DE1475497A1 - Hydraulische Scheibenbremse,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Hydraulische Scheibenbremse,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

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DE1475497A1 DE19651475497 DE1475497A DE1475497A1 DE 1475497 A1 DE1475497 A1 DE 1475497A1 DE 19651475497 DE19651475497 DE 19651475497 DE 1475497 A DE1475497 A DE 1475497A DE 1475497 A1 DE1475497 A1 DE 1475497A1
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Description

  • Hydraulische Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine hydraulische Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Zur Erzielung ausreichender Zuspannkräfte ist es bei derartigen Bremsen erforderlich, zur Vermittlung des vom Bremspedal ausgeübten Bremsdruckes verhältnismäßig großflächige Kolben zu verwenden, was einen entsprechend hohen, sich aus der Zahl der Radzylinder, derbeaufschlagt en Kolbenfläche und der Länge des Kolbenweges ergebenden Druckmittelverbrauch während des Bremsvorganges bedingt. Der Druckmittelverbrauch muß aus dem Hauptzylinder unter Zugrundelegung eines entsprechenden Bremspedalweges gedeckt werden, woraus sich die bekannten Nachteile, insbesondere Anbringung eines entsprechend großen Hauptzylinders und verzögerte Bremswirkung infolge des weiten Bremspedalweges oder hoher Fußkräfte bis zur Erreichung der höchsten Zuspannkraft, ergeben.
  • Zur Vermeidung dieses Nachteiles finden bisher sogenannte Stufenhauptzylinder Anwendung, die - vom Bremsdruck gesteuert -bei Einleitung der Bremsung zunächst den bis zum Anlegen der Bremsbeläge an die Seheibe erforderlichen Druckmittelverbrauch decken. Auf diese Weise kann-zwar der vorstehend geschilderte Nachteil weitgehend beseitigt werden, die Anlage arbeitet aber mit erheblichen Verlusten in der Druckstufe und hat zwischen Füll- und Druckstufe einen das Bremsgefühl irreführenden Druckpunkt am Bremspedal. Deshalb sind sogenannte Bremsverstärker - ebenfalls vom Pedaldruck gesteuert -häufiger zur Anwendung gekommen. Diese gestatten bei kurzen Pedalwegeri niedrige Fußkräfte, weil sie letztere durch eine Fremdkraft, z.B. Saugluft, Druckluft oder hydr, Pumpendruck verstärken. Die Bremsverstärker sind jedoch kompliziert im Aufbau, erfordern einen erhöhten Platzbedarf und verursachen demgemäß erhöhte Herstellungs -und Einbaukosten.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Scheibenbremse zu schaffen, mit deren Hilfe bei geringem Druckmittelverbrauch und demgemäß verkürztem Bremspedalweg unmittelbar die volle Bremskraft erreicht werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß mit dem der Bremsbetätigung dienenden Druckkolben ein zweiter kleinflächiger Anlegekolben verbunden ist, der gegenüber dem Druckkolben mittels eines einseitig wirkenden Gesperres gegen Verschicbung nach außen, d.h. in Richtung von der Bremsscheibe weg, gesichert ist, Auf diese Weise ergibt sich bei der Bremsung ein Druckmittelverbrauch lediglich in dem durch den kleinflächigen Kolben bedingten Umfang, während bei Erhöhung der Bremskraft der großflächige Kolben unmittelbar besufschlagt wird und die eingeleitete Fußkraft fast ohne Totwegverluste hoch übersetzt in Zuspannkraft umgesetzt wird. Der infolge der Kleinflächigkeit des Anlegekolbens geringen Füllstufe folgt unmittelbar die eigentliche Druckstufe.
  • Jeder Sattel kann mit jeweils zwei Zylinderanordnungen der vorstehend beschriebenen Art ausgerüstet sein, d.h. jeweils zwei Druckkolben-/Anlegekolbenanordnungen aufweisen. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, daß auf der einen Seite eine Druckkolben-/Anlegekolbenanordnung und auf der gegenüberliegenden Seite lediglich ein Anlegekolben vorgesehen ist, der mittels eines einseitig wirkenden Gesperres gegen den Bremssattel gesichert ist. In diesem Falleist der Sattel vorteilhaft zur Herbeiführung eines Kraftausgleiches zwischen den ungleich großen Kolben beispielsweise mit Hilfe einer Verbindungslasche in gewissen Grenzen elastisch federnd am Achsflansch befestigt. Ein elastisches Verbindungsglied ist hierbei nicht erforderlich, da in vielen Fällen bereits die axiale Elastizität der Bremsscheibe, bzw. deren Axialspiel genügt, um die überschüssige Reaktionskraft der Druckkolben:/Anlegekolbenseite auf die andere Bremsscheibenseite übertragen zu können.
