DE1575756A1

DE1575756A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE1575756A1
Application number: DE19661575756
Authority: DE
Inventors: Burnett Richard Thomas
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1965-08-11
Filing date: 1966-08-06
Publication date: 1969-06-19
Also published as: US3332521A; GB1154734A

Description

THE BEIDIX CORPORATION, Fisher Building, Detroit Michigan, F.S.A,

Scheibenbremse

Die Erfindung bezieht sich auf Scheibenbremsen, insbesondere auf Scheibenbremsen mit schwebendem Rahmen, bei denen ein starrer Rahmen als geschlossene Schleife auf einem starren Träger befestigt ist, so daß er frei in einer Richtung etwa parallel zu der Scheibenachse gleiten kann, wobei der Rahmen die Scheibe nur auf einem Teil des Umfanges umfaßt und auf einer Seite der Scheibe eine hydraulische Betätigungsvorrichtung aufnimmt, deren beweglicher Bauteil, z.B. der Kolben, einen ersten Reibungspuffer. gegen die benachbarte fläche der Scheibe drückt, und ferner auf der anderen Seite der Scheibe einen zweiten Reibungspuffer aufnimmt, der gegen die entsprechende Iläehe der Scheibe durch Reaktionskräfte gedrückt wird.

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Ziel der Erfindung ist es, eine Scheibenbremse mit Selbstbetätigung zu schaffen, bei der insbesondere die wirksame Andrückkraft vermindert wird, wenn der Bremsbelag abgenutzt ist, so daß die gleiche Andrückkraft für ein gegebenes Drehmoment während der gesamten Lebensdauer des Belages erreicht wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein flacher Hebel vorgesehen wird, dessen eines Ende zwischen die Druckfläche des Kolbens und den ersten Reibungspuffer eingesetzt wird, während das andere Ende drehbar auf einem Zapfen befestigt wird, der am Rahmen angebracht ist und weiter, von der Scheibenfläche entfernt liegt als das eine Hebelende. Dabei ist wenigstens eine der miteinander zusammenwirkenden Druckflächen des Kolbens und das eine Hebelende konvex gekrümmt, so daß die Kontaktstelle dazwischen sich fortschreitend gegen das andere Hebelende bewegt, wenn die Reibbeläge sich abnutzen. -

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

fig. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Bremsanordnung, Pig. 2 eine Ansicht längs der Schnittlinie 2-2 nach Fig. 1,

Fig. 3 die gleiche Ansicht wie Fig. 1, wobei die auf eine Bremsbacke wirkenden Kräfte dargestellt sind, und

Fig. 4 eine Abänderung der Bremsanordnung nach-Fig. 1.

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Nach den Figuren 1 und 2 erstreckt sich ein Stützbauteil 10 längs einer Seite einer Scheibe 12 und ist mit einem stationären Teil eines Fahrzeuges, z.B. einem Achsflansch (nicht dargestellt) verbunden. Ein Rahmenkäfig 14 weist ein rahmenförmiges Preßstück 16 auf, das die Scheibe 12 umschließt, ferner ein Verstärkungspreßstück 18, das auf der Oberseite des Preßstückes 16 aufliegt und mit ihm verschweißt ist. Das Preßstück 18 ist nicht in IOr₁In eines geschlossenen Rahmens ausgebildet, damit ein Raum frei bleibt, in welchem ein Betätigungshebel 19 aufgenommen wird. Der Hebel 19 ist drehbar mit dem Käfig 14 über eine Anordnung aus Bolzen 22, Mutter 24 und Beilage 26 befestigt. Ein Bolzen 28 greift durch die Öffnungen 29, 30 und 31 in den Preßstücken 16, 18 und einer Gelenkverbindung 20 und verbindet mit Hilfe einer Schraube 32 und einer Beilage 33 die Preßstücke 16, 18 drehbar mit der Gelenkverbindung. Das Preßstück 16 und der Hebel 19" weisen übergroße Schlitze 34, 36 auf, die einen Ankerbolzen 38 aufnehmen. Der Ankerbolzen 38 erstreckt sich auch durch eine Öffnung in einem Flansch 11 auf dem·Träger 10 und eine Öffnung in der Gelenkverbindung 20 und befestigt zusammen mit einer Mutter 40 und einer Beilage 42 die Gelenkverbindung 20 mit^rdem Tragflansch 11. Die Kante der Schlitze 34 und 36 wirkt zu keiner Zeit mit dem Ankerbolzen 38 zusammen. Die Gelenkverbindung 20 ist an· dem Ankerbolzen 38 befestigt. Zwei Bolzen 44 erstrecken sich durch eine Öffnung auf dem Flansch 11 und- verlängerte, übergroße Schlitze 46, 48 in den Preßstücken 16,- 18 und befestigen und führen den Käfig 14 auf dem Trägerflansch 11 in Verbindung mit einer entsprechenden Schraubenmutter 50 und einer Beilage 52. Die Kanten der Öffnungen 46 und 48 kommen mit dem ,Bolzen 44 nicht in Eingriff und ubertragen4omit kein Drehmoment auf ihn. _

