SE420014B - Bromshevarm for en trumbroms - Google Patents

Description

7.91Û263~8 2 Senare har det blivit vanligt att förse.bromshävar- men med inre organ för automatisk vridning av snäckskruvs- axeln och sålunda justering av bromshävarmens vinkelläge i beroende av bromsbeläggslitaget; en sålunda utrustad hävarm kallas i facket en automatisk bromshävarm.

De flesta av konstruktionerna för sådana automatiska bromshävarmar är baserade på dens.k. kolvslagsprincipen, dvs justeringen beror helt på kolvstångs- eller tryck- stångsslaget eller med andra ord bromshävarmens vinkel- rörelse förbi ett visst värde motsvarande det normala spelet mellan bromsbeläggen och bromstrumman i viloläget.

Mera nyligen har det befunnits att olika skäl talar för en mera avancerad princip - den s.k. spelrumsprinci- pen. I detta fall har justeringsmekanismen förmåga att skilja mellan tryckstângsslaget beroende på bromsbeläggens nötning och slaget beroende på den ofta avsevärda elasti- citeten i de olika delarna mellan bromscylindern och broms- trumman. Detta betyder att den automatiska justeringen reducerar spelrummet till det normala och önskade värdet när det har blivit för stort, exempelvis på grund av bromsbeläggens nötning, medan mekanismen ignorerar elas- ticitetens inflytande. I I Sådana spelrumskännande automatiska bromshävarmar är exempelvis kända genom US Re 26 965, US 3 507 369, US 3 901 537, US 4 114 733, US 4 l2l 703, US 3 997 035, US 3 997 036, US 4 015 692 och US 4 019 612.

Olika krav ställes på en produkt av detta slag. All- mänt sett är en automatisk bromshävarm en säkerhetsanord- ning, som arbetar under ytterst hårda förhållanden med avseende på belastningar och miljö. Det tillgängliga ut- rymmet för bromshävarmen är vidare ofta mycket begrän- sat. Driftsäkerheten måste vara mycket stor och perioder- na mellan normala servicetillfällen så långa som möjligt.

Sist men inte minst måste priset vara konkurrenskraftigt.

Det är vidare önskvärt att undvika kravet på monte- ring av bromshävarmen i ett visst förutbestämt läge, vil- 7910263-8 ket är opraktiskt ej blott vid den ursprungliga monte- ringen utan även och i högre grad vid senare service- tillfällen. Den automatiska bromshävarmen skall sålunda företrädesvis ha en s.k. flytande referenspunkt eller fixpunkt.

Uggfinningen Alla dessa olika krav för en bromshävarm av den in- ledningsvis nämnda typen uppfylles enligt uppfinningen om i en kraftöverförande kedja mellan reglerringen och snäckskruvsaxeln är anordnade en kopplingshylsa, en en- vägskoppling, en kopplinqsring och en momentbegränsande koppling, vilken hålles i ingrepp av en fjäderkraft pâ snäcksskruvsaxeln, varvid ett reglermått i form av ett spel i om- kretsled är bildat mellan reglerringen och kopplingshylsan, vilka föres mot ett förutbe- stämt relativt utgångsläge i omkretsled av en fjäderkraft.

De olika delar som kräves för åstadkommande av den önskade funktionen (särskilt delarna för definiering av reglermâttet) är sålunda samlade som ett slags enhet mel- lan reglerringenoch snäckskruvsaxeln.

Vidare är i denna enhet en skruvtryckfjäder anordnad mellan reglerringen och kopplingshylsan och verkar som en vridfjäder för att åstadkomma nämnda utgångsläge i omkretsled men även som en tryckfjâder för att hålla envägskopplingen i form av en spärrtandkoppling i in- QIGPP- Reglerringen och kopplingshylsan är företrädesvis försedda med mindre urtagningar för skruvtryckfjäderns _ ändar för ändamålet att låta fjädern verka som en vrid- fjäder.

