DE1530617A1 - Scheibenbremse - Google Patents

Scheibenbremse

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DE1530617A1 DE1965D0048239 DED0048239A DE1530617A1 DE 1530617 A1 DE1530617 A1 DE 1530617A1 DE 1965D0048239 DE1965D0048239 DE 1965D0048239 DE D0048239 A DED0048239 A DE D0048239A DE 1530617 A1 DE1530617 A1 DE 1530617A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Scheibenbremsen und insbesondere auf Scheibenbremsen, die für Hochleistungs— zwecke geeignet sind.
Ein Zweck der Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse für schwere Fahrzeuge zu schaffen, die einen mechanisch arbeitenden Mechanismus aufweist, der durch eine übliche pneumatische oder hydraulische Bremseinrichtung betätigt werden kann, .
Gemäß der Erfindung umfaßt eine Scheibenbremse eine ringförmige Bremsscheibe, die an ihrem äußeren Umfang mit einem drehbaren Armstern antreibbar verbunden ist, zwei Reibelemente, welche auf beiden Seiten der Bremsscheibe in axialer Ausrichtung miteinander angeordnet und jeweils auf zwei Stiften axial verschiebbar abgestützt sind, die
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im Abstand voneinander nahe dem inneren Umfang der Bremsacheibe parallel zu deren Achse in einem nicht-drehbaren Träger angeordnet· sind, eine.Zugstange, die an ihrem einen Ende mit dem auf der einen Seite der Bremsscheibe befindlichen ersten Reibelement verbunden ist und sich nahe dem inneren Umfang der Bremsscheibe in axialer Richtung erstreckt, und einen Bremsenbetätigungsmechanismus, welcher die Reibelemente zum Anlegen der Bremse gegeneinander zieht, wobei der Bremsenbetätigungsmechanismus mit der Zugstange und mit dem auf der anderen Seite der Bremsscheibe befindlichen zweiten Reibelement verbunden ist und eine Kugel-und-Rampen-Expandervbrrichtung aufweist.
Ein Äusführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert«
Pigp 1 ist eine teilweise geschnittene, schematische schaubildliche Ansicht eines Teiles einer Scheibenbremse.
Fig. 2 ist eine Axialschnittansicht des in Fig· 1
dargestellten Teiles der Scheibenbremse nach der Idnie H-II der Fig., 1 zusammen mit einem Teil eines zugeordneten Achsen- und Radauf baue.
Die in der Zeichnung dargestellte Scheibenbremse 1 weist einen Armstern 2 auf, der mit einem Fahrzeugrad 5 starr verbunden und mit diesem um eine Achse 4 drehbar ist· Eine ringförmige Bremsscheibe 5 ist an ihrem äußeren
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Umfang an dem Armstern 2befestigt.
Auf den gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe sind ein erstes Heizelement 6 und ein zweites Reißelement 7 angeordnet, die auf zwei im Abstand voneinander liegenden Stiften 8 und 9 axial gegeneinander verschiebbar sind» welche sich nahe dem inneren Umfang der Bremsscheibe parallel zu deren Achse erstrecken· Die Stifte 8 und 9 sind in einem nicht-drehbaren Träger 10 angeordnet, der mittels Bolzen an einem mit der Achse 4 verschweißten Ringflansch 11 befestigt ist.
Die Reibelemente 6 und 7 weisen jeweils eine Druckplatte 12 auf, die, wenn in Aohsenrichtung der Scheibe geblickt wird, eine teilringförmige Gestalt haben und an denen jeweils drei Reibkissen 13 durch die Köpfe von Bolzen 14 lösbar gehalten sind, die mit Rückplatten 15 der Kissen im Eingriff stehen, um diese in ihrer Lage an der Druckplatte 12 zu halten. Die Bolzen 14 sind an jeder Druckplatte 12 durch Muttern 16 befestigt und können entfernt werden, um die Reibkissen 13 zu lösen, die dann in radialer Richtung herausgenommen werden können, wobei die Kissen des Reibelementes 6 durch einen der Zwischenräume des Armsterns 2 hindurch entfernbar sind.
