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Die
Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Nutzfahrzeug.
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Die
Bremsanlagen bei Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise bei Landmaschinen,
sind vorzugsweise als Ringkolbenbremsen ausgebildet. Bei Ringkolbenbremsen
wird beim Betätigen
eines Bremspedals ein in einer Kammer enthaltenes Fluid, beispielsweise
durch einen Kolben verdichtet, bzw. unter Druck gesetzt. Infolge
der Verdichtung, bzw. infolge des unter Druck setzens und des damit
verbundenen Druckanstiegs des Fluids, wird eine Kraft auf ein Steuerelement,
wie z. B. einen Ringkolben ausgeübt. Dabei
kann es sich bei dem Fluid um ein flüssiges oder ein gasförmiges Medium
handeln. Aufgrund der sich infolge der Krafteinwirkung einstellenden
axialen Bewegung des Steuerelements erfolgt, über ein mit dem Steuerelement
gekoppeltes Bremselement, wie z. B. eine Bremsplatte, eine Bremsung
des Nutzfahrzeugs. Die Kopplung des Steuerelements mit dem Bremselement
erfolgt über
ein Zwischenelement und über
eine erste und zweite Kopplungseinheit, die beispielsweise jeweils
als Bremslamelle ausgebildet sein kann.
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Während eines
Nutzfahrzeugbetriebs erfolgt im Laufe der Zeit ein Verschleiß der jeweiligen
Kopplungseinheit. Infolge des Verschleisses der jeweiligen Kopplungseinheit
erhöht
sich ein ursprünglich
voreingestelltes Lüftspiel,
d. h. der Abstand, der bei einer axialen Verschiebung zwischen dem
Steuerelement und dem Zwischenelement und/oder zwischen dem Bremselement
und dem Zwischenelement überwunden
werden muss, damit eine Bremsung des Nutzfahrzeugs erfolgen kann.
Um die Vergrößerung des Lüftspiels
zu vermeiden, ist eine genaue Nachstellung erforderlich, da sich
ansonsten jeweils der axiale Abstand zwischen dem Steuerelement
und dem Zwischenelement und oder dem Bremselement und dem Zwischenelement
immer mehr vergrößert. Dies
kann dazu führen,
dass bei identischer Bremsbetätigung, eine
geringere oder keine Bremswirkung auf das Nutzfahrzeug erzielt wird.
Zusätzlich
muss sichergestellt werden, dass sich nach einem Bremsvorgang das
Steuerelement, das Bremselement und das Zwischenelement von der
jeweiligen Kopplungseinheit wieder löst und in die jeweilige Ausgangsposition
zurückkehrt.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun
darin, eine Bremsanlage bereitzustellen, die jeweils eine Lösung der
jeweiligen Kopplungseinheit von dem Steuerelement, dem Bremselement
und dem Zwischenelement ermöglicht
und gleichzeitig eine Nachstellung des Lüftspiels bewerkstelligt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass mittels einer auf dem Zwischenelement angeordneten Verschiebeeinheit
eine Lösung
der jeweiligen Kopplungseinheit vom Steuerelement, Bremselement
und Zwischenelement, insbesondere auch für langsamlaufende Zweischeibenringkolbenbremsen,
möglich
ist. Ferner wird mittels eines Spannelements, eines Verbindungselements
und einer axialen Verschiebeeinheit eine Nachstellung des Lüftspiels
der Ringkolbenbremse ermöglicht.
Somit kann bei identischer Bremsbetätigung eine vom Verschleiss
unabhängige Bremswirkung
auf das Nutzfahrzeug sichergestellt werden. Auch erfolgt mittels
der Verschiebeeinheit eine Zentrierung der Zwischenplatte zwischen
dem Steuerelement und dem Bremselement.
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Einzelheiten
der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1:
einen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Bremsanlage mit einer
Nachstellung des Lüftspiels,
bei der keine Bremsbetätigung
erfolgt.
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1 zeigt
einen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Bremsanlage mit einer
Nachstellung des Lüftspiels,
bei der keine Bremsbetätigung
erfolgt. Bei der in 1 dargestellten Bremsanlage
handelt es sich beispielsweise um eine Ringkolbenbremse 1. Die
Ringkolbenbremse 1 weist ein zwischen einem Steuerelement 11 und
einem Bremselement 12 angeordnetes Zwischenelement 13 auf.
Ferner ist zwischen dem Steuerelement 11 und dem Zwischenelement 13 eine
erste Kopplungseinheit 14 vorgesehen. Des Weiteren ist
zwischen dem Steuerelement 11 und dem Bremselement 12 eine
zweite Kopplungseinheit 14' vorgesehen.
