DE8611403U1

DE8611403U1 - Stufenlose Nachstelleinrichtung

Info

Publication number: DE8611403U1
Application number: DE19868611403
Authority: DE
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 1986-04-25
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1987-04-23

Description

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"Verschleiß-Ausgleich" Crailsheim

Stufenlose Nachstelleinrichtung

Die Erfindung betrifft eine stufenlose Nachstelleinrichtung für Betätigungseinrichtungen verschleißbehafteter Bauteile, wie z.B. Scheibenbremsen. Reibkupplungen und Trommelbremsen.

Sicherheits-Scheibenbremsen z.B. werden mittels vorgespannter Feder betätigt und z.B. elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch gelöst. Im gelösten zustand ist zwischen Reibbelag und Bremsscheibe ein definierter/ über die Lebensdauer der Be- f läge gleichbleibender Spalt erforderlich. Dieser muß einerseits Restreibung zwischen den Belägen und der Bremsscheibe zuverlässig verhindern, und muß klein genug sein, um kurze Einfallzeiten zu ermöglichen.

Zunehmender Belagverschleiß hat einerseits zur Folge, daß dieser Spalt unzulässig groß wird, und andererseits nimmt die Kraft der Betätigungsfedern mit dem größer werdenden Betätigungshub ab. Eine gestufte Nachstelleinrichtung löst die geschilderten Probleme nur bedingt. Beispielsweise bei einer elektromagnetisch gelösten Scheibenbremse erhöht ein größerer Spalt, welcher sich durch die Stufung ergibt, den Leistungsbedarf des Elektromagneten für den Lösehub ganz erheblich.

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Die DE-tS 27 09 762 zeigt eine stufenlose Nachstelleinrichtung. Sie hat jedoch den Nachteil, daß die Schrägflächen zwischen dem N*chstellring (12) und dem als Nachstellring ausgebildeten Druckring (13) konstruktiv bedingt begrenzt sind. Somit ist der Nachstellweg verglichen mit der Baugröße relativ klein.

Die BP-OS 01 54 974 zeigt eine stufenlose Nachstelleinrichtung/ in der das Zusammenspiel des nicht-selbsthemmenden Gewindes (zwischen Spindel 17 und Mutter 18) mit dem konischen Reibflächenpaar (24 und 25) relativ empfindlich auf Reibwertschwankungen reagiert, welche in denkbaren extremen Einsatzfällen möglich sind (Schmutz, extreme Temperaturschwankungen).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stufenlose und betriebssichere Nachstelleinrichtung zu schaffen, mit der ein großer Nachstellweg bei möglichst kleinem Raumbedarf mittels einer möglichst kostengünstigen Konstruktion realisiert werden kann, die außerdem möglichst unempfindlich gegen Schwankungen des Reibwertes ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung und die durch sie erzielten Vorteile werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen, welche ein Ausführungsbeispiel zeigen, erläutert.

Figur 1 zeigt die Nachstelleinrichtung in einem Längsschnitt.

Figur 2 zeigt schematisch ein Detsil aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie II der Fig. 1.

Figur 3 zeigt schematisch den Aufbau einer Sicherheitsscheibenbremse, in der die Nachstelleinrichtung gemäß Fig. 1 anwendbar ist.

In der in Fig. 1 dargestellten Nachstelleinrichtung ist ein Betätigungsteil 1, welches zur Betätigung gegen ein Gehäuseteil 2 axial verschoben wird, mittels einer im Betätigungsteil 1

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drehbar gelagerten und axial fixierten Mutter 3 über ein Gewinde 10 mit einer Betätigungsspindel 11 verbunden. Dargestellt ist ein zweigängiges Gewinde 10; jedoch wird, abweichend von Fig. 1/ ein eingängiges Gewinde bevorzugt. Die Mutter 3 hat einen hülsenartigen Fortsatz 3a, in welchem sich mindestens eine Aussparung 8 befindet, in welche je ein Bolzen 5 ragt. Die Bolzen 5/ von denen nur einer dargestellt ist, sind in einem Ring 4 befestigt. Die Richtung des Betätigungshubes der Spindel 11 ist durch den Pfeil B gekennzeichnet, die Richtung des Lösehubes durch den Pfeil L.

Der Ring 4 ist mittels Feder 6 axial in dem Gehäuseteil 2 verspannt, wobei durch Reibung in den Trennflächen 7 und 7a ein bestimmtes Moment gegen die Verdrehung des Ringes 4 gegen das Gehäuseteil 2 wirkt. Dieses Moment wird so eingestellt, daß es einerseits kleiner ist als das erforderliche Moment, die Mutter 3 während des Betätigungshubes (große Kraft) gegenüber der Betätigungsspindel 11 und dem Betätigungsteil 1 zu verdrehen, andererseits jedoch größer ist als das erforderliche Moment, die Mutter 3 während des Lösehubes (kleine Kraft) gegenüber der Betätigungsspindel 11 und dem Betätigungsteil 1 zu verdrehen.

