DE1630008C3 - Selbsttätige Nachstellvorrichtung für die Betätigungsvorrichtung einer Bremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für die Betätigungsvorrichtung einer Bremse, insbesondere für Fahrzeuge, mit einer aus Spindel und mit dieser über ein Gewinde verschraubter Mutter bestehenden Strebe, mit einer Vorrichtung, die bei Belagabnutzung unter Aufbringen einer Axialkraft auf Mutter oder Spindel eine relative Drehung zwischen Mutter und Spindel im Nachstellsinn bewirkt, und mit einer von der Vorrichtung betätigbaren drehbaren Reibungskupplung, deren eine Reibfläche der Mutter oder der Spindel zugeordnet ist und die in beiden Drehrichtungen ein gleich großes Schlupfmoment hat, welches größer als das Gewindereibmoment in Nachstelldrehrichtung ist.

Bei einer bekannten Nachstellvorrichtung dieser Art (DT-AS 12 34 548) ist eine Schlingfederkupplung vorgesehen, um eine Drehung zwischen Mutter und Spindel entgegen dem Nachstellsinn zu verhindern.

Es ist auch schon bekannt, die Flanken des Steilgewindes zwischen Mutter und Spindel einer Nachstellvorrichtung auf der einen Seite mit einem anderen Flankenwinkel als auf der anderen Seite auszubilden, derart, daß bei Lastübertragung zwischen Mutter und Spindel in der einen axialen Richtung eine Relativdrehung zwischen Mutter und Spindel möglich, d. h. das Gewinde selbsthemmungsfrei ist und bei Belastung in der anderen axialen Richtung keine Relativdrehung möglich, d. h. das Gewinde selbsthemmend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachstellvorrichtung der eingangs beschriebenen Art kompakter zu gestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß Steigungswinkel sowie Flankenwinkel der durch die stets gleich gerichtete Axialkraft belasteten Flanken des Gewindes derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Gewindereibmoment in der der Nachstelldrehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung größer als das Schlupfmoment der Reibungskupplung ist.

Aufgrund dieser Gestaltung des Gewindes wird die Wirkung erzielt, daß bei gegebener axialer Belastung in ein und derselben axialen Richtung ein größeres Reibmoment in einer Drehrichtung auftritt als in der entgegengesetzten Drehrichtung. Da das Schlupfmoment der Reibungskupplung der Größe nach gerade zwischen den beiden auftretenden Reibmomenten liegt, dreht die Nachstellmutter in einem Fall

gegenüber der Reibungskupplung durch und wird im anderen Fall bei entgegengesetzter Drehrichtung von der Reibungskupplung an einer Drehung gehindert.

Auf diese Weise ist die zusätzliche Schlingfederkupplung eingespart.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Schema einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein vergrößertes Detail der Fig. 1;

F i g. 3 zeigt drei mathematische Gleichungen;

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung in Anwendung bei einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung mit gegenläufigen Kolben für eine Scheibenbremse;

Fig. 5 zeigt einen Detailschnitt längs der Linie A-A der Fig. 4;

Fig. 6 zeigt einen Detailschnitt längs der Linie S-ßderFig. 5;

Fig. 7 zeigt einen Detailschnitt längs der Linie C-C der Fig. 4;

F i g. 8 zeigt einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung in Anwendung bei einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung mit gegenläufigen Kolben;

F i g. 9 zeigt einen ähnlichen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung;

Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung für eine hydraulische Betätigungsvorrichtung mit gegenläufigen Kolben für eine Scheibenbremse;

Fig. 11 zeigt einen Schnitt längs der LinieD-D der Fig. 10.

Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, umfaßt ein Schema einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung eine Spindel 1, eine Mutter 2, die in Schraubgewindeverbindung 3 mit der Spindel 1 steht, und eine drehbare Reibungsvorrichtung in Form einer Reibungskupplung 4. Die Reibungskupplung 4 weist einen drehbaren Ring 5 und einen Flansch 6 an der Mutter 2 auf, wobei der Ring 5 und der Flansch 6 ringförmige Reibflächen 7 und 8 besitzen, die aneinander anliegen. Es ist eine nicht gezeigte Einrichtung zum Hin- und Herdrehen des Ringes 5 gegenüber der Spindel 1 vorgesehen.

Die Nachstellung erfolgt, wenn die Nachstellvorrichtung eine axiale Belastung W erfährt, die auf die Spindel 1 nach rechts und auf den Ring 5 nach links aufgebracht wird. Die Belastung W wird dadurch zwisehen den Reibflächen 7 und 8 und zwischen der Schraubgewindeverbindung 3 übertragen.

