DE1575819A1

DE1575819A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE1575819A1
Application number: DE19671575819
Authority: DE
Inventors: Walther William D; Afanador Carlos P
Original assignee: Dayton Steel Foundry Co
Current assignee: Dayton Steel Foundry Co
Priority date: 1966-01-13
Filing date: 1967-01-11
Publication date: 1970-01-15
Also published as: US3384203A; FR1507933A; GB1180034A

Description

Patentanwalt ....... 1 C 7 C Q 1

Karl A. Brose -1:0/Oö i

Dip!-Ing. ' -- ·

3023 Mu idipri-pullach - ; -

ν-: ι „rotr2 iiii f.iiiti, "ei ^0γ>70

vRa/Hs München-Pullach, 11.1.1967

Case 4529 '"

The Dayton Steel Foundry Company, 1366 Miami Chapel Road, Dayton, Ohio, USA

Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse und insbesondere eine , zangenförmige Scheibenbremse.

Die erfindungsgemässe Zangenbremse .tritt durch die Einfachheit ihres Aufbaues und ihrer Herstellung hervor» Die Zange ist "schwimmend" ausgebildet, d»tu-.sie ist für eine begrenzte Bewegung befestigt, die parallel zu· der Achse der Scheibe stattfindet» Darüber hinaus ist sie oben zum radialen -Einschieben unci Entfernen der Bremsbeläge aus Reibmaterial und der mit diesen verbundenen Bremsbacken oder Bremsbackenträger offen. Es liegt ein einfacher, preiswerter und leicht zu wartender und zu bedienender jremsaufbau vor, in welchem die Bremsbacken durch an aer Zange angeordnete Bolzen getragen werden, die gleichzeitig das Drehmoment von diesen Platten aufnehmen, umgekehrt ist die Zange derart befestigt, daß sie eine Gleitbewegung an den durch Drehmomentenarme getragenen Bolzen ausführen kann. Eine Kolbene'inheit ist frei von jeder Drehmomentübertragung in Verbindung mit den Bremsbacken bzw. den Bremsbackenträgern. Darüber hinaus ist sie leicht von der Zange entfernbar« Die Zange wiederum ist leicht von den Drehmomentenarmen entfernbar, während die Reibbeläge und die Stützplatten in ihrer entsprechenden Lage an der Zange verbleiben.;

909883/0981 bad original

Dementsprechend liegt ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer verbesserten Zangenbremse, die oben offen ist, und in welcher das bremsende Drehmoment von einer "schwimmend" an Dreharmen befestigten Zange aufgenommen wird» . ·

Ein anderes Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einer Scheibenbremse, in welcher ein Zangengehäuse an zwei verschiebbaren Punkten angeordnet ist, die vorzugsweise mit einem Material geringer Reibung ausgekleidet sind, und durch welche das gesamte Drehmoment von den Bremsbelägen auf einen fest angeordneten Träger übertragen werden.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einer Zangenbremse, die durch die Einfachheit ihrer Teile und ihres Aufbaues, durch die geringen Herstellungskosten und durch die Einfachheit der \/artung und der Reparatur hervorsticht,.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind aus den Zeichnungen ersichtlich, in welchen die Erfindung .anhand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht ist. Es zeigt:.

FigurΊ einen senkrechten Schnitt durch eine Scheibenbremse nach der Erfindung; ·

Figur 2 eine Ansicht auf die Innenseite der Scheibenbremse der Figur 1;

Figur 3 eine Draufsicht, die teilweise gemäss der Linie 3-3 der Figur 2 geschnitten ist; und

Figur 4 einen vergrösserten Schnitt gemäss der Linie

4-4 der Figur 3» .

Das in den Figuren veranschaulichte Ausführungsbeispiel der , Erfindung hat ein verhältnismäsaig festes Achs- oder Wellenteil

909883/Ötlt

1o, welches in Figur 1 dargestellt ist. Das Wellenteil to ist

^<£ ttlic h s θ η

angeordnet an den Achssohenkelbolzen/ 11 und 12 veranschaulicht und zwar in herkömmlicher Weise für eine Drehbewegung um einen geneigten Achsschenkelbolzen (nicht dargestellt). Der Spindel- - teil 1ο besteht aus einer herkömmlichen Welle 15, an welcher die Lager 16 und 17 des Rades befestigt sind.

