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Die Erfindung betrifft eine Außenbackenbremse mit zwei Bremshebeln, mit zwei jeweils an den Bremshebeln gelenkig angeordneten Bremsbacken und mit einer Betätigungsvorrichtung, wobei die Bremsbacken Bremsbeläge aufweisen und die Betätigungsvorrichtung einen Winkelhebel, eine Bremsfeder zum Schließen der Außenbackenbremse, ein Lüftgerät zum Lüften der Außenbackenbremse, eine Bremsfederstange und eine erste Bremshebelstange umfasst. Der Winkelhebel ist auf einer Seite gelenkig mit dem Lüftgerät und auf der anderen Seite, an unterschiedlichen Punkten, mit der Bremsfederstange und der ersten Bremshebelstange gelenkig verbunden ist, wobei die beiden Bremshebel über die Bremsfederstange miteinander verbunden sind, und die Bremsfeder so angeordnet ist, dass ihre Kraft in Richtung des Winkelhebels auf die Bremsfederstange und auf die erste Bremshebelstange wirkt.Zwischen dem ersten Bremshebel und der ersten Bremshebelstange ist eine zweite Bremshebelstange angeordnet. Die zweite Bremshebelstange ist an ihrem ersten Ende gelenkig mit der ersten Bremshebelstange und an ihrem zweiten Ende gelenkig mit dem Bremshebel verbunden. Die Position der Bremshebel ist an der zweiten Bremshebelstange einstellbar.
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Derartige Außenbackenbremsen werden in der Industrie seit vielen Jahren verwendet. Die Bremsbacken wirken grundsätzlich auf eine Bremstrommel oder eine Bremsscheibe, wobei der Bremsentyp robust ausgestaltet ist, um auch bei rauen Bedingungen eingesetzt werden zu können. Werden Außenbackenbremsen beispielsweise bei Kränen oder generell auf Baustellen eingesetzt, sind Staub und gröbere Verunreinigungen unvermeidbar. Bei Außenbackenbremsen ist es wichtig, dass die Bremsbacken beim Öffnen der Bremse einen Spalt zwischen Bremsbacken und Bremstrommel bzw. Bremsscheibe preisgeben, der groß genug ist, damit Verunreinigungen einfach aus der Bremse entfernt werden können. Im Idealfall fallen Verunreinigungen durch die Schwerkraft von allein aus der Bremse heraus. Ist der Spalt jedoch zu groß, ist der Hub, den das Lüftgerät zum Lüften der Bremse ausführen muss, unnötig groß. Bei einem zu kleinen Spalt werden Verunreinigungen möglicherweise zwischen den Bremsbacken und der Bremstrommel bzw. Bremsscheibe gehalten. Beim Bremsvorgang wirken diese Verunreinigungen dann auf die Bremsbacken und werden zwischen Bremsbacken und Bremstrommel bzw. Bremsscheibe zerkleinert, was zu einem unnötig hohen und ungleichmäßigen Verschleiß der Bremsbacken oder sogar bis hin zu Funktionsstörungen und Beschädigungen von Bauteilen führen kann.
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Bei Verschleiß der Bremsbeläge vergrößert sich der Weg, den die Bremsbacken zum Schließen der Bremse zurücklegen müssen, wodurch sich auch der Hub vergrößert, den das Lüftgerät zum Lüften der Bremse durchführen muss. Lüftgerät und Winkelhebel sind in der Regel über eine Kolbenstange miteinander verbunden, so dass der Winkelhebel bei hohem Verschleiß der Bremsbeläge im schlimmsten Fall auf dem Lüftgerät aufliegt. Eine weitere Bewegung des Winkelhebels in Richtung auf das Lüftgerät ist dann nicht mehr möglich, so dass auch die Bremse nicht mehr weiter geschlossen werden kann. Die Länge, um die die Kolbenstange des Lüftgeräts bei Verschleiß der Bremsbeläge beim Schließen der Bremse zusätzlich in das Lüftgerät eintaucht, wird Verschleißhub genannt.
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Außenbackenbremsen weisen daher eine Reihe von Einstellmöglichkeiten auf, um unter anderem den Abstand zwischen den Bremshebeln bzw. Bremsbacken und der Bremstrommel bzw. der Bremsscheibe einzustellen, damit auch bei zunehmendem Verschleiß eine einwandfreie Funktion der Bremse gewährleistet werden kann.
