DE1575806A1

DE1575806A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE1575806A1
Application number: DE19661575806
Authority: DE
Inventors: Dowell Frederick Sidney
Original assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Current assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Priority date: 1965-04-24
Filing date: 1966-04-22
Publication date: 1970-01-02
Also published as: GB1142004A; US3447641A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Scheibenbremsen, und sie befaßt_%sich insbesondere mit Scheibenbremsen für große Lasten derjenigen Art, in welchen die Reibelemente sich über einen beträchtlichen Bereich der Bremsscheibe erstrecken.'

Bei einer Schwerlast-Bremse dieser Art sind die Reibelemente gewöhnlich axial ausgerichtet eines an jeder Seite der Scheibe angeordnet, und können jeweils aus einer Metallhinterplatte von Bogenform bestehen, mit welcher Reibkissen verbunden sind. Die Mittel zur Vornahme des Reibeingriffs zwischen den Reibelementen und der Scheibe können ein Paar Druckplatten, ebenfalls von Bogenform, aufweisen, die so angeordnet sind_J daß sie mit den Metallhinterplat-v ten in Berührung stehen, und ein Bremsanlegemechanismus 1st vorgesehen, um die Druckplatten gegeneinander zu bewegen, um an die Reibelemente einen axialen Druck anzulegen.

i/orfe

Der Bremsanlegemechanismus kann eine mittlere Verbindungsstange aufweisen, die zwischen den beiden Druckplatten angeschlossen ist und in axialer Richtung nahe dem Umfang der Scheibe vorbeigeht, und wenn diese Ausführung verwendet wird, hat sich herausgestellt, daß die Druckplatten die Neigung haben, sich zu verformen und keinen gleichförmigen Druck an die Reibelemente anlegen.

. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremse der oben genannten Art zu schaffen, in welcher der an die Reibelemente angelegte Druck gleichmäßiger verteilt wird als in bekannten Bremsen dieser Art.

Eine Scheibenbremse gemäß der Erfindung weist eine drehbare Scheibe, einen nicht drehbaren Träger, ein Paar Reibelemente auf, die axial ausgerichtet eines an Jeder Seite der Scheibe angeordnet und zwecks axialer Bewegung relativ zur Scheibe geführt sind, sowie Mittel zur Vornahme eines Reibeingriffs zwischen den Reibelementen und

w der Scheibe, welche eine Druckplatte.aufweisen, die mit einem der Reibelemente in Eingriff treten kann, und nahe der Umfangskante der Scheibe einen Bremsanlegemechanismus, um die Druckplatte gegen die Scheibe zu bewegen, wobei gemäß der Erfindung die Druckplatte und das Reibelement so ausgebildet oder angeordnet sind, daß während des Anlegens der Bremse die Druckplatte mit dem Bereich des Reibelementes nahe der Umfangskante der Scheibe nicht in Eingriff tritt. Gemäß der Erfindung weist eine Scheibenbremse weiter-

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hin eine drehbare ringförmige Bremsscheibe auf, welche an ihrer äußeren Umfangskante an einem Armkreuz abgestützt ist, ferner ein Paar Reibelemente, die axial ausgerichtet, eines an jeder Seite der Scheibe angeordnet und für axiale \ Bewegung relativ zur Scheibe geführt sind, und Mittel zur Vornahme eines Reibeingriffs zwischen den Reibelementen und der Scheibe, die ein Paar Druckplatten aufweisen, deren jede mit einem Reibelement in Eingriff gebracht werden kann, und eine Verbindungsstange, welche in axialer Richtung. nahe der Innenumfangskante der Scheibe hindurchgeführt ist, um die Druckplatten und ihre zugeordneten Reibelemente gegeneinander zu ziehen, damit sie mit den Seiten der Scheibe in Eingriff treten, wobei die Druckplatten und die entsprechenden Reibelemente so ausgebildet oder so.angeordnet sind, daß die entsprechende Druckplatte mit jedem Reibelement im Bereich des Reibelementes nahe der inneren Umfangskante der Scheibe während des Anlegens der Bremse nicht in Eingriff tritt. ·

Jede Druckplatte kann mit einer axial vorstehenden bogenförmigen Rippe versehen sein, um mit dem zugeordneten Reibelement in Berührung zu treten, und die Rippe hat einen Radius von der Achse der Scheibe gleich dem mittleren Radius der ringförmigen Bremsfläche der Scheibe.