In den Gleichungen der F i g. 3 bedeutet r den mittleren Radius der Schraubgewindeverbindungen 3 und R den mittleren Radius der Reibflächen 7 und 8, wie in Fig. 1 angedeutet, α bedeutet den Steigungswinkel der Schraubgewindeverbindung 3 und β den Winkel der Flanke Za der Schraubgewindeverbindung 3 unter Belastung, wie aus F i g. 2 hervorgeht, μ bedeutet den Reibungskoeffizienten an der Schraubgewindeverbindung und μ den Reibungskoeffizienten an den Reibflächen 7 und 8. Die Gleichung 1 ergibt das Reibungsmoment T₀, welches benötigt wird, um die Schraubgewindeverbindung 3 in Richtung der Belastung W zu drehen, d. h. das Reibungsmoment, das zwischen der Spindel 1 und der Mutter 2 entsteht, wenn die Mutter 2 gegenüber der Spindel 1 in Fig. 1 gesehen nach links geschraubt wird. Die Gleichung 2 ergibt das Reibungsmoment 7",, welches zwischen der Spindel 1 und der Mutter 2 entsteht, wenn diese in entgegengesetzter Richtung aber unter der gleichen axialen Belastung W geschraubt werden. Die Gleichung 3 ergibt das Kupplungsmoment T_c, welches an den Reibflächen 7 und 8 entsteht, wenn ein Schlupf auftritt. Gleichung 3 müßte natürlich abgewandelt werden, wenn die Flächen 7 und 8 nicht radial wären. Sie könnten z. B. konisch sein, und in diesem Fall würde die Gleichung 3 so abgewandelt, daß sie den Kegelwinkel mit enthielte, μ und μ' sind derartig gewählt, daß T_c größer ist als T₀, jedoch kleiner als T₁. Eine Drehung des Ringes 5 in einer Richtung gegenüber der Stange 1 verursacht also einen Schlupf an der Reibungskupplung 4, während eine Drehung des Ringes 5 in der anderen Richtung gegenüber der Spindel 1 einen Schlupf an der Schraubgewindeverbindung 3 verursacht. Selbsttätige Nachstellungen zwischen den Teilen 1 und 2 in einer axialen Richtung können also durch Hin- und Herdrehen des Ringes 5 bewirkt werden, wenn die Belastung W wie gezeigt aufgebracht wird. Ein Hin- und Herdrehen des Ringes 5 bewirkt nur dann eine Nachstellung, wenn die axiale Belastung W aufgebracht wird, so daß es zweckmäßig ist, dafür zu sorgen, daß eine axiale Belastung W nur dann auf die Kupplungsflächen 7 und 8 aufgebracht wird, wenn eine Nachstellung nötig ist.

In einem Beispiel ist r = 5,59 mm, R — 10,16 mm, μ = 0,2, μ = 0,1, α = 8,5° und β = 14°'. Bei einer Belastung W von 4,536 kp beträgt das Drehmoment T₀ zum Herausdrehen der Spindel 0,138 cmkp, das Drehmoment Γ, zum Hereindrehen der Spindel 1 beträgt 0,934 cmkp, und das Kupplungsmoment T_c beträgt 0,461 cmkp.

Da R größer ist als r, ist klar, daß μ' entsprechend kleiner sein muß als μ, um die gewünschte Beziehung zwischen den drei Drehmomenten zu erzielen. Dies läßt sich zweckmäßigerweise dadurch erreichen, daß zwischen den Flächen 7 und 8 eine Unterlegscheibe aus einem Werkstoff mit einem entsprechenden Reibungskoeffizienten eingesetzt wird oder daß mindestens eins der Teile 5 und 6 aus einem derartigen Werkstoff hergestellt wird. Ein geeignetes Material ist Polytetrafluoräthylen. Wenn μ und μ' etwa gleich wären, müßten R und r ungefähr gleich sein, und daß ließe sich nur erreichen, wenn man die Reibungskupplung axial auf einer Seite der Schraubgewindeverbindung anordnete, wodurch die Länge der Nachstellvorrichtung vergrößert würde.

