DE2064450A1

DE2064450A1 - Federbelastete Bremsbetatigungseinnchtung

Info

Publication number: DE2064450A1
Application number: DE19702064450
Authority: DE
Inventors: Richard Thomas South Bend Ind. Burnett (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-01-05
Filing date: 1970-12-30
Publication date: 1971-07-22
Also published as: JPS4817944B1; FR2090465A5; ZA708569B; US3633715A; GB1276071A

Description

Pifente-nwiHiQ
Dr. Ing. H

The Bendix Corporation
Executive Offices

rta,J3 S380S8Ä

Southfield, Michigan, USA

50. Dezember 1970

Anwaltsakte M-H36

Federbelastete Bremsbetätigungseinrichtung

Die Erfindung "bezieht sich auf eine federbelastete betätigungseinrichtung zur Steuerung der Betätigung des Bremsorgans einer Bremse.

Im Zusammenhang mit pneumatisch betätigten Bremsanlagen sind bereits federbelastete Bremsbetätigungseinrichtungen bekannt, die enthalten; eine erste, in einer ersten Strömungsmittelkammer eines Gehäuses dichtend angeordnete, mit dem Bremsorgan verbindbare Kolbenanordnung zur Verschiebung des Bremsorgans in Bremseingriffsrichtung bei Druckbeaufschlagung der ersten Kammer, eine vorgespannte Federeinrichtung, die mit einer mit der ersten Kolbenanordnung verbundenen Kraftubertragungseinrichtung zwecks Beaufschlagung derselben in Bremseingriffsrichtung zusammenwirkt, und eine zweite, in einer zweiten Strömungsmittelkammer des Gehäuses

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mm O —

dichtend angeordnete Kolbenanordnung, die die Federeinrichtung an einer Kr aft beaufschlagmig der Kraf tübertragungserinrichtung. hindert, solange der Strömungsmitteldruck in der zweiten Kammer die Torspannung- der Feder einrichtung über?» steigt.

Erfindungsgemäß wird eine federbelastete: Brierasbetätiguiigseinrichtung dieser Art geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kraftübertragungseinrichtung einerseits mit der ersten Kolbenanordnung über eine ausfahrbare, jedoch nicht zusammenschiebbare Anschlagverbindung verbunden ist, deren Ausfahrlänge automatisch durch eine Stellvorrichtung verstellbar ist, die' bei bis zu einer vorgegebenen Weglänge reichenden Relativverschiebungen der ersten Kolbenanordnung von der Kraftübertragungseinrichtung fort anspricht, und andererseits mit einer dritten, mit dem Druck in der ersten Kammer beaufschlagten Kolbenanordnung verbunden ist, die die Kraftübertragungseinrichtung gegen die erste Kolbenanordnung drückt und dadurch die normale automatische Nachstellung der ausfahrbaren: Anschlagverbindung verhindert, wenn der in der ersten Kammer herrschende Strömungsmitteldruck einen vorgegebenen, durch die Federkraft einer die Kraftübertragungseinrichtung in eine, normale Ruhelage drükkenden, vorgespannten Federeinriehtung, festgelegten.Wert übersteigt,

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Bei der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungseinrichtung sorgt einerseits die Anschlagverbindung, die eine Nachstellvorrichtung zum Ausgleich des Abriebs des Bremsbelags der Bremsschuhe bildet, dafür, daß die erste und zweite Kolbenanordnung beim Einrücken der Bremse jeweils nur sehr geringe Arbeitshübe durchführen müssen, und andererseits verhindert die federbelastete dritte Kolbenanordnung, die die Betätigung dieser Nachstellvorrichtung in Form der Anschlagverbindung auf relativ geringe Betätigungsdruckwerte in der ersten Kammer begrenzt, eine unerwünscht hohe Nachstellung der Bremse, die sich andernfalls bei hohen Betätigungsdruckwerten infolge der höheren elastischen Verformungen und/oder Verbiegungen der Bremse ergeben könnte.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt :

Figur 1 eine Seitenansicht einer Scheibenbremse mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsbetätigungs- " einrichtung,

• Figur 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Pig.1,

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Figur 3 eine perspektivische Darstellung, die zeigt,

auf welche Weise zwei Bauteile der in Fig»2

; gezeigten Bremsbetätigungseinrichtung zusammenwirken,

Figur 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 der Fig.2.

