DE60201173T2

DE60201173T2 - Selbständige nachstellvorrichtung für trommelbremsen, verriegelt bei hohen temperaturen

Info

Publication number: DE60201173T2
Application number: DE60201173T
Authority: DE
Inventors: Adriano Girini; Luigi Tessitore; David Peasley
Original assignee: Automotive Products Group Ltd; Automotive Products Italia SV SRL
Current assignee: Automotive Products Group Ltd; Automotive Products Italia SV SRL
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: US20040069577A1; EP1354148B1; DE60201173D1; JP2005503524A; EP1354148A1; GB0122436D0; WO2003025415A1; JP4753537B2; GB2385101A; US6918468B2; GB0310647D0

Description

Diese Erfindung betrifft Bremsnachstelleinrichtungen, die automatisch das Betriebsspiel einer Bremsbacke bei einer Trommelbremse für Kraftfahrzeuge nachstellen.
Es ist wohlbekannt, daß eine Bremstrommelausdehnung zu einem übermäßigen Nachstellen der Bremsspiels führen kann, wenn die Bremse heiß ist, und daß, wenn sich die Bremse abkühlt, das gesamte Bremsbackenspiel verschwinden kann und die Bremsbacke gegen die dazugehörige Trommel blockiert werden kann.
Das europäische Patent EP-B-0 538 909 beansprucht eine Bremsnachstelleinrichtung, die mit einer auf Wärme ansprechenden Einrichtung ausgestattet ist, die ein Nachstellen der dazugehörigen Bremse bei hohen Temperaturen verhindert. Die auf Wärme ansprechende Einrichtung, die in EP-B-0 538 909 beschrieben ist, ist relativ komplex und schwierig herzustellen.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Form einer automatischen Nachstelleinrichtung zu schaffen, deren Herstellung weniger teuer ist.
So wird unter einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Bremsnachstelleinrichtung zum Nachstellen des Betriebsspiels der Backen einer Trommelbremse für Kraftfahrzeuge geschaffen, wobei die Nachstelleinrichtung drei koaxiale Elemente enthält:
ein erstes stabförmiges Element, das einen Kopfteil für seinen Eingriff mit einer ersten Bremsbacke und einen mit einem Gewinde versehenen Schaftteil aufweist;
ein Zwischenelement, das sich in Gewindeeingriff mit dem ersten stabförmigen Element befindet;
ein zweites stabförmiges Element, das einen Kopfteil für seinen Eingriff mit einer zweiten Bremsbacke und einen Schaftteil aufweist, der gleitbar mit dem Zwischenelement verbunden ist und frei ist, sich relativ dazu zu drehen;
ein Reaktionsteil, das an dem Zwischenelement angebracht ist;
eine ringförmige Verzahnung, die mit dem Zwischenelement drehbar und axial zwischen dem zweiten stabförmigen Element und dem Reaktionsteil angeordnet ist;
eine Blattfeder, die zwischen dem zweiten stabförmigen Element und dem Reaktionsteil wirkt, um das zweite stabförmige Element von dem Zwischenelement weg zu drücken, wobei die Blattfeder eine Sperrklinke trägt, die ausgebildet ist, um in die ringförmige Verzahnung einzugreifen, und
ein auf Wärme ansprechender Mechanismus, der ausgebildet ist, um eine Drehung der ringförmigen Verzahnung zu verhindern, wenn die Bremsentemperatur einen voreingestellten Wert übersteigt;
wobei die Nachstelleinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß der auf Wärme ansprechende Mechanismus durch Ausbilden entweder der Blattfeder als bimetallisches Teil und/oder der Sperrklinke als bimetallisches Teil, das einstückig auf der Feder ausgebildet ist oder um die Feder herum befestigt ist, bereitgestellt ist, so daß während eines normalen Betriebs die Sperrklinke in die ringförmige Verzahnung eingreift, um die Nachstelleinrichtung zu betätigen und bei über einem voreingestellten Wert liegenden Temperaturen die Sperrklinke aus dem Eingriff mit der ringförmigen Verzahnung herausgebogen wird, um eine Nachstellung zu verhindern.
Verschiedene alternative Bauweisen sind möglich. Beispielsweise kann die Blattfeder aus einem ersten Metall und die Sperrklinke, die von der Blattfeder als einstückiger Teil davon wegsteht, auch aus dem ersten Metall und einem zweiten Metall gebildet sein, das auf das erste Metall auflaminiert ist, um die Bimetall-Funktion zu schaffen.
