DE2041527A1

DE2041527A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2041527A1
Application number: DE19702041527
Authority: DE
Inventors: Airheart Franklin B; Gilliland Warren L
Original assignee: Airheart Products Inc
Current assignee: Airheart Products Inc
Priority date: 1969-08-28
Filing date: 1970-08-21
Publication date: 1971-03-11
Also published as: GB1324689A; JPS519858B1; US3610375A

Description

PATENTANWÄLTE

. DR. IUR. DIP'.-ΙΝβ. <fc U 4 I O i. I

VOLKER BUSSfi DIETRICH BUSSE

4ö OSNABPDCK , den 20. August 1970

MOSHRSTRASSE 2O/24 YB/FJ.

AIRHEART PRODUCTS INC.

12840 Bradley Avenue

Sylmar," California, 91342., USA

Scheibenbremse

Die Erfindung bezieht sich auf Scheibenbremsen, insbesondere hydraulisch betätigte Scheibenbremsen. Bei bestimmten Anwendungen von Scheibenbremsen ist es erwünscht, sowohl auf Druckflüssigkeit ansprechende als auch zusätzliche auf mechanische Betätigung ansprechende Bremsen vorzusehen. Eine derartige Doppelbremse ist beispielsweise bei Fahrzeugen von Vorteil, bei denen zusätzlich zu der normalen, auf Druckflüssigkeit ansprechenden Bremsanwendung Vorkehrungen für ein mechanisches Notbremsen getroffen sind.

In Fällen, bei denen ein auf Druckflüssigkeit ansprechender Druckkolben Verwendung findet, um den Bremsbelag gegen die Bremsscheibe zu drücken» bietet ein Verschleiß des Bremsbelages kein Hindernis für eine hydraulisch erfolgende Betätigung der Bremse, da einfach mehr Flüssigkeit zur Bewirtung des Druckkolbenhubes in den Zylinder eingegeben wird.· BIn-

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sichtlich einer· zusätzlichen, mechanisch bewirkten Hubbewegung des Druckkolbens Lüdet ein solcher Verschleiß jedoch insofern ein ernstss Problem, alc mechanische Gestänge begrenzte Bewegungsbereiche haben und der durch mechanisches Bremsen erzielte Vorteil r"it zunehmender Länge des Kolbenhubes zum Bewirken eines Bremsens abnehmen kann.

Erfindungsgemäß ist eine Scheibenbremse vorgesehen, die sich durch folgende Merkmale auszeichnet:

(a) eine aus Druckkolben und Zylinder bestehende Hydraulikbetätigung, deren Druckkolben sich bei Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit in Bezug auf den Zylinder vorbewegt und Betätigungskraft zum Verschieben eines dem Verschleiß unterworfenen Bremsteiles (z. B. Bremsbelag) für einen Bremseingriff mit einer rotierenden Scheibe überträgt;

(b) eine Hilfs- bzw. Zusatzeinrichtung zum mechanischen Vorbewegen des Druckkolbtns in Bezug auf den Zylinder und zum Verschieben des Bremsteiles zum Bremseingriff mit der Scheibe; wobei

(c) die Zusatzeinrichtung mit dem Druckkolben in Wirkverbindung steht und an der Zusatzeinrichtung und dem Druckkolben angebrachte, miteinander in Eingriff kommende Kraftübertragungs-Schultern vorgesehen und für ein gegenseitiges Verschieben in Abhängigkeit eines vorbestimmten Druckkolben-Vorschubs in Bezug auf die Zusatzeinrichtung angeordnet sind, derart, daß das Zurückziehen des Druckkolbens in Bezug auf die Zusatzeinrichtung gesperrt ist

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und ein Verschleißausgleich des Bremsteils erfolgt. j

Die Zusatzeinrichtung weist vorzugsweise ein Betätigungsglied und ein zur Bewegung in Bezug auf den Druckkolbei: vorgesehenes Element¹ auf, auf das die Betätigungskraft durch das DetStigungssrlied übertragbar ist und das einen Teil der Schultern trägt. Das Element kann eine zur Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit bestimmte und derart angeordnete Kolbenfläche aufweisen, daß es in eine zum Druck kolben-Vorschub entgegengesetzte Richtung zurückgedrückt wird. Der Druckkolben kann ausgehöhlt sein und die Kolbenfläche des Elements kann innerhalb jener Ausnehmung liegen, wodurch äußerste Kompaktheit erreicht wird. Außerdem können bestimmte Schultern durch eine! Reihe von entweder an dem Element oder dem Druckkolben befindlichen Planschen gebildet sein, die in Richtung des Vorschubs des Druckkolbens derart im Abstand zueinander angeordnet sind, daß sie mit zunehmendem Bremsteilverschleiß nacheinander mit einer an dem Element oder dem Druckkolben vorgesehenen Schulter in Eingriff kommen