Gemäß den Figuren ist eine Bremsscheibe 10 drehfest mit dem abzubremsenden Bauteil, beispielsweise einem nicht gezeigten Fahrzeugrad, verbunden und mit zwei gegenüberliegenden Reibflächen 12 und 14 versehen. Ein gehäusefester Bremsträger ist mit einem drehfesten Bauteil des Fahrzeugs, beispielsweise dem Achsflansch 18, verschraubt. Ein Bremssattel 20 ist mittels zweier Stifte 22 verschiebbar am Bremsträger 16 angeordnet. Der Bremssattel 20 enthält einen die Bremsscheibe 10 übergreifenden Steg 24, einen radial nach innen verlaufenden Schenkel 26, der das der Reibfläche 14 benachbarte Bremsorgan 28 trägt, und ein ringförmiges Gehäuse 30, In dem eine Bohrung 32 ausgebildet ist. Die Bohrung 32 ist durch eine Ringwand 38 in erste und zweite koaxiale Kammern 34 und 36 unterteilt. In der Kammer 34 ist ein Kolben 40 gleitfähig angeordnet, durch den ein gleitfähig auf dem Bremsträger 16 abgestütztes Bremsorgan 42 gegen die Bremsfläche 12 gedrückt werden kann. Eine Ringdichtung 46 verhindert ein Entweichen des Strömungsmittels aus der Kammer 34, die mit einer nicht

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gezeigten Bremsmittel-Druckquelle verbindbar ist. Eine flexible Manschette 48 verbindet den Kolben 40 und das Gehäuse 30 und verhindert das Eindringen von Verunreinigungen in die Bohrung 32,

In der zweiten Kammer 36 ist ein verschiebbarer Kolben 50 gleitfähig angeordnet, der einen axial verlaufenden Ringansatz 52 aufweist, welcher gleitfähig in der Ringwand 38 abgestützt ist. Ein längliches Kraftübertragungsteil 54 verläuft durch die Ringwand 38 und ist in dem axial verlaufenden Ansatz 52 gleitfähig abgestützt. Das Kraftübertragungsteil 54 enthält einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 56, der an seinem einen Ende eine radial vorstehende Schulter 58 aufweist, und einen nach hinten verlaufenden Abschnitt 60, der über die Schraubverbindung 62 am Abschnitt 56 befestigt ist. Im Abschnitt 60 sind radial verlaufende Strömungsmittelkanäle 64 ausgebildet, die eine axial durch das Kraftübertragungsteil 54 verlaufende Strömungsmittelleitung 66 mit der oben genannten, nicht gezeigten Druckmittelquelle verbinden. Eine am Kolben 40 abgestützte Scheibe 68 wirkt mit einem Wälzlager, beispielsweise einem ringförmigen Kugeldrucklager 70, zusammen, welches zwischen der Scheibe 68 und einer drehbar auf dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 56 angeordneten Stellmutter 72 liegt»

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Die "bei der erfindungsgemäßen Bremse vorgesehene Feder-

wird
betatigung/durch mehrere ringförmige, elastische Belleville federn 74 erreicht, die in der Kammer 36 zwischen der einen Seite des Kolbens 50 und einem am Gehäuse 30 angebrachten Tragring 76 angeordnet sind. Die Federn sind aus der in Fig.2 gezeigten, im wesentlichen konischen Form in eine im wesentlichen ebene Lage zusammenpreßbar und kehren durch ihre Eigenspannung in die konische Form zurück. Das Ende der Kammer 36 wird durch eine Abdeckung 78 verschlossen.

Zwischen der anderen Seite des Kolbens 50 und der Ringwand 38 ist ein schwimmend gelagerter Kolben 80 angeordnet, so daß zwischen dem Kolben 80 und der Ringwand 38 sowie zwischen dem Kolben 80 und dem Kolben 50 zwei Strömungsmittelkammern 82 bzw«, 84, gebildet werden. Jede der Kammern 82,84 kann mit einer von zv/ei getrennten, nicht gezeigten Hoehdruckquellen verbunden werden. Das Ende 86 des axial verlaufenden Ansatzes 52 vermag mit der Schulter 58 derart.zusammenzuwirken, daß die Federn 74 bei Druckentlastung der Kammern 82 und 84 am Kolben 70 angreifen und das Kraftüber— tragungsteil 54 und die Stellmutter 72 in Bremseingriffsrichtung zur Bremsscheibe 10 hindrücken. Im Endabschnitt ist ein Kanal 88 ausgebildet, in dem an der Schulter 58 ausgebildete Nasen 90 einsitzen (siehe Fig.3), so daß eine Relativdrehung zwischen dem Kolben 50 und dem Kraftiibertragungsteil 54 verhindert wird,

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Am Kraftübertragungsteil 54 ist in der durch die ringförmigen Bellevillefedera. 74 begrenzten Bohrung 94 ein am Ende geschlossener Zylinder 92 angeordnet, in dem das eine Ende des Kraftübertragungsteils 54 gleitfähig einsitzt. Zwischen dem Ende des Kraftübertragungsteiles 54 und dem verschlossenen Ende des Zylinders 92 liegt eine Kammer 96 veränderlichen Volumens, die mit der Leitung 66 in Verbindung steht. Eine Scheibe 98 umgreift die Außenfläche des Kraftubertragungsteils 54 und wirkt mit einer daran ausgebildeten Schulter 100 zusammen,, Zwischen der Scheibe 98 und dem Kolben 50 liegt eine Feder 102, die das Kraftübertragungsteil 54 federnd gegen das verschlossene Ende des Zylinders 92 drückt, wobei der Zylinder 92 an dem Kolben 50 über die damit zusammenwirkende Bellevillefeder anliegt.