In den Druckplatten 12 sind jeweils zwei Buchsen 17 angeordnet, die auf den Stiften 8 und 9 verschiebbar sind, um die Druckplatten in axialer Richtung mit Bezug auf die Bremsscheibe 5 zu führen, und in die Enden jedes Stiftes
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sind Ausnehmungen 18 gebohrt, in denen schraubenförmige Druckfedern 19 angeordnet sind. Die Federn 19 stützen sich gegen an den Druckplatten \2 befestigte Kappen 20 ab und wirken dahingehend, die Druckplatten von der Bremsscheibe wegzudrücken. Zwei weitere (nicht dargestellte) schraubenförmige Druckfedern sind in axialer Richtung nahe dem inneren Umfang der Bremsscheibe angeordnet, und ihre Enden sind von in den Druckplatten ausgebildeten Ausnehmungen aufgenommene Manschetten 21 dienen dazu, Schmutz von den Gleitflächen der Stifte und den Buchsen fernzuhalten. Die Manschetten 21 sind aus leicht zusammendrückbarem Material, wie Schwammgummi, hergestellt.
Nahe dem inneren Umfang der Bremsscheibe ist eine parallel zu deren Achse verlaufende Zugstange 22 angeordnet, an der ein Kopf 23 ausgebildet ist (Fig. 2), welcher mit der Druckplatte 12 des Reibelements 6 im Eingriff steht. Die Zugstange 22 erstreckt sich durch miteinander in axialer Ausrichtung liegende Bohrungen 24 und 25 der Reibelemente 6 bzw. 7 hindurch. Die Zugstange 22 hat ein mit Gewinde versehenes Ende 26, das mit einer Kugel-und-Rampen-Expandervorrichtung 27 -(Pig· 2) verbunden ist, die einen Bremsenbetätigungsmechanismus darstellt, welcher die Reibelemente 6 und 7 gegeneinander bewegt, damit sie die Bremsscheibe 5 zwischen sich erfassen.
Die Expandervorrichtung 27 enthält einen ersten Schubteil in Form einer ringförmigen Platte 28, einen .
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zweiten Schubteil in Form einer ringförmigen Platte 29 und drei Kugeln (von denen in Pig. 2 nur eine sichtbar ist), die innerhalb von in den Schubplatten 28 und 29 ausgebildeten und mit rampenartigen laufflächen versehenen Vertiefungen 31 bzw* 52 gelagert und in gleichem Abstand voneinander um die Achse der Zugstange 22 herum angeordnet sind. Zwischen den ringförmigen Schubplatten 28, 29 ist eine ringförmige Platte 33 vorgesehen, die als Käfig dient, welcher die Kugeln an ihrem Ort hält» Die eine ringförmige Schubplatte 29 ist zusammen
des Reibelements 7
mit einer Buohse 34 an der Druckplatte 12/undrehbar befestigt, wobei die Buchse 34 die Zugstange22 koaxial umgibt. Die andere ringförmige Schubplatte 28, die auf der Büchse 34 drehbar angeordnet ist, steht in Antriebseingriff mit einer Hohlwelle 35» welche am äußeren Umfang der Schubplatte 28 angreift und sich koaxial zu der Zugstange 22 erstreckt und welche ein Mittel zum Übertragen eines Bremsdrehmoments auf die Schubplätte 28 bildet.
Die Hohlwelle 35 ist in einem auf der Achse 4 be-. festigten Lager 36 drehbar und axial verschiebbar abgestützt und mit inneren Keilen 37 versehen, die ermöglichen, daß der Hohlwelle 35 von einer Betätigungewelle 38 eine Winkeldrehung erteilt werden kann, die ihrerseits durch irgendeine zweckentsprechende Bremsenbetätigungsvorrichtung drehbar ist, wie z.B. durch eine pneumatisch beaufschlagbare Vorrichtung, welche auf der Aohse 4 angeordnet
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. und mit der Betätigungswelle 38 über einen Hebel gekuppelt ist ο Es sind zwei Manschetten 39» 40 vorgesehen» die Schmutz von den Laufflächen der Hohlwelle 35 und des lagers 36 fernhalten.
Die Expandervorrichtung 27 enthält einen ringförmigen Heaktionsteil 41» der mit der Buchse 34 durch Keile undrehbar, aber axial verschiebbar verbunden und durch einen ringförmigen Stellteil 42 gegen die in der Expandervorrichtung entwickelte axiale Bremsenaniegeeehubkrafi; abgestützt ist« Der Stellteil 42 hat die Form einer Mutter, die auf das Gewindeende 26 der Zugstange 22 aufgeschraubt ist» wobei die Gewinde des Zugstangenendes 26 und des Stellteils 42 linksgängig sind» so daß bei einer Drehung des Stellteils 42 in Gegenuhrzeigerrichtung (von der rechten Seite der Fig. 2 aus gesehen) die Zugstange 22 durch den Stellteil 42 hindurchgezogen wird, um jedes Spiel aufzunehmen, das sich zufolge der Abnutzung der Reibkissen entwickeln kann.
