DE2629211B2 - Selbstverstärkend wirkende Vollscheibenbremse, insbesondere der naßlaufenden Bauart - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstverstärkend wirkende Vollscheibenbremse der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Bauart.

Eine derartige Bremse ist bereits bekannt (vergleiche US-PS 29 22 495).

Bei in öl laufenden Scheibenbremsen muß nach jedem Bremsvorgang wieder ein ausreichendes Lüftspiel zwischen der bzw. den Bremsscheiben und der bzw. den Druckscheiben erreicht werden, um unerwünschte Restmomente zu vermeiden. Bei naßlaufenden Scheibenbremsen mit hochviskosem öl muß daher ein vergleichsweise großes Lüftspiel vorhanden sein. Das vergleichsweise große Lüftspiei erfordert jedoch insgesamt größere Betätigungswege und damit eine größere Betätigungsenergie. Es hat sich herausgestellt, daß in solchen Fällen eine einwandfreie Bremswirkung ohne zusätzliche Energie nicht mehr erreicht werden kann. Man ist daher dazu übergegangen, in solchen Fällen die Scheibenbremsen mit Bremskraftverstärkern auszurüsten. Diese mit Fremdenergie betriebenen, viel Einbauraum beanspruchenden Bremskraftverstärker sind aber steuertechnisch und somit kostenmäßig recht aufwendig.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine selbstverstärkend wirkende Vollscheibenbremse der eingangs genannten Bauart so auszubilden, daß auch bei extrem ungünstigen Bedingungen, wie sie beim Betrieb mit hochviskosem öl vorliegt, ein vergleichsweise großes Lüftspiel und ohne Fremdenergie ein einwandfreies Abbremsen erreicht wird.

Bei der im Oberbegriff beschriebenen Vollscheibenbremse wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jedes Abstützelement einen Schaftteil aufweist, der sämtliche Druckscheiben in ihrem äußeren Umfangsbereich axial durchdringt und drehfest miteinander kuppelt.

Durch Anordnung des Abstützelementes in der erfindungsgemäßen Weise wird der besondere Vorteil erreicht, daß die von dem Bremsmoment herrührenden Kräfte von allen Scheiben über die Schaftteile, die rampenartigen Ausnehmungen und die Wälzkörper am Bremsgehäuse abgestützt und somit die Kräfte von allen Reibflächen zwischen den Bremsscheiben und den Druckscheiben auf das Bremsgehäuse übertragen werden. Zugleich wird von allen Druckscheiben im Zusammenwirken mit den Bremsscheiben bei einer geringfügigen Verdrehung der Druckscheiben die gewünschte Servowirkung erzielt. Dadurch läßt sich mit einer vergleichsweise niedrigen Gesamtübersetzung und somit verhältnismäßig geringen Pedalwegen auskommen, ohne daß eine zusätzliche Fremdenergie erforderlich ist.

Rampenförmige Ausnehmungen und Wälzlager in Gestalt von Kugeln, über die beispielsweise im Falle der US-PS 29 22 495 die Kraft am Bremsgehäuse abgestützt und zugleich auch eine Servowirkung erzielt werden kann, sind bekannt Doch kann dort nur die zwischen einem Paar benachbart zueinander angeordneter Scheiben auftretende Reibkraft und folglich nur ein Teil der insgesamt auftretenden Kräfte auf das Gehäuse übertragen werden. Hingegen müssen die übrigen, zwischen den umlaufenden Scheiben angeordneten Druckscheiben an anderer Stelle im Gehäuse festgehalten werden. Diese Ausführung führt insbesondere bei einer naßlaufenden Scheibenbremse zu unbefriedigenden Ergebnissen, da dort der Reibungskoeffizient zwischen den einzelnen Scheiben wesentlich geringer ist.

Eine weiter aus der US-PS 33 26 333 bekannte Bremse kann deshalb zum Vergleich mit der erfindungsgemäßen Lösung nicht herangezogen werden, weil dort nicht mehrere Druckscheiben über gemeinsame Ab-Stützelemente miteinander gekuppelt und auch keine Druckbolzen vorhanden sind. Die dort an einem besonders gestalteten Gehäuse angebrachten Zapfen dienen lediglich der Führung der verstellbaren Bremsscheibe. Deshalb ist auch dort weder das von der Erfindung angesprochene Problem, noch eine hierauf Bezug nehmende Lösung vorhanden.