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Dabei
sind das Steuerelement 11, das Zwischenelement 13 und
das Bremselement 12 drehfest in der Bremsanlage angeordnet.
Die erste und zweite Kopplungseinheit 14, 14' sind an einer
in der 1 nicht dargestellten Antriebswelle drehbar angeordnet.
Des Weiteren sind das Steuerelement 11, das Zwischenelement 13 und
die erste und zweite Kopplungseinheit 14, 14' axial verschieblich.
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In
einer Kammer 8, die dem Steuerelement 11 vorgeschaltet
ist, wird ein sich darin befindliches Fluid verdichtet. Mittels
des verdichteten Fluids wird eine axiale Kraft auf das Steuerelement 11,
die zum Bremselement 12 gerichtet ist, ausgeübt. Bei
dem Fluid kann es sich um ein flüssiges
oder gasförmiges Medium
handeln. Infolge der Kraftausübung
durch das Fluid, erfolgt eine axiale Verschiebung des Steuerelements 11 in
Richtung des Bremselements 12. Das Steuerelement 11 wird über die
erste Kopplungseinheit 14 bei einer Überschreitung des zwischen dem
Steuerelement 11 und dem Zwischenelement 13 vorgesehenen
ersten Lüftspiels
in Kontakt mit dem Zwischenelement 13 gelangen.
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Nach
einer Überschreitung
des ersten Lüftspiels,
und bei einer unverminderten Kraftausübung des Fluids auf das Steuerelement 11,
wird ferner das Steuerelement 11 und das Zwischenelement 13 in Richtung
des Bremselements 12 verschoben, bis ein sich zwischen
dem Bremselement 12 und dem Zwischenelement 13 ausgebildetes
zweites Lüftspiel überschritten
wird. Somit wird eine Bremswirkung auf das Nutzfahrzeug ausgeübt.
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Ferner
weist das Zwischenelement 13 mindestens eine Aussparung
auf, innerhalb der jeweils eine Verschiebeeinheit 2 angeordnet
ist. Dabei kann das Zwischenelement 13 beispielsweise drei
Aussparungen aufweisen, deren Mittelachsen jeweils um 120° versetzt
zueinander angeordnet sind. Die Verschiebeeinheit 2 weist
jeweils ein Hülsenelement 21 auf,
dessen Außendurchmesser
mit dem Innendurchmesser der Aussparung des Zwischenelements 13 in
Kontakt steht. Das Hülsenelement 21 besitzt
eine Durchgangsbohrung und an beiden Enden einen Abschnitt mit einem
Innendurchmesser, der größer ist
als der Durchmesser der Durchgangsbohrung. Dadurch entsteht an beiden
Enden des Hülsenelements
ein Absatz. In die beiden gegenüberliegenden
Enden des Hülsenelements 21 ragt
jeweils ein erstes oder zweites Schiebeelement 23, 23' hinein. Dabei
ist der in das Hülsenelement 21 ragende
Teil des Schiebeelements 23, 23' tassenförmig ausgebildet, wobei in
den Bereich mit dem größeren Durchmesser
passen. Des Weiteren ist in der Durchgangsbohrung innerhalb des
Hülsenelements 21 eine
Feder 22 angeordnet, die an dem dem Steuerelement 11 zugewandten
Ende mit dem ersten Schiebeelement 23, und an dem dem Bremselement 12 zugewandten
Ende mit dem zweiten Schiebeelement 23' in Kontakt steht. Das Hülsenelement 21 ist
dabei in dem Zwischenelement 13 fest angeordnet. Diese
axiale Fixierung des Hülsenelements 21 erfolgt
auf der dem Bremselement 12 zugewandten Seite mittels beispielsweise
eines Absatzes und auf der dem Steuerelement zugewandten Seite mittels
beispielsweise eines Sprengrings.
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Bei
einer in der 1 dargestellten Ringkolbenbremse
bildet sich jeweils zwischen der zum Absatz des Hülsenelements 21 zugewandten
Stirnfläche
des jeweiligen Schiebeelements 23, 23' und der zum
jeweiligen Schiebeelement 23, 23' zugewandten Fläche des Absatzes des Hülsenelements 21 ein
erster und zweiter Hohlraum 24, 24' aus.