Die Reibelemente können jedes aus einer Metallhinterplatte bogenförmiger Gestalt bestehen, an welche Reibkissen angehaftet sind, und das Armkreuz kann mit Schlitzen

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geeigneter Größe versehen sein, damit das innerhalb des Armkreuzes angeordnete Reibelement längs eines exzentrischen bogenförmigen Weges relativ zur Achse der Scheibe zurückgezogen bzw. herausgenommen werden kann.

Im nachstehenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht in einer axialen Ebene durch die Scheibenbremse und einem Teil eines zugeordneten Rades.

Pig. 2 ist eine axiale Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Bremse, die teilweise im Querschnitt wiedergegeben ist, nach Linie-ΙΙ-ΓΙ der Fig. Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht nach Linie III-III

• der Fig. 2.
Fig, 4 ist eine Teilschnittansicht nach Linie IV-IV

der Fig. 2.

Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht in axialer Richtung des Trag-Armkreuzes der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Bremse und gibt eine Ausführung zum Herausnehmen und Auswechseln eines Reibelementes wieder.

Eine Schwerlast-Scheibenbremse 1 zur Verwendung an einem Motorfahrzeug enthält eine ringförmige Scheibe 2, welche an ihrem Außenumfang an einem Armkreuz J5 befestigt ist, welches auf einer Nabe 4 eines Laufrades 5 eines Fahr-

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zeuges gelagert und mit ihr drehbar ist.

Ein Tragteil 6 ist mit einem nicht drehbaren Teil der Fahrzeugachse nahe der Scheibe 2 starr verbunden und trägt ein Paar parallele axial in Ausrichtung liegende Führungszapfen 8 und 9/ welche sich nahe dem Innenumfang 10 der Scheibe erstrecken. Ein Paar bogenförmige Druckplatten 11 und 12, die jeweils an einer Seite der Scheibe 2 angeordnet sind, sind auf den Führungszapfen 8, 9 axial verschiebbar angeordnet, so daß,sie relativ zur Scheibe 2 axial tewegbar sind. Reibelemente Ij5 und 14 sind an den Druckplatten 11 und 12 zwecks Eingriff mit der Scheibe 2 lösbar beifestigt/ und jedes Reibelement IJ₃ 14 weist eine Metallhinterplatte15 auf, mit welcher Reibkissensegmente 15a verbunden sind. Vier Öffnungen in der Form von Schlitzen l6 (Fig. 5) sind in der äußeren Umfangsflache des Armkreuzes 3 ausgebildet, damit das bogenförmige Reibelement 14, das innerhalb des Armkreuzes "5 angeordnet ist, durch einen der Schlitze 16 in einem exzentrischen bogenförmigen Weg relativ zur Achse der Scheibe 2 herausgenommen werden kann, wie in Fig. 5 angedeutet ist. '.-·.-

Die Oberfläche jeder von der Scheibe 2 ahgewandeten Reibkissen-Hinterplatte 15 ist eben, und mir ihr tritt eine axial vorstehende bogenförmige Rippe 17 in Eingriff, welche an der zugeordneten Druckplatte 11, 12 ausgebildet ist und die sich längs eines Kreisbogens erstreckt, der von der Achse der Scheibe 2 einen Radius gleich dem mitt-

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leren Radius der Ringflache der Scheibe 2 hat. Die Rippe 17 gewährleistet, daß der Bereich der Reibkissen-Hinterplatte I5, welcher radial innerhalb der Rippe I7 und nahe der Innenumfangskante 10 der Scheibe 2 liegt, wirksam entlastet ist und mit dem die Druckplatte 11 bzw. 12 nicht in Eingriff tritt.

