DE2044798A1 - Scheibenbremse - Google Patents

Description

• Scheibenbremse Die Erfindung betrifft Scheibenbremsen und Scheibenbremsen enthaltende Übertragungssysteme .
• Die Erfindung ist besonders vorteilhaft anwendbar bei Kraftfahrzeugen, wo das Kraft-Übertragungssystem ein Differential zwischen einem Radpaar aufweist. Jedoch ist die Erfindung nicht auf solche Übertragungssysteme beschränkt und kann ganz allgemein bei angetriebenen oder nicht angetriebenen Rädern angewendet werden, und zwar entweder bei Radpaaren oder einzelnen Rädern und auch bei Rädern von Anhängern oder geschleppten Fahrzeugen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Scheibenbremse einfacher Konstruktion und mit geringen Herstellungskosten zu schaffen, die allgemein bei Roationsmaschinen, insbesondere für angetriebene oder nicht angetriebene Wellen von Automobil-Kraftübertragungssystemen, anwendbar ist.
• Ferner soll eine verbesserte Scheibenbremseinrichtung bzw. ein verbessertes, eine Sc-heibenbremse enthaltendes Kraftübertragungssystem geschaffen werden, das auf einfache Weise für jegliche Leistung und Größe herstellbar ist.
• Ferner soll die Scheibenbremseinrichtung in einem breiten Größenbereich herstellbar sein und bezüglich einer gesteigerten thermischen Verteilung der beim Bremsvorgang erzeugten Hitze eine größere Wirksamkeit bieten, wobei beim Bremsen aufgebrachte Axialbelastungen zu einem hohen Grad ausgeglichen werden sollen, so daß sich vom Bremsvorgang kein axialer Restdruck ergibt, und wobei - wenn gewünscht - die natürliche Nachgiebigkeit der die Bremskräfte aufnehmenden Teile dazu benutzt werden kann, durch Absorption von Stößen und Vibrationen eine verbesserte Bremswirkung zu erhalten und das sogenannte Fading zu vermeiden.
• Erfindungsgemäß weist eine Scheibenbremse zwei koaxiale Rotationsscheiben auf und eine Einrichtung zum Aufbringen einer Bremskraft auf Flächen von beiden dieser Scheiben, wobei diese Scheiben noch mit anderen Flächen versehen sind, die zwischen sich einen Kühlluftspalt begrenzen. Solche Scheiben tragen den Bremsdruck und sind demnach im folgenden als Druckplatten bezeichnet.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsart weist eine Scheibenbremse zwei benachbarte koaxiale drehbare Scheiben auf, eine Bremsflache an jeder Scheibe, eine Bremsklotzanordnung rifflings auf diesen Flächen, wobei die Bremsklötze an die jeweilige Bremsfläche zum Angriff gebracht werden können, und ferner Oberflächen, die zum Abführen von Bremswärme dienen. Die wärmeabführenden Flächen werden nicht unmittelbar dem Bremsdruck unterworfen und können deshalb wirksamer Wärme cbführen als die Druckflächen. Die Bremsflächen können die äußeren Flächen einer einstückig angeformten bzw. einzelnen Bremsscheibe sein,die in einer Ebene senkrecht zur Achse geschlitzt ist.
• Die wärmeabführenden Oberflächen können entweder einen einzigen Spalt zwischen den Bremsflächen begrenzen oder eine Anzahl von Gängen oder Kanälen, die radial zwischen den Bremsflächen ausgebildet sind.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Bremsflöchen so gestaltet, daß sie gegenüber einem von den Bremsklötzen aufgebrachten Axialdruck einen gewissen Grad von Nachgiebigkeit bieten, wodurch eine weiche Bremsung erreicht wird. Zu diesem Zweck haben bei einer bevorzugten Ausführungsart ein Paar von Druckplatten in Form ebener Scheiben einen Bremsklotz neben der außenfläche jeder Scheibe und einen ringförmigen Trennspalt zwischen den beiden Scheiben, wobei die Größe dieses ringförmigen Spaltes und der ßeaufschlagungspunkt des Axialdruckes der Bremsklötze in Bezug auf die Drehachse in ein solches Verhältnis zum Durchmesser und der Stärke der Scheiben gesetzt ist, daß sowohl eine weiche Bremsung erhalten wird als auch eine schnelle Abführung der erzeugten Wärme durch die Kühlwirkung des Trennspaltes zwischen den Scheiben. Dies wird so verstanden, daß die drehbaren Scheiben auf den axialen Bremsdruck hin eine relative Axialbewegung nicht auszuführen brauchen.
