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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit zwei Reibbremsbeläge aufweisenden
Bremshebeln gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Aufgrund der Bremshebel kann die Scheibenbremse auch
als Hebelbremse bezeichnet werden.
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Eine
derartige Scheibenbremse ist bekannt aus
1 und
2 der
internationalen Patentanmeldung
WO
98/14 715 . Die bekannte Scheibenbremse weist zwei Bremshebel
auf, die beiderseits seitlich von einer Bremsscheibe angeordnet
sind. Die Bremshebel sind gegen ein Mitdrehen mit der Bremsscheibe
schwenkbar abgestützt.
Die Abstützungen der
Bremshebel befinden sich seitlich mit Abstand neben der Bremsscheibe
und sind in einer Vorzugsdrehrichtung der Bremsscheibe versetzt
zu den Reibbremsbelägen,
und zwar in der Vorzugsdrehrichtung der Bremsscheibe gesehen hinter
den Reibbremsbelägen
angeordnet. Genau genommen befinden sich die Abstützungen
der Bremshebel in einer Vorzugsdrehrichtung der Bremsscheibe gesehen
hinter einem Flächenschwerpunkt
von Reibflächen
der Reibbremsbeläge.
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Die
Reibfläche
ist die der Bremsscheibe zugewandte Oberfläche der Reibbremsbeläge, die
bei betätigter
Scheibenbremse gegen die Bremsscheibe gedrückt wird.
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Zum
Betätigen
der Scheibenbremse werden die Bremshebel um ihre Abstützungen
nach innen, d. h. auf die Bremsscheibe zu geschwenkt und die Reibbremsbeläge dadurch
gegen die Bremsscheibe gedrückt.
Die drehende Bremsscheibe übt
eine Reibkraft in ihrer Drehrichtung auf die gegen sie gedrückten Reibbremsbeläge aus.
Die schwenkbaren Abstützungen
der Bremshebel sind so angeordnet, dass die von der in der Vorzugsdrehrichtung
drehenden Bremsscheibe auf die bei betätigter Scheibenbremse gegen
sie gedrückten
Reibbremsbeläge
ausgeübte
Reibungskraft ein Moment auf die Bremshebel bewirkt, das die Bremshebel
nach innen, d. h. in Andruckrichtung der Reibbremsbeläge gegen
die Bremsscheibe beaufschlagt und dadurch die Bremskraft der Scheibenbremse
verstärkt.
Die Scheibenbremse weist so eine Bremskraftverstärkung auf. Die Vorzugsdrehrichtung
der Bremsscheibe ist an sich willkürlich eine der beiden möglichen
Drehrichtungen der Bremsscheibe, in der die Bremskraftverstärkung wirksam
sein soll.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Reibbremsbeläge
der erfindungsgemäßen Scheibenbremse
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weisen eine sich in der Vorzugsdrehrichtung
der Bremsscheibe verringernde Dicke auf. Der Grund dafür ist, dass
die Reibbremsbeläge
bei Betätigung
der Scheibenbremse um die Abstützungen
der Bremshebel geschwenkt werden, d. h. die Reibbremsbeläge ändern ihren
Winkel zur Bremsscheibe. Das hat zur Folge, dass ein Bremsbelagverschleiß mit zunehmendem
Abstand von den Abstützungen der
Bremshebel größer wird,
mit zunehmendem Abstand von den Abstützungen der Bremshebel wird beim
Bremsen mehr Material als Verschleiß von den Reibbremsbelägen abgetragen.
Die Reibbremsbeläge
werden deswegen mit zunehmendem Abstand von den Abstützungen
der Bremshebel dicker, so dass mehr Material zum Abtrag als Verschleiß zur Verfügung steht.
