DE1960286A1

DE1960286A1 - Scheibenbremse mit umlaufendem,aussen offenen Bremsgehaeuse,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1960286A1
Application number: DE19691960286
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr-Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-12-02
Filing date: 1969-12-02
Publication date: 1971-06-03
Also published as: GB1324659A

Description

mom

Br« Ing. Hermann Klaue r 532

4OOO Düsseldorf Scheibenbremse mit umlaufendem,

Lulsenstrasse 67 aussen offenen Bremsgehäuse, 1ns-

^__ besondere für Kraftfahrzeuge.

Konventxonelle Scheibenbremsen mit umlaufender Bremsscheibe haben bei Personenkraftwagen Trommelbremsen ausschliesslich wegen des ebenen Reibschlusses und der gradlinigen Kennung weitgeltend abgelöst, obwohl thermische Vorteile nicht erzielt wurden. Durch die Verminderung des Reibbelagvolumens hat sich die spezifische Reibflächenleistung erheblich vergrössert, wodurch Temperatur und Abrieb anstiegen. Konventionelle Scheibenbremsen weisen gegenüber Trommelbremsen und Scheibenbremsen mit umlaufendem Bremsgehäuse einen weiteren wesentlichen Nachteil auf, der durch die Dehnverhältnisse bedingt ist.

Der Anmelder hat für Anwondungsfälle hoher Leistung Vollbelagscheibenbreinsen der Gehäusebauart in Vorschlag gebracht, die gegenüber Trommelbremsen auch thermisch im Vorteil sind und die diesen Nachteil nicht aufweisen. In Pig. I und 2 sind die Dehnverhältnisse bei der konventionellen Scheibenbremse und der Scheibenbremse der Gehäusebauart gegenübergestellt. Der Teilschnitt einer konventionellen Scheibenbremse in Fig. 1 veranschaulicht die Dahnverhältnisse bei dieser Bremsenbauart. Mit 1 ist dort die umlaufende, hohl gegossene Bremsscheibe bezeichnet. 2 und 3 stellen die Bremsbeläge, die auf den Backen h und 5 befestigt sind und beim Bremsen an die Bremsscheibe 1 gedrückt werden, dar. Bei thermischer Belastung dehnen sich die umlaufende Bremsscheibe in Richtung der Pfeile 6 und 7, die Bremsbeläge mit d&n Bremsbacken in Richtung der Pfeile 8 und 9 aus. Aus den entgegengesetzten Pioilrichtimgen 6 und 8 bzw. 7 und 9 geht hervor, dass sich dae Boiagspiel bei erwärmter Bremse ändert, aodasa die Lüftspiel-Einstellung der Bremse unter Berücksichtigung dieser Verhältnisse erfolgen muss. Diese sich überschneidenden Dehnungen sind der Hauptgrund für die Schwierigkeit, eine mechanische Betätigung bei einer konventionellen Scheibenbremse auszuführen und neben der hohen spezifischen Flächen-

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leistung die Ursache, weshalb sich die konventionelle Scheibenbremse für hohe Leistungen» also beispielsweise für schwere Lastkraftwagen, nicht einführen konnte. Bei cleiit v;oiji Anmelder ^ _; angewendeten Bremsenprinzip, das in Fig. 2 als Teilschnitt dargestellt ist, umfasst das Bremsgehäuse 10, das mit radialen Rippen versehen ist, die Bremsbacken bzw. Bremsringe 11 und

12 mit Bremsbelägen 13 und 14. Bei erwärmter Bremse dehnen > j sich das Bremsgehäuse 10 in Richtung der Pfeile 15, 16, die Bremsbacken bzw. Bremsririge 11 und 12 mit den Bremsbelägen

13 und lh in Pfeilrichtung 17 und 18 aus. Das Lüftspiel, gekennzeichnet durch die Doppel-Pfeile 19 und 20, bleibt also im wesentlichen erhalten, wie die Doppel-Pf eile 19 ^l und 20' nach erfolgter Ausdehnung der erwärmten Bremsenteile andeuten.

Nachteilig bei den bisherigen Scheibenbremsen mit umlaufendem Bremsgehäuse ist die Schwierigkeit, die Bremsbeläge zu wechseln. Obwohl die Belaglebensdauer bei Ausführung der Bremse als Vollbelagscheibenbremse wesentlich höher als bei der konventionellen Teilbelagscheibenbremse und auch höher als bei einer Trommelbremse derselben Aussenabmessungen ist, so ist doch nachteilig, wenn zum Belagwechsel das Bremsgehäuse getrennt werden muss. Aus s er dem sind Scheibenbremsen mit umlaufendem Bremsgehäuse kleinerer Leistung, also beispielsweise für Personenkraftwagen in der Herstellung aufwendiger als konventionelle Teilbelagscheibenbremsen.