Der Heaktionsteil 41 ist auf der einen Seite mit einem Nadellager 43 versehen, das mit der Schubplatte im Eingriff steht und ihre Drehung gestattet, und auf der anderen Seite mit einer ringförmigen Reibscheibe 44 versehen, die mit dem Stellteil 42 im Eingriff steht» ' An der Hohlwelle 35 ist mittels Bolzen 46 eine Abdeckplatte 45 befestigt» die abnehmbar ist» um zu ermöglichen» dtn Stellteil 42 von Hand drehen zu können. Zu diesem
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Zweck sind am Umfang des Stellteils 42 mehrere Ausnehmungen 47 ausgebildet, in die ein Werkzeug zum Drehen des Stellteils 42 von Hand eingesetzt werden kann·
Es ist eine Vorrichtung zum automatischen Einstellen des Stellteils 42 vorgesehen, die eine schraubenförmige Kupplungsfeder 48 aufweist, welche ein zylindrisches Stück 49 des Stellteils 42 eng umfaßt. Das eine Ende der Feder 48 ist frei, und ihr anderes Ende 50 ist radial nach außen umgebogen und greift in einen Schlitz 51 ein, der in einem nach innen gerichteten Vorsprung der Abdeckplatte 45 ausgebildet ist. Die Feder 48 ist · in solcher Richtung gewickelt, daß, wenn ihr Ende 50 in Uhrzeigerrichtung (von der rechten Seite der Fig. 2 aus gesehen) gedreht wird, sie sich lockern und frei drehen kann, während die Feder, wenn ihr Ende 50 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, sich auf das zylindrische Stück 49 des Stellteils 42 aufspannt und den Stellteil 42 zu drehen sucht.
Im Betrieb wird die Bremse dadurch angelegt, daß der~Hohlwelle 35 eine Winkeldrehung in Uhrzeigerriohtung (von der rechten Seite der Fig. 2 aus gesehen) erteilt wird, wobei sich die Schubplatte 28 mit der Hohlwelle 35 dreht· Die Relativdrehung zwischen den Schubplatten 28 und 29 bewirkt, daß die Kugeln 30 an den rampenartigen Flächen ihrer Ausnehmungen 31 und 32 hochlaufen und dabei die Schubplatten auseinanderdrücken· Dadurch wird eine
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Schubkraft über den Reaktionsteil 41, den Stellteil 42 und die Zugstange 22 unmittelbar sowohl an das Reibelement 7 % als auch an das Reibelement 6 angelegt*
Beim Anlegen der Bremse wird der Stellteil 42 an einer Drehung durch die ringförmige Reibscheibe 44 gehindert,welche durch die Bremssehubkraft zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen des Reaktionsteils 41 und des Stellteils 42 gepreßt wird. Da der Reaktionsteil 41 auf Grund seiner Keilverbindung mit der undrehbaren Buchse 34 an einer Drehung gehindert ist, wird der Stellteil 42 auf Grund seines Reibeingriffs mit der ringförmigen Reibscheibe 44 und des Reibeingriffs der Scheibe 44 mit dem Reaktionsteil 41 effektiv gegen eine Drehung blockiert. Das zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen des Reaktionsteils 41 und der Schubplatte 28 angeordnete ,Nadellager 43 gewährleistet, daß die Schubplatte 28durch die erhöhte Reibung nicht an einer Drehung gehindert wird, wenn die Bremsschubkraft entwickelt wird·
J)er in dem inneren Vorsprung 52 der Abdeckplatte 45 ausgebildete Schlitz 51, in welchen das Ende 50 der Kupplungsfeder 48 eingreift, hat eine ausreichende Weite, die gestattet, daß die Bremse angelegt und gelöst werden kann» ohne daß das Federende 50 bewegt wird, vorausgesetat* daß keine Abnutzung der Reibkissen auftritt» Tritt jedoch bei angelegter Bremse eine Abnutzung der Reibkissen auf, dann dreht sich die Hohlwelle 35 um einen größeren Winkel» so
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daß die eine Endfläche des Schlitzes 51 mit dem Ende 50 der Feder 48 in Berührung kommt«. Die Feder 48 dreht sich dann mit der Hohlwelle 35 und rutscht auf der Umfangsfläche des zylindrischen Stücks 49 des Stellteils 42, um auf ihm eine neue Stellung einzunehmen.