I praktiken kan reglermåttet uppnås genom att reg- lerringen är försedd med en axiell tapp och kopplinge- hylsan med en axiell urtagning med en bredd i omkrets- led motsvarande reglerringstappens bredd plus regler- måttet. 7910263-8 Kopplingen mellan kopplingsringen och snäckskruvens axel kan vara en företrädesvis tandad konkoppling för att garantera ett riktigt ingrepp.

Bromshävarmens reglerarrangemang avslutat med regler- ringen på_snäckskruvsaxeln skall ha vissa egenskaper.

Mekanismen skall företrädesvis vara långsamtverkande,vil- ket betyder att blott en bråkdel av hela det för stora spelet skall reduceras vid varje bromsansättning. Regler- arrangemanget måste därför ha en viss reduktion. En prak- tisk lösning på problemet att uppnå en tillfredsställande stor utväxling i en ovan beskriven konstruktion uppnås* genom att reglerringen är ett reglersnäckhjul, som via ett reglerkugghjul samarbetar med en reglerskiva för an- slutning till en fast del av ett fordonsunderrede, före- trädesvis medelst en reglerarm, varvid reglerkugghjulet, som är huvudsakligen vinkelrätt mot snäcksruvsaxeln, har en regler- snäckskruvsdel samverkande med reglersnäckhjulet och en reglerkugghfiulsdel samverkande med kuggar på reglerskivan, som är koaxiell med bromshävar- mens snäckhjul.

Figurförteckning Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 är en schematisk vy av ett typiskt S-kambromsar- rangemang, fig 2 är en sidovy, delvis i tvärsektion,av en automatisk bromshävarm enligt uppfinningen, fig 3 är en ändvy, delvis i tvärsektion,av hävarmen sedd från vänster i fig 2 samt fig 4 är en sektion längs linjen IV-IV i fig 2.

Beskrivning av en föredragen utföringsform Ett typiskt exempel på ett S-kamtrumbromsarrangemang, särskilt för ett tungt landsvägsfordon, såsom en lastbil, släpvagn eller buss,visas schematiskt i fig l.

E 7910263-8 5 I en roterande bromstrumma l är två icke roterbara skor 2 med bromsbelägg 3 anordnade på ett för varje fackman välkänt sätt. En S-formad kam 4 är fäst vid en ut ur själva bromsen skjutande vridbar kamaxel 5. En häv- arm 6 (visad i fyra nedan beskrivna olika lägen) är även fäst vid kamaxeln 5 och är vid sin andra ände ansluten till en tryckstâng 7 hos en bromsfluidummanövrerad broms- cylinder 8. S-kamen 4 samarbetar med rullar 9 i broms- skornas 2 resp ändar. Det är tydligt att bromsbeläggen 3 kommer att samverka bromsande med bromstrumman l vid en tillräcklig moturs vridning av kamaxeln 4 under inverkan av bromscylindern 8. En dragfjäder 10 är anordnad mellan bromsskorna 2 för attlossa bromsen och hålla bromsskorul- larna 9 i konstant kontakt med S-kammen 4 även vid dennas returrörelse i medurs riktning.

Hävarmens 6 vinkelrörelse under en normal bromsansätt- ning kan uppdelas i olika delar, såsom indikeras i fig 1.

Den första delen C motsvarar det normala och önskade spe- let mellan bromsbeläggen 3 och bromstrumman 1. Den andra delen Ce motsvarar det icke önskvärda,för stora spelet på grund av bromsbeläggnötning osv. Den tredje delen E mot- svarar elasticiteten, som under en bromsansättning upp- träder i bromstrumman, bromsbeläggen och olika delar av den kraftöverförande kedjan från bromscylindern; elasticitetse delen E av det totala bromsansättningsslaget ökar normalt med ökande bromskraft.