Diese noch bestehenden Nachteile zu beseitigen, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt. Die Scheibenbremse der Erfindung mit umlaufendem, aussen offenen Bremsgehäuse, welches von den BremsträgerforteMtzen, die die Verbindung zu einem festen Teil des Fahrzeuges, beispielweise zur Achse oder dem Achsantrieb herstellen_tumfasst wird» weist die Kombination folgender Merkmale aufι

a) Bio die Bremsbeläge tragenden, axial frei beweglich angeordneten Bremsbacken stellen Segmente eines Kreisringes dar*.

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Bremsbacken

b) 2 + η Bremsträgerforteatze tragen 2 + η . η kann 0 sein

in oder eine ganze positive Zahl, m sowie der Bruch n/m müssen eine ganze positive Zahl sein.

c) Die mechanische, hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtung ist ringförmig ausgebildet und innerhalb der Bremsträgerfortsätze gelagert.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind ein oder mehrere Bremsträgerfortsätze abnehmbar oder schwenkbar. Ferner kann erfindungsgemäss der Innendurchmesser der mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtung grosser als der Bremsgehäuseaussendurchmeaser ausgebildet sein, wobei die Betätigungekraft über Druckringe, die geteilt sind, von der Betätigungseinrichtung auf die Bremsbacken übertragen wird. In noch weiterer Ausbildung der Erfindung besteht die ringförmige, hydraulische Betätigungseinrichtung aus 2 Ringen, die sich stufenförmig umfassen, wobei die Stufe die wirksame Ringkolbenfläche bildet und jeder Ring die Betätigungekraft auf eine Seite überträgt. Für die Aus» bildung der mechanischen Betätigung wird weiterhin erfindungsgemäss vorgeschlagen, in an sich bekannter Weise zwei geschlossene, spiegelbildlich ausgeführte Betätigungsringe mit in Umfangsriciitung ansteigenden Ausnehmungen auszurüsten, zwischen denen Kugeln oder Rollen liegen, weiche beim Verdrehen der Betätigungeringe gegeneinander auf den Bahnen aufrollen, wobei der Betätigungedruck Über geteilte, auf Kugeln oder Rollen gelagerte» geteilte Druckringe auf die Bremsbacken übertragen wird.

In den Abbildungen sind AusfÜhrungsbeiepiele der Erfindung dargestellt·

Die Figuren 3 bis 7 geben eine in ein Le st wagenrad eingebaute,, mechanisch durch aussenliegendeu Druckluftmembranzylinder betätigte Bremse wieder. Die Figuren 8 bis 12 zeigen eine hydraulisch betätigte Scheibenbremse für einen Personenkraftwagen bei Anordnung der Bremse am Ache&ntrlebagehäuso.

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In Fig. 3 ist der Längsschnitt durch, die Lastkraftwagenbremse, wobei der Schnitt in der in Fig. 4 mit C-D bezeichneten Schnittlinie verläuft, dargestellt. Fig. k veranschaulicht einen Querschnitt durch die Lastkraftwagenbremse; die Schnittebeno ist in Fig. 3 «nit A-B angegeben^ In Fig. 5 ist ein Teilzylinderschnitt, der in Fig. 6 mit E-F gekennzeichnet ist, durch die Betätigungsringo, in Fig. 6 vcrgrössert ein Querschnitt durch die Betätigung mit dem aussen liegenden Druckluftmembranzylinder, in Fig. 7 die Dx-aufsicht auf die Betätigung und schliesslich in Fig. 8 die Ansicht der Bremse mit aussen liegendem Membranzylinder von der Radinnenseite her, wiedergegeben.

In Fig. 9 ist die am Achsantrieb angeordnete, hydraulisch betätigte Scheibenbremse in der in Fig. 10 mit J-K bezeichneten Schnitteberie im Längsschnitt, in Fig. 10 ein Querschnitt, der in Fig. 9 m±t L-M bezeichnet ist, gezeigt. Fig. 11 stellt einen Teilquerschnitt, in Fig. IO mit N-O gekennzeichnet, durch die DrehmomentabStützung und Fig. 12 ein in Fig. 9 mit P-Q bezeichneten Teilquerschnitt durch die zusätzliche Handbetätigung dar.

