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Erfindungsgegenstand
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Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremsvorrichtung für Fahrzeuganhänger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Die bei Fahrzeuganhängern verbauten, herkömmlichen Trommelbremsen haben die Nachteile, dass sie einerseits sehr komplex aufgebaut sind, wobei die Anzahl der Einzelteile nicht selten über fünfzig liegt, und dass sie andererseits nahezu geschlossen sind, so dass sich der Bremsstaub infolge des Abriebs beim Bremsvorgang in der Trommel niedersetzt. Ferner haben sie das schwerwiegende Problem, dass sie bei längeren Ruhezeiten in feuchtem Klima, Nebel, Regen, Schnee, Salzwasser, See- oder Meerwasser im Fall von Bootsanhängern stark zum Korrodieren neigen. Ist eine Trommelbremse sehr stark korrodiert, blockiert sie; ein Verdrehen des betreffenden Rads ist nicht mehr möglich. Dieses Problem tritt verhältnismäßig häufig auf. Zum Beheben der Blockade ist es dann unerlässlich, die Bremse zu zerlegen, vom Rost zu befreien und wieder gängig zu machen. Teilweise müssen Einzelteile oder sogar die ganzen Trommelbremsen ausgetauscht werden.
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Weitere Nachteile der üblichen Trommelbremsen ergeben sich aus der Verwendung von Bowdenzügen, nämlich eine Dehnung der Zugseile und damit ein höherer Bedarf an Aktivierungszeit der Bremse; die ungeschützten Bowdenzugabschnitte korrodieren, so dass bei fortgeschrittener Schädigung des Bowdenzugs ein Seilzugbruch eintreten kann.
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Die genannten Nachteile treten größtenteils auch ein, wenn Fahrzeuganhänger mit einer üblichen Scheibenbremsvorrichtung ausgestattet sind.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Scheibenbremsvorrichtung für Fahrzeuganhänger der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die eine kostengünstige Herstellung aufgrund einer niedrigen Anzahl von Einzelteilen und einen sehr geringen Wartungs- und Reparaturaufwand erlauben. Vor allem soll die Zuverlässigkeit der Funktionsfähigkeit dieser Bremsvorrichtung erhöht werden, insbesondere nach längeren Ruhezeiten und widrigen Umweltbedingungen.
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Kurzfassung der Erfindung
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Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das rostfreie Material Edelstahl. Nicht lasttragende Teile der Scheibenbremsvorrichtung können auch aus Aluminium oder Kunststoff bestehen.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist eine erste Variante derart gestaltet, dass der zweite Bremsbelagträger eine Öffnung aufweist, mit der er auf dem Langschenkel formschlüssig bewegbar ist und dass der Hebel im Endbereich des Langschenkels des ersten Bremsbelagträgers gelagert ist und an der dem Bremsbelag des zweiten Bremsbelagträgers gegenüber liegenden Seite dieses Bremsbelagträgers angreift.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Hebel als Flachstreifen ausgebildet und in einer Ausnehmung des Langschenkels gelagert.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist eine zweite Variante derart gestaltet, dass der Hebel mit einem den zweiten Bremsbelagträger kontaktierenden Exzenter ausgestattet und auf einem im Endbereich des Langschenkels befestigten Bolzen drehbar gelagert ist.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist eine dritte Variante derart gestaltet, dass der Hebel als Kniehebel ausgebildet ist, der sich mit seinem einen Ende am abgebogenen Ende des Langschenkels und mit seinem anderen Ende am zweiten Bremsbelagträger abstützt und der im Kniepunkt ein Drehgelenk aufweist, das mit einem durch eine Öffnung im Endbereich des Langschenkels geführten Gestängeteil verbunden ist.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist eine vierte Variante derart gestaltet, dass der zweite Bremsbelagträger L-förmig mit einem Kurzschenkel, dessen Außenseite einen Bremsbelag aufweist, und mit einem auf dem Langschenkel des ersten Bremsbelagträgers gleitenden Langschenkel ausgebildet ist, und dass der Hebel im Endbereich der beiden Langschenkel zwischen diesen auf einem Führungsteil begrenzt beweglich gelagert, durch Öffnungen der Langschenkel geführt und mit konträr angeordneten Anschlägen der Langschenkel kontaktierbar ist, wobei die beiden Langschenkel gegeneinander verschiebbar sind und die Scheibe axial unbeweglich ausgebildet ist.