Hävarmen 6, som blott visas som en rak linje i fig 1, kallas i facket för en bromshävarm. Denna bromshävarm är konventionellt ofta försedd med manuella organ för juste- ring av dess vinkellägen relativt S-kammen tid efter an- nan för att kompensera för det för stora spelet Ce. Dessa justeringsorgan är nu för tiden ofta automatiska och i så fall kallas bromshävarmen en automatisk bromshävarm eller ibland en automatisk spelrumsregulator. I denna beskriv- ning kommer termen bromshävarm att användas, medan den 7910263-8 andra termen blott brukas för de: automatiska spelrums- justerande organen som visas i bromshävarmen, såsom nu skall beskrivas i detalj under hänvisning till fig 2-4, särskilt fig 2.

En spelrumsjusterande mekanism enligt uppfinningen är inbyggd i ett hus ll, som har ett hål ll” i sin övre ände eller arm för anslutning till bromscylinderns tryck- stång 7. Denna arm kan, beroende på det tillgängliga ut- rymmet och andra omständigheter på det aktuella fordonet ha vilken lämplig form och längd som helst.

I den nedre delen av huset ll är ett vridbart snäck- hjul 12 anordnat. Medelst visade splines skall detta fäs- tas vid den på motsvarande sätt splinesförsedda S-kam- axeln 5 (fig 1). _ En reglerskiva 13 är oberoende,roterbart anordnad koaxiellt med snäckhjulet 12, och en reglerarm 14 för fastsättning vid en fast del av ett fordons underrede och sålunda för bildande av en referenspunkt är förenad med reglerskivan l3 och sträcker sig ut ur huset ll.

En; bakre lock 15 och ett främre lock 16 är fästa, exempelvis svetsade, på huset vid snäckhjulet 12 resp reglerskivan 13. 0-ringstätningar 17 är anordnade mel- lan det bakre locket 15 och snäckhjulet l2, mellan snäck- hjulet 12 och reglerskivan 13 liksom mellan reglerskivan 13 och det främre locket 16 för att hindra smuts, fukt och liknande från att komma in i mekanismen.

Reglerskivan 13 är.vid sin yttre omkrets försedd med tänder för samarbete med motsvarande tänder på ett reglerkugghjul lå som är roterbart anordnat i huset ll parallellt med reglerskivan l3 och snäckhjulet 12.

Vinkelrätt mot snäckhjulets 12 axel är en snäck- skruvsaxel 19 roterbart anordnad i huset ll. Integrerad därmed eller säkert fäst därpå är en med snäckhjulet 12 samarbetande snäckskruv 20.

En kraftig och förspänd tryckfjäder 22 är inplace- rad mellan en i huset ll gängad fjäderkopp 23 och en 7910-263- 8 fjäderbricka 24, som samverkar med snäckskuvsaxelns 19 högra ände; fjädern 22 anbringar sålunda en stark kraft åt vänster i fig 2 på nämnda axel 19.

Ett reglersnäckhjul eller en reglersnäckring 25, som samarbetar med en snäckskruvsdel av reglerkugghjulet 18, såsom tydligast framgår av fig 3, är roterbart anordnad pâ snäckskruvsaxeln 19 och anligger mot lagerhylsan 21 med sin högra ände (fig 2). Reglersnäckringen 25 är för- sedd med en tapp 25', som samarbetar med en urtagning 26' i en nedan beskriven kopplingshylsa 26.

Urtagningen 26' är i omkretsled något större än snäck- ringstappen 25', och avståndet eller spelet mellan dessa två delar är det s.k. reglermåttet A för mekanismen,mot- svarande det önskade spelet mellan bromstrumman och broms- beläggen.

Kopplingshylsan 26 är vid sin vänstra ände försedd med spärrtänder samverkande med motsvarande tänder på en kopplingsring 27 för att bilda en envägskoppling 28 med en nedan beskriven spärriktning.

Kopplingsringen 27 är med hjälp av ett axiallager 29 roterbart lagrad relativt ett ändlock 30 gängat in i hu- set ll. Snäckskruvsaxeln l9 sträcker sig ut genom ändloc- ket 30 och är tätad relativt detta med hjälp av en O- ring 31. Ett verktygsgrepp 19' är anordnat vid axelns 19 ände för manuell vridning av axeln 19, snäckskruven 20 och sålunda snäckhjulet 12.

