DE1725025A1

DE1725025A1 - Nockenwellenlagerung fuer eine bremsbetaetigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1725025A1
Application number: DE19671725025
Authority: DE
Inventors: Frank H Fisher; William G Hanley
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1966-06-20
Filing date: 1967-06-05
Publication date: 1976-05-13
Also published as: DE1725025C3; BE700227A; DE1725034A1; DE1680219B2; DE1680219A1; DE1680219C3; DE1725025B2

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz Dr. Gertrud Hauser Dipl.-Ing. Gottfried Leiser ^r"" ¹^⁰⁰" Mother 6«. 21. Ja _{n u} * r

Patentanwälte Efib.rg.r.tfoB. 19 Telegramme ι Labyrinth Mündien

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Rockwell International Corp,

Unser Zeichen: R

Nockenwellenlagerung für eine Bremsbetätigungsvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenlagerung für eine Bremsbetätigungsvorrichtung mit einem ersten Lager, welches neben dem Betätigungsnocken in einer Bohrung des Bremsschildes angeordnet ist und mit einem zweiten Lager mit sphärischem Sitz am anderen Ende der Nockenwelle, welches über eine Halterung an einem Teil des Fahrzeuges befestigt ist.

Eine derartige Nockenwellenlagerung ist aus der US-PS 2 892 bekannt. Die Montage der bekannten Lagerung und der zugehörigen Nockenwelle ist schwierig und zeitraubend, da das erste Lager Teil für Teil nacheinander in die Bohrung des Bremsschildes eingebaut werden muß und da das zweite Lager neben dem eigentlichen sphärischen Sitz auch ein konisches Lagergehäuse aufweist, welches mit dem Sitz verbunden werden muß.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nockenwellenlagerung so zu gestalten, daß eine einfache Montage bei Aufrechterhaltung einer guten Schmierung und der Möglichkeit einer guten Ausfluchtung durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerbuchse des im Bremsschild angeordneten Lagers drehbar die Nockenwelle aufnimmt und drehbar in einer Hülse sitzt, die mit Paßsitz in einer Bohrung des Bremsschildes sitzt, daß die Lagerbuchse eine kleinere axiale Länge hat als die Hülse und in dieser durch Kompressionsdichtung gehalten ist, daß der sphärische Sitz des zweiten Lagers vollständig eine zweite Lagerbuchse aufnimmt, deren axiale Länge kleiner ist als die des sphärischen Sitzes und daß Dichtungen durch Lippen des Sitzgehäuses an den Enden der zweiten Lagerbuchse gehalten sind.

In vorteilhafter Weise kann das erste Lager als vollständige Baugruppe vorher zusammengesetzt und dann als Ganzes die Bohrung des Bremsschildes eingesetzt werden, so daß die Montage wesentlich erleichtert wird.

Ferner ist es vorteilhaft, daß das zweite Lager einen sphärischen Sitz bildet, der vollständig die Lagerbuchse umgibt und nicht wie bei der bekannten Vorrichtung teilweise, so daß eine Montage erleichtert wird und ein zusätzlicher Gehäusebauteil, der ebenfalls montiert werden müßte, nicht erforderlich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen technischen Lehre sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Breinsnockens und einer Nockenwelle und deren Lagerung,

Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Seitenansicht des im Bremsschild montierten Lagers,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Lagers am anderen Ende der in Fig. 1 dargestellten Nockenwelle
und

Fig. 4 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie

H-iJ der Fig. 3. (

In Fig. 1 ist ein Teil einer mechanischen Bremsbetätigung dargestellt, die eine Nockenwelle 10 aus Stahl aufweist, die sich mit ihrem inneren linken Ende durch eine Bohrung 12 in einem nicht drehbaren Bremsschild 1*1, welches am Achsgehäuse befestigt sein kann, hindurcherstreckt. Das innere Ende der Nockenwelle 10 ist ganzteilig zu einem Nocken 16 geformt, der nicht dargestellte Bremsschuhe gegen eine nicht dargestellte Bremstrommel bei einer Drehung der Nockenwelle 10 anlegt.