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist eine Rückrollsicherung des Fahrzeuganhängers in der Weise vorgesehen, dass ein Zahnkranz am Umfang der Scheibe und eine am Anhänger drehbar gelagerte Sperrklinke angeordnet sind, dass die Sperrklinke durch eine Feder, vorzugsweise Druck- oder Zugfeder bzw. elastisches Element, in den Zahnkranz einrastbar ist und dass die Sperrklinke mittels einer vom Fahrer bedienbaren Steuereinrichtung aus der Raststellung freigebbar ist.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Scheibenbremsvorrichtung als Auflaufbremse in der Weise ausgebildet ist, dass jeder Hebel mit einer Stange gekoppelt ist, die parallel zu der die beiden Scheiben tragenden Achse angeordnet ist, und dass am freien Stangenende jeweils ein Gewicht angebracht ist.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist für eine Schleuderausgleichsvorrichtung eine mit ihrem einen Ende am Anhänger drehbare, an ihrem anderen Ende ein Gewicht tragende und senkrecht zur Radachse verlaufende Ausgleichsstange mit zwei in der Nähe des Drehpunkts gegenüberliegenden und jeweils ein Drehgelenk aufweisenden Lappen vorgesehen, und jedes Drehgelenk ist mittels einer Stange bzw. eines Seils mit dem Betätigungsende des seitengleichen Hebels drehbar verbunden.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften, Ausbildung der Erfindung ist die eine Stange gegenüber der anderen Stange versetzt angeordnet und am Anhänger drehbar gelagert, und die Kopplung der einen Stange mit dem zugehörigen Hebel ist mittels einer weiteren Stange bzw. eines Seils durchgeführt.
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Kurzfassung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Scheibenbremsvorrichtung für ein Anhängerrad gemäß der Erfindung; das andere Anhängerrad ist entsprechend ausgebildet;
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2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführung einer Scheibenbremse;
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3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführung einer Scheibenbremse;
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4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführung einer Scheibenbremse;
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5 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführung einer Scheibenbremse;
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6 eine schematische Darstellung einer Rückrollsicherungsvorrichtung gemäß der Erfindung und
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7 eine schematische Darstellung einer Auflaufscheibenbremse und einer Schleuderausgleichsvorrichtung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine Scheibenbremse für ein Anhängerrad. Eine Felge 1 mit Reifen 2 ist mit einer Achse 3 eines Anhängers 4 verbunden. Auf der Achse 3 ist eine Bremsscheibe, im Folgenden kurz nur Scheibe 5 genannt, axial verschiebbar angeordnet.
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Eine Möglichkeit der axialen Verschiebung besteht darin, dies über eine Wellen-Naben-Verbindung mit Innenverzahnung und Außenverzahnung zu realisieren. In diesem Fall weist die Scheibe an der Mittenbohrung die Innenverzahnung auf, die die Gegenverzahnung zur entsprechenden Außenverzahnung an der Achse 3 bildet. Beide Verzahnungen sind als Schiebezahnungen ausgelegt, so dass die Scheibe 5 parallel bzw. längs zur Rotationsachse beweglich ist, in Radialrichtung aber gehalten wird und in Umfangsrichtung das Bremsmoment über die Verzahnungen übertragen kann. Möglich sind alle Verzahnungen, die ein entsprechendes Bremsmoment dauerhaft übertragen können.
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Eine weitere, bildlich nicht dargestellte Möglichkeit der axialen Verschiebung besteht darin, die Scheibe mittels mehrerer, gleichmäßig über dem Umfang verteilter und parallel zur Rotationsachse ausgerichteter Bolzen zu lagern. Hierzu sind im inneren Scheibenbereich Führungsbohrungen angeordnet, so dass die Bolzen durch diese Führungsbohrungen gesteckt und fest mit dem Anhänger verbunden sind. Somit kann das Bremsmoment von der Scheibe 5 über die Bolzen auf den Anhänger abgestützt werden. Die Scheibe ist in diesem Fall radial fixiert und abhängig vom Schiebespiel in koaxialer Richtung zur Rotationsachse verschiebbar.