Die Dicke der Reibbremsbeläge kann
so gewählt werden,
dass die Reibbremsbeläge bei
Erreichen einer Verschleißgrenze
eine konstante Dicke oder eine in etwa konstante Dicke aufweisen. Vorteil
der Erfindung ist eine gute Ausnutzung des Materials der Reibbremsbeläge zu bzw.
bei deren Verschleiß.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Scheibenbremse sind deren
symmetrisches Verhalten, ein möglicher,
einfacher Verschleißausgleich,
indem die Bremshebel beim Lösen
der Scheibenbremse nur so weit nach außen geschwenkt werden, dass ein
gewünschtes
Luftspiel, also ein gewünschter Spalt
zwischen den Reibbremsbelägen
und der Bremsscheibe entsteht, und die Selbstverstärkung durch
die Anordnung der Abstützungen
der Bremshebel in Bezug auf die Reibbremsbeläge ohne dass eine eigene Selbstverstärkungseinrichtung
erforderlich ist. Aufgrund der Selbstverstärkung und zusätzlich durch
eine Hebelübersetzung
an den Bremshebeln ist eine Betätigungskraft
und -energie verringert, so dass eine schwächere, leistungsärmere und
damit kleinere und leichtere Betätigungseinrichtung
verwendbar ist. Zusätzlich
ist eine mechanische Belastung der Betätigungseinrichtung verringert.
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Die
Unteransprüche
haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch
1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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Anspruch
2 sieht eine in einem Neuzustand konvexe Reibfläche der Reibbremsbeläge vor.
Mit konvex ist gewölbt,
d. h. ballig, oder beispielsweise auch dachförmig mit (sehr) stumpfem Kantenwinkel gemeint.
Auch eine zweimal geknickte Reibfläche mit einem zur Bremsscheibe
parallelen Mittelbereich oder eine pyramiden-, insbesondere pyramidenstumpfförmige Reibfläche mit
(sehr) stumpfem Pyramidenwinkel ist möglich. Eine Wölbung der
Reibfläche
kann eindimensional, d. h. tonnenförmig, oder zweidimensional,
d. h. kuppelförmig,
sein. Ein Wölbungsradius
muss nicht konstant sein. Die konvexe Reibfläche hat den Vorteil eines definierten
Anlagepunkts oder einer definierten Anlagelinie des neuen Reibbremsbelags
an der Bremsscheibe, dessen/deren Abstand von der Abstützung der
Bremshebel die Höhe
der Selbstverstärkung
der Scheibenbremse beeinflusst.
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Anspruch
7 sieht einen Rampenmechanismus an einem oder an beiden Bremshebeln
vor, mit dem der Reibbremsbelag in der Vorzugsdrehrichtung der Bremsscheibe
und in einem Winkel zur Bremsscheibe verschiebbar am Bremshebel
geführt
ist. Die Verschieberichtung kann von der Vorzugsdrehrichtung abweichen,
beispielsweise kann der Reibbremsbelag in einer Sehnenrichtung zur
Bremsscheibe verschiebbar sein. Notwendig ist eine Komponente der
Verschieberichtung des Reibbremsbelags in der Vorzugsdrehrichtung
der Bremsscheibe. Die Verschiebbarkeit in einem Winkel zur Bremsscheibe
bedeutet eine Steigung, bei Verschiebung des Reibbremsbelags in
der Vorzugsdrehrichtung der Bremsscheibe bewegt sich der Reibbremsbelag
zugleich auf die Bremsscheibe zu. Der Winkel, in dem der Reibbremsbelag
zur Bremsscheibe verschiebbar ist, also die Steigung, kann konstant
sein oder sich über den
Verschiebeweg ändern.
Werden die Bremshebel zur Betätigung
der Scheibenbremse nach innen, d. h. auf die Bremsscheibe zu, geschwenkt
und die Reibbremsbeläge
dadurch gegen die Bremsscheibe gedrückt, übt die in der Vorzugsdrehrichtung
drehende Bremsscheibe eine Reibungskraft auf die Reibbremsbeläge aus,
die die Reibbremsbeläge
entlang der Rampen des Rampenmechanismus verschiebt. Durch den Verlauf
in einem Winkel zur Bremsscheibe bewegen sich die Reibbremsbeläge bei der
Verschiebung auf die Bremsscheibe zu, es erfolgt eine Zustellung
der Reibbremsbeläge
zur Bremsscheibe, die von der in der Vorzugsdrehrichtung drehenden Bremsscheibe
bewirkt wird. Ein Teil der Zustellung wird somit von der drehenden
Bremsscheibe bewirkt, nur der übrige
Teil der Zustellung muss durch eine Betätigungseinrichtung erfolgen.
