DE69017783T2 - Bremsbetätigungseinheit mit Nachstellvorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit für eine Bremse, die in erster Linie für ein Kraftfahrze geeignet und von einer allgemeinen Bauart ist, die eine Kraftaufbringungseinrichtung aufweist, welche von einer drehbaren Welle einer Betätigungseinheit betätigt wird und so angeordnet ist, daß sie gegenüberliegende Zapfen voneinander trennt, welche Druck von der Einrichtung auf Bremselemente übertragen, die im Betrieb mit den Zapfen in Eingriff stehen, um die Elemente gegen eine rotierende Bremsfläche zu pressen, wobei jeder Zapfen ein Paar von miteinander im Schraubeingriff stehenden Elementen aufweist, die relativ zueinander drehbar sind, um eine Veränderung der Länge eines jeden Zapfens zu ermöglichen, ferner eine Verstelleinrichtung, die in Abhängigkeit von einer übermäßigen Auswärtsbewegung der Bremselemente betätigbar ist, um die Länge eines der Zapfen zu verändern und ein im wesentlichen konstantes vorgegebenes Spiel zwischen dem zugehörigen Bremselement und der Bremsfläche aufrechtzuerhalten, und eine Übertragungseinrichtung, die entsprechende Verbindungen mit den Zapfen an Stellen radial außerhalb der Kraftaufbringungseinrichtung bildet und eine entsprechende Längenänderung des anderen Zapfens bewirkt.
• Eine Betätigungseinheit dieser allgemeinen Bauart ist in der älteren britischen Patentschrift Nr. 20 62 784 beschrieben und umfaßt eine Verstelleinrichtung, bei der die Übertragungseinrichtung entweder ein Kronenrad oder eine Querwelle ist, die die Zapfen miteinander verbindet und axial hinter dem freien Ende der Kraftaufbringungseinrichtung angeordnet ist, die als Nocken dargestellt ist. Da der Durchmesser des Kronenrades oder die Länge der Querwelle größer sein muß als die größte Abmessung des Nockens im Schnitt, müssen diese Komponenten in das Gehäuse der Betätigungseinheit am freien Ende des Nockens eingebaut werden, und es ist dann erforderlich, das Gehäuse unter Verwendung einer Abdeckplatte abzudichten, was eine Bearbeitung des Gehäuses und den Einsatz von Versiegelung und Dichtungen sowie Fixiereinrichtungen für die Platte erforderlich macht. Ein weiterer Nachteil der vorstehend beschriebenen Anordnung besteht darin, daß sie die wirksame Länge der Betätigungseinheit überschreitet, was zu möglichen Installationsproblemen führt.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Betätigungseinheit für eine Bremse zu schaffen, bei der die vorstehend aufgezeigten Nachteile minimiert oder vermieden sind.
• Erfindungsgemäß ist die Übertragungseinrichtung einer Betätigungseinheit für eine Bremse der vorstehend aufgezeigten allgemeinen Bauart ein ringförmiges Element, das die Welle der Betätigungseinheit umgibt und im Gehäuse der Betätigungseinheit an einer Stelle benachbart zur Verbindung zwischen der Welle der Betätigungseinheit und der Kraftaufbringungseinrichtung drehbar gelagert ist.
• Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Übertragungseinrichtung ein Ringzahnrad, das koaxial zur Welle der Betätigungseinheit angeordnet ist.
• Typischerweise ist die Kraftaufbringungseinrichtung ein Nocken, der durch die Welle der Betätigungseinheit drehbar und zweckmäßigerweise einstückig damit ausgebildet ist. Der Nocken ist in einem Teil des Gehäuses der Betätigungseinheit angeordnet, der auch das Ringzahnrad und ein Lager für die Welle der Betätigungseinheit aufnimmt und der vorzugsweise einstückig mit einer Drehmomentplatte der Bremse ausgebildet ist.
• Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• Figur 1 eine Endansicht einer Innenbackentrommelbremse, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungseinheit aufweist;
• Figur 2 einen vergrößerten Längs schnitt durch die Betätigungseinheit in der Bremse der Figur 1;
• Figur 3 einen vergrößerten Schnitt entlang Linie A-A in Figur 1 in Richtung der Pfeile;
• Figur 4 einen Teilschnitt entlang Linie B-B in Figur 2 in Richtung der Pfeile; und
• Figur 5 eine Ansicht ähnlich Figur 3, die eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Betätigungseinheit zeigt.
• Die in Figur 1 der Zeichnungen dargestellte Innenbackentrommelbremse umfaßt ein Paar von Bremsbacken 1, 2, die an einer stationären Drehmomentplatte 3 montiert sind, welche ferner eine nockenförmige Betätigungseinheit 4 trägt, die zwischen einem Paar von benachbarten Bremsbackenenden angeordnet und so betätigbar ist, daß sie die Bremsbacken nach außen in Bremseingriff mit einer Bremstrommel (nicht gezeigt) gegen die Wirkung von Bremsbackenrückführeinrichtungen (nicht gezeigt) preßt. Die anderen benachbarten Bremsbackenenden stehen mit einem Anschlag 5 in Eingriff, der an der Drehmomentplatte 3 befestigt oder hiermit einstückig ausgebildet ist. Die dargestellte Bremse wirkt normalerweise als vordere/hintere Backenbremse, wobei jeder der Bremsbacken in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Bremstrommel eine führende oder nachlaufende Rolle spielt, wie dies dem Fachmann bekannt ist.