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Ferner
weist das Steuerelement 11 mindestens eine Aussparung auf,
innerhalb der jeweils ein erstes Spannelement 15 angeordnet
ist, wobei der Außendurchmesser
des ersten Spannelements 15 mit dem Innendurchmesser der
Aussparung des Steuerelements 11 in Kontakt steht. Der
Außendurchmesser
des ersten Spannelements 15 wird, im Vergleich zum Innendurchmesser
der Aussparung mit einem kleinen Übermaß gewählt, so dass das Spannelement
eingepresst werden muss und eine axiale Fixierung des ersten Spannelements 15 innerhalb
der Aussparung durch Reibung bis zu einem gewünschten Grad sichergestellt
ist. Jedoch erfolgt bei einer Bremsbetätigung eine relative Verschiebung des
Spannelements 15 zum Steuerelement 11 für den Fall,
dass eine auf das Steuerelement 11 ausgeübte Fluidkraft
größer ist
als die sich zwischen dem Spannelement 15 und dem Steuerelement 11 einstellende
Reibkraft. Das erste Spannelement 15 ist dabei mit einem
ersten Verbindungselement 16 gekoppelt, wobei das erste
Verbindungselement 16 mit dem ersten Schiebeelement 23 in
Kontakt steht.
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Das
Bremselement 12 weist ebenfalls mindestens eine Aussparung
auf, innerhalb der ein zweites Spannelement 15' angeordnet
ist. Dabei steht der Außendurchmesser
des zweiten Spannelements 15' mit
dem Innendurchmesser der Aussparung des Bremselements 12 in
Kontakt. Auch ist das zweite Spannelement 15' mit einem zweiten Verbindungselement 16' gekoppelt,
wobei das zweite Verbindungselement 16' mit dem zweiten Schiebeelement 23' in Kontakt
steht. Der Außendurchmesser
des zweiten Spannelements 15' wird
im Vergleich zum Innendurchmesser der Aussparung, mit einem kleinen Übermaß gewählt, so
dass eine axiale Fixierung des zweiten Spannelements 15' innerhalb der
Aussparung entsprechend dem ersten Spannelement 15 im Wesentlichen
sichergestellt ist.
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Beide
Spannelemente 15, 15' sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Spannstifte ausgebildet.
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Bei
dem ersten und zweiten Verbindungselement 16, 16' handelt es
sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel
um eine Schraube. Vorzugsweise sind die auf dem Steuerelement 11 und
dem Bremselement 12 befindlichen Aussparungen derart angeordnet,
dass sie der jeweiligen, auf dem Zwischenelement 13 angeordneten,
Aussparungen gegenüberliegen.
Auch können
beispielsweise die Mittelachsen der jeweiligen auf dem Steuerelement 11 und
dem Bremselement 12 angeordneten Aussparungen um jeweils
120° zueinander
versetzt angeordnet sein.
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Bei
einem Bremsvorgang und einer damit einhergehenden axialen Verschiebung
des Steuerelements 11 in Richtung des Bremselements 12,
und damit der Verschiebung des mit dem Steuerelement 11 gekoppelten
ersten Verbindungselements 16, wird die in dem Hülsenelement 21 befindliche
Feder 22 mittels des ersten Schiebeelements 23 zusammengedrückt. Dabei
steht bei einer Bremsbetätigung
die dem Hülsenelement 21 zugewandte
Stirnfläche
des Schiebeelements 23, 23' mit der dem Schiebeelement 23, 23' zugewandten
Fläche
des Absatzes des Hülsenelements 21 in
Kontakt. In diesem Zustand ist auch die Feder 22 am stärksten zusammengedrückt.
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Nach
dem Bremsvorgang werden das Steuerelement 11 und das Bremselement 12 von
der jeweiligen Kopplungseinheit 14, 14' dadurch getrennt, dass
die zusammengedrückte
Feder 22 über
das erste Schiebeelement 23 auf das Steuerelement 11 eine Kraft
in die vom Bremselement 12 entgegengesetzt gerichtete Richtung
ausübt.
Infolge der axialen Verschiebung des Steuerelements 11 verschiebt
sich auch das Hülsenelement 21 und
damit das Zwischenelement 13 in die gleiche Richtung. Diese
axiale Verschiebung des Hülsenelements 21 wird
durch eine Kopplung zwischen dem Hülsenelements 21 und
dem jeweiligen Steuerelement 23, 23' sichergestellt. Die Kopplung erfolgt
dabei über
an beiden Enden des Hülsenelements 21 angeordnete
Sprengringe 25. Des Weiteren kann die Kopplung des Hülsenelements 21 mit
dem Schiebeelement 23, 23' auch durch andere Koppelelemente
erfolgen.