Dadurch verringert sich eine zur Betätigung der Scheibenbremse vonder Betätigungseinrichtung
aufzubringende Energie. Die erfindungsgemäße Scheibenbremse ermöglicht mit dem
Rampenmechanismus eine einfache Kombination der Selbstverstärkung (Bremskraftverstärkung) und
einer Verkürzung
eines von der Betätigungseinrichtung
auszuführenden
Betätigungswegs.
Letzteres kann auch als Wegverstärkung
oder -übersetzung
aufgefasst werden.
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Anspruch
8 sieht einen Doppelrampenmechanismus vor, um die Wegverstärkung in
beiden Drehrichtungen der Bremsscheibe zu erzielen. Wahlweise sind
auch zwei Rampenmechanismen mit entgegengesetzten Steigungen möglich und
als Doppelrampenmechanismus im Sinne der Erfindung zu verstehen.
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Anspruch
9 sieht eine Kombination der erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit einer
weiteren Reibungsbremse vor. Die weitere Reibungsbremse kann eine
herkömmliche
Bremse, beispielsweise eine Scheibenbremse ohne Selbstverstärkung oder eine
Trommelbremse sein. Die beiden Bremsen sind wirkverbunden, die erfindungsgemäße Scheibenbremse überträgt einen
Teil ihrer Betätigungsenergie auf
die weitere Reibungsbremse, so dass auch dort die Betätigungsenergie
verringert ist. Eine einfache Wirkverbindung ist bei hydraulischen
oder pneumatischen Bremsen durch Verbindung ihrer Bremsleitungen
möglich.
Bei Kraftwagen sind üblicherweise
eine Bremse einer Vorderachse mit einer Bremse einer Hinterachse
verbunden. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine Ausnutzung der
Wegverstärkung
bei Vorhandensein des Rampenmechanismus gemäß Anspruch 7 oder 8 für die weitere
Reibungsbremse.
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Anspruch
9 sieht eine gelenkige Lagerung der Reibbremsbeläge an den Bremshebeln vor.
Die Reibbremsbeläge
richten sich dadurch von selbst auf die Bremsscheibe aus. Diese
Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht
eine konstante Dicke der Reibbremsbeläge.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Die
einzelnen Merkmale können
je für
sich oder zu mehreren bei Ausführungsformen
der Erfindung verwirklicht sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Scheibenbremse
in Ansicht radial von außen
auf eine Bremsscheibe gesehen;
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2 eine
Ansicht der Scheibenbremse aus 1 mit Blickrichtung
senkrecht zur Bremsscheibe;
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3 u. 4 alternative
Formen von Reibbremsbelägen
für die
Scheibenbremse aus 1 und 2 gemäß der Erfindung;
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5 eine
abgewandelte, erfindungsgemäße Ausführungsform
der Scheibenbremse aus 1; und
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6 eine
zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse
in einer 1 entsprechenden Darstellung.
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Die
Figuren sind als vereinfachte Schemadarstellungen zur Erläuterung
der Erfindung zu verstehen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die
in 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 weist
zwei Bremshebel 2, 3 auf, die beiderseits einer
Bremsscheibe 4 angeordnet sind. Die beiden Hebel 2, 3 verlaufen
parallel oder in einem Winkel zur Bremsscheibe 4 und sind
in einer Sehnenrichtung zur Bremsscheibe 4 angeordnet.
An der Bremsscheibe 4 zugewandten Innenseiten der Bremshebel 2, 3 sind
Reibbremsbeläge 5, 6 angeordnet.
Die Bremshebel 2, 3 sind um Gelenke 7, 8 schwenkbar
gelagert, deren gedachte Schwenkachsen parallel zur Bremsscheibe 4 und
parallel zu einer gedachten Radialen zur Bremsscheibe 4 durch
die Reibbremsbeläge 5, 6 verläuft. Die
Gelenke 7, 8 weisen seitlichen Abstand von der
Bremsscheibe 4 auf. in einer mit Pfeil 9 angegebenen
Vorzugsdrehrichtung der Bremsscheibe 4 gesehen sind die
Gelenke 7, 8 der Bremshebel 2, 3 hinter
den Reibbremsbelägen 5, 6 oder
jedenfalls hinter deren Reibflächenschwerpunkten
angeordnet. Die Reibflächen
der Reibbremsbeläge 5, 6 sind
deren der Bremsscheibe 4 zugewandten Oberflächen, mit
denen die Reibbremsbeläge 5, 6 bei
Betätigung
der Scheibenbremse 1 gegen die Bremsscheibe 4 gedrückt werden.
