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Selbsttätige stufenlose Nachstellvorrichtung an den Radbremszylindern
hydraulisch betätigter Bremsen von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf
eine selbsttätige stufenlose Nachstellvorrichtung an Radhremszvliiidern hydraulisch
betätigter Bremsen von Kraftfahrzeugen.
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Zur Unterbringung solcher Nachstellvorrichtungen ist bei den allgemein
gebräuchrichtung lichen Ausführungen wenig Platz. Die Nachstellung muß daher durch
geringfügige Bewegungen ausgelöst werden, die sich entweder auf die Überwindung
eines gegebenen Zwischenraumes auswirken oder eine Feder in vorgeschriebener Weise
spannen können. Bei den bekannten Ausführungen wird entweder die Lageverschiebung
der Teile gegeneinander zum Auslösen der Nachstellvorrichtung benutzt, wobei eine
große Genauigkeit nicht erreichbar ist, weil die Wege sehr klein sind, oder es werden
Federn verwendet, deren Kraft sich bei den kleinen Bewegungen. stetig ändert und
infolgedessen nicht in einer scharf gegebenen Lage zur Wirkung kommen kann. Es gibt
auch Ausführungen, bei denen die Beschränkungen durch eine Hebelübersetzung überwunden
werden sollen. Aber diese Ausführungen brauchen so viel Platz, daß sie im gewöhnlichen
Kraftwagenbau nicht anwendbar sind.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine zugleich rauen- und gewichtsparende
und doch sehr genaue Nachstellvorrichtung durch die Verwendung einer besondern Art
von Feder, die nur einen sehr geringen Gesamtfederweg hat. Dabei ist aber die Feder
so gewählt, daß sie über einen großen Teil ihres Federweges ihre Kraft kaum ändert.
Erst am Ende bei vollständiger Durclidrückung der Feder
steigt ihre
Gegenkraft steil an. Infolgedessen kann am Ende ihres Weges die Feder mit großer
Genauigkeit eine Kupplung freigeben, die in bekannter Weise für die Längenverstellung
des Bremsgestänges sorgt.
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Federn mit der soeben beschriebenen Eigentümlichkeit sind z. B. die
kegeligen Ringfedern. In ihrer Endlage haben diese Federn die Form eines Kegelstumpfes.
Drückt man diesen Kegelstumpf gewaltsam in eine Ebene, so ist er in dieser flach
angedrückten Stellung in einem labilen Gleichgewicht, aus dein er :ich nach beiden
Richtungen kegelförmig ausstülpen kann. Daraus geht hervor, daß in der Umgebung
dieser flach gedrückten Lage die Federkraft Null ist und in den beiden Endlagen
groß wird. Es lassen sich Federn herstellen, bei denen die Federcharakteristik eine
waagerecht liegende S-förmige Gestalt hat, derart, daß in der einen Endlage eine
große positive Kraft auftritt, die sehr rasch mit der Durchdrückung der Feder abnimmt,
worauf ein ziemlich langer Federweg folgt, bei dem die Kräfte klein sind, um erst
in der anderen Endlage wieder auf einen hohen jedoch entgegengesetzten Wert anzusteigen.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung gerade solcher kegeligen " Ringfedern
beschränkt, jedoch sind in den Ausführungsbeispielen derartige Federn angegeben.
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Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen
dargestellt.
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Fig. i ist ein Querschnitt durch eine Bremstrommel und zeigt die Erfindung
in Verbindung mit den mit der Bremstrommel zusammenwirkenden Bremsbacken.
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Fig. -2 zeigt in ähnlicher Weise eine weitere Ausführungsform der
Erfindung.
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Fig. 2a ist ein Teilschnitt nach der Linie 2a-2a in Fig. 2.
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Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 in I#ig. 2.
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Fig. 4. ist ein Längsschnitt durch die in Fig. 2 dargestellten Betätigungsvorrichtungen.
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Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Trommel und zeigt eine dritte
Ausführungsform der Erfindung.
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Fig. G ist eine Schnittansicht, die hauptsächlich die Abdichtungskörper
zeigt.
