DE1215012B - Mechanische Zuspanneinrichtung fuer Scheibenbremsen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Mechanische Zuspanneinrichtung für Scheibenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine mechanische Zuspanneinrichtung für Scheibenbremsen mit einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung und mit einem Übersetzungsglied, das eine vom Betätigungsweg abhängige, veränderliche Kraft-Weg-Funktion aufweist, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
• Bei Scheibenbremsen besteht - vor allem bei Betätigung durch Muskelkraft - die Schwierigkeit, die erforderliche Bremswirkung zu erzielen. Dies gilt in besonderem Maß für die Fesstellbremse, die durch ausschließlich mechanische Mittel wirken muß.
• Aufgabe der Erfindung ist es, bei gegebenen Werten der Betätigungskraft und des Betätigungsweges unter Einhaltung des praktisch erforderlichen Zuspannweges an den Bremsbacken eine wesentliche Steigerung der auf die Bremsbacken wirkenden Zuspannkräfte zu erzielen.
• Die Erfindung baut auf der Verwendung einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung und eines Übersetzungsgliedes mit einer vom Betätigungsweg abhängigen, veränderlichen Kraft-Weg-Funktion auf. Sie geht von der Erkenntnis aus, daß sich bei Scheibenbremsen im Gegensatz zu Innenbacken-Trommelbremsen der Zuspannweg zwischen Bremsfläche und Bremsbelägen nur aus einem Weganteil für das Lüftspiel zum Anlegen der Bremsbacken und einem daran anschließenden Weganteil für elastische Verformungen beim Anpressen der Bremsbacken an die Bremsseheibe besteht und daß der Weganteil für die Wärmedehnung so gering ist, daß er vernachlässigt werden kann. Da bei Innenbacken-Trommelbremsen die Wärmedehnung der Bremstrommel einen wesentlichen Anteil am gesamten Zuspannweg ausmacht und da dieser veränderliche Weganteil auch durch eine selbsttätige Nachstellung nicht ausgeglichen werden darf, ist die Erfindung auf Innenbacken-Trommelbremsen nicht anwendbar, sondern sie ist für Scheibenbremsen geeignet.
• Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Kraft-Weg-Funktion des Übersetzungsgliedes derart ausgebildet ist, daß eine kleine Kraftübersetzung dem zum Anlegen der Bremsbacken an die Bremsseheibe bzw. die Bremsseheiben erforderlichen Weganteil des Zuspannweges, eine große Kraftlibersetzung dem zum Anpressen der Bremsbeläge erforderlichen Anteil des Zuspannweges zugeordnet ist und daß zum unveränderlichen Einhalten dieser Kraft-Weg-Funktion die selbsttätige Nachstelleinrichtung stufenlos mechanisch arbeitend ausgebildet, in den Kraftfluß zwischen dem Übersetzungsglied und Bremsbacken eingeschaltet und im Bremssattel der Scheibenbremse angeordnet ist. Die durch die vorgenannten Mittel erzielte Unveränderlichkeit der Kraft-Weg-Funktion am Zuspannglied führt zu der vorteilhaften Wirkung, daß das erforderliche Arbeitsvermögen an der Bremsbetätigung, das sich aus maximalem Zuspannweg und maximaler Zuspannkraft ergibt, wesentlich geringer wird als es bei durchgehend gleicher Übersetzung möglich ist. Die Größe der Kraftilbersetzung, die während des Anpressens der Bremsbeläge verwirklicht werden kann, wird lediglich durch das Ausmaß der elastischen Verformung der im Kraftfluß liegenden Teile begrenzt.
• Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß zwei nebeneinander angeordnete Bremsbacken bzw. Bremsbackenpaare ein gemeinsames, schwimmend ausgebildetes Übersetzungsglied aufweisen, wobei jedem Bremsbacken bzw. Bremsbackenpaar je eine selbsttätige Nachstelleinrichtung zugeordnet ist. Diese Ausführungsform ist vor allem für schwere Bremsen z. B. für Nutzfahrzeuge wesentlich, bei denen die Gesamtbremsfläche auf mehrere Bremsbackenpaare verteilt werden muß. Die vorgeschlagene Anordnung führt hierbei zu einer wesentlichen Vereinfachung des Aufbaus und zu einer Verminderung der unvermeidlichen Reibungsverluste.