Es können dabei zumindest zwei derartige Schultern, beispielsweise Ringe, an dem Druckkolben vorgesehen und in Richtung dessen Vorschubs in einem Abstand zueinander angeordnet sein, der sich derar von dem Abstand zwischen den Ring-Schultern an dem Element unterscheidet, daß die Schultern an dem Element abwechselnd mit den Schultern bzw. Ringen an dem Druckkolben in Eingriff kommen und damit eine weitgehende Feineinstellung ermöglichen.

Wie aus Nachstehendem noch näher ersichtlich wird, ist die Erfindung besonders vorteilhaft in Fällen, bei denen eine Tragplatte j den Druckkolben- und Zylindersatz für ein seitliches Verschieben j gegenüber einer anderen Platte abst-ützt, ,:m einen Verschleiß der ;

! Beläge an einem Bremsteilpaar, das in eine öffnung in dieser

anderen Platte eingelassen ist, zu egalisieren. [ _. fM- ^j

Ein AusführuiiR3beispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher beschrieben, es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Scheibenbremse mit zugehöriger

Bremsscheibe,

Fig. 2 eine Draufsicht der Scheibenbremse nach Fig. 1

unter Weglassung des Bremszylinders zur Veranschaulichung der Innenkonstruktion,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig.

und

Fig. 4 einen Vertikalschnitt in vergrößertem Maßstab mit

Darstellung des Zylinders, des Druckkolbens und der den Bremsverschleiß ausgleichenden, selbsttätig wirkenden Nachstelleinrichtung.

Die in der Ztichnung dargestellte Bremskonstruktion umfaßt Tragteile, von denen einer eine L-förmige Aufhängung 100 mit einer in geeigneter Weise an einem Tragflansch befestigten vertikalen Platte 100a und horizontale Plattenansätze 100b aufweist. Der andere Tragteil weist tine Jerart (wie nachstehend beschrieben) an den Ansätzen 100b befestigte horizontale Platte 103 auf, daß sie seitlich zu diesen verschiebbar ist. Ein solches Verschieben wird durch seitliche Aufnahme der Ansätze 100b in einem seitlichen Führungsschlitz 10¹J ermöglicht, der zwischen der Platte 103 und L-förmigen Flanschen 105 ausgebildet ist, die mit einem hydraulischen Druckzylinder 106 aus einem Stück bestehen, von diesem vorstehen und durch Befestigungsmittel 107 mit der Platte 103 ver-

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bunden sind. Wie ersichtlich, kommen die äußeren Seitenbereichc j 108 der Ansätze mit den inneren Seitenbereichen 109 der Flansche ] 105 in Eingriff.

Die Platte 103 begrenzt eine vergrößerte öffnung 110, durch die, wie aus Fig. 3 ersichtlich, gekrümmte Verbindungsteile 100c zwischen den Ansätzen 100b und der Platte 100a vorstehen. Außerdem stehen, wie aus Fig. 2 ersichtlich, an der Aufhängung vorgesehene, in Längsrichtung im Abstand zueinander angeordnete Ansätze lOOd zur Begrenzung eines Zwischenraumes vor, durch den eine Bremsbacke 111 in ihre Stellung eingelassen wird und sich alsdann nach unten durch die öffnung 110 in der Platte 103 erstreckt. Ansätze 112 an einer Platte 113 der Bremsbacke 111 sitzen auf den Ansätzen lOOd der Aufhängung 100 auf und tragen die Bremsbacke während ihrer seitlichen Bewegung, bei der ein Bremsbelag 11*1 in Bremsanlage an eine rotierende Bremsscheibe 115 gebracht wird. Diese Verschiebebewegung wird durch einen, zu einem Zylinder 106 gehörigen und mit der Platte 113 in Eingriff kommenden Kolben bzw. Druckkolben 116 bewirkt.