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Durch
die von der Feder 22 wirkende Kraft werden das Steuerelement 11 und
das Zwischenelement 13 in eine von dem Bremselement 12 abgewandte
Richtung zurückgeschoben.
Dabei wird mittels der Feder 22 sichergestellt, dass sich
das im Ausgangszustand, d. h. vor einer Bremsbetätigung, eingestellte Lüftspiel
zwischen dem Zwischenelement 13 und dem Bremselement 12 und/oder
zwischen dem Steuerelement 11 und dem Zwischenelement 13 erneut
einstellt.
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Bei
einem starken Verschleiss der jeweiligen Kopplungsvorrichtung 14, 14' kann der Fall
auftreten, dass bei einem Bremsvor gang das Steuerelement 11 nicht
mit der ersten Kopplungseinheit 14 und/oder das Bremselement 12 nicht
mit der zweiten Kopplungseinheit 14' in Kontakt steht, während hingegen die
dem Hülsenelement 21 jeweils
zugewandten Stirnflächen
des Schiebeelements 23, 23', und die dem Schiebeelement 23, 23' zugewandten
Flächen des
Absatzes des Hülsenelements 21 bereits
miteinander in Kontakt stehen. Infolge der Kontaktierung des jeweiligen
Schiebeelements 23, 23' mit dem Absatz des Hülsenelements 21 ist
eine weitere axiale Verschiebung des Schiebeelements 23, 23' nicht mehr
möglich.
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Wenn
nun bei der weiteren Verschiebung des Steuerelements 11 die
durch den Fluiddruck auf das Steuerelement 11 ausgeübte Kraft
größer ist
als die Reibkraft zwischen dem ersten Spannelement 15 und
dem Steuerelement 11 und/oder zwischen dem zweiten Spannelement 15' und dem Bremselement 12,
kann sich das Steuerelement 11 relativ zum ersten Spannelement 15 in
axialer Richtung bewegen, und/oder das zweite Spannelement 15' kann sich in relativ
zum Bremselement 12 bewegen.
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Nach
einem Bremsvorgang ist die durch die Feder 22 ausgeübte Kraft
größer als
die durch den Fluiddruck auf das Steuerelement 11 ausgeübte Kraft,
was zu einer Bewegung des Steuerelements 11 und des Zwischenelements 13 in
die vom Bremselement 12 abgewandte Richtung führt. Dabei
ist die durch die Feder 22 ausgeübte Kraft kleiner als die Reibkraft
zwischen dem ersten Spannelement 15 und dem Ringkolben 11 und/oder
zwischen dem zweiten Spannelement 15' und dem Bremselement 12,
so dass eine erneute Relativbewegung des Steuerelements 11 zum
ersten Spannelement 15 und/oder eine Relativbewegung des
zweiten Spannelements 15' zum
Bremselement 12 nicht mehr erfolgen kann. Dabei wird durch
die Federkraft ebenfalls sichergestellt, dass sich das Steuerelement 11 von der
ersten Kopplungseinheit 14 löst, und dass das Zwischenelement 13 bezüg lich dem
Steuerelement 11 und dem Bremselement 12 zentriert
angeordnet ist.
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Aufgrund
der Relativbewegung des ersten Spannelements 15 bezüglich des
Steuerelements 11 und/oder aufgrund der Relativbewegung
des zweiten Spannelements 15' bezüglich des
Bremselements 12 kann das Steuerelement 11 und/oder
das Zwischenelement 13 nach einer Nachstellung des Lüftspiels nicht
mehr in die jeweilige Ausgangsposition zurückkehren, so dass sich das
Steuerelement 11 und/oder das Zwischenelement 13 jeweils
in eine axiale Position bewegt, die zwischen der Ausgangsposition
und der Position beim Bremsvorgang liegt, und bei der das jeweilige
Lüftspiel
dem jeweils ursprünglich
vorgegebenen Lüftspiel
entspricht.
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Die
Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Nutzfahrzeug. Über eine,
in einem Zwischenelement angeordnete Verschiebeeinheit wird ein
Lüftspiel
nach einem Bremsvorgang zwischen einem Steuerelement und dem Zwischenelement
und/oder zwischen einem Bremselement und dem Zwischenelement eingestellt.
Mittels eines sich jeweils im Steuerelement und im Bremselement
befindlichen Spannelements, welches jeweils mit der Verschiebeeinheit verbunden
ist, kann ein Verschleiß und
ein sich damit änderndes
Lüftspiel
ausgeglichen werden.