DE19714262A1 - Bremse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bremsen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere auf bandbremsenartige Bremsen für Elektrofahrzeuge.

Bei Elektrofahrzeugen werden zum Verzögern hauptsächlich der Elektromotor bzw. elektrische Nachlaufbremsen eingesetzt. Zusätzlich und als Standbremse sind jedoch auch mechanische Bremsen erforderlich.

Als Bremsen für Fahrzeuge sind allgemein Scheiben- und Trommelbremsen bekannt. Diese Bremsen sind jedoch für den Einsatz bei Elektrofahrzeugen, bei denen es auf klein gehaltene Baumaße ankommt in der Regel baulich zu groß. Zudem weisen sie im Verhältnis zur Bremsmechanikgröße relativ kleine Bremsflächen auf. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Bremsen in der Regel mittels Hydraulik betätigt werden und zudem eine Rückstellfeder oder -hydraulik erforderlich ist.

Bei Elektrofahrzeugen für den unteren Geschwindigkeitsbereich werden z. T. Bremsen eingesetzt, die von Fahrrädern her bekannt sind. Bei diesen Bremsen umgreift ein zangenförmiger Mechanismus einen Reifen in dessen oberem Umfangsbereich. Von jeder Seite her kann über diesen Mechanismus jeweils ein Bremsgummi gegen einen als Bremsscheibe wirkenden Metallring, der auch zur Aufnahme des Reifens dient, gedrückt werden. Auch bei diesem Mechanismus besteht das Problem, daß er baulich viel Platz beansprucht und die Bremsfläche sehr klein ist. Zudem quietschen derartige Bremsen bei der Betätigung oftmals, wenn Staub oder Schmutz zwischen Bremsscheibe und Bremsgummi gelangt.

Als platzsparende Bremsen sind für beispielsweise Hubwerke Bandbremsen bekannt, die in der einfachsten Ausführungsform nur für eine Fahrtrichtung, in komplizierterer Ausführungsform zum Bremsen von zwei Rotationsrichtungen einer Achse einsetzbar sind. Bei derartigen Bandbremsen umschlingt ein Band den zylindrischen Umfang einer Bremsscheibe. Im ungebremsten Zustand umschlingt das Band den Umfang der Bremsscheibe locker, wobei sich ein Luftspalt zwischen Band und Bremsscheibe befindet. Zum Abbremsen einer Rotation der Bremsscheibe wird das Band in der Regel über einen Hebelmechanismus gegen den Umfang der Bremsscheibe gespannt.

Derartige Bandbremsen können baulich in Richtung der Achse einer rotierenden Welle schmal gehalten werden. Jedoch ist die Aufhängung des Bandes aufwendig gestaltet, um im ungebremsten Zustand einen ausreichenden Luftspalt gewährleisten zu können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bremse für insbesondere Elektrofahrzeuge bereitzustellen, deren Aufbau einfach und platzsparend ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche I bzw. 9 gelöst.

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung beansprucht nur wenig Platz für deren Einbau, bietet aber trotzdem eine große Reibungs- bzw. Bremsfläche.

Die erfindungsgemäße Verwendung der Bremsvorrichtung ermöglicht insbesondere eine beliebige Einstellung des Bremskraftverhältnisses beim Abbremsen einer Drehung der Bremsscheibe in Richtung des Uhrzeigersinns bzw. des Gegenuhrzeigersinns, d. h., des Bremskraftverhältnisses für Vorwärts- gegenüber Rückwärtsfahrt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Durch die elastische Eigenschaft bzw. Rückstellkraft des Bremsrings ist keine weitere Federeinrichtung erforderlich.

Der Bremsbelag kann einerseits in dem Bremsring ohne die Verwendung von Klebemitteln befestigt und andererseits einfach ausgetauscht werden.

Der Aufbau unter Einsatz einer Schraube als Spanneinrichtung ermöglicht eine einfache und ideale Nachstellbarkeit der Breite des Luftspalts zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe.

Die Verwendung eines Seilzugs ermöglicht einen einfacheren Aufbau als die Verwendung einer Hydraulik. Es treten keine Öllecks auf, ein Drahtzug ist einfacher zu verlegen und es werden weniger Bauteile benötigt.

Durch die große Bremsfläche werden bei einem Bremsvorgang auch Quietschgeräusche vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Bremse in Seitenansicht und

Fig. 2 den oberen Teil der Bremse in Draufsicht.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist auf einer abzubremsenden Weile oder Achse 1 eine Bremsscheibe 2 gegenüber der Achse 1 drehfest aufgesetzt. Die Bremsscheibe 2 ist vorzugsweise ein Gußstück.