Die andere Bremsbacke 118 weist eine Platte 119 mit dnstückigen Ansätzen 120 auf, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich, auf der Platte 103 aufliegen. Ein auf der Platte 119 vorgesehener Bremsbelag 121 kommt zum Bremseingriff mit der Scheibe 115 beim kombinierten seitlichen Verschieben des Bremsbelages 114 zum Angreifen an der gegenüberliegenden Seite der Scheibe 115 und beim seitlichen Verschieben der Platte 103 zum Ausgleichen des Verschleißes an den j

Belägen, und hat ebenfalls die Neigung, den Verschleiß zu egalisie-

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ren. Eine Druckflüssigkeits-VersorgungsleiUung für den Zylinder 106 ist bei 12k dargestellt.

Zum mechanisch bewirkten Vorbewegen des Druckkolbens 116 in Bezug auf den Zylinder 106 zum Verschieben des Bremsteils, beispielsweise der Bremsbacke 111, zur Klemm- odei· Bremsanlage an der Bremsscheibe 115 ist eine Hilfs- bzw. Zusatzeinrichtung vorgesehen. Eine solche, beispielsweise aus einem Betätigungsglied 130 und einem Element 131 bestehende Zusatzeinrichtung steht mit dem Druckkolben 116 in Wirkverbindung. Weiterhin sind an der Zusatzeinrichtung und dem Druckkolben miteinander in Eingriff kommende Kraftübertragungsschultern vorgesehen, und zwar in einer Stellung zum gegenseitigen Verschieben in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Druckkolben-Vorschub in Bezug auf die Zusatzeinrichtung, wodurch eine Relativbewegung des DruckKolbens nach hinten blockiert wird, um den Bremsverschleiß auszugleichen.

Das Element 131 kann vorteilhafterweise aus einem in einer Bohrung¹ 132 des Druckkolbens 116 aufgenommenen Unter-Kolben bestehen, so daß sich eine an dem Element 131 befindliche Kolbenfläche 133 zur Beaufschlagung mit dem Hauptkolben 116 zugeführter Druckflüssigkeit darbietet. Die Anordnung ist derart, daß Beaufschlagung der Druckkolbenfläche 13*1 mit Druckflüssigkeit dazu führt, den Druckkolben nach vorn (nach links in Fig. 2 und 4) und gleichzeitig das Unter-Kolben-Element 131 nach hinten (nach rechts in diesen Figuren) zu drücken. Das Betätigungsςlled 130 ist so angeordnet, daß es das Element 131 mechanisch in Richtung des Druckkolbenvorschubs drückt, wenn die Nockenfläche 135 des Betätlgungs-

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gliedes in Abhängigkeit seiner im Uhrzeigersinn um die Stiftachse 137 erfolgenden Schwenkbewegung in zunehmendem Maße gegen die Stirnfläche 136 des Element" 131 drückt. Eine derartige Schwenkbewegung kann durch ein mechanisches Gestänge 138 bewirkt werden, das a;,i Betätigungsglied befestigt ist und ein Fahrzeug-Handbremsgestänge darstellt.

Zur Herabsetzung seines Gewichtes kann der Zylinder 106 bei hohl ausgebildet sein. Angrenzend an die Bohrung 132 kann eine Reihe von Nuten I¹IO vorgesehen sein, die sich parallel zu der Druckkolbenachse l4l erstrecken und von der Versorgungsleitung 124 und der Zylinderkammer 141 zugeführte Druckflüssigkeit zu den vorstehend beschriebenen Stirnflächen 133 und 134 weiterleiten. Ein Dichtungsring 142 dichtet die zylindrische Elementfläche 143 gegen den Zylinder ab.

Bei der veranschaulichten Ausführungsform sind die oben erwähnten miteinander in Eingriff kommenden Schultern in der Form eines Gesperres ausgebildet. Dabei können einige dieser Schultern vorteilhaft erweise von einer Reihe von Flanschen 144 an dem UnterKolben 131 gebildet und derart im axialen Abstand zueinander angeordnet sein, daß sie in Umfangsrichtung und nacheinander mit einer oder mehreren anderen am Druckkolben 116 vcx*gesehenen Schultern bei fortschreitendem Bremsteil-, d. h. Bremsbelagverschleiß in Eingriff kommen. Die Fig. 2 und 4 zeigen zwei solcher anderen Schultern, die von gespaltenen Ringen l45 gebildet werden, wobei die Ringe so ausgebildet sind, daß sie federnd nach■ innen gegen die Flansche 144 gedrückt werden, während sie, wie

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veranschaulicht, in axialer Lage in vom Druckkolben 116 gebllde-

ten ringförmigen Nuten 1*ίυ bleibend gehalten sind.