Jedes Reibelement 13, 14 ist an der zugeordneten Druckplatte 11, 12 vermittels vier Zapfen l8 befestigt, die durch die Druckplatte 11, 12 hindurchgehen und Köpfe I9 aufweisen, welche durch Löcher in der Reibkissen-Hinterplatte 15 (Fig. 5) hindurchgehen. Die Reibkissen 15a sind mit radialen Ausnehmungen 20 versehen, damit gegabelte Federklemmen 21 eingeführt und mit Teilen 22 der ^zapfen verkleinerten Durchmessers in Eingriff treten können, um das Reibelement 15a in seiner Lage zu halten. Die Federklemmen 21 können radial nach außen zurückgezogen werden, damit die Reibelemente 15a entfernt werden können. Sechs Bolzen 25 (Fig. 4) sind in jeder der Druckplatten 11, 12 befestigt. Der Kopf 24 jedes Bolzens 23 hat parallele Abflachungen 25, welche an ihren Seiten ausgebildet sind, und die.mit dem mittleren Radius durch den Bolzen in Ausrichtung liegen, und welche mit Abflachungen zusammenarbeiten, die an entsprechenden Löchern in der zugeordneten Hinterplatte 15 ausgebildet sind-, um am Umfang im Abstand voneinander angeordnete momentaufnehmende Widerlager zu bilden, die dem Umfangszug auf die Reibelemente 15a während des Bremsens

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■Widerstand leisten. Ein Zwischenraum ist an den inneren und äußeren zylindrischen Teilen des Bolzenkopfes vorgesehen, so daß während die Kissen-Hinterplatte 15 an den parallelen Abflachungen zwangsläufig angeordnet ist, eine Winkelverformung radialer Abschnitte der Druckplatte 11/ unter Belastung stattfinden kann, ohne die zugeordnete Kissen-Hinterplatte 15 nachteilig zu beeinflussen.

Ein Bremsanlegemeehanismus 26, der an dem nicht drehbaren Tragteil 6 angeordnet ist, weist eine Verbindungsstange 27 auf, die dnen Kopf 28 hat, welcher durch einen Stift 29 an der inneren Druckplatte 12 innerhalb des Armkreuzes 3 nicht drehbar befestigt ist, wobei die Stange 27 sich axial nahe dem Innenumfang 10-der Scheibe 2 hindurcherstreckt und durch ein Loch 30 verschiebbar hindurchgeht, welches in der äußeren Druckplatte 11 ausgebildet ist, und wobei das äußere Ende 31 der Stange 27 mit Schraubengewinde versehen ist.

Eine ringförmige Druckplatte 32 ist gleichachsig zur Verbinduhgsstange 27 ,angeordnet und bildet zusammen mit der benachbarten äußeren Druckplatte 11 einen Kugel-Rampenoder Schrägflächen-Arbeitsmechanismus, und drei Ku^gellagerteile 33 sind in rampenartigen Ausnehmungen zwischen der Druckplatte 11 und der Drückplatte 32 angeordnet, um bei einer relativen Winkelbewegung zwischen der Drückplatte 32 und der Druckplatte 11 eine axiale Druckkraft zu liefern. Eine Abstandsbuchse ~$Κ steht mit dem Ende 31

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Stange 27 in Gewindeeingriff und wird in ihrer Lage auf der · Verbindungsstang'e 27 vermittels einer Mutter 35 in Gewindeeingriff mit einem Gewindeteil 36 mit verkleinertem Durchmesser der Verbindungsstange 27 gehalten. Ein Arbeitshebel 37 ist mit der Druckplatte 32 einstückig ausgebildet, damit die Drückplatte 32 gedreht werden kann, um eine axiale Druckkraft zu erzeugen, welche die benachbarte Druckplatte ^ 11 gegen die Scheibe 2 zwingt. Die sich daraus ergebende Reaktion läßt einen Zug in der Verbindungsstange 37 entstehen, welcher die beiden Druckplatten 11 und 12 gegeneinander zieht, um die zwischen ihnen befindliche Scheibe 2 zu erfassen.