Die Gelenke 7, 8 bilden Abstützungen für die Bremshebel 2, 3,
an denen sich die Reibbremsbeläge 5, 6 gegen
ein Mitdrehen mit der Bremsscheibe 4 abstützen. Durch
die Anordnung der Gelenke 7, 8 mit Abstand seitlich
neben der Bremsscheibe 4 und in der Vorzugsdrehrichtung 9 der Bremsscheibe 4 bezüglich der
Reibbremsbeläge 5, 6 oder
jedenfalls bezüglich
deren Reibflächenschwerpunkten
nach hinten versetzt stützen
sich die Reibbremsbeläge 5, 6 über die
Bremshebel 2, 3 an den Gelenken 7, 8 unter
Stützwinkeln α, β zur Bremsscheibe 4 ab.
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Zur
Betätigung
der Scheibenbremse 1 werden die Bremshebel 2, 3 nach
innen, d. h. auf die Bremsscheibe 4 zu geschwenkt. Die
Reibbremsbeläge 5, 6 werden
dadurch gegen die Bremsscheibe 4 gedrückt und bremsen diese. Bei
betätigter
Scheibenbremse 1 übt
die drehende Bremsscheibe 4 eine Reibungskraft auf die
gegen sie gedrückten
Reibbremsbeläge 5, 6 aus.
Dreht die Bremsscheibe 4 in der Vorzugsdrehrichtung 9,
bewirkt die von der Bremsscheibe 4 auf die gegen sie gedrückten Reibbremsbeläge 5, 6 ausgeübte Reibungskraft
aufgrund der Abstützung
der Reibbremsbeläge 5, 6 unter
den Stützwinkeln α, β zur Bremsscheibe 4 ein
Moment auf die Bremshebel 2, 3 aus, das die Bremshebel 2, 3 nach
innen, d. h. in der Betätigungsrichtung
auf die Bremsscheibe 4 zu beaufschlagt. Die Reibbremsbeläge 5, 6 werden
dadurch zusätzlich
gegen die Bremsscheibe 4 gedrückt. Die Abstützung der
Reibbremsbeläge 5, 6 über die
Bremshebel 2, 3 unter den Stützwinkeln α, β zur Bremsscheibe 4 bewirkt
eine Erhöhung
der Andruckkraft der Reibbremsbeläge 5, 6 gegen
die Bremsscheibe 4 und damit eine Erhöhung der Bremskraft der Scheibenbremse 1.
Die Scheibenbremse 1 weist eine Selbstverstärkung auf. Die
Höhe der
Selbstverstärkung
ist abhängig
von den Stützwinkeln α, β, d. h. von
der Anordnung der die Bremshebel 2, 3 abstützenden
Gelenke 7, 8 in Bezug auf die Bremsscheibe 4 und
auf die Reibbremsbeläge 5, 6.
Die Stützwinkel α, β der beiden
Bremshebel 2, 3 können gleich oder verschieden
sein.
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Tangential
zur Bremsscheibe 4 gesehen weisen die Reibbremsbeläge 5, 6 eine
Keilform auf, sie werden in der Vorzugsdrehrichtung 9 der
Bremsscheibe 4 dünner.
Sind die Reibbremsbeläge 5, 6 neu,
verlaufen ihre Reibflächen
parallel zur Bremsscheibe 4. Sind die Reibbremsbeläge 5, 6 verschlissen,
weisen sie eine konstante Dicke auf.
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Wie
in 1 zu sehen, sind die Reibflächen der Reibbremsbeläge 5, 6 konvex
eindimensional tonnenförmig
gewölbt,
d. h. sie sind ballig. Dadurch wird eine definierte Anlage der Reibbremsbeläge 5, 6 an
der Bremsscheibe 4 und damit ein definierter Abstand der
Anlage der Reibbremsbeläge 5, 6 von
den Gelenken 7, 8 erzielt. Dieser Abstand der
Anlage der Reibbremsbeläge 5, 6 an
der Bremsscheibe 4 von den Gelenken 7, 8 bestimmt
die Stützwinkel α, β und damit
die Höhe
der Selbstverstärkung
der Scheibenbremse 1. Die Anlage der balligen Reibbremsbeläge 5, 6 ist
bei theoretisch unverformten Reibbremsbelägen 5, 6 eine
Linie und in der Praxis durch Abplattung der gegen die Bremsscheibe 4 gedrückten Reibbremsbeläge 5, 6 eine
Teilfläche
der Reibflächen
der Reibbremsbeläge 5, 6.
