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Innenbacken-Trommelbremse, ins-
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besondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine
Innenbacken-Trommelbremse der im Oberbegwiff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Innenbacken-Trommelbremsensind im allgemeinen so bemessen, daß die
Bremsbeläge im nicht gebremsten Zustand nicht an der Trommeiwandung anliegen. Der
Abstand zwischen der Trommelwandung und den Bremsbakken soll dabei möglichst klein
sein, damit der Bremsflüssigkeitsbedarf beim Betätigen der Bremse gering ist und
der erforderliche Bremspedalweg klein bleibt. Dieser für den Freigang der Bremse
erforderliche Abstand zwischen Bremsbelag und Trommelwandung wird bei Urommelbremsen
parallel zum Radzylinder über der Bremsenmitte gemessen und als Lüftspiel bezeichnet.
Dieses Lüftspiel vergrößert sich ständig durch Verschleiß der Bremsbeläge und der
Bremstrommel sowie kurzzeitig auch durch Ausdehnung der Bremstrommel bei Temperaturanstieg,
wobei eine entsprechende Vergrößerung des Bremspedalwegesstattfindet.
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Es muß daher dafür gesorgt werden, daß die Bremsbacken jeweils so
frühzeitig nachgestellt werden, daß ein zulässiger Höchstwert des Lüftspiels nicht
überschritten wird. Bei nicht rechtzeitiger Nachstellung
der Bremsen
besteht nämlich sonst die Gefahr, daß der dann noch zur Verfügung stehende Bremspedalweg
nicht mehr zum ordnungsgemäßen Andrücken der Bremsbacken ausreicht, so daß die gewünschte
Bremswirkung im entscheidenden Augenblick nicht vorhanden ist. Es ist dnher allgemein
üblich, innerhalb der Innenbacken-Trommelbremse eine Vorrichtung vorzusehen, welche
die Bremsbacken selbsttätig nachstellt, so daß zwischen Bremsbelag und Trommelwand
trotz eintretenden Belagverschleißes zu jeder Zeit ein möglichst kleines Lüftspiel
vorliegt. Derartige selbsttätige mechanische Nachstellvorrichtungen gibt es in den
verschiedensten Ausführungsformen. Unter anderem sind mit einem Klinkengesperre
zusammenwirkende selbsttätige mechanische Nachstellvorrichtungen bekannt (z.B. DD-OS
17 50 026), bei denen zum Ausgleich eines übermäßigen Lüftspiels die wirksame Länge
einer zwischen den beiden Bremsbacken angeordneten zweigeteilten Druckstange vergrößert
wird, indem eine auf einem Gewindeteil der Druckstange befindliche Verstellmutter
mittels eines bei Betätigung der Bremse und bei Vorliegen eines zu großen Lüftspiels
in deren Verzahnung eingreifenden Kllnkenhebelsverdreht wird. Der dadurch bewirkte,
das Lüftspiel entsprechend verkleinernde Nachsteilschritt pro Bremsbetätigung wird
durch die Klinkenhebelübersetzung, die Gewindesteigung die Zähnezahl, den Klinkenmutterdurohmesser
und den Abstand der Druckstange zur Bremsenmitte bestimmt.
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Die Größe des Nachstellschritts, die Größe des Büftspielsbei kalter
Bremse und die bei maximaler Trommelerwärmung auftretende Lüftspielvergrößerung
infolge der Trommeldehnung müssen so aufeinander abgestimmt seine daß auch bei Annahme
eines extremen 3remszyklus' (längere Talfahrt mit häufiger Bremsbetätigung) die
insgesamt erfolgte Nachstellung nicht so groß wird, daß die Bremsbacken nach Erkalten
der Bremse schleifen. Herkömmliche ITachstellsorrichtungan weisen eine relativ grobe
Verzahnung und damit verbunden einen relativ großen Nachstellschritt auf, was zur
Folge hat, daß die Lüftspielvergrößerung infolge temperaturbedingter Trommeldehnung
bereits mit relativ wenigen Nachstellschritten voll ausgeglichen wird.
