DE2445645A1

DE2445645A1 - Nachstellvorrichtung fuer hydraulische arbeitskolben

Info

Publication number: DE2445645A1
Application number: DE19742445645
Authority: DE
Inventors: Hajo Dipl Ing Pickel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1974-09-25
Filing date: 1974-09-25
Publication date: 1976-04-15
Also published as: GB1478242A; SE7510685L; JPS54273B2; DE2445645C3; JPS5164166A; FR2286301A1; SE411580B; IT1044070B; FR2286301B1; ES441226A1; DE2445645B2

Description

ALFBED TEVES Gi-IBH 10. September 1974

Frankfurt am Main

P 4335 Zli/Schn/c

Ξ. Pickel· - 1

Nachstellvorrichtung für hydraulische Arbeitskolben

Die Erfindung betrifft'eine selbsttätige Nachstellvorrichtung für hydraulische Arbeitskolben, bestehend aus einer Gewindespindel, auf der eine die Rückbewegung des Arbeitskolbens begrenzende Nachstellmutter aufgeschraubt ist, einer in Abhängigkeit vom Hub des Arbeitskolben arbeitenden reibschlüssigenVerdreheinrichtung für die Nachstellmutter, einer in Abhängigkeit vom hydraulischen Druck auf den Arbeitskolben einwirkenden Verdrehbremse für die Nachstellmutter und einer federnden Verbindung zwischen der Verdreheinrichtung und dem Arbeitskolben, line solche Nachstellvorrichtung ist' durch die DT-OS 2 330 949 bekannt.

Ein altes Problem selbsttätiger Nachstellvorrichtungen liegt darin, daß nach Überwindung des erforderlichen Lüftspiels der durch Belagverschleiß auftretende zusätzliche Betätigungshub nachgestellt werden soll, nicht aber der zusätzliche Betätigungshub, welcher sich durch elastische Dehnungen in der Bremse ergibt. Letzteres würde, falls auf den Vorteil eines kleinen Lüftspiels nicht verzichtet wird, nach Breinsbe tat igung ein Lösen der Bremse verhindern. Die Nachstellvorrichtung muß deshalb auch nach Überwindung des Lüftspiels zwischen einem nachzustellenden Hub des Arbeitskolbens und einem nicht nachzustellenden Hub unterscheiden.

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Bei Nachstellvorrichtungen, deren Verdreheinrichtungen für die Kachstellmutter aus einer Nachstellhülse mit einem schrägen Schiita besteht (siehe zum Beispiel DT-OS 1 902 597)» kann man diese Schwierigkeit lösen, indem der Schlitz so gestaltet -wird, daß bei einem großen Hub des Arbeitskolbens nur ein Teil dieses Hubes nachgestellt wird. Der Nachteil dieser Ausführung besteht darin,da3 ein konstantes Lüftspiel nicht eingehalten werden kann und durch wiederholte Bremsbetätigung zu gering wird, was in extremen Fällen ein Lösen der Bremse verhindert.

Die Nachstellvorrichtung nach der eingangs zitierten DT-OS 2 330 949 löst das Problem durch eine Reibungsbremse, die oberhalb eines bestimmtpn hydraulischen Drucks die Nachstellmutter am Verdrehen hindert und so ein konstantes Lüftspiel verwirklicht. Sie hat sich bislang jedoch in der Praxis nicht durchsetzen können, weil sie gegenüber üblichen Nachstellvorrichtungen wesentlich aufwendiger ist. Nachstellvorrichtungen für hydraulisch betätigte Scheibenbremsen sind erforderlich, wenn Scheibenbremsen mit einer mechanischen Betätigung kombiniert werden sollen. Die hohen Kosten der Nachstellvorrichtungen führten unter anderem dazu, daß für Fahrzeuge an den Hinterrädern Trommelbremsen vorgesehen werden, bei denen ohne Nachstellvorrichtung eine mechanische Betätigung möglich ist. Die Reibungsbremse nach der DT-OS 2 330 949 ist dadurch gebildet, daß die Gewindespindel der Nachstellvorrichtung eine koaxiale Bohrung hat, in der ein Kolben dichtend geführt ist. Dieser Kolben wird einerseits vom Atmosphärendruck, andererseits vom hydraulischen Druck in der Bremse beaufschlagt. Der Kolben ist zu dem Raum hin, in dem der hydraulische Druck der Bremse wirkt, durch eine kräftige Feder vorgespannt. Der hydraulische Druck in der Bremsanlage bewirkt eine Verschiebung des Kolbens gegen die Kraft dieser Feder. Dabei verschiebt der Kolben einen radialen Sperrklinken, der sich in das Gewinde der Naehstelliautter der Nachstellvorrichtung bewegt und diese dadurch an einer weiteren Verdrehung hindert.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachstellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die möglichst einfach und billig in der Herstellung ist und gegenüber Nachstellvorrichtungen ohne Reibungsbremse zur Begrenzung der maximal möglichen Nachstellung kaum teurer ist.

