DE1239897B

DE1239897B - Disc brake

Info

Publication number: DE1239897B
Application number: DEG41335A
Authority: DE
Inventors: Stanley Walker
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1963-08-16
Filing date: 1964-08-17
Publication date: 1967-05-03

Description

Scheibenbremse Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenbremse mit zwei Druckscheiben, die sich mittels Kugeln, die in den Kugeln angepaßten, in Umfangsrichtung gesehen, gegensinnig und stetig ansteigenden Ausnehmungen der Druckscheiben gehalten sind, derart aneinander abstützen, daß beim gegensinnigen Verdrehen der Druckscheiben durch eine Betätigungsvorrichtung die Kugeln auf die Schrägflächen der Ausnehmungen auflaufen, die Druckscheiben entgegen der Kraft von Rückstellfedern spreizen und die auf der abzubremsenden Welle. axial verschiebbaren Bremsscheiben gegen die Bremsfläche eines die Druck- und Bremsscheiben umschließenden Bremsgehäuses pressen.Disc brake The invention relates to a disc brake with two thrust washers, which are moved into Seen in the circumferential direction, oppositely and steadily increasing recesses of the pressure disks are held, support one another in such a way that when rotating in opposite directions the Thrust washers push the balls onto the inclined surfaces by an actuating device of the recesses run up, the pressure washers against the force of return springs spread and the on the shaft to be braked. axially displaceable brake discs against the braking surface of a brake housing enclosing the pressure and brake disks press.

Bei der Betätigung einer Scheibenbremse dieser Bauart wird das Bremsdrehmoment von den Bremsscheiben teilweise unmittelbar auf die Bremsflächen des Bremsgehäuses übertragen, ein Teil des Bremsdrehmoments wirkt jedoch auf die axial auseinandergespreizten Druckscheiben und ist bestrebt, diese in Drehrichtung mitzunehmen. Für jede Drehrichtung der abzubremsenden Welle ist die Drehbeweglichkeit einer Druckscheibe derart begrenzt, daß nach einer anfänglichen gemeinsamen Drehung beider Druckscheiben sich nur noch die jeweils andere Druckscheibe unter der Wirkung des Bremsdrehmoments um einen gewissen Winkel weiterdrehen kann. Diese Relativdrehung der zweiten Druckscheibe gegenüber der ersten bewirkt in erwünschter Weise, daß die beiden Druckscheiben noch weiter axial auseinandergespreizt werden und die Bremsscheiben somit noch kräftiger gegen die Bremsflächen des Bremsgehäuses pressen, so daß die Bremskraft selbsttätig verstärkt wird.When a disc brake of this type is operated, the braking torque from the brake disks partially directly onto the braking surfaces of the brake housing transmitted, but part of the braking torque acts on the axially spread Thrust washers and endeavors to take them with you in the direction of rotation. For every direction of rotation of the shaft to be braked, the rotational mobility of a thrust washer is limited in such a way that that after an initial joint rotation of both pressure disks only the other thrust washer by one under the effect of the braking torque can rotate further at a certain angle. This relative rotation of the second thrust washer compared to the first causes in a desired manner that the two pressure washers are spread apart further axially and the brake discs are therefore even stronger press against the braking surfaces of the brake housing so that the braking force is automatic is reinforced.