Ein Spiel, welches sich aus einer Abnutzung der Bremskissen 15a ergibt, wird durch Lösen der Mutter 35 und Verschrauben der Buchse 34 längs der Verbindungsstange 27 aufgenommen, wodurch die Verbindungsstange 27 in ihrer Lage wirksam verkürzt wird, und die Mutter 35 wird wieder angezogen. Wenn die Kissen vollständig abgenutzt sind, können die Reibelemente herausgenommen werden, indem die oben beschriebenen Federklemmen 21 weggenommen werden. Eine Herausnahme des innerhalb des Armkreuzes 3 angeordneten Reibelementes .14 erfolgt dadurch, daß ein Ende gegen die Achse, der Scheibe 2 bewegt wird, wie durch den Pfeil A in Pig. 5 angedeutet ist, und dann das andere Ende in einer Spiralbahn durch einen der Schlitze 17 in dem Armkreuz 3 herausgefädelt wird, wie durch' den Pfeil B in Fig. 5 angedeutet ist,

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Bei der oben beschriebenen Scheibenbremse macht nur die schmale bogenförmige Rippe an jeder der Druckplatten mit der Hinterplatte des zugeordneten Reibelen.entes Kontakt. Während des Bremsens unter der Einwirkung der Last von der Verbhdungsstange und der Reaktion von der Hinterplatte auf die gebogene Rippe wird die Ebene der. Druckplatte zu einer flachen etwa konischen Form verformt, und die radial innen liegenden Bereiche werden zu der Scheibe " relativ mehr verschoben als die äußeren Bereiche. Die gebogene Rippe bleibt in einer im wesentlichen flachen Ebene, und bildet eine Rollachse für das Gebilde bei irgendeinem Radiusquerschnitt und legt infolgedessen eine im wesentlichen gleichförmige Drucklast längs der Berührungslinie mit der Kissenhinterplatte an* Die Verteilung des Drucks kann dadurch gleichmäßiger gestaltet werden, daß die Druckplatte entsprechend mit einer sich verändernden radialen Querschnittsdicke ausgebildet wird, welche von der Mitte gegen das Ende λ abgeschrägt ist.

Die Kissen-Hinterplatte hat eine genügende Dicke, um an vernachlässigbar kleines Verbiegen der radial inneren und äußeren Teile der Platte um die Linie der bogenförmigen Rippe zu gewährleisten. Die Gleichförmigkeit der Abnutzung des Kissens wird durch die Starrheit der Hinterplatte und durch die Anordnung der bogenförmigen Rippe im wesentlichen bei einem Radius erhalten, welcher über die Kissenfläche für die Funktion des Arbeitsausmaßes, d.h. der

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Flächendruck multipliziert mit der Flächen-Reibgeschwindigkeit einen gleichförmigen Wert schafft. Im Falle eines ringförmigen segmentförmigen Reibkissens ist dieser Radius gleich dem mittleren Eadius des Kissens.

Bei dieser Ausführung kann die" Druckplatte sich unter der Last verformen, ohne diese Verformung auf die Reibkissen zu übertragen, und die Führung für den Kissenaufbau von der Druckplatte wird durch die gebogene Berührungslinie zwischen der Hinterplatte und der bogenförmigen Rippe aufrechterhalten.