Eine aus einem Stück bestehende Habe und Scheibeneinheit 2o ^ ist drehbar an der Welle 5o am Lager 16 und 17 befestigt und stützt ein Preßstahlrad 22. Zu diesem Zweck kann die Naben- und Scheibeneinheit 2o einen mit dieser aus einem Stück bestehenden, im allgemeinen radial verlaufenden .Randflansch 24 aufweisen, in welchem die Befestigungsbolzen 25 für das Rad eingepresst sind. Die Naben- und Scheibeneinheit 2o ist weiterhin mit einem axial nach innen verlaufenden Ringflansch 26 versehen, der in einem im allgemeinen radial verlaufenden, ringförmigen Bremsabachnitt 28 endet.

Ein Vorteil der aus einem Stück bestehenden Naben- und Scheibeneinheit ist in Figur 1 dargestellt und bringt niedrige Herstellungslosten im Vergleich mit der gesonderten Herstellung ™ von Nabe und Scheibe mit sich« Weiterhin ist die Konzentrizität der Scheibe in !dezu^ auf die Nabe leichter zu erreichen, wenn die Scheibe mit der Nabe aus einem Stück gebildet ist, welches einen Unterschied zu herkömmlichen Konstruktionen darstellt, in denen die Scheibe gesondert an der 1,'abe angebracht ist. In einer Scheibenbremsenanlage, in welcher das Scheibenteil 28 grosse Energiemengen aufzunehmen hat, kann dieses mit einer Füllung versehen sein, welche aus Material guter Wärmeleitfähigkeit besteht.

Das Wellenteil To kann mit mit diesem aus einem Stück bestehenden, in entgegengesetzte Riehtungen nach aussen hervorstehenden

909883/0981

■ ■'·'■■-■. - BAD-ORiGiNAL

Ohren oder Ansätzen 3o und 31 versehen sein, wie es in Figur 2 veranschaulicht ist, um ein Drehmomententeil 35 darin aufzu- " nehmen. Dieses Teil 35 ist mit einem Verbindungsteil 36 ausgebildet, welches quer zwischen den Ohren 3ö und 31 verläuft und mit einem Paar radialer voneinander weggerichteter Arme 38 und 39 versehen ist. Wie der Figur 2 zu entnehmen ist, be-, stehen die Arme 38 und 39 mit dem mittleren Teil 36 aus einem ™ Stück und sind mit innen befestigten Konsolen 4o versehen,, die mit den Ohren 3o und 31 fluchten. Das Drehmomententeil 35 kann in geeigneter Weise, z.B. durch Bolzen 43 an den Ohren.3.0 und 31 befestigt sein.

Wie es am besten in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, verlaufen die Arme 38 und 39 symmetrisch nach aussen und enden bei 45 an Punkten, die ausserhalb der Peripherie der Scheibe 2o liegen. Diese äusseren Punkte der Arme sind ausserdem axial nach vorne gedreht,' sie können als axial versetzt betrachtet werden, wie es bei 46 in Figur 3 veranschaulicht ist, so daß die Enden 45 über der Peripherie der Scheibe liegen. * Die Enden 45 sind weiterhin mit Endteilen 48 ausgebildet, die gewölbt nach innen in Richtung aufeinander 'und in Richtung auf die Mitte der Bremse verlaufen. Diese Endteile 48 sind mit axial miteinander fluchtenden Öffnungen zur Aufnahme einer Büchse 5o aus Lagermaterial geringer-Reibung^versehen, welches z.B. Teflon (Polytetrafluorethylen), Delrin (ein Poly-³ oxymethanpolymer) oder dergleichen sein kann'. Diese Materialien sind durch ihren Widerstand gegen Korrosion, durch ihre hohe Festigkeit und durch ihre oberflächengeringe Reibung gekennzeichnet. Elastische Vinyl oder Gummilippendichtungen 51 und 52 können an den gegenüberliegenden Enden der Büchsen 5o angeordnet sein, um staub-und schmutzdichte Dichtungen in Bezug auf den Bolzen zu bilden. ■ ■

909883/0981 BADOBiGiNAL

Weiterhin ist ein oben offenes Zangengehäuse 55 vorgesehen, das mit einem Reaktionsabschnitt 56 versehen ist, der nach Art eines Gurtes in Bezug auf die Scheibe 2o an der Aussenseite der Bremse angeordnet ist. Der Abschnitt 56 ist mit einer vorstehenden Druckoberfläche 57 ausgebildet» Das Ge-■ häuse 55 enthält weiterhin ein Paar gewölbter Gelenke oder Verbindungsteile 58, von denen einer in der Ansicht der Figur 3 dargestellt ist,,und der im allgemeinen axial über die " Peripherie in entsprechender Entfernung von der Scheibe verläuft. ■ . ■ ;" - ■ ■