Bei bekannten Scheibenbremsen der genannten Gattung ist für jede Drehrichtung der abzubremsenden Welle zur Begrenzung der Drehbewegung der einen Druckscheibe ein Anschlag vorgesehen, der beispielsweise durch einen radial nach innen ragenden Ansatz des Bremsgehäuses oder einen achsparallelen Bolzen gebildet ist und mit einer entsprechenden Gegenfläche der betreffenden Druckscheibe zusammenwirkt. Bei der Betätigung einer solchen bekannten Scheibenbremse hat die durch ihren Anschlag am Weiterdrehen gehinderte Druckscheibe die Neigung, unter der Wirkung des Bremsdrehmoments um diesen einzigen Anschlag zu kippen und dabei die mit ihr verspreizte zweite Druckscheibe mitzunehmen. Um ein solches Kippen der beiden Druckscheiben zu verhindern, sind bei bekannten Bremsen der genannten Gattung am Bremsgehäuse außer dem erwähnten Anschlag mindestens drei auf den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilte, beispielsweise durch radial gerichtete Ansätze oder achsparallele Bolzen gebildete Führungsflächen zum Zentrieren der Druckscheiben vorgesehen. Diese Führungsflächen übertragen auf die Druckscheiben in bezug auf deren Mittelpunkt asymmetrisch verteilte, radial nach innen gerichtete Führungskräfte, die sich einem Kippen der Druckscheiben widersetzen.In known disc brakes of the type mentioned, for each direction of rotation the shaft to be braked to limit the rotary movement of the one thrust washer a stop is provided, for example by a radially inwardly protruding Approach of the brake housing or an axially parallel bolt is formed and with a corresponding mating surface of the pressure disc concerned cooperates. In the Actuation of such a known disc brake has the by its stop on Further turning hindered thrust washer the inclination, under the action of the braking torque in order to tilt this single stop and thereby the second pressure disc spread apart with it to take with you. In order to prevent the two pressure washers from tilting in known brakes of the type mentioned on the brake housing except for the one mentioned Stop at least three on the circumference, preferably evenly distributed, for example Guide surfaces formed by radially directed lugs or axially parallel bolts intended for centering the thrust washers. These guide surfaces are transferred to the thrust washers distributed asymmetrically with respect to their center point, radially inward-looking executives who oppose tipping of the thrust washers.

