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Dokumentenidentifikation DE102005019593A1 02.11.2006
Titel Innenbacken-Trommelbremse mit einer automatischen Nachstellung des Lüftspiels
Anmelder Volkswagen AG, 38440 Wolfsburg, DE
Erfinder Buchholz, Ines, 38550 Isenbüttel, DE
Vertreter Beck & Rössig - European Patent Attorneys, 81679 München
DE-Anmeldedatum 27.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005019593
Offenlegungstag 02.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.11.2006
IPC-Hauptklasse F16D 65/52(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16D 65/54(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Eine Innenbacken-Trommelbremse mit einer automatischen Nachstellung des Lüftspiels umfasst einen Radbremszylinder (4) mit einem Kolben (5) und einen zugfederbelasteten Nachstellkeil (18), der mit einer Keilfläche (19) an einer Bremsbacke (2) anliegt. Dabei stützt sich der Nachstellkeil (18) gegen den Kolben (5) des Radbremszylinders (4) ab.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenbacken-Trommelbremse mit einer automatischen Nachstellung des Lüftspiels, umfassend einen Radbremszylinder mit einem Kolben, und einen zugfederbelasteten Nachstellkeil, der mit einer Keilfläche an einer Bremsbacke anliegt.

Eine derartige Trommelbremse ist beispielsweise aus der DE 26 44 574 B2 bekannt. Die dort offenbarte Trommelbremse umfasst zwei Bremsbacken, die bei entlasteter Bremse durch Rückstellfedern in eine von der Bremstrommel beabstandete Position gezogen werden, um den Freigang der Bremse zu gewährleisten. Eine zwischen den Bremsbacken angeordnete Druckstange begrenzt dabei das Lüftspiel zwischen den Bremsbacken und der Bremstrommel.

Aus einem kleinen Lüftspiel resultieren kurze Pedalwege und damit ein gutes Ansprechen der Bremse. Es wird daher angestrebt, dieses Lüftspiel möglichst klein zu halten. Der Abstand zwischen der Bremstrommel und den Bremsbacken kann jedoch bei ungünstigen Betriebsbedingungen infolge einer thermisch bedingten Ausdehnung vor allem der Bremstrommel sowie infolge von Systemelastizitäten anwachsen.

Um überdies den verschleißbedingt zunehmenden Abstand zwischen der Bremstrommel und den Bremsbacken zu kompensieren, wird gemäß DE 26 44 574 B2 ein Nachstellkeil vorgesehen, der zwischen der Druckstange und einer Bremsbacke wirksam eingekoppelt ist. Bei einer Betätigung der Bremse wird der Nachstellkeil bei Überschreiten eines Soll-Lüftspiels entlastet, so dass dieser mittels der Zugfeder verschoben wird, um den zu großen Zustellweg der Bremsbacken zu kompensieren. Dies erfolgt unabhängig davon, ob das Überschreiten des Soll-Lüftspiels durch Verschleiß oder thermische Ausdehnung verursacht ist. Nach der Entlastung der Bremse bleibt der Nachstellkeil in der zugestellten Position, wodurch sich bei der nächsten Betätigung der Bremse der Pedalweg verkürzt. Die Nachstellung erfolgt somit rein wegabhängig.

Hierbei wird nicht berücksichtigt, dass bei einer Innenbacken-Trommelbremse nach Anlage der Bremsbacken an die Bremstrommel bis zum Aufbau der maximalen Bremskraft am mechanischen System elastische Verformungen auftreten. Der Zustellweg der Bremsbacken bis zum Erreichen der maximalen Bremskraft kann dabei einen größeren Anteil am konstruktiven Lüftspiel ausmachen, als die größte thermische Ausdehnung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Innenbacken-Trommelbremse mit einer automatischen Nachstellung des Lüftspiels zu schaffen, bei der die Systemelastizitäten besser berücksichtigt werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Innenbacken-Trommelbremse mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass der Nachstellkeil sich gegen den Kolben des Radbremszylinders abstützt.

Hierdurch wird erreicht, das eine Nachstellung des Nachstellkeils nur dann erfolgt, wenn nach einem bestimmten Zustellweg der Bremsbacken noch keine ausreichende Bremskraft aufgebaut worden ist. Aus der unmittelbaren Einbeziehung der im System auftretenden Kräfte resultiert eine höhere Genauigkeit der Nachstellung, die ein reduziertes Lüftspiel und damit kürzere Pedalwege ermöglicht.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

1 eine räumliche Ansicht der Primärseite einer Nachstelleinrichtung für eine Innenbacken-Trommelbremse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

2 eine räumliche Ansicht der Sekundärseite der Nachstelleinrichtung aus 1,

3 eine Seitenansicht der Einbaulage des Nachstellkeils der Nachstelleinrichtung,

4 eine schematische Darstellung eines Ratschenmechanismus an einer Keilfläche des Nachstellkeils, und in

5 verschiedene Bremskraft-Zustellwegverläufe.