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In Fig. i bezeichnet i i einen Trommelflansch gewöhnlicher Art, mit
dem Bremsbacken 13 und 15 zusammenwirken, die mit Bremsfutter 17 versehen
sind. Ein Trommeldeckel bzw. eine Rückplatte i 9 trägt den Radbreinszylinder 21
eines hydraulischen Bremssvstems. Eine Leitung 25 (Fig. 3), die an einen nicht dargestellten
Hauptzylinder angeschlossen ist, mündet in der Mitte des Zylinders bei 27 in diesen
hinein. Im Zylinder ist ferner eine kleine Öffnung 29 vorgesehen, durch die in bekannter
Weise Luft entweichen kann. Normalerweise ist diese Öffnung durch einen Schraubenstöpsel
31 (Fig. 3) geschlossen. Im Innern des Zylinders sind zwei Kolben 33 einander gegenüber
angeordnet und mit Dichtungen 35 versehen. Die Kolben bzw. die Dichtungsscheiben
werden von einer Feder 37 auseinandergetrieben. Auswärtsbewegungen der Kolben werden
über die Kolbenstangen 39 auf die Bremsbacken übertragen. Wie bei 41 angedeutet,
ist das Ende jeder Kolbenstange, wie bekannt, geschlitzt und umfaßt den Arm der
zugehörigen Bremsbacke. Diese Anordnung verhindert, daß die Kolbenstangen sich um
ihre Längsachse drehen. jede Kolbenstange hat eine schraubenförmige Aussparung 43,
in die ein Zapfen 45 hineinragt, der in dein Nabenteil 47 eines kegelförmigen Kupplungskörpers
49 befestigt ist. Dieser Kupplungskörper wird gegen einen kegelförmigen Sitz 51
in der Nähe des Zylinderendes gepreßt. Gegen die Kupplung 49 liegt der mittlere
Teil einer kegeligen Ringfeder 53 an, die von einem im Zylinderende sitzenden Haltering
55 nach innen gepreßt wird. 'Mit den beiden Bremsbacken ist die übliche Feder 59
verbunden, die die Bremsschuhe in der Lösestellung hält.
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Die beschriebene Anordnung wirkt wie folgt: Es wird angenommen, daß
Fig. i die Teile in der Lage zeigt, die sie bei gelöster Bremse einnehmen. Der Kupplungskörper
49 liegt gegen seinen Sitz 51 an und verhindert, daß die Kolbenstange 39 tiefer
nach innen dringt, da eine Einwärtsbewegung des Kolbens iin Verhältnis zur Kupplung
auf Grund des Zusammenwirkens zwischen dein Kupplungszapfen .1.5 und der Aussparung
.43 in der Kolbenstange nicht stattfinden kann. Wenn Flüssigkeit durch die Öffnung
27 eindringt, werden die Kolben auseinandergetrieben, und jeder Kolben übt einen
Druck auf seine Kolbenstange aus, um die zagehörige Bremsbacke gegen die Trommel
zu pressen. Die Kolbenstange nimmt hierbei zunächst die Kupplung 49 in axialer Richtung
mit, weil die federnde Scheibe 53 zuerst einen geringeren Widerstand gegen diese
Bewegung ausübt als die Aussparung 43 gegen die Drehung der Kupplung .49 mit ihrem
Zapfen 4.5. Während der ersten Bewegungsstufe der Kolbenstange wird jeder Spielraum
zwischen der Bremsbacke und der Trommel beseitigt. Durch die Bewegung der Kupplung
wird die federnde Scheibe 53 gespannt. Sobald die Naclistellbewegung zur Beseitigung,
des Spielraumes ein im voraus festgelegtes 11aß überschreitet, wird clie federnde
Scheibe.
53 so stark beansprucht, daß sie einen größeren Widerstand
gegen die Auswärtsbewegung der Kupplung .19 bietet als der Zapfen und der Schlitz
gegen eine Drehbewegung des Kupplungskörpers. Erfordert deshalb das wirksame Anziehen
der Bremse bei starleer Abnutzung des Bremsfutters eine Axialbewegung der Kolbenstange
39, nachdem die Federscheibe 53 in der beschriebenen Weise gespannt ist, so bewegt
sich der Zapfen 45 in der Aussparung .13, und die Kupplung verschiebt sich nach
einer Schraubenlinie längs der Kolbenstange nach innen, bis die Bremsen voll angezogen
sind. Während der Rückbewegung der Kolbenstange nimmt die Kupplung 49 ohne sich
zu drehen an dieser Bewegung teil, bis sie von dem Sitz 5I aufgefangen wird. Diese
Axialbewegung ergibt den maximalen Spielraum zwischen der Trommel und den Bremsbacken,
der notwendig ist, um den durch Temperaturveränderungen und Druck hervorgerufenen
Veränderungen in der Trommel Rechnung zu tragen.
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Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform. Die Trommel i i wirkt
hier mit Bremsbacken 113 und 115 zusammen, die mit Bremsfutter 117 versehen sind.