Beim Lösen der Bremse werden die Betätigungswelle 38 und die Hohlwelle 35 von einer (nicht dargestellten) Feder in ihre ursprüngliche Winkelstellung zurückgeführt· Dann kommt die andere Endfläche des Schlitzes 51 mit dem Ende"50 der Feder 48 in Berührung und dreht die Feder in Gregenuhrzeigerrichtung (von der rechten Seite der Fig» 2 aus gesehen)ο Die Feder 48 spannt sich während der Bewegung in Gegenuhrzeigerrichtung auf der, Umfangsfläche des zylindrischen Stücks 49 des Stellteils 42 fest und dreht den Steilteil 42 ebenfalls in Gfegenuhrzeigerrichtung, wodurch die Zugstange 42 nach rechts (gemäß Fig· 2) gezogen und' das zufolge der Abnutzung der Reibkissen entstandene Spiel aufgenommen wird. Die ringförmige Reibscheibe 44 verhindert die Drehung des Stellteils 42 beim Losen der Bremsve nicht, weil die die Reibscheibe 44 zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen des Reaktionsteils.41 und des Stellteils 42 pressende Bremsschubkraft dann nicht mehr wirkt» '
Die Endstellung der Zugstange 22 bei völlig abgenutzten Reibkissen ist in Fig* 2 durch strichpunktierte linien angedeutet. Es sei bemerkt, daß die Hohlwelle 35
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und ,der Bremsenanlegemechanismus 27 sich über eine gleiche Strecke gegen die Brems scheibe bewegen», wenn sich die Zugstange 22 in die durch die strichpunktierten Linien angedeutete Stellung bewegt·
Während bei der vorstehend beschriebenen Auaftihrungsform eine selbsttätig arbeitende Nachstellvorrichtung vorgesehen ist, kann für den Stellteil gegebenenfalls auch eine von Hand lösbare Verriegelungsvorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise ein Kolben, der an dem Reaktionsteil angebracht ist und mit am umfang des Stellteils ausgebildeten Vertiefungen oder Vorsprüngen im Eingriff steht. Die Einstellung würde dann dadurch bewirkt werden, daß die Abdeckplatte entfernt, der Kolben außer Eingriff gebracht, der Stellteil zur Aufnahme des Spiels entsprechend gedreht und der Kolben wieder in Eingriff gebracht wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsf orm wird die drehbare Schubplatte 28 mittels einer sich axial erstrekkenden Hohlwelle gedreht, die mit einer ortsfesten Antriebswelle durch Keile verbunden ist, so daß die Bremse mittels einer üblichen Schubvorrichtung betätigt werden , kann, die auf der Achse in einer festen Lage angeordnet istο Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Bremse in eine vorhandene Bremsenbetätigungsanlage auf einem Fahrzeug eingeschlossen werden kann, jedoch ist es auch möglich, mit der drehbaren Schubplatte unmittelbar einen Hebel zu verbinden, um die Bremse zu betätigen·
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Die oben beschriebene Bremseinrichtung ist kompakt, leicht zu warten und im Betrieb zuverlässig· Sie ist besonders für Höchleistungszwecke geeignet, bei denen eine außerordentlich robuste, mechanisch betätigte Scheibenbremse erfordaiich ist.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Scheibenbremse, gekennzeichnet durch eine ringförmige Bremsscheibe, die an ihrem äußeren Umfang mit einem drehbaren Armstern antreibbar verbunden ist, zwei Reibelemente, welche auf beiden Seiten der Bremsscheibe in axialer Ausrichtung miteinander angeordnet und Jeweils auf zwei Stiften axial verschiebbar abgestützt sind, die im Abstand voneinander nahe dem inneren Umfang der Bremsscheibe parallel zu deren Achse in einem nicht-drehbaren Träger angeordnet sind, eine Zugstange, die an ihrem einen Ende mit dem auf der einen Seite der Bremsscheibe befind- * liehen ersten Reibelement verbunden ist und sich nahe dem inneren Umfang der Bremsscheibe in axialer Richtung erstreckt, und einen Bremsenbetätigungsmechanismus, welcher die Reibelemente zum Anlegen der Bremse gegeneinanderzieht, wobei der Bremsenbetätigungsmechanismus mit der Zugstange und mit dem auf der anderen Seite der Bremsscheibe Befindlichen zweiten Reibelement verbunden ist und eine Kugel-und-Rampen-Expandervorrichtung aufweist·
    2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel-und-Rampen-Expandervorrichtung einen mit der Zugstange verbundenen ersten Schubteil, und einen mit dem zweiten Reibelement undrehbar verbundenen zweiten Schubteil aufweist und daß die Schubteile zwischen sich mehrere Paare von mit rampenartigen Flächen versehene
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    Ausnehmung besitzen, in denen Kugeln angeordnet sind, wobei der erste Schubteil relativ zu dem zweiten Schubxeil in der einen Richtung drehbar ist, um zu bewirken, daß die Kugeln auf den rampenartigen Flächen der Ausnehmungen hochlaufen und dadurch die Schubteile zum Anlegen der Bremse in axialer Richtung auseinanderdrücken, und in der anderen Richtung drehbar ist, um die Bremse zu lösen.