• Wie aus den Figuren 2 und 3 deutlicher zu entnehmen ist, umfaßt die Betätigungseinheit 4 eine Nockenwelle 6, von der ein vorderer Endabschnitt drehbar in einem Lager 7 montiert ist, das von einem Packungselement 8 getragen wird, welches in einem Gehäuse 9 der Betätigungseinheit montiert ist, das bei der vorliegenden Ausführungsform einstückig mit der Drehmomentplatte 3 ausgebildet ist.Die Nockenwelle ist innerhalb eines koaxialen Rohres 10 montiert, von dem ein Flansch 11 an einem offenen Ende des Gehäuses 9 befestigt ist und sich über das benachbarte Ende des Packungselementes erstreckt, um letzteres im Gehäuse zu halten. Der vordere Endabschnitt der Welle 6 ist mit einem Nocken 12 versehen bzw. einstückig damit ausgebildet. Der Nocken ist in einem Abschnitt des Gehäuses untergebracht, der durch eine einstückige Endwand 13 begrenzt wird.
• Aus Figur 2 ist zu erkennen, daß das Gehäuse eine herkömmliche Anordnung von gegenüberliegenden Zapfeneinheiten 14, 15 enthält, die jeweils eine Hülse 14A, 15A umfassen, die in einer Bohrung des Gehäuses 9 gleitet. Die Hülsen 14A, 15A enthalten entsprechende teilkugelförmige Ausnehmungen 14B, 15B, die die benachbarten komplementären teilkugelförmigen Endabschnitte von Streben 16 aufnehmen. Die anderen entsprechend geformten Strebenendabschnitte sind in komplementär ausgebildeten Taschen 12A, 12B angeordnet, die im Nocken 12 ausgebildet sind. Durch die Drehung des Nockens in der geeigneten Richtung werden die Streben und somit die Zapfeneinheiten 14, 15 nach außen gepreßt, um die Bremsbacken 1 und 2 voneinander zu trennen und in Bremseingriff mit einer umgebenden Bremstrommel zu führen. Jede Zapfeneinheit umfaßt einen mit einem nicht reversiblen Außengewinde versehenen Schaft 14C, 15C, dessen äußere Endabschnitte mit den Bremsbacken 1 und 2 in einer Art und Weise in Eingriff stehen, die die Schäfte gegen eine Drehung sichert. Durch eine Drehung der Hülsen 14A, 15A in einer Richtung werden die Schäfte für Verstellzwecke axial nach außen geschraubt.
• Die Zapfeneinheit 14 steht in Wirkverbindung mit einem allgemein mit 20 bezeichneten Verstellmechanismus, dessen Betrieb eine Drehung der Hülse 14A bewirkt, um die vorstehend erwähnte axiale Ausfahrbewegung des Schaftes 14C in der angegebenen Art und Weise zu verursachen. Die Verstellbewegung des Zapfens 14 wird über ein Ringzahnrad 21 auf den Zapfen 15 übertragen. Das Ringzahnrad ist drehbar in einem umgebenden Lager 21A montiert, das am Inneren des Gehäuses 9 oder am Außenumfang des Ringzahnrades 21 fixiert sein kann. Das Lager kann alternativ dazu auch zwischen dem Innenumfang des Ringzahnrades und einer gegenüberliegenden zylindrischen Fläche des Packungselementes 8 angeordnet und entweder am Ring oder am Packungselement fixiert sein. Das Lager und/oder das Ringzahnrad können in vorteilhafter Weise ein Antireibmaterial aufweisen oder hiermit bedeckt sein. Das Ringzahnrad überbrückt den Raum zwischen den Zapfenhülsen 14A, 15A und steht mit entsprechenden Zähnen 22 hierauf in Eingriff. Wie deutlich aus Figur 3 entnehmbar ist, ist das Ringzahnrad 21 in Längsrichtung der Nockenwelle innerhalb des axial inneren Endes des Nockens 12 angeordnet. Man erkennt, daß sämtliche Komponenten mit größerem Durchmesser als der Nocken nunmehr einwärts vom Nocken untergebracht sind und daß es daher nicht erforderlich ist, vom vorderen Ende des Nockens aus Zugang zum Gehäuse zu gewinnen. Der Nocken kann daher in einer Kammer untergebracht sein, die die einstückig ausgebildete Endwand 13 umfaßt, so daß die Notwendigkeit in bezug auf komplizierte Verschlußelemente und Abdichtungsvorrichtungen vermieden wird. Die Gesamtlänge der Nockenwelleneinheit wird entsprechend reduziert, und es wird deren Installation an Stellen erleichtert, an denen Raumbedarf an erster Stelle steht.
