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Hydraulisch zu betätigende Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine hydraulisch zu betätigende Bremse, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit einem Paar Bremsbacken, deren nebeneinanderliegende Enden durch
ein in einem Radbremszy linder angeordnetes Kolbenpaar gespreizt werden können,
wobei die eine oder andere Backe ihre Abstützkraft auf die das Drehmoment aufnehmende
Platte (Bremsträger) der Bremse durch denjenigen Kolben überträgt, gegen den die
Backe durch die Reibung mit der sich drehenden Bremstrommel geführt wird.
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Bei bekannten Bremsen dieser Art sind die Kolben mit einer umlaufenden
Schulter zur Abstützung versehen, so daß die Verankerungskraft über einen sehr schmalen
Teil übertragen wird. Zwecks guter Verteilung der übertragenen Druckkraft ist bei
dieser bekannten Ausführung eine Bearbeitung der Stützfläche erforderlich. Schon
kleine Ungenauigkeiten können bei derartigen Ausführungen zum Verkanten des Kolbens
führen, so daß die Wirkung der Bremse in Frage gestellt ist. Bei dieser bekannten
Ausführung sind, abgesehen von den funktionsmäßigen Nachteilen, die Herstellungskosten
und -die Herstellungszeit verhältnismäßig hoch.
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Auch die bekannte Abstützung des Zylinders an einem einarmigen Hebel
hat den Nachteil, daß an diesem ein verhältnismäßig großes Biegemoment entsteht,
so daß Verlagerungen bzw. Verschwenkungen des Zylinders eintreten können. Überlastungen
der Bremse führen dann leicht zum Verklemmen der Kolben.
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Bei einer anderen bekannten Ausführung sind innerhalb der Zylinder
Ansätze bzw. eine innere Schulter zur Aufnahme der Abstützkraft vorgesehen. Die
Bearbeitung von Flächen innerhalb einer Bohrung bringt beträchtliche Schwierigkeiten
mit sich, so daß herstellungsmäßige Nachteile vorhanden sind. Die gleichen Nachteile
treten beim Abstützen der Kolben eines Radbremszylinders an einem Zwischenboden
auf.
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Bei den bekannten Ausführungen ist es ferner erforderlich, den Zylinder
zwecks Aufnahme und Übertragung der Kräfte mit einer beträchtlichen Festigkeit auszuführen.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß
der Kolben die Abstützkraft auf den Bremsträger unabhängig von dem Radbremszylinder
über einen an seinen Enden durch den Bremsträger abgestützten und quer in dem mittleren
Teil des Radbremszylinders aufgenommenen Verankerungsteil überträgt, der einen axialen
Kanal aufweist, durch den dem Radbremszylinder Druckflüssigkeit zugeführt werden
kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt der
Radbremszylinder an seiner einen Seite an einem festen Anschlag an, der eine Verdrehung
des Radbremszylinders um den Verankerungsteil verhindert.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführung kann der getrennte Verankerungsteil
durch Schmieden hergestellt und entsprechend fester und stärker ausgeführt sein
als ein gegossener Zylinder; der bei der Bremse gemäß der Erfindung lediglich die
Bremsdrücke aufnimmt. Ferner- wird eine erleichterte Zuführung für das hydraulische
Druckmittel geschaffen. Die symmetrische Anordnung des Verankerungsteiles, d. h.
seine zweiseitige Abstützung, verhindert ein Verkanten oder das Auftreten eines
Verdrehungsmomentes, so daß immer eine gute-Ausrichtung des Zylinders gewährleistet
ist. Hierdurch wird die Voraussetzung für eine wesentliche Steigerung der aufzunehmenden
Verankerungskräfte geschaffen, wobei dann zweckmäßig zum Vermeiden einer Volumensteigerung
des hydraulischen Systems die an einem Ende der Bremsbacke angreifende Betätigungskraft
mittels eines einarmigen Hebels übertragen-wird, der an seinem freien Ende am Kolben
anliegt und seine Kraft auf eine Nachstellvorrichtung überträgt, mit der die Ruhestellung
der Bremsbacken eingeregelt werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der Bremsanordnung, in der ein
Radbremszylinder,-- die Nachstellvorrichtung;
der Betätigungshebel
und ein Teil des Wideriagers im Schnitt dargestellt sind, Fig. 2 einen Schnitt durch
eine Bremse entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie
3-3 der Fig. 1, Fig. 4 einen unregelmäßig geführten Schnitt durch den Radbremszylinder
und die Backenandrückvorrichtung entlang der Linie 4-4 der Fig. 1, Fig. 5 eine perspektivische
Ansicht eines Nachstellgliedes für die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Bremse,
Fig.6 eine Teilseitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der
einige Teile gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5 abgeändert sind, Fig.