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Bei diesen Ausführungen der Nachstellvorrichtung muß daher zur Einhaltung
des Freiganges der Bremse der Wert des Lüftspiels, bei dem ein Nachstellschritt
eingeleitet wird, stets größer sein als die bei maximaler Erwärmung auftretende
Trommelvergrößerung. Bei ausgeführten Anordnungen sind Lüftspiele üblich, die 0,2
bis 0,3 mm größer als die Trommelvergrößerung sind. Bei Bremstrommeln, die sich
beispielsweise um 0,8 bis 0,9 mm vergrößern können, sind Grundlüftspiele von ca.
1,2 mm üblich. Die Größe des Nachstellschritts liegt dabei üblicherweise bei ca.
0,05 mm. Das üblicherweise vorliegende Lüftspiel ist also relativ groß. Eine spürbare
- erstrebenswerte -Verkleinerung dieses Wertes ist nur dann möglich, wenn der einzelne
Nachstellschritt z.B. durch Erhöhung der Zähnezahl der Klinkenmutter so klein gemacht
wird, daß die bei häufiger Bremsbetätigung (z.B.
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bei einer langen Talfahrt) eintretende Gesamtnachstellung stets kleiner
bleibt als die Trommelvergrößerung bei Erwärmung durch den Bremsvorgang. Eine Erhöhung
der Zähne zahl und damit eine entsprechende Verringerung des Zahnabstandes der Zähne
ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, weil durch die üblicherweise vorhandenen
Toleranzen der Bremseneinzelteile die Lage der Eingriffkante des Xlinkenhebels stark
schwankt, so daß ein definierter Eingriff in eine feinere Verzahnung nicht immer
gewährleistet wäre und es auch vorkommen könnte, daß der Klinkenhebel ggf. gleichzeitig
mehrere Zahne weiterstellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, gie sQlbsutätige mechanische Nachstellvorrichtung
einer Innenbacken~Erommelbremse der eingangs genannten Art weiter zu verbessern
und insbesondere so auszugestalten, daß ein kleineres Lüftspiel eingehalten werden
kann, ohne daß die Toleranzen der üblichen Bremseneinzelteile verfeinert werden
müssen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst. Der zur Erzielung eines vergleichsweise kleinen Nachstellschritts
erforderliche Einsatz einer Klinkenmuttermit großer Zähne zahl und entsprechend
kleinem Zahnabstand
wird also durch eine besondere Ausgestaltung
des Klinkenhebels und durch die Verwendung einer besonderen Lagerplatte, mittels
der die räumliche Lage des Klinkenhebels in einfacher Weise sehr genau eingestellt
werden kanns ernöglicht.
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Enindimgswesentlichevorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprcrn angegeben.
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Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung erläutert. In
der Zeichnung zeigen Fig. 1 den Blick in das Innere einer Innenbacken-Urommelbremse
mit einer Nachstellvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Schnittdarstellung
entlang der Schnittführung II in Figur 1, Fig. 3 eine Detaildarstellung der in Figur
2 mit III bezifferten Ansicht und Fig. 4 die in Figur 1 mit IV bezifferte Ansicht.
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Die innerhalb der nicht weiterigezeiFgten Bremstrommel befindlichen
beiden Bremsbacken der Trommelbremse sind mit 3 und 4 beziffert.
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Sie besitzen in üblicher Weise einen D-förmigen Querschnitt mit einem
der Bremstrommel zugewandten Flansch mit den eigentlichen Bremsbelägen 3.2 bzw.
4.2, sowie den mit 3.1 bzw. 4.1 bezifferten Stegen.