Vid sin inneryta är kopplingsringen 27 försedd med en konisk tandad kopplingsyta för samarbete med en motsvaran- de konisk tandad kopplingsyta på snäckskruvsaxeln 19 för att bilda en konkoppling 32. En vridfjäder 33 i form av en skruvtryckfjäder är anordnad koaxiell med snäckskruvs- axeln 19 mellan reglersnäckringen'25 och kopplingshylsan 26, vilka båda företrädesvis är försedda med mindre ur- tagningar för fjäderändarna. Huvudfunktionen för denna fjäder 33 är att föra de två delarna 25 och 26 till re- lativa vinkellägen enligt beskrivning nedan men även 79111263- 8 8 att hålla envägskopplingen 28 i ingrepp. Reglerkoppling- en 32 å andra sidan hâlles normalt i ingrepp av tryckfjä- dern 22.

Funktion Funktionen hos bromshävarmen med den automatiska spel- rumsregulatorn, sådan den visats och beskrivits, kommer nu att studeras. Utgångsläget är att reglerarmen 14 är fäst vid en fast del av fordonsunderredet och att kolv- stången 7 (fig l) är tillbakadragen till sitt visade vi- loläge tack vare frånvaron av fluidum under tryck i broms- cylindern 8. I utgångsläget hålles snäckringstappen 25' i kontakt med urtagningens 26' nedre yta. Detta läge visas ej i fig 2, där tappen 25' för tydlighets skull står i kontakt med den övre urtagningsytan och lämnar ett av- stånd A till den undre ytan.

A.l. Spelrumsdelen C av ansättningsslaget Bromscylinderns kolvstång 7 skjuter bromshävarmen 6 åt vänster i fig 1 och 2, medan reglerarmen 14 förblir fast. En relativ vridningsrörelse kommer härigenom att ges snäckringen 25, så att då spelrumsdelen C har passerats har reglermåttet A (motsvarande denna del C) konsumerats och-har lägetuenligt fig 2 nåtts, dvs med snäckringstappen 25' i kontakt med urtagningens 26' övre yta. I denna si- tuation är bromsbeläggen 3 fortfarande på något avstånd från bromstrumman 2 på grund av det för stora spelrummet.

A.2. Den för stora spelrumsdelen Ce Vid det fortsatta ansättningsslaget transporteras kopp- lingshylsan 26 i en vridrörelse av tappen 25”. Envägskopp- lingens 28 spärriktning är sådan att denna vridningsrörel- se tillåtes utan någon inverkan på kopplingsringen 27.

Samtidigt skjuter S-kammen 4 bromsskorna 2 ytterligare isär, så att bromsbeläggen 3 när bromstrummen l. êränšaëšëêsai-elëëëisiseëäéeleaå Eftersom bromsbeläggen 3 nu är i kontakt med broms- 7910263-8 trumman l har det fortsatta ansättningslaget den effekten att en reaktionskraft från det ökade momentet i S-kam- axeln 5 överföres till snäckskruven 20 via snäckhïulet 12, resulterande i en ringa axiell förskjutning åt höger i fig 2 mot kraften av fjädern 22, så att kraftöverföringen i konkopplingen 32 avbrytes.

A.4. Elasticitetsdelen E Vid det fortsatta ansättningsslaget i elasticitetsde- len E fortsätter den av delarna 13, l4, 18 och 25 beståen- de reglermekanismen att medbringa kopplingshylsan 26 men nu även kopplingsringen 27, eftersom konkopplingen 32 är ur ingrepp.

Under den första delen av returslaget, då bromshävar- men 6 rör sig i riktning mot pilen 1 fig 2 fortsätter vridfjädern 33 att hålla snäckringstappen 25' i kontakt med urtagningens 26' övre yta (såsom visas i fig 2).