Der Umfang der Bremsscheibe 2 ist von einem Bremsring 3 umgeben, der die Bremsscheibe 2 bis auf einen breiten Schlitz 4 umgibt. Am Innenumfang des Bremsrings 3 ist ein Bremsbelag 5 befestigt. Die Befestigung des Bremsbelags 5 erfolgt einerseits über Schrauben oder Nieten 6, die durch den Bremsring 3 hindurch in den Bremsbelag 5 führen, und andererseits durch jeweils einen Vorsprung 7, der an jedem Ende des Bremsrings 3 ausgebildet ist. Die Vorsprünge 7 können vorzugsweise durch Umbiegen der beiden freien Enden des Bremsrings 3 nach innen hin ausgebildet werden. Die Vorsprünge 7 geben dem Bremsbelag 5 insbesondere einen Halt gegen eine Verschiebung in Drehrichtung der Bremsscheibe 3. Die Stärke des Bremsbelags 5 ist so gewählt, daß im ungebremsten Zustand zwischen ihrer Oberfläche und dem Umfang der Bremsscheibe 3 ein Luftspalt besteht.

Der Bremsring 3 ist an seinem Außenumfang über ein Befestigungselement wie einem Befestigungsring 8 an einer Lagerstange 9 der Achslagerung des Fahrgestells festgelegt.

Wäre der Befestigungsring 8 an dem Ende des Bremsrings 3 unter dem Schlitz 4 angesetzt, so würde eine maximale Bremswirkung zum Abbremsen einer Drehung der Bremsscheibe 2 im Uhrzeigersinn bzw. einer Fahrt nach rechts (z. B. VORWÄRTS) erzielt. Die Bremskraft für eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn wäre hingegen minimal. Wäre der Befestigungsring 8 hingegen im Bereich des anderen freien Endes des Bremsrings 3, d. h. oberhalb des Schlitzes 4 befestigt, so wäre die Bremskraft für eine Drehung der Bremsscheibe 2 im Uhrzeigersinn minimal, im Gegenuhrzeigersinn hingegen maximal. Durch die Lage des Befestigungsrings 8 am Außenumfang des Bremsrings 3 gegenüber dem offenen Schlitz 4 wird somit die Bremswirkung für die beiden Fahrtrichtungen zueinander festgelegt.

Im Bereich des Schlitzes 4 ist am Bremsring 3 ein Hebelmechanismus befestigt, um den Bremsring 3 mit dem Bremsbelag 5 zum Bremsen gegen den Umfang der Bremsscheibe 2 zu drücken.

Nahe des ersten Endes des Bremsrings 3, in Fig. 1 oberhalb des Schlitzes 4, ist an dessen Außenumfang ein Steg 10 mit einer Hebellagerbuchse 11 befestigt, deren Längsachse im wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Bremsscheibe 2 verläuft. Die Hebellagerbuchse 11 kann alternativ auch unter Weglassen des Stegs 10 direkt am Bremsring 3 befestigt sein.

Als Hebel dient eine längliche Hebelplatte 20, die beispielsweise quadratisch oder L-förmig ausgebildet ist. Im Bereich des ersten schmalen Endes der Hebelplatte 20 ist an dieser im Eckbereich zu deren dem Bremsring 3 zugewandten Längsseite ein Hebellagerbolzen 21 befestigt. Der Hebellagerbolzen 21 führt von der Vorderseite der Hebelplatte 20 weg durch die Hebellagerbuchse 11 hindurch und ist auf der anderen Seite der Hebellagerbuchse 11 in dieser drehbar mittels eines Sprengrings 22 festgelegt.

Im Bereich des ersten schmalen Endes der Hebelplatte 20 führt durch diese im Eckbereich zu deren anderer Längsseite eine Bohrung, die auch durch eine dort an der Vorderseite der Hebelplatte 20 fest sitzende Lagerbuchse 23 führt. In dieser Bohrung ist ein Spannlagerbolzen 25 gelagert, der einen Bolzenkopf 26 trägt. Das erste Ende des Spannlagerbolzens 25 ist auf der Rückseite der Hebelplatte 20 mittels eines Sprengrings 27 so festgelegt, daß er sich in der Bohrung drehen kann. Der Spannlagerbolzen 25 führt im wesentlichen parallel zum Hebellagerbolzen 21, wobei dessen zweites Ende in dem Bolzenkopf 26 endet. Durch den Bolzenkopf 26 führt eine Bohrung 28, durch die der Schaft einer Spann- bzw. Stellschraube 30 führt.

Nahe des anderen freien Endes des Bremsrings 3, d. h. in Fig. 1 unter dem Schlitz 4, ist eine nach außen führende Platte 12 befestigt. In der Platte 12 ist in deren vom Befestigungsring 3 beabstandeten Endabschnitt eine Bohrung zur Aufnahme der Stellschraube 30 ausgebildet.

Die Stellschraube 30 führt durch die Bohrung der Platte 12 im wesentlichen parallel zum Schlitz 4, d. h. in Fig. 1 nach oben zum Bolzenkopf 26 hin und durch dessen Bohrung 28 hindurch. Der Kopf 31 der Stellschraube 30 ist dabei unterhalb der Platte 12 angeordnet und an dieser drehfest befestigt, z. B. angeschweißt. Die Befestigung kann alternativ durch seitliches Abflachen des Kopfes 31 und Anlegen der abgeflachten Fläche an einer feststehenden Wandung erfolgen.