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Die unteren Enden der beiden Bremsbacken 3 und 4 stützen sich mit
ihrer gewölbten Anlagefläche an einem Stützlager 11 ab. Eine im oberen Bereich der
rommelbremse befindliche Bremsbetätigungs-Vorrichtung 9, nämlich ein hydraulischer
Radbremszylinder, steht mit den oberen Enden der beiden Bremsbacken 3 und 4 in Verbindung
und überträgt auf diese die von der Bremsanlage erzeugte Bremskraft, unter
deren
Wirkung die Bremsbacken an die Bremstrommel gedrückt werden.
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Im gelösten Zustand der Bremse werden die zuvor durch die Bremse tätigungsvorrichtung
an die Bremstrommel angedrückten Bremsbacken mit Hilfe der mit 8 und 8' bezifferten
Rückstellfedern wieder von der 3remstrommel gelöst und aufeinander zu bewegt, bis
sie an einer unterhalb der Bremsbetätigungs-Vorrichtung 9 - parallel zu dieser -
befindlichen und sich zwischen den beiden Bremsbacken erstrekkenden Druckstange
1 zur Anlage kommen. Der hierbei zurückgelegte Weg der Bremsbacken bestimmt das
Lüftspiel der Trommelbremse. Die Druckstange 1 ist Teil einer selbsttätigen mechanischen
Nachstellvorrichtung zum Ausgleich eines übermäßigen Büftspiels. Sie liegt mit ihrem
einen, dem linken Ende an der linken Bremsbacke 3 und mit ihrem anderen, dem rechten
Ende an der rechten Bremsbacke 4 an.
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Im Ausführungsbeispiel greift das rechte Ende der Druckstange 1 allerdings
nicht direkt an der rechten Bremsbacke, sondern an einem an dieser Bremsbacke um
den drehzapfen 12 schwenkbar angelenkten Bremshebel 5 anO Dieser ist Teil der Feststellbremse
und wird durch den an seinem freien Ende angreifenden Seilzug 16 betätigt. Bei Trommelbremsen
ohne solche Feststellbremse greift das rechte Ende der Druckstange direkt am Steg
der rechten Bremsbacke anO Die Druckstange 1 ist zweigeteilt. Wie man insbesondere
aus Figur 2 erkennen kann, ist ein mit einem Außengewinde versehener erster Teil
1.2 der Druckstange axial in einen mit einer entsprechenden Längsbohrung versehenen
zweiten Teil 1.1 der Druckstange eingeschoben, so daß durch axiales Verschieben
beider Teile die wirksame Länge der Druck stange 1 verstellt werden kann. Auf dem
mit Außengewinde versehenen Teil 1.2 der Druckstange befindet sich eine als Sperrzainrad
ansgebildete Klinkenmutter I.3,durch deren Verdrehen der rechte Teil 1.2 der Druckstange
mehr oder weniger weit aus dem linken Teil 101 der Druckstange herausgezogen wird.
Die Elinkenmutier1.3 ist Teil eines Klinkengesperres. Der schwenkbar gelagerte zugehörige
Klinkenhebel 2 greift - wie Figur 3 zeigt - bei Betätigung der Bremse in die Verzahnung
der Klinkenmutter 1, was - bei zu hohem Lüftspiel - zur Verdrehung der Klinkenmutter
führt. Der Klinkenhebel 2 besitzt zwei zumindest
annähernd V-förmig
angeordnete Schenkel 2.1 und 2.2. Der eine Schenkel 2.2 erstreckt sich zumindest
annähernd parallel zur Druckstange 1 und endet in Höhe der Klinkenmutter 1.3. Der
andere Schenkel 2.1 ist mit seinem freien Ende in einer Lagerstelle 14 einer an
der linken Bremsbacke 3 befestigten Lagerplatte 6 gelagert, so daß der Klinkenhebel
3 um diese Lagerstelle 14 geschwenkt werden kann. Die Lagerstelle 14 ist als Langloch
ausgebildet, wobei die Längsachse mit der Richtung des in ihm gelagerten Schenkels
2.1 des Elinkenhebels in etwa übereinstimmt. Das freie Ende des darin gelagerten
Schenkels 2.1 ist gabelförmig ausgebiidet und greift in dieses Langloch ein, so
daß der Klinkenhebel 2 nach Art einer reibungsarmen Messerlagerung gelagert ist.