• Eine mögliche Ausführungsform der Verstelleinrichtung 20 ist in Figur 4 gezeigt. Diese Verstelleinrichtung umfaßt eine Verstelleinrichtungwelle 23, die drehbar in einer Bohrung 24 des Gehäuses gelagert ist. Die Bohrung ist abgestuft, um diverse Teile der Verstelleinrichtungswelle und ihres zugehörigen Mechanismus, die unterschiedliche Durchmesser besitzen, aufzunehmen. Zähne 23A an einem Ritzel 23B, das von der Verstellwelle getragen wird, stehen mit einem schraubenförmigen Zahngebilde 20A an der Außenfläche der Zapfenhülse in Eingriff (Figur 2). Ein Abschnitt 25 der Verstelleinrichtung mit größerem Durchmesser trägt ein Kupplungselement 26, das hiermit drehfest verbunden ist. Das Kupplungselement 26 besitzt eine konische Kupplungsfläche 27, die normalerweise mit einer entsprechenden konischen Kupplungsfläche 28 zusammenwirkt, die an der Innenwand des Gehäuses ausgebildet ist. Ein Zahngesperremechanismus, der allgemein bei 29 gezeigt ist, jedoch nicht in einzelnen beschrieben wird, ermöglicht eine Drehung der Verstellwelle 23 in einer eine Verstellung bewirkenden Richtung, jedoch nicht in einer eine Zurückstellung bewirkenden Richtung.
• Wenn die Bremse durch Drehung des Nockens 12 betätigt wird, werden die Zapfeneinheiten 14, 15 nach außen gepreßt, um die Bremsbacken 1 und 2 zu trennen und in Bremseingriff mit der Bremstrommel zu führen. Ein vorgegebenes Spiel ist zwischen den Zähnen 23A und den Zähnen 20A an der Zapfenhülse 14A vorhanden, damit sich die Backen ausreichend nach außen bewegen können, um das maximal gewünschte Bremsbacken-Trommel-Spiel aufzunehmen, ohne einen Betrieb der automatischen Nachstelleinrichtung zu verursachen. Wenn der Verschleiß der Reibbeläge so groß wird, daß die Backenbewegung die zur Aufnahme dieses Maximalspiels erforderliche Bewegung übersteigt, treten die Flanken der Zähne 23A und 20A derart in Eingriff, daß die Verstellwelle 23 angehoben und dadurch die Kupplung 26 vom Sitz 28 ausgerückt wird, wodurch eine Drehung der Verstellwelle in Abhängigkeit von der Größe der Auswärtsbewegung des Bremsbackens ermöglicht wird. Der Zahngesperremechanismus 29 ist so angeordnet, daß er eine derartige Drehbewegung zuläßt. Wenn sich die Bremsbacken unter der Wirkung der Bremsbackenrückführeinrichtungen nach innen bewegen, wird das Spiel zwischen den Zähnen 23A und 20A in entgegengesetzter Richtung aufgenommen, so daß die Kupplung 26 wieder mit dem Sitz 28 in Eingriff treten kann, woraufhin sich die Zapfenhülse 14A durch Wechselwirkung zwischen diesen Zähnen so dreht, daß dieser Zapfen verlängert und dadurch eine neue zurückgezogene Position für den Bremsbacken 1 festgelegt wird. Eine entsprechende Verstellung der anderen Verstellhülse 15A wird über die Ringzahnradverbindung zwischen den entsprechenden Sätzen von Zähnen 22 an den Hülsen bewirkt.
• Eine andere Ausführungsform der Betätigungseinheit der Erfindung ist in Figur 5 dargestellt. Der Hauptunterschied zwischen dieser Anordnung und der vorher beschriebenen Anordnung besteht darin, daß das Gehäuse 9 nunmehr getrennt von der Drehmomentplatte 3 ausgebildet ist und das Ringzahnrad 21 sowie das Packungselement 8 mit Hilfe eines Sicherungsbügels 9A im Gehäuse fixiert sind. Das getrennte Gehäuse kann in vorteilhafter Weise aus einem Material bestehen, das sich von dem der Drehmomentplatte unterscheidet, wodurch sich die Möglichkeit einer Gewichtsersparnis durch Verwendung eines Gehäuses aus einer Druckgußlegierung oder aus einem Hartkunststofformteil ergibt. Darüber hinaus können das Ringzahnrad 21 und sein Lager 21A zusammen mit dem Packungselement 8 über den Sicherungsbügel 9A im Gehäuse eingebaut und darin gehalten werden, so daß ein abgeschlossenes Gehäuse gebildet wird, mit dem die Montage der Betätigungseinheit an der Bremse während der Herstellung und die nachfolgende Demontage für Wartungszwecke erleichtert werden können. Es versteht sich, daß das Ringzahnrad 21 wiederum benachbart zum axial inneren Ende des Nockens 12 in Längsrichtung der Betätigungseinheit angeordnet ist, so daß auch hierbei die Vorteile erreicht werden, die vorstehend in Verbindung mit der vorherigen Ausführungsform erläutert wurden.
• Das Lager 21A befindet sich wiederum zwischen dem Außenumfang des Ringzahnrades 21 und dem Innenumfang des Gehäuses 9 und ist an dem einen oder dem anderen fixiert. Es kann jedoch auch alternativ dazu zwischen dem Innenumfang des Ringzahnrades und der Außenfläche des Lagerrohres 10, die im Gehäuse 9 vorsteht, angeordnet sein. Es ist entweder am Ringzahnrad oder am Rohr fixiert, falls erforderlich. Entweder das Lager oder das Ringrohr oder beide können mit einem Antireibmaterial beschichtet sein.
• Es versteht sich, daß jede zweckmäßige Ausführungsform einer Verstelleinrichtung anstelle der vorstehend beschriebenen Einrichtung zum Verstellen von einem der Zapfen eingesetzt werden kann. Der andere Zapfen wird über geeignete Übertragungseinrichtungen, die benachbart zum axial inneren Ende des Nockens in Längsrichtung der Welle der Betätigungseinheit angeordnet sind und mit beiden Zapfen zusammenwirken, gleichzeitig verstellt.