Alternativ kann die Blattfeder als Bimetall-Laminierung eines ersten und eines zweiten Metalls gebildet sein und die Sperrklinke, die mit der Feder einstückig ist und davon wegsteht, kann nur aus dem ersten Metall gebildet sein. Bei einer solchen Anordnung tritt das Herausbiegen der Sperrklinke aus dem Eingriff mit der ringförmigen Verzahnung als Folge der sich ändernden Krümmung der Blattfeder auf.
Bei einer weiteren Alternative können sowohl die Blattfeder als auch die einstückige Sperrklinke beide aus einem Bimetall-Laminat des ersten und des zweiten Metalls gebildet sein, wobei sowohl die Blattfeder als auch die Sperrklinke als Folge von Temperaturänderungen gebogen werden.
Bei einer weiteren Form der Erfindung kann, wenn die Sperrklinke aus einem Bimetall-Laminat gebildet ist, das um die Feder herum befestigt ist, die Sperrklinke Ausbildungen aufweisen, die zusammenarbeitende Anordnungsausbildungen an der Feder, wie Lappen auf der Sperrklinke, aufweisen, die um die Ränder der Feder herum gefaltet werden können und die in Ausnehmungen eingreifen können, die in den Rändern der Feder gebildet sind.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Trommelbremse für ein Kraftfahrzeug, einschließlich einer Bremsnachstelleinrichtung, bei der die vorliegende Erfin dung verkörpert ist;
2 eine perspektivische Ansicht der in 1 verwendeten Bremsnachstelleinrichtung;
3 eine perspektivische Ansicht einer Feder und einer Sperrklinke, die bei der Nachstelleinrichtung von 2 verwendet wird;
4 bis 6 eine Seitenansicht, eine Draufsicht und einen Schnitt entlang der Linie L-L einer weiteren Form der Feder und Sperrklinke zur Verwendung bei der Nachstelleinrichtung von 2.
Unter Bezugnahme auf 1 zeigt diese eine Trommelbremse 10 mit einem Paar Bremsbacken 11, 12, die an ihren unteren Enden gegen ein feststehendes Widerlager 13 reagieren und an ihren oberen Enden durch einen hydraulischen Radzylinder 14 auseinandergedrückt sind. Die Backen werden in Kontakt mit dem Widerlager 13 durch eine untere Rückstellfeder 15 und in Kontakt mit dem Radzylinder 14 durch eine obere Rückstellfeder 16 gehalten.
So werden die Backen bei normalem Betrieb mit der Innenfläche 17 der Bremstrommel 18 auf herkömmliche Weise durch Betätigen des Radzylinders 14 in Kontakt gebracht, dessen Kolben 19 und 20 jeweils die kontaktierenden Enden der Backen 11 und 12 nach außen verschieben, um die Trommel zu ergreifen. Auf herkömmliche Weise werden die beiden Backen durch Niederhalteclips 21 bzw. 22 nach unten gehalten. Die Trommelbremse ist auch mit einem Handbremsenbetätigungshebel 23 versehen, der an der Bremsbacke 12 bei 24 schwenkbar angebracht ist. Der Handbremsenbetätigungshebel kontaktiert den rechten Kopfbereich 25 einer Nachstelleinrichtungsstrebe 26, deren linker Kopfbereich 27 die andere Bremsbacke 11 kontaktiert. Auf herkömmliche Weise drückt der Handbremshebel, falls der Hand bremshebel 23 beispielsweise auf dem Drehzapfen 24 im Uhrzeigersinn, wie in 1 gezeigt, gedreht wird, den rechten Kopfbereich 25 der Nachstelleinrichtungsstrebe 26 nach links, wodurch die Bremsbacke 11 nach links gedrückt wird. Dies bewirkt tatsächlich, daß sich die beiden Bremsbacken 11 und 12 bezogen aufeinander voneinander weg bewegen und folglich wiederum die Innenfläche 17 der Bremstrommel 18 ergreifen, wodurch die Handbremse zur Einwirkung kommt.
Die Nachstelleinrichtungsstrebe 26 umfaßt grundlegend drei Komponenten. Den rechten Kopfbereich 25, den linken Kopfbereich 27 und ein Zwischenelement 28. Der rechte Kopfbereich 25 weist einen mit einem Gewinde versehenen Schaft 29 auf, der in einer mit einem Schraubengewinde versehenen Bohrung in dem rechten Ende des Zwischenelements 28 aufgenommen ist. In ähnlicher Weise weist der linke Kopfbereich 27 einen Schaftbereich auf, der innerhalb einer Innenbohrung in dem linken Ende des Zwischenelements 28 axial gleitbar ist. Ein Reaktionsteil 30 aus Blech umgibt das Zwischenelement 28 und befindet sich axial relativ dazu. Eine Bogenfeder 31 reagiert an einem Ende eines Widerlagers 32, das an dem Reaktionsteil 30 vorgesehen ist und an seinem anderen Ende an einem Widerlager 33, das auf einem clipähnlichen Reaktionsteil 34 vorgesehen ist, der an dem Schaftteil des linken Kopfbereichs 27 angebracht ist. Ein Zahnrad 35, das an dem Zwischenelement 28 vorgesehen ist, wird durch eine Sperrklinke 36 erfaßt, die Teil der Bogenfeder 31 bildet.
