DE2450179A1

DE2450179A1 - Scheibenbremse mit einer mechanischen betaetigungseinrichtung

Info

Publication number: DE2450179A1
Application number: DE19742450179
Authority: DE
Inventors: Richard Thomas Burnett
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1973-10-25
Filing date: 1974-10-22
Publication date: 1975-04-30
Also published as: GB1448313A; FR2249264B1; IT1025161B; BR7408857D0; AR202850A1; US3893545A; CA1009968A; JPS5073068A; FR2249264A1

Description

nwälte

Dipl. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs Dipl. ing. w. Wehnert 'PI. Phys. W. Carstens ο München 2
Mozartstr. 23

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center 21. Oktober 1974

Southfield,Mich.48075,USA Anwaltsakte M-3285

Scheibenbremse mit einer mechanischen Betätigungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenbremse mit einer mechanischen Betätigungseinrichtung, die insbesondere eine oder mehrere Kugeln aufweist, die mit zugehörigen Ausnehmungen zusammenwirken, um mindestens ein Bremselement gegen den Rotor der Scheibenbremse zu drücken.

Mechanische Betätigungseinrichtungen mit mehreren Kugeln, z.B. mit drei Kugeln, sind in der Herstellung ziemlich teuer, da eben drei Kugeln und ihre entsprechenden Ausnehmungen vorgesehen werden müssen. Darüber hinaus ist die Gesamtgröße einer derartigen Betätigungseinrichtung im Vergleich mit anderen Betätigungseinrichtungen erheblich.

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Mechanische Betätigungseinrichtungen mit einer einzigen Kugel weisen im allgemeinen zwei im wesentlichen stationäre Lagerschalen auf, sowie einen exzentrisch angeordneten Hebel mit einer öffnung, die die Kugel direkt an einem zwischen den Lagerschalen befindlichen Punkt umgibt. Die Kugel in den bekannten Bremsbetätigungseinrichtungen wird daher als eine Art Keil zum Auseinanderdrücken der Lagerschalen verwendet, wobei eine Verschiebung zwischen den Lagerschalen und der Kugel auftritt. Folglich ist die Wirksamkeit dieser Bremsbetätigungseinrichtungen gering, da sich die Kugel gegenüber den Lagerschalen verschieben muß.

Daher Hegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse mit einer mechanischen Betätigungseinrichtung zu versehen, die einfacher und daher in der Herstellung billiger als bekannte Betätigungseinrichtungen mit mehreren Kugeln ist und der nicht die Nachteile der bekannten Bremsbetätigungseinrichtungen mit einer einzigen Kugel anhaften.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im Ansprach 1 gelöst.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die zur Bewegung der anderen Lagerschale relativ zum Gehäuse vorgesehene Einrichtung einen Lagerkörper auf, der die andere Lagerschale abstützt und um eine zur Achse des Schubelements versetzte Achse drehbar am Gehäuse angeordnet ist.

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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand einer einzigen Figur näher erläutert, die einen Querschnitt durch eine Scheibenbremse gemäß der Erfindung zeigt.

In der Figur ist eine Betätigungseinrichtung 10 für eine Scheibenbremse dargestellt, die einen an einem stationären bzw. nicht-drehbaren Teil des Fahrzeugs befestigten Bremsträger 12 und einen sich mit dem Fahrzeugrad drehenden Rotor 14 aufweist. Der Rotor 14 weist zwei Reibflächen 16 und 18 auf, und zwei Bremselemente 20, 22 liegen den Reibflächen 16 und 18 jeweils gegenüber. Bei Betätigung der hydraulischen Betriebsbremse oder der mechanischen Feststellbremse werden die Bremselemente 20 und 22 in Reibungseingriff mit den entsprechenden Reibflächen 16 und 18 gebracht, um die Drehung des Rotors 14 zu verzögern. Ein Bremssattelgehäuse24 ist für eine zur Drehachse des Rotors 14 parallele Bewegung verschiebbar auf dem Bremsträger 12 angeordnet. Das Bremssattelgehäuse 24 weist eine Bohrung 26 auf, in der ein hydraulischer Kolben 28 verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 28 wirkbmit der Wand der Bohrung 26 zusammen und bestimmt mit dieser eine Kammer 30 für die Aufnahme des Strömungsmittels, die mit einer geeigneten Druckquelle, z.B. mit dem Hauptbremszylinder des Fahrzeugs (nicht gezeigt) verbunden ist. Bei Betätigung der Betriebsbremse wird im Hauptbremszylinder des Fahrzeugs ein Druck aufgebaut, der über eine nicht gezeigt« Leitung in die Kammer 30 gelangt und dort auf den Kolben 2 8 wirkt, wodurch dieser in der Figur nach links gedrückt wird, so daß das Bremselement 20 in Eingriff mit der Reibfläche 16 gedrückt wird. Aufgrund der verschiebbaren Anordnung des Bremssattels 24 auf dem Bremsträger drücken auch die