• Ferner kann ein Rotations-Kratübertragungssytem erfindungsgemäß versehen sein mit zwei koaxialen, unabhängig voneinander drehbaren Wellen, einem Paar von Druckplatten, von dem jede einzelne Platte an der betreffenden Welle befestigt ist, einem ringförmigen Spalt zwischen diesen Druckplatten, einer in dem Spalt zwischen den Druckplatten angeordneten Kupplung für die Wellen und mit Bremsklötzen, um einen Bremsdruck auf die jeweiligen Außenflächen der Druckplatten aufzubringen.
• Bei einer solchen Anordnung bringt der Spalt zwischen den Druckplatten neben der Anordnungsmöglichkeit der Kupplung auch ein gewisses Maß an Durchlüftung, um das Abführen von beim Bremsen entstehender Wärme zu verbessern.
• Die in dem Spalt zwischen den Druckplatten angeordnete Kupplung kann von irgend einer Bauart sein, die geeignet ist, die erforderliche Kraft zwischen den beiden Wellen zu übertragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung kann eine solche Kupplung ein Differential sein, das eine relative Drehbewegung zwischen den beiden koaxialen Wellen gestattet. Z. B. kann in einem Kraftfahrzeug-Kraftübertragungssystem mit einem Paar von Laufrädern ein Differentialgetriebe, das die erforderliche relative Drehbewegung der Räder beim Kurvenfahren gestattet, in dem ringförmigen Spalt zwischen den beiden Druckplatten angeordnet sein. Das Differential kann z. B. von der Bauart sein, die in der britischen Patentschrift 1 098 873 beschrieben ist.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
• In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine das Erfindungsprinzip veranschaulichende Skizze, Fig. 2 einen Schnitt in einer Ebene, in der die Achse eines Kraftübertragungssystems zum Bremsen eines Paares von koaxialen Wellen liegt, die zwischen sich ein Antriebsdifferential einschließen, und Fig. 3 und 4 Einzelheiten der Bremsklotzanordnung, die in Fig. 1 und 2 allgemein gezeigt ist.
• In Fig. 1 ist eine Nabe 1 auf eine Welle 2 aufgekeilt und mit einem Paar von Druckplatten 3, 4 versehen, zwischen denen sich ein ringförmiger Kühlspalt 5 zur Zirkulation von Kühlluft befindet. Neben der jeweiligen Außenfläche der Druckplatten sind Bremsklötze 6 angeordnet, die in einem bügelförmigen Tragkörper sitzen, von dem Teile bei 7 angedeutet sind und der in einer in Bezug auf die Achse der Welle 2 günstigen Lage starr montiert ist. Z.B. kann bei einer Bremse zum Bremsen einzelner Räder eines Kraftfahrzeuges die Ebene, in der sich der bügelförmige Tragkörper 7 befindet, in passender Weise horizontal liegen. Der radiale Abstand der Bremsklötze 6 von der Achse der Welle 2 ist im Verhältnis zur radialen Tiefe des Spaltes 5 und zu den Abmessungen der Druckplatten 3, 4 so gewählt, daß die natürliche Materialelastizität der Druckplatten einen weichen Bremsvorgang bringt.
• Fig. 2 zeigt einen Teil einer Anordnung, bei der zwei koaxiale Wellen, z. B.
• die Wellen eines Paares von Laufrädern, durch ein Antriebsdifferential miteinander gekuppelt sind und bei der diese Wellen gleichzeitig oder unterschiedlich durch eine Scheibenbremsanordnung ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Prinzip gebremst werden.
• Auf die Welle 10 ist eine mit einer Druckplatte 12 versehene Nabe 11 aufgekeilt.