7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt entlang der
Linie 8-8 der Fig. 6 und Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 der Fig. 6.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5 können die beiden jeweils mit einem Bremsbelag
14 und Verstärkungsstegen 16 und 18 versehenen Bremsbacken 10 und 12 über zwei drehbar
gelagerte Betätigungszylinder (Radbremszylinder) 20 und 22 hydraulisch gespreizt
und an eine umlaufende Bremstrommel 24 gepreßt werden. Die Bremstrommel 24 ist mittels
eines Rollenlagers auf einem festen Fahrzeugteil, beispielsweise der Achse 26, gelagert.
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Eine als Bremsträger dienende, das Reaktionsmoment aufnehmende Platte
28 ist mit einer Mehrzahl von Befestigungsbolzen 30 an einem festen Fahrzeugteil,
beispielsweise dem Achslagerflansch 32, befestigt und mit radialen Vorsprüngen 34
und 36 versehen, welche gabelförmig gekröpft sind und die Betätigungszylinder 20
und 22 umfassen und in Arbeitsstellung halten.
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Durch die Mitte eines jeden Betätigungszylinders 20 und 22 erstreckt
sich ein Lagerzapfen 38, der beidseitig an den Vorsprüngen 34 und 36 der Platte
28 befestigt ist.
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Innerhalb der Betätigungszylinder 20 und 22 sind hin- und herverschiebbar
zwei entgegengesetzt wirkende Kolben 42 angeordnet, die an ihren inneren, am Lagerzapfen
38 anliegenden Flächen mit Mittelaussparungen 44 versehen sind. Jeder der beiden
Kolben 42 stützt sich auf einen Stößel 46 bzw. 48 ab. Der Stößel 48 ist in einer
Nachstellvorrichtung mit dem allgemeinen Bezugszeichen 50 eingeschraubt. Ein jeweils
auf ein Ende einer jeden Bremsbacke einwirkender Betätigunghebel 52 ist bei 54 an
der Platte 28 verschwenkbar gelagert und an seinem freien Ende 56 mit dem Stößel
46 verbunden. Die Enden 58 der Bremsbacken greifen am Betätigungshebel 52 zwischen
dessen Enden an, so daß die vom Betätigungszylinder aufgebrachte Kraft verstärkt
auf das entsprechende Ende der Bremsbacke übertragen wird. Zwischen den Hebeln 52
und den Enden 58 der Bremsbacken sind Kulissenführungen 60 vorgesehen, in denen
sich die Bremsbacken gegenüber den Hebeln 52 verschieben und auch verschwenken können.
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Das andere Ende 62 der Bremsbacken 10 und 12 ist über die Nachstellvorrichtung
50 mit dem Kolben 42 verbunden. Die Nachstellvorrichtung 50 besteht aus dem Stößel
48, welcher in einer Gewindebohrung 64 des Nachstellblockes 66 eingeschraubt ist
(Fig. 5). Der Nachstellblock 66 ist mit Ouerzapfen 68 versehen, welche in eine Aussparung
70 am Ende 62 der Bremsbacke eingreifen. Das Querstück 72 des Nachstellblockes 66
ist zwischen die Stege 16 und 18 der entsprechenden Bremsbacken eingepaßt, wodurch
verhindert wird, daß sich der Nachstellblock 66 gemeinsam mit dem Stößel 48 verdreht,
wenn er letztere über das Kronenrad 74 und das damit im Eingriff stehende Stirnrad
76 verstellt wird.
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Infolge des konvexen Profils der Querzapfen 68 und der entsprechend
ausgebildeten Aussparungen in den Stegen 16 und 18 lassen sich die Bremsbacken 10
und 12 frei um ihre Enden 62 verschwenken. Zur seitlichen Einstellung der Bremsbacken
10 und 12 dienen Bremsbaclcenführungen, welche aus je einem Führungsband 77 bestehen,
das bei 79 an der Platte 28 befestigt ist. Die Bänder 77 ruhen zwischen den Stegen
16 und 18 der entsprechenden Bremsbacken und liegen beidseitig an den Innenflächen
der Stege der Bremsbacken 10 und 12 an. Durch das Anliegen der Bänder 77 an den
Stegen 16 und 18 der entsprechenden Bremsbacken wird eine Querbewegung der Bremsbacken
und ebenfalls ein Verschwenken der Bremsbacken in Querrichtung um ihre Enden 58
und 62 verhindert.