Eine Rückplatte II9 trägt einen hydraulischen Radzylinder I2I, in welchem die Kolben
133 verschiebbar angeordnet und mit Dichtungskörpern 135 versehen sind. Eine Kolbenstange
137 überträgt den Druck des Kolbens auf den Bremsbackenarm. Da die Kolbenstange
bei 139 geschlitzt ist und um den Bremsbackenarm greift, ],-arm die Kolbenstange
sich nicht drehen. Eine zweckmäßige Schutzhülse ist bei 141 dargestellt. Drehbewegungen
zwischen dem Kolben I33 und der Kolbenstange 137 werden dadurch verhindert, daß
der Kolben mit einem Schlitz I4o versehen ist, in den das abgeflachte Ende 138 der
Kolbenstange hineinragt.
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In der 'Titte des Zylinders ist ein blockförmiger Körper 143 untergebracht,
der axiale Aussparungen 145 und 1..17 (Fig. 3) zeit, um das Entweichen von Luft
aus den. Kolbenkammern und das Eindringen von Bremsflüssigkeit in dieselben zu ermöglichen.
In die Aussparung 1.1; erstreckt sich ein mit einer Längsbohrung versehener Anschlußstöpsel
16o, der den Block 143 in dem Zylinder 121 festhält. Die Bohrung des Stöpsels dient
für den Durchfluß der Bremsflüssigkeit. Die Kolben 133 sind in der 'Mitte bei 149
mit Gewinde versehen und tragen eine mit entsprechendem Gegengewinde versehene Stange
151. Die Köpfe 153 dieser Stangen sind dicht nebeneinander angeordnet und weisen
Kupphingszähne 155 auf, durch die die Köpfe miteinander in Eingriff gebracht «-erden
können. Um das Eingreifen der Köpfe zu erleichtern,' werden sie .durch kegelige
Ringfedern 157 und am Block 143 befestigte Schnappringe 159 unter Vorspannung gehalten.
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Die Figuren zeigen die Teile in der Lage, die sie bei gelöster Bremse
einnehmen. Die Zahnsätze 155 greifen ineinander. Wenn Bremsflüssigkeit unter Druck
durch die Leitung 25 und die Aussparung 147 bis zu den Kolben 133 durchdringt, so
werden die Kolben nach außen bewegt. Hierdurch wird zuerst der Spielraum zwischen
den Bremsbacken und der Trommel aufgehoben, worauf die Bremsbacken gegen die Trommel
gepreßt werden. Während der Beseitigung der Spielräume nehmen die Stangen 151 an
der Kolbenbewegung teil, und die Kupplung 155 wird gelöst. Hierbei werden die Federscheiben
157 gespannt und wirken, wenn sie unter eine genügend hohe Spannung gebracht worden
sind, auf die Stangen 151 ein und verhindern deren weitere Axialv erschiebung: Unter
diesen Umständen drehen sich die Stangen in den Kolben und nehmen neue, weiter nach
innen liegende Lagen ein. Beim Lösen der Bremse bringen die Federscheiben 157 :die
Stangenköpfe 153 wieder miteinander in Eingriff, wodurch die Kolben in neuen,
durch die Verdrehung der Stangen 151 bedingten Lagen festgehalten werden.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, die von den schon beschriebenen
etwas abweicht. Die Form gemäß Fig. 5 unterscheidet sich in der Hauptsache dadurch
von der in Fig. i gezeigten, daß die Kegelkupplung durch eine Zahnkupplung ersetzt
wird. Die Trommel i i steht wie gewöhnlich unter der Einwirkung von Bremsbacken,
von denen eine bei 13 gezeigt ist. Der Zylinder 211 ist in derselben Weise befestigt
wie der Zylinder 2i in Fig. i. Die Zylinder können auch mit den in-Fig. i dargestellten
Kolben ausgestattet sein. Ein Kolben ist bei 2.33 .gezeigt. Die Feder 31 ist auch
bei dieser Ausführungsform vorhanden. Das eine Ende 241 der Kolbenstange 239 ist
geschlitzt und umschließt die Bremsbacke 13. In der Kolbenstange ist eine lange
Führungsnut 243 vorhanden, die einen Zapfen 245 aufnimmt, der von dem Nabenteil
247 eines Kopfes 249 getragen wird. Der Kopf 249 hat bei 251 eine Verzahnung, die
mit einer anderen V erzahnung 253 in dem nach innen gebogenen Teil eines Körpers
255 zusammenwirkt, der mittels einer Klammer 257 am Zylinderende befestigt ist.