Die Nockenwelle 10 ist am inneren Ende innerhalb der Bohrung g 12 im Bremsschild 14 in einem Lager 18 drehbar gelagert. Die Nockenwelle 10 ist am äußeren Ende in einem Lager 19 drehbar gelagert, welches an einer Halterung 20 befestigt ist, die am nicht dargestellten Achsgehäuse montiert ist.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lager 18 weist eine zylindrische Hülse 22 aus einem gehärteten Metall auf. Diese Hülse 22 hat eine Länge, die gleich der axialen Länge der Bohrung 12 ist. Der äußere Durchmesser dieser Hülse 22 entspricht im wesentlichen dem inneren Durch-

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messer der Bohrung 12 und diese ist bearbeitet, um eine glatte, ununterbrochene, zylindrische Oberfläche auszubilden, die derart dimensioniert ist, daß die Hülse 22 nicht drehbar mit Preßsitz in dieser Bohrung 12 sitzt, so daß die Hülse 22 nach dem Einbau vollständig die Bohrung 12 von Ende zu Ende auskleidet. Die innere Oberfläche 23 und die äußere Oberfläche 21 der Hülse 22 sind konzentrische glatte Zylinder.

Die innere Oberfläche 23 der Hülse 22 ist vorzugsweise geschliffen und glatt poliert, um eine Lageroberfläche zu bilden, welche eine glatte zylindrische Lagerbuchse ™ 25 aus einem synthetischen Kunststoffmaterial umgibt. Diese Lagerbuchse 25 weist eine geringere axiale Länge als die Hülse 22. auf. Die äußere glatte zylindrische Oberfläche 26 der Lagerbuchse 25 weist einen Durchmesser auf, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der inneren Oberfläche 23 der Hülse 22, damit sich die Lagerbuchse 25 gegenüber der Hülse 22 drehen kann.

Die glatte zylindrische innere Oberfläche 27 der Lagerbuchse 25 ist derart ausgebildet, daß diese drehbar die glattgeschliffene zylindrische innere Lageroberfläche der Nockenwelle umgibt. Der Durchmesser dieser Lageroberfc fläche 28 ist etwas kleiner als der Durchmesser der inneren Oberfläche 27 der Lagerbuchse 25» damit sich die Nockenwelle 10 frei in der Lagerbuchse 25 drehen kann und ein Festfressen der Lagerbuchse 25 auf der Nockenwelle 10 verhindert wird. Wenn also die Nockenwelle 10 gedreht wird, um die Bremse zu betätigen, so dreht sich die Nockenwelle 10 entweder frei innerhalb der Lagerbuchse 25, oder die Lagerbuchse 25 wird mit der Nockenwelle 10 innerhalb der Hülse 22 gedreht. Durch diese Ausbildung wird zusammen mit dem noch zu beschreibenden

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speziellen Material der Lagerbuchse 25 ein Festfressen dieser Lagerbuchse auf der Nockenwelle 10 oder in der Hülse 22 wirksam verhindert, und zwar auch dann, wenn die Schmierung ausfällt, und ein örtlicher Verschleiß der Lagerbuchse wird verhindert.

Die innere Oberfläche 27 der Lagerbuchse 25 weist mehrere axial verlaufende flache Nuten 31 auf, die sich von einem Ende zum anderen Ende erstrecken. Die äußere Oberfläche der Lagerbuchse weist eine in der Mitte angeordnete konkave Nut 32 auf, die sich um den gesamten Umfang der

Lagerbuchse herum erstreckt. Die Nut 32 steht mit der -

inneren.Oberfläche 27 der Lagerbuchse 25 und den Nuten 31 über im Abstand voneinander angeordnete radiale Kanäle

33 in Verbindung, die in der Wand der Lagerbuchse 25 ausgebildet sind. Die Nut 32 fluchtet radial mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz 34 in der Hülse 22. Dieser Schlitz 34 steht mit einer Bohrung 35 im Bremsschild 14 in Verbindung, und diese Bohrung 35 dient zur Zuführung von Schmiermittel in das Lager. Der Schlitz