Die F i g. 4 bis 11 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung in Anwendung bei einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung mit gegenläufigen Kolben für eine Scheibenbremse, wobei zwei Kolben in einer gemeinsamen, sich durch einen feststehenden Körper erstreckenden Bohrung beweglich sind. Ein Kolben liegt an einem direkt betätigten Reibungskissen an einer Seite der Scheibe an, während der andere Kolben an einem Joch anliegt, welches in Nuten längs einander gegenüberliegenden Seiten des feststehenden Körpers gleitend geführt ist und ein direkt betätigtes Reibungskissen an der anderen Seite der Scheibe ab-

stützt. Die selbsttätige Nachstellvorrichtung kann auch bei anderen Fahrzeugbremsanordnungen verwendet werden. Wichtig ist nur, daß stets bei übermäßig großer Bremsbewegung aufgrund der Abnutzung der Reibungskissen eine axiale Last auf die drehbare Reibungsvorrichtung und die Schraubgewindeverbindung aufgebracht wird, während einer der Teile der drehbaren Reibungsvorrichtung veranlaßt wird, sich gegenüber einem der mit der Schraubgewindeverbindung versehenen Glieder hin- und herzudrehen.

Bei dem in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt eine hydraulische Betätigungsvorrichtung zwei gegenläufige Kolben 10 und 11, die in einer gemeinsamen, sich durch einen festen Körper 13 erstreckenden Bohrung 12 beweglich sind. Der Kolben 10 liegt am direkt betätigten Reibungskissen an, während der Kolben 11 aus zwei fest miteinander verbundenen Teilen 14 und 15 besteht, von denen Teil 15 an dem nicht gezeigten Joch anliegt. Ein nicht gezeigter Einlaß führt in den Raum 16 zwischen den Kolben 10 und 11. Die Bewegung der Kolben 10 und 11 in Richtung zueinander ist durch eine selbsttätige Nachstellvorrichtung begrenzt, die eine Spindel 17, eine Mutter 18, welche in einer Schraubgewindeverbindung 19 mit Trapezprofil mit der Spindel 17 steht, und eine Reibungsbremse umfaßt, die eine Nockentrommel 20 und einen Anschlagring 21 aufweist. Eine Bewegung der Spindel 17 nach rechts wird durch ein Druckstück 22 begrenzt, welches zwischen der Spindel 17 und einer in dem am Joch anliegenden Kolbenteil 15 drehbar gelagerten Exzenterscheibe 23 angeordnet ist. Eine rein mechanische Betätigung der Scheibenbremse, z. B. mittels eines Handbremshebels wird durch eine Drehung der Exzenterscheibe 23 entgegen dem Uhrzeigersinn erreicht. Eine Drehung der Exzenterscheibe 23 im Uhrzeigersinn wird durch einen nicht gezeigten Anschlag begrenzt. Die Schraubgewindeverbindung 19 und die Reibungsbremse 20, 21 sind in einem Sackloch 26 innerhalb des Kolbens 10 aufgenommen. Der Anschlagring 21 sitzt mit Preßsitz im Ende des Sacklochs 26.

Die Reibungskupplung 20, 21 besitzt eine Metallunterlegscheibe 24, die zum Zweck des Verständnisses der Arbeitsweise der Nachstellvorrichtung als Teil der Nockentrommel 20 angesehen werden kann, sowie einen Unterlegring 25 zwischen der Scheibe 24 und dem Anschlagring 21. Der Unterlegring 25 besteht aus einem Werkstoff, wie beispielsweise PoIytetrafluoräthylen. Die einen Teil der Reibungsbremse bildende Nockentrommel 20 wirkt mit einem Flansch 27 an der Mutter 18 zusammen. Wie aus den F i g. 5 und 6 hervorgeht, sind drei Kugeln 28 zwischen der Nockentrommel 20 und dem Flansch 27 angeordnet. Diese Kugeln 28 sind zwischen zusammenwirkenden Rampen 29 und 30 im Flansch 27 und in der Nockentrommel 20 aufgenommen. Wenn also die Mutter 18 gegenüber der Nockentrommel 20 in F i g. 4 gesehen nach rechts bewegt wird, wird automatisch eine Relativdrehung zwischen diesen Teilen durch das Abwälzen der Kugeln 28 auf den Rampen 29, 30 verursacht. Bei Druckentlastung verdreht eine Torsionsfeder 31 zwischen dem Flansch 27 und der Nockentrommel 20 diese relativ zueinander, so daß sie unter der Nockenwirkung der Kugeln 28 auseinanderfahren, bis die Mutter 18 an einer Schulter 32 am Boden des Sacklochs 26 anliegt.