Die in den 1 bis 3 abschnittsweise dargestellte Innenbacken-Trommelbremse 1 umfasst zwei lediglich angedeutete Bremsbacken 2 und 3. Zwischen diesen ist ein Radbremszylinder 4 angeordnet, dessen Kolben 5 und 6 bei einer Betätigung der Bremse die Bremsbacken 2 und 3 auseinanderdrücken, bis diese mit ihren Reibflächen 7 gegen die Bremstrommel 8 anlaufen.

An den Bremsscheibe 2 und 3 greifen Rückstellfedern 9 und 10 an, welche nach einer Betätigung der Bremse die Bremsbacken 2 und 3 in eine von der Bremstrommel 8 beabstandete Position zurückziehen. Eine zwischen den Bremsbacken 2 und 3 gehaltene Druckstange 11 begrenzt dabei die durch die Rückstellfedern 9 und 10 bewirkte gegenseitige Annäherung der Bremsbacken 2 und 3. Zudem bildet die Druckstange 10 jeweils ein Widerlager 12 bzw. 13 für jede der Rückstellfedern 9 und 10 aus.

Wie 2 zu entnehmen ist, ist zwischen der Druckstange 11 und einer Bremsbacke 3 ein Totweg als Soll-Lüftspiel s0 vorgesehen ist. Dies lässt sich beispielsweise durch einen in einer Kulisse 14 der Druckstange 11 geführten Abschnitt 15 der Bremsbacke 3 realisieren, wobei der geführte Abschnitt 15 sich auch an einem an der Bremsbacke 3 schwenkbar angekoppelten Druckhebel befinden kann.

Bei entlasteter Bremse befindet sich die Bremsbacke 3 in dem in 2 dargestellten Zustand, in dem sich diese mit ihrem Abschnitt 15 an der Innenkante 16 der Kulisse 14 abstützt. Werden die Bremse betätigt und damit die Kolben 5 und 6 aus dem Radbremszylinder 4 ausgefahren, um die Bremsbacken 2 und 3 nach außen zu drücken, so wird der Abschnitt 15 in der Kulisse 14 radial nach außen verschoben.

Die Kulisse 14 ist radial nach außen durch eine Außenkante 17 der Druckstange 11 begrenzt, so dass der Abschnitt 15 bei einer Auseinanderbewegung der Bremsbacken 2 und 3, die größer ist, als das Soll-Lüftspiel s0, gegen die Außenkante 17 anläuft und die Druckstange 11 mitnimmt. Dies tritt beispielsweise auf, wenn sich durch Verschleiß der Reibflächen 7 der Abstand zwischen den Bremsbacken 2 und 3 und der Bremstrommel 8 zu stark vergrößert. Beim Anlaufen gegen die Außenkante 17 wird die nachfolgend näher erläuterte Nachstelleinrichtung für das Lüftspiel betätigt.

Diese Nachstelleinrichtung umfasst einen in den 1 und 3 gezeigten Nachstellkeil 18, der mit einer Keilfläche 19 gegen eine an der Bremsbacke 2 vorgesehene Keilfläche 20 anliegt. Gleichzeitig stützt sich der Nachstellkeil 18 über eine weitere Anlagefläche 21 an dem zugehörigen Kolben 5 des Radbremszylinders 4. Die Kraft des Radbremszylinders 4 wird somit über den Nachstellkeil 18 auf die Bremsbacke 2 übertragen. An dem Nachstellkeil 18 greift eine Druckfeder 22 an, die den Nachstellkeil 18 in eine Richtung zieht, durch welche der Abstand zwischen der Keilfläche 20 der Bremsbacke 2 und dem Kolben 5 vergrößert wird.

Weiterhin drückt die Rückstellfeder 9 die Druckstange 11 in Anlage gegen den Nachstellkeil 18. Dazu ist in der Druckstange 11 eine Ausnehmung 23 vorgesehen, die eine Anlagefläche 24 für den Nachstellkeil 18 ausbildet.

Die Keilflächen 19 und 20 an dem Nachstellkeil 18 und der Bremsbacke 2 sowie die an dem Nachstellkeil 18 angreifenden Federkräfte sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Betätigung der Bremse keine Verschiebung der Keilflächen 19 und 20 zueinander eintritt. Solange hierbei die Bewegung der Bremsbacken 2 und 3 das Soll-Lüftspiel s0 nicht überschreiten, das sich aus einem Anteil aus elastischer Dehnung, einem Anteil aus thermischer Dehnung und einem Restlüftspiel in der Größenordnung von etwa 0,1 mm zusammensetzt, bleibt der Nachstellkeil 18 in seiner Position.

Wir der Totweg der Kulisse 14 durch den Weg der Bremsbacken 2 und 3 überschritten, so nimmt die Bremsbacke 3 die Druckstange 11 mit, wodurch der Nachstellkeil 18 teilweise entlastet wird. Die Neigung der Keilflächen 19 und 20 sowie die Federkraft der an dem Nachstellkeil 18 angreifenden Zugfeder 22 sind derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei Freigabe des Nachstellkeils 18 durch die Druckstange 11 die Zugfeder 22 den Nachstellkeil 18 nachstellt, wenn die Kraft des Radbremszylinders 4 unter einem Grenzwert FG bleibt. In diesem Fall wird nämlich ansonsten keine ausreichende hohe Bremskraft bei vertretbaren Pedalwegen aufgebaut.

