DE3938979A1

DE3938979A1 - Teilbelag-scheibenbremse fuer einen bremsrotor mit zwei bremsscheiben

Info

Publication number: DE3938979A1
Application number: DE3938979A
Authority: DE
Inventors: Helmut Heibel; Heinrich Bernhard Rath
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1991-05-29
Also published as: DE3938979C2; JPH03213732A

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelag-Scheibenbremse zur Einwirkung auf einen Bremsrotor, der eine axial innere erste Bremsscheibe, eine axial äußere zweite Bremsscheibe und dazwischen einen Zwischenraum aufweist, mit

- einem ersten Paar Bremsbacken, die an je eine Seite der ersten Bremsscheibe anlegbar sind,
- einem zweiten Paar Bremsbacken, die an je eine Seite der zweiten Bremsscheibe anlegbar sind,
- einer ersten axial schwimmenden Zangenanordnung, die sich über die erste Bremsscheibe hinwegerstreckt und axial innerhalb von dieser eine erste Betätigungsvorrichtung zum Anlegen der inneren Bremsbacke des ersten Bremsbackenpaars trägt und im Zwischenraum zwischen den Bremsscheiben einen äußeren Schenkel zum Anlegen der äußeren Bremsbacke des ersten Bremsbackenpaars aufweist,
- einer zweiten axial schwimmenden Zangenanordnung, die sich über beide Bremsscheiben hinweg erstreckt und axial innerhalb der ersten Bremsscheibe eine zweite Betätigungs vorrichtung zum Anlegen der inneren Bremsbacke des zweiten Bremsbackenpaars trägt und axial außerhalb der zweiten Bremsscheibe einen äußeren Schenkel zum Anlegen der äuße ren Bremsbacke des zweiten Bremsbackenpaars aufweist,
- einem Bremsträger, an dem die Zangenanordnungen geführt sind, und
- einer Brücke, die zum Übertragen von Druckkräften von der zweiten Betätigungsvorrichtung auf die innere Brems backe des zweiten Bremsbackenpaars über die erste Brems scheibe hinweggreift und an der zweiten Zangenanordnung axial verschiebbar geführt ist.

Bei einer bekannten Teilbelag-Scheibenbremse dieser Gat tung (DE 24 27 166 C3) haben die beiden axial schwimmenden Zangenanordnungen je zwei parallele Schenkel, die sich sekantenartig an je einer Seite der zugehörigen inneren bzw. äußeren Bremsscheibe erstrecken und je zwei Enden aufweisen, die über den radial äußeren Bremsscheibenrand hinwegragen. Zu jeder Zangenanordnung gehört ein Paar Zug stangen, die sich parallel zur Rotorachse durch einander entsprechende Enden der zugehörigen sekantenartigen Schen kel erstrecken. Die beiden Zugstangen der zweiten Zangen anordnung, die der axial äußeren Bremsscheibe zugeordnet ist, erstrecken sich außerdem durch Bohrungen der sekan tenartigen Schenkel der ersten Zangenanordnung hindurch, ohne mit diesen verbunden zu sein. Eine erste hydraulische Betätigungsvorrichtung ist durch ein Paar Zylinderbohrun gen und zugehörige Kolben im axial inneren Schenkel der ersten Zangenanordnung gebildet. Eine zweite hydraulische Betätigungsvorrichtung ist durch ein Paar Kolbenzylinder einheiten gebildet, deren Kolben an den axial inneren Enden der Zugstangen der zweiten Zangenanordnung befestigt sind und deren Zylinder in Form je eines gesonderten topf förmigen Gehäuses rings um die zugehörigen Zugstangen an geordnet sind. Als Brücke zum Übertragen von Druckkräften von den Zylindern der zweiten Betätigungsvorrichtung ist ein Paar Rohrstücke vorgesehen, die auf je einer der Zug stangen der zweiten Zangenanordnung verschiebbar geführt sind und sich mit Spiel durch Bohrungen in den Enden der sekantenartigen Schenkel der ersten Betätigungsvorrichtung hindurcherstrecken. Somit bilden die insgesamt vier Schen kel und vier Zugstangen der beiden axial schwimmenden Zan genanordnungen zusammen mit den zugehörigen Betätigungs vorrichtungen eine kompakte Anordnung, mit der erhebliche Bremskräfte an den beiden Bremsscheiben erzeugt werden können. Es ist allerdings schwierig, im Betrieb für eine ausreichende Durchlüftung dieser kompakten Anordnung zu sorgen. Deshalb darf die bekannte Bremse jeweils nur kurzzeitig mit großen Bremskräften belastet werden; bei längeren Bergabfahrten muß sie durch eine Motorbremse o. dgl. abgelöst werden, damit sie sich nicht überhitzt.