Der axiale Abstand der beiden Ringe 1^5 (oder der darauf vorgesehenen, mit den Flanschen in Eingriff kommenden Schultern 1^5a) ist so bemessen, daß cr'sich von dem Abstand der an den Flanschen vorgesehenen, mit ten Ringen in Eingriff kommenden Schultern

unterscheidet, wodurch bei Verschieben des Unter-Kolbens nach rechts in Bezug auf den Hauptdruckkolben 116 (ansprechend auf Druckflilssigkeitsbeaufschlagung der Flächen 133 und 13¹* und bei fortschreitendem Bremsbelagverschlelß) die Ringe abwechselnd mit den Flanschschultern iMa für ein axiales Last-Ubertragungsverhältnis in Eingriff kommen. Dabei sind die Flansche bei abgeschrägt, um beim Verschieben nach rechts zu den Ringen hin letztere auszudehnen, bin derartiger abwechselnder Eingriff der ersten beiden Ringe mit den Flanschen, wie beschrjäaen, verdoppelt die Ratschen- bzw. Gesperreempfindlichkeit bzw. -feinheit gegenüber der, die sich bei Verwendung nur eines Ringes ergeben würde. Stattdessen kann Jedoch auch der Ringabstand dem Flanschabstand entsprechen, um eine breitere bzw. größere Lastverteilung i:u erhalten. Es können auch zusätzliche Ringe mit geeignetem Abstand voneinander Verwendung finden, um die Sperrempfindlichkeit noch weiter zu steigern. Es ist auch möglich, die Ringe am Unter-Kolben und die Flansche am Hauptdruckkolben vorzusehen.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Kompensation des zusatz- i liehen Eremsens mittels des Elements 131 und der Betätigungsein-

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richtung 13Oj. wie beschrieben, automatisch während der Druckflüssigkeitsbea^schlagung des Hauptdruckkolbens 116 zum Bewirken des normalen Bremsens erfolgt. Mit zunehmendem Bremsbelagverschleiß tritt der Druckkolben 116 aus dem Zylinder 106 weiter nach links heraus (Flg. 4), wobei der Druckkolben versucht, den Unter-Kolben 131 «it sich nach links mit- und von dem bei 150 an der Platte i.03 verstifteten Betägigungsglied 130 wegzunehmen. Durch den beschriebenen automatischen Gesperre- bzw. Ratscher Vorgang wird die Unter-Kolbenfläehe 136 jedoch in an der Nockenfläche 135 anliegender Stellung gehalten und ein wirksames zusätzliches Bremsen ohne verminderten mechanischen Vorteil und bei Erhöhung des Sicherheitsfaktors gewährleistet.

Schließlich ist noch von Bedeutung, daß der beschriebene Selbstausgleichmechanismus im Ganzen von der Platte 103 getragen wird« die sich seitlich zu den Tragansätzen 100b an der Tragplatte 100a oewegt, wobei letztere eine feststehende Stellung in Bezug auf die Bremss&eibe 115 hat und insgesamt ein solches Ausgleichverhältnis vorliegt, daß eine möglichst gleichmäßige Abnutzung der an der Platte 103 vorgesehenen Bremsbeläge 114 und 121 erreicht wird.