Weitere mögliche
Formen der Reibbremsbeläge 5, 6 sind
in 3 und 4 dargestellt. In 3 ist
die Reibfläche
des Reibbremsbelags 5 dachförmig mit einer Kante 10,
in 4 weist die Reibfläche des Reibbremsbelags 5 zwei
zueinander parallele Kanten auf, die eine Anlagefläche 11 zwischen
sich begrenzen. Die in 3 und 4 gezeigten
Reibbremsbeläge 5 weisen
mit der Kante 10 bzw. der Anlagefläche 11 die gewünschte definierte
Anlage des Reibbremsbelags 5 an der Bremsscheibe 4 auf.
Wie die balligen Reibbremsbeläge 5, 6 in 1 werden
auch die in 3 und 4 dargestellten
Reibbremsbeläge 5 in
der Vorzugsdrehrichtung 9 der Bremsscheibe 4 dünner.
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Die
Gelenke 7, 8 der Bremshebel 2, 3 sind
an einem ortsfesten Bremsenhalter 12 angeordnet. Der Bremsenhalter 12 ist
als eine Art C- oder U-förmiger Bügel ausgebildet,
der vergleichbar einem Festbremssattel (Faustsattel) die Bremsscheibe 4 an
deren Umfang übergreift.
Der Bremsenhalter 12 ist in Höhe der Bremshebel 2, 3 und
der Reibbremsbeläge 5, 6 angeordnet.
Damit ist gemeint, dass sich der Bremsenhalter 12 und insbesondere
sein die Bremsscheibe 4 am Umfang übergreifendes Joch 13 auf
einer gedachten Sekante der Bremsscheibe 4 durch den Flächenschwerpunkt
der Reibflächen
der Reibbremsbeläge 5, 6 befindet
oder jedenfalls nur geringen Abstand von dieser Sekante aufweist.
Dadurch wird der Bremsenhalter 12 bei Betätigung der
Scheibenbremse 1 im Wesentlichen nur auf Zug und Biegung
beansprucht und nicht oder nur gering auf Torsion und in sich verwunden.
Die mechanische Beanspruchung des Bremsenhalters 12 ist
dadurch geringer als bei einer komplexeren Beanspruchung. Durch Vermeiden
einer Verwindung des Bremsenhalters 12 wird auch vermieden,
dass die gedachten Schwenkachsen der Gelenke 7, 8 aus
ihrer zur Bremsscheibe 4 parallelen Lage in einen Winkel
zur Bremsscheibe 4 schwenken und sich die Bremshebel 2, 3 um
ihre gedachte Längsachse
drehen. Damit wird vermieden, dass die Reibbremsbeläge 5, 6 bei
Betätigung der
Scheibenbremse 1 aus ihrer zur Bremsscheibe 4 parallelen
Lage in einen Winkel zur Bremsscheibe 4 schwenken.
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Zur
Betätigung
der Scheibenbremse 1 werden die Bremshebel 2, 3 an
ihren den Gelenken 7, 8 fernen Enden aufeinander
zu bewegt. Ein Hebelarm der Bremshebel 2, 3 von
den Gelenken 7, 8 bis zu ihren freien Enden ist
ungefähr
2,5-mal so lang wie von den Gelenken 7, 8 zu den
Flächenschwerpunkten
der Reibflächen
der Reibbremsbeläge 5, 6.
Aufgrund dieser Hebelverhältnisse
entsteht eine Kraftverstärkung einer
an den freien Enden der Bremshebel 2, 3 angreifenden
Betätigungskraft
zu der von ihr bewirkten Andruckkraft der Reibbremsbeläge 5, 6 gegen
die Bremsscheibe 4 von ungefähr 2,5.