• Ferner sieht die Erfindung vor, und zwar für die vorstehend beschriebene Ausführungsform, daß zwischen den beiden selbsttätigen Nachstelleinrichtungen im Bremssattel ein Druckmittelzylinder zum unabhängigen Betätigen des schwimmend ausgebildeten Übersetzungsgliedes angeordnet ist. Hierdurch wird der für Scheibenbremsen sehr wesentliche Fortschritt erzielt, daß Betriebsbremse und Feststellbremse gemeinsame Bremsflächen aufweisen können. Außerdem wird aber auch für den Druckmittelzylinder erreicht, daß ein geringerer Weg zum Anpressen der Bremsbeläge nötig ist, was ein geringeres Füllvolumen und wesentlich kleinere Zylinderabmessungen ergibt. Insbesondere wird hierdurch die vorteilhafte Gestaltungsart möglich, daß außer der mechanischen Zuspannung auch die Druckmittelzuspannung am Bremssattel angeordnet werden kann, was zu einer sehr gedrängten und raumsparenden Bauweise führt.
• Schließlich wird die Erfindung noch weitergebildet durch eine zur selbsttätigen Nachstelleinrichtung zusätzliche von Hand bedienbare Justiereinrichtung zum genauen Einstellen der Kraft-Weg-Funktion des Übersetzungsgliedes bei der Montage. Mit dieser von Hand einstellbaren Justiereinrichtung wird es möglich, die Kraft-Weg"Funktion auf ihren optimalen Wert bzw. auf einen für alle Bremsen gleichen Typs gleichbleibenden Sollwert einzustellen. Diese Justierung erfolgt nur bei der Montage der Bremse in der Fertigung oder nach Reparaturen.
• Die Erfindung ist in den F i g. 1 bis 3 in einigen Ausführungsbeispielen schematisch und nicht maßstäblich veranschaulicht.
• F i g. 1 zeigt eine Zuspanneinrichtung nach der Erfindung für zwei Bremsbackenpaare einer Scheibenbremse mit einer Scheibe; die Zuspanneinrichtung ist mit einem schwimmenden Keil ausgerüstet; F i g. 2 zeigt eine Zuspanneinrichtung mit Nocken; F i g. 3 zeigt eine etwa der F i g. 1 entsprechende Darstellung, jedoch für eine Scheibenbremse mit zwei Bremsseheiben und mit einer Kniehebelzuspannung.
• In der F i g. 1 umfaßt der Bremssattel 1 wie üblich die Bremsscheibe 2. Dabei kann entweder die Bremsscheibe 2 axial verschieblich und der Bremssattel 1 fest oder die Bremsseheibe 2 fest und der Bremssattel 1 axial verschieblich sein. Im Bremssattel 1 sind die Bremsbacken 3 mit den Bremsbelägen 4 in bekannter Art ebenfalls axial verschieblich aufgehängt, wobei die Bremsbacken 3 mit den Bremsbelägen 4 durch die öffnungen 5 im Bremssattel 1 aus- und eingebaut werden können. Im gezeichneten Lösezustand der Bremse besteht ein Lüftspiel a zwischen Bremsbacken 3 und Bremsscheibe 2. Dieses Lüftspiel a braucht nicht an der gezeichneten Stelle vorhanden zu sein. Es kann sich auch an der der Zuspanneinrichtung abgewandten Seite der Bremsscheibe2 befinden oder sich verteilen. Die Bremsbacken 3 werden über Druckstücke 6 an die Bremsscheibe gepreßt, die eine selbsttätige Nachstellung, am besten in stufenloser Form, enthalten. Dabei ist jede Art einer solchen Nachstellung möglich. Die Druckstücke mit Nachstellung sind in der F i g. 1 daher nur angedeutet. Die Druckstücke 6 werden 'in Führungen 7 des Bremssattels 1 geführt. An Halterungen 8, die am Bremssattel 1 fest sind, sind z. B# Hebel 9 gelagert, die mit den Druckstücken 6 z. B. über Druckbolzen 10 in Verbindung stehen. Beide Hebel 9 stützen sich im gezeichneten Beispiel an einem gemeinsamen Keil 11 ab, durch dessen Bewegung in Richtung b die Bremse angezogen wird. Der Keil 11 weist ein mechanisches Betätigungsgestänge 12 mit einem Langloch 13 auf. Hier kann z. B. das mechanische Bremsgestänge für die Feststellbremse angreifen, aber auch die Betätigung durch einen außenhegenden Druckmittelzylinder ist möglich. Das Langloch 13 kann in diesem Fall entfallen. Es kann aber auch - wie gezeichnet - ein Druckmittelzylinder 14 am Breinssattel 1 z. B. angeflanscht sein, der in den Innenraum des Keils 11 hineinragt. Der Druckmittelzylinder 14 Wirkt Z. B. über einen Druckbolzen 15 in gleicher Weise auf den Keil 11 ein wie das mechanische Bremsgestänge 12. Der Keil 11 weist einen steilen Abschnitt 16 und einen flathen Abschnitt 17 auf, wobei beide Abschnitte durch einen Übergang 18 verbunden sein können.