Claims (13)

1. Betätigungseinheit für eine Bremse mit einem Gehäuse, einer Kraftaufbringungseinrichtung (12), die im Gehäuse mit einer drehbaren Welle (6) der Betätigungseinheit in Verbindung steht, um durch die Welle betätigt zu werden, und die gegenüberliegende Zapfen (14, 15) voneinander trennt, welche Druck von der Einrichtung (12) auf Bremselemente (1, 2) übertragen, die im Betrieb mit den Zapfen in Eingriff stehen, um die Elemente gegen eine rotierende Bremsfläche zu pressen, wobei jeder Zapfen ein Paar von miteinander im Schraubeingriff stehenden Elementen (14A, 14C; 15A, 15C) aufweist, die relativ zueinander drehbar sind, um eine Veränderung der Länge eines jeden Zapfens zu ermöglichen, einer Verstelleinrichtung (20), die in Abhängigkeit von einer übermäßigen Auswärtsbewegung der Bremselemente betätigbar ist, um die Länge eines (14) der Zapfen zu verändern und ein im wesentlichen konstantes vorgegebenes Spiel zwischen dem zugehörigen Bremselement (1) und der Bremsfläche aufrechtzuerhalten, und einer Übertragungseinrichtung (21), die entsprechende Verbindungen mit den Zapfen an Stellen radial außerhalb der Kraftaufbringungseinrichtung bildet und eine entsprechende Längenänderung des anderen Zapfens (15) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung ein ringförmiges Element (21) ist, das die Welle (6) der Betätigungseinheit umgibt und im Gehäuse (9) der Betätigungseinheit an einer Stelle benachbart zur Verbindung zwischen der Welle der Betätigungseinheit und der Kraftaufbringungseinrichtung drehbar gelagert ist.