Die Aussparungen 8 sind bevorzugt schräg zur Hubachse eingebrachte Schlitze, deren lichte Weite relativ zum Durchmesser der Bolzen 5 folgendermaßen bemessen ist (Fig. 2): Die Bolzen 5 sollen den normalen Hub h der Mutter 3 nicht behindern. Jedoch soll die Schräge der Schlitzwände 8a und 8b bei einem größeren Hub der Mutter 3 ein Verdrehen der Bolzen 5 (einschließlich des Ringes 4) gegenüber der Mutter 3 erzwingen.

Die Fig« 3 zeigt eine Bremsscheibe 12, die um eine Achse 12a rotiert. An der Bremsscheibe greifen Bremsklötze 13 an, die über Gestänge 13a mit einer Betätigungseinrichtung 20 gekoppelt sind. Zu dieser gehört das Gehäuseteil 2, das darin axial verschiebbare Betätigungsteil 1 und ein dazwischen eingespanntes Tellerfederpaket 14. Durch dessen Federkraft wird die Scheibenbremse betätigt. Durch einen Elektromagneten 15 wird sie gelöst; dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt. Dort erkennt

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man noch die Mutter 3 und die Spindel 11, in dem freigelassenen Bereich 19 befindet sich die in Pig. I dargestellte Nachstelleinrichtung.

Funktion; Im Ausgangszustand sind nach dem ersten Hub die Bolzen 5 so plaziert, daß sie der Mutter 3 während der normalen Hubbewegung (Hub h, Fig. 2) nicht im Wege stehen. Als Beispiel ist in Fig. 2 einer der Bolzen 5 in der Position nahe oder an der einen Schlitzwand 8a; die Scheibenbremse ist betätigt. Bein folgenden Lösehub wandert die Mutter 3 in Fig. 2 nach rechts um

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einem strichpunktierten Kreis bezeichneten Position nahe oder an der anderen Schlitzwand 8b befindet.

Vergrößert sich z.B. durch Verschleiß an den Bremsklötzen 13 der Hub, wird jeweils am Ende einer Hubbewegung (Betätigungshub oder Lösehub) ei^e Verdrehung zwischen Ring 4 und Mutter 3 erzwungen. Beim Betätigungshub wird sich der Ring 4 gegen das Gehäuseteil 2 verdrehen, weil die Trennfläche 9 zwischen Mutter 3 und Betätigungsteil 1 und das Gewinde 10 mit der großen Betätigungskraft beaufschlagt sind und einen größeren Widerstand gegen Verdrehen leisten werden als der Ring 4 gegenüber dem Gehäuseteil 2.

Beim Lösehub wird sich die Mutter 3 gegen das Betätigungsteil 1 r\ und die Betatigungsspindel 11 verdrehen, weil die Trennfläche 9 zwischen Mutter 3 und Betätigungsteil 1 und das Gewinde 10 nur mit der geringen Lösekraft beaufschlagt sind und einen kleineren Widerstand gegen Verdrehen leisten werden als der Ring 4 gegenüber dem Gehäuseteil 2. Die Verdrehung der Mutter 3 gegenüber der Betatigungsspindel 11 bewirkt die gewünschte Nachstellung. Daß diese Nachstellung beim Lösehub (und nicht beim Betätigungshub) stattfindet und somit unter der verhältnismäßig geringen Lösekraft, ist einer der wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion. Denn die Bauteile der Nachstelleinrichtung können verhältnismäßig klein bemessen werden; trotzdem kann eine hohe Betriebssicherheit erwartet werden. Zugleich gewährleistet die Ausbildung der Nachstellelemente als Gewindespindel (11) und Gewindemutter (3) den gewünschten großen Nachstellweg. ...

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Im Hinblick auf die relative Unempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Konstruktion wird nachfolgend nochmals auf die EP-OS 0 154 974 Bezug genommen: Dort muß die Steigung des Gewindes (zwischen Spindel 17 und Mutter 18) steil genug sein, um auch im ungünstigsten Fall (großer Reibwert) noch nicht-selbsthemmend zu sein. Andererseits muß das konische Reibflächenpaar (24 und 25) so ausgelegt sein, daß im ungunstigsten Fall (kleiner Reibwert) die Spindel 17 sich nicht verdrehen kann. Dies wird bei saiir großen Reibwertschwankungen schwierig, da der Neigungswinkel des konischen Reibflächenpaares (24 und 25) nicht beliebig klein gewählt werden kann, weil das Reibflächenpaar f (24 und 25) während des Betätigungshubes mit der gesamten Betätigungskraft beaufschlagt wird. Bei einem zu kleinen Neigungswinkel des konischen Reibflächenpaares (24 und 25) wird die Trennkraft zum Lösen der konischen Reibflächen zu groß, um mittels des Reibrings (38) übertragen zu werden.