• Eine ähnliche Druckplatte 13 ist einstückig an einer Nabe 14 angeformt, die auf einem im Durchmesser verringerten Fortsatz 15 der Welle 10 unter Zwischenschaltung eines Kugellagers 16 frei drehbar montiert ist.
• An der Nabe 14 ist in üblicher, hier im einzelnen nicht gezeigter Weise ein Laufrad befestigt, von dem ein Teil bei 17 gezeigt ist. Ein ähnliches, in der Zeichnung nicht dargestelltes Laufrad ist drehfest mit dem abgewandten Ende der Welle 10 verbunden. Auf dem im Durchmesser verringerten Fortsatz 15 der Welle ist ein Antriebsglied, hier in Form eines Kettenzahnrades 18 gezeigt, frei drehbar montiert. Zwischen dem Kettenzahnrad 18 und den Druckplatten 12, 13 ist eine Kupplung vorgesehen, und zwar durch eine Anzahl von Kugeln 19, die in kugeligen Taschen von drehbar sind, welche zum Teil in der Wand des Kettenzahnrades 18 und zum Teil in Form von Vertiefungen an den inneren Stirnflächen der Druckplatten 12, 13 ausgebildet sind. Auf die Kupplung wird ein einstellbarer Axialdruck mittels einer Kontermutter 22 und einem Federring 23 aufgebracht, der sich gegen einen Druckkonus 24 des Kugellagers 16 stützt.
• Die bis hierhin beschriebene Anordnung enthält ein Antriebsdifferential zwischen dem Paar von Laufrädern insofern,als beim Fahren einer Geraden sich ein unmittelbarer Antrieb durch den Kontakt zwischen den Kugeln 19 und den Druckplatten 12, 13 ergibt und beide Räder sich mit der selben Geschwindigkeit drehen, während beim Fahren einer Kurve eine relative Verdrehung zwischen den Naben 11 und 14 stattfindet,die von einer entsprechenden Umdrehung der Kugeln 19 in den Käfigen 20 und 21 begleitet ist. Gebremst wird gleichzeitig an beiden Naben durch die Bügelanordnung, die an der jeweiligen Seite der Druckplatten 12, 13 die Bremsklötze trägt.
• Zugleich schafft der ringförmige Luftspalt im Raum zwischen dem Kettenzahnrad 18 und den Druckplatten ein gewisses Ausmaß an Ventilation, um die durch die Bremswirkung der Klötze erzeugte Warme abzuführen.
• Die Erfindung kann allgemein zum Bremsen von Rotationsteilen angewandt werden, und zwar entweder in Kraftfahrzeugen oder in anderer Weise. Z. B. können Wellen oder Rader mit einer getrennten unabhängigen Bremsmöglichkeit versehen werden oder zwei Wellen oder Räder können mit einer gleichzeitigen Bremsmöglichkeit versehen sein. Z. B. können die Naben, wie 12 und 13 in Fig. 2., mit unabhängigen, nicht angetriebenen bzw. leerlaufenden Rädern eines Anhangers oder eines anderen Teiles der Maschine verbunden sein ohne Zwischenschaltung der durch das Ketter@ zahnrad 18 und die Kugeln 19 gebildeten Differentialkupplung. Die Bremse wir dennoch Bremsdruck gleichzeitig auf die Druckplatten 12, 13 aufbringen, um b Räder zum Stehen zu bringen.
• Die bügelförmige Bremse in Fig. 2 kann in üblicher Weise durch ein Betätigungsglied 25, das eine Zugstange oder ein Bowdenzugkabel sein kann, betätigt werden, um die Bremsarme 26 um die Schwenkzapfen 27 entgegen der Kraft nicht gezeigter Rückstellfedern zu verschwenken, während das Bremsgehäuse 28 über einen Befestigungsflansch 29 an einer festen Stütze verankert ist.
• Die Figuren 3 und 4 zeigen mit mehr Einzelheiten eine abgewandelte Form einer Bremse, die nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet.