Die Betriebsweise der oben beschriebenen Bremse ist wie folgt:

Solange in einer der Kammern 82 oder 84 Strömungsmitteldruck vorhanden ist, hält der Strömungsmitteldruck den Kolben 50 in einer Lage, in der die Federn 74 in ihre im wesentlichen ebene Form zusammengedrückt sind. Der Kolben 40 befindet sich bei Druckbeaufsehlagung der Kammern 82 und 84 in der ,zurückgezogenen Lage. Zum Einrücken der Servobremse wird unter Druck stehendes Hydraulikmittel über die Leitung 66

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der Rückfläche des Kolbens 40 zugeführt, so daß dieser und somit auch das Bremsorgan 42 gegen die Reibfläche 12 der Bremsscheibe 10 gedrückt wird. Aufgrund der Gleitverbindung zwischen dem Bremssattel 20 und dem Bremsträger 18 wird bei einer solchen Verschiebung des Kolbens 40 auch das Bremsorgan 28 infolge der über den Steg 24 übertragenen Reaktionskräfte gegen die Reibfläche 14 gedrückt.

Wenn sich der Kolben 40 während des Arbeitshubes infolge eines Abriebs der Bremsorgane 28 und 42 um einen ungewöhnlich großen Verschiebeschritt verstellt, beaufschlagt die Scheibe 68 die Stellmutter 72 über das Wälzlager 70 mit einer Axialkraft, Aufgrund dieser Axialkraft.wird die Stellmutter 72 auf dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 56 verdreht, wodurch sich die Mutter 72 zur Bremsscheibe 10 hin vorschraubt. Bei Entlastung der Kammer 34 vom Bremsdruck schiebt sich der Kolben 40 lediglich soweit zurück, daß sich die hintere Kolbenfläche an die Stellmutter 72 anlegt. Somit kann zwar der'Bremsbetätigungshub des Kolbens 40 infolge eines Abriebes der Reiborgane 28,42 schwanken, der Kolbenrückhub wird jedoch im wesentlichen konstant gehalten, da bei einem erhöhten Bremsbetätigungshub des Kolbens 40 sich auch die Mutter 72 auf dem Kraftübertragungsteil 54 vorschiebt«

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Über die leitung 66 gelangt der Strömungsmitteldruck nicht nur zur hinteren Fläche des Kolbens 40, sondern auch zur Kammer 96 veränderlichen Volumens. Da die Querschnittsfläche A1 des Abschnitts 60 größer als die Querschnittsfläche A2 des Abschnitts 60 ist, beaufschlagt der Strömungsmitteldruck in der Kammer 96 das Kraftübertragungsteil 54 mit einer Kraft, welche das Kraftübertragungsteil 54 entgegen der Kraft der Feder 102 zur Bremsscheibe 10 zu verschieben sucht. Bei niedrigen Druckwerten hindert die feder 102 das Kraftübertragungsteil 54 an einer Verschiebung zur Bremsscheibe 10 hin, so daß die Scheibe 68 die Mutter 72 zur Bremsscheibe 10 hin vorschieben kann, falls dies infolge des Abriebs der Bremsorgane erforderlich sein sollte. Bei höheren Strömungsmitteldruckwerten übersteigt jedoch die am Kraftübertragungsteil 54 angreifende Gesamtkraft die Vorspannkraft der Feder 102 und das Kraftübertragungsteil 54 bewegt sich gemeinsam mit dem Kolben 40 zur Bremsscheibe hin. Da sich die Mutter 72 gemeinsam mit dem Kraftübertragungsteil 54 verschiebt, kann die Scheibe 68 keine Axialkraft auf die Mutter 72 ausüben, und daher schraubt sich diese nicht auf dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 56 vor. Infolgedessen erfolgt keine Brems-Nachstellung und der Kolbenrückhub ist gleich groß wie vor Zufuhr des hohen Strömungsmitteldrucks. Beim Lüften der Bremsen bringt die Fedor 102 das Kraftübertragungsteil 54 und die daran angebrachte