Dementsprechend können dia Vorteile von gleichmäßigem Bremsbelagverschleiß und einfachem Auswechseln der Bremsbeläge nunmehr in einer einfachen Konstruktion kombiniert v/erden-, UIe₅ wie beschriebenj, den Vorteil eines automatischen Ausgleichs des mechanisch ansprechenden Hilfsbremsmechanismus hat»

Claims

Patentpnsprüche:

1. Scheibenbremse mit einer aus Druckkolben und Zylinder bestehenden Hydraulikbetätigung, deren Druckkolben sich bei Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit in Bezug auf den Zylinder vorbewegt und Betätigungskraft zum Verschieben eine? dem Verschleiß unterworfenen Bremsteils für einen Bremseingriff mit einer rotierenden Scheibe überträgt, und mit einer Hilfs- bzw. Zusatzeinrichtung zum mechanischen Vorbewegen des Druckkolbens in Bezug auf den Zylinder zum Bremseingriff des Bremsteils mit der Bremsscheibe, wobei die Zusatzeinrichtung mit dem Druckkolben in Wirkverbindung steht, gekennzeichnet durch an der Zusatzeinrichtung (130, 131) und dem Druckkolben (116) vorgesehene, miteinander in Eingriff kommende Kraftübertragungsschultern (I¹I¹Ia, l*J5a), die für ein gegenseitiges Verschieben in Abhängigkeit eines vorbestimmten Druckkolben-Vorschubs in Bezug auf dir. Zusatzeinrichtung angeordnet sind, derart, daß das Zurückziehen des Druckkolbens in Bezug auf die Zusatzeinrichtung gesperrt und der Verschleiß des Bremsteiles ausgeglichen ist.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtung ein Betätigungsglied (130) und ein zur Bewegung in Bezug auf den Druckkolben (116) vorgesehenes Element (131) aufweist, auf das die Betätigungskraft mittels des Betätigungsgliedes übertragbar ist und das einen Teil der Schultern (lkha) trägt.

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3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Schultern (14Ma) von einer Reihe entweder an dem Element (131) oder dem Druckkolben (116) vorgesehener Plan-. sehe (144) gebildet w*rd, die in Richtung des Vorschubs des Druc!:kolbens im Abstand zueinander angeordnet sind und bei fortschreitendem Bremsteiiverschleiß nacheinander mit einer anderen an dem Element bzw. Druckkolben vorgesehenen Schulter (l45a) in Eingriff kommen.

4. Schf.ibenbremse*nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Schultern (I^5a) an dem Druckkolben (116) vorgesehen und in Richtung seiner Yorbewegung in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der sich von dem Abstand der Schultern (144a) r.n dem Element (131) unterscheidet, wodurch die Schultern an dem Druckkolben (116) abwechselnd mit den an dem Element (131) vorgesehenen Schultern in Eingriff kommen.

5. Scheibenbremse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der an dem Druckkolben (116) vorgesehenen Schultern durch einen federnd nach innen gegen das Element (131) gedrückten Ring (l45) gebildet wird.

6. Scheibenbremse nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Element (131) vorgesehenen Flansche (144) Nockenflächen (147) aufweisen, die beim Zurückziehen des Elements

• in Bezug auf den r>ruckkolben mit dem Ring (145) in Eingriff kommen und diesen nach außen gänzlich von dem Element wegdrücken.

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7. Scheitenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (131) eine Kolbenfläche (133) zur Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit aufweist, derart, daß das Element in einer zum Vorsenub des Druckkolbens entgegengesetzten Richtung zurückgedrückt wird.

8. Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkoiben an seiner Kolbenfläche mit einer Ausnehmung versehen ist und das Element innerhalb der Kolbenausnehmung liegt.

9. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern eine Ratsche bzw. ein Gesperre bilden.

10. Scheibenbremse naci, einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bauteilsatz, bestehend aus zwei Tragteilen, die gegen gegenseitiges Trennen gesichert und gleichzeitig zur gegenseitigen Verschiebung in seitlicher Richtung frei sind, wobei zumindest einer der Teile eine durchgehende öffnung

(110) aufweist, und einem Bremsbackenpaar (114, 121) mit seitlich;

i im Abstand zueinander angeordneten, gegenüberliegenden Flächen zum Klemmeingriff mit gegenüberliegenden Flächen einer zwischen ihnen aufgenommenen Bremsscheibe (115) > wobei zumindest eine der Bremsbacken durch die öffnung vorsteht und diese Teile von dem Bauteilsatz für eine gegenseitige seitlich geführte Bewegung getragen und gegen Trennen von diesem Bauteilsatz gehalten werden und der Druckkolben mit einer der Bremsbacken in Wirkverbindung steht.

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11. Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tragteil aus einer die Bremsbacken tragenden Tragplatte (103) bestoht und diese Platte außerdem den Druckkolben und Zylindersatz trägt.