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Die Lagerzapfen 38 bilden einen Teil des hydraulischen Systems. Jeder
Lagerzapfen 38 ist in seiner Mitte mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden
Kanal 78 versehen, welcher mit dem Zylinderraum 84 der Betätigungszylinder 20 und
22 in Verbindung steht. Über eine äußere Verbindungsleitung 86 stehen die Kammern
84 der Betätigungszylinder 20 und 22 miteinander in Verbindung.
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An beiden Seiten der Platte 28 ist zwischen den Bremsbacken 10 und
12 ein Rückholfederpaar 87 und 88 vorgesehen, die die Enden 58 und 62 der Bremsbacken
federnd in ihre Ruhelage ziehen.
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Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 6 bis 8 sind die Bremsenteile,
die den bereits zuvor erwähnten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen,
wobei jedoch der Index »a« angefügt wurde. Zwei Bremsbacken, von denen jede an ihrem
Rand mit einem Reibungsbelag 14d und an der Innenseite mit Verstärkungsstegen 16a
und 18a versehen ist, werden hydraulisch von den drehbar gelagerten Betätigungszylindern20a
und22a betätigt und in reibenden Eingriff mit einer umlaufenden, nicht dargestellten
Bremstrommel gebracht. Mit Befestigungsbolzen 30 a ist die Platte 28 a in geeigneter
Weise mit einem nicht umlaufenden Fahrzeugteil, beispielsweise dem Achsflansch verbunden.
Die Platte 28a weist gekröpfte, axial gerichtete Vorsprünge 34a und 36a auf, die
die Betätigungszylinder 20a und 22a beidseitig umfassen.
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Der Mittelteil der Betätigungszylinder 20a und 22a ist mit einer Öffnung
versehen, durch die sich quer zur Zylinderachse ein Verankerungsbolzen 38a erstreckt.
Die Verankerungsbolzen 38 a sind an den gegenüberliegenden Enden der axialen gekröpften
Vorsprünge 34a und 36a gelagert. Innerhalb der Betätigungszylinder 20
a und 22 a. sind zwei entgegengesetzt wirkende Kolben 42a hin- und
herv erschiebbar gelagert und an ihren gegenüberliegenden am Verankerungsbolzen
38a anliegenden Stirnflächen mit Aussparungen 44a versehen. Jede der Bremsbacken
ist so ausgebildet, daß sie sowohl um ihre Enden 58a und 62a verschwenkt werden
und eine Verschiebungsbewegung ausführen kann. Somit kann sich die Bremsbacke in
bezug auf die umlaufende Bremstrommel 24a konzentrisch einstellen, und es können
die Bremsbacken des weiteren auch um ihre gegenüberliegenden Enden verschwenkt werden.
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An einem Ende 58a einer jeden Bremsbacke 10a und 12 a ist ein um einen
Lagerzapfen 54 a verschwenkbarer Hebel 52 a vorgesehen, auf den die durch den Kolben
42 a ausgeübte Betätigungskraft bei 56 a einwirkt. Ein Übertragungsglied 60a, des
mittels einer
Zapfenverbindung 90 mit dem Hebel 52a verbunden ist,
ruht auf einem zwischen die Stege 16a und 18a an dem Ende 58 a der Bremsbacken 10
a und 12 a eingefügten Gleitblock 92. Durch diese Anordnung kann jede der
Bremsbacken 10a und 12a um ihre Zapfenverbindung 90 verschwenken und sich auch mit
Hilfe des am Gleitblock 92 abstützenden Übertragungsgliedes 60a in Längsrichtung
verschieben.
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Ein polygonal geformtes Nachstellglied 50 a ist bei 96 mit einem Drehzapfen
94 zwischen den Stegen 16a und 18a so gelagert, daß es an einer Fläche 98 des Gleitblockes
92 anliegt. Durch das Anliegen des polygonalen Nachstellgliedes an der Fläche 98
des Gleitblockes 92 ist der Betrag festgelegt, um den sich das Ende 58a der Bremsbacke
in der Ruhestellung zurückbewegen kann.