Drehzapfen o.ä. sind nicht erforderlich, so daß die Montage besonders einfach ist.
Auf den Klinkenhebel 2 wird mit Hilfe einer zwischen dem Klinkenhebel 2 und der
Lagerplatte 6 angeordneten Federvorrichtung 7 ein den Elinkenhebel im Uhrzeigersinn
drehendes Drehmoment ausgeübt. Dadurch kommt eine im Bereich der Spitze des V-förmigen
Klinkenhebels vorgesehene erste Abwinklung 2.3 - wie In Figur 2 deutlich erkennbar
- am linken Ende der Druckstange 1 zur Anlage und wird axial gegen dieses Ende gedrückt
Auf die Druckstange wirkt somit ständig eine 3ie gegen die rechte Bremsbacke 4 drückende
Axialkraft, so daß ein Elappern der zweigeteilten Druckstange vermieden ist. Der
im Bereich der Klinkenmutter 1.3 endende Schenkel 2.2 des Klinkenhebels 2 besitzt
eine zweite Abwinklung 2.4, die seitlich über die Klinkenmutter 1.3 greift. In den
Figuren 2, 3 und 4 ist diese zweite Abwinklung und ihre Lage in bezug auf die Klinkenmutter
1.3 gut zu erkennen. Der in Figur 3 mit 3 bezifferte Abstand zwischen dieser zweiten
Abwinklung 2.4 und der Klinkenmutter 1.3 ist so bemessen, daß die Schwenkbewegung
des Klinkenhebels 2 durch Anlage der zweiten Abwinklung am Außendurchmesser der
glinkenmutter auf einen gewUnschten Wert begrenzt wird. Dieser Wert wird so bemessen,
daß die glinkenmutter 1.3 auch bei erheblich zu großem Lüftspiel bei Jeder Schwenkbewegung
des Klinkenhebels 2 aufgrund einer BremßbetEtigungstets nur um einen einzigen Zahn
1.4 weiter gedreht werden kann, so
daß der Nachstellschritt pro
Bremsbetätigung ebenfalls einen bestimmten Wert nicht überschreitet.
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Die genaue Lage der zweiten Abwinklung 2.4 wird mittels der an der
linken Bremsbacke 3 befestigten Lagerplatte 6 eingestellt. Die Lagerplatte 6 ist
- wie Figur 1 zeigt - um einen Drehzapfen 15 schwenkbar an der Bremsbacke angelenkt.
Mittels einer bekannten Exzentervorrichtung 13 in Form eines durch die Lagerplatte
und den Steg 3.1 der Bremsbacke 3 hindurchgeführten Exzenterbolzerskann das obere
Ende der Lagerplatte durch Verdrehen des Exzenterbolzens etwas nach rechts oder
nach links ausgelenkt werden, wodurch sich unter anderem auch die in der Lagerplatte
angeordnete Lagerstelle 14 zur Lagerung des unteren Schenkels 2.1 des Klinkenhebels
verscniebt. Da der Xliiikenhebel mit seiner ersten Abwinklung 2.3 im Bereich seiner
V-förmigen Spitze am Druckstangenende anliegt, hat ein seitliches Verschieben der
Lagerstelle 14 ein entsprechendes Anheben oder Absenken der zweiten Abwinklung 2.4
des anderen Schenkels 2.2 des Klinkenhebels zur Folge. Mittels der Exzentervorrichtung
ist also in einfacher Weise eine genaue Justierung der Lage der zweiten Abwinklung
und damit eine genaue Einstellung der Begrenzung der Schwenkbewegung des Xlinkenhebels
möglich. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Zähnezahl der Klinkenmutter 1.3
so groß und die Gewindesteigung des Druckstangenteils 1.2 so klein zu bemessen,
daß der durch das Verdrehen der Klinkenmutter 1.3 um nur einen einzigen Zahn 1.4
bewirkte Nachstellschritt ebenfalls sehr klein wird und nur etwa ein Zehntel des
bei herkömnlichen Nachstellvorrichtungendieser Art üblichen Nachstellschrittes beträgt.