Falls die Druckplatten anfänglich eben und mit den Reibkissen fest verbunden wären, wie bei vorher bekannten Bremsen dieser Art, würde die Verformung zu einer konischen Gestalt einen übermäßig hohen Flächendruck nahe den radialen Innenkanten der Platten verursachen, und ein unzureichender oder gar kein Druck würde nahe den Außenkanten vorhandenssin, wobei die Druckveränderung sich mit der Bremskraft vergrößern würde. Diese ungleichmäßige und veränderliche Druckverteilung würde in der Scheibe örtlich hohe Temperaturen erzeugen und den Wirkungsgrad der Bremse reduzieren. Sie würde zu nicht gleichförmigen und variablen Abnutzungsmustern des Kissens führen, woraus sich Änderungen in dem Bremswirkuhgsgrad während der Lebensdauer der Bremse ergeben.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform können die Druckplatten jeweils aus einer bogenförmigen Platte gebildet sein, welche eine ebene Oberfläche zum Berühren

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mit der Hinterplatte hat, und der radial innen liegende Bereich der Platte ist weggenommen, so daß er mit der Hinterplatte nicht in Berührung steht. Wenn die Druckplatte unter dem BremrArbeitsdruck verformt wird, steht der radial äußere Bereich nicht mehr*mit der Hinterplatte in Berührung, und der Druck wird längs eines schmalen Umfangsbandes, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, angelegt.

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Bei weiteren abgewandelten Ausführungsformen kann '

die bogenförmige Rippe oder der radial innen liegende entlastete Bereich an der Berührungsfläche der Kissenhinter- " platte ausgebildet sein, und die Berührungsfläche der Druckplatte kann eben oder mit einer passenden bogenförmigen Rip- ■ - . pe oder einem Entlastungsteil gebildet sein. Die Druckplatte und die Hinterplatte können mit ebenen aneinanderstoßenden Flächen versehen sein, und ein Trennteil in der Form eines schmalen bogenförmigen Streifens oder einer ringförmigen Materiallage kann zwischen die benachbarten Flächen entspre- ■_ λ chend zwischengelegt sein, um den notwendigen entlasteten Innenbereich zu belassen.

Zwecks leichteren Einbaus kann der Kissenaufbau in zwei oder mehrere getrennte Sektoren unterteilt sein, ^: jedoch wird eine einstückige Druckplatte vorgezogen, da sie für die Reibkissen eine bessere Abstützung als eine mehrstückige Ausbildung liefert.

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Claims

Patentansprüche.

1. Scheibenbremse mit einer drehbaren Scheibe, einem nicht drehbaren Träger, dnem Paar axial in Ausrichtung auf jeder Seite der Scheibe liegenden Reiblemente, die relativ zur Scheibe axial bewegbar geführt sind, sowie Mitteln zur Vornahme eines Reibeingriffs zwischen den Reibelementen und der Scheibe, gekennzeichnet durch eine Druckplatte, welche mit einem der Reibelemente in Eingriff bringbar ist, sowie einem Bremsanlegemechanismus nahe einer Umfangskante der Scheibe, um die Druckplatte gegen die Scheibe zu bewegen, und die Druckplatte und das Reibelement so ausgebildet und angeordnet sind, daß die Druckplatte während des Anlegens der Bremse mit dem Bereich des Reibelementes nahe der Umfangskante der Scheibe nicht in Eingriff steht.

2. Scheibenbrense, gekennzeichnet durch eine drehbare ringförmige Bremsscheibe, welche an ihrer äußeren Umfangskante an einem Armkreuz abgestützt ist, ein Paar Reibelemente, die axial in Ausrichtung an jeder Seite der Scheibe angeordnet und für eine axiale Bewegung relativ zur Scheibe geführt sind, Mittel zur Vornahme eines Reibeingriffe zwischen den Reibelementen und der Scheibe, die ein Paar Druckplatten aufweisen, welche jeweils mit einemReibelement in Eingriff treten können und eine Verbindungsstange axial nahe der inneren Umfangskante der Scheibe hindurch-

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geht, um die Druckplatten und ihre zugeordneten Reibelemente gegeneinander zu ziehen, damit sie mit den Seiten der Scheibe in Eingriff treten, wobei die Druckplatten und die entsprechenden Reibe!eraente so ausgebildet oder angeordnet sind, daß während des Anlegens der Bremse mit jedem Reibelement seine entsprechende Druckplatte im Bereich des Reibelementes nahe der inneren Umfangskante der Scheibe nicht in Eingriff steht. g

3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche jeder Druckplatte, die mi't dem Reibelement in Eingriff tritt, im Bereich nahe der inneren Umfangskante der Scheibe geschwächt oder zurückversetzt ist. .