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Ein Radbremszylindergehäuse 54 weist zwei Ansätze 55 auf diametral gegenüberliegenden Seiten auf, deren jeder einen Schlitz 56 zur Aufnahme einer Kante 58 einer Aussparung im Preßstück 16 besitzt.· Das Radbrems zylinder gehäuse 54 ist in die Aussparung eingepaßt, wobei das geschlossene Ende 60 an den Kanten 62 der Preßstücke 16 und 18 anliegt, damit eine Druckbeziehung zwischen beiden erreicht wird. Ein Kolben 64 ist gleitend im Gehäuse 54 aufgenommen und besitzt eine ebene Fläche 66, die mit einer gekrümmten Oberfläche 68 am Hebel 19 in Eingriff kommt. Eine Bremsbacke 70 mit einem Bremsschild 72 und einem Reibbelag 74 ist drehbar mit dem Hebel 19 über einen Stift 76 verbunden, der sich durch einen Plansch 78 am Bremsschild 72 erstreckt. Eine zweite Bremsbacke 80, die ein Bremsschild 82 und einen damit verbundenen Reibbelag 84 aufweist und von dem Käfig 14 zur gemeinsamen Verschiebung getragen wird, ist mit der Platte über eine bekannte Nut- und Federverbindung befestigt, wobei die Kanten 86 und 88 in Schlitzen im Bremsschild 82 aufgenommen werden.

In Betrieb* bei dem eine Drehung der Scheibe 12 in Richtung des Pfeiles A angenommen wird, übt das Strömungsdruckmedium, das in das Zylindergehäuse 54 eingeführt wird, einen Druck auf den Kolben 64 und damit aftf den Hebel 19 unddie Backe 70 in einer Richtung auf die Scheibe 12 aus, bis die Backe mit der Scheibe 12 in Eingriff kommt. Die hydraulische Reaktion bewirkt dann, daß das Zylindergehäuse 54 von der Scheibe 12 weggedrückt wird, wodurch der Käfig I4 in der gleichen Richtung verschoben wird, damit die Backe 80 in Eingriff mit der Scheibe 12 kommt. Das auf die Backe 70 ausgeübte Drehmoment wird über den Stift 76,

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den Hebel 19» das Preßstück 16 und einen Bolzen 28 auf die Gelenkverbindung 20 übertragen, die ihrerseits das Drehmoment über einen Ankerbolzen 38 auf die Trägerplatte 10 überträgt. Das auf die Backe 80 ausgeübte Drehmoment wird über den Käfig 14, den Bolzen 28, die Gelenkverbindung 20 und einen Bolzen 38 auf die Trägerplatte 10 übertragen. Aufgrund des Hebels 19 betätigt sich die Bremse selbst während des Bremsvorganges, wenn die Scheibe in Richtung des Pfeiles A umläuft, da die Scheibe die Backe 70 nach links zu bewegen und damit die Backe 70 zwischen Gelenkverbindung 19 und Scheibe 12 festzuklemmen ,. versucht. Diese Klemmwirkung ergibt, daß die Gelenkverbindung auf den Käfig 14 einwirkt und einen Druck auf den Käfig ausübt, damit die Backe 80 in Eingriff mit der Scheibe 12 kommt« Die Wirkung der Gelenkverbindung, die ein Eingreifen der Bremsbacken mit der Scheibe bewirkt, wird zusätzlich zu der hydraulischen Kraft aufgebracht. Aufgrund der Selbstbetätigung ist eine kleinere Bremskraft erforderlich als dies bei Bremsen ohne Selbstbetätigung der Fall ist.

Wenn die Bremsbeläge sich abnutzen, wird der Drehmomentarm zwischen der Backe 70 und dem Bolzen 22 langer und damit nimmt der Selbstbetätigungseffekt der Gelenkverbindung 19 zu* IJm die Erhöhung des Selbstbetätigungseffektes zu kompensieren, bewirkt die Beziehung der gekrümmten Kante 68 auf der Gelenkverbindung 19 und der ebenen Fläche 60 auf dem Kolben 64 eine Verringerung des Einflusses der hydraulischen Bremsbetatigungskraft. Dies ist deshalb der Fall, weil die Berührungsstelle zwischen der Kolbenfläche 66 und der Kante 68 näher an den Drehpunkt (Bolzen. 22) der Gelenkverbindung 19 herangeschoben wird, wenn der Bremsbelag 74 sich abnutzt, wobei eine Verschiebung des Pfades der

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hydraulischen Bremskraft näher an den Drehpunkt 22 der Gelenkverbindung 19 erreicht wird. Me gekrümmte Fläche 68 auf dem Hebel 19 und die Kolbenfläche 66 können so angeordnet sein, daß die gleiche Andrückkraft für die gleiche erwünschte Bffimeleistung unabhängig von der Abnutzung des Reibbelages erforder lieh wird. Dieses Merkmal wird durch das Kräftediagramm in Fig. 4 veranschaulicht. Die Kräfte, die auf die Anordnung der Backe 70 und den Hebel 19 ausgeübt werden, sind:

F₁ = die von dem Kolben 64 ausgeübte Andruckkraft,

ML = die von der Scheibe 12 ausgeübte Normalkraft,

μN-, = die von der Scheibe 12 ausgeübte Reibungskraft,

F_ = die resultierende Kraft aus IL und uL,

- F, = die auf den Hebel 19 von dem Bolzen 22 ausgeübte Kraft.