Der eine Rand der Klammer greift in eine Aussparung 259 im Zylinder ein, während
der mittlere Teil derselben gegen den Körper 255 anliegt, und der andere gekrümmte
Rand urn das eine Ende einer Schutzhülse 261 greift. Das andere Ende der Schutzhülse
liegt in der Nähe des geschlitzten Endes 2.1i gegen die Kolbenstange an.
Eine
Flachfeder oder kegelige Ringfeder 263 liegt gegen den Kopf 249 an. Der Außenrand
dieser Feder besitzt einen Anschlag 265, der auf der Klammer 257 aufliegt. Die Wirkungsweise
ergibt sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele nach den Fig. r bis Fig.
6 zeigt einen Radbremszylinder mit Membrandichtung. Die Bremstrommel wird, wie üblich,
durch Bremsbacken beeinflußt, von denen eine-bei 13 'gezeigt ist. Der Zylinder
setzt sich zusammen aus einem mittleren Teil 3oI und Endteilen, von denen einer
bei 303 gezeigt ist. Die beiden Teile sind durch eine Schraube 3o5 miteinander verbunden
und Balten eine 'Membran 3o7 fest. die den Flüssigkeitsraum von dem Bewegungsbereich
der Kolben trennt. Die gezeigte Membran stellt nur ein Beispiel für Membranen dar,
die nicht am Kolben, sondern im Zylinder befestigt sind. Da eine Membran dieser
Art nach Jedem Anziehen der Breiase auf Grund ihrer Elastizität in die Anfangslage
zurückkehrt, ist es auch am zweckmäßigsten, daß der mit (],er Membran zusammenarbeitende
Kolben ebenfalls in seine Anfangslage zurückbewegt wird. In dem Kolben
309 ist ein Schlitz irr vorgesehen, in den (las Ende der Schraube 305 hineinragt.
Die Kolbenbewegungen werden somit durch die Schraube 3o5 und den Schlitz 3II gesteuert.
Die Schraube313 ist auf der Außenseite mit einem Gewinde 3r5 versehen, und das geschlitzte
Ende 3r7 des Kolbens greift um den Arm der Bremsbacke 13. Eine konische Kupplungsscheibe
321 liegt gegen einen kegelförmigen Sitz 313 in der Innenwand des Zylinders
an. Die Kupplungsscheibe 321 besitzt eine Verzahnung 325, die mit dem Gewinde in
der Oberfläche der Kolbenstange zusamenwirkt. Eine federnde Scheibe 327 und ein
Haltering 329 sind ebenfalls vorgesehen. Diese Teile entsprechen mit Bezug auf Form
und Wirkung den "feilen 53 bzw. 55 in Fig. r. Am Ende des Kolbens sind ebenfalls
eine federnde Scheibe 331 und ein Haltering 333 angeordnet. Die Feder preßt eine
kegelförmige Kupplungsscheibe 335 gegen eine kegelförmige Fläche im Kolben. Die
Kupplungsscheibe ist durch ein Innengewinde finit der Kolbenstange verbunden. Im
inneren linde der Kolbenstange ist eine Bohrung vorgesehen, die eine Feder 337 aufnimmt,
die gegen den Kolben anliegt.
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Wenn bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Breiase angezogen
wird, erweitert sich die Membran und verschiebt den Kolben, der wieder durch die
Kupplung 335 und die Verbindung derselben mit der Kolbenstange auf letztere einwirkt,
so daß diese sich bewegt und die Bremse angezogen wird. Der normale Spielraum wird
wie vorhin durch die Axialbewegung der Kupplung 32r geregelt, die diese zusammen
mit der Kolbenstange ausführt. Wenn die Bremse gelöst wird, nachdem eine durch Abnutzung
des Bremsfutter: erforderlich gewordene Nachstellung durch eine Drehbewegung der
Kupplung 32r auf der Kolbenstange durchgeführt ist, würde der Kolben 309 nicht in
seine Anfangslage zurückkehren, wenn nicht erfindungsgemäß Vorkehrungen getroffen
«-ären, um dies herbeizuführen. In dein vorliegenden Fall preßt die Feder 337 den
Kolben in die Anfangslage zurück. Der Kolben löst sich hierbei von der Kupplung
335 und übt darauf durch die Einwirkung der federnden Scheibe 33r einen Zu auf die
Kupplung aus, so daß diese sich mit dem Kolben bewegt. Die Gewindeverbindung zwischen
der Kolbenstange und dein Kolben bewirkt dann, daß diese Teile in eine neue Lage
zueinander gelangen. Zum Anfang des nächsten Vorwärtshubes des Kolbens wird deshalb
die Kupplung sofort in Tätigkeit treten und die Kolbenstange heraustreiben, so daß
die Bremse wie vorhin angezogen wird.