    .3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktionsteil vorgesehen ist, der den ersten Schubteil gegen die von der Expandervorrichtung entwickelte axiale Bremsenanlegeschubkraft abstützt, und ein mit der Zugstange in Gewindeeingriff stehender Stellteil vorgesehen ist, der den Reaktionsteil gegen die Bremsenanlegeschubkraft abstützt»
    4o Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Haltemittel vorgesehen sind, die den Stell— teil während des Anlegens der Bremse in seiner Stellung auf der Zugstange halten.
    5· Scheibenbremse nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel einen an dem zweiten Schub— ' teil befestigten Halteteil, der mit dem Reaktionsteil im Eingriff steht, um dessen Drehung zu verhindern, und Teile umfassen, welche eine Drehung des Stellteils relativ zu dem Reakt ions teil während des Anlegens der Bremse ver-» hinderno ■ .
    6 ο Scheibenbremse nach Anspruch 5» dadurch gekenn-
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    zeichnetj daß der zweite Schubteil die JOrm einer ring-. y t förmigen Schubplatte hat, die an dem zweiten Reibelement starr befestigt ist und die Zugstange koaxial umgibt,, daß der erste Schubteil ebenfalls die Form", einer die Zugstange koaxial umgebenden ringförmigen Schubplatte hat, daß der Halteteil die Form einer Buchse hat, die an dem zweiten Reibelement undrehbar befestigt ist und die Zugstange koaxial umgibt, und daß der Reaktionsteil auf der Haltebuchse undrehbar angeordnet ist.
    7· Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Reibteile vorgesehen-Bind,-*.-die eine Drehung des Stellteils relativ zu dem Reaktionsteil beim Anlegjen der Bremse verhindern.
    8. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine schraubenförmige Kupplungsfeder vorgesehen ist, die mit dem Stellteil in Eingriff treten kann, um beim lösen der Bremse eiiie selbsttätige Verstellung des Stellteils zu bewirken, wenn eine Abnutzung der Reibkissen aufgetreten ist.
    9» Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Kupplungsfeder ein . radial nach außen umgebogenes Ende besitzt, das in einen Schlitz eingreift, der in einem mit dem ersten Schubteil verbundenen Teil ausgebildet ist.
    10. Scheitoenbremse nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet V "Saß an dem ersten. Schubteil
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    eine Hohlwelle befestigt ist» die sich koaxial zu der Zugstange* i» EiQhtung tor der Bremsscheibe weg erstreckt land die ei» Mittel zum Übertragen dee Bremsdrehmoment auf de» ersten Schubteil bildet»
    11· Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet» daß das von der Bremsscheibe angewandte Ende der Hohlwelle durch Keile mit einer Betätigungswel·* Ie verbunden ist.
    12, Scheibenbremse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle eine in der Nähe des Stellteils liegende abnehmbare Abdeckplatte aufweist, welche die Verstellung des Stellteils von Hand erleichtert;.
    13, Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Schubteil unmttelbar ein Hebel verbunden ist, der ein Betätigungsmtttel für die Bremse bildet.
    14· Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet» daß die Stifte, auf welO&en dieEeibelemente versahiebbar abgestützt sind, an ihren landen mit Federn versehen sind, die mit den Eeibelementexi i» iSingriff stehen und das Bestreben haben, die Eeibelemente von der Bremsscheibe wegzudrücken.
    1§, Scheibenbremse nach Ansprueh 14ι dadurch gekenitgeiehnet, daß die federn innerhalb von in den Enden der Stifte ausgebildete» Ausnehmungen angeordnet sind und
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    sich an Kappen abstützen, die an den Reibelementen befestigt sind«, '
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    Leerse'rte
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