Diese Aufgabe -wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verdrehbremse durch zwei gegen die Nachstellmutter dichtend anliegende, in entgegengesetzte Sichtung -wirkende Dichtlippen einer mit dem Arbeitskolben drehfest verbundenen Dichtungsanordnung gebildet i&t. Der Eaum zwischen den Dichtlippen der Dichtungsanordnung ist dabei nicht mit der Atmosphäre verbunden. Es überrascht deshalb, daß diese Dichtungsanordnung in der Lage ist, ein nutzbares Bremsmoment auf die Nachstellmutter auszuüben. Versuche haben jedoch ergeben, daß sie ein Reibmoment erzeugt, welches dem hydraulischen Druck in der Bremse angenähert proportional ist. Eine vergleichbare Dichtlippe ergibt beispielsweise 0,15 kp bei einem Druck von 10 bar, d.h., etwa die Hälfte des Bremsmoments einer gegen die Atmosphäre dichtenden Manschette. Der lineare Anstieg des Reibmoments bietet den Vorteil, entsprechend dem festgelegten ümschaltdruck die notwendige Federspannung der federnden Verbindung zwischen der Verdreheinrichtung und dem Arbeitskolben exakt berechnet werden kann, und erstere gemäß den Toleranzen nur innerhalb überschaubarer Grenzen schwankt. Eine genaue Abstimmung der Federkraft mit der Reibkraft der Reibungsbremse ist erforderlich, damit eine genügende Funktionssicherheit des freigängigen und des selbstheimaenden Bereiches vorhanden ist und die Feder von dem Zeitpunkt an, in dem die Reibungsbremse die Mutter am Verdrehen hindert, eine axiale Bewegung des Arbeitskolbens relativ zur Nachstellmutter zuläßt.

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lie Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in erster Linie darin, daß mit einfachsten Mitteln eine druckgesteuerte Verdrehbremse für die ITachstellmutter geschaffen ist. Da die Nachstellvorrichtung Dehnungen in der Bremsanlage nicht nachstellt, kann das Lüftspiel der Bremse klein gewählt werden. Dies wiederum bringt den Vorteil mit sich, daß auch die mechanische Bremse nur ein geringes Lüftspiel zu überwinden hat und,dadurch für sie ein großes Übersetzungsverhältnis gewählt werden kann. Dies ist vor allem für Scheibenbremsen von Bedeutung, bei denen hohe Betätigungskräfte erforderlich sind. Durch die

brems erfindungsgemäße nachstellvorrichtung wird eine Kraftfahrzeuganlage mit Scheibenbremsen an allön vier Rädern und mechanischer Handbremsbetätigung an zwei lädern nur geringfügig teurer als wenn zwei Scheibenbremsen, zwei Trommelbremsen und Handbremsbetätigung der Trommelbremse vorgesehen würde. Dafür wird eine höhere Punktionstüchtigkeit und höherer Komfort bei der Bremsanlage mit Scheibenbremsen an allen Rädern gewonnen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei wird auf die Zeichnung Bezug genommen, die die erfindungsgemäße nachstellvorrichtung im Schnitt zeigt.

In einem Arbeitszylinder 1 ist ein Arbeitskolben 2 zur Betätigung der nicht dargestellten Bremse axial verschieblich angeordnet. Der Arbeitskolben 2 ist in seinem Inneren hohl. Eine Gewindespindel 5 ^m^ steilgängigem Gewinde ragt in den Arbeitskolben 2 hinein. Die Gewindespindel 3 ist in dem Fachmann geläufiger Weise gegen Verdrehen gesichert und stützt sich in nicht dargestellter Weise letztlich gegen den Hebel der mechanischen Betätigung ει/b.

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Auf der Gewinde spindel 5 i^s"t eine Hachstellmutter 4 aufgeschraubt. Die Hachstellmutter 4 hat eine vordere Stirnfläche 5> ^m^ <ler sie bei nicht betätigter Bremse gegen eine Fläche 6 des Arbeitskolbens 1 anliegt. Weiterhin hat die Nachstellmutter 5 einen Bund 7> gegen den ein Axialnadellager 8 abgestützt ist.

Im Inneren des Arbeitskolbens 1 befindet sich weiterhin eine Zahnhülse 9> die zwecks freien Durchgangs des Druckmittels außen eine Verzahnung aufweist und mittels eines ausrückbaren Sprengrings 10 im Arbeitskolben 2 befestigt ist. Zwischen der Zahnhülse 9 und dem Axialnadellager 8 ist eine federnde Verbindung 11 vorgesehen, die durch zwei Wellfedern 13 gebildet sein kann.