Soweit die beschriebenen Führungskräfte auf die zweite Druckscheibe einwirken, die sich zur Verstärkung der Bremskraft gegenüber der durch ihren Anschlag festgehaltenen ersten Druckscheibe noch weiter drehen soll, rufen sie am Umfang der zweiten Druckscheibe tangential angreifende Reibungskräfte hervor, die sich dem Weiterdrehen dieser Druckscheibe widersetzen und somit die selbstverstärkende Wirkung der Bremse vermindern oder ausschließen. Die asymmetrisch an den Druckscheiben angreifenden radialen Führungskräfte sowie die von der einen Druckscheibe auf den ihre Drehbewegung begrenzenden Anschlag übertragene Umfangskraft rufen außerdem Reibungskräfte hervor, die sich der axialen Spreizbewegung der beiden Druckscheiben widersetzen und wegen ihrer ebenfalls asymmetrischen Verteilung bestrebt sind, jede Druckscheibe aus ihrer zur Drehachse im rechten Winkel stehenden Ebene herauszukippen und somit eine, über den Umfang gesehen ungleichmäßige Verteilung der auf die Bremsscheiben einwirkenden axialen Kräfte zu bewirken, die ihrerseits Geräusche hervorrufen kann. Schließlich ruft das Moment der nur an einem einzigen Punkt von der einen Druckscheibe auf das Bremsgehäuse übertragenen Umfangskraft eine gegenseitige radiale Verlagerung der beiden Druckscheiben hervor, die dazu führt, daß die als Spreizkörper dienenden Kugeln bestrebt sind, die sie aufnehmenden Aüsnehmungen in radialer Richtung zu verlassen. Alle diese Erscheinungen erschweren die Rückkehr der Druckscheiben in ihre Ausgangsstellung und können dazu führen, daß die Bremse in ihrer vollbetätigten Stellung blockiert bleibt.So much for the executives described on the second thrust washer act that increase the braking force compared to the by their stop If the first thrust washer is held still to rotate, they call on the circumference the second thrust washer tangentially acting frictional forces that arise oppose the further turning of this thrust washer and thus the self-reinforcing one Reduce or exclude the effect of the brake. The asymmetrical on the thrust washers attacking radial executives as well as from the one thrust washer on the their rotary motion limiting stop also call transmitted circumferential force Frictional forces result from the axial spreading movement of the two pressure washers oppose and because of their likewise asymmetrical distribution strive to each Tilt the thrust washer out of its plane at right angles to the axis of rotation and thus an uneven distribution of the brake disks over the circumference acting axial forces, which in turn generate noise cause can. After all, the moment gets the only one at a single point from the one Pressure disc on the brake housing transmitted circumferential force a mutual radial Relocation of the two pressure washers, which leads to the fact that the expansion body Serving balls strive to remove them receiving openings in the radial direction to leave. All of these phenomena make it difficult for the thrust washers to return in their starting position and can cause the brake to be in its fully applied position Position remains blocked.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Scheibenbremse der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden sind. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausnehmungen, in denen die Kugeln gehalten sind, am äußeren Umfang der Druckscheiben angeordnet sind und daß die Kugeln jeweils mit ihrer radial äußeren Hälfte in eine axial gerichtete, im Querschnitt den Kugeln angepaßte Nut des Bremsgehäuses greifen. Da die Kugeln somit in bezug auf das Bremsgehäuse in Umfangsrichtung unbeweglich sind, treten sie an die Stelle des bei bekannten Bremsen zur übertragung der Umfangskraft von der einen Druckscheibe auf das Bremsgehäuse vorgesehenen Anschlages. Die Umfangskraft wird daher bei der erfindungsgemäßen Bremse gleichzeitig über sämtliche vorgesehenen Kugeln auf das Bremsgehäuse übertragen. Bei der allgemein üblichen, über den Umfang gesehen gleichmäßigen Verteilung der Kugeln ergibt sich somit eine Symmetrie der zwischen den Druckscheiben und dem Bremsgehäuse wirkenden Umfangskräfte, Daher haben die Druckscheiben auch keine Neigung, bei der Betätigung der Bremse ihre normale Stellung zu verlassen. Die geringen, noch erforderlichen radialen Führungskräfte werden ebenfalls über die Kugeln vom Bremsgehäuse auf die Druckscheiben übertragen. Die Kugeln vermindern außerdem den Widerstand gegen das axiale Auseinanderspreizen der Druckscheiben und sorgen dafür, daß der noch verbleibende Widerstand gleichmäßig über den Umfang der Druckscheiben verteilt ist, so daß sich eine gleichmäßige Anlage der Druckscheiben an den Bremsscheiben ergibt.The object of the invention is to provide a disc brake of the type mentioned at the beginning To create a species in which these disadvantages are avoided. This task is according to the invention solved in that the recesses in which the balls are held on the outer The circumference of the thrust washers are arranged and that the balls each with their radial outer half in an axially directed groove adapted to the balls in cross section grip the brake housing. Since the balls are thus in relation to the brake housing in Are immovable in the circumferential direction, they take the place of the known brakes to transfer the circumferential force from one thrust washer to the brake housing intended stop. The circumferential force is therefore in the brake according to the invention at the same time transferred to the brake housing via all the balls provided. With the generally accepted, even distribution of the Balls thus results in a symmetry between the thrust washers and the brake housing acting circumferential forces, therefore the thrust washers have no inclination Actuation of the brake to leave their normal position. The small ones that are still required radial executives are also about the balls from the brake housing to the Transfer thrust washers. The balls also reduce the resistance to the axial spreading apart of the thrust washers and ensure that the remaining Resistance is evenly distributed over the circumference of the pressure washers, so that results in an even contact of the pressure disks on the brake disks.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ausnehmungen der Druckscheiben jeweils an ihrem tieferen Ende kugelförmig und haben dort einem der zugehörigen Kugel angepaßten Radius. Für dieses an sich bekannte Merkmal wird nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt.In a preferred embodiment of the invention, the recesses are the pressure washers are each spherical at their lower end and have one there the radius adapted to the associated sphere. For this characteristic, which is known per se, is Protection is only sought in connection with the main claim.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt Fi g . 1 eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Bremse, bei der der Deckel des Bremsgehäuses und die ihm zugewandte Bremsscheibe entfernt sind, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1 und F i g. 3 eine Teilansicht der Druckscheiben derselben Bremse in Richtung des Pfeils in F i g. 1.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows Fi g. 1 is an end view a brake according to the invention, in which the cover of the brake housing and it facing brake disc are removed, F i g. 2 shows a section along line 2-2 in Fig. 1 and F i g. 3 is a partial view of the pressure disks of the same brake in FIG Direction of the arrow in FIG. 1.

Bei der gezeigten Bremse sind zwei zusammenwirkende Druckscheiben 10,11 zwischen zwei Bremsscheiben 12,13 in einem ortsfesten zylindrischen Gehäuse 14 angeordnet. Die Bremsscheiben 10,11 tragen jeweils auf beiden Seiten einen ringförmigen Bremsbelag 15 und sind durch eine Keilverzahnung 16 mit der nicht gezeigten abzubremsenden Welle axial verschiebbar verbunden. Wenn die Druckscheiben 10,11 auseinandergespreizt werden, treten sie mit den Bremsscheiben in Eingriff und drücken diese jeweils gegen eine bearbeitende Bremsfläche an der Stirnwand des Gehäuses 14 bzw. an einem nicht gezeigten Gehäusedeckel, der am offenen Ende des Gehäuses befestigt ist.In the brake shown, two interacting pressure disks 10, 11 are arranged between two brake disks 12, 13 in a stationary cylindrical housing 14. The brake disks 10, 11 each have an annular brake lining 15 on both sides and are axially displaceably connected to the shaft to be braked (not shown) by a spline 16. When the pressure disks 10 , 11 are spread apart, they come into engagement with the brake disks and each press them against a machining braking surface on the end wall of the housing 14 or on a housing cover, not shown, which is attached to the open end of the housing.

Als Spreizkörper für das Auseinanderspreizen der Druckscheiben 10, 11 dienen Kugeln 18, die jeweils mit ihrer radial äußeren Hälfte in eine achsparallele Nut 19 an der Innenseite des Gehäuses 14 eingreifen. Die Nuten 19 sind in gleichmäßigen Umfangsabständen gegeneinander versetzt und haben einen halbkreisförmigen, den Kugeln 18 angepaßten Querschnitt. Die Kugeln 18 sind durch die Nuten 19 an einer Bewegung in Umfangsrichtung gehindert und nur in Richtung parallel zur Achse der abzubremsenden Welle beweglich. Die radial innere Hälfte jeder Kugel 18 greift in zwei einander gegenüberliegende Ausnehmungen 21 und 22 am äußeren Umfang der beiden Druckscheiben 10, 11 ein. Die Ausnehmungen 21, 22 bilden gemäß F i g. 3 kugelförmige Mulden mit einem den Kugeln 18 angepaßten Radius und weisen, in Umfangsrichtung gesehen, gegensinnig und stetig ansteigende Schrägflächen auf.Balls 18, each of which engages with their radially outer half in an axially parallel groove 19 on the inside of the housing 14 , serve as expansion bodies for spreading the pressure disks 10, 11 apart. The grooves 19 are offset from one another at uniform circumferential intervals and have a semicircular cross-section adapted to the balls 18. The balls 18 are prevented from moving in the circumferential direction by the grooves 19 and are only movable in the direction parallel to the axis of the shaft to be braked. The radially inner half of each ball 18 engages in two opposing recesses 21 and 22 on the outer circumference of the two pressure disks 10, 11 . The recesses 21, 22 form according to FIG. 3 spherical troughs with a radius adapted to the balls 18 and, viewed in the circumferential direction, have inclined surfaces that rise in opposite directions and continuously.

Die Druckscheiben werden beim Lösen der Bremse durch Rückstellfedern 23 wieder in ihre Ausgangslage zurückgedreht.When the brake is released, the pressure disks are rotated back into their original position by return springs 23.

Für die Betätigung der Bremse ist gemäß F i g. 1 eine Zugstange 24 vorgesehen, die über jeweils eine Lasche 25 bzw. 26 mit einem an jeder Druckscheibe 10,11 ausgebildeten Ansatz 27 bzw. 28 gelenkig verbunden ist.For actuation of the brake, according to FIG. 1, a pull rod 24 is provided which is connected in an articulated manner via a respective tab 25 or 26 to an extension 27 or 28 formed on each pressure disc 10, 11.