Der Kolben 10 wird durch das direkt betätigte Reibungskissen, an dem er anliegt, an einer Drehung gehindert, während der Kolben 11 durch das Joch gegen eine Drehung gehalten wird. Die Spindel 17 kann sich im Kolben 11 nicht drehen, weil ein Sprengring 34 um die Spindel 17 herum eingesetzt und ein Stift 35 in eine Nut innerhalb des Kolbenteils 15 eingepaßt ist, welcher mit den Enden des Sprengringes 34 in Eingriff steht, wie aus den F i g. 4 und 7 hervorgeht. Ein Dichtring 36 dient zur Abdichtung zwischen der Spindel 17 und Teil 14 des Kolbens 11, und Dichtungen 37 dichten die Kolben 10 und 11 gegenüber der Bohrung 12 ab.

Beim Betrieb der Betätigungsvorrichtung durch Beaufschlagung des Raumes 16 mit hydraulischem Flüssigkeitsdruck werden die Kolben 10 und 11 auseinandergepreßt, um die Scheibenbremse anzulegen, und die Spindel 17 wird nach rechts gegen das Druckstück 22 und gegen die Axialkraft der Torsionsfeder 31 gedrückt. Das liegt daran, daß der Flüssigkeitsdruck seinen Weg durch das Axialspiel in der Schraubgewindeverbindung 19 zum linken Ende der Spindel 17 findet. Dieses Axialspiel der Schraubverbindung 19 ist derartig bemessen, daß es bei normaler Betätigung der Scheibenbremse nicht völlig aufgenommen wird durch die relative Bewegung zwischen dem Kolben 10 und der Spindel 17 und auch nicht während des Zurückstoßens des Kolbens 10, welches aufgrund von Verwerfungen der Scheibe, beispielsweise beim Fahren um Ecken auftreten kann. Das axiale Gewindespiel liegt in der Größenordnung von 1,2—1,3 μΐη.

Wenn eine Nachstellung nötig ist, wird das Gewindespiel völlig aufgenommen und die Mutter 18 mit Hilfe der Spindel 17 gegenüber dem Kolben 10 nach rechts bewegt. Dies bewegt den Flansch 27 in Richtung zur Nockentrommel 20 und bewirkt eine Relativdrehung zwischen Mutter 18 und Nockentrommel 20 in einer Richtung. Diese relative Drehung besteht darin, daß sich die Mutter 18 gegenüber der Nockentrommel 20 im Uhrzeigersinn dreht (in Fig. 5 gesehen). Bei der Relativdrehung in dieser Richtung ist das an der Schraubgewindeverbindung 19 auftretende Reibungsmoment das geringere Drehmoment T₀ und ist kleiner als das Reibungsmoment T_n welches die Reibungsbremse 20, 21 aushalten kann. Die Nockentrommel 20 wird dadurch an einer Drehung durch die Reibungskupplung gehindert, während die Mutter 18 auf der Spindel 17 gedreht wird, um die nötige Nachstellung zu bewirken. Wenn der hydraulische Druck aufgehoben wird, verursacht die Torsionsfeder 31 eine relative Drehung zwischen dem Flansch 27 und der Nockentrommel 20 in der entgegengesetzten Richtung, bis die Mutter wieder an der Schulter 32 anliegt. Da in diesem Fall jedoch die relative Drehung in der entgegengesetzten Richtung erfolgt, ist jetzt das Reibungsmoment, das an der Schraubgewindeverbindung 19 erzeugt werden kann, das größere Drehmoment T₁- und ist tatsächlich größer als das Reibungsmoment T_n welches die Reibungsbremse 20, 21 aushalten kann. Die Nockentrommel 20 dreht sich daher im Uhrzeigersinn gegenüber dem Flansch 27 (in F i g. 5 gesehen), und die Mutter 18 wird nicht zurückgedreht.

Wird die Handbremse angelegt, so wird die Exzenterscheibe 23 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht (F i g. 4) und wirkt über das Druckstück 22 auf die Spindel 17. Die Kraft der Handbremse wird über die

Schraubgewindeverbindung 19 auf die Mutter 18 aufgebracht, die dadurch gegen die Anlageschulter 32 im Kolben 10 gepreßt wird, d. h., daß die Kolben 10 und 11 auseinandergedrängt werden, um die Scheibenbremse anzulegen. Einer Drehung der Mutter 18 auf der Spindel 17 beim Anlegen der Handbremse steht die Reibung entgegen, die an der Schulter 32 erzeugt wird.

Wenn abgenutzte Reibungskissen durch neue ersetzt werden sollen, kann der Kolben 10 gedreht werden, während das direkt betätigte Reibungskissen entfernt wird, und dies verursacht, daß die Mutter 18 längs der Spindel 17 zurückgeschraubt wird. Die axiale Kompression der Feder 31 erzeugt genügend Reibung an der Schulter 32, daß sich die Mutter 18 mit dem Kolben drehen kann, wenn dies geschieht.