  • Diese Aufgabe erfüllt auch ein plastisches Verbindungsglied, zu dessen Verformung keine allzugroßen überschüssigen Reaktionskräfte notwendig sind. - Selbstverständlich kann auch ein Gelenk Verwendung finden, welches nach Überwindung eines bestimmten Reibschlusses der überschüssigen Reaktionskraft nachgibt.
  • In diesen beiden Fällen wandert die Sattel-Mittenebene mit der Abnutzung der Bremsbeläge allmählich aus der Bremsscheiben-Mittenebene nach der Befestigungsseite hin aus. Bei einer axialen Elastizität zwischen den Mittenebenen der Bremsscheibe bzw. des Sattels in der Größenordnung des Lüftspiels beider Bremsbeläge kommen beide Mittenebenen nach der Bremsbetätigung wieder zur Deckungsgleichheit.
  • Bei Verzicht auf diese Deckungsgleichheit der Mittenebenen nach der Bremsbetätigung wird die gesamte Anlegekolben-Anordnung der Deckelseite des Sattels überflüssig und der Brems-Belag kann am Deckelteil direkt befestigt werden, d.h., ohne Relativbewegung zwischen Gehäuse-Deckelteil und Belag. - Auch bei einer solchen Anordnung ist der Erfindungsgedanke durch- . führbar.
  • In Ausführung der Erfindung ist vorteilhaft als Anlegekolben ein Pilzkolben vorgesehen, dessen Schaft in einer Bohrung der Druckhülse, des Druckkolhens oder des Sattelgehäuses geführt ist, wobei der Schaft gleichzeitig als Klemmfläche für einen Kugelring dient. Als Gegen-Klemmfläche kann eine konische Erweiterung der Führungsbohrung, ein sich auf der Druckhülse, dem Druckkolben oder dem Sattelgehäuse abstützender Konusrng oder dgl. vorgesehen sein.
  • Die Beaufschlagung der Kolben kann unmittelbar erfolgen derart, daß sowohl der Zylinderraum des Anlegekolbens als auch der Zylinderraum des Druckkolbens unmittelbar mit Druckmittel gespeist werden. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, daß der Anlegekolben unmittelbar und der Druckkalben mittelbar beaufschlagt werden derart, daß ein getrennter Radzylinder vorgesehen ist, dessen-Kolben mit dem freien Ende eines Hebelarmes verbunden ist, der auf eine den Anlegekolben mittels Gesperre verbindende Druckhälse wirkt. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß die Flüssigkeitsräume sehr weit von der Bremsscheibe entfernt angeordnet sind, so daß - im Gegensatz zu den Scheibenbremskonstruktionen der bekannten Art - eine Erhitzung der Bremsflüssigkeit bis zu deren Verdampfung -- nicht zu befürchten ist. Der Radzylinder liegt außerhalb der Radschüssel im freien Luftstrom, so daß eine besonders gute Kühlung erreicht wird. Der Handbremshebelweg wird in diesem Falle größer gehalten als der mit entsprechendem Hauptzylindervolumen mögliche Radzylinder-Kolbenweg, womit die gesetzliche Forderung einer 3o%-igen Reserve der Handbremse gegenüber der Fußbremse ohne weiteres erfüllt werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil der Bremse gemäß Erfindung besteht auch darin, daß bei Verwendung eines Pilzkolbens als Anlegekolben sich eine solidere Bremsbelag-Fassung dadurch ergibt, daß sich infolge der Führung des Pilzkolbens am Schaftende und am großen Durchmesser einerseits und unter dem Einfluß der Bremskraft andererseits eine seitliche Dreipunktfassung des Bremsbelags ergibt, bei der sich keine Quietschgeräusche entwickeln können. Darüberhinaus bedarf es auch nicht mehr der Anordnung fester oder elastischer Anschläge zur Kolbenhubbegrenzung, da das Gesperre nur über einen bestimmten Kolbenhubbereich sperrt, so daß bei entsprechender Belagabnutzung keine metallischen Teile mit der Scheibe in Berührung kommen können. Der sich hieraus ergebende weitere Vorteil