Die Betätigung der Bremse wird durch eine radial nach außen gerichtete Zugkraft an der Zugstange 24 eingeleitet, die durch die Laschen 25, 26 in die Druckscheiben 10, 11 gegensinnig verdrehende Umfangskräfte übersetzt wird. Bei dieser anfänglichen gegensinnigen Verdrehung der beiden Druckscheiben 10, 11 laufen die Kugeln 18 auf die Schrägflächen der Ausnehmungen 21, 22 auf und spreizen die beiden Druckscheiben entgegen der Kraft der Rückstellfedern 23 axial auseinander. Die Druckscheiben 10,11 pressen infolgedessen die Bremsscheiben 12,13 gegen die zugehörigen Bremsflächen des Bremsgehäuses 14 und werden selbst von den Bremsscheiben in Drehrichtung der abzubremsenden Welle mitgenommen. Von den beiden Druckscheiben 10,11 kann nur die eine der Drehung der Bremsscheiben 12,13 folgen, nämlich diejenige Druckscheibe, deren Ausnehmungen mit ihrem kugelförmigen tieferen Ende in Drehrichtung nach vorn weisen. Dem Mitdrehen der zweiten Druckscheibe sind dagegen dadurch enge Grenzen gesetzt, daß sich die kugelförmigen Wandungen an den tieferen Enden ihrer Ausnehmungen an die in Umfangsrichtung unbeweglichen Kugeln 18 anlegen. Beim Weiterdrehen der ersten Druckscheibe laufen die Kugeln 18 noch weiter auf die Schrägflächen der Ausnehmungen dieser ersten Druckscheibe auf und liefern somit die erwünschte zusätzliche axiale Anpreßkraft.The actuation of the brake is initiated by a radially outwardly directed tensile force on the pull rod 24 , which is translated by the tabs 25, 26 into the pressure disks 10, 11 counter-rotating circumferential forces. When the two pressure disks 10, 11 are initially rotated in opposite directions, the balls 18 run onto the inclined surfaces of the recesses 21, 22 and axially spread the two pressure disks apart against the force of the return springs 23. The pressure disks 10, 11 consequently press the brake disks 12, 13 against the associated braking surfaces of the brake housing 14 and are themselves carried along by the brake disks in the direction of rotation of the shaft to be braked. Of the two pressure disks 10 , 11, only one can follow the rotation of the brake disks 12, 13 , namely that pressure disk whose recesses with their spherical lower end point forward in the direction of rotation. On the other hand, the co-rotation of the second thrust washer is subject to narrow limits in that the spherical walls at the deeper ends of their recesses lie against the balls 18 which are immovable in the circumferential direction. As the first thrust washer continues to rotate, the balls 18 run even further onto the inclined surfaces of the recesses of this first thrust washer and thus provide the desired additional axial pressing force.

Die Anzahl der Kugeln 18 ist nicht auf drei beschränkt, es können auch vier oder mehr Kugeln vorgesehen sein. Auch kommt es nicht darauf an, wie die Einrichtung für die Betätigung der Bremse ausgebildet ist; so könnte an Stelle des in F i g. 1 dargestellten Gestänges 24, 25, 26 auch ein drehbarer Nocken vorgesehen sein, der im Bremsgehäuse zwischen radialen Ansätzen der Druckscheiben in Umfangsrichtung schwimmend gelagert ist.The number of balls 18 is not limited to three; four or more balls can also be provided. It also does not matter how the device for actuating the brake is designed; so instead of the one shown in FIG. 1, a rotatable cam may also be provided, which is mounted in the brake housing between radial lugs of the pressure disks in a floating manner in the circumferential direction.

Claims

Claims: 1. Disc brake with two thrust washers, which by means of balls, which are adapted in the balls, seen in the circumferential direction, are held in opposite directions and steadily increasing recesses of the thrust washers, so that when the thrust washers are rotated in opposite directions the balls open by an actuating device the inclined surfaces of the recesses run up, the pressure disks spread against the force of return springs and the axially displaceable brake disks on the shaft to be braked press against the braking surface of a brake housing surrounding the pressure and brake disks, characterized in that the recesses (21, 22) on the outer circumference of the pressure disks (10, 11) are arranged and the balls (18) each engage with their radially outer half in an axially directed groove (19) of the brake housing (14) which is adapted in cross section to the balls.

2. Disc brakes according to claim 1, characterized in that the recesses (21, 22) of the pressure disks (10, 11) are each spherical at their lower end and there have a radius adapted to the associated ball (18). Documents considered: German Patent No. 958 534; British Patent Nos. 911838, 913624; U.S. Patent No. 2,883,008.