Wenn keine Abnutzung des Belages vorliegt, greift der Kolben 64 in den Hebel 19 an der Stelle A ein. Die Richtung von F₁ muß durch den Punkt A laufen. Die Richtung von Fp muß durch den Stift 76 gehen. Die Richtungen von F- und F„ schneiden sich in Punkt B, Da die Richtungen von F.. und F» festliegen, muß die Richtung von F, durch die Schnittstelle der Richtungen von F₁ und F„ oder Punkt B gehen. Ein Kräftedreieck gibt die Relativwerte von F,, F_ und F an. Nimmt man an, daß der Belag sich abgenutzt hat, ändern die Fläche 68, der Stift 76 und der Bolzen 22 ihre Lage und nehmen die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte lage ein. Die gleichen Kräfte werden nunmehr mit einem/ bezeichnet. In der Stellung, in der der Belag abgenutzt ist, , '- . 909825/0912

/* Index a .

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greift die KoTbenflache 66 in die gekrümmte Fläche 68 des Hebels 1-9 am Punkt C ein. Die Richtung von F und F₀ schneiden sich im Punkt D und deshalb muß die Richtung von F, durch den Punkt D gehen. F-, » F₂ ^{und 1}V verlaufen parallel zu !,, F~ und F_ und bilden deshalb des gleiche Kräftedreieck. Die entsprechenden Kräfte bleiben während der gesamten Lebensdauer des Bremsbelages 74 parallel und damit ergibt sich über die gesamte Lebensdauer des Belages bei Anwendung der gleichen Größe der Bremskraft F, das gleiche Bremsdrehmoment.

Dies gilt auch, wenn der Hebel 19 direkt auf dem Träger anstatt auf dem Käfig 14 verdreht wurde. Die gekrümmte Kante 68 auf der Gelenkverbindung würde zu ändern sein, da der Drehpunkt der Gelenkverbindung stationär bleibt, wenn der Belag 74 sich abnutzt.

Fig. 4 zeigt einen Teil der gleichen Bremsanordnung wie Fig.l, wobei die gleichen Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Zusatz b versehen sind. Die Anordnung ist bis auf einen mechanisch betätigten Hebel 100 für Park- oder Notbremsbetätigung die gleiche. Der Hebel 100 ist drehbar an den Preßstück 16b über einen Stift 102 befestigt. Eine Nockenoberfläche 104-. ist auf dem Hebel 100 ausgebildet und wirkt mit einem Ansatz 110 auf dem Hebel 19b in der Weise zusammen, daß er bei einer Drehung des Hebels 100 betätigt wird.

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Claims

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Patentansprüche;

starre

1. Scheibenbremse mit schwebendem Rahmen, bei der der/Rahmen als

geschlossene Schleife auf einem starren Träger befestigt ist, so daß er frei in einer Richtung etwa parallel zur Scheibenachse gleiten kann, wobei der Rahmen die Scheibe nur auf einem Teil des Umfanges um&ßt und auf einer Seite der Scheibe eine hydraulische Betätigungsvorrichtung aufnimmt, deren bewegliches Bauteil, z.B. der Kolben, einen ersten Reibungspuffer gegen die benachbarte fläche der Scheibe drückt, und ferner auf der anderen Seite der Scheibe einen zweiten Reibungspuffer trägt, der gegen die entsprechende Fläche der Scheibe durch Reaktionskräfte gedruckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein flacher Hebel (19) vorgesehen ist, dessen eines Ende zwischen die Druckfläche (66) des Kolbens (64) und den ersten Reibungspuffer (70) gesetzt ist, und dessen anderes Ende schwenkbar auf einem Zapfen (22) befestigt ist, der von dem Rahmen aufgenommen wird und etwas weiter von der Scheibenfläche entfernt liegt als das eine Hebelende.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der miteinander zusammenwirkenden Druckflächen (66, 68) des Kolbens und das eine Hebelende konvex gekrümmt sind, so daß die Kontaktstelle dazwischen sich fortschreitend gegen das andere Hebelende bewegt, wenn die Reibbeläge sich abnutzen.

5. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche (66) des Kolbens eben ausgebildet ist, während/Oie miteinander zusammenwirkende Druckfläche (68) des Hebelendes eine gekrümmte Form besitzt.

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4. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder einem der folgen<fei, dadurch gekennzeichnet," daß das eine Hebelende mit dem Bremsschild (72) des ersten Reibungspuffers (70) durch Zwischenschaltung einer Drehverbindung (76) verbünden ist.

5.. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der hydraulischen Betätigungsvorrichtung (54» 64) in bezug auf die Scheibenachse in einerRichtung geneigt ist, die einen vergrößerten Selbstbetätigungseffekt ergibt.

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