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Zu
ihrer Betätigung
weist die erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 eine
elektromechanische Betätigungseinrichtung 14 mit
einem Elektromotor 15, eventuell einem nicht dargestellten
Untersetzungsgetriebe und einem Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe,
das die drehende Antriebsbewegung des Elektromotors 15 in
eine translatorische Bewegung zum Zusammenbewegen der Enden der
Bremshebel 2, 3 wandelt, auf. Als Rotations-/Translations-Umsetzungs-Getriebe
kommt beispielsweise ein Gewindetrieb in Betracht. Wegen der vergleichsweise
geringen Betätigungskraft
durch die Hebelübersetzung
mit den Bremshebeln 2, 3 und die Selbstverstärkungswirkung
der Scheibenbremse 1 ist auch ein Zahnstangengetriebe 16 als
Rotations-/Translations-Umsetzungsgetriebe
möglich,
das im Ausführungsbeispiel
der Erfindung gewählt
worden ist. Die Betätigungseinrichtung 14 stützt sich
an einem Bremshebel 3 ab, sie ist beispielsweise an dem
Bremshebel 3 angebracht, und greift über eine Zugstange 32 am
anderen Bremshebel 2 an. Auch eine beispielsweise pneumatische
oder hydraulische Betätigung
der Scheibenbremse 1 ist möglich. 5 zeigt
die Scheibenbremse 1 mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 14 anstelle
der in 1 dargestellten elektromechanischen Betätigungseinrichtung 14.
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Einer
der beiden Bremshebel 3 weist einen Rampenmechanismus 17 mit
Rampen 18 auf, die den Reibbremsbelag 6 in Umfangsrichtung
der Bremsscheibe 4 verschieblich führen. Die Rampen 18 können auch
in einer Sehnenrichtung zur Bremsscheibe 4 verlaufen, wesentlich
ist eine Verschiebbarkeit des Reibbremsbelags 6 mit einer
Komponente in der Umfangsrichtung der Bremsscheibe 4. Außerdem verlaufen
die Rampen 18 in einem Winkel zur Bremsscheibe 4,
sie weisen eine Steigung zur Bremsscheibe 4 in deren Vorzugsdrehrichtung 9 auf. Bei
der dargestellten Ausführungsform
der Erfindung ist ein Doppelrampenmechanismus 17 mit Rampen 18 vorgesehen,
die in beiden Drehrichtungen der Bremsscheibe 4 eine Steigung
zur Bremsscheibe 4 aufweisen. Der Rampenwinkel kann über die
Länge der
Rampen 18 konstant sein, in diesem Fall spricht man auch
von einem Keilmechanismus. Der Rampenwinkel kann sich auch über die
Länge der
Rampen 18 ändern.
Der Reibbremsbelag 6 stützt
sich über
Rollen 19 als Wälzkörper an
den Rampen 18 ab, er ist mit den Rollen 19 an
den Rampen 18 verschiebbar geführt. Die Verschieberichtung
des Reibbremsbelags 6 ist eine Bewegung entlang einer gedachten Schraubenlinie
um eine Drehachse der Bremsscheibe 4 mit einer Steigung
in der Vorzugsdrehrichtung 9 der Bremsscheibe 4.
Bei umgekehrter Drehrichtung der Bremsscheibe 4 wird der
Reibbremsbelag 6 in umgekehrter Richtung verschoben ebenfalls
auf einer gedachten Schraubenlinie um die Drehachse der Bremsscheibe 4 mit
einer Steigung in der umgekehrten Drehrichtung der Bremsscheibe 4.
Wie bereits gesagt, kann sich die Steigung ändern. Rückholfedern 20 stützen den
Reibbremsbelag 6 in Längsrichtung
des Bremshebels 3 am Bremshebel 3 ab und stellen
den Reibbremsbelag 6 bei gelöster Scheibenbremse 1 in
eine Ausgangslage zurück.
Faltenbälge 21 schützen die
Rollen 19 und die Rampen 18 vor Schmutz und Nässe.
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Wird
die Scheibenbremse 1 betätigt und der Reibbremsbelag 6 dazu
gegen die drehende Bremsscheibe 4 gedrückt, bewegt die Reibung zwischen der
Bremsscheibe 4 und dem Reibbremsbelag 6 letzteren
entlang der Rampen 18 des Rampenmechanismus 17.
