DE102006039970A1 - Scheibenbremse mit zwei Reibbremsbeläge aufweisenden Bremshebeln - Google Patents

Scheibenbremse mit zwei Reibbremsbeläge aufweisenden Bremshebeln Download PDF

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DE102006039970A1
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Chi-Thuan Cao
Dirk Hofmann
Herbert Vollert
Willi Nagel
Bertram Foitzik
Bernd Goetzelmann
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse (1) mit Reibbremsbeläge (5, 6) aufweisenden schwenkbaren Bremshebeln (2, 3). Zum Ausgleich der Schwenkbewegung der Bremshebel (2, 3) sieht die Erfindung vor, dass eine Dicke der Reibbremsbeläge (5, 6) in einer Vorzugsdrehrichtung (9) der Bremsscheibe (4) geringer wird.

Description

  • Stand der Technik
  • 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.
  • 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.
  • Die Reibfläche ist die der Bremsscheibe zugewandte Oberfläche der Reibbremsbeläge, die bei betätigter Scheibenbremse gegen die Bremsscheibe gedrückt wird.
  • 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.
  • Offenbarung der Erfindung
  • 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.
  • Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Scheibenbremse in Ansicht radial von außen auf eine Bremsscheibe gesehen;
  • 2 eine Ansicht der Scheibenbremse aus 1 mit Blickrichtung senkrecht zur Bremsscheibe;
  • 3 u. 4 alternative Formen von Reibbremsbelägen für die Scheibenbremse aus 1 und 2 gemäß der Erfindung;
  • 5 eine abgewandelte, erfindungsgemäße Ausführungsform der Scheibenbremse aus 1; und
  • 6 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer 1 entsprechenden Darstellung.
  • Die Figuren sind als vereinfachte Schemadarstellungen zur Erläuterung der Erfindung zu verstehen.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (11)

  1. Scheibenbremse mit zwei Reibbremsbeläge (5, 6) aufweisenden Bremshebeln (2, 3), die seitlich von einer Bremsscheibe (4) angeordnet sind und die gegen Mitdrehen mit der Bremsscheibe (4) mit seitlichem Abstand von der Bremsscheibe (4) und in einer Vorzugsdrehrichtung (9) der Bremsscheibe (4) gesehen hinter den Reibbremsbelägen (5, 6) schwenkbar abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbremsbeläge (5, 6) eine sich in der Vorzugsdrehrichtung (9) der Bremsscheibe (4) verringernde Dicke aufweisen.
  2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbremsbeläge (5, 6) in einem Neuzustand eine konvexe Reibfläche aufweisen.
  3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (1) eine Betätigungseinrichtung (14) aufweist, die in der Vorzugsdrehrichtung (9) der Bremsscheibe (4) gesehen vor den Reibbremsbelägen (5, 6) an den Bremshebeln (2, 3) angreift.
  4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (1) eine elektromechanische Betätigungseinrichtung (14) aufweist.
  5. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (14) ein Zahnstangengetriebe (16) aufweist.
  6. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (1) einen Bremsenhalter (12) aufweist, der die Reibbremsbeläge (5, 6) an den Bremshebeln (2, 3) gegen Mitdrehen mit der Bremsscheibe (4) schwenkbar abstützt und der die Bremsscheibe (4) in etwa in Höhe einer gedachten Sekante zur Bremsscheibe (4) durch die Reibbremsbeläge (5, 6) übergreift.
  7. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Bremshebel (3) einen Rampenmechanismus (17) aufweist, der den Reibbremsbelag (6) dieses Bremshebels (3) in der Vorzugsdrehrichtung (9) der Bremsscheibe (4) und in einem Winkel zur Bremsscheibe (4) verschiebbar am Bremshebel (3) führt.
  8. Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Bremshebel (3) einen Doppelrampenmechanismus (17) aufweist, der den Reibbremsbelag (6) dieses Bremshebels (3) in beiden Drehrichtungen der Bremsscheibe (4) in einem Winkel zur Bremsscheibe (4) verschiebbar am Bremshebel (3) führt.
  9. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (1) mit einer weiteren Reibungsbremse (29) wirkverbunden ist derart, dass eine Betätigungsenergie auf die weitere Reibungsbremse (29) übertragen wird.
  10. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbremsbeläge (5, 6) schwenkbar an den Bremshebeln (2, 3) angeordnet sind.
  11. Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenklagerung (26, 27) der Reibbremsbeläge (5, 6) an den Bremshebeln (2, 3) in der Vorzugsdrehrichtung (9) der Bremsscheibe (4) gesehen hinter Flächenschwerpunkten der Reibflächen der Reibbremsbeläge (5, 6) angeordnet sind.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI510726B (zh) * 2012-02-14 2015-12-01 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Railway vehicles with brakes to make pieces and have their disc brakes
US9416830B2 (en) * 2013-11-20 2016-08-16 Hyundai Motor Company Motor-driven brake having multi-pad
EP2761200B1 (de) 2011-09-28 2018-02-28 KNORR-BREMSE Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Scheibenbremse, insbesondere für ein nutzfahrzeug

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