Es ist ferner eine Teilbelag-Scheibenbremse zur Einwirkung auf einen Bremsrotor mit zwei Bremsscheiben bekannt (DE 31 15 507 A1), bei der zwei Zangenanordnungen und zuge hörige Betätigungsvorrichtungen in Umfangsrichtung der Bremsscheiben gegeneinander versetzt angeordnet sind. Dabei handelt es sich jedoch um feste, nicht schwimmende Bremsrahmen, von denen jeder beiderseits der zugehörigen Bremsscheibe hydraulische Kolbenzylindereinheiten als Be tätigungsvorrichtungen trägt. Vier von insgesamt acht vor handenen Kolbenzylindereinheiten sind zwischen den beiden Bremsscheiben angeordnet und deshalb bei längeren Bremsun gen besonders stark von Wärmestrahlung betroffen, die von den Bremsscheiben ausgeht. Infolgedessen ist die Gefahr groß, daß die Bremsflüssigkeit in diesen Kolbenzylinder einheiten Dampfblasen bildet, wodurch die gesamte Bremse betriebsunfähig werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teilbelag- Scheibenbremse für einen Bremsrotor mit zwei Bremsscheiben derart zu gestalten, daß sie trotz geringen Raumbedarfs gut durchlüftbar und somit besser gegen Überhitzung ge schützt ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß ausgehend von einer Teil belag-Scheibenbremse der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß

- die beiden Zangenanordnungen in Umfangsrichtung der Bremsscheiben nebeneinander angeordnete Sättel mit je einem axial außerhalb der zugehörigen Bremsscheibe ange ordneten radialen Schenkel aufweisen,
- die beiden Betätigungsvorrichtungen in entsprechender Weise wie die Sättel in Umfangsrichtung der Bremsscheiben gegeneinander versetzt angeordnet sind, und
- die Brücke, in einem axialen Schnitt durch die Brems scheiben betrachtet, U-förmig gestaltet ist mit einem inneren radialen Schenkel, der sich an der zweiten Betä tigungsvorrichtung abstützt, und einem äußeren radialen Schenkel, an dem sich die innere Bremsbacke des zweiten Bremsbackenpaars abstützt.

Es ist zweckmäßig, wenn die beiden Sättel und Betätigungs vorrichtungen um einen Winkel von 30 bis 60°, vorzugsweise 40 bis 50°, dessen Scheitel auf der Rotorachse liegt, gegeneinander versetzt sind. Der gesamte Platzbedarf, gemessen in Winkelgraden der Bremsscheiben, ist ungefähr doppelt so groß wie der Winkel, um den die beiden Sättel und Betätigungsvorrichtungen gegeneinander versetzt sind. Es hat sich herausgestellt, daß bei einem Winkelversatz in der Größenordnung von 45° eine besonders günstige Raumaus nutzung möglich ist, bei der drei Viertel der von den Bremsbacken überstrichenen Flächen der Bremsscheiben frei bleiben und demgemäß ungehindert Wärme abstrahlen können.

Der Erfindungsgegenstand ist vorzugsweise dadurch weiter gebildet, daß

- der Bremsträger drei radiale Schenkel aufweist, die kammartig über die beiden Bremsscheiben greifen,
- die Bremsbacken zwischen je einem in Umfangsrichtung äußeren und einem mittleren dieser Schenkel geführt sind und
- der mittlere Schenkel zwischen die beiden Sättel ein greift.

Es sind zwei Ausführungsformen möglich, denen gemeinsam ist, daß die beiden Sättel mittels je eines axialen Bol zens an nur je einem der beiden in Umfangsrichtung äußeren Schenkel des Bremsträgers geführt sind. Bei einer Ausfüh rungsform sind die beiden Sättel zusätzlich mittels je eines Bolzens am mittleren Schenkel geführt. Dabei liegen die beiden Bolzen, mit denen die Sättel am mittleren Schenkel des Bremsträgers geführt sind, zweckmäßigerweise mindestens annähernd in einer gemeinsamen, in bezug auf den Rotor radialen Ebene.

Bei einer anderen Ausführungsform, bei der die beiden Sät tel ebenfalls mittels je eines axialen Bolzens an nur je einem der beiden in Umfangsrichtung äußeren Schenkel des Bremsträgers geführt sind, ist statt einer zusätzlichen Führung am Bremsträger vorgesehen, daß die beiden Sättel zusätzlich mittels eines axialen Bolzens aneinander ge führt sind.