besteht insbesondererdarin, daß anstelle der bisher erforderlichenstählernen Rückenplatten von 5 mm Dicke als Bremsbelagträger einfache Haltebleche von lediglich 9 mm Stärke Verwendung finden können. Weiterhin bedarf es auch nicht mehr der paar.» weisen Auswechslung der Bremsbeläge, da jeder Bremsbelag eine eigene Hubbegrenzung hat, deren Erreichung durch Pedalwegverlängerung erkennbar ist, Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Bremse gemäß Erfindung besteht auch in ihrer guten Eignung für eine Bremskraftregelung. Es bedarf nicht mehr der Anordnung eines Druckminderers, sondern, lediglich der Anordnung von Schaltventilen, die nacheinander die Flüssigkeitsräume abschalten. Mit dieser Maßnahme ist also keine Bremsmomentbegrenzung, sondern lediglich eine Druckminderung verbunden, wozu in allen anderen Fällen wesentlich kompliziertere Druckminderventile erforderlich sind. Alle drei Flüssigkeitsräume, d.h. die Arbeitsräume der Anlegekolben sowie der Arbeitsraum des Radzylinders, können an einen gemeinsamen Bremskreis angeschlossen sein. Sie können jedoch auch - bei Zweik-reisanlagen - an getrennte Bremskreise angeschlossen werden derart, daß z.B. die Arbeitsräume der Vorderradzylinder zu dem einen Kreis und die Arbeitsräume der Anlegekolben gemeinsam mit der Hinterradbremse zu dem anderen Bremskreis zusammengeschlossen werden.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
  • Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Scheibenbremse gemäß Erfindung. In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform einer Scheibenbremskonstruktion gemäß Erfindung wiedergegeben.
  • In den Figuren sind mit 1 der Bremssattel, mit 2 die Bremsscheibe und mit 3 die Bremsbeläge mit- Belagre keaplatte bezeichnet. Der Bremssattel ist mittels einer Verbindungslasche 4 elastisch federnd am Achsflansch 5 befestigt. Erfindungsgemäß ist - siehe insbesondere Fig. 1 - mit dem der-Bremsbetätigung dienenden Druckkolben 6 ein Anlegekolben 7 mit kleinem Beaufschlagungsquerschnitt verbunden, der gegenüber dem Druckkolben 6 mittels eines einseitig wirkenden Gesperres gegen Verschiebung nach außen, d.h. in Richtung von der Bremsscheibe weg, gesichert ist. Im Beispielsfalle dient als Anlegekolben 7 ein Pilzkolben, dessen Schaft 7a in einer Bohrung des Druckkolbens 6 geführt ist, wobei der Schaft 7a gleichzeitig als Klemmfläche für einen Kugelring S dient. Als druckkolbenseitige Klemmfläche dient im Beispielsfalle ein sich auf dem Druckkolben 6 abstützender Konusring 9e Im Beispielsfalle ist eine zweiseitig beaufschlagte Scheibenbremskonstruktion wiedergegeben, bei der auf der gegenüberliegenden Seite ein Pilzkolben 1o als Anlegekolben vorgesehen ist, der mittels eines Kugelgesperres 11 sowie eines Konusringes 12 unmittelbar gegen den Sattel 1 gesichert ist. Zur Führung des Schaftes 1oa des Pilzkolbens 1o ist eine sich ebenfalls am Sattel abstützende Führungsbüchse 13 vorgesehene Die Kolben 6, 7 und 1o schließen mit dem Bremssattel die Arbeitsräume 14s 15 und 16 ein, die gemeinsam an einen Druckmittelkreis angeschlossen sein könnene Sie können jedoch auch - bei Zweikreisanlagen - an getrennte Bremskreise angeschlossen sein derart, daß beispielsweise die Druckmittelräume 14 der Vorderradbremsen zu einem Kreis und die Arbeitsräume 15 und 16 der Vorderradbremsen gemeinsam mit den. Hinterradbremsen zu dem anderen Kreis zusammengeschlossen sind.
  • Zur Pest- stellung der Bremse ist eine Bremsquerwelle 17 vorgesehen, die mit dem Handbremshebel verbunden ist und unmittelbar auf den Druckkolben 6 wirkt.