Durch diesen kleinen Nachstelischritt bleibt der Gesamtnachstellschritt während
eines Bremssyklust - unter Zugrundelegung der maximalen Häufigkeit von Bremsungen
- stets kleiner als die Trommelvergrößerung bei Erwärmung durch den Bremsvorgang.
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Während bei herkömmlichen Nachstellvorrichtungen dieser Art, bei denen
der einzelne Nachsteilsohritt bei einem Nennlüftspiel von etwa 1,25 mm und einer
maximalen Trommeldrehnung von 0,8 mm etwa 0,05 mm beträgt, die aufgrund der Trommelerwärmung
maximal auftretende Trommeldehnung
bereits nach etwa 16 bis 20
Bremsbetätigungen ausgeglichen ist, sind dazu bei Einsatz der erfindungsgemäßen
Nachstellvorrichtung, bei der ein Einzelnachstellschritt von nur etwa o,oo6 mm gewählt
werden kann, rund 100 Bremsbetätigungen erforderlich, die auch bei einem extremen
Bremszyklus' (lange Talfahrt) nicht erreicht werden. Im Gegensatz zu Innenbacken-Trommelbremsen
mit herkömmlichen Nachstellvorrichtungen dieser Art ist es daher möglich, ein Nennlüftspiel
zu wählen, das kleiner ist - z.B. nur 0,65 bis 0,75 mm - als die bei maximaler Trommelerwärmung
auftretende Trommelvergrößerung. Während der durch eine einzige Zahndrehung bewirkte
Nachstellschritt bei herkömmlichen Nachstelivorrichtungen dieser Art mit einem üblichen
Zahnabstand von etwa 3,2 mm etwa den fünfundzwanzigsten Teil des Nennlüftspiels
beträgt, beträgt er bei einer Vorrichtung der beanspruchten Art mit einem möglichen
Zahnabstand von etwa 1,1 mm nur etwa den einhundertsten Teil des Nennlüftspiels,
obgleich dieses erheblich kleiner ist als bei den Vorrichtungen der herkömmlichen
Art. Es versteht sich, daß diese Zahlenangaben nicht für sämtliche Bremsen gelten,
sondern sich lediglich auf ausgeführte Bremsenanordnungen eines Typs und einer bestimmten
Größe beziehen.
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Die Funktionsweise der selbsttätigen mechanischen Nachstellvorrichtung
ist folgende: Bei nicht betätigter Bremse werden die beiden Bremsbacken 3 und 4
in üblicher Weise unter der Wirkung der Rücksteilfedern 8 und 8' von der Bremstrommel
abgehoben und fest gegen die Enden der Druckstange 1 gedrückt. Der Klinkenhebel
2 liegt während dieser Zeit unter der Wirkung der an ihm angreifenden Federvorrichtung
7 mit seiner ersten Abwinklung 2.3 fest am linken Ende der Druckstange 1 an, wobei
durch die mittels derExzentervorrichtung 13 einjustierten Lage der Lagerstelle 14
die beiden Schenkel 2.1 und 2.2 des Klinkenhebels so gestellt sind, daß die zweite
Abwinklung 2.4 den in den Figuren 1, 3 und 4 erkennbaren Abstand a vom Außendurchmesser
der Klinkenmutter 1.3 besitzt. Durch die auf die Druckstange 1 einwirkenden Axialkräfte
wird ein Klappern und ein nicht gewolltes selbständiges Verdrehen der Klinkenmutter
infolge
von Vibrationen o.ä. verhindert. Das gleiche gilt auch
bei Betätigung der Feststellbremse, wenn also der Bremshebel 5 mittels des Seilzuges
16 um den Drehzapfen 12 geschwenkt wird und die dabei eingeleitete Bremskraft über
die Druckstange 1 auch auf die linke Bremsbacke 3 übertragen wird.