Aufgrund der Steigung der Rampen 18 zur Bremsscheibe 4 bewirkt
die Bewegung des Reibbremsbelags 6 entlang der Rampen 18 eine
Zustellung, der Reibbremsbelag 6 wird auf die Bremsscheibe 4 zu
bewegt. Der Rampenmechanismus 17 erzeugt einen Zustellweg
des Reibbremsbelags 6 zur Bremsscheibe 4, es muss
deswegen nur ein Teil der zur Betätigung der Scheibenbremse 1 erforderlichen Zustellbewegung
von der Betätigungseinrichtung aufgebracht
werden. Das kann als Wegverstärkung oder
-übersetzung
aufgefasst werden, die der Rampenmechanismus 17 bewirkt.
Aufgrund der Ausbildung als Doppelrampenmechanismus 17 mit
in beiden Drehrichtungen der Bremsscheibe 4 ansteigenden
Rampen 18 ist die Wegverstärkung für beide Drehrichtungen der
Bremsscheibe 4 wirksam. Die Betätigungsenergie der Scheibenbremse 1 ist
durch die Verstärkungswirkung
des Rampenmechanismus 17 verringert, was ebenfalls eine
leistungsschwächere
Betätigungseinrichtung 14 ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 ermöglicht in
idealer Weise die Kombination einer Selbstverstärkung (Bremskraftverstärkung) mit
einer (Zustell-) Wegverstärkung
oder -übersetzung.
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Dadurch
eignet sich die erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 zu
einer in 5 dargestellten Kombination
mit einer weiteren, herkömmlichen
Reibungsbremse 29 ohne Selbstverstärkung. Insbesondere bei einer
hydraulischen oder pneumatischen Betätigung der Scheibenbremse 1 lassen
sich beide Bremsen durch eine Leitung verbinden und gemeinsam betätigen. Die
Bremskraftverstärkung
und die Wegverstärkung
der Scheibenbremse 1 wird auf die andere, Reibungsbremse 29 übertragen.
Beispielsweise lässt
sich ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 an
einer Achse und einer herkömmlichen
Reibungsbremse 29 an einer anderen Achse kombinieren. Die
Wirkverbindung erfolgt über
eine Bremsleitung/Verbindungsleitung 30. Die Wegverstärkung des
Rampenmechanismus 17 der Scheibenbremse 1 wirkt
dadurch auch auf die andere Reibungsbremse 29. Man kann
sich vorstellen, dass die von der drehenden Bremsscheibe 4 bewirkte
Verschiebung des Reibbremsbelags 6 dazu führt, dass
ein Bremsflüssigkeitsvolumen
von der erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 zur
anderen Reibungsbremse 29 verschoben wird. Die Betätigung beider
Bremsen 1, 29 kann mittels eines Hauptbremszylinders 31 oder
in nicht dargestellter Weise mittels eines Hydroaggregats (Fremdenergiebremsanlage)
erfolgen.
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Im
dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 den
Rampenmechanismus 17 nur an einem Bremshebel 3 auf.
Es können
allerdings auch beide Bremshebel 2, 3 Rampenmechanismen 17 für die Reibbremsbeläge 5, 6 aufweisen
(nicht dargestellt).
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Durch
die symmetrische Anordnung von Rückstellfedern 22 an
jedem Bremshebel 2, 3 werden beide Reibbremsbeläge 5, 6 von
der Bremsscheibe 4 abgehoben und ein gleiches Lüftspiel,
d. h. ein gleicher Spalt, zwischen den Reibbremsbelägen 5, 6 und
der Bremsscheibe 4 auf beiden Seiten der Bremsscheibe 4 eingestellt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind Torsionsschraubenfedern als Rückstellfederelemente 22 auf
Gelenkbolzen 23 der Gelenke 7, 8 aufgesetzt.
Schenkel 24, 25 der Rückstellfederelemente greifen
am Bremsenhalter 12 und am jeweiligen Bremshebel 2, 3 an.