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Im Randbereich der Scheibe 5 ist ein L-förmiger Bremsbelagträger 6 mit einem auf der Innenseite einen Bremsbelag 7 (s. 2) tragenden Kurzschenkel 8 und mit einem Langschenkel 9 und ein Bremsbelagträger 10 mit einem Bremsbelag 11 angeordnet. Dabei liegt die Scheibe 4 zwischen den Bremsbelägen 7, 11. Der Bremsbelagträger 6 ist ortsfest am Anhänger 5 festgelegt. Der Bremsbelagträger 10 verfügt über eine Öffnung 12, in die der Langschenkel 9 formschlüssig hineinpasst, so dass der Bremsbelagträger 10 auf dem Bremsbelagträger 6 in beiden Richtungen gleiten kann. Die Scheibe 5 wird dabei vom Kurzschenkel 8 und vom zweiten Bremsbelagträger 10 zangenartig umgriffen. An einem abgebogenen Ende oder in der Nähe dieses Endes des Langschenkels 9 ist in einem Drehpunkt 13 ein gerader bzw. leicht abgebogener, vorzugsweise als Flachstreifen ausgebildeter Hebel 14 in einer Ausnehmung des Langschenkels 9 drehbar gelagert, der mit seinem einen Ende 15 die dem Bremsbelag 11 gegenüber liegende Fläche des Bremsbelagträgers 10 kontaktiert und mit seinem anderen Ende 16 über ein Drehgelenk 17 mit einem Betätigungsgestänge 18 bzw. Betätigungsseilsystem verbunden ist. Zwischen Hebel 14 und Langschenkel 9 kann eine Rückholfeder 19 angeordnet sein.
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Die Funktionsweise der Scheibenbremsvorrichtung geht bereits aus den 1 und 2 klar hervor. Wird das Betätigungsgestänge 18 betätigt, so verschiebt der Hebel 14 den Bremsbelagträger 10, dessen Bremsbelag 11 die axial verschiebbare Scheibe 5 auf den feststehenden Bremsbelag 7 drückt. Nach Lösen des Betätigungsgestänges 18 kehrt die Scheibenbremsvorrichtung wieder in den gezeigten Anfangszustand zurück.
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Scheibe 5, Bremsbelagträger 6, 10, Hebel 14 und Gestänge bzw. Seilsystem 18 bestehen aus rostfreiem Material, bevorzugt aus Edelstahl. Einzelne Teile der Scheibenbremsvorrichtung können auch aus Kunststoff oder sonst einem korrosionsbeständigen Material gefertigt werden. Dies hängt im Wesentlichen von der Funktion und den Beanspruchungen ab, die das betreffende Einzelteil ertragen muss und ist somit eine Sache der Auslegung.
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In 3 ist eine Alternative für den Hebel dargestellt. Die Bedingungen für die Scheibe 5 und die Bremsbelagträger 6 und 10 sind die gleichen: Scheibe 5 axial verschiebbar, Bremsbelagträger 6 ortsfest, und Bremsbelagträger 10 auf dem Langschenkel 9 1 verschiebbar. Der Hebel 14 1 ist mit einem den zweiten Bremsbelagträger 10 kontaktierenden Exzenter 20 ausgestattet und auf einem im Endbereich des Langschenkels 9 1 befestigten Bolzen 21 drehbar gelagert. Zusätzlich gibt es mindestens ein nicht dargestelltes, elastisches Element, beispielsweise eine Feder, zum Lösen bzw. Öffnen der Bremszange, mit dem der Hebel 14 1 mit Exzenter 20 zurück gedrückt bzw. gezogen wird, was bei einer vertikalen Darstellung klarer zum Ausdruck kommen würde.
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Eine weitere Alternative für den Hebel ist in 4 dargestellt. Die Bedingungen für die Scheibe 5 und die Bremsbelagträger 6 und 10 sind die gleichen: Scheibe 5 axial verschiebbar, Bremsbelagträger 6 ortsfest, und Bremsbelagträger 10 auf dem Langschenkel 9 1 verschiebbar. Der Hebel 14 2 ist hier als Kniehebel ausgebildet, der sich mit seinem einen Ende 22 am abgebogenen Ende 23 des Langschenkels 9 2 und mit seinem anderen Ende 24 am zweiten Bremsbelagträger 10 abstützt und der im Kniepunkt ein Drehgelenk 25 aufweist, das mit einem durch eine Öffnung 26 im Endbereich des Langschenkels 9 2 geführten Gestängeteil 27 verbunden ist.
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Eine weitere Alternative für die Scheibenbremsvorrichtung ist in 5 dargestellt. Die Scheibe 5 1 kann verschiebbar sein. Im Unterschied zu den Alternativen 1–3 ist hier die Bremszange schwimmend gelagert, d. h. es gibt keinen starren Teil der Bremszange mit Reibbelag. Zur Realisierung der schwimmenden Lagerung ist ein weiteres Bauteil erforderlich. Es hat die Aufgabe, die beiden Einzelteile der Bremszange mit den Bremsbelägen axial und parallel zur Rotationsachse verschiebbar zu führen und so zu positionieren, dass das Bremsmoment übertragen bzw. am Fahrzeuganhänger abgestützt werden kann. Dieses Teil kann als Führungsteil bezeichnet werden. Hierbei ist das Führungsteil mittig zwischen den beiden Bremsbelagträgern angeordnet. Das Führungsteil soll dabei den Hebel 14 3 drehbar lagern, wobei eine zusätzliche kleine, aber begrenzte, axiale Bewegungsmöglichkeit von Vorteil ist. Stellt sich im Laufe des Anhängerlebens ein ungleichmäßiger Verschleiß der Bremsbeläge beidseitig der Scheibe ein, kann dies durch die axiale Beweglichkeit ausgeglichen werden, so dass auch in diesem Fall das volle Bremsmoment erzeugt werden kann.