• Der steile Abschtlitt 16 überbrückt mit kleiner Kraftübersetzung- und großem Weg am Druckstück 6 das Lüftspiel a, der Abschnitt 17 kommt zur Wirkung, wenn die Bremsbacken 3 nach Überwindung des Lüftspiels a nur noch angepreßt werden. Dabei wird eine große Kraftübersetzung bei kleinen Wegen am Druckstück 6 wirksam, weil in diesem Zustand nur noch elastische Verformungen wegmäßig überbrückt werden müssen. Um eine genaue Einstellung des Keils zu erreichen, kann z. 13. das Aufnahmestück 19 bzw. das Gestänge 12 gegenüber dem Keil 11 einstellbar sein. Beide Bremsbackenpaare werden durch den Keil 11 schwimmend zugespannt, d. h., die Kräfte am Keil können sich ausgleichen, weil der Keil 11 quer zur Betätigungsrichtung b Bewegungsfreiheit hat. Gegenüber dem Drückmittelzylinder 14 können diese Bewegungen durch eine Bewegung des Druckbolzens 15 ausgeglichen werden.
• In der F i g. 2 sind wie in F i g. 1 Bremssattel 1, Druckstück 6 und Halterung 9 angedeutet. Ein Hebel 20, der z. B. iinniit el ar an das Bremsgestänge 12 angeschlossen ist, trägt einen Nocken 22 3 der wie der Keil 11 in F i g. 1 zwei Abschnitte aufweist. Der Abschnitt 23 dient der überbrückung des Lüftspiels mit großem Weg und kleiner Kraft, der Abschnitt 24 dient zum Anpressen der Bremsbacken mit kleinem Weg und großer Kraft. Auch hier kann ein Übergangsbogen 25 vorgesehen werden. Die Justiereinrichtung 26 erlaubt ein genaues Einstellen bei der Montage der Bremse.
• In den F i g. 1 und 2 sind aus Gründen der übersichtlichkeit die Plückstellfedern, die die Zuspanfteinrichtung in die Puhelage nach einer Betätigung zurückführen, weggelassen. Ebenfalls nicht gezeichnet sind diese Xückstellfedern in der F i g. 3.
• In der F i g. 3 ist der Bremssattel 1 fest und die beiden Breinsscheiben Z und 2"" axial verschieblich gelagert. Außer den auch schon in F i g. 1 dargestellten Bremsbacken 3 sind weitere Breingbacken 3' vorgesehen, die beiderseits mit Bremsbelägen 4 bestückt sind. Die Hebel 9 wirken hier z. B. über Rollen 30 auf die Druckstücke 6 ein und werden durch Kniehebel 27 beim Betätigen des Verbindungsstücks 28 in Richtung b verschwenkt. Zur genauen Einstellung 'bei der Montage sind wieder Justiereinrichtungen 29 vorgesehen.