34 erstreckt sich über einen Winkel von etwa 90 um die Lagerbuchse 25 herum. Ein Schmiernippel kann am äußeren Ende der Bohrung 35 vorgesehen sein. Die Lagerbuchse 25 wird in axialer Richtung in der Mitte der Hülse 22 durch gegenüberliegend angeordnete Kompressionsdichtungen 36 | gehalten, und diese Kompressionsdichtungen 36 können handelsüblich erhältliche Vierkantringe aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material sein. Die Kompressionsdichtungen 36 werden mittels Reibung unverdrehbar in der Hülse 22 an deren äußeren Enden gehalten, wobei ferner eine radiale Zusammenpressung der Kompressionsdichtungen 36 zwischen der Hülse 22 und der Oberfläche 28 der Nockenwelle 10 zur Halterung erfolgt. Die Kompressionsdichtungen 36 dichten die äußeren und inneren Umfangsoberflächen der

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Lagerbuchsen 25 ab, um das Schmiermittel im Lager zu halten und um das Eintreten von Staub, Wasser und anderen Fremdkörperteilchen in das Lager zu verhindern.

Das Lager 18 wird in der Bohrung 12 des Bremsschildes 14 durch flache Halterungsringe 37 und 38, die gegen flache parallele Flächen 39 und 41 des Bremsschildes 14 anliegen, welche die Bohrung 12 umgeben, gegen eine axiale Verschiebung gehalten. Der Halterungsring 37 ist axial zwischen der Fläche 39 sm Bremsschild 14 und der Schulter 42 an der Nockenwelle 10 angeordnet, und der Halterungsring 38 ist axial zwischen der Fläche ™ 41 am Bremsschild 14 und einem Sprengring 43 angeordnet, der in einer Nut in der Nockenwelle 10 sitzt. Die Halterungsringe 37 und 38 können sich gegenüber der Nockenwelle 10 und den Flächen 39 und 41 am Bremsschild 14 drehen und halten das Lager 18 in der Bohrung 12 im Bremsschild 14 und dienen ferner dazu, die Kompressionsdichtungen 36 im Lager 18 zu halten.

Die Buchse 25 kann in vorteilhafter Weise ein ganzteilig geformter Bauteil sein, der im wesentlichen aus Nylon besteht, in dem Glasfasern und Molybdändisulfid verteilt sind. Ein Material, welches geeignet ist, ist unter dem | Handelsnamen "NYLAFIL" erhältlich, und dieses Material ist eine harte und verstärkte Nylonzusammensetzung, die etwa 30Ji Glasfasern und etwa 5% Molybdändisulf id enthält. Dieses Material ist form- und dimensionsstabil und widersteht im hohen Maße einer thermischen Ausdehnung und ist im hohen Maße gegen eine thermische Ausdehnung, einen Kaltfluß und eine Feuchtigkeitsaufnahme widerstandsfähig, so daß die Buchsenabmessungen während des Betriebs konstant bleiben.

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Das andere Ende der Nockenwelle 10 wird von einem zweiten Lager 19 getragen, welches im einzelnen in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die Nockenwelle 10 erstreckt sich durch ein Lager 19 und ist an einem bekannten Gestängenachstellhebel 45 befestigt, der bei 46 mit der Stoßstange 47 des nicht dargestellten Hydraulikkolbens am Achsgehäuse befestigt ist. Durch diesen Aufbau kann die Nockenwelle in an sich bekannter Weise gedreht werden.