Bei der Ausgestaltung der U-förmigen Brücke ist es zweck mäßig, wenn sie an ihrem axial inneren radialen Schenkel einen Zapfen aufweist, der in einem Kolben der zweiten Betätigungsvorrichtung befestigt ist.

Die Brücke kann zusätzlich mit einem axialen Stift am Sat tel der zweiten Zangenanordnung geführt sein.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Brücke radial innerhalb des Sattels der zweiten Zangenanordnung unter gebracht ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Scheibenbremse in axialer Ansicht von außen,

Fig. 2 die Draufsicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1 und in Fig. 5,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Seitenansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Scheibenbremse,

Fig. 6 die Draufsicht in Richtung des Pfeils VI in Fig. 5 und

Fig. 7 den Schnitt VII-VII in Fig. 5.

Die in Fig. 1 bis 4 einerseits und in Fig. 5 bis 7 ande rerseits dargestellten Scheibenbremsen sind je einem Rotor 10 zugeordnet, der eine in bezug auf das zugehörige Fahr zeug axial innen angeordnete erste Bremsscheibe 12 sowie eine parallel und gleichachsig mit dieser axial außen an geordnete zweite Bremsscheibe 14 aufweist. Zwischen den beiden Bremsscheiben 12 und 14 ist ein Zwischenraum 16 freigelassen, der durch Belüftungslöcher 18 mit Luft kühl bar ist. In Fig. 3 sind Teile eines Rades 20 angedeutet, das ebenso wie der Rotor 10 in üblicher Weise an einem nicht dargestellten Radlagergehäuse zu befestigen ist.

Den beiden Bremsscheiben 12 und 14 ist je ein Bremsbacken paar 22, 24 bzw. 26, 28 in einer bei Teilbelag-Scheiben bremsen üblichen Art zugeordnet. Die Bremsbacken 22 bis 28 sind in einem gemeinsamen Bremsträger 30 axial verschieb bar geführt und derart angeordnet, daß die beiden Brems backenpaare 22 und 24 sowie 26 und 28 in bezug auf die Achse O des Rotors 10 um einen Winkel von 45° gegeneinan der versetzt sind. Der Bremsträger 30 hat drei Schenkel 32, 34 und 36, von denen jeder die beiden Bremsscheiben 12 und 14 kammartig ungefähr radial von außen nach innen übergreift, wie dies für den mittleren Schenkel 34 in Fig. 4 dargestellt ist. Die Schenkel 32, 34 und 36 sind durch sehnenartig angeordnete Stege 38 miteinander verbun den, um sich gegenseitig zu versteifen.

Dem ersten Paar Bremsbacken 22 und 24 ist eine in axialer Richtung schwimmende erste Zangenordnung mit einem Sattel 40 zugeordnet, der mit einem Paar an ihm befestigter achs paralleler Bolzen 42 an den Schenkeln 32 und 34 des Brems trägers 30 geführt ist. Der Sattel 40 trägt an seiner axial inneren Seite eine erste hydraulische Betätigungs vorrichtung 44, deren Zylinder mit dem Sattel einstückig ausgebildet ist und einen Kolben 46 zur unmittelbaren Betätigung der Bremsbacke 22 enthält. Am axial äußeren Ende des ersten Sattels 40 ist ein gabelförmiger Schenkel 48 ausgebildet, der sich im wesentlichen radial zur Achse O hin in den Zwischenraum 16 zwischen den beiden Brems scheiben 12 und 14 hineinerstreckt und hinter die Brems backe 24 greift, so daß er diese an die Bremsscheibe 12 anlegt, wenn der Sattel 40 durch Reaktionskräfte der Betä tigungsvorrichtung 44 gegensinnig zum Kolben 46 verschoben wird.

Dem zweiten Bremsbackenpaar 26, 28 ist als Zangenanordnung ein zweiter Sattel 50 zugeordnet, der gegen den ersten Sattel 50 um 45° in Umfangsrichtung der Bremsscheiben 12 und 14 versetzt mittels ebenfalls zweier achsparalleler Bolzen 52 an den Schenkeln 34 und 36 des Bremsträgers 30 verschiebbar geführt ist. Der zweite Sattel 50 trägt an seinem axial inneren Ende eine zweite hydraulische Betä tigungsvorrichtung 54, deren Zylinder mit dem Sattel ein stückig ausgebildet ist und einen Kolben 56 von kleinerem Durchmesser als der Kolben 46 enthält.