  • Bei Betätigung der Bremse werden die Anlegekolben 7 und 1o bereits bei geringstem Druckaufbau gegen die Bremsbeläge 3 verschoben,die infolgedessen an der Bremsseheibe 2 zur Anlage gebracht werden. Der Druckmittelverbrauch ist hierbei entsprechend dem geringen Volumen der Arbeitsräume 15 und 16 außerordentlich gering, so daß zur Einleitung der Bremsung auch lediglich ein geringer Bremspedalweg erforderlich ist. Bei Erhöhung des Bremsdruckes am Pedal wird die Bremsemehr entsprechend der größeren Kolbenfläche des Kolbens 6 mit einer wesentlich größeren Kraft beaufschlagt, wobei der Anlegekolben 7 über das Kugelgesperre 8/9 gegen den Kolben 6 und der Anlegekolben 1o über das Kugelgesperre 11/12 gegen den Sattel 1 verklemmt werden. Der am Bremspedal ausgeübte Betätigungsdruck setzt sich somit unmittelbar in Zuspannkraft und nicht - wie bei den bekannten Bremskonstruktionen - erst in Kolbenweg um, wobei die Zuspannkraft unter Ausnutzung der über den Sattel 1 auf den Kolben 1o übertragenen Reaktionskraft beidseitig der Bremsscheibe wirksam wird. Die sich ergebenden Spannkraftunterschiede werden durch die in gewissen Grenzen elastisch federnde Halterung 4 sowie die axiale Elastizität bzw. Lagerluft der Bremsscheibe 2 gegenüber dem Sattel ausgeglichen.
  • Die Kugelsperre wirkt gleichzeitig als selbsttätige Nachstelleinrichtung derart, daß bei Belagverschleiß die Anlegekolben 7 und 1o im Verhältnis zu dem Bremskolben 6 bzw. dem Gehäuse 1 entsprechend dem jeweiligen Belagverschleiß vorgeschoben werden.
  • Die Belagserneuerung nach Abfahren der Bremsbeläge 3 erfolgt in einfacher Weise. Im Falle des rechts im Bild wiedergegebenen Kolbens wird die Schutzkappe 18 gelöst und das Gesperre unter Zuhilfenahme eines Schraubenziehers durch Druck auf den Kugelkäfig 8a entriegelt' worauf der Kolben 7 ohne weiteres zurückgeschoben werden kann. Im Falle der links im Bild wiedergegebenen Anordnung wird der Kugelring 11 durch leichten Druck auf die Schutzkappe 19 und die Stifte 2o, der über den Ring 21 auf den Kugelkäfig 22 übertragen wird, gelöst. Hierauf kann der Pilzkolben 1o in einfacher Weise ebenfalls zurückgeschoben werden.
  • Im Falle der Fg. 2, in der die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet sind, ist eine andere Ausführungsform einer Bremse gemäß Erfindung wiedergegeben. In diesem Falle erfolgt die Beaufschlagung der Anlegekolben 7 und 1o unmittelbar und die Bremsbeaufschlagung mittelbar mittels eines getrennten, am Bremssattel 1 angeordneten Radzylinders 21, dessen, Kolbenstange 22 mit dem freien Ende eines Hebels 23 verbunden ist, der über die Bremsguerwelle 24 auf eine den Anlegekolben 7 mittels Gesperre 8, 9 verbindende Druckhülse 25 wirkt. Eine am Bremshebel 23 einerseits sowie am Sattel andererseits angehängte Feder 26 wirkt dem Radzylinder 21 entgegen.
  • Bei Einleitung des Bremsvorganges werden zunächst die Druckmittelräume 15 und 16 und damit die Anlegekolben 7 und 1o beaufschlagt mit der Folge, daß bei lediglich geringem Druckmittelverbrauch die Bremsbeläge 3 an der Bremsscheibe 2 zur Anlage kommen. In diesem Stadium übersteigt die Wirkung der Feder 26 noch die im Radzylinder 21 wirkende Kraft, so daß eine B remshebelbewegung nicht stattfindet. Bei Erhöhung des
    Bremsdruckes am Pedal tritt der Radzylinder 21 in Wirkung,
    Breme#-
    wodurch dez/hebel 23 verschwenkt und somit die eingeleitete.
    Bremsbetätigungskrdft ohne jegliche Totwegverluste über die Bremsquerwelle 24, die Druckhülse 25, das Kugelgesperre 8/9 auf denn Anlegekolben 7 übertragen wird. Der Reaktionsdruck zieht den Sattel 1 in Gegenrichtung, so daß auch auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. am Pilzkolben 1o, die gleiche Kraft wirkt. Die Zuspannkraft wird somit von dem Radzylinder 21 praktisch ohne Wegverluste und unabhängig vom Abnutzungsgrad der Bremsbeläge erzeugt. Bei mechanischer Betätigung wird die Bremsquerwelle 24 durch das Bremsseil 3o verdreht und die gleiche Wirkung ausgeübt, wobei allerdings die Anlegekolben die Bremsbeläge vorher nicht zur Anlage an die Bremsscheibe gebracht haben. Im Falle rein mechanischer Betätigung sind daher etwas größere Hebelwege erforderlich. In vielen Fällen erfolgt jedoch die Handbremsung nach vorheriger Betätigung der Fußbremse, in welchen Fällen auch der Handbremehebelweg gering bleibt.