Bei der in den Figuren 3 bis 8 dargestellten Lastkraftwagenbremse ist die Achse mit 21, die Antriebswelle mit 22 gekennzeichnet. Der auf Rollenlagern 23 gelagerte Radstern Zh mit Felge 25 trägt mittels Schrauben 26 das aus einem Stück ausgebildete U-fSrmige, aussen offene Bromsgehäuse 27· Der Bremsträger 28 weist zwei feststehende Bremsträgerfortsätze 28_χ und 28 , sowie zwei abklappbare Bremsträgerfortsätze 28 und 28. auf und trägt am Rohrflansch 28 _ den Druckluftmembranzylinder 29. Auf den Bremsträgerfortsätzen 28-, 28,,, 28 und 28. sind axial beweglich, jedoch in Umfangsrichtung fest, h Paar die Bremsbeläge tragenden Bremsbacken 30 aufgehängt. Innerhalb der Bremsträgerfortsätze liegen die beiden spiegelbildlich ausgeführten Betätigungsringe 31v und 31οι die auf ihren sich gegenüberliegenden Stirnseiten In Umfangsrichtung ansteigende Bahnen 31^ bzw. 3Ij₁ aufweisen,

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in denen Kugeln 32 liegen. Beide Betätigungsringe sind durch Nieten mit Druckstlickon 33-, und 33 verbunden, die mit Kugelpfannen ausgerüstet sind, in denen Stössel 3*K und Jk^ liegen. Diese Stössel verbinden die Betätigungsringe mit dem Betätigungshebel 35, der mit Kugelpfannen 35_χ und 35₂ ausgerüstet ist. Der Betätigungshebel 35 ist mittels Zapfen 35_ im Lagerfortsatz 28_ des Bremsträgers gelagert und steht

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über einen Druckstössel 29-. mit dem Druckluftmembranzylinder 29 in Verbindung. Durch Betätigung des Druckluftzylinders wird der Betätigungshebel 35 über den Druckstössel 29·^ Seschwenkt und verdreht über die Stössel 3²^₁ und 3^₂ über die Druckstücke 33, und 33_O die beiden Betätigungsringe 31. und 31p» die auf den Kugeln 32 auflaufen und eine Spreizbewe-

gung durchführen. Diese Spreizbewegung wird über geteilte Lagerringe 36 und 36₂ bzw. 37·, und 37₂ über die Kugeln bzw. 39 auf die ebenfalls geteilten Druckringe 39, und

[ bzw. hO und 4O₂ auf die Bremsbacken 30 mit den Bremsbelägen ί übertragen. Die aus den geschlossenen Betätigungsringen '■ 3I₁ und 3I₂, den geteilten Lagerringen 36_χ, 3^₂I 37_χ» 37₂ι ■ Kugeln 38 und 39, den geteilten Druckringen 39-. » 39₂» ^O₁, , ^°2 ^bes*^enende Einheit wird durch gleichmässig am Umfang

verteilt angeordneten RUckzugfedorn kl_t die durch Ausnehj muiigen 27, im Bremegehäuse 27 montiert werden können, zusammencehalten. Nach Aufklappen der beiden schwenkbar an- \ geordneten Brematrägerfortsätze 28_ und 28. können di· Bremsbacken 30 mit den Bremsbelägen ein- und ausgebaut worden.

; Hol der Personenkraftwagen-Scheibenbremse in den Figuren 9 bis 12 ist der Achsantriebsgehäusedeckel ^2 mit festen j Brem.strägorfortsätzen kZ, und ^2- ausgerüstet, auf denen die

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mit Bremsbelag ausgerüsteten Bremsbacken 43 axial frei beweglich, in Umfangerichtung fest gelagert sind. Da in diesem j . Fall zwei Bremsbacken bei zwei feststehenden Bremsträger-, fortsetzen h'2^ und k2_n angeordnet sind, muss verhindert [ werden, dass die Bremsbacken beim Bremsen aus dem Bremsgehäuse herausgedrückt werden. DIo senkrecht zur Bremson-