• Für das Lüftspiel a, das hier z. B. an anderer Stoffe gezeichnet ist als in Fig. 1, gilt das gleiche wie für F i g. 1. Das Lüftspiel a wird in der gezeichneten Lögestellung mit großem Weg und kleiner Kraft überbrückt. Nach Überwindung des LÜftspiels a kommen die Y%jüehebel 27 jedoch in die, Aähe der Strecklage, ohne diese aber zu erreichen. Hierdurch ergibt sich ini Bereich der Backenanpressung, daß die Bremsbacken mit kleinem Weg und großer Kraft angepreßt werden. Die Kraftübersetzung steigt dabei entsprechend der elastischen Verformung, also auch noch mit der Zuspannkraft. Auch hier kann ein Drückmittelzylinder 14 am Bremssattel 1 angeordnet sein. Auch diese, Art der Zuspannung ist schwimmend, weil das Verbindungsstück 28 Bewegungsfreiheit quer zur Betätigungsrichtung b hat.
• Auch beira Beispiel der F i g. 2 kann, obwohl nicht gezeichnet, ein Druckmittelzylinder zusätzlich vorgesehen werden. In allen Figuren kann die mechanische Betätigung auf Zug oder auch auf Druck ausgelegt werden. Ferner kann auch zur Betätigung der Hebel 9 in den F i g. 1 und 3 ein Nocken verwendet werden, der entweder unmittelbar durch einen Hebel oder über eine bei Trommel remsen übliche Bremsnockenwelle betätigt wird.
• Schließlich ist die Erfindung sinngemäß auch auf Scheibenbremsen mit festem Bremssattel und fester Bremsscheibe anwendbar, bei denen die Bremsbacken von beiden Seiten an die Bremsseheibe gepreßt werden. Hierzu können die bei diesen Bremsen bekannten Gestängeumlenkungen verwendet werden. Die Erfindung ist auch auf Duo-Grip-Bremsen anwendbar, die Scheibenbremsen mit zylindrischen oder kegeligen Brernsflächen darstellen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Mechanische Zuspanneinrichtung für Scheibenbremsen mit einer selbsttätigen Nachstelleinrichtung und mit einem übersetzungsglied, das eine vom Betätigungsweg abhängige, veränderliche Kraft-Weg-Funktion aufweist, insbesondere für Kraftfahrzeuge, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Kraft-Weg-Funktion des Übersetzungsgliedes (11; 22; 27, 28) derart ausgebildet ist, daß eine kleine Kraftübersetzung dem zum Anlegen der Bremsbacken (3, Y) an die Bremsscheibe (2) bzw. die Bremsscheiben (2#, V') erforderlichen Weganteil (a) des Zuspannweges, eine große Kraftübersetzung dem zum Anpressen der Bremsbeläge (4) erforderlichen Anteil des Zuspannweges zugeordnet ist und daß zum unveränderlichen Einhalten dieser Kraft-Weg-Funktion die selbsttätige Nachstelleinrichtung stufenlos mechanisch arbeitend ausgebildet, in den Kraftfluß zwischen übersetzungsglied (11; 22; 27, 28) und7 Bremsbacken (3, Y) eingeschaltet und im Bremssattel (1) der Scheibenbremse angeordnet ist.
2. 2. Mechanische Zuspanneinrichtung nach An- spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinander angeordnete Bremsbacken bzw. Bremsbackenpaare (3, Y) ein gemeinsames, schwimmend, ausgebildetes übersetzungsglied (11; 27, 28) aufweisen, wobei jedem Bremsbacken bzw. Bremsbackenpaar (3, Y) je eine selbsttätige Nachstelleinrichtung zugeordnet ist (F i g. 1 und 3). 3. Mechanische Zuspanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden selbsttätigen Nachstelleinrichtungen im Bremssattel (1) ein Druckmittelzylinder (14) zum Betätigen des schwimmend ausgebildeten übersetzungsgliedes (11; 27, 28) angeordnet ist. 4. Mechanische Zuspanneinrichtung nach Ansprach 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine zur selbsttätigen Nachstelleinrichtung zusätzliche, von Hand bedienbare Justiereinrichtung (z. B. 26, 29) zum genauen Einstellen der Kraft-Weg-Funktion des übersetzungsgliedes (11; 22; 27, 28) bei der Montage. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 505 751, 517 672, 558 032, 616 259; französische Patentschriften Nr. 672 34ß, 1078 395, 1112 603; -USA.-Patentschriften Nr. 2 072 755, 2 279 274, 2 808 129, 2 901059.