Das gezeigte Trapezgewinde für die Schraubgewindeverbindung 19 ist besonders zweckmäßig unter dem Gesichtspunkt der Herstellung und Stärke, allerdings können auch andere Arten von Schraubgewindeverbindungen verwendet werden.

Das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung gleicht in vieler Hinsicht dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel. Auch sind die in den F i g. 5 und 7 gezeigten Schnitte längs den LinienA-A bzw. C-C Schnitte der Fig. 8, ebenso wie der F i g. 4. Das in F i g. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel besitzt jedoch eine Reibungskupplung, die eine Nockentrommel 41 und einen Flansch 42 an der Mutter 18 aufweist. Eine Gleitstoffunterlegscheibe 43 aus Polytetrafiuoräthylen ist zwischen diesen Teilen angeordnet. Die Nockentrommel 41 wirkt mit einem feststehenden Anschlagring 44 zusammen, welcher von einer mit Preßsitz im offenen Ende der Kolbenbohrung 26 sitzenden Buchse 45 gehalten wird. Drei Kugeln 28 sind zwischen Rampen 29, 30 in den Ringen 41 und 44 gemäß den Fig. 5 und 6 aufgenommen. Eine Torsionsfeder 47 wirkt zwischen der Nokkentrommel 41 und dem Anschlagring 44 in der gleichen Weise wie die Feder 31 gemäß Fig. 4. Normalerweise ruht eine ballige Sitzfläche 48 an der Mutter 18 an einer konischen Anlagefläche 49 in der Sacklochbohrung 26. Der Anschlagring 44 liegt über eine andere ballige Sitzfläche am Ring 45 an. Diese balligen Sitzflächen gewährleisten, daß die Kolben 10 und 11 nicht daran gehindert werden, in der Bohrung 12 axial miteinander zu fluchten. F i g. 8 zeigt den Einlaß 50 für die Bremsflüssigkeit in den Raum 16 zwischen den Kolben. Die Nachstellvorrichtung gemäß F i g. 8 arbeitet fast in der gleichen Weise wie die in F i g. 1 gezeigte Nachstellvorrichtung. Die Nokkentrommel 41 wird durch die Kugeln 28 in derselben Weise wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben zum Vorwärts- und Rückwärtsdrehen veranlaßt. Wenn eine Nachstellung nötig ist, wird die Fläche 48 von der Fläche 49 abgehoben, da das Gewindespiel aufgenommen und die Spindel 17 durch den Flüssigkeitsdruck nach rechts gepreßt wird, und die Wirkung der Kugeln 28 veranlaßt eine Drehung der Mutter 18 im Uhrzeigersinn wie in Fig. 5 gesehen, wenn sich der Kolben 10 gegenüber der Spindel 17 nach links bewegt, und damit wird die nötige Nachstellung bewirkt. Beim Freigeben der Bremse tritt zwischen der Nockentrommel 41 und dem Flansch 42 ein Schlupf auf, und die Mutter 18 wird nicht zurückgedreht.

Das in F i g. 9 gezeigte Ausführungsbeispiel stimmt im wesentlichen mit dem Ausführungsbeispiel der F i g. 8 überein. Teile der F i g. 9, die denen der Fig. 4 und 8 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und der in Fig. 7 gezeigte Schnitt ist ebenfalls ein Schnitt längs der Linie C-C der F i g. 9. Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 9 unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 8 in der Hauptsache darin, daß die Nockenvorrichtung 28, 41, 44 durch ein selbsthemmendes Gewinde ersetzt ist. Die in Fig. 9 gezeigte Reibungskupplung umfaßt einen Flansch 60 an der Mutter 18 sowie einen Kragen 61, der von einer Feder 62 gegen den Flansch 60 gepreßt wird. Zwischen dem Kragen 61 und einer Buchse 64, die in der Sacklochbohrung 26 des Kolbens durch eine mit Preßsitz in das offene Ende dieser Bohrung eingesetzte ringförmige Scheibe 65 befestigt ist, besteht die selbsthemmungsfreie Gewinderverbindung 63. Die Feder 62 liegt über ein Drucklager 66 an der Scheibe 65 an. Die Teile 61 und 64 bestehen beide aus Polytetrafluoräthylen, das einen günstigen Reibungskoeffizienten besitzt. Es sei darauf hingewiesen, daß es sich bei dem Gewinde 19 zwischen der Spindel 17 und der Mutter 18 um ein rechtsgängiges Gewinde handelt, während das selbsthemmungsfreie Gewinde 63 zwischen dem Kragen 61 und der Buchse 64 linksgängig ist.

