 79 mit dem
größeren Durchmesser
angeordnet. Somit weist dieser Bereich Schutzelemente 81 auf,
in welchen Kammern 83 zur Aufnahme der Nasen 69 ausgebildet
sind. Die Hülsen 75 sind
vorteilhafterweise durch Verformung eines Metallblechs, das vorteilhafterweise
aus Stahl besteht, gebildet. Somit ist es vorteilhaft, vor der Verformung
Ausschnitte 85 auszubilden, die die Verformung des Blechs
der Wände
der Hülse 75 ohne
merkliche Veränderung
der Dicke ermöglichen. Dies
führt dazu,
dass die Schutzelemente 81 die Nasen 69 nur teilweise
bedecken.
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Wie
in 7 zu sehen, weist der erfindungsgemäße Zylinder 87 des
Bremssattels 89 einen Bereich 91 auf, der bezüglich der Öffnung des
Zylinders gegenüber
dem Bereich zur Aufnahme des Kolbens 9 angeordnet ist.
Der Bereich 91 nimmt den Bereich 79 der Hülse 75 mit
dem größeren Durchmesser
auf und ist mit axialen Nuten zur Aufnahme der Schutzelemente 81 versehen,
wodurch die Drehblockierung der sekundären Platte 47 der
erfindungsgemäßen Rampe
gewährleistet
ist.
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Es
ist klar, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf die Verwendung
einer mit Nasen 69 versehenen Platte 47 beschränkt ist
und dass bei der Verwendung einer sekundären Platte, die mit anderen
Drehblockierungsmitteln wie etwa Nuten 73 versehen ist,
der entsprechende Bereich 91 des erfindungsgemäßen Bremssattelzylinders 89 angepasste Mittel
aufweist. Bei einer mit Längsnuten 73 versehenen
sekundären
Platte 47 ist der Bereich 91 des Zylinders 89 z.B.
mit Rippen zur Führung
der Nuten 73 versehen.
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Die
erfindungsgemäße Bremsvorrichtung weist
vorteilhafterweise einen zu dem Stößel 28 aus 1 analogen
Stößel 28 des
Kolbens 9 zur Beseitigung des Spiels auf, das aus dem Verschleiß der Reiborgane
resultiert. Der Stößel 28 weist
z.B. eine längliche
Mutter 93 und eine in die längliche Mutter 93 eingreifende
Schraube 95 auf. Ein Kopf 97 der Schraube 95 weist
einen konischen Absatz auf, der an einer konischen Innenfläche des
Kolbens 9 anliegen kann. Die längliche Mutter 93 und
die Schraube 95 werden mit einer elastischen Kraft einer
Rückstellfeder 99 in
eine Richtung beaufschlagt, in der sie auseinander geschraubt werden
und die Länge
des Stößels 28,
den sie gemeinsam bilden, relativ erhöht wird, um bei einem Druckanstieg
der Bremsflüssigkeit
eine Drehung der Schraube 95 bis zu der Position zu ermöglichen,
in der die Drehung des konischen Absatzes des Kopfes 97 der
Schraube 95 an der Innenfläche des Kolbens 9 blockiert
ist. Die Drehung der Mutter wird vorteilhafterweise durch die sekundäre Platte 47 der
Kugelrampe 43 blockiert, die selbst im Zylinder 5 winkelmäßig blockiert
ist. Die im Zylinder 5 angeordnete Hülse 75 bildet ein
Gestell, das die Vorspannfeder 99, die längliche
Mutter 93 und die Kugelrampe 43 aufnimmt.
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Diese
Hülse 75 ist
im Zylinder 5 sowohl hinsichtlich einer Drehung als auch
einer Translationsbewegung blockiert. Dies führt dazu, dass diese Hülse keinen
Verschleiß des
Zylinders bewirkt, den sie gegen die Schleifwirkung der sekundären Platte 47 schützt, welche
winkelmäßig blockiert
ist, sich jedoch aufgrund einer mechanischen Steuerung translatorisch
gemäß der Achse 35 verlagern
kann. Sofern die Hülse 75 aus
einem harten Material besteht, ist deren Verschleiß durch
die sekundäre
Platte 47 vernachlässigbar.
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Es
ist jedoch selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung einer Schutzhülse beschränkt ist,
sondern sich auch auf Zylinder aus hartem oder weichem Material
erstreckt, insbesondere aus einer ungeschützten Aluminiumlegierung, auf
Zylinder aus weichem Material, die eine globale oder lokale Materialbehandlung
wie etwa einen galvanischen Überzug
mit einem harten Material insbesondere auf Höhe der Nuten zur Aufnahme der
Nasen oder der Rippen, die in die Nuten 73 dringen, aufweist,
sowie auf Zylinder, die spezielle Schutzteile aufweisen, die den
Hülsen
nicht zugeordnet sind, welche ein Gehäuse zur Aufnahme des Stößels 28 bilden.
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Die
vorliegende Erfindung findet insbesondere im Maschinenbau Anwendung.
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Die
vorliegende Erfindung findet hauptsächlich in der Automobilindustrie
Anwendung.