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Aus dem Stand der Technik sind Außenbackenbremsen bekannt, bei denen die Einstellung der Position der Bremsbacken automatisch realisiert wird. So zeigt die
DE 25 08 240 A eine durch ein Lüftgerät und eine parallel dazu angeordnete Bremsfeder betätigte Außenbackenbremse, die eine selbsttätige Nachstelleinrichtung bei Abnutzung der Bremsbeläge aufweist. Die Nachstelleinrichtung ist in einem Winkelhebel angeordnet und steht in Verbindung mit einer Bremshebelstange, an deren zweitem Ende ein Bremshebel drehbar gelagert ist. Die Bremshebelstange ist mit einer um die Achse der Bremshebelstange drehbaren Hülse derart verbunden, dass sich bei Drehung der Hülse die wirksame Länge der Bremshebelstange verändert. Eine Drehung der Hülse wird durch einen Bolzen ausgelöst, der bei Bewegung an Schrauben anschlägt, die ebenfalls im Winkelhebel angeordnet sind. Wird die Bremse geöffnet, schwenkt der Bolzen in Richtung einer Schraube und schlägt an diese an. Bei Abnutzung der Bremsbacken verlängert sich der Weg, den die Bremsbacken und somit auch der Bolzen beim Öffnen zurücklegen. Der Bolzen wird dann durch Anschlagen an die Schraube in seiner Bewegung gehindert, wodurch die Hülse gedreht und dadurch die Länge der Bremshebelstange geändert wird, so dass die Bremsbeläge weiter an die Bremstrommel her-angeführt werden.
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Außerdem zeigt die
DE 20 23 065 A eine Trommelbremse mit einer Bremstrommel und durch ein Bremsgestänge betätigbaren Bremsbacken. Die Bremsbacken werden durch die Kraft von Bremsfedern an die Bremstrommel gedrückt, wobei ein Lüftgerät die Bremsfedern in einem vorgespannten Zustand hält. Die Bremse verfügt außerdem über eine automatische Nachstellvorrichtung, die von der Funktionsweise ähnlich zur Nachstellvorrichtung der
DE 25 08 240 A ist.
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Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist jedoch, dass der Verschleißhub kontinuierlich nachgestellt wird, ohne dass von Außen Einfluss darauf genommen werden kann. Gerade bei großen Trommelbremsen sind auftretende Temperaturunterschiede und damit verbundene Materialausdehnungen nicht zu vernachlässigen. Kühlt die Bremse ab, so wird der Verschleißhub auf Grund des Zusammenziehens des Materials automatisch verringert. Wird die Bremse anschließend wieder in Betrieb genommen und erwärmt sich, kann der Lüftspalt zwischen Bremsbacken und Trommel unter Umständen zu klein werden, so dass die Bremsbeläge unnötig schnell verschleißen.
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Die
DE 1 286 848 A offenbart eine selbsttätige und stufenlos wirkende mechanische Nachstellvorrichtung für das Lüftspiel einer Außenbackenbremse. Der Nachstellmechanismus wirkt dabei lediglich an einem Bremshebel. Ein Anschlagbolzen ist dazu in einer Bohrung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bremsbacke im Bremshebel angeordnet, wobei der Durchmesser der Bohrung um den halben Lüftweg größer ist, als der Durchmesser des Anschlagbolzens. Der Anschlagbolzen ist an einem Halter befestigt, der ein keilförmiges Ende aufweist und in einer Vorrichtung geklemmt wird. Beim Öffnen der Bremse, die zwei über eine Verbindungsstange verbundene Bremshebel aufweist, wird zunächst der Bremshebel mit der Nachstellvorrichtung bewegt, bis der Bremshebel mit der Seitenwand der Bohrung an den Anschlagbolzen anschlägt. Anschließend wird der zweite Bremshebel von der Bremstrommel wegbewegt.
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Bei Verschleiß der Bremsbeläge vergrößert sich der zurückzulegende Weg einer Bremsbacke zur Bremstrommel, so dass der Weg größer ist, als das Spiel zwischen dem Anschlagbolzen und der Bohrung. Liegt der Anschlagbolzen an der Seitenwand der Bohrung an, so führt dies dazu, dass das keilförmige Ende des Halters so weit herausgezogen wird, bis die Bremsbacke mit ihrem Bremsbelag wieder an der Bremstrommel anliegt. Der Bremslüftweg bleibt aber auf Grund des Zusammenwirkens zwischen Bohrung und Anschlagbolzen unverändert. Bei dieser Ausgestaltung ist nachteilig, dass lediglich die Position eines Bremshebels eingestellt wird, nicht aber der Verschleißhub. Bei zu starker Abnutzung der Bremsbeläge ist es daher möglich, dass der Winkelhebel auf dem Lüftgerät aufliegt und die Bremsleistung dann gravierend abnimmt.
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Zusätzlich zu den aus dem Stand der Technik bekannten automatischen Einstellmöglichkeiten sind somit weitere Einstellungen vorzunehmen, damit die Außenbackenbremse über einen längeren Zeitraum zufriedenstellend arbeitet. Die Einstellmöglichkeiten sind sehr vielfältig und müssen außerdem von einem dazu ausgebildeten Fachmann durchgeführt werden, da sie an unterschiedlichen Stellen an der Bremse, die mehr oder weniger gut zugänglich sind, eingestellt werden müssen. Ein Fehler bei der Einstellung kann die Funktion der Bremse beeinflussen und führt im schlimmsten Fall zur Beschädigung oder sogar zur Zerstörung von Bauteilen der Bremse.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Außenbackenbremse anzugeben, bei der die Einstellmöglichkeiten vereinfacht werden, so dass die Bremse bei im Laufe der Zeit auftretendem Verschleiß möglichst einfach ein- bzw. nachgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen Außenbackenbremse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die erste Bremshebelstange und die zweite Bremshebelstange in einem Winkel größer 0 Grad, aber kleiner 90 Grad, zueinander angeordnet sind. Eine Veränderung der Position der Bremshebel führt automatisch auch zu einer Veränderung der Position der Bremsbeläge, so dass bei Verschleiß der Bremsbeläge die Bremshebel bzw. die Bremsbeläge näher an die Bremstrommel bzw. Bremsscheibe herangeführt werden können. Bei einem zu kleinen Lüftspalt können die Bremsbeläge auch weiter von der Bremstrommel bzw. Bremsscheibe beabstandet sein.