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Neben dem ersten Bremsbelagträger 6 1 ist nun auch der zweite Bremsbelagträger 10 1 L-förmig ausgebildet. Er ist mit einem Kurzschenkel 28, dessen Außenseite einen Bremsbelag 11 aufweist, und mit einem auf dem Langschenkel 9 2 des ersten Bremsbelagträgers 6 1 gleitenden Langschenkel 29 ausgebildet. Ein Hebel 14 2 ist im Endbereich der beiden Langschenkel 9 2, 29 zwischen diesen auf einem Führungsteil 30 begrenzt beweglich gelagert, durch Öffnungen 30, 31 der Langschenkel 9 2, 29 geführt und mit konträr angeordneten Anschlägen 32, 33 der Langschenkel 9 2, 29 kontaktierbar, wobei die Langschenkel 9 2, 29 gegeneinander verschiebbar sind und die Scheibe 5 1 axial unbeweglich ausgebildet ist. Eine nicht dargestellte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Scheibe 5 1 axial verschiebbar ist.
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Beim Verdrehen des Hebels 14 2 werden beide Bremsbelagträger 6 1, 10 1 in entgegengesetzte Richtungen verschoben, d. h. bei Aktivierung der Scheibenbremsvorrichtung werden diese Bremsbelagträger in Richtung der Scheibe 5 1 bewegt, und zwar solange, bis die maximale Betätigungskraft an der Scheibe 5 1 anliegt. Zum Öffnen dieser Bremsbelagträger wird der Hebel 14 3 gegenläufig durch mindestens ein elastisches Element bewegt, beispielsweise durch eine Zugfeder. Hierbei legt sich der Hebel 14 3 an den gegenüber liegenden Flächen der Öffnungen 30, 31 an und schiebt die Bremsbelagträger 6 1, 10 1 auseinander.
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In 6 ist eine Rückrollsicherungsvorrichtung gezeigt. Diese soll beim Versagen des Zugfahrzeugs während einer steilen Bergauffahrt oder beim Anfahren am Berg gegen unerwünschtes Zurückrollen des Fahrzeuganhängers schützen. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Zahnkranz 34 am Umfang der Scheibe 5 2 und eine am Anhänger drehbar gelagerte Sperrklinke 35 vorgesehen sind, dass die Sperrklinke 35 durch eine Druckfeder 36 in den Zahnkranz 34 einrastbar ist und dass die Sperrklinke 35 mittels einer vom Fahrer bedienbaren Steuereinrichtung 37 aus der Raststellung freigebbar ist. Der Zahnkranz kann auch als Innenverzahnung an der Radfelge angeordnet sein. Der Zahnkranz 34 kann hierbei so gestaltet sein, dass die Sperrklinke 35 bei einer Vorwärtsbewegung der Scheibe 5 2 über den Zahnkranz 34 abgleitet und nur bei der Rückwärtsbewegung in die Sperrstellung einrastet. Die Betätigung der Sperrklinke 35 kann elektromagnetisch über eine zur Steuereinrichtung 37 führende Leitung 38 erfolgen, die über eine weitere Leitung 39 und einen Stecker 40 zum Zugfahrzeug führt.
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In 7 ist die Scheibenbremsvorrichtung als Auflaufbremse in der Weise ausgebildet, dass auf der rechten Seite der Hebel 14 mit einer Stange 41 gekoppelt ist, die parallel zu der die beiden Scheiben tragenden Achse 42 angeordnet ist, und dass am freien Stangenende ein Gewicht 43 angebracht ist. Die linke Seite kann genauso ausgebildet sein, ist aber nicht dargestellt. Vielmehr ist die linke Seite so gestaltet, dass die eine Stange 44 gegenüber der anderen Stange 41 versetzt angeordnet ist, am Anhänger drehbar gelagert ist und die Kopplung der einen Stange 44 mit dem zugehörigen Hebel 14' mittels einer weiteren Stange 45 bzw. eines Seils durchgeführt ist.