4.·Seheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche jeder Druckplatte, welche mit dem Re'ihelement in^v Eingriff tritt, in dem Bereich radial innerhalb eines kreisförmigen Bogens geschwächt ist, der um die Achse der Scheibe gezogen ist, und eiren Radius gleich dem mitt- ' leren Radius der ringförmigen Bremsfläche der Scheibe hat.

5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckplatte mit einer axial vorstehenden bogenförmigen Rippe zum Eingriff mit dem zugeordneten Reibelement versehen ist.

6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekenn-zeichnet,'daß die bogenförmige Rippe vm der Achse der Scheibe einen Radius gleich dem mittleren Radius .der ring- ■

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förmigen Bremsfläche der Scheibe hat.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Reibelement eine Metallhinterplatte aufweist, welche an der Fläche, die mit der Druckplatte in dem Bereich nahe der inneren Umfangskante in Eingriff steht, geschwächt oder zurückversetzt ist.

8. Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadtireh gekennzeichnet, daß jede Hinterplatte an der mit der Druckplatte in Eingriff stehenden Fläche im Bereich geschwächt der radial innerhalb eines Kreisbogens liegt, der um die Achse der Scheibe gezogen ist und einen Radius gleich dem mittleren Radius der ringförmigen Bremsfläche der Scheibe hat. "■"'■■

9. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Reibelement eine Metallhinterplatte aufweist, die mit einer axial vorstehenden bogenförmigen Rippe zum Eingriff mit dem zugeordneten Reibelement versehen ist.

10. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekenn- · zeichnet, daß zwischen die benachbarten Flächen jeder Druckplatte und dem zugeordneten Reibelement ein Trennteil zwischengelegt ist, um eine Berührung.zwisehen den Flächen in dem Bereich nahe der inneren Umfangskante der Scheibe zu verhindern.

11. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstange ein

Arbeitsmechanismus, bestehend aus einer Kugel und einer Schrägfläche zugeordnetist.

12. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 10,, dadurch gekennzeichnet, daß das Armkreuz mit wenigstens einer Öffnung versehen ist, durch welche hindurch das innerhalb des Armkreuzes angeordnete Reibelement längs eines exzentrischen bogenförmigen Weges relativ zur Achse der Scheibe herausnehmbar ist.

1>. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibelement an seiner zugeordneten Druckplatte vermittels sich axial erstreckender an der Druckplatte befestigter und durch in dem Reibelement hindurchgehende Zapfen befestigbar ist, und die Zapfen Teile verkleinerten Durchmessers haben und gegabelte Federklemmen vorgesehen sind, welche mit den Teilen verkleinerten Durchmessers in Eingriff stehen, um zu verhindern, daß das Reibelement von der Druckplatte abnehmbar ist.

Ik. Scheibenbremse nach Anspruch IJ* dadurch gekennzeichnet _f daß in der Druckplatte am Umfang im Abstand voneinander Angeordnet· momenfcaufnehmende Widerlager vorgesehen änd und mit entsprechenden Löchern in dem Reibelement in Eingriff stehen, um dem auf «ie während des Bremetns ausgeübten Zug Widerstand zu leisten« und die Widerlager jeweils ein Paar paralleler Abflachungen aufweisen, die zu de» Bit tieren Radius durch das Widerlager zum Zu-

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sammenarbeiten mit entsprechenden Abflachungen in Ausrichtung liegen, welche an dem entsprechenden Loch in den Reibelementen ausgebildet sind, wobei die Ausführung derart getroffen ist, daß während das Reibelement auf den parallelen Abflachungen zwangsläufig angeordnet ist, eine Winkelverformung radialer Abschnitte der Druckplatte unter der Last stattfinden kann, ohne das zugeordnete Reibelement zu beeinflussen.

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