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Durch die Verbindung der ersten Bremshebelstange mit der zweiten Bremshebelstange können die Bremshebelstangen flexibler angeordnet werden. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass die erste Bremshebelstange und die zweite Bremshebelstange in einem Winkel größer 0 Grad, aber kleiner 90 Grad, vorzugsweise kleiner 45 Grad, zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann die zweite Bremshebelstange vom Winkelhebel und somit auch von der Konstruktion der Bremse weg orientiert sein. Die Einstellung der Position der Bremshebel über die zweite Bremshebelstange ist dadurch leichter vorzunehmen, da der Einstellpunkt an der zweiten Bremshebelstange , also der Punkt, an dem die Einstellung konkret von einem Fachmann durchgeführt wird, leichter von außen zugänglich ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einstellung der Position der Bremshebel durch eine Längenänderung der zweiten Bremshebelstange realisiert ist. Eine Längenänderung der zweiten Bremshebelstange führt dazu, dass sich die Gelenkpunkte zwischen den einzelnen Bauteilen neu ausrichten. Dies führt dazu, dass beispielsweise bei einer Verlängerung der zweiten Bremshebelstange die Bremsbacken näher an die Bremstrommel bzw. die Bremsscheibe herangeführt werden, wohingegen eine Verkürzung der Bremshebelstange dazu führt, dass der Abstand zwischen den Bremsbacken und der Bremstrommel bzw. der Bremsscheibe vergrößert wird.
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Bei der Ausgestaltung der zweiten Bremshebelstange ist es vorteilhaft, wenn die Längenänderung der zweiten Bremshebelstange einfach von außen eingestellt werden kann. Hierzu kann sich in der zweiten Bremshebelstange ein Spreizelement befinden, welches durch Drehung einer Schraube gespreizt bzw. gestaucht werden kann. An der Schraube kann dazu ein Griff oder eine ähnliche Betätigungsvorrichtung angebracht sein, so dass die Einstellung einfach von Hand vorgenommen werden kann. Der Punkt zur Einstellung kann aber auch so ausgestaltet sein, dass ein Werkzeug zur Veränderung der Länge der zweiten Bremshebelstange notwendig ist.
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Um die Einstellmöglichkeiten zu erweitern und gleichzeitig zu vereinfachen ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Federspannung der Bremsfeder einstellbar ist und dass die zweite Bremshebelstange derart in Richtung auf die Bremsfeder angeordnet ist, dass die Position der Bremshebel und die Federspannung der Bremsfeder in einem Punkt einstellbar sind. Hierzu ist die zweite Bremshebelstange zwischen der Bremsfeder und dem ersten Bremshebel angeordnet ist, so dass die Position der Bremshebel und die Federspannung der Bremsfeder zusammen an der zweiten Bremshebelstange einstellbar sind. Die Betätigung des Mechanismus, um die Position der Bremshebel bzw. der Bremsbeläge durch die zweite Bremshebelstange einzustellen kann dadurch gleichzeitig mit der Einstellung der Federvorspannung der Bremsfeder erfolgen.
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Die Bremsfeder ist vorteilhafterweise um einen Teil der Bremsfederstange angeordnet und kann mit Überwurfmuttern, die in korrespondierende Gewinde, die in der Bremsfederstange ausgebildet sind, eingreifen, stärker gespannt oder gelöst werden. Wenn die Bremsfeder dagegen an einer Stelle fixiert ist, kann die Federvorspannung auch durch eine Längenänderung der zweiten Bremshebelstange, direkt oder mittelbar durch ein zwischen der Bremsfeder und der zweiten Bremshebelstange verschiebbar gehaltenes Bauteil, erfolgen. So kann bei der Einstellung der Position der Bremshebel über eine Längenänderung der zweiten Bremshebelstange gleichzeitig die Feder gespannt oder entspannt werden.
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Um ein Zusammenwirken der beweglichen Komponenten untereinander zu verbessern ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfmdungsgemäßen Außenbackenbremse vorgesehen, dass die Bremsfederstange, die erste Bremshebelstange und die zweite Bremshebelstange in einem Punkt miteinander verbunden sind. Der Verbindungspunkt kann beispielsweise in der Nähe des Einstellpunktes liegen, damit sich eine Einstellung der Position der Bremshebel über die zweite Bremshebelstange direkt auf die übrigen Komponenten, also Bremsfederstange und erste Bremshebelstange, auswirken kann.