2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragungseinrichtung ein Ringzahnrad (21) ist, das ko-axial zur Welle der Betätigungseinheit angeordnet ist.

3. Betätigungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufbringungseinrichtung ein Nocken (12) ist, der durch die Welle (6) der Betätigungseinheit drehbar ist.

4. Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringzahnrad mit Hilfe eines Lagers (21A), das zwischen dem Ringzahnrad und dem Gehäuse (9) angeordnet ist, drehbar gelagert ist.

5. Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringzahnrad (21) mit Hilfe eines Lagers, das zwischen dem Innenumfang des Ringzahnrades und einem festen Teil (8, 10), das sich innerhalb des Ringzahnrades erstreckt, drehbar gelagert ist.

6. Betätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (20) eine Verstellung des Zapfens (14) mit Hilfe eines Ritzels (23B) bewirkt, das von einer Verstellwelle (23) getragen wird, wobei die Zähne des Ritzels mit einem entsprechenden Zahngebilde (20A) an einem drehbaren Teil (14A) des Zapfens in Eingriff stehen.

7. Betätigungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstellwelle (23) allgemein senkrecht zur Achse des Zapfens (14) erstreckt.

8. Betätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (12) in einem Teil des Gehäuses (9) der Betätigungseinheit angeordnet ist, das ebenfalls das Ringzahnrad (21) und ein Lager (7) für die Welle (6) aufnimmt.

9. Betätigungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Gehäuses (9), der den Nocken (12) enthält, einstückig mit einer Drehmomentplatte (3) der Bremse ausgebildet ist.

10. Betätigungseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Gehäuses (9), der den Nocken (12) enthält, getrennt von der Drehmomentplatte (3) ausgebildet ist und daß das Ringzahnrad im Gehäuse durch eine Halteeinrichtung (9A) gehalten wird, um damit eine selbsttragende Einheit zu bilden.

11. Betätigungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Gehäuses (9), der den Nocken enthält, aus einem Material besteht, das sich von dem der Drehmomentplatte unterscheidet.

12. Betätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) eine integrierte massive Endwand (13) benachbart zur Kraftaufbringungseinrichtung (12) aufweist.

13. Bremse enthaltend eine Betätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche.