-
Scheibenbremse für Fahrzeugräder Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse
für Fahrzeugräder mit einer an ihrem Umfang am Rad befestigten ringförmigen Bremsscheibe
und mit symmetrisch zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordneten Kipphebeln, die
schwenkbar im Inneren der ringförmigen Bremsscheibe miteinander verbunden sind,
gegenüber dem abzubremsenden Rad im wesentlichen radial verlaufen und sich mit ihren
einen Armen bzw. den daran angebrachten Reibbelägen zangenartig von beiden Seiten
an die Bremsscheibe anlegen, während zum Auseinanderspreizen der anderen, von der
Bremsscheibe abgewandten Arme der Kipphebel eine an denselben angreifende Betätigungseinrichtung
dient.
-
Bei einer bekannten Scheibenbremse dieser Bauart (USA.-Patent
1619 542) ist der eine von zwei zusammengehörenden Kipphebeln am Achsschenkelgehäuse
od. dgl. schwenkbar gelagert, während der andere eine Achse aufweist, mittels derer
er an dem erstgenannten Kipphebel angelenkt ist. Dies hat den Nachteil, daß bei
Betätigung der Bremse, die hier über ein Gestänge erfolgt, auf den einen Kipphebel
eine weit stärkere Kraft ausgeübt wird als auf den anderen Kipphebel, welcher mit
dem Betätigungsgestänge in Verbindung steht. Der letztgenannte Kipphebel legt sich
also mit wesentlich geringerer Kraft an die Bremsscheibe an. Dies beruht darauf,
daß die die beiden zusammengehörigen Kipphebel miteinander verbindende Achse auf
den äußeren, am Achsschenkelgehäuse od. dgl. angelenkten Kipphebel die Summe derjenigen
Kräfte überträgt, die auf den anderen, inneren Kipphebel in Form des Gegendrucks
der Bremsscheibe sowie der Zugkraft des Gestänges ausgeübt werden. Es ist also bei
dieser bekannten Bauart eine ungleichmäßige Abnutzung der Bremsbeläge unvermeidlich.
Zudem erfolgt eine einseitig starke Belastung der Bremsscheibe.
-
Weiterhin ist eine Scheibenbremse der genannten Bauart bekannt (deutsche
Patentschrift 906 l02), bei welcher zum Auseinanderspreizen der von der Bremsscheibe
abgewandten Arme der Kipphebel eine an diesen Armen angreifende hydraulische bzw.
pneumatische Einrichtung dient. Diese Einrichtung weist einen am Fahrgestell befestigten
Zylinder mit zwei Kolben auf, die auf je einen Kipphebel einwirken. Bei dieser Bauart
ergibt sich der Nachteil, daß die Kipphebel mit sehr geringem Spiel auf ihren Lagerachsen
gelagert sein müssen, damit sie sich bei der Aufnahme des Bremsmomentes nicht mit
großem Druck gegen die hydraulische Einrichtung abstützen. Andernfalls muß die hydraulische
Einrichtung sehr stabil gestaltet sein, um die entsprechenden Gegenkräfte aufbringen
zu können. Es ist dabei zu beachten, daß die hydraulische Einrichtung verhältnismäßig
empfindlich ist, da Verkantungen des Kolbens im Zylinder leicht zu Verklemmungen
und damit Bremsschwierigkeiten führen können. Da diese bekannte Scheibenbremse für
Eisenbahnfahrzeuge gedacht ist, ist sie entsprechend robust gestaltet. Dabei arbeiten
zwei Bremsen für die auf einer gemeinsamen Achse befindlichen Räder zusammen. Die
gesonderten Tragstützen für die Schwenkachsen der Kipphebel bzw. für die hydraulischen
Einrichtungen besitzen einen ziemlich großen Abstand von der Radachse. Eine Übertragung
des bei dieser Konstruktion angewandten Prinzips auf die wesentlich gedrängtere
Anordnung bei Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen würde auf erhebliche Schwierigkeiten
stoßen. Insbesondere ergibt sich das Problem der Unterbringung der gesamten Einrichtung
auf einem sehr kleinen Raum. Die damit verbundene Verkleinerung der Kipphebel würde
zudem dazu führen, daß wegen des geringeren Hebelarmes an den Enden dieser Hebel
bei der Aufnahme des Bremsmomentes recht erhebliche Kräfte auftreten.
-
Schließlich ist noch eine Bremse bekannt (deutsche Auslegeschrift
1015 331), die bereits Wülste an den freien Enden ihrer Kipphebel besitzt.
Dabei handelt es sich jedoch im übrigen um eine von der eingangs erwähnten Bauart
völlig verschiedene Art von Bremsen, wobei ein bezüglich der Bremsscheibe unsymmetrischer
Aufbau Verwendung findet.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse der eingangs
erwähnten Bauart zu schaffen, welche unter Vermeidung der genannten
Nachteile
einen geringen Platzbedarf aufweist, eine gleichmäßige Beanspruchung der Bremsscheibe,
der Bremsbeläge und der Betätigungseinrichtung gewährleistet sowie eine einwandfreie
und zuverlässige Funktion bei geringem baulichem Aufwand sicherstellt.
-
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Betätigungseinrichtung
einen im Inneren der ringförmigen Bremsscheibe in bekannter Weise quer zur Bremsscheibe
verlaufenden hydraulischen Zylinder aufweist, der in einem am Fahrgestell befestigten
Haltestück angeordnet ist und in bekannter Weise zwei gegenläufig bewegliche Kolben
aufnimmt, die je einem Kipphebel zugeordnet sind, wobei die Kipphebel an ihren beiden
mit den Bremsbelägen oder Bremsbelagträgern bzw. mit den Kolben unmittelbar zusammenwirkenden
Enden nach Art einer Zylinderfläche derart vorspringende, an sich bekannte Wülste
haben, daß die Mantellinien dieser Zylinderflächen parallel zu den Schwenkachsen
der Kipphebel verlaufen.
-
Der Bremszylinder befindet sich erfindungsgemäß im Inneren der ringförmigen
Bremsscheibe, woraus ein sehr geringer Platzbedarf für die gesamte Bremseinrichtung
folgt. Der Anschluß des Bremszylinders an die Druckmittelleitung ist dabei insofern
einfach, als der Bremszylinder mittels des Haltestücks am Fahrgestell bzw. am Achsschenkel
befestigt ist und keine Schwenkbewegung od. dgl. beim Bremsvorgang ausführt. Der
große Durchmesser der Bremsscheibe erleichtert zudem das Aufbringen des notwendigen
Bremsmomentes und das Abführen der Bremswärme. Weiterhin ist es konstruktiv vorteilhaft,
daß die Kipphebel vergleichsweise kurz ausgebildet und in nächster Nähe des Bremszylinders
an diesem beidseitig gelagert sind. Die kurzen Kipphebel führen auch dazu, daß die
Kolben innerhalb des Zylinders nur kleine Verstellwege zurückzulegen haben, was
auch in Achsrichtung des Rades zu einer sehr raumsparenden Konstruktion führt. Daß
bei der Betätigung der Scheibenbremse nach der Erfindung stets eine gleichmäßige
Belastung der Bremsscheibe und der Bremsbeläge und damit eine gleichmäßige Abnutzung
der letzteren im Laufe des Gebrauchs erfolgt, ist klar ersichtlich. Aus der Tatsache,
daß die Kipphebel an ihren beiden mit den Bremsbelägen oder Bremsbelagträgern bzw.
mit den Kolben unmittelbar zusammenwirkenden Enden nach Art einer Zylinderfläche
derart vorspringende, an sich bekannte Wülste haben, daß die Mantellinien dieser
Zylinderflächen parallel zu den Schwenkachsen der Kipphebel verlaufen, ergibt sich
praktisch eine linienförmige Berührung des jeweiligen Armendes mit dem Gegenelement
bei entsprechend verringerter Reibung. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Bremsbeläge
mehr oder weniger stark abgenutzt sind. Die genannte Zusammenarbeit der Kipphebel
mit den Bremsbelagträgern und den Kolben ist auch noch in anderer Hinsicht bedeutungsvoll.
Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß beim Bremsvorgang die Bremsscheibe die Beläge
in Drehrichtung des Rades mitzunehmen und ein dementsprechendes Drehmoment auch
auf die Kipphebel auszuüben sucht. Das nicht zu vermeidende Spiel in den Lagern
der Kipphebel führt dann dazu, daß dieselben auch in Umfangsrichtung beim Bremsvorgang
eine Relativverschiebung zu den Kolben ausführen, was die auf denselben aufruhenden
Armenden betrifft. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Armenden gibt auch für eine
solche Belastung die Gewähr, daß keine Verklemmung der Kolben in den Zylindern eintreten
kann.
-
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Seitenansicht einer
mit der erfindungsgemäßen Scheibenbremse versehenen Radnabe, F i g. 2 einen Schnitt
durch die Radnabe nach F i g. 1 in einer durch den Achsschenkel gehenden Ebene,
F i g. 3 und 4 eine mechanische Bremsbetätigungseinrichtung, die parallel zur hydraulischen
Betätigung auf die gleichen Kipphebel einwirkt.
-
Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Scheibenbremse für Fahrzeugräder
besitzt eine ringförmige Bremsscheibe 9. Diese Bremsscheibe ist bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel an drei Stellen ihres Umfangs am Rad 4 befestigt, und zwar mit
Hilfe von Bügeln 17, die an der Nabe 18 des Rades 4 befestigt sind. Symmetrisch
zu beiden Seiten der Bremsscheibe 9 sind Kipphebel 12 und 121 angeordnet, die schwenkbar
im Inneren der ringförmigen Bremsscheibe 9 miteinander verbunden sind. Sie verlaufen
gegenüber dem abzubremsenden Rad 4 im wesentlichen radial und legen sich mit ihren
einen Armen bzw. den daran angebrachten Bremsbelägen 13 bzw.131 zangenartig von
beiden Seiten an die Bremsscheibe 9 an, während zum Auseinanderspreizen der anderen,
von der Bremsscheibe abgewandten Arme der Kipphebel 12, 121 eine an denselben angreifende
Betätigungseinrichtung dient. Die Betätigungseinrichtung weist einen im Inneren
der ringförmigen Bremsscheibe 9 quer zur Bremsscheibe verlaufenden hydraulischen
Zylinder 5 auf, der in einem am Fahrgestell mittels der Schraubenbolzen 2 befestigten
Haltestück 1 angeordnet ist. Dieser Zylinder nimmt zwei gegenläufig bewegliche Kolben
6 und 61 auf. Diese beiden Kolben sind unter der Wirkung des hydraulischen Bremsdrucks
gegeneinander verschiebbar. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist bei 7 ein Einlaß und
bei 8 ein Austritt für die Bremsflüssigkeit vorgesehen. Diese beiden Kolben 6 und
61 sind je einem Kipphebel 12 und 121 zugeordnet. Diese Kipphebel sind mit Hilfe
von Schwenkachsen 11,111 und entsprechenden, quer zur Zylinderbohrung verlaufenden
Bohrungen 10 für deren Aufnahme an zu beiden Seiten der Bremsscheibe 9 sich symmetrisch
leicht nach oben erstreckenden Vorsprüngen 11 gelagert. Die Kipphebel haben an ihren
beiden mit den Bremsbelägen oder Bremsbelagträgern bzw. mit dem Kolben unmittelbar
zusammenwirkenden Enden nach Art einer Zylinderfläche derart vorspringende Wülste,
daß die Mantelflächen dieser Zylinderflächen parallel zu den Schwenkachsen 11 bzw.111
der Kipphebel verlaufen. Dabei wird beim Anziehen der Bremse die Anpreßkraft gleichmäßig
auf beide Bremsbeläge 13 und 131 verteilt. Die Befestigung und Betätigung der Bremsbeläge
13,13' erfolgt durch zwei Zapfen 15 bzw.16 an den Kipphebeln 12 bzw.12'. Diese Zapfen
15,16 sind jeweils an den einen Armen der Kipphebel 12, 121 im Bereich des vorspringenden
Wulstes bzw. der Anpreßlinie desselben angebracht und greifen mit Spiel in eine
Ausnehmung des Bremsbelages bzw. des Bremsbelagträgers ein, wobei wenigstens einer
der Zapfen abnehmbar ist. Sie dienen nicht zur übertragung der Bremsanzugskraft,
sondern lediglich dazu, das Bremsmoment über die Bremsscheibe 9, die
Bremsbeläge
13 und 131, die Zapfen 15 und 16, den oberen Teil der Kipphebel 12 und 121, die
Schwenkachsen 11 und 111, das Haltestück 1, die Schraubenbolzen 2 und den Achsschenkel
3 auf das Fahrgestell zu übertragen.
-
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zapfenpaar 16 am äußeren
Kipphebel 121 fest, das Zapfenpaar 15 am inneren Kipphebel 12 auf den letzteren
aufgeschraubt, um den raschen Ausbau des inneren Bremsbelages 13 und folglich auch
des äußeren Bremsbelages 131 zu gestatten, was durch Verschieben der Kolben im Zylinder
5 möglich ist. Dabei ist zu bemerken, daß das Rückstellen der Kolben 6, 61 in die
Ruhestellung (gelöste Bremse) durch seitliche Federn 19,191 erfolgt.
-
Beim Bremsvorgang drücken die Kolben 6, 61 jeder von seiner Seite
auf die unteren Enden der Kipphebel 12 und 121, welche dabei um ihre Schwenkachsen
11 und 111 verschwenken und einen Anpreßdruck auf die Bremsbeläge 13 und 131 übertragen.
Dieser Anpreßdruck ist abhängig sowohl von der Kolbenfläche und der Bremsbelagfläche
als auch von dem Übersetzungsverhältnis der Hebelarme der Kipphebel. Die Bremsbeläge
spannen die Bremsscheibe stets von beiden Seiten symmetrisch mit jeweils gleicher
Kraft ein.
-
Sobald man den Druck im hydraulischen Kreis absinken läßt, veranlassen
die Rückzugfedern 19 die Kipphebel im entgegengesetzten Sinn der vorigen Bremsanzugsbewegung
zum Ausschwenken, welche ihrerseits die Kolben 6, 61 zurückschieben. Die Kolben
verdrängen dabei die überschüssige Flüssigkeit in den Hauptzylinder.
-
Um bei fortschreitender Abnutzung der Bremsbeläge 13 bzw. 131 eine
selbsttätige Nachstellung der Bremsen zu gewährleisten bzw. zu verhindern, daß die
Kolben 6 bzw. 61 größere Hübe und die Kipphebel 12 und 121 entsprechend größere
Kippbewegungen ausführen müssen, können innerhalb des Zylinders Reibringe vorgesehen
sein, welche die Kolben umgeben und von diesen unter Druckwirkung zwar nach außen
verschoben werden können, jedoch von den Kipphebeln unter der Wirkung der Federn
19 nicht wieder zurück nach innen. Da diese Reibringe mit Spiel an den Kolben angreifen,
ist stets ein für ein einwandfreies Lösen der Scheibenbremse erforderliches Verschieben
der Kolben nach innen möglich, nämlich bis zum Anschlag der Kolben an den Reibringen.
-
In den F i g. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Scheibenbremse für Fahrzeugräder gezeigt, welches zusätzlich noch eine mechanische
Betätigungseinrichtung, beispielsweise für eine Handbremse, aufweist. Bei diesem
Ausführungsbeispiel stehen von den Kipphebeln 12,121 zwecks hilfsweiser Betätigung
der Bremse von Hand abgewinkelte Arme 29 und 30 ab, an denen unter Zwischenschaltung
einer Rückholfeder 33 das Seil 31 bzw. die Hülle 32 eines Bowdenzuges angreift.
Die Rückholfeder 33 kann dabei sogar die Federn 19 ersetzen, die für den Rückzug
der Kipphebel vorgesehen sind.
-
Die Wirkungsweise ist folgende: Wird das Seil 31 angezogen, dann dreht
sich die aus dem abgewinkelten Arm 29 und Kipphebel 121 bestehende Einheit um die
Achse 111 und drückt den Bremsbelag 131 an die Bremsscheibe 9 an; die Rückwirkung
der Hülle 32 bringt den Arm 30 und den Kipphebel 12 im entgegengesetzten Sinn zum
Ausschwenken und drückt auch den Belag 13 an die Bremsscheibe 9 an, wodurch das
Fahrzeug abgebremst wird.
-
Wird das Seil 31 gelockert, so schiebt die Rückholfeder 33
die Enden der abgewinkelten Arme 29 und 30 zurück, und diese führen die Kipphebel
12 und 121 zu ihrem Ausgangspunkt zurück; damit ist die Scheibenbremse gelöst. Schließlich
ist noch eine Vorrichtung zum Nachstellen der Ringe des Seiles vorgesehen, die jedoch
von bekannter Bauart ist und nicht zur Erfindung gehört.
-
Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß es die erfindungsgemäße
Bauart auch ermöglicht, Bremsscheiben zu benutzen, deren beide Seiten miteinander
einen Winkel bilden.