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Um die Stabilität der Außenbackenbremse allgemein zu erhöhen ist vorgesehen, dass die beiden Bremshebel jeweils gelenkig mit einer Bodenplatte verbunden sind. Auf diese Weise ist die gesamte Konstruktion fest mit dem Boden bzw. der Bodenplatte verbunden. Die Bodenplatte kann als separates Bauteil ausgestaltet sein, so dass die Außenbackenbremse mobil ausgestaltet ist. Die Bodenplatte kann aber auch selber Teil des Bodens sein, auf dem die Außenbackenbremse angebracht ist.
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Bei starken Bremsvorgängen kann die gesamte Bremsenkonstruktion in Bewegung geraten. Um eine solche Bewegung abzufangen, sind bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung Federn vorgesehen, die mit der Außenbackenbremse verbunden sind und eine Dämpfung der Bewegung der Außenbackenbremse bewirken. Schwankt die Außenbackenbremse während des Bremsvorgangs oder aus anderen Gründen zu stark zu einer Seite, so wird die entsprechende Feder ausgelenkt, wodurch sich die Federkraft entgegen der Richtung, in die die Bremse schwankt, erhöht. Die resultierende Dämpfung sorgt dafür, dass die Außenbackenbremse wieder in ihre ursprüngliche Position zurückkehrt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Federn an einem an der Bodenplatte befestigten Pfahl angeordnet, wobei am Ende des Pfahls ein Bolzen angeordnet ist, der sich im Wesentlichen senkrecht zum Pfahl erstreckt und den die Federn umschließen. Zwischen den Federn, die relativ zum Bolzen auslenkbar sind, ist eine auf dem Bolzen verschiebbar gelagerte Hülse angeordnet, die mit der ersten Bremshebelstange verbunden ist. Im Unterschied zu im Bereich des Boden bzw. der Bodenplatte angebrachten Fußfedern, sind die Feder bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der Außenbackenbremse somit beabstandet vom Boden angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Federn nicht so leicht verunreinigen und außerdem für einen Monteur leichter zugänglich sind, so dass auch eine Einstellung der Federn einfacher vorgenommen werden kann. Gerade bei rauen Umgebungsbedingungen sind am Boden angeordnete Fußfedern durch Verunreinigungen teilweise nicht mehr deutlich erkennbar, so dass deren Einstellung im laufenden Betrieb häufig vergessen und somit nur sporadisch vorgenommen wird. Bei Verlagerung der Federn in einen Bereich, der vom Boden etwas weiter beabstandet ist, sind die Federn dagegen mehr im Blickfeld des Monteurs, so dass auch deren Einstellung bzw. Nachstellung regelmäßiger erfolgt.
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Zur weiteren Vereinfachung der Einstellungen der Außenbackenbremse ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die verschiebbar gelagerte Hülse derart mit der ersten Bremshebelstange verbunden ist, dass eine Einstellung der Position der Bremshebel bei Verschleiß der Bremsbeläge über die Bremshebelstange gleichzeitig zu einer Auslenkung mindestens einer Feder führt. Dadurch ist es möglich, dass sowohl die Einstellung der Position der Bremshebel als auch die Einstellung der Federn in einem Punkt erfolgen kann. Wird der Einstellpunkt soweit verlagert, dass gleichzeitig auch die Bremsfedervorspannung in diesem Punkt einstellbar ist, sind alle notwendigen Einstellmöglichkeiten der Außenbackenbremse in einem Punkt vereint.
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Für einen Monteur hat dies den immensen Vorteil, dass er die Außenbackenbremse nun nicht mehr nach Einstellmöglichkeiten absuchen muss. Die Einstellung einer Außenbackenbremse ist ein komplexes Unterfangen. Eine Einstellung der Position der Bremshebel kann dazu führen, dass eine Einstellung der Federn für die Dämpfung oder der Bremsfeder notwendig wird. Durch die Einstellung der Außenbackenbremse in einem Punkt bleibt das System in sich harmonisch und korrekt ausgerichtet.
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Zur weiteren Vereinfachung der Einstellung der Außenbackenbremse kann eine Einstellvorrichtung vorgesehen sein, die eine Einstellung der Position der Bremshebel bei Verschleiß der Bremsbeläge vornimmt. Die Einstellvorrichtung kann beispielsweise durch einen elektrischen Motor angetrieben werden. Ein Monteur, der die Außenbackenbremse einstellt, muss somit nicht mehr unbedingt direkt vor Ort an der Außenbackenbremse sein, sondern kann über eine Fernwarte, beispielsweise einen Rechner, die nötigen Einstellungen vorgeben, die dann von der Einstellvorrichtung durchgeführt werden.