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Wird nun der Fahrzeuganhänger durch Bremsen des Zugfahrzeugs verzögert, wirkt die Massenträgheit der Gewichte 43, 43' derart, dass diese Gewichte in Fahrtrichtung beschleunigt und dadurch die Hebel 14, 14' verdreht werden. Das bedeutet, dass die Bremskraft geschwindigkeitsabhängig erzeugt wird. Werden die Stangen 41, 44 so lang ausgeführt, dass sie über die Anhängermitte reichen und gleichzeitig die entsprechenden Drehpunkte möglichst nahe an der Einzelbremse positioniert sind, werden eine entsprechend große Übersetzung und damit eine Erhöhung der maximalen Bremskraft gewonnen. Vorzugsweise ist, wie nicht dargestellt ist, mindestens ein elastisches Element, beispielsweise eine Zug- bzw. Druckfeder, je Hebel 14, 14' mit Gewicht 43, 43' eingesetzt, das direkt oder indirekt über ein mechanisches Bauteil auf den jeweiligen Hebel wirkt und bis zu einer definierten, begrenzten Kraft das Verdrehen des Hebels und damit die Bremsbetätigung unterbindet. Bei normaler Fahrt wird dabei der Hebel in der offenen Bremsstellung gehalten. Erst wenn die eingestellte Kraftgrenze überschritten wird, wird die Betätigung der Bremse freigegeben. Dies bedeutet, dass bei geringen Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Anhängers keine Bremse aktiviert wird. Der große Vorteil besteht darin, dass bei dem normalerweise langsamen Rückwärtsfahren keine Bremse blockiert wird, und somit ist kein separater Freischaltmechanismus der Bremse für das gewollte Rückwärtsfahren erforderlich.
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Die 7 zeigt auch eine Schleuderausgleichsvorrichtung, die derart gestaltet ist, dass eine mit ihrem einen Ende am Anhänger drehbare, an ihrem anderen Ende ein Gewicht 46 tragende und senkrecht zur Radachse 42 verlaufende Ausgleichsstange 47 mit zwei in der Nähe des Drehpunkts 48 gegenüberliegenden und jeweils ein Drehgelenk 49, 50 aufweisende Lappen 51, 52 vorgesehen ist und dass jedes Drehgelenk 49, 50 mittels einer Stange 53, 54 bzw. eines Seils mit dem Betätigungsende des seitengleichen Hebels 14, 14' drehbar verbunden ist.
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Schwingt der Anhänger nun beispielsweise nach rechts, so wird beim Bremsen die linke Bremse stärker angezogen, während die rechte Bremse eine Entlastung erfährt. Dadurch wird dem Schleudern entgegen gewirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Felge
- 2
- Reifen
- 3
- Achse
- 4
- Fahrzeuganhänger
- 5, 51, 52
- Scheibe
- 6, 61, 62
- erster Bremsbelagträger
- 7
- Bremsbelag
- 8
- Kurzschenkel (erster Bremsbelagträger)
- 9, 91, 92
- Langschenkel (erster Bremsbelagträger)
- 10, 101
- zweiter Bremsbelagträger
- 11
- Bremsbelag
- 12
- Öffnung
- 13
- Drehpunkt
- 14, 14', 141, 142
- Hebel
- 15
- Ende
- 16
- Ende
- 17
- Drehgelenk
- 18
- Betätigungsgestänge, -seilsystem
- 19
- Rückholdruckfeder
- 20
- Exzenter
- 21
- Ende (des Kniehebels)
- 23
- Ende (des Langschenkels)
- 24
- anderes Ende (des Kniehebels)
- 25
- Drehgelenk
- 26
- Öffnung
- 27
- Gestängeteil
- 28
- Kurzschenkel (des zweiten Bremsbelagträgers)
- 29
- Langschenkel (des zweiten Bremsbelagträgers)
- 30
- Öffnung
- 31
- Öffnung
- 32
- Anschlag
- 33
- Anschlag
- 34
- Zahnkranz
- 35
- Sperrklinke
- 36
- Druckfeder
- 37
- Steuereinrichtung
- 38
- Leitung
- 39
- Leitung
- 40
- Stecker
- 41
- Stange
- 42
- Achse
- 43
- Gewicht
- 44
- Stange
- 45
- weitere Stange
- 46
- Gewicht
- 47
- Ausgleichsstange
- 48
- Drehpunkt
- 49
- Drehgelenk
- 50
- Drehgelenk
- 51
- Lappen
- 52
- Lappen
- 53
- Stange
- 54
- Stange