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durch das Bremssattelgehäuse 24 drückenden Reaktionskräfte das Bremselement 22 in Reibungseingriff mit der Reibfläche 18 des Rotors 14. Wenn der Fahrer die Bremse löst, wird der Kolben durch eine Dichtung 32 ein klein wenig zurückgezogen, denn die Dichtung 32 verhindert nicht nur einen Strömungsmittelverlust aus der Kammer 30 entlang der Anlagefläche zwischen Kolben 28 und Gehäuse 24, sondern drückt auch beim Lösen der Bremse den Kolben 28 in der Figur nach rechts. Um jedoch die Rückfahrbewegung des Kolbens 28 auf einen vorgegebenen Betrag zu begrenzen, ist eine automatische Nachstellvorrichtung 34 vorgesehen.

Die Nachstellvorrichtung 34 weist zur Kraftübertragung ein Schubelement 36 auf, das durch eine Trennwand 38 in der Bohrung 26 koaxial zum Kolben 28 gelagert und entlang dieser Achse verschiebbar ist. Das Schubelement 36 ist an einem Ende mit einem Gewinde 40 versehen, auf dem eine Mutter 42 drehbar angeordnet ist. Das Gewinde 40 ist derart ausgelegt, daß bei einer axialen auf den Rotor 14 zu gerichteten Kraft auf die Mutter 42 sich die Mutter 42 nach Aufnahme des Gewindespiels auf dem Schubelement 36 drehen wird und damit in der Figur nach links wandert. Diese Art von Gewinden ist bekannt und braucht nicht näher beschrieben zu werden. Diese axiale Kraft wird durch ein flaches Federelement 44 auf die Mutter 42 ausgeübt, wobei das Federelement am Kolben 28 befestigt ist und über ein Ringlager 46 wirkt, das eine Drehung der Mutter 42 relativ zum Federelement 44 erlaubt. Das Federelement drückt die entgegengesetzte Stirnfläche 50 der Mutter gegen eine Schulter 48, die am Kolben 28 vorgesehen ist. Wenn daher der Kolben 28 gegen die Reibfläche 16 über einen bestimmten

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kleinen Betrag hinaus bewegt wird, wird das Federelement 44 eine axial gerichtete Kraft über das Lager 46 auf die Mutter 42 ausüben, wobei die Belastung an der Schulter 48 aufgehoben wird, so daß sich die Mutter drehen und auf dem Schubelement 36 vorrücken kann. Da sich der Kolben 28 nur um den Betrag des Gewindespiels zurückziehen kann, ist die Rückfahrbewegung des Kolbens auf einen bestimmten Betrag begrenzt. Die Hauptfunktion der Nachstellvorrichtung besteht darin, die zur Betätigung der Feststellbremse benötigte Bewegung möglichst gering zu halten.

Die Scheibenbremse weist ferner eine mechanische Betätigungseinrichtung 52 für die Feststellbremse auf. Die Betätigungseinrichtung 52 weist eine erste Lagerschale 54 auf, die am Schubelement 36 koaxial zu diesem angeordnet ist, sowie eine zweite Lagerschale 56, die an einem Lagerkörper 58 angeordnet ist. Der Lagerkörper 58 ist mit einem Vorsprung 60 versehen, der drehbar in einer Bohrung 61 in der Rückwand des Gehäuses 24 derart einsitzt, daß die Lagerschale 56 relativ zum Schubelement 36 und zur Lagerschale 54 um eine zur Achse des Schubelements 36 und der Lagerschale 54 um einen Betrag klein e versetzten Achse drehbar ist. Ein ringförmiges Drucklager 62 ist zwischen dem Lagerkörper 58 und der Wand des Gehäuses 54 vorgesehen, so daß der Lagerkörper . 58 und damit die Lagerschale 56 realtiv zum Gehäuse 24 leicht gedreht werden kann. Die Lagerschalen 54 und 56 sind jeweils mit einer halbkugelförmigen Ausnehmung 64 und 66 versehen, deren Wände so, wie bei 68 und 70 gezeigt ist, geformt sind, so daß die Ausnehmungen 64 und 66 nicht genau halbkugelförmig sind,