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Vorzugsweise arbeitet die Einstellvorrichtung dabei automatisiert. So können der Einstellvorrichtung Grenzwerte vorgegeben werden, ab denen Sie eine Einstellung vornehmen soll. Es ist zum Beispiel nicht nötig, eine Einstellung sofort dann durchzuführen, wenn die Bremsbeläge Verschleißerscheinungen zeigen. Ein gewisser Toleranzbereich kann von der Außenbackenbremse bzw. dem Lüftgerät ausgeglichen werden. Der Einstellvorrichtung kann beispielsweise vorgegeben werden, dass Sie erst ab einem bestimmten Verschleißhub eine Einstellung durchführen soll. Dabei kann die Einstellvorrichtung entweder alle Einstellmöglichkeiten der Außenbackenbremse gleichzeitig durchführen, oder diese individuell anpassen. Denkbar sind auch optische oder akustische Signale, die von der Einstellvorrichtung an den Anwender ausgegeben werden, falls ein Grenzwert überschritten wurde. Der Anwender hat dann die Möglichkeit eine geplante Einstellung zu quittieren, oder mit der vorhandenen Einstellung weiter zu arbeiten. Die Möglichkeiten, die eine Einstellvorrichtung bietet, können sehr vielfältig sein, so dass die vorherigen Ausführungen nur beispielhaft und nicht abschließend sein sollen.
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Um eine kompaktere Bauweise zu ermöglichen, ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an der Bremsfederstange ein Langloch ausgebildet ist, so dass der Gelenkpunkt von erstem Bremshebel und erster Bremshebelstange relativ zur Bremsfederstange durch das Langloch gleiten können. Mit dem Gelenkpunkt gleiten dann auch das jeweilige Ende des ersten Bremshebels und der ersten Bremshebelstange durch das Langloch in der Bremsfederstange. Auf diese Weise können die Bauteile, die zum Teil in einer Ebene liegen, näher aneinander rücken.
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Um die Betätigungsvorrichtung der Außenbackenbremse, insbesondere den Einstellbereich vor Beschädigungen und Verschmutzungen bei rauen Bedingungen zu schützen, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Außenbackenbremse vorgesehen, dass die Bremsfederstange ein Gehäuse aufweist, und dass das Gehäuse im Bereich der Bremsfeder relativ zur Bremsfeder abklappbar ist. Die Abklappbarkeit des Gehäuses begünstigt, dass die Bremsfeder im Reparaturfall schnell und einfach ausgetauscht werden kann. Der abklappbare Gehäuseteil kann beispielsweise um eine Achse aus einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position schwenkbar sein. Weist das Gehäuse an der Seite, die senkrecht zur Bremsfederstange angeordnet ist, ein Langloch auf, so kann die Bremsfederstange in dieses Langloch eingreifen, wobei dann das Ende der Bremsfederstange etwas aus dem Gehäuse herausragt.
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Das Gehäuse kann beispielsweise einfach dadurch in der geschlossenen Position gesichert werden, dass die Bremsfederstange einen Abschnitt mit einem Außengewinde aufweist, auf dem eine Überwurfmutter aufgeschraubt ist, durch die das Gehäuse festgeklemmt werden kann. Das Gehäuse muss nicht zu jeder Seite geschlossen sein. Es kann ausreichen, wenn das Gehäuse von einem Rahmen gebildet wird, der die Bremsfeder und andere bewegliche Teile der Außenbackenbremse umgibt.
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Bei einer gelenkigen Verbindung zwischen Bremshebel und Bremsbacken kann es, je nach Dimensionierung der Außenbackenbremse, vorkommen, dass sich die Bremsbacken auf Grund der Schwerkraft relativ zu den Bremshebeln neigen. Um dies zu verhindern ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass in den Bremsbacken jeweils mindestens eine Druckfeder angeordnet ist, die einen Reibschluss zwischen dem Bremshebel und der jeweiligen Bremsbacke bewirkt. Auf diese Weise müssen die Bremsbacken nur einmalig ausgerichtet werden und verbleiben danach in dieser Position. Eine weitere Justierung ist zwar nach wie vor möglich, jedoch ist ein andauerndes Nachstellen in der Regel nicht mehr notwendig. Anstelle einer Druckfeder können auch andere Bauelemente verwendet werden, die genügend Kraft aufbringen, damit sich die Bremsbacken nicht von allein relativ zu den Bremshebeln bewegen.
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Die zuvor beschriebenen Druckfedern sind vorzugsweise oberhalb der Gelenkverbindung zwischen dem jeweiligen Bremshebel und der zugeordneten Bremsbacke angeordnet. Da Gelenke und Lager gefettet und geschmiert werden müssen, würde eine Anordnung der Druckfeder unterhalb der Gelenkverbindung dazu führen, dass sich die Schmierstoffe im laufenden Betrieb auf Grund von Erwärmung aufweichen und verflüssigen und allmählich eine so geringe Viskosität aufweisen, dass die Schmierstoffe in den Bereich der Druckfeder fließen können. Unter Umständen wäre durch diese unerwünschte Schmierung dann kein Reibschluss zwischen Bremsbacke und Druckfeder mehr möglich, so dass sich die Bremsbacken relativ zum Bremshebel verschieben könnten, was eine ungleichmäßige Abnutzung der Bremsbeläge zur Folge haben könnte.