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Wenn die beiden Bremsbacken 3 und 4 beim Betätigen der Bremse durch
die Bremsbetätigungsvorrichtung 9 gegen die Kraft der Rückstellfeder 8 auseinandergedrückt
und gegen die Bremstrommel gepreßt werden, wird die Druckstange 1 durch den mit
seiner ersten Abwinklung 2.3 am linken Ende der Druckstange anliegenden Klinkenhebel
2, der unter der Wirkung der Federvorrichtung 7 nach rechts ausgelenkt wird, nach
rechts gegen die rechte Bremsbacke 4 bzw. den Bremshebel 5 geschoben, wobei sich
sein linkes Ende entsprechend von der linken Bremsbacke 5 etwas abhebt Auch bei
diesem Betriebsfall kann die Druckstange nicht klappern, da der Klinkenhebel an
ihr unter Federkraft anliegt. Man erkennt, daß der Klinkenhebel beim Auseinandergehen
der beiden Bremsbacken 3 eine Schwenkbewegung vollführt, bei welcher die am linken
Ende der Druckstange 1 anliegende erste Abwinklung 2.3 des Klinkenhebeis den Drehpunkt
bildet. Je weiter sich die beiden Bremsbacken auseinanderbewegen - dieser Weg hängt
von der Größe des Lfiftsjiels ab - aesto weiter muß die Druckstange nach rechts
geschoben werden und desto größer wird die Schwenkbewegung des Klinkenhebels. Wenn
der Klinkenhebel 2 eine Shwenkbewegungvollführt, wird das im Bereich der Klinkenmutter
1.3 liegende freie Ende seines sich parallel zur Druckstange 1 erstreckenden Schenkels
2.2 entsprechend der Größe der Schwenkbewegung mehr oder weniger stark nach unten
bewegt. Die Lage des Klinkenhebels 2 ist mittels der Lagerplatte 6 so justiert,
daß die in Figur 3 mit 2.5 bezifferte Eingriffskante des Schenkels 2.2 beim Betätigen
der Bremse und der damit verbundenen Schwenkbewegung des Klinkenhebels normalerweise
nicht mit der Verzahnung der Klinkenmutter 1.3 in Eingriff kommt. Erst wenn das
L5ftspiel der Bremse den Wert des Nennlüftspiels- überschreitet, kommt die Einstellkante
mit der Verzahnung in Eingriff, wodurch die Xlinkenmutter
1.3
verdreht wird. Wegen der vorgesehenen zweiten Abwinklung 2.4 kann der Klinkenhebel
2 allerdings auch bei sehr großem Lüftspiel stets nur eine begrenzte Schwenkbewegung
vollführen, weil die zweite Abwinklung 2.4 nach einem gewissen Schwenkweg am Außendurchmesser
der Klinkenmutter 1.3 zur Anlage kommt. Diese Begrenzung ist so gewählt, daß die
Eingriff skante 2.5 die Klinkenmutter 1.3 jeweils nur um einen Zahn 1.4 weiter drehen
kann. Wenn die zweite Abwinklung 2.4 auf dem Außendurchmesser der Klinkenmutter
1.3 anliegt, wird durch den auf die Mutter ausgeübten Druck gleichzeitig verhindert,
daß sie sich bei Vibration o.ä. selbsttätig verstellt.
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In den Fällen, in denen es die räumlichen Verhältnisse zulassen, könnte
auch auf die besondere einstellbare Lagerplatte verziciitet werden und stattdessen
das Ende des unteren Schenkels 2.1 des Klinkenhebels 2 über einen verstellbaren
Exzenterbolzen direkt am Steg der Bremsbacke 3 angelenkt werden. Dann könnte der
Klinkenhebel allerdings nicht mehr nach Art der vorteilhaften Nesserlagerung angelenkt
werden.
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