Das Lager 19 weist ein Gehäuse 52 auf, welches aus im wesentlichen gleichen, jedoch spiegelbildlich angeordneten schalenförmigen Platten 53 und 54 besteht. Diese scha- | lenförmigen Platten sind aus einem gestanzten Stahlblech hergestellt. Die schalenförmigen Platten 53 und 54 weisen mittlere, axial sich erstreckende Gehäuseabschnitte 55 und 56 auf. Die Gehäuseabschnitte 55 und 56 gehen an ihren inneren Enden in Ringflansche 57 und 58 über, die im zusammengebauten Zustand gegeneinander anliegen und miteinander durch Schrauben 59 verbunden sind, um ein am Umfang geschlossenes Gehäuse zu bilden. Mit den Schrauben 59 können auch die Flansche 57 und 58 an einem Trägerarm 6l befestigt sein, der amAchsgehäuse befestigt oder angeschweii Ist. Auf diese Weise wird das Gehäuse 52 fest am Acht .läust im Abstand von der Bohrung 12 des Bremsschildea 14 montiert. ^

Die Platten 53 und 54 des Gehäuses 52 erstrecken sich voneinander fort und umschließen einen Hohlraum 62. Das Gehäuse 52 weist in axialer Richtung fluchtende öffnungen 63 und 64 auf, durch die hindurch sich die Nockenwelle 10 frei erstreckt. Die Innenflächen 65 und 66 des Gehäuses sind innerhalb des Raumes 62 derart ausgebildet, daß diese in einer gemeinsamen sphärischen Hüllkurve liegen, die symmetrisch um die Achse der Nockenwelle 10 angeordnet ist.

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Eine ganzteilige Lagerbuchse 67 weist entsprechende sphärische Oberflächen 68 und 69 auf, die in den Innenflächen 65 und 66 des Gehäuses 52 derart sitzen, daß die Lagerbuchse 67 sich universal im Gehäuse 52 verschwenken kann.

Die Lagerbuchse 67 hat eine glatte zylindrische Bohrung 71, die mehrere relativ flache Schmiermittelnuten 72 aufweist, welche sich von einem Ende zum anderen erstrecken. Die Bohrung 71 der Lagerbuchse hat einen etwas größeren Durchmesser als die Oberfläche der Nockenwelle 10, so daß sich die Nockenwelle 10 frei in der Lagerbuchse 67 ohne Festfressen drehen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Lagerbuchse 67 aus einem Material bestehen, welches aus etwa 65% eines Acetalcopolymer von Formaldehyd auf Trioxan-Basis und aus etwa 30? Glasfasern und aus etwa 5% Tetrafluoräthylen besteht, welches handelsüblich als ¹¹CELCON" erhältlich ist. Dieses Material weist ausgezeichnete Eigenschaften zur Formung auf und ferner Eigenschaften, durch die Schrumpfvorgänge in Richtung des sphärischen Durchmessers vermieden werden.

Die Nuten 72 stehen mit radialen Kanälen 73 in der Lagerbuchse 67 in Verbindung, welche in eine Umfangsnut 7** münden, die am äußeren Umfang der Lagerbuchse 67 vorgesehen ist. Die Umfangsnut 74 ist zum Raum 62 hin geöffnet.

Die Platten 53, 5^ des Gehäuses 52 weisen gegenüberliegend angeordnete Ausbuchtungen 75 und 76 auf, die sich teilweise, wie Fig. 3 zeigt, in die Flansche 57, 58 hineinerstrecken. Diese Ausbuchtungen 75, 76 bilden zusammen mit der Umfangsnut Ik innere Schmiermitteltaschen 77 und 78, von denen aus die inneren und äußeren Oberflächen der Lagerbuchse 67 mit Schmiermittel beschickt werden,

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das durch eine öffnung 79 in jeder Platte eingeführt werden kann, üblicherweise fluchtet die öffnung 79 mit einer Bohrung in der Halterung 61 und es können Schmiernippel vorgesehen sein.

Um das Schmiermittel innerhalb des Lagers 19 zu halten, und um das Eintreten von Fremdstoffteilchen zu verhindern, sind Kompressionsdichtungen aus elastischem Gummi od. dgl., wie beispielsweise O-Ringe 81 und 82, im Gehäuse 72 zu beiden Seiten der Lagerbuchse 67 vorgesehen. Zu diesem Zweck ist die Lagerbuchse 67 in axialer Richtung kürzer als der Raum 62. Die O-Ringe 81 und 82 werden in unverdrehbarer Weise im Gehäuse 72 durch umgebördelte Lippen 83 und 84 der Gehäuseplatten an den öffnungen 63 und 64 gehalten.