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Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Außenbackenbremse auszugestalten und weiterzubilden. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der dem unabhängigen Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und werden nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Außenbackenbremse aus dem Stand der Technik, in geöffneter Position,
- 2 eine schematische Darstellung der Außenbackenbremse gemäß 1, in geschlossener Position,
- 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Außenbackenbremse, in geöffneter Position,
- 4 eine schematische Darstellung der Außenbackenbremse gemäß 3, in geschlossener Position,
- 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfmdungsgemäßen Außenbackenbremse, in geöffneter Position, und
- 6 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Außenbackenbremse.
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1 zeigt eine bekannte Außenbackenbremse 1 in Form einer Außenbacken-Trommelbremse 1 im geöffneten Zustand. Die Außenbackenbremse 1 umfasst zwei Bremshebel 2a, 2b mit zwei jeweils an den Bremshebeln 2a, 2b gelenkig angeordnete Bremsbacken 3 und eine Betätigungsvorrichtung 4. Die Bremsbacken 3 weisen jeweils Bremsbeläge 5 auf. Zu der Betätigungsvorrichtung 4 zählen ein Winkelhebel 6, eine Bremsfeder 7, ein Lüftgerät 8 sowie eine Bremsfederstange 9 und eine erste Bremshebelstange 10. Das Lüftgerät 8 kann beispielsweise magnetisch, pneumatisch, hydraulisch oder auch elektrohydraulisch betrieben werden. Um die Außenbackenbremse 1 zu betätigen werden die Bremsbacken 3 an die Bremstrommel 11 geführt. Dazu ist die Bremsfeder 7 in Form einer Druckfeder vorgesehen, die beide Bremsbacken 3 gleichzeitig gegen die Bremstrommel 11 drückt. Um dies zu realisieren, sind die Bremsbacken 3 über die Bremshebel 2a, 2b, die erste Bremshebelstange 10, den Winkelhebel 6 und die Bremsfederstange 9 gelenkig miteinander verbunden.
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Der erste Bremshebel 2a ist mit seinem einen Ende an einem Gelenkpunkt 12 gelenkig gelagert und mit seinem anderen Ende über einen weiteren Gelenkpunkt 13 mit der Bremsfeder 7 verbunden, so dass sich der Bremshebel 2a bei Betätigen der Bremsfeder 7 mit seiner Bremsbacke 3 an die Bremstrommel 11 anlegt. An dem Gelenkpunkt 13 ist die Bremsfeder 7 darüber hinaus sowohl mit der Bremsfederstange 9 als auch mit der ersten Bremshebelstange 10 verbunden, die beide mit ihrem anderen Ende mit dem Winkelhebel 6 gelenkig verbunden sind. Der Winkelhebel 6 weist dazu drei Gelenkpunkte 14, 15 und 16 auf. Gelenkpunkt 14 verbindet die erste Bremshebelstange 10 mit dem Winkelhebel 6, Gelenkpunkt 15 den zweiten Bremshebel 2b mit dem Winkelhebel 6 und über Gelenkpunkt 16 ist das Lüftgerät 8 mit dem Winkelhebel 6 verbunden. Wie der erste Bremshebel 2a ist auch der zweite Bremshebel 2b gelenkig an einem Gelenkpunkt 17 gelagert. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die Bremshebel 2a, 2b spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.
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2 zeigt die Außenbackenbremse 1 gemäß 1 in geschlossenem Zustand. Wird die geöffnete Außenbackenbremse 1 betätigt, dann wird die Bremsbacke 3, die am ersten Bremshebel 2a angeordnet ist, auf Grund der auf den Bremshebel 2a wirkenden Federkraft der Bremsfeder 7 an die Bremstrommel 11 gedrückt. Die Federkraft wird auch auf die erste Bremshebelstange 10 übertragen. Die erste Bremshebelstange 10 wirkt dabei auf den Winkelhebel 6 auf der Höhe des Gelenkpunktes 14 und erzeugt ein Drehmoment um den Drehpunkt 18. Durch die Drehbewegung des Winkelhebels 6 im Uhrzeigersinn wird auch der zweite Bremshebel 2b, mit Kraftangriffspunkt am Gelenkpunkt 15, ausgelenkt. Dadurch legt sich auch der zweite Bremshebel 2b zusammen mit der am Bremshebel 2b angeordneten Bremsbacke 3 an die Bremstrommel 11 an.
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Aufgrund der Drehbewegung des Winkelhebels 6 wird gleichzeitig die Kolbenstange 19 des Lüftgeräts 8 heruntergedrückt. Zum „Lüften“, also zum Öffnen der Außenbackenbremse 1, muss die Kolbenstange 19 wieder aus dem Lüftgerät 8 herausbewegt werden, wodurch der Winkelhebel 6 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht und damit die zuvor erfolgte Drehbewegung rückgängig gemacht wird. Folglich bewegen sich dann die Bremsbacken 3 wieder von der Bremstrommel 11 weg, so dass die Bremstrommel 11 freigegeben wird. Mit zunehmendem Verschleiß der Bremsbeläge 5 müssen zur Erzielung der selben Bremskraft die Bremsbacken 3 näher an die Bremstrommel 11 herangebracht werden, so dass der Hub des Lüftgeräts 8 naturgemäß mit fortschreitendem Verschleiß verringert wird. Man spricht vom sogenannten Verschleißhub.