Ist bei Freigabe des Nachstellkeils 18 bereits ein ausreichendes Bremskraftniveau aufgebaut worden, das heißt überschreitet die Kraft des Radbremszylinders 4 hierbei bereits den Grenzwert FG, so erfolgt keine Nachstellung des Nachstellkeils 18 durch die Zugfeder 22. Vielmehr ist dann die Selbsthemmung der Keilflächen 19 und 20 größer als die Zugkraft der Feder 22.

Dieser Sachverhalt ist in 5 dargestellt, die den Bremskraftverlauf über dem Zustellweg der Bremsbacken zeigt, wobei hier der Bereich bei und nach Anlage der Bremsbacken 2 und 3 an die Bremstrommel 8 dargestellt ist. Bei zunehmendem Verschleiß oder verstärkter Ausdehnung der Bremstrommel 8 verschieben sich die Bremskraftverläufe zu größeren Wegen s. Die Kurve a) zeigt dabei einen Zustand, bei dem sich bei Überschreiten des Lüftspiels s0 ein ausreichendes Bremskraftniveau einstellt, d. h. in P1 ein entsprechender Grenzwert FG erreicht wird, so dass keine Nachstellung erforderlich ist. Wird das Kraftniveau, wie in Kurve b) gezeigt, bei P2 weiter überschritten, ist eine Nachstellung ebenfalls nicht nötig. Liegt dieses Kraftniveau in Kurve c) bei P3 jedoch zu niedrig, zieht die Feder 22 den Nachstellkeil 18 in eine das Spiel verringende Stellung.

Da die Nachstellung hier unmittelbar in Abhängigkeit der erzeugten Kräfte erfolgt, ergibt sich eine größere Genauigkeit. Dies ermöglicht wiederum, das konstruktive Lüftspiel s0 kleiner zu wählen und dadurch die Pedalwege zu reduzieren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann an den Keilflächen 19 und 20 ein Ratschenmechanismus 25 vorgesehen werden, wie dies in 4 gezeigt ist. Hierdurch erfolgt bei einer Überschreitung um den Weg x2 lediglich eine Nachstellung um den Weg x1.

1
Innenbacken-Trommelbremse
2
Bremsbacken
3
Bremsbacke
4
Radbremszylinder
5
Kolben
6
Kolben
7
Reibfläche
8
Bremstrommel
9
Rückstellfeder
10
Rückstellfeder
11
Druckstange
12
Widerlager
13
Widerlager
14
Kulisse
15
geführter Abschnitt
16
Innenkante
17
Außenkante
18
Nachstellkeil
19
Keilfläche
20
Keilfläche
21
Anlagefläche
22
Zugfeder
23
Ausnehmung
24
Anlagefläche
25
Ratschenmechanismus
s0
Soll-Lüftspiel


Anspruch[de]
Innenbacken-Trommelbremse mit einer automatischen Nachstellung des Lüftspiels, umfassend einen Radbremszylinder (4) mit einem Kolben (5), und einen zugfederbelasteten Nachstellkeil (18), der mit einer Keilfläche (19) an einer Bremsbacke (2) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachstellkeil (18) sich gegen den Kolben (5) des Radbremszylinders (4) abstützt. Innenbacken-Trommelbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Bremsbacken (2, 3) eine Druckstange (11) angeordnet ist, die bei entlasteter Bremse die durch Rückstellfedern (9, 10) bewirkte gegenseitige Annäherung der Bremsbacken (2, 3) begrenzt,

dass zwischen der Druckstange (11) und einer Bremsbacke (3) ein Totweg als Soll-Lüftspiel (s0) vorgesehen ist, bevor die betreffende Bremsbacke (3) die Druckstange (11) bei Bremsbetätigung mitnimmt, und

dass der Nachstellkeil (18) solange durch die Druckstange (11) gehalten wird, wie der Totweg nicht durch den Weg der Bremsbacken (2, 3) überschritten wird,

wobei die Neigung der Keilfläche (19) und die Federkraft der an dem Nachstellkeil (18) angreifenden Zugfeder (22) derart abgestimmt sind, dass bei Freigabe des Nachstellkeils (18) durch die Druckstange (11)

a) die Zugfeder (22) den Nachstellkeil (18) nachstellt, wenn die Kraft des Radbremszylinders (4) unter einem Grenzwert bleibt, und

b) keine Nachstellung des Nachstellkeils (18) durch die Zugfeder (22) erfolgt, wenn die Kraft des Radbremszylinders (4) hierbei bereits über dem Grenzwert liegt.
Innenbacken-Trommelbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Keilfläche (19) ein Ratschenmechanismus (25) vorgesehen ist.






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