Reglermekanismen 13, 14, 18 och 25 med kopplingshylsan 26 och kopplingsringen 25 kommer att röra sig tillsammans som en enhet (i den motsatta riktningen i förhållande till riktningen under ansättningsslaget), eftersom kon- kopplingen 32 fortfarande är ur ingrepp och envägskopp- lingen 28 är låst i den nya rotationsriktningen. §¿2. Övergång till spelrgmsdel Då bromsbeläggen 3 vid returrörelsen lämnar broms- ítrumman l, går momentet i S-kamaxeln 5 ner i sådan ut- sträckning att tryckfjädern 22 kan förflytta snäckskruvs- axeln 19 axiellt åt vänster i fig 2, vilket betyder att konkopplingen 32 går i läsande ingrepp. §¿3. Spelrumsdelen_mgtsvarande re¶lermåttet_§_ Vridfjäderns 33 kraft mot kopplingshylsan 26 är ej tillräcklig för att övervinna envägskopplingen 28 nu då konkopplingen 32 är i ingrepp. Detta betyder att snäck- 7910263-8 10 ringstappens 25' kontakt ändrar sig från den övre till den nedre ytan hos urtagningen 267. ëlénëeslëuæëiëëësëias En ytterligare rörelse i returriktningen motsvarar det för stora spelet, som reduceras innan hela systemets viloläge ånyo nås. Reglermekanismen 13, l4, 18 och 25 vri- der, via kopplingshylsan 26, den låsta envägskopplingen 28, kopplingsringen 27 och den låsta konkopplingen 32, snäck- skruvsaxeln med snäckskruven 20 och sålunda snäckhjulet 12, vilket betyder att bromshävarmen 6 intar ett nytt vinkelläge relativt S-kamaxeln 5. Utväxlingsförhållandet i det beskrivna systemet är sådant att blott en viss del av det för stora spelet elimineras vid varje broms- manöver. Risken för överjustering, exempelvis på grund av värmeutvidgning i bromstrumman reduceras härigenom avse- värt. _ C. Éšgmsoperation gå§=normalš=ågg¿ Beskrivningen ovan av funktionen (med för stort spel) är 1 princip giltig även om spelet är det önskade eller med andra ord motsvarar reglermåttet A i mekanismen. Föl- jande skillnad måste emellertid noteras: Vid en bromsansättning med normalt spel kontaktar bromsbeläggen 3 bromstrumman l samtidigt som reglermåttet A har passerats (se A.l.) eller med andra ord som snäck- ringstappen 25' och urtagningens 26' övre yta kontaktar varandra. Det ytterligare bromsansättningsslaget sker enligt beskrivningen under A.3. - A.4., medan beskrivningen un- der A.2. naturligtvis ej är relevant i denna situation.

Under returslaget blir funktionen enligt beskrivning- en så långt sem till B.3., då 1 stället följande händer; Reglermâttet A är passerat, vilket betyder att snäck- ringstappens 25' kontakt växlar från urtagningens 26' öv- re till dess nedre yta. Samtidigt som denna växling är avslutad når bromshävarmen 6 sitt ursprungliga neutral- läge. Ingen justering sker. 7910263- 8 ll Fixgunktinställning Reglerarmens 14 läge relativt bromshävarmen 6 är utan betydelse med den visade och beskrivna konstruk- tionen. Den behöver blott fixeras (dvs fästas vid en fast del av fordonsunderreded . Om reglerarmen 14 vid den ursprungliga monteringen eller efter Serviße för- flyttas till ett nytt utgångsläge händer emellertid följande: ëntleësäëíëzëlsiuëeifls Om reglerarmen 14 har förskjutits i moturs riktning, inverkar detta inte på funktionen alls, vilken blir som beskrivits ovan under A, B och C. ëaßlsëuaašërslsiusaees Om å andra sidan reglerarmen har förskjutits_i mot- urs riktning har snäckringstappen 25' förflyttats till urtagningens 26' övre yta. Vridfjädern 33 strävar att förflytta kopplingshylsan 26 i motsatt riktning - envägs- kopplingens 28 spärriktning.