Die in F i g. 9 gezeigte Nachstellvorrichtung arbeitet in genau der gleichen Weise wie die in F i g. 8 dargestellte Vorrichtung, denn das selbsthemmungsfreie Gewinde 63 und die Kompressionsfeder 62 wirken gleich wie die Nockentrommel 41, der Anschlagring 44 und die Torsionsfeder 47.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei den in den Fig. 4—9 gezeigten Ausführungsbeispielen die gleiche axiale Kraft über das Gewinde 19 und die Reibungsbremse 20, 21 bzw. die Reibungskupplung 41, 42 oder 60, 61 übertragen wird, wobei die Druckkraft der Feder 31, 47 oder 62 unberücksichtigt ist. Diese gleiche Kraft wird außerdem zwischen den Nockenteilen 20, 27 oder 41, 44 oder den nicht selbsthemmenden Schraubgewindeteilen 61, 64 aufgebracht.

Die in den Fig. 10 und 11 gezeigte hydraulische Betätigungsvorrichtung umfaßt zwei gegenläufige Kolben 70 und 71, die in einer sich durch einen feststehenden Körper 73 erstreckenden durchgehenden Bohrung 72 beweglich sind. Der Kolben 70 liegt an dem direkt betätigten Reibungskissen an, welches den Kolben 70 an einer Drehung hindert. Der Kolben 71 andererseits liegt am Joch an, welches den Kolben 71 an einer Drehung hindert und das indirekt betätigte, dem direkt betätigten gegenüberliegende Reibungskissen abstützt. Die selbsttätige Nachstellvorrichtung gemäß Fig. 10 umfaßt den Kolben 70, eine Spindel 74, einen Kupplungsteil 75, der mit einem Flansch 76 an der Stange 74 zusammenwirkt, sowie einen Hilfskolben 77 (siehe Fig. 11). Eine zwischen der Spindel 74 und dem Kolben 70 bestehende Schraubgewindeverbindung 80 wirkt entsprechend der in F i g. 1 gezeigten Schraubgewindeverbindung 3. Eine Bewegung der Spindel 74 im Kolben 71 nach rechts wird durch eine Exzenterscheibe 79 begrenzt, die im Kolben 71 drehbar gelagert ist und über ein Druckstück 80 auf das rechte Ende der Spindel 74 wirkt. Die Exzenterscheibe 79 bildet einen Teil einer rein mechanischen Bremsbetätigungsvorrichtung, beispielsweise einer Handbremse. Die Drehung der Exzenterscheibe im Uhrzeigersinn ist von einem nicht gezeigten Anschlag begrenzt. Ein Dichtring 81 dichtet die Spindel 74 gegenüber dem Kolben 71 ab, und

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Dichtringe 82 dienen als Abdichtung zwischen den Kolben 70 und 71 einerseits und der Bohrung 72 andererseits.

Der Hilfskolben 77 ist in einer quer zur Spindel 74 verlaufenden, im Körper 73 vorgesehenen Bohrung 83 beweglich. Eine Rückstellfeder 84 wirkt zwischen dem rechten Ende des Hilfskolbens 77 (F i g. 11) und einem Stopfen 85, der das Ende der Bohrung 83 schließt. Ein am Ende einer sich vom Hilfskolben 77 erstreckenden Stange 87 vorgesehener Flansch 86 steht mit einer Kerbe 88 im Umfang des ringförmigen Kupplungsteils 75 in Eingriff. Die linke Stirnfläche des Hilfskolbens 77 ist dem in dem Raum 89 zwischen den gegenläufigen Kolben 70 und 71 herrschenden Flüssigkeitsdruck ausgesetzt, wobei dieser Raum über einen nicht gezeigten Einlaß an die Leitung für die hydraulische Bremsflüssigkeit angeschlossen ist. Wenn also der Bremsflüssigkeitsdruck einen verhältnismäßig niedrigen Wert von etwa 7 Kp/ cm² erreicht, wird die Kraft der Feder 84 überwunden und der Hilfskolben 77, in Fi g. 11 gesehen, nach rechts bewegt. Dies dreht den Kupplungsteil 75 im Uhrzeigersinn. Wenn der Bremsdruck aufgehoben wird, stellt die Feder 84 den Hilfskolben 77 sowie den Kupplungsteil 75 in ihre Ausgangsstellung zurück.

Eine Tellerfeder 90 wirkt zwischen einer Unterlegscheibe 91, die an einem nach innen gewandten Flansch 92 am Kupplungsteil 75 anliegt, und einem Sprengring 93, der in einer Nut im Umfang der Spindel 74 aufgenommen ist, um den nach innen gewandten Flansch 92 gegen den Flansch 76 an der Spindel 74 zu pressen.