Die erfindungsgemäße Konstruktion dagegen ist relativ unempfindlich auch gegen große Reibwertschwankungen, weil die Mutter 3 im unbelasteten Zustand verdreht wird (und nicht erst gelockert werden muß wie in EP 0154974) und die Federkraft der Federn 6 entsprechend hoch gewählt werden kann, um dem Bauteil 4 auch bei niederen Reibwerten in den Reibflächen 7 und 7a noch genügend Widerstand gegen Verdrehen zu geben. Sinnvollerweise &zgr; sind die Druckfedern 6 axial gesehen zwischen den Bolzen 5 und der Reibfläche 7a angeordnet, so daß während des Bremshubes B die Reibfläcne 7 entlastet wird, ohne daß die Reibfläche 7a nennenswert höher belastet wird (Widerstand des Teils 4 gegen Verdrehen wird kleiner). Andererseits wird während des Lösehubes L die Reibfläche 7 zusätzlich belastet, während die Reibfläche 7a nicht nennenswert entlastet wird (Widerstand des Teils 4 gegen Verdrehen wird größer).

Die Form der Bolzen 5 und der Aussp*;vngen 8 können ggf. weiter den Erfordernissen der jeweiligen Anwendung angepaßt werden. Es kann z.B. sinnvoll sein, die Aussparung so zu gestalten, daß eine Verdrehung stoßfrei erfolgt. Gemäß einer anderen Variante

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kann die Steigung der beiden Seitenflächen der Aussparung 8 gegenüber der Achsrichtung unterschiedlich sein, während gemäß Fig. 2 die beiden Seitenflächen 8a und 8b zueinander parallel angeordnet sind. Schließlich kann auf den Bolzen 5 je eine Hül se drehbar gelagert sein, deren zylindrische Außenfläche sich an den Seitenflächen 8a bzw. 8b der Aussparung 8 abwälzen kann

22.04.1986 Sh/Py
0334k/l-6

Claims

ensprüche

1. Stufenlose Nachstelleinrichtung für Betätigungseinrichtungen verschleißbehafteter Maschinenelemente/ wie z.B. Scheibenbremsen/ Trommelbremsen/ Schaltkupplungen od. dgl. mit den folgenden Merkmalen:

a) in einem Gehäuseteil (2) ist ein Betätigungsteil (1) verschiebbar angeordnet;

b) eine Gewindespindel (11) mit einer darauf angeordneten Gewindemutter (3) erstreckt sich in der Verschieberichtung carch das Betätigungsteil (1);

c) die Gewinde cutter (3) ist relativ zum Betätigungsteil (1) auf dem Gewinde (10) der Spindel (11) drehbar, jedoch relativ zum Betätigungsteil axial nicht verschiebbar;

d) dadurch gekennzeichnet/ daß ein im Gehäuseteil (2) axial fixiertes Bauteil (4) derart in die Mutter (3) eingreift/ daß eine axiale Verschiebung der Mutter (3) relativ zum Gehäuseteil (2) (und damit zum Bauteil 4) eine Verdrehung des genannten Bauteils (4) relativ zur Mutter (3) erzwingt.

2* Stufenlose Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Gehäuseteil (2) axial fixierte Bauteil (4) mittels Federn (6) axial gegen Reibflächen (7 und 7a) des Gehäuseteils (2) verspannt ist.

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3. Stufenlose Nachstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise drei gleichmäßig am umfang verteilte Bolzen (5) in dem im Gehauseteil (2) axial fixierten Bauteil (4) befestigt sind und in dafür in der Mutter (3) vorgesehene Aussparungen (8) ragen.

4. Stufenlose Nachstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (8) in der Mutter (3) schräg zur Achse verlaufende, zum Gehäuseteil (2) hin offene Schlitze sind.

5. Stufenlose Nachstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (8) den Bolzen (5) axiales Spiel in der Größe des vorgesehenen normalen Betätigungshubes (h) erlauben (Fig. 2).

6. Stufenlose Nachstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (8a und 8b) der Aussparung (8), an denen sich der Bolzen (5) anlegt, so geformt sind, daß das Anliegen des Bolzens (5) während einer Hubbewegung ruckfrei bzw. ruckarm erfolgt.

7. Stufenlose Nachstelleinrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen der Bolzen (5) drehbar gelagert sind.

22.04.1986
0334k/7-8