Die Bogenfeder 31 spannt den linken Kopfbereich 27 nach links relativ zu dem Zwischenelement 28 vor. Die Wirkung hiervon ist, daß, wenn der, linke Endbereich 27 in die Bohrung in dem Zwischenelement bewegt wird, wenn die Bremsbacken durch die Federn 15 und 16 zurückgezogen werden, dies bewirkt, daß die Bogenfeder 31 eine bogenförmigere Gestalt annimmt, so daß die Sperrklinke 36 dazu neigt, nach oben außer Eingriff mit dem Zahnradzahn 35 gezogen zu werden, mit dem sie gegenwärtig in Eingriff steht. Wenn die Größe der Bewegung des linken Kopfbereichs relativ zum rechten Bereich ein vorbestimmtes Niveau übersteigt (was eine vorbestimmte Größe des Zurückziehens der Bremsbacken anzeigt, was seinerseits eine vorbestimmte Verschleißgröße angibt), dann ergreift die Sperrklinke den nächsten Zahn und das Zahnrad (35) und dann, wenn die Bremse das nächste Mal zur Einwirkung kommt, dreht die in der gebogenen Feder gespeicherte Energie das Zwischenelement 28 etwas mit Bezug auf den rechten Kopfteil 25, um die wirksame Länge der Nachstelleinrichtungsstrebe 26 zur Aufnahme des Verschleißes zu vergrößern.
Wie bis jetzt beschrieben, ist die Nacheinstelleinrichtungsstrebe ein bekannter Typ.
Erfindungsgemäß ist ein auf Wärme ansprechender Mechanismus vorgesehen, um das Außereingriffkommen der Sperrklinke 36 von der Zahnradwand 35 bei hohen Temperaturen sicherzustellen, um ein übermäßiges Nachstellen der Trommelbremse zu verhindern.
Dieser auf Wärme ansprechende Mechanismus kann beispielsweise die Form einer Bimetall-Sperrklinke 36, wie in 3 gezeigt, haben, wobei die Sperrklinke eine erste Metallschicht 40, die aus dem gleichen Metall wie der Rest der Bogenfeder besteht, und eine zweite Metallschicht 41 umfaßt, die sich nur über das Sperrklinkenelement der Feder erstreckt. Bei dieser Art der Bauweise neigt die Sperrklinke dazu, wenn sich die Bogenfeder als Folge des allgemeinen heißen Zustands der Bremse erhitzt, sich nach links zu biegen, wie durch den Pfeil X gezeigt ist, und neigt so dazu, das Zahnrad 35 außer Eingriff zu bringen und ein übermäßiges Nachstellen der Nacheinstelleinrichtungsstrebe zu verhindern.
Bei einer alternativen Bauweise besitzen die Bogenfeder 31 und die Sperrklinke 36 eine Zweischichten-Bimetall-Bauweise, so daß sich beide Elemente biegen, wenn ein bestimmter Temperaturbereich erreicht wird, wodurch die Sperrklinke von dem Zahnrad 35 außer Eingriff kommt. Eine weitere Variante ist möglich, bei der nur die Bogenfeder 31 eine Zweischichten-Bimetall-Bauweise besitzt und die Sperrklinke 36 eine Einzelmetallschicht ist. Wiederum verursacht bei dieser Bauweise das Aufheizen der Bogenfeder eine ausreichende Verbiegung der Bimetall-Bogenfeder, um die Sperrklinke 36 von dem Zahnrad 35 außer Eingriff zu bringen.
Eine weitere alternative Bauweise ist in 4 bis 6 gezeigt, bei der ein separates Bimetall-Sperrklinkenelement 50 um die Ränder der Bogenfeder 31 herum mit einem Clip befestigt ist. Ein Rand der Bogenfeder besitzt einen Vorsprung 31a und der andere Rand der Bogenfeder besitzt eine Aussparung 31b. Zwei Zacken 51 überspannen den Vorsprung 31a und sind um den Rand der Bogenfeder 31 herum gebogen. An der anderen Seite der Bogenfeder sind zwei weitere Zacken 52 in die Enden der Aussparung 31b gebogen, wodurch die Sperrklinke 50, die in dem Zwischenbereich der Bogenfeder 31 in einer feststehenden axialen Stellung angebracht ist, zurückgehalten wird. Erfindungsgemäß ist die Sperrklinke 50 aus einem Zweischichten-Bimetallelement gebildet, so daß sich die Sperrklinke nach rechts, wie durch den Pfeil Y in 6 gezeigt, biegt, wenn die Bremse überhitzt wird und so außer Eingriff von der Verzahnung 35 kommt.
Die vorliegende Erfindung schafft deshalb eine Bremsnachstelleinrichtung, die einen auf Wärme ansprechenden. Bimetall-Mechanismus zum Außereingriffbringen der Klinke von dem Zahnrad schafft, wenn die Nachstelleinrichtung zu heiß wird, wodurch ein übermäßiges Nachstellen der dazugehörigen Trommelbremse verhindert wird. Die Bauweisen des auf Wärme ansprechenden Bimetall-Mechanismus führen nicht zu irgend einer beträchtlichen Beeinträchtigung der Bogenfeder selbst, die auftreten kann, falls Spannungskonzentrationen beispielsweise durch Annieten der Sperrklinke an der Bogenfeder induziert werden.