Zur Erzeugung einer Yerdrehbremse zwischen dem Arbeitskolben 2 und der Hachstellmutter 4 hat die erfindungsgemäße Nachstellvorrichtung eine Dichtungsanordnung 14 mit zwei Dichtungslippen 15 und 16, die dichtend auf der Eachstellmutter 4 anliegen. Statt der Dichtungsanordnung aus nur einer einzigen Dichtung können natürlich auch zwei einzelne Dichtungen hintereinander vorgesehen sein, deren Dichtungslippen in entgegengesetzter Richtung weisen.

Die beschriebene Nachstellvorrichtung wirkt wie folgt. Wird das Innere des Arbeitskolbens 2 mit Druckmittel beaufschlagt, so beginnt der Arbeitskolben 2, sich in Betätigungsrichtung, d.h., in der Zeichnung gesehen nach links zu bewegen. Dabei entfernt sich die Fläche 6 des Arbeitskolbens 2 von der Stirnfläche 5 der ilachstellmutter 4. Die Zahnhülse $ bewegt sich zusammen mit dem Arbeitskolben nach links und wirkt über die federnde Verbindung 11, welche eine gewisse Vorspamrung aufweist, auf das Axialnadellager 8 ein. Da die Gewindespindel J Steilgewinde hat, kommt es zu einer Verdrehung der

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ITachstellmutter 7» solange, bis daß die Stirnfläche 5 wieder gegen die Fläche 6 des Arbeitskolbens 2 anliegt. Dadurch erfolgt die gewünschte Nachstellung.

Bei Druckabbau und Rückbewegung des Arbeitskolbens 2 kann sich die Fachstellmutter 4 nicht in umgekehrter Richtung wieder zurückdrehen, da die Stirnfläche 5 gegen die Fläche 6 des Arbeitskolbens 2 anliegt und dieser auf nicht beschriebene Weise gegen Verdrehen gesichert ist. Das erforderliche Lüftspiel der Bremse kommt durch Spiel im Gewinde zwischen der liachatellmutter 7 und der Gewindespindel 3 zustande. Die durch die Dichtungsanordnung I4 gebildete Yerdrehbremse wirkt folgendermaßen. Hat sich im Inneren des Arbeitskolbens 2 ein vorgegebener Druck aufgebaut, so üben die Dichtlippen I5 und 16 der Dichtungsanordnung ein solches Reibmoment auf die ITachstellmutter 4 aus, daß diese an einer weiteren Verdrehung gehindert ist. Bewegt sich der Arbeitskolben 2 dennoch weiter in Betätigungsrichtung, so preßt die Zahnhülse 9 die federnde Verbindung 11 zwischen der Zahnhülse 9 und dem Axialnadellager 8 zusammen. Die Fläche 6 des Arbeitskolbens 2 kann sich dadurch von der Stirnfläche 5 der itfachstellmutter entfernen, ohne daß es zu einer weiteren ITachsteilung kommt, weil die ITachstellmutter 4 trotz der auf sie wirkenden Axialkraft durch die Verdrehbremse am Drehen gehindert ist.

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Claims

2U5645

ALFRED TEVES GMBH 10. September 1974

Frankfurt am Main

P 4355 ZL/Schn/c

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Patentansprüche

Selbsttätige nachstellvorrichtung für hydraulische Arbeitskorben, bestehend aus einer'Gewindespindel, auf der eine die Rückbewegung des Arbeitskolbens begrenzende Nachstellmutter aufgeschraubt ist, einer in Abhängigkeit vom Hub des Arbeitskolbens arbeitenden reibschlüssigen Verdreheinrichtung für die Kachstellmutter, einer in Abhängigkeit vom hydraulischen Druck auf den Arbeitskolben einwirkenden Verdrehbremse für die ITachstellmutter und einer federnden Verbindung zwischen der Verdreheinrichtung und dem Arbeitskolben, dadurch gekennzeichnet , daß die Verdrehbremse (Dichtungsanordnung I4) durch zwei gegen die Nachstellmutter (4) dichtend anliegende, in entgegengesetzte Richtung wirkende Dichtlippen (.15» 16) einer mit dem Arbeitskolben (2) drehfest verbundenen Dichtungsanordnung (14) gebildet ist.
2. Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Dichtungsanordnung (14) aus einer einzigen Dichtung mit zwei gegen die ITachstellmutter (4) dichtenden Dichtlippen (Ι5»ΐ6) besteht.
3,. nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung (14)

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aus zwei einzelnen, koaxial hintereinander angeordneten Dichtungen besteht, deren Dichtlippen in entgegengesetzte Richtung weisen.
4· Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtungsanordnung (14) in einer Zahnhülse (9) vorgesehen ist, die mittels eines ausrückbaren Sprengrings (1O) mit dem Arbeitskolben verbunden ist.
5. Selbsttätige Nachstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Verbindung (11) zwischen dem Arbeitskolben (2) und der Verdreheinrichtung (3,4»8,9) duroh Federelement (11) zwischen der Zahnhülse (9) und einem Bund (7) der Nachstellmutter (4) vorgesehen ist.

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