Wenn die Bremse durch Druckbeaufschlagung des Raumes 89 zwischen den Kolben angelegt wird, werden die Kolben 70 und 71 auseinandergepreßt. Die Spindel 74 wird durch den Flüssigkeitsdruck gegen das Druckstück 80 gedrängt, denn der Flüssigkeitsdruck findet seinen Weg durch das Axialspiel in der Schraubgewindeverbindung 78 zum inneren Ende 94 der im Kolben 70 vorgesehenen Bohrung, in der das linke Ende der Spindel 74 aufgenommen ist. Dies Axialspiel an der Schraubgewindeverbindung wird nicht völlig durch die relative Axialbewegung zwischen dem Kolben 70 und der Spindel 74 aufgenommen, welche beim normalen Anlegen der Bremse und beim Zurückstoßen des Kolbens 70 aufgrund von möglichen Scheiben Verwerfungen, beispielsweise beim Fahren um Ecken stattfindet. Wenn allerdings die Reibungskissen abgenutzt sind und eine Nachstellung nötig ist, wird das Axialspiel an der Schraubgewindeverbindung 78 völlig aufgenommen und die Schraubgewindeverbindung 78 axial derartig belastet, daß ein niedriges Drehmoment T₀ nötig ist, um die Spindel 74 vom Kolben 70 abzuschrauben, während ein höheres Drehmoment T₁- nötig ist, um die Spindel 74 in den Kolben 70 hineinzuschrauben (im Uhrzeigersinn in F i g. 11 gesehen). Das Drehmoment, welches die Reibungskupplung 75, 76 übertragen kann, ist größer als das erwähnte niedrigere Drehmoment, jedoch kleiner als das erwähnte höhere Drehmoment, wenn der Bremsflüssigkeitsdruck den Hilfskolben 77 nach rechts bewegt. Diese nach rechts gerichtete Bewegung, die das Kupplungsteil 75 im Uhrzeigersinn dreht (in Fig. 11 gesehen), bewirkt, daß zwischen den Flanschen 76 und 92 ein Schlupf herrscht, so daß die Spindel 74 nicht in den Kolben 70 hineingeschraubt wird. Wenn der Bremsdruck aufgehoben wird, bewegt sich der Hilfskolben 77 nach links, und das Kupplungsteil 75 wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Spindel 74 in derselben

ίο Richtung gedreht und geringfügig von der Mutter 70 abgeschraubt wird, um die gewünschte Nachstellung auszuführen. Es sei darauf hingewiesen, daß bei normaler Betätigung der Bremse die Spindel 74 sich frei in der Mutter vor- und zurückbewegen kann, da keine axiale Belastung besteht, die dort Reibung erzeugen könnte, so daß in der Tat eine reine axiale Nachstellung stattfindet. Da an der Reibungskupplung 75, 76 ein Schlupf auftreten muß, wenn eine reine axiale Nachstellung erfolgen soll, muß die das Gewindespiel aufnehmende, übermäßig große Kolbenbewegung bereits stattgefunden haben, ehe der verhältnismäßig niedrige Bremsdruck erreicht wird, der zur Bewegung des Hilfskolbens 77 nach rechts nötig ist. Dies gewährleistet, daß im Bedarfsfall die Nachstellung bei niedrigem Druck erfolgt, ehe eine nennenswerte Verwerfung des Jochs stattgefunden hat, und daher ist die Nachstellung exakter.

Die Handbremse wird durch eine über das Druckstück 80 auf die Spindel 74 wirkende Drehung der Exzenterscheibe 79 entgegen dem Uhrzeigersinn angelegt, wobei die Bremskraft in diesem Fall über die Schraubgewindeverbindung 78 auf den Kolben 70 aufgebracht wird.

In allen gezeigten Ausführungsbeispielen wird beim Anlegen der Handbremse die Bremskraft über die Schraubgewindeverbindung 19 bzw. 78 übertragen. Der Tendenz dieser Kraft, die Mutter 18 auf der Spindel 17 zum Drehen zu veranlassen, steht die Reibung zwischen der Mutter 18 und dem Kolben 10 bei den Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 4 bis 9 entgegen, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 und 11 dem Bestreben dieser Kraft, die Spindel 74 zur Drehung im Kolben 70 zu veranlassen, die Reibungskupplung 75, 76 entgegensteht. Um die Gefahr weiter zu verringern, daß die von Hand aufgebrachte Bremskraft die Mutter 18 oder die Spindel 74 dreht, kann die Schraubgewindeverbindung mit entgegengesetzten Flanken 3 a und 3 b versehen werden, die verschiedene Flankenwinkel β und ß' haben, wie in