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Die Seitenlage einer jeden Bremsbacke ist festgelegt durch ein Führungsband
77a, das an den Punkten 79a mit der Platte 28a verbunden ist. Die freien Enden des
Führungsbandes 77 a ragen in den Zwischenraum zwischen den Stegen 16a und
18a der Bremsschuhe 10 a und 12 a hinein. Die Breite des Führungsbandes 77 a entspricht
etwa dem Abstand zwischen den beiden Stegen 16a und 18a., so daß die Seitenlage
der Bremsbacken durch das Anliegen des Bandes 77a an den gegenüberliegenden Innenflächen
der zwei Stege 16 a und 18 a festgelegt wird.
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Zwischen dem Ende 62a der Bremsbacken 10a und 12a und dem Kolben 42a
ist ein Übertragungsglied 100 angeordnet, welches mit seiner schwach konvexen Oberfläche
an dem gehärteten Einsatzstück 102 am äußeren Ende des Kolbens 42a zur Anlage kommt.
Die schwach konvexe Profilgebung an dem einen Ende des Übertragungsgliedes 100 bezweckt,
der Bremsbacke ein Verschwenken um ihr Ende 62a zu ermöglichen.
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Die in Fig. 1 bis 5 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Vom
nicht dargestellten Hauptzylinder aus wird über den Kanal 78 im Lagerbolzen 38 in
die Kammer 84 des Betätigungszylinders 20 ein hydraulischer Druck übertragen, der
die Kolben 42 auseinander treibt. Diese Bewegung geschieht in beiden Betätigungszylindern
20 und 22 gleichzeitig, da diese über die äußere Verbindungsleitung 86 miteinander
verbunden sind. Wenn in beiden Zv lindern 20 und 22 die Kolben 42 auseinandergespreizt
sind, ergibt sich wegen des Übersetzungshebels 52 am Ende 58 einer jeden Bremsbacke
10 bzw. 12 eine größere Betätigungskraft. Somit ist die Kraft, mit der das Bremsbackenende
58 gegen die umlaufende Bremstrommel 24 gedrückt wird, größer als die eingeleitete
Kraft des Betätigungszylinders.
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Unter der Annahme, daß die Bremstrommel in Richtung des in Fig. 1
eingezeichneten Pfeiles umläuft, stützen sich die Bremsbacken an ihren Enden 62
auf der Nachstellvorrichtung 50 ab. Diese Abstützungskraft wird dann durch die Kolben
42 auf die Lagerbolzen 38 übertragen. Es ergibt sich somit, daß die Rückwirkungskraft
unabhängig von den Betätigungszylindern 20 und 22 auf die Lagerbolzen 38 übertragen
wird. Das einzige an den Betätigungszylindern 20 und 22 auftretende Reaktionsmoment
bewirkt lediglich eine geringfügige Verdrehung der Betätigungszylinder um den Lager-
oder Verankerungsbolzen 38; da der eingeschraubte Stößel 48 und der von diesem beaufschlagte
Kolben mit einer schwachen Winkelneigung zueinander angeordnet sind. Der Tendenz
des Betätigungszylinders, sich unter der Einwirkung der Reaktionskraft quer zur
Achsrichtung zu verdrehen, wird dadurch Rechnung getragen, daß der Betätigungszylinder
mit ebenen Flächen an der Platte 28 anliegt. Somit wird im wesentlichen die gesamte
Reaktionskraft unabhängig von den Betätigungszylindern 20 und 22 unmittelbar auf
die Lagerbolzen übertragen.
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Beim Lösen der Bremse werden durch die an den Enden 58 und
62 der Bremsbacken 10 und 12 angeschlossenen Rückholfederpaare 87 und 88
die Bremsbacken in ihre Ruhelage zurückgebracht.
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Unter der Annahme, daß die Bremstrommel nunmehr in entgegengesetzter
Richtung umläuft, werden durch den im Hauptzylinder erzeugten Druck die Kolbenpaare
eines jeden Betätigungszylinders 20 und 22 auseinandergespreizt, wodurch zuerst
das Ende 58 und danach das Ende 62 der Bremsbacken zur Anlage kommt. Das Bremsbackenende
58 geht in seine Ruhelage zurück und stützt sich auf seinem Widerlager ab. Die Abstützkraft
wird über den Hebel 52 und den Kolben 42 auch auf den damit verbundenen Lagerbolzen
38 übertragen. Die auf den Bolzen 38 übertragene Reaktionskraft ist unabhängig von
den Betätigungszylindern 20 und 22 mit Ausnahme einer geringen Tendenz zur Verdrehung
des Betätigungszylinders quer zum Lagerbolzen 38, was jedoch durch die an der Platte
28 anliegenden ebenen Stellen des Betätigungszylinders kompensiert wird. Wirkt keine
Betätigungskraft mehr auf die Kolben ein, werden durch die Rückholfederpaare 87
und 88 die Bremsbackenenden 62 in ihre Ruhestellung zurückgeholt.