Der Kolben 56 kann auf die ihm zugeordnete axial innere Bremsbacke 26 des zweiten Bremsbackenpaars 26, 28 nicht unmittelbar einwirken. Als Zwischenglied zwischen dem Kol ben 56 und der Bremsbacke 26 ist deshalb eine Brücke 60 vorgesehen, die im axialen Querschnitt gemäß Fig. 3 U-för mig ist. Die Brücke 60 besteht im wesentlichen aus einem radial inneren Schenkel 62 mit einem achsparallelen Zapfen 64, einem Mittelteil 66, das sich achsparallel über die Bremsscheibe 12 hinwegerstreckt, sowie einem axial äußeren radialen Schenkel 68 und einem radial nach außen ragenden Vorsprung 70.

Der Zapfen 64 ist spielfrei im Kolben 56 aufgenommen, der in üblicher Weise becherförmig gestaltet ist. Der axial äußere radiale Schenkel 68 der Brücke 60 greift in ent sprechender Weise wie der axial äußere Schenkel 48 des ersten Sattels 40, jedoch gegen diesen in Umfangsrichtung der Bremsscheiben 12 und 14 versetzt, in deren Zwischen raum 16 ein und liegt an der Rückseite der axial äußeren Bremsbacke 28 des zweiten Bremsbackenpaars 26, 28 an. Der Vorsprung 70 greift mit Spiel in eine Aussparung 72 des Sattels 50 ein und trägt einen achsparallelen Stift 74, der in diesem Sattel 50 verschiebbar geführt ist.

Wenn der Kolben 46 beispielsweise einen Durchmesser von 46 mm aufweist, beträgt der Durchmesser des Kolbens 56 vor zugsweise nur 38 mm. Bei gleichem Druck der Bremsflüssig keit in den beiden Betätigungsvorrichtungen 44 und 54 übt der Kolben 56 dementsprechend eine geringere Kraft aus als der Kolben 46. Damit wird erreicht, daß bei Bremsbetäti gung der zweite Sattel 50 sich trotz seiner erheblich größeren Länge nicht stärker weitet als der Sattel 40. Wegen der geringeren Betätigungskraft, die von der zwei ten Betätigungsvorrichtung 54 ausgeübt wird, ist die zugehörige Bremsscheibe 14 dünner gestaltet als die Bremsscheibe 12.

Die Scheibenbremse gemäß Fig. 5 bis 7 unterscheidet sich von der in Fig. 1 bis 4 dargestellten dadurch, daß die beiden Sättel 40 und 50 nur mit je einem Bolzen 42 bzw. 52 am Bremsträger 30 geführt sind, nämlich an dessen in Um fangsrichtung äußeren Schenkeln 32 und 36. Anstelle einer Führung am mittleren Schenkel 34 sind die beiden Sättel 40 und 50 mittels eines gemeinsamen achsparallelen Bolzens 76 aneinander geführt. Dabei behalten die Sättel 40 und 50 die Freiheit, sich je nach Abnutzung der zugehörigen Bremsbacken 22 und 24 bzw. 26 und 28 gemeinsam in bezug zum Bremsträger 30 und in bezug zueinander axial zu bewe gen. Der Bolzen 76 ist ebenso wie die Bolzen 42 und 52 von Bremskräften entlastet, da diese unmittelbar von den Bremsbacken 22 bis 28 auf den Bremsträger 30 übertragen werden.

Wenn die Bremsbacken 22 bis 28 ausgewechselt werden müs sen, werden bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4 die beiden Bolzen 42 und 52 am mittleren Schenkel 34 des Bremsträgers 30 gelöst, und daraufhin werden die beiden Sättel 40 und 50 vom Rotor 10 und voneinander weg ge schwenkt. Entsprechendes geschieht auch bei der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 5 bis 7 nur mit dem Unterschied, daß es dort genügt, den gemeinsamen Bolzen 76 zu lösen; das Auswechseln der Bremsbacken 22 bis 28 ist dadurch noch weiter vereinfacht.