Claims

Bremsnachstelleinrichtung zum Nachstellen des Betriebsspieles der Backen (11, 12) einer Trommelbremse (10) für Kraftfahrzeuge, wobei die Nachstelleinrichtung drei koaxiale Elemente enthält: ein erstes stabförmiges Element, das einen Kopfteil (25) für seinen Eingriff mit einer ersten Bremsbacke (12) und einen mit einem Gewinde versehenen Schaftteil (29) hat; ein Zwischenelement (28), das in Gewindeeingriff mit dem ersten stabförmigen Element (25) ist; ein zweites stabförmiges Element, das einen Kopfteil (27) für seinen Eingriff mit einer zweiten Bremsbacke (11) und einen Schaftteil hat, der gleitbar mit dem Zwischenelement (28) verbunden ist und frei ist, sich relativ dazu zu drehen; ein Reaktionsteil (30), das an dem Zwischenelement (28) angebracht ist; eine ringförmige Verzahnung (35), die mit dem Zwischenelement (28) drehbar und axial zwischen dem zweiten stabförmigen Element (27) und dem Reaktionsteil (30) angeordnet ist; eine Blattfeder (31), die zwischen dem zweiten stabförmigen Element (27) und dem Reaktionsteil (30) wirkt, um das zweite stabförmige Element (27) weg von dem Zwischenelement zu drücken, wobei die Blattfeder (31) eine Sperrklinke (36, 50) trägt, die ausgebildet ist, um in die ringförmige Verzahnung (35) einzugreifen, und ein auf Wärme ansprechender Mechanismus, der ausgebildet ist, um eine Drehung der ringförmigen Verzahnung (35) zu verhindern, wenn die Bremsentemperatur einen voreingestellten Wert übersteigt; wobei die Nachstelleinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß der auf Wärme ansprechende Mechanismus durch Ausbilden entweder der Blattfeder (31) als bimetallisches Teil und/oder der Sperrklinke (36, 50) als bimetallisches Teil, das einstückig auf der Feder (31) ausgebildet ist oder um die Feder (31) herum befestigt ist, bereitgestellt ist, so daß während eines normalen Betriebs die Sperrklinke (36, 50) in die ringförmige Verzahnung (35) eingreift, um die Nachstelleinrichtung zu betätigen, und bei über einem voreingestellten Wert liegenden Temperaturen die Sperrklinke (36, 50) aus dem Eingriff mit der ringförmigen Verzahnung (35) herausgebogen wird, um eine Nachstellung zu verhindern.
Bremsnachstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (31) aus einem ersten Metall (40) gebildet ist, und die Sperrklinke (36), die von der Blattfeder (31) als einstückiger Teil von ihr wegsteht, auch aus dem ersten Metall (40) und aus einem zweiten Metall (41) gebildet ist, das auf das erste Metall (40) auflaminiert ist, um die Bimetallfunktion zu schaffen.
Bremsnachstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (31) aus einer Bimetall-Laminierung des ersten und zweiten Metalls (40, 41) gebildet ist, und die Sperrklinke (36), die einstückig mit der Feder (31) ist und davon wegsteht, nur aus dem ersten Metall (40) gebildet ist.
Bremsnachstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Blattfeder (31) als auch die damit einstückige Sperrklinke (36) aus einem Bimetall- Laminat aus dem ersten und dem zweiten Metall (40, 41) gebildet sind, wobei sowohl die Blattfeder (31) als auch die Sperrklinke (36) als Folge von Temperaturänderungen gebogen werden.
Bremsnachstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (50) aus einem Bimetall-Laminat gebildet ist und Lappen (51, 52) daran hat, die um die Ränder der Feder (31) herumgefaltet sind, und bei der die Lappen (52) in eine Ausnehmung eingreifen, die in einem Rand der Feder gebildet ist.