  • Der Belagwechsel erfolgt in diesem Falle in gleich einfacher Weise wie im Falle der anhand der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform. Im Falle der rechts in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführung st ein Lösestift 27 vorgesehen, der über eine l.uslösehülee 28 auf das Xugelgesperre 8/9 wirkt. Durch einfachen Druck auf den Auslösestift 27 wird das Kugelgesperre 8/9 entriegelt, worauf der Pilzkolben 7 zurückgeschpben werden kann. Im Falle der links im Bild wiedergegebenen Ausführung wird der Zylinderverschluß 29 nach innen gedreht, der über seine Schulter 29a auf das Gesperre 11/12 im Sinne einer Entregelung wirkt. Der Pilzkolben 1o kann daraufhin ohne weiteres zurückgeschoben werden. Nach der Rückstellung wird der Zylinderverschluß 29 wieder in seine Ausgangslage zurückgedreht:

Claims (7)

  1. P a t e n t ans p r ü c h e 1, Hydraulische Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem der Bremsbetätigung dienenden Druckkolben (6) ein Anlegekolben (7) mit kleinem Beaufschlagungsquerschnitt verbunden ist, der gegenüber dem Druckkolben (6) mittels eines Gesperres gegen Verschiebung nach außen, d.h. in Richtung von der Bremascheibe weg. gesichert ist.
  2. 2. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des unmittelbar beaufschlagten Druckkolbens (6) ein getrennterxxxxxxxxxxxxiiixixzxxxzxxxxxx,
    Radzylinder (21) vorgesehen ist, dessen Kolbenstange (22) mit dem freien Ende eines Hebels (23) verbunden ist, der über eine Bremsquerwelle (24)auf eine den Anlegekolben(7) mittels Gesperre verbindende Druckhülse (25) wirkt.
  3. 3. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremshebel (23) eine dem Radzylinder (21) entgegenwirkende Feder angeordnet ist.
  4. 4. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Anlegekolben ein Pilzkolben dient, dessen Schaft (7a) in einer Bohxrung des Druckkolbens (6) bzw, der Druckhülse. geführt ist, wobei der Schaft (7a) als einseitige Klemmfläche für einen Kugelring (8) dient, dessen Gegenklemmfläche von einem sich auf dem Druckkolben (6) bzw. der Druokhülse (25) abstützendem Konusring (9) gebildet wird.
  5. 5. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung der Bremse von der dem Druckkolben gegenüberliegenden Seite ein Pilzkolben (1o) als Anlegekolben vorgesehen ist, der mittels eines Kugelges perres (11) sowie eines Konusringes (12) unmittelbar gegen den Sattel (1) gesichert ist.
  6. 6. Hydraulische Scheibenbremse. nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnete daB der deckelseitig vorgesehene Bremsbelag (3a) unmittelbar am Deckelteil des Gehäuses (1) befestigt ist.
  7. 7. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Satte. (1) mittels einer Verbindungslasche (4) elastisch federnd am Achsflansch (5) befestigt ist. B. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsraume (14, 15, 16) der Anlege- und Druckkolben an einen Druckmittelkreis angeschlossen sind* 9e Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsräume (14, 15, 16) an getrennte Druckmittelkreise angeschlossen sind derart, daß die Arbeitsräume (14) der Vorderrndruckkolben (6, 21) an einen Druckmittelkreis und die Ärbeitsräume (15, 16) der Vorderradanle- gekolb en (7, 1o) gemeinsam mit den Hinterradbremsen an den anderen /Druckmittelkreis angeschlossen sind.
    1o. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zurückführung des Anlegekolbens bei Belagwechsel ein Lösestift (27) vorgesehen ist, der über eine Auslösehülse (28) auf das Kugelgesperre (8/9) wirkt. 11. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Schraubgewinde versehener Zylinderverschluß (29) mit einem ringförmigen Schulteransatz (29a) versehen ist, der auf das Kugelgesperre (11/12) im Sinne einet Entriegelung wirkt. 12. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Druckkolben gegenüberliegenden Seite weder ein Anlegekolben noch ein weiterer Druckkolben vorgesehen ist und der Belag an dieser Sattelhälfte direkt, d.h. ohne Relativbewegung zwischen dieser und dem Belag befestigt ist. 13. Hydraulische Scheibenbremse nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesperre nur über einen bestimmten Kolbenhubbereich sperrt, dadurch, daß der Anlegekolben (7) sich am Schaftende verjüngt oder mit einem Rand (31) das Kugelgesperre entriegelt.
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