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Wenn der Bremsbelag der Bremsbacken so weit verschlissen ist, daß
ein Nachstellen erforderlich wird, dreht man durch eine Öffnung des Bremsgehäuses
den Einstellzapfen 75 mittels eines Werkzeuges, so daß sich über das Stirnzahnrad
76 das Kronenzahnrad 74 verdreht. Letztlich bewirkt ein Verdrehen des Einstellzapfens
75 ein Verdrehen des mit Schraubgewinde versehenen Stößels 48 innerhalb der Gewindebohrung
64 des Nachstellblockes 66, so daß sich dieser vom Betätigungszylinder wegbewegt
und das Ende der Bremsbacke 62 nach außen spreizt und somit dessen Ruhestellung
verändert. Ist das Ende der Bremsbacke 62 nach auswärts verstellt, wird die konzentrische
Lage der Bremsbacke innerhalb der Trommel dadurch wieder hergestellt, daß die Bremsbacke
sich in Längsrichtung verstellt, indem sie sich im wesentlichen auf einer Linie,
welche die beiden Enden 58 und 62 der Bremsbacke miteinander verbindet, verschiebt.
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Es ist noch zu bemerken, daß das beim Bremsen auf den Lagerbolzen
38 übertragene Reaktionsmoment auch eine Reaktionskraft an den Vorsprüngen 34 und
36 hervorruft, welche mit gleichem Abstand vom Mittelteil der Platte 28 angeordnet
sind. Bei einer solchen Anordnung ist das Prinzip der Zentral- oder Mittelpunktlagerung
verwirklicht, welches die Aufgabe hat, alle Hebelarme auszuschalten, über die die
Reaktionskraft verstärkt auf einen festen Teil übertragen werden kann, so daß dann
die Bremsvorrichtung bei gleicher Baugröße größere Reaktionsmomente aufnehmen kann
als eine Bremse anderer Art.
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Die Arbeitsweise der in Fig. 6 bis 8 dargestellten Bremse entspricht
im wesentlichen den zuvor gegebenen Erläuterungen, und es bestehen Unterschiede
lediglich in der Nachstellvorrichtung und in der Übertragung des Bremsmomentes über
die Kolben 42a zu den Lagerbolzen 38a.
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Wenn die Bremstrommel in der in Fig. 6 eingezeichneten Richtung umläuft,
stützen sich die
Bremsbacken an ihren Enden 62 a ab. Die am Übertragungsglied
100 anliegenden Brernsbackenstege 16a und 18a übertragen das Reaktionsmoment über
den Kolben auf den Verankerungsbolzen 38a. Die Berührungsstelle zwischen dem Übertragungsglied
100 und dem Einsatzstück 102 ermöglicht eine Verschwenkbewegung der Bremsbacken,
wenn deren Enden 58a nach außen gegen die Trommel gedrückt werden. Das Bremsbackenende
58c, wird durch den Hebel 52a über das Übertragungsglied 60a und den daran angrenzenden
Gleitblock 92 beaufschlagt.
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Die Bremsbackennachstellung erfolgt durch Verdrehen des Einstellbolzens
94 mit dem daran befestigten polygonalen Nachstellglied 50 a, welches an einer Seite
des Gleitblockes 92a anliegt. Das polygonale Nachstellglied ist so bemessen, daß
deren aufeinanderfolgende Kanten stetig weiter vom Drehmittelpunkt des Nachstellgliedes
entfernt sind. Wenn sich der Abstand zwischen dem Gleitblock 92 und dem Einstellbolzen
94 vergrößert, werden die Enden der Bremsbacken 58a durch den in den zwei Stegen
16a und 18a gelagerten Einstellbolzen 94 nach außen bewegt. Ist das Ende 58a der
Bremsbacken in auswärtiger Richtung verstellt, wird die Konzentrizität zwischen
Bremsbacke und Bremstrommel dadurch wiederhergestellt, daß sich die Bremsbacke auf
ihren Enden 58 a und 62 a gleitend in Längsrichtung verschiebt.