In bevorzugter Ausführung erstrecken sich bei der Lösung gemäß der Erfindung die Schaftteile jeweils durch axiale Bohrungen der Druckscheibe und haben einen auf der den Wälzkörpern zugewandten Seite gelegenen, verdickt ausgebildeten und die rampenartige Ausnehmung aufweisenden Kopf. Auf diese Weise benötigt man für die Scheibenbremse nach der Erfindung nicht nur wenig Raum, sondern sie läßt sich auch sehr einfach montieren. Die Anzahl der Abstützelemente und damit der Wälzkörper regelt sich nach der Größe der Scheibenbremse. Zweckmäßig liegen die Schaftteile der Abstützelemente und die rampenartigen

Ausnehmungen mit den als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern in radialer Richtung versetzt zueinander.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine hydraulische Scheibenbremse nach der Erfindung und

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II —II der Fig I.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist zwischen einem Getriebegehäuse 1 und einem Zwischenflansch 2 ein Bremsgehäuse 3 angeordnet In dem Bremsgehäuse 3 ist eine Weile 4 drehbar gelagert. Auf einer Keilverzahnung 5 der Welle 4 sind Bremsscheiben 6 drehfest angeordnet, jedoch axial verstellbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Bremsscheiben 6 vorhanden, wobei die eine Bremsscheibe 6 dem Zwischenflansch 2 zugewandt ist, während sich beiderseits der anderen Bremsscheibe 6 je eine Druckscheibe 7 und 8 erstreckt. In radialer Richtung erstrecken sich die Druckscheiben 7 und 8 über die Bremsscheiben 6 hinaus. Auf der der Bremsscheibe 6 gegenüberliegenden Seite der einen Druckscheibe 8 ist ein Betätigungskolben 9 angeordnet, der in einer Druckkammer 11 liegt, die über eine nicht dargestellte Leitung von einer gleichfalls nicht dargestellten Druckflüssigkeitsquelle mit Druckflüssigkeit gespeist und dadurch der Betätigungskolben 9 beaufschlagt werden kann. An der Innenseite des Betätigungskolbens 9 ist eine Nachstelleinrichtung 12 angeordnet, die sicherstellt, daß selbst bei Verschleiß an den Bremsscheiben 6 stets ein gleichbleibendes Lüftspiel, d.h. ein gleichbleibender Abstand zwischen den Bremsscheiben 6 und den Druckscheiben 7 und 8 aufrechterhalten wird. In den äußeren Randteilen der Druckscheiben 7,8 sind, wie auch aus F i g. 2 hervorgeht, Bohrungen 13,14 angeordnet, durch die sich jeweils der Schaftteil 15 von Abstützelementen oder Bolzen 16 erstreckt, deren verdickt ausgebildete Köpfe 17 auf der Außenseite der einen Druckscheibe 8 angeordnet sind. In den Köpfen 17 der Bolzen 16 sind rampenartige Ausnehmungen 18 angeordnet, in denen als Kugeln ausgebildete Wälzlager 19 gelagert sind, die sich ihrerseits in kalottenartigen Ausnehmungen 21 im Bremsgehäuse 3 abstützen. Die Druckscheibe 7 besitzt versetzt zu den Ausnehmungen 13, 14 liegende Bohrungen 22 und die Druckscheibe 8 und der Zwischenflansch 2 entsprechende Sackbohrungen 23 und 24. Durch die Bohrungen 22 der Druckscheibe 7 erstreckt sich jeweils eine Druckfeder 25, die sich mit ihren Enden in den Sackbohrungen 23, 24 der zweiten Druckscheibe 7 und des Zwischenflanschs 2 abstützt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Scheibenbremse ist wie folgt:

Es sei angenommen, daß sich die Welle 4 im Uhrzeigersinn dreht. Hierdurch werden die Bremsscheiben 6 umlaufend angetrieben. Zum Abbrensen wird der