Vid bromsansättningsslaget passerar bromshävarmen 6 först Spelrumsdelen C motsvarande reglermâttet A i meka- nismen. Eftersom snäckringstappen 25' redan är i kontakt med urtagningens26' övre yta, kommer kopplingshylsan 26 att medbringas under kopplingsslaget. Eftersom envägskopp- lingen '28_ är öppen i denna riktning, kommer emellertid inga ytterligare delar i mekanismen att pâverkas.

Om något för stort spel Ce existerar, blir funktionen enligt A.2. ovan. Den påföljande delen av bromsoperatio- nen liksom alla följande bromsoperationer blir enligt be- skrivningen ovan.

Modifikationer är möjliga inom ramen för de efterföl- jande patentkraven.

Claims (6)

7910263- 8 12 PATENTKRAV

1. Bromshävarm för fastsättning på en splinesförsedd S-kamaxel (5) hos en trumbroms (1-3) för ett landsvägs- fordon och anslutning till en bromscylinders tryckstång (7) innefattande _ a) ett snäckhjul (12), som är roterbart monterat i bromshävarmens (6) hus (ll) och företrädesvis har inre splines för samarbete med S-kamaxeln (5), och en snäck- skruvsaxel (19), vilken är roterbar i huset vinkelrätt mot snäckhjulet och har en med snäckhjulet samverkande, fast snäckskruv (20), b) ett reglerarrangemang (13, 14, 18, 25) för över- föring av en reglerrörelse från en referenspunkt (14) till en på snäckskruvsaxeln (19) i beroende av bromshäv- armens vinkelrörelse vridbar reglerring (25), k ä n n e t e c k n a d därav, att i en kraftöverföran- de kedja mellan reglerringen (25) och snäckskruvsaxeln (19) är anordnade en kopplingshylsa (26), en envägskopp- ling (28), en kopplingsring (27) och en momentbegränsan- de koppling (32), vilken hålles i ingrepp av en fjäder- kraft (från en fjäder 22) på snäckskruvsaxeln, varvid ett reglermâtt (A) i form av ett spel i om- kretsled är bildat mellan reglerringen och kopp- lingshylsan, vilka föres mot ett förutbestämt relativt utgångsläge i omkretsled av en fjäder-_ kraft (från en fjäder 33).

2. Bromshävarm enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att en skruvtryckfjäder (33) är anordnad mellan reglerringen (25) och kopplingshylsan (26) och verkar som en vridfjäder för att åstadkomma nämnda ut- gångsläge i omkretsled men även som en tryckfjäder för att hålla envägskopplingen (28) i form av en spärrtand- koppling i ingrepp.

3. Bromshävarm enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att reglerringen (25) och kopplingshyl- ~ 7910263-8 13 san (26) är försedda med mindre urtagningar för skruv~ tryckfjäderns (33) ändar.

4. Bromshävarm enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att reglerringen (25) är försedd med en axiell tapp (25') och kopplingshylsan (26) med en axiell urtagning (26') med en bredd i omkretsled mot- svarande reglerringstappens bredd plus reglermåttet (A).

5. Bromshävarm enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att kopplingen mellan kopplingsringen (27) och snäckskruvsaxeln (19) är en kontandkoppling (32).

6. Bromshävarm enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att reglerringen (25) är ett reglersnäck- hjul, som via ett reglerkugghjul (18) samarbetar med en reglerskiva (13) för anslutning till en fast del av ett fordonsunderrede, företrädesvis medelst en reglerarm (14), varvid reglerkugghjulet, som är huvudsakligen vin- kelrätt mot snäckskruvsaxeln (19), har en regler- snäckskruvsdel samverkande med reglersnäckhjulet (25) och en reglerkugghjulsdel samverkande med kug- gar på reglerskivan (13), som är koaxiell med bromshävarmens snäckhjul (l2). ___-___...-