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Stellmutter 72 in ihre Ausgangslagen zurück. Das längliche Kraftübertragungsteil 54 gleitet im axial verlaufenden Ansatz 52 des Kolbens 50 und dabei trennt sich di\e Schulter vom Ende des Ansatzes 52, welcher nicht verschoben v/ird. Da bei einer Beaufschlagung der Kammer 34 mit hohen Strömungsmitteldrücken, beispielsweise im Falle von Notbremsungen, der Kolben 40 während seines Bremseingriffhubs einen ungewöhnlich hohen Bewegungsschritt zurücklegen würde, und zwar nicht wegen eines Abriebes der Bremsorgane, sondern wegen elastischer Verformungen der Bremse selbst, wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß durch die Kraftbeaufschlagung des Kraftübertragungsteiles 54 mit dem Druck in der Kammer 96 eine mögliche, übermäßig große Verstellung der Mutter 72 auf dem Kraftübertragungsteil 54 vermieden werden kann, und dadurch sichergestellt, daß.die Reiborgane nach dem lüften der Bremse nicht an den Reibflächen der Bremsscheibe anliegen.

Sollte der Strömungsmitteldruck in beiden Kammern 82 und 84 abfallen, kehren die Federn 74 aus der im wesentlichen ebenen Lage in ihre in Fig.2 gezeigte konische Form zurück, wodurch der Kolben 50 zur Bremsscheibe 10 hin verstellt wird. Infolge des Zusammenwirkens des Endes 86 des axial verlaufenden Ansatzes 52 mit der Schulter 58 werden bei einer Verschiebung des Kolbens 50 auch das Kraftübertragungs-

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teil 54, die Mutter 72 und infolgedessen auch, der Kolben 40 und die Reiborgane 28 und 42 zur Bremsscheibe hin verschoben und die Bremse wird eingerückt. Wenn die Kammern 82,84 erneut mit Druck beaufschlagt werden, wird der Kolben 50 im Sinne der Fig.2 nach rechts gedruckt, so daß die Feder 102 das Kraftübertragungsteiü,>54 und den Kolben 40 und die Dichtung 46 den Kolben 40 in die Bremslüftungslage zurückstellen könneno

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Claims

Patentansprüche

u .J Federbelastete Bremsbetätigungseinrichtung zur Steuerung der Betätigung des Bremsorgans einer Bremse, mit einer ersten, in einer ersten Strömungsmittelkammer eines Gehäuses dichtend angeordneten, mit dem Bremsorgan verbindbaren Kolbenanordnung zur Verschiebung des Bremsorgans in Bremseingriffsrichtung bei Druckbeaufschlagung der ersten Kammer, einer vorgespannten Federeinrichtung, die mit einer mit der ersten Kolbenanordnung verbundenen Kraftubertragungseinrichtung zwecks Beaufschlagung derselben in Bremseingriffsrichtung zusammenwirkt, und einer zweiten, in einer zweiten Strömungsmittelkammer des Gehäuses dichtend angeordneten Kolbenanordnung, die die Pedereinrichtung an einer Kraftbeaufschlagung der Kraftübertragungseinrichtung hindert, solange der Strömungsmitteldruck in der zweiten Kammer die Vorspannkraft

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der Federeinrichtung übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinrichtung (54) einerseits mit der ersten Kolbenanordnung (40) über eine ausfahrbare, jedoch nicht zusammenschiebbare Anschlagverbindung (56,72) verbunden ist, deren Ausfahrlänge automatisch durch eine Stellvorrichtung (68,70) verstellbar ist, die bei bis zu einer vorgegebenen Weglänge reichenden RelatiwerSchiebungen der ersten Kolbenanordnung (40) von der Kraftübertragungseinrichtung (54) fort anspricht, und andererseits mit einer dritten, mit dem Druck in der ersten Kammer (34) beaufschlagten Kolbenanordnung (60) verbunden ist, die die Kraftübertragungseinrichtung (54) gegen die erste Kolbenanordnung (40) drückt und dadurch die normale automatische Nachstellung der ausfahrbaren Anschlagverbindung (56,72) verhindert, wenn der in der ersten Kammer (34) herrschende Strömungsmitteldruck einen vorgegebenen, durch die Federkraft einer die Kraftübertragungseinrichtung (54) in eine normale Ruhelage drückenden vorgespannten Federeinrichtung (102) festgelegten Wert übersteigt,
2. Bremsbetätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kolbenanordnung einen Haupt- und einen Hilfskolben (50,80) enthält, die dichtend und hintereinander liegend in der zweiten Strömungsmittellfammer (36) angeordnet sind und diese in zwei Kaonaerabschnitte (82,84) unterteilen.

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3. Bremste tat igungsvorri eh. tung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die vorgespannte Federeinrichtung (74) aus einem Bellevillefederpaket be-r stentβ

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