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Eine
Lüftspieleinstellung
erfolgt, indem die Bremshebel 2, 3 zum Lösen der
Scheibenbremse 1 nur so weit auseinander geschwenkt werden,
dass sich ein gewünschtes
Lüftspiel
einstellt. Dadurch erfolgt in einfacher Weise eine Nachstellung
bei Verschleiß der
Reibbremsbeläge 5, 6.
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Das
Joch 13 des Bremsenhalters 12 weist einen länglichen
und schmalen Querschnitt auf und ist parallel zum Umfang der Bremsscheibe 4 ausgerichtet.
Es lässt
sich dadurch in einem schmalen Spalt zwischen der Bremsscheibe 4 und
einer mit einer Kreisbogenlinie 33 angedeuteten Felge unterbringen.
Dadurch ist ein großer
Bremsscheibenradius bei gegebenem Felgendurchfmesser möglich.
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Bei
der folgenden Erläuterung
der 6 werden mit 1 und 2 übereinstimmende
Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Die in 6 dargestellte
Scheibenbremse 1 weist dasselbe Grundprinzip wie die Scheibenbremse 1 aus 1 und 2 auf.
Ebenso wie diese weist die Scheibenbremse 1 aus 6 zwei
Bremshebel 2, 3 auf, deren eine Enden mit Gelenken 7, 8 schwenkbar
an einem Bremsenhalter 12 gelagert und deren andere Enden zur
Betätigung
der Scheibenbremse 1 mit einer Betätigungseinrichtung 14 zusammen,
d. h. nach innen auf die Bremsscheibe 4 zu bewegbar sind.
Der Bremsenhalter 12 ist ein gerader Zugstab, er wird ausschließlich auf
Zug beansprucht. Wie in 1 weist die Scheibenbremse 1 aus 6 eine
elektromechanische Betätigungseinrichtung 14 auf,
wobei auch hier eine hydraulische, pneumatische oder sonstige Betätigung möglich ist.
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Im
Unterschied zur Scheibenbremse 1 aus 1 und 2 sind
die Reibbremsbeläge 5, 6 der Scheibenbremse
aus 6 mit Gelenken 26, 27 schwenkbar
an den Bremshebeln 2, 3 gelagert. Gedachte Schwenkachsen
der Gelenke 26, 27 verlaufen parallel zur Bremsscheibe 4 in
radialer Richtung oder parallel versetzt zu einer Radialen zur Bremsscheibe.
Durch die schwenkbare Lagerung der Reibbremsbeläge 5, 6 an
den Bremshebeln 2, 3 richten sich die Reibbremsbeläge 5, 6 von
selbst an der Bremsscheibe 4 aus. Die Reibbremsbeläge 5, 6 weisen
deswegen eine konstante Dicke auf. Bei betätigter Scheibenbremse 1 bewirkt
eine Reibungskraft zwischen der drehenden Bremsscheibe 4 und
den Reibbremsbelägen 5, 6 ein
Moment um die Schwenkachsen der Gelenke 26, 27.
Zum Ausgleich sind die Gelenke 26, 27 in Umfangsrichtung
der Bremsscheibe 4 versetzt, die Gelenke 26, 27 sind
in der Vorzugsdrehrichtung 9 der Bremsscheibe 4 gesehen
hinter den Flächenschwerpunkten
der Reibflächen
der Reibbremsbeläge 5, 6 angeordnet.
Der mit 28 bezeichnete Versatz ist sinnvollerweise so groß gewählt, dass
das durch Reibung zwischen der drehenden Bremsscheibe 4 und
den gegen sie gedrückten
Reibbremsbelägen 5, 6 bewirkte
Moment bei neuen, mehr oder weniger stark verschlissenen oder vollständig verschlissenen
Reibbremsbelägen 5, 6 vollständig kompensiert
wird. Der Versatz 28 der Gelenke 26, 27 gegenüber den
Flächenschwerpunkten der
Reibflächen
der Reibbremsbeläge 5, 6 beugt
einem ungleichen Verschleiß (sog.
Schrägverschleiß) der Reibbremsbeläge 5, 6 vor.
-
Im Übrigen ist
die in 6 dargestellte Scheibenbremse 1 gleich
ausgebildet und funktioniert in gleicher Weise wie die in 1 und 2 dargestellte
Scheibenbremse 1. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird
zur Erläuterung
von 5 auf die Ausführungen
zu 1 und 2 verwiesen.