Der Druckabschnitt des Gehäuses ist ein Zusammenbau, bestehend aus einer Kolbeneinheit 6o, die an den Verbindungsteilen 58 durch Maschinenschrauben 62 befestigt ist. Die Kolbeneinheit do ist mit einem Paar nach'Art von Gurten verlaufenden Armen 64 und 65 versehen, die mit bearbeiteten Augen im Eingriff stehen, die'an den Oberflächen der Verbindungsteile 58 ausgebildet sind. Die Arme 64 und 65 sind unmittelbar gegenüberliegend zu dem Heaktionsabschnitt 56 des Gehäuses 55 angeordnet, so daß die auf die Scheibe übertragenen Bremskräfte in - i Bezug auf einen herkömmlichen Gurt mittig übertragen werden, .auch die Maschinenschrauben 62 und die Arme 64 und 65 sind in Übereinstimmung mit der Mitte der Kraft angeordnet. Deshalb tritt bei diesem Aufbau nur eine minimale Tendenz eines ungleichmässigen oder unebenen Verschleisses der Beläge auf, was von der Biegung des Zangengehäuses abhängt.

Die Verbindungsteile 58 sind gewölbt voneinander entfernt angeordnet und begrenzen zwischen sich eine radiale Öffnung. Sie- sind für eine begrenzte Axialbewegung an den Armenden 48 ' durch pölzen ?o und 71 befestigt, die durch die Büchsen 5o verlaufen. Zu diesem Zweck ist jedes Teil 58 mit einem Paar axial voneinander entfernt angeordneten Augen 75 und 74 ver-

9 Q 9 8 83/098 1 .BAD

sehen, die die Bolzen 7o und 71 zwischen sich in Ausrichtung mit den Öffnungen in den Büchsen für eine darin stattfinden- . de Gleitbewegung stützen.

Die radial unbehinderte, zwischen den Verbindungsgelenken 58 ausgebildete Öffnung stellt einen Durchlass zum. Einschieben und Entfernen eines Bremsbelagpaares 78 und ihrer entsprechenden Bremsbacken oder Rückplatten 79 dar» Die Beläge 78 und die Platten 79 können einen identischen Aufbau aufweisen und mit einem Paar radial nach äussen vorstehenden Stützansätzen 8o versehen sein, die im Betrieb über die Peripherie der Scheibe hinausragen. Die Ansätze 8o der Scheiben 79 sind auf ein weiteres Bolzenpaar 84 u~nd 85 aufgeschraubt, die an dem Zangengehäuse befestigt sind. Die Bolzen stützen ausschliesslich die Bremsbeläge und nehmen das Drehmoment derselben auf ο Zu diesem Zweck ist jedes der Verbindungsteile oder Gelenke" 58 mit einem weiteren Paar gewölbter, nach innen verlaufender, voneinander entfernt angeordneter Ansätze oder Augen 88 und 89 versehen, in denen ein Paar Bolzen aufnehmender Öffnungen ausgebildet sind, und die die Bolzen 84 und 85 zwischen sich ausserhalb der Peripherie der Scheibe stützen. Die Bremsbacken oder Rückplatten 79 können radial durch axiales Zurückziehen der Bolzen 84 und 85 herausgezogen werden.

Wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist, verlaufen die Gelenke 58 im allgemeinen in axialer Richtung ausserhalb der Peripherie der Scheibe, wobei ihre mittleren Stegteile 58 ausreichend weit von der Scheibe entfernt angeordnet sind, ho daß sie eine Öffnung zwischen sich begrenzen, deren Breite wenig grosser ist als die Breite der Bremsbacken oder Rückplatten 79. Hieraus folgt, daß die Platten 79 durch radiales Herausziehen ohne Schrauben oder Drehen entfernbar sind. Die Bolzen 62 verbinden äi,© Arme 64 und 65 an ihren

909883/0981

aussersten Punkten mit den Gelenken 58 und zwar im wesentlichen in Ausrichtung mit den Wölbungsmitten der Gelenke und deshalb' im wesentlichen in Ausrichtung mit den mittleren Stegteilen 58, wie es in Figur 5 veranschaulicht ist. Diese Verbindung liegt im allgemeinen axial gegenüber der /entsprechenden gurtförmig ausgebildeten Enden der Reaktionsabsehnitte 56 und bildet so einen kurzen axialen Übergang der hydraulischen Bremskräfte