so Fig. 2 gezeigt ist. Die Flanke 3α mit dem kleineren Flankenv.'inkel β überträgt die Belastung, wenn eine Nachstellung stattfinden darf, während die Flanke 3 b mit dem größeren Flankenwinkel ß' die Handbremskraft überträgt. Der größere Flankenwinkel verringert die Tendenz der Schraubgewindeverbindung, unter der Handbremskraft als ein Gewinde ohne Selbsthemmung zu wirken. Diese Tendenz entsteht durch den verhältnismäßig großen Steigungswinkel cc, der wünschenswert ist, um einen erheblichen Unterschied zwischen dem niedrigeren und dem höheren Drehmoment T₀ bzw. T_t zu erzielen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Nachstellvorrichtung für die Betätigungsvorrichtung einer Bremse, insbesondere für Fahrzeuge, mit einer aus Spindel und mit dieser über ein Gewinde verschraubter Mutter bestehenden Strebe, mit einer Vorrichtung, die bei Belagabnutzung unter Aufbringen einer Axialkraft auf Mutter oder Spindel eine relative Drehung zwischen Mutter und Spindel im Nachstellsinne bewirkt, und mit einer von der Vorrichtung betätigbaren drehbaren Reibungskupplung, deren eine Reibfläche der Mutter oder der Spindel zugeordnet ist und die in beiden Drehrichtungen ein gleich großes Schlupfmoment hat, welches größer als das Gewindereibmoment in Nachstelldrehrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, daß Steigungswinkel (λ) sowie Flankenwinkel (ß) der durch die stets gleich gerichtete Axialkraft (w) belasteten Flanken (3 a) des Gewindes (3, 19, 78) derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Gewindereibmoment (Γ,·) in der der Nachstelldrehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung größer als das Schlupfmoment (T _c) der Reibungskupplung (4; 20, 21; 41, 42; 60, 61; 75, 76) ist.

2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Kraft (w) über die Reibungskupplung (4; 20, 21; 41, 42; 60, 61) aufgebracht wird.

3. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen der Reibungskupplung (4; 20, 21; 41, 42; 60, 61; 75, 76) in an sich bekannter Weise ringförmig sind und einen größeren mittleren Durchmesser haben, als das Gewinde (3, 19, 78) und daß mindestens eine der ringförmigen Reibflächen (7) aus einem Werkstoff mit niedrigerem Reibkoeffizienten (μ') als dem Gewindereibkoeffizienten (μ) besteht.

4. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (17) drehfest gehalten ist und daß die Vorrichtung (28 bis 31; 44 bis 47; 61 bis 64) paarweise einander zugeordnete geneigte Rampen (29, 30) mit zwischengeschalteten Wälzkörpern (28) oder Flanken eines selbsthemmungsfreien Gewindes (63) umfassen, derart, daß die Axialkraft (w) zwischen den beiden die Rampen oder die Gewindeflanken tragenden Bauteilen (18, 20; 41, 44; 61, 64) eine Relativdrehung verursacht und daß eine Rückstellfeder (31, 62) vorgesehen ist, welche bei Wegfall der Axialkraft (w) die Relativdrehung wieder aufhebt.

5. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil (21) der Reibungskupplung (20, 21) drehfest gehalten ist und daß die Rampen (29, 30) an der Mutter (18) und dem zweiten Teil (20) der Reibungskupplung ausgebildet sind (vgl. F i g. 4).

6. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil (42, 60) der Reibungskupplung (41, 42; 60, 61) an der Mutter (18) ausgebildet ist und daß die Vorrichtung (44 bis 47; 61 bis 64) zwischen dem zweiten Teil (41, 61) der Reibungskupplung und einem weiteren drehfesten Bauteil (44, 64) ausgebildet ist (vgl. F i g. 8 und 9).

7. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (77, 84 bis 88) auf einen ersten Teil (75) der federbelasteten Reibungskupplung (75, 76, 90) wirkt, deren zweiter Teil (76) an der drehbaren Spindel (74) ausgebildet ist (vgl. Fig. 10).

8. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (77, 84 bis 88) einen vom Bremsflüssigkeitsdruck gegen die Kraft einer Feder (84) betätigbaren Hilfskolben (77) aufweist, der quer zur Achse der Strebe (70, 74) an dem ersten Teil (75) der Reibungskupplung (75, 76, 90) angreift.