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sondern Steuerflächen bestimmen. Die Form der Wände bei 6 8 und ist derart ausgelegt, daß ein variables Kraftverhältnis erzeugt werden kann. Die Ausnehmungen 64 und 66 arbeiten jedoch zusammen und bestimmen im wesentlichen einen kugelförmigen Hohlraum, in dem sich eine Kugel 72 für die Kraftübertragung befindet. Vom Lagerkörper 58 erstreckt sich ein Hebel 74, dessen freies Ende für die Aufnahme des Bremsseils 76 der Feststellbremse entsprechend geformt ist. Die Länge des Hebels von seiner Drehachse ist mit f bezeichnet. Obwohl hier der Hebel 74 innerhalb des Gehäuses 24 angeordnet ist*, kann er sich ebenso gut aus dem Gehäuse heraus erstrecken, wie dies gewöhnlich bei Feststellbremsen dieser Art der Fall ist. Zum Beispiel könnte sich der Vorsprung 60 durch die Wand des Gehäuses 24 hindurch erstrecken und der Hebel 74 direkt am Vorsprung außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Eine Torsionsfeder 78 übt eine rückstellende Drehkraft auf den Hebel 74 aus, so daß dieser und damit der Lagerkörper 58 in die in der Figur gezeigte Stellung gedrückt wird, in der die Achse dsr Ausnehmung 66 mit der Achse der Ausnehmung 64 und mit der des Schubelements 36 fluchtet. Eine Feder 80 drückt das Schubelement 36 elastisch in der Figur nach rechts, so daß die Lagerschalen 56 und 54 zusammengedrückt werden und die Kugel 72 festhalten. Die Feder 80 ist viel stärker als die elastische Beilagsscheibe bzw. das Federelement 44, so daß bei Nicht-Betätigung der Feststellbremse die Nachstellvorrichtung 34 ohne Einfluß auf dan Feststellbremsmechanismus 52 arbeiten kann.

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Die hier beschriebene Ausführungsform der Erfindung arbeitet, wie folgt:

Die verschiedenen Bauteile der Scheibenbremse befinden sich normalerweise bei gelöster Bremse in den in der Figur gezeigten Stellungen. In dieser Stellung fluchten die Achsen der Ausnehmungen 66 und 64 und des Schubelements 36. Wenn die Feststellbremse angezogen wird, wird der Hebel 74 verschwenkt, wodurch sich der Lagerkörper 58 um den Vorsprung 60 dreht. Da jedoch die Drehachse des Lagerkörpers 58 zur Achse des Schubelements 36 und der Lagerschale 54 versetzt angeordnet ist, wird bei Drehung des Hebels die Lagerschale 56 aus der Fluchtstellung mit der Lagerschale 54 gebracht. Dabei wird die Kugel 72 in den Ausnehmungen 64 und 66 nach oben gedrückt und rollt auf beiden Steuerflächen, so daß eine Kraft erzeugt wird, die versucht, die Lagerschalen und 56 zu trennen. Diese Trennkraft wird über das Schubelement und die Mutter 42 auf den Kolben 2 8 übertragen, wodurch dieser in der Figur nach links gedrückt wird. So wie sich der Kolben nach links bewegt, wird das Bremselement 20 in Eingriff mit der Reibfläche 16 gedrückt. Gleichzeitig drücken außerdem die durch das Bremssattelgehäuse 24 wirkenden Reaktionskräfte das Bremselement 22 in Eingriff mit der Reibfläche 18. Wenn der Hebel 74 freigegeben wird, stellt die Feder 78 den Hebel 74 zurück,und damit die Lagerschale 56 in die gezeigte Stellung, in der die Lagerschalen fluchten. Die Feder 80 drückt das Schubelement 36 und damit die Lagerschale 54 in der Figur nach rechts, sowie der Hebel 74 in seine normale Stellung zurückkehrt, wie sie in der Figur gezeigt ist, wodurch die Kugel 72 innerhalb der Ausnehmungen

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64 und 66 gehalten wird und wodurch außerdem das Schubelement in der Figur nach rechts vom Kolben weggedrückt wird. Dabei drückt außerdem die durch die Dichtung 32 hervorgerufene Rückstellkraft den Kolben nach rechts, so daß die Bremselemente 20 und 22 sich von den jeweiligen Reibflächen 16 und 18 weg bewegen.