von dem Druckabschnitt 6o auf den Reaktibnsabschnitt 56» f

Die Kolbeneinheit 6o weist eine nach vorne offene Zylinderbohrung 95 auf, von welcher ein becherförmiger Kolben 96 gleitbar aufgenommen ist. Der Kolben 96 ist im Innern durch im allgemeinen axial verlaufende, radial voneinander entfernt angeordnete Hippen 97 verstärkt und in die Bohrung derart eingeschoben, daß die Öffnung desselben der angrenzenden Bremsbacke 79 gegenüberliegt. Ein runder scheibenförmiger Belag aus wärmeisolierendem Material, z.B. aus Asbestblättchen, ist in der öffnung des Kolbens 96 angeordnet und bildet einen toten Luftraum 1oo im Innern des Kolbens, Der Luftraum 1oo und der Isolierbelag 98 isolieren das hydraulische Strömungsmittel in dem Raum 1o1 hinter dem Kolben wirksam gegen die Wärme, die an der Scheibe und an dem angrenzenden Reibbelag erzeugt- wird. Darüber hinaus ist eine auf einer Drehbank gesohnittene Kolbendichtung 1o4 in einer ringförmigen Vertiefung in dem Kolben in Nachbarschaft an sein am weitesten innen gelegenes Ende angeordnet, so daß die Dichtung so weit wie möglich von der Wärmequelle entfernt liegt„ .

Der beschriebene Aufbau der Scheibenbremse ist von der Art, daß das Zangengehäuse frei ist, um zu "schwimmen" oder sich selbst axial mit der Scheibe an den Armen 38 und 39 auszurichten und zwar während des Bremsens und während der Freigäbe der Bremse.* Die Bolzen 84 und 85 bilden die ausschliesslich

Ö 0-9 88.3/0-98.1'

zur Drehmomentenaufnahme geeigneten Verbindungen in Beziehung zu den Rückplatten 79 und übertragen das gesamte Bremsdrehmoment von den Belägen auf das Zangengehäuse. !Dieses Drehmoment wird umgekehrt durch die kurze Kupplung der Zangengehäusegelenke 58 auf die Bolzen 7o und 71 übertragen, die,an den Gelenken angeordnet sind. Von diesen Bolzen wird das Drehmoment >. auf die verhältnismässig festen Arme 38 und 39 durch die Büchsen 5o geringer Reibung übertragen» Durch Verwendung einer Büchse geringer Reibung, die nicht korrodiert und aus gering verschleissendem Material besteht,ist es vorteilhaft, das Drehmoment durch dieselbe Verbindung zu übertragen, die für die schwimmende Bewegung des Gehäuses vorgesehen ist, während die Reibung zwischen denselben auf einem Minimum gehalten wird. Hieraus folgt, daß getrennte Drehmoment übertragende Verbindungen vermieden wurden, wodurch.der Aufbau der Bremse vereinfacht wurde.

Wenn es gewünscht wird, die Bremsbeläge zu ersetzen, werden das Rad 22 und die Sprengringe 1o6 entfernt und die Bolzen 84 und 85 zurückgezogen. Die Beläge und die mit diesen ver_r bundenen Platten können dann radial durch die Öffnung im oberen Teil des Zangengehäuses entfernt und wieder ersetzt werden. Die oben gelegene Öffnung verhindert weiterhin eine Ansammlung von Dreck und Staub in dem Zangengehäuse, wobei die Bremse dazu neigt, sich'selbst zu reinigen, da der-Schmutz durch die Zentrifugalkraft durch die Öffnung zwischen den Gelenken 58 herausgeworfen wird. Die Lippendichtungen 51 und 52 sorgen für eine saubere Lageroberflache innerhalb der Büchsen 5o. '

Y/enn es gewünscht wird,, die. Bremsen ohne Entfernung der Beläge zu warten, ist es .nur notwendig, das_: Rad 22 zu entfernen, um die Bolzen Io und 71 zur Befestigung der Zange zurückzuziehen. Das Zangengehäuse 55 mit den daran angeordneten Bremsbacken 79

BAD

und der ebenfalls daran angeordneten hydraulischen-Einheit kann dann im ganzen entfernt werden, ohne daß die relative Lage des Bremsbelages verändert zu werden braucht. Deshalb bleiben die"" Bremsbeläge 78 in ihrer anfangs eingenommenen relativen Lage und nehmen ihre ursprünglichen Plätze wieder ein, wenn das Gehäuse nach durchgeführter Y/artung wieder zusammengebaut wird, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Kolbenbeläge in eine neue Stellung zu bringen. ™

Die gesamte Bremse kann von den Drehmomentenarmen 3-8 und 39 entfernt werden, ohne daß die hydraulische Verbindung zu der Bremse gestört zu werden braucht, v/enn die Bewegung bei der Entfernung ein Haß übersteigt, welches normalerweise durch eine flexible hydraulische Leitung Ί08 begrenzt ist, kann die hydraulische Kolbeneinheit 60 leicht durch Herausziehen der Schrauben 62 entfernt werden, ohne daß der hydraulische Kolben gestört wird», Deshalb handelt ea sich hier um eine-Bremse, die leicht zu warten ist, und bei welcher ein Leerlaufen nicht auftritt, wenn es sich als notwendig-erweisen sollte, das Zangengehäuse oder die Bremsbeläge zu entfernen i oder zu warten.