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Bei der in den 1 und 2 dargestellten bekannten Außenbackenbremse 1 sind einige Einstellmöglichkeiten vorgesehen, um auch bei zunehmenden Verschleiß die ordnungsgemäße Funktion der Bremse zu gewährleisten. Im Falle von Verschleiß der Bremsbacken 3, verbunden mit Materialabrieb, müssen die Bremsbacken 3 häufig nachjustiert werden, damit eine ausreichende Bremskraft erreicht wird. Zum einen kann die Federvorspannung der Bremsfeder 7 am Punkt A nachgestellt werden. Die Länge der ersten Bremshebelstange 10 ist in Punkt B variabel einstellbar, so dass auch der Abstand des der Bremsfeder 7 gegenüberliegenden Bremshebels 2b zur Bremstrommel 11 eingestellt werden kann. Darüber hinaus sind an den Bremshebeln 2a, 2b unterhalb der Bremsbacken 3 Schrauben als weitere Einstellpunkte C, D angeordnet. Durch Verstellen der Schrauben legen sich die Bremsbacken 3 und auch die Bremshebel 2a, 2b näher an die Bremstrommel 11 bzw. entfernen sich weiter von ihr.
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3 zeigt eine erfmdungsgemäße Außenbackenbremse 1, bei der die Betätigungsvorrichtung 4 zusätzlich eine zweite Bremshebelstange 20 aufweist. Die zweite Bremshebelstange 20 ist zwischen dem ersten Bremshebel 2a und dem Gelenkpunkt 13 bzw. der Bremsfeder 7 angeordnet. Die zweite Bremshebelstange 20 ist außerdem mit ihrem ersten Ende 21 über den Gelenkpunkt 13 gelenkig mit der ersten Bremshebelstange 10 und an ihrem zweiten Ende 22 über den Gelenkpunkt 23 gelenkig mit dem Bremshebel 2a verbunden. Die Position beider Bremshebel 2a, 2b ist so durch eine Längenänderung der zweiten Bremshebelstange 20 im Punkt E einstellbar. Bei dieser Konstruktion wird die Kraft der Bremsfeder 7 über die zweite Bremshebelstange 20 auf den Gelenkpunkt 23 und somit auf den ersten Bremshebel 2a und die Bremsbacke 3 übertragen. Die Bremsbacke 3 legt sich dann an die Bremstrommel 11 an. Der Mechanismus für den zweiten Bremshebel 2b ist weiterhin derselbe, wie auch bei der in 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform.
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Die beiden Einstellmöglichkeiten A und B für die beiden Bremshebel 2a und 2b sind bei der erfmdungsgemäßen Außenbackenbremse 1 durch die Einstellmöglichkeit im Punkt E ersetzt, so dass die Einstellung beider Bremshebel 2a, 2b in einem Punkt erfolgen kann. Aufgrund der Anordnung der zweiten Bremshebelstange 20 zwischen der Bremsfeder 7 und der Bremsfederstange 9, d. h. hinter der Bremsfeder 7, kann durch eine Längenänderung der zweiten Bremshebelstange 20 gleichzeitig auch die Federvorspannung der Bremsfeder 7 verändert werden.
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4 zeigt die erfmdungsgemäße Außenbackenbremse 1 gemäß 3 in geschlossenem Zustand. Wird die geöffnete Außenbackenbrese 1 betätigt, dann wird die Bremsbacke 3, die am ersten Bremshebel 2a angeordnet ist, analog zu 1 und 2, auf Grund der auf den Bremshebel 2a wirkenden Federkraft der Bremsfeder 7 an die Bremstrommel 11 gedrückt. Die Federkraft wird dabei von der Bremsfeder 7 über die zweite Bremshebelstange 20 auf den ersten Bremshebel 2a übertragen. Außerdem wird die Federkraft auf die erste Bremshebelstange 10 übertragen, wobei die erste Bremshebelstange 10 auf den Winkelhebel 6 wirkt. Auf diese Weise wird ein Drehmoment um den Drehpunkt 18 erzeugt, da die erste Bremshebelstange 10 in Gelenkpunkt 14 mit dem Winelhebel 6 verbunden ist. Aufgrund der Neigung des Winkelhebels 6 wird auch der zweite Bremshebel 2b ausgelenkt, so dass beide Bremshebel 2a, 2b und damit auch beide Bremsbacken 3 gleichzeitig an die Bremstrommel 11 geführt werden.