In der vorliegenden Erfindung ist das mechanische Kraftübertragungsverhältnis ,das mit der Betätigungseinrichtung 52 erzielt wird, gleich dem Produkt der Hebellänge f geteilt durch die Exzentrizität e und des Kotangens des Steigungswinkels. Aufgrund der sehr großen Kraftübertragungsverhältnisse lassen sich damit sehr hohe Kräfte auf die Bremselemente erreichen.

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Claims

Patentansprüche

y/Scheibenbremse mit einem zwei Reibflächen aufweisenden Rotor, zwei jeweils den Reibflächen gegenüberliegenden Bremselementen, einem stationären Bremsträger und mit einem auf dem Bremsträger verschiebbar angeordneten Bremssattelgehäuse, das den Bremselementen benachbarte Abschnitte aufweist, mit deren Hilfe die Bremselemente bei Bremsbetätigung in Eingriff mit den entsprechenden Reibflächen gedrückt werden, wobei im Bremssattelgehäuse eine Bohrung vorgesehen ist, ferner eine auf Strömungsmitteldruck ansprechende Einrichtung als Betriebsbremse und als Feststellbremse eine mechanische Betätigungseinrichtung, die ein mit einem der Bremselemente funktionsmäßig verbundenes Schubelement für die Kraftübertragung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Betätigungseinrichtung 52 ferner zwei zusammengehörige Lagerschalen^54 5g)

-(10)

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aufweist, von denen die eine am Ende des Schubelements (36) koaxial zu diesem und die andere der einen Lagerschale zugewandt an der Gehäusewand angeordnet ist, sowie eine Einrichtung (58,60,74) für eine Bewegung der anderen Lagerschale relativ zum Gehäuse und dem Schubelement aus einer normalen ersten Stellung, in der die andere Lagerschale mit der einen und mit dem Schubelement fluchtet, in eine zweite Stellung, in der die andere Lagerschale sich außerhalb der Fluchtstellung mit der einen Lagerschale und dem Schubelement befindet, und ein im wesentlichen kugelförmiges Element (72) zur Kraftübertragung, das innerhalb der Lagerschalen festgehalten wird und allein durch diese abgestützt ist, so daß das kugelförmige Element bei einer Verschiebung der anderen Lagerschale in die zweite Stellung ungehindert an den Seiten der Lagerschale entlang laufen kann, wodurch sich eine Kraft ergibt, die versucht, die Lagerschalen zu trennen und damit durch das Schubelement wirkende Kräfte für eine mechanische Bremsbetätigung hervorgerufen werden.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung der anderen Lagerschale relativ zum Gehäuse einen Lagerkörper (58) aufweist, der die andere Lagerschale (56) abstützt und am Gehäuse um eine zur Achse des Schubelements (36) versetzte Achse (6O) drehbar am Gehäuse angeordnet ist.

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3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung der anderen Lagerschale relativ zum Gehäuse ferner einen Hebel (74) aufweist, der am Lagerkörper (58)befestigt ist.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (58) über ein Drucklager (62) drehbar am Gehäuse angeordnet ist.
5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschalen (54,56) mit Ausnehmungen (64,66) versehen sind, deren Steuerflächen bestimmenden Seiten (68,70) geneigt sind, so daß bei einem Herausdrehen der anderen Lagerschale (56) aus der Fluchtstellung mit der Achse der einen Lagerschale (54) und des Schubelements (36) das kugelförmige Element (72) entlang den Steuerflächen gedrückt wird, um auf die Lagerschalen eine Kraft auszuüben, die versucht, diese zu trennen.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß das kugelförmige Element (72) ein sphäroidisches Element ist und relativ zu den Ausnehmungen (64,66) drehbar ist, wobei sich das sphäroidische Element bezüglich zu den Lagerschalen dreht, wenn es entlang den Steuerflächen gedrückt wird.
7. Scheibenbremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (64,66) im wesentlichen halbkugelförmig sind.

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