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achse wirkenden Kräfte werden durch zwei abnehmbare Brems— trägerfortsätze 44 aufgenommen, die zweckinässigerweise federnd ausgebildet sind, damit ein Klappern der Bremse vermieden wird. Das umlaufende Bremsgehäuse 45, in dem die feststehenden Bremsbacken 43 angeordnet sind, ist mit dem ■ Radantrieb 46 mit Achsantriebswelle 47 verscliraubt, Zur hydraulischen Betätigung der Bremse wird über den Schlauch 48 Drucköl zugeführt, wodurch die beiden stufenförmig ausgebildeten und durch Rundschnurringe 49 abgedichteten Betätigungsringe 50 und 51 auseinander bewegt werden. Die Betätigungsringe übertragen über die geteilten Druckringe 52 , 52 , 53-, t 53₂ die Spreizkräfte auf die Bremsbacken 43. Die Betätigungsringe 50 und 51 und die geteilten Druckringe 52-, 52_p, 53,ι 53p werden durch gleichmässig am Umfang verteilt angeordnete Rückzugfedern 54, die durch Löcher 45 im Bremsgehäuse 45 montiert werden können, zusammengehalten. Die Bremsbacken 43 können also ohne Demontage dieser Teile ein- und ausgebaut werden.

Zur zusätzlichen mechanischen (Hand-) Betätigung ist eine mit Bremsbelag ausgerüstete Backe 55 am Achsantriebs-Gehäusedeckel-Fortsatz 42 „, der auch die Haltefeder 44 trägt, schwenkbar aufgehängt und kann über Exzenterrollen 56 mittels des Hebels 57 an das umlaufende Bremsgehäuse 45 gedrückt werden. Die Rückstellkraft erzeugt eine Zugfeder

Zur automatisch stufenlosen Nachstellung sind gleichmässig am Umfang verteilte Nachstellhülsen 59 angeordnet, die durch die Löcher .4.5. montiert werden können. Diese Nachstellhüisen sind in bekannter Weise als Klemmhülsen ausgebildet und auf Stiften 60 und 6l in den Druckringen 52.,, 52₂, 53^^ und 53₂ gehalten.

Die in Fig. 9 eingetragenen Pfeile δ2, 63, 64, 65 und 66 geben die Richtung der die Broroae um- und durchströmenden Kühlluft an.

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Claims

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Patentansprüche

scheibenbremse mit umlaufendem, aus3en offenen Bremsgehäuse und aussen über das Bremsgehäuse hinwegfassenden Bromsträgerfortsatzen, Insbesondere für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale J

a) Die die Bremsbeläge tragenden, axial frei beweglich angeordneten Bremsbacken (3O, 43) stellen Segmente eines Kreisringes dar

b) 2 + η Biemsträgerfortsätze (28 ,.28 , 28 , 28.; 42 ,

X ^ Λ "^ X

42 , 4Ί) tragen ¹ ' Bremsbacken, η kann O sein oder

eine ganze positive ZaJiI, m sowie der Bruch n/m müssen eine ganze positive Zahl sein.

c) Die mechanische, hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtung (3I₁I 31_O; 50» 51) ist ringförmig ausgebildet und innerhalb der Bremsträger- fortsetze (28_χ, 28,, 28 , 28^; 42_χ, hZ^ 44) gelagert.

:i) Scheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Bremsträgerfortsätze (28„, 28, , 44) abnehmbar oder schwenkbar sind.

3) Scheibenbremse nach Anspruch 1 dadm*ch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtung (3I,, 31_O» jO, 51) grosser als der Bremsgehäuseaussendurehniesser (27, 45) ausgebildet ist und die Betätigungskraft über

goteilte Druckringe (39^ 39₂, 4O₁, 4O₂; 52_χ, 52_2> 53_χ, 53_O) auf die Bremsbacken übertragen wird.

) Scheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige, hydraulische Betätigungseinrichtung aus zwei Hingen (5i** 51·)* die sich stufenförmig umfassen, wobei dio Stufe die wirksame Hingkolbenfläche bildet und jeder Ring die Betätigungskraft auf eine Seite übertrfigt, besteht«

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5) Scheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Betätigung in an sich bekanntei" Weise aus zwei geschlossenen, .spiegelbildlich-.ausgeführten Betätigungsringen (3I₁* 31p) ^mi* in'TJntfang-srichtung ansteigenden Ausnehmungen (31,,» 31^) ausgerüstet sind, zwischen denen Kugeln oder Rollen (3^) liegen, welche beim Verdrehen, der Detätigungsriiige (31,1 31p) gegeneinander aul' den Bahnen aufrollen, wobei der Dotä f-igtmgsdruck über geteilte, aul" Kugeln .(3ί> _a 39) odor Rollen gelagerte, geteilte Druckringe (36-., 3^,,· 37,» 37_O) auf die Bremsbacken übertragen wird.

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