Claims

1. Teilbelag-Scheibenbremse zur Einwirkung auf einen Bremsrotor (10), der eine axial innere erste Bremsscheibe (12), eine axial äußere zweite Bremsscheibe (14) und da zwischen einen Zwischenraum (16) aufweist, mit

- einem ersten Paar Bremsbacken (22, 24), die an je eine Seite der ersten Bremsscheibe (12) anlegbar sind,
- einem zweiten Paar Bremsbacken (26, 28), die an je eine Seite der zweiten Bremsscheibe (14) anlegbar sind,
- einer ersten axial schwimmenden Zangenanordnung (40), die sich über die erste Bremsscheibe (12) hinwegerstreckt und axial innerhalb von dieser eine erste Betätigungsvor richtung (44) zum Anlegen der inneren Bremsbacke (22) des ersten Bremsbackenpaars (22, 24) trägt und im Zwischenraum (16) zwischen den Bremsscheiben (12, 14) einen äußeren Schenkel (48) zum Anlegen der äußeren Bremsbacke (24) des ersten Bremsbackenpaars (22, 24) aufweist,
- einer zweiten axial schwimmenden Zangenanordnung (50), die sich über beide Bremsscheiben (12, 14) hinwegerstreckt und axial innerhalb der ersten Bremsscheibe (12) eine zweite Betätigungsvorrichtung (54) zum Anlegen der inneren Bremsbacke (26) des zweiten Bremsbackenpaars (26, 28) trägt und axial außerhalb der zweiten Bremsscheibe (14) einen äußeren Schenkel (58) zum Anlegen der äußeren Brems backe (28) des zweiten Bremsbackenpaars (26, 28) aufweist,
- einem Bremsträger (30) an dem die Zangenanordnungen (40, 50) geführt sind, und
- einer Brücke (60), die zum Übertragen von Druckkräften von der zweiten Betätigungsvorrichtung (54) auf die innere Bremsbacke (26) des zweiten Bremsbackenpaars (26, 28) über die erste Bremsscheibe (12) hinweggreift und an der zwei ten Zangenanordnung (50) axial verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- die beiden Zangenanordnungen in Umfangsrichtung der Bremsscheiben (12, 14) nebeneinander angeordnete Sättel (40, 50) mit je einem axial außerhalb der zugehörigen Bremsscheibe (12, 14) angeordneten radialen Schenkel (48, 58) aufweisen,
- die beiden Betätigungsvorrichtungen (44, 54) in entspre chender Weise wie die Sättel (40, 50) in Umfangsrichtung der Bremsscheiben (12, 14) gegeneinander versetzt angeord net sind, und
- die Brücke (60), in einem axialen Schnitt durch die Bremsscheiben (12, 14) betrachtet, U-förmig gestaltet ist mit einem inneren radialen Schenkel (62), der sich an der zweiten Betätigungsvorrichtung (54) abstützt, und einem äußeren radialen Schenkel (68), an dem sich die innere Bremsbacke (26) des zweiten Bremsbackenpaars (26, 28) abstützt.

2. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sättel (40, 50) und Betätigungsvorrichtungen (44, 54) um einen Winkel von 30 bis 60°, vorzugsweise 40 bis 50°, des sen Scheitel auf der Rotorachse (O) liegt, gegeneinander versetzt sind.

3. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsträger (30) drei radiale Schenkel (32, 34, 36) aufweist, die kammartig über die beiden Bremsscheiben (12, 14) greifen,

- die Bremsbacken (22, 24, 26, 28) zwischen je einem in Umfangsrichtung äußeren und einem mittleren dieser Schen kel (32, 34, 36) geführt sind und
- der mittlere Schenkel (34) zwischen die beiden Sättel (40, 50) eingreift.

4. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sättel (40, 50) mittels je eines axialen Bolzens (42, 52) an nur je einem der beiden in Umfangsrichtung äußeren Schenkel (32, 36) des Bremsträgers (30) geführt sind und zusätzlich mittels je eines Bolzens (42, 52) am mittleren Schenkel (34) geführt sind.

5. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bolzen (42, 52), mit denen die Sättel (40, 50) am mittle ren Schenkel (34) des Bremsträgers (30) geführt sind, min destens annähernd in einer gemeinsamen, in bezug auf den Rotor (10) radialen Ebene (IV-IV) liegen.

6. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sättel (40, 50) mittels je eines axialen Bolzens (42, 52) an nur je einem der beiden in Umfangsrichtung äußeren Schenkel (32, 36) des Bremsträgers (30) geführt sind und zusätzlich mittels eines axialen Bolzens (76) aneinander geführt sind.

7. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (60) an ihrem axial inneren radialen Schenkel (62) einen Zapfen (64) aufweist, der an einem Kolben (56) der zweiten Betätigungsvorrichtung (54) befestigt ist.

8. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (60) zusätzlich mit einem axialen Stift (74) am Sattel (50) der zweiten Zangenanordnung geführt ist.

9. Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (60) radial innerhalb des Sattels (50) der zweiten Zan genanordnung untergebracht ist.