Der Schaft der Stellschraube 30 weist in dessen Endabschnitt, der durch den Spannkopf 26 führt, am Umfang ein Schraubgewinde 32 auf. Auf dieses Ende mit dem Schraubgewinde 32 ist weiter eine Mutter 33 aufgeschraubt, die nur in Fig. 1 dargestellt ist.

Mittels der Mutter 33 können die freien Enden des Bremsrings 3 über die Stellschraube 30 und den Hebelmechanismus aufeinander zu vorgespannt werden. Der Bremsring 3 weist selber eine Vorspannung auf, die seine beiden freien Enden auseinander spannt.

Alternativ können z. B. ein Gewinde in der Bohrung 28 des Bolzenkopfs und eine lose Lagerung in der Platte 12 vorgesehen werden. Auch wäre ein umgekehrter Einbau der Stellschraube 30 möglich, wobei das Kopfende in der Lagerbuchse gelagert würde und für das Außengewinde ein Innengewinde in der Bohrung der Platte 12 ausgebildet würde.

Um die freien Enden des Bremsrings 3 zum Bremsen aufeinander zu spannen zu können, führt im Bereich des zweiten schmalen Endes der Hebelplatte 20 eine Bohrung 24 durch diese hindurch. Die Bohrung 24 dient der Befestigung eines Spannseils bzw. Bremszugs 34, wobei als Bremszug insbesondere ein Bremszug für Fahrräder verwendbar ist. Aber auch eine Hydraulikeinrichtung ist einsetzbar.

Läßt nach einem Bremsvorgang die Bremskraft am Bremszug 34 nach, so öffnet sich der Bremsring 3 aufgrund seiner Vorspannung, so daß sich die freien Enden auseinander bewegen und wieder ein Luftspalt zwischen Bremsbelag 5 und Bremsscheibe 2 entsteht.

Claims (9)

1. Bremsvorrichtung für insbesondere Elektrofahrzeuge mit einer Bremsscheibe (2), die an einer abzubremsenden Achse (1) angekoppelt ist und eine zylindrische Bremsfläche aufweist, und einer diese zumindest teilweise umgreifenden Bremseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung einen im wesentlichen ringförmigen Bremsring (3) mit einem innenseitig befestigten Bremsbelag (5) aufweist.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsring (2) ein Schlitz (4) ausgebildet ist, so daß der Bremsring (3) ein erstes und ein zweites, voneinander beabstandetes freies Ende aufweist und die Bremsscheibe (2) nicht vollständig umgriffen wird, und daß der Bremsring (3) aus einem elastischen Material besteht und zum Vorsehen eines Luftspalts zwischen Bremsscheibe (2) und Bremsbelag (5) unter einer Vorspannung steht.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbelag (5) über durch den Bremsring (3) führende Befestigungsmittel (6) und/oder über von freien Enden des Bremsrings (3) nach innen gerichtete Vorsprünge (7) am Bremsring (3) befestigt ist.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (3) mittels einer Bremsring-Be­ festigungseinrichtung (8) an dessen Außenumfang gegenüber der Bremsscheibe (3) ortsfest gekoppelt ist, wobei das Bremskraftverhältnis zum Abbremsen einer Rotation der Bremsscheibe (2) im Uhrzeigersinn gegenüber einer Rotation im Gegenuhrzeigersinn vorzugsweise durch die Lage der Befestigungseinrichtung (8) am Bremsring (3) einstellbar ist.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bremsen im Bereich der freien Enden des Bremsrings (3) eine Hebeleinrichtung zum Spannen des Bremsbelags (5) gegen die Bremsscheibe (2) angekoppelt ist.

6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebeleinrichtung einen Hebel (20), der am ersten freien Ende des Bremsrings (3) verschwenkbar angelenkt ist, und eine Spanneinrichtung (25-33, 13) aufweist, wobei das eine Ende der Spanneinrichtung (25-30, 33) am im wesentlichen gleichen Ende des Hebels (20) angelenkt ist und das andere Ende der Spanneinrichtung (30, 31) am Endabschnitt des zweiten freien Endes des Bremsrings (3) angekoppelt ist.

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung im wesentlichen eine Schraube (30), deren Kopf (31) über ein Befestigungsmittel (12) am zweiten freien Ende des Bremsrings (3) befestigt ist, und eine Lagerbuchse (25, 26) aufweist, die am Hebel (20) verschwenkbar gelagert ist und durch die zum Verspannen das Gewindeende (32) der Schraube (30) führt.

8. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebeleinrichtung mittels eines Seilzugs (34) betätigbar ist.

9. Verwendung der Befestigungseinrichtung (8) der Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-8 zum Einstellen des Bremskraftverhältnisses beim Abbremsen einer Rotation der Bremsscheibe (2) im Uhrzeigersinn gegenüber einer Rotation im Gegenuhrzeigersinn durch Festlegen der Lage der Befestigungseinrichtung (8) am Bremsring (3).