Durch den sphärischen Sitz der Lagerbuchse 67 im Gehäuse 52 werden radiale Fluchtungsfehler zwischen den beiden Lagerabschnitten der Nockenwelle kompensiert. Die Bohrung 12 im Bremsschild 14 wird bekanntlich hergestellt, ehe der Bremsschild 14 an der Achse festgeschweißt wird, und die Schraubenbohrungen im Trägerarm 6l werden hergestellt, ehe dieser am Achsgehäuse befestigt wird. Es ist deshalb außerordentlich schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, eine exakte koaxiale Ausfluchtung zwischen den im Abstand voneinander angeordneten inneren und äußeren Lagerteilen zu erhalten. Während des Zusammenbaues der Nockenwelle mit der Halterung werden die Schrauben 59 im Lager 19 zuerst lose eingesetzt, so daß die Gehäusehälften der Lagerbuchse 67 nicht fest einspannen. Dadurch kann die Nockenwelle wegen des sphärischen Sitzes genau ausgerichtet werden, bis eine genaue Fluchtung erreicht wird. Dann werden die Schrauben 59 angezogen, um die Lagerbuchse 67 im Gehäuse 52 einzuspannen und um dadurch die Nockenwelle 10 in der ausgefluchteten Lage zu halten.

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- ίο -

An jedem Ende der Nockenwelle 10 ist eine Lagerbuchse aus hartem, zähem Kunststoff, der seine Abmessungen beibehält, in einem speziellen Lager vorgesehen. In den Lagern werden stabile Kunststoffe verwendet, die einen hohen Widerstand gegen Dehnungen und Ausbiegungen haben, und die Halterungen und Lager sowie Montageelemente arr beiten mit dem Kunststoff derart zusammen, daß es nicht erforderlich ist, teure Bearbeitungen durchzuführen, wie beispielsweise Einsenkungen an der öffnung an dem Bremsschild vorzusehen, und gleichzeitig kann eine ausreichende Schmierung erreicht werden. Ein Verschleiß der Bremsschilde durch zu lose oder abgenützte Kunststofflagerbuchsen wird ausgeschaltet, so daß die Probleme der Wartung der Bremsschilde ebenfalls ausgeschaltet werden. Die Wartungskosten werden herabgesetzt und die Sicherheit wird erhöht.

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Claims

- li - Patentansprüche

1. Nockenwellenlagerung für eine Bremsbetätigungsvorrichtung mit einem ersten Lager, welches neben dem Betätigungsnocken in einer Bohrung des Bremsschildes angeordnet ist und mit einem zweiten Lager mit sphärischem Sitz am anderen Ende der Nockenwelle, welches über eine Halterung an einem Teil des Fahrzeuges befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (25) des im Bremsschild (1*1) angeordneten Lagers (18) drehbar die Nockenwelle (10) aufnimmt und drehbar in einer Hülse (22) sitzt, die mit Paßsitz in einer Bohrung (12) des Bremsschildes (14) sitzt, daß die Lagerbuchse (25) eine kleinere axiale Länge * hat als die Hülse (22) und in dieser durch Kompressionsdichtungen (36) gehalten ist, daß der sphärische Sitz des zweiten Lagers (19) vollständig eine zweite Lagerbuchse (67) aufnimmt, deren axiale Länge kleiner ist als die des sphärischen Sitzes, und daß Dichtungen (8l, 82) durch Lippen (83, 84) des Sitzgehäuses an den Enden der zweiten Lagerbuchse (25) gehalten sind.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lagerbuchse (25) radiale Kanäle (33) aufweist, die in eine Umfangsnut (32) in der Lagerbuchse münden, welche teilweise von einem Schlitz (34) in der Hülse (22) ä umgeben ist, der mit einem Schmierkanal (35) im Bremsschild (14) in Verbindung steht.

3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lagerbuchse (67) radiale Kanäle (73) aufweist, die in eine Umfangsnut (74) münden, welche von einem Schmiermittelraum (75» 76, 77, 78) umgeben ist, der von außen (79) gespeist werden kann.

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