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5 zeigt eine Außenbackenbremse 1 ähnlich der in 3 und 4 dargestellten Außenbackenbremse 1, bei der zusätzlich eine Dämpfung der Bewegung der Bremsenkonstruktion realisiert ist. Die Gelenkpunkte 12 und 17 der beiden Bremshebel 2a und 2b sind mit einer Bodenplatte 24 verbunden. Die Dämpfung wird durch Federn 25 realisiert, die an einem an der Bodenplatte 24 befestigten Pfahl 26 angeordnet sind. Am Ende des Pfahls 26 ist ein senkrecht zum Pfahl orientierter Bolzen 27 angeordnet. Die Federn 25 umschließen den Bolzen 27 und sind relativ zum Bolzen 27 auslenkbar. Zwischen den Federn 25 ist eine auf dem Bolzen 27 verschiebbar gelagerte Hülse 28 angeordnet, die mit der zweiten Bremshebelstange 20 verbunden ist. Die Hülse 28 dient als erster Anschlag für die Federn 25. Als zweiter Anschlag sind Überwurfmuttern 29 auf dem Bolzen 27 aufgeschraubt. Wenn nun die Hülse 28 auf Grund von Bewegungen der Bremshebel 2a, 2b ausgelenkt wird, so wirkt eine Federkraft auf die Hülse 28, die entgegengesetzt zur Richtung der Auslenkung gerichtet ist. Dadurch wird die Auslenkung der Hülse 28 gedämpft und die Hülse 28 durch die Kraft der bei den Federn 25 wieder in ihre Ruhelage zurückbewegt.
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Die Hülse 28 ist über einen Stab 30 mittelbar mit den Bremshebeln 2a, 2b verbunden. Durch diese Ausgestaltung werden auch beide Bremshebel 2a, 2b zentriert und nach einer Auslenkung in ihre Ausgangslage zurückbewegt. Durch die Position der Hülse 28 kann außerdem die Ausrichtung der Bremshebel 2a, 2b beeinflusst werden. Wird nun eine Einstellung der Bremsfeder 7 bzw. der zweiten Bremshebelstange 20 vorgenommen, wird auch die Hülse 28 auf Grund ihrer Verbindung mit der zweiten Bremshebelstange 20 bewegt, so dass die Bremshebel 2a, 2b entsprechend ausgerichtet werden.
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Zusätzlich werden die Federn 25 auch dazu benutzt, um eine Bewegung der Außenbackenbremse 1 beim Bremsvorgang zu dämpfen, damit die Bremse 1 nicht auf Grund ihres Eigengewichts zur Seite kippt. Der Pfahl 26 dient daher nicht nur als Halterung für die Federn 25, sondern auch als Stütze für die Außenbackenbremse 1. Normalerweise kippt die Außenbackenbremse 1 lediglich in Richtung der nun vorhandenen Stütze. Bei Kranbremsen wirken aber beispielsweise beim Anfahren auch Trägheitskräfte in die entgegengesetzte Richtung. Die Konstruktion mit zwei Federn 25 fängt die Bremse in beide Richtungen ab und verhindert so zuverlässig ein Kippen.
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6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Außenbackenbremse 1. Die Bremsfederstange 9 weist bei dieser Ausführung ein Langloch 31 auf, durch das der Gelenkpunkt 23 zwischen dem Bremshebel 2a und der zweiten Bremshebelstange 20 sowie die zweite Bremshebelstange 20 bei einer Bewegung relativ zur Bremsfederstange 9 gleiten können. Auf diese Weise ist eine kompaktere Bauweise der Betätigungsvorrichtung 4 und damit auch der Außenbackenbremse 1 möglich.
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Die Betätigungsvorrichtung 4 ist dadurch gegen Beschädigungen bei rauen Umgebungsbedingungen geschützt, dass die Bremsfederstange 9 ein Gehäuse 32 aufweist. Das Gehäuse 32 ist im Bereich der Bremsfeder 7 abklappbar, so dass ein Austausch der Bremsfeder 7 oder etwaige Reparaturmaßnahmen problemlos durchgeführt werden können. Hierzu ist das Gehäuse 32 an einem Drehpunkt 33 schwenkbar gelagert. An einer Seite senkrecht zur Längserstreckung der Bremsfederstange 9 weist das Gehäuse 32 außerdem ein Langloch 34 auf, durch das das Ende der Bremsfederstange 9 hindurch ragt. Das Gehäuse 33 ist somit nach oben hin abklappbar, wird aber in der Bewegung nach unten vom Ende der Bremsfederstange 9 blockiert.
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Zum Schutz der beweglichen Teile und zur gleichmäßigen Kraftübertragung ist der Winkelhebel 6 als Doppelhebel ausgestaltet. Die beweglichen Komponenten wie die Lager der Gelenkpunkte 14, 15 und 16 befinden sich somit innerhalb des durch den Doppelhebel gebildeten Gehäuses. Durch den symmetrischen Aufbau des Winkelhebels 6 erfolgt außerdem eine gleichmäßige auf bei Hebel des Doppelhebels.
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Die bei der bekannten Außenbackenbremse 1 gemäß 1 und 2 vorgesehenen Einstellpunkte C und D können bei der erfindungsgemäßen Außenbackenbremse 1 dadurch entfallen, dass an beiden Bremshebeln 2a, 2b Druckfedern 35 oberhalb des Gelenks an den Bremsbacken 3 angeordnet sind. Die Druckfedern 37 drücken derart von innen gegen die Bremsbacken 3, dass durch die Reibkraft ein ungewolltes Verkippen bzw. neigen der Bremsbacken 3 relativ zu den Bremshebeln 2a, 2b verhindert wird. Eine Nachjustierung ist dann nicht mehr zwingend erforderlich.