Die' erfindungsgemässe Bremse nutzt das Material in vorteilhafter Weise stark aus, da nur die Stützarme 38 und 39 dafür vorgesehen sind, die in Form eines Drehmomentes auftretende Last aufzunehmen, während das Gehäuse sowohl diese Last als auch die Bremskräfte aufnimmt, die von dem hydraulischen Strömungsmitteldruck herrühren. '

Der Aufbau ist von der Art, daß die durch das Drehmoment er- .-zeugte Belastung durch die kurze gurtfö'rmige Verbindung an. den Verbindungsteilen 58 übertragen wird, während dieselben

8 0 9 8 8 3 /0981

- 1o -

Teile 58 die Bremskräfte von der hydraulischen Einheit 6o auf den Reaktionsabschnitt 56 übertragen.

Während die vorstehend beschriebene Vorrichtung nur eine vorzugsweise ausgeführte Form der Erfindung darstellt, ist es verständlich, daß die Erfindung nicht genau durch die Ausführungsform dieses Beispieles begrenzt ist, und daß viele Veränderungen ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken möglich sind. . ·

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen· dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

909883/0981

Claims

BlTENIAHSPHÜGHE — : U

1. Zangenförmige Scheibenbremse * bestehend aus einer drehbaren Scheibe, einem-Zangengehäuse mit einem Druckabschnitt, der an der einen Seite der Scheibe angeordnet ist, und einem Reaktionsabschnitt, der an der anderen Seite der Scheibe ange- ^ ordnet ist und einem Paar starrer, voneinander entfernt an- ™ geordneter Drehmomentenarme, die an einer Seite der Scheibe angeordnet sind, und deren Enden derart angeordnet sind, daß sie ausserhalb der Peripherie der Scheibe liegen, dadurch g e k e η *n .--z e i c h η e t , daß das Zangengehäuse (55)

. mit gewölbten, voneinander entfernt angeordneten Verbindungsteilen (58) ausgebildet ist, die die ausschliessliche Verbindung zwischen dem Druck (6o) urid dem Reaktionsabsohnitt (56) des G-ehäusea darstellen, wobei die Verbindungsteile (58) voneinander entfernt angeordnet sind, um auf diese Weise einen über einen Bogenabschnitt der Scheibe (2o) offenen Baum zu bilden, durch welchen die Bremsbacken (79) und die Beläge (78) eingeschoben und entfernt werden können, ι wobei die Enden der Drehmomentenarme (38, 39) voneinander entfernt auf einem Bogenabschnitt angeordnet sind, deren Breite grosser ist als die Bogenbreite des Zangengehäuses an den Verbindungsteilen, die eine gleitende Verbindung zu den Enden der Drehmomentenarme bilden und weiterhin gleitende Verbindungen für die Bremsbeläge (79) darstellen, so daß das Drehmoment von den Bremsplatten erst bogenförmig durch die Verbindungsteile auf die Drehmomentenarme übertragen wird.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (79) an jeder Seite der Zangengehäuse Verbindungsteile an entfernbaren Bolzen 84 und 85 abgestützt sind,

9 0 9 8 8 3/09 81 _0R1GInal inspected

die wiederum an den Verbindungateilen ausserhalb der Peripherie der Scheibe (2o) abgestützt sind.

3. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentenarme (38 und 39) mit Büchsen (5©5 aus Material mit geringem Reibungswiderstand versehen sind, und dass die Verbindungsteile (58) an Bolzen.(to» 71). abgestützt

W sind, die durch die Büchsen verlaufen.

4. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsabschnitt (56) des Zangengehäuses (55) quer und sehnenförmig in Bezug auf die Scheibe(2o) angeordnet ist, ' und dass der Druckabschnitt (6o) eine hydraulische, mittig angeordnete Kolbeneinheit (6o) und ein Paar Arme (64, 65) aufweist, die in entgegengesetzten Richtungen von dem Mittelteil derselben weglaufen und an dem Gehäuse enden, wobei Gewindebolzen (62) den Druokabsohnitt (6o) an dem Gehäuse (55) festhalten.

09883/0981

Leerseite