Druckraum 11 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, so daß der Betätigungskolben 9 gemäß F i g. 1 nach links verschoben wird. Dadurch werden die Druckscheibe 8 und über die mittlere Bremsscheibe 6 auch die weitete Druckscheibe 7 und damit die andere Bremsscheibe 6 nach links in Richtung auf den Zwischenflansch 2 zu bewegt. Aufgrund des Ineinandergreifens der einzelnen Scheiben erfolgt in bekannter Weise das Abbremsen. Schon zu Beginn des Abbremsens haben die Druckscheiben 7, 8 aufgrund ihrer geringen Anlage an den Bremsscheiben 6 die Tendenz, sich in Drehrichtung mitzudrehen. Beim Abbremsvorgang wird die Bremsreaktionskraft über die Bolzen 16 und die Kugeln 19 an das Bremsgehäuse 3 abgegeben, d.h. die Bremskraft wird abgestützt. Gleichzeitig wird dabei aufgrund der relativen Verschiebung der Ausnehmungen 18 in den Köpfen 17 der Bolzen 16 gegenüber den Kugeln 19 nach dem sogenannten Kugelauflaufprinzip eine selbstverstärkte Aktionskraft zur Erzielung einer Servowirkung auf die Bolzen 16 ausgeübt, da diese durch die Relativbewegung und die dadurch bedingte Axialbewegung nach links bewegt werden. Dabei werden die Druckfedern 25 zusammengedrückt. Die Relativbewegung ist so gering, daß die Gesamtfunktion der Scheibenbremse nicht beeinträchtigt wird.

Nach dem Abbremsen, d. h. wenn der Druck aus dem Druckraum 11 abgelassen wird, kehren der Betätigungskolben 9 und damit auch die Brems- und Druckscheiben unter der Wirkung der Druckfedern 25 wieder in ihre Ausgangslage zurück, die in F i g. 1 dargestellt ist.

Wenn der Schaftteil zum Koppeln der Druckscheiben und die rampenartigen Ausnehmungen 18 mit den Kugeln 19 in radialer Richtung versetzt zueinanderliegen, nämlich die Ausnehmungen mit den Kugeln radial innerhalb der Schaftteile, gibt dies die Möglichkeit, die Servowirkung beträchtlich zu erhöhen.

Gemäß dem Vorschlag nach der Erfindung lassen sich bei üblichen Winkeln der rampenartigen Ausnehmungen 18 bei einer naßlaufenden Scheibenbremse Selbst-Verstärkungsfaktoren in der Größenordnung 1,5 bis 2 erreichen.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche auch Abänderungen zuläßt. So brauchten die Abstützelemente nicht unbedingt als in Bohrungen der Druckscheiben eingesetzte Bolzen ausgebildet zu sein, vielmehr könnten sie grundsätzlich auch als flacher Ring ausgebildet sein, der in geeigneter Weise an der einen Außenseite der Druckscheibe befestigt, beispielsweise angeschraubt ist und mit den rampenartigen Ausnehmungen zum Zusammenwirken mit den Kugeln versehen ist. Auch wäre es grundsätzlich möglich, die Bolzen einstückig mit der einen Druckscheibe auszubilden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Selbstverstärkend wirkende Vollscheibenbremse, insbesondere der naßlaufenden Bauart, mit in einem Bremsgehäuse mit zwei gegenüberliegenden radialen Wänden umlaufenden, auf einer abzubremsenden Welle drehfest sitzenden, axial verschiebbaren Bremsscheiben, zwischen den Bremsscheiben angeordneten, relativ zueinander drehfesten, ebenfalls axial verschiebbaren Druckscheiben und mit einer Betätigungsvorrichtung, die die Druck- und Bremsscheiben axial gegeneinander und gegen die eine Wand preßt, wobei die Brems- und Druckscheiben nach jedem Bremsvorgang durch Federwirkung um das Maß eines vorbestimmten Lüftspiels voneinander zurückbewegbar sind, weiterhin mit einer Reihe von am Umfang verteilten Wälzkörpern, die in axialer Richtung jeweils mit rampenartigen Ausnehmungen zusammenwirken, die zum einen in der die Betätigungsvorrichtung aufnehmenden Wand des Bremsgehäuses und zum anderen in von der dieser Wand unmittelbar benachbarten Druckscheibe getragenen Abstützelementen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abstützelement (16) einen Schaftteil (15) aufweist, der sämtliche Druckscheiben (7,8) in ihrem äußeren Umfangsbereich axial durchdringt und drehfest miteinander kuppelt.

2. Vollscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftteile (15) sich jeweils durch axiale Bohrungen (13, 14) der Druckscheiben (7,8) erstrecken und einen auf der den Wälzkörpern (19) zugewandten Seite gelegenen, verdickt ausgebildeten und die rampenartige Ausnehmung (18) aufweisenden Kopf (17) haben.

3. Vollscheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftteile (15) der Abstützelemente (16) und die rampenartigen Ausnehmungen (18) mit den als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern (19) in radialer Richtung versetzt zueinander liegen.