• Die Bremsarme 30 sind bei 31 in einem Gehäuse 32 schwenkbar gelagert und tragen am einen Ende durch Bolzen 34 befestigte Bremsschuhe 33. Am anderen Ende ist an jedem Arm eine geneigte Nockenplatte 35 angeschweißt. Der Bremsbetätigungshebel 36 ist um einen Bolzen 37 schwenkbar und an seinem Ende 38 mit einer Bohrung 39 versehen, in der Kugeln 40 angeordnet sind, die die Nockenplatten 35 entgegen den Ruckstellfedern 41 auseinanderdrücken, wenn der Hebel 36 um den Stift 37 geschwenkt wird.
• Die Erfindung ist nicht auf die gezeichneten besonderen Ausführungsarten beschränkt Z. B. kann im Fall einer Kraftübertragung für mit Rädern versehene Fahrzeuge irgend eine geeignete Bauart einer Kupplung oder eines Antriebsdifferentials zwischen den Bremsscheiben nach Fig. 2 angeordnet werden, soweit eine solche Kupplung oder ein solches Differential eine relative Drehbewegung der Bremsscheiben gestattet. Ähnliches gilt für Maschinenantriebe, wo zwei koaxiale Wellen oder Naben eine relative Drehbewegung zueinander ausführen und zugleich gebremst werden müssen.
• Wenn Rotationskörper wie Räder oder Wellen einzeln gebremst werden müssen, kann eine doppelte Bremsscheibenanordnung wie nach Fig. 1 für jeden Rotationskörper verwendet werden. Desgleichen kann eine ähnliche Anordnung zum Bremsen einer einzelnen Welle oder Nabe, die eine Mehrzahl von aufgekeilten Rotationskörpern trägt, verwendet werden.
• Ein Beispiel eines Kraftübertragungs-Differentialgetriebes, bei dem die Erfindung angewendet werden kann, ist unter Bezug auf Fig. 4 des britischen Patents 1 098 873 desselben Anmelders beschrieben, wo ein Antriebswellenritzel ein Kronrad oder einen Käfig mit Taschen, in denen Kegelrollen angeordnet sind, antreibt, wodurch auf jeder Seite der Kegelrollen gelegene Druckplatten jeweils angetrieben werden, so daß mit diesen Druckplatten verbundene rohrförmige Halbwellen den Differentialantrieb auf die Laufräder übertragen. Bremsklötze, wie die Teile 6, können neben den Druckplatten auf der Antriebsseite des Differentials angeordnet sein.
• Bei Anhängern oder geschleppten Fahrzeugen braucht ein Paar von nicht angetriebenen Rädern zwischen seinen Rädern kein Differential bzw. keine Kupplung angeordnet zu haben, so daß mit der Anordnung nach Fig. 1 gebremst werden kann. Anstelle dessen können die Bremsscheiben 3, 4 auch getrennt voneinander auf getrennte Radnaben oder-wellen für jedes Rad aufgekeilt werden.
• Der Axialdruck durch Bremsschuhe kann durch Rodialdruck, der durch am Rand angeordnete Bremsschuhe ausgeübt wird, ersetzt oder ergänzt werden. Ferner kann jede der Bremsscheiben ein Paar von Schuhen aufweisen, von dem auf jeder Seite der Bremsscheibe ein Schuh nahe dem Umfangsrand angeordnet ist, während der Rest des Lüftungsspaltes 5 in Fig. 1 fUr Kühizwecke freigelassen sein kann.
• Wenn eine gesteigerte Bremswirkung gewünscht wird, können weitere Sätze von Bremsschuhen angeordnet werden, die an verschiedenen Punkten der Bremsscheibenoberfläche angreifen.

Claims (15)

Patentansprüche

1. Bremse für eine Rotationsübertragungseinrichtung, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen radial verlaufenden Spalt (5) zwischen zwei benachbarten, einander gegenüberliegenden Flächen von zwei koaxialen Rotationsscheiben (3, 4; 12, 13), auf die ein Bremsdruck aufbringbar ist.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Radialspaltes (5) der Abführung der beim Bremsen erzeugten Warme dient.

3. Brense nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine @re@ssche@@ (3, 4), die zur Bildung eines Kchlspultes (5) in einer Ebene senkre@hs @@ Dre@@@@@ @@@liu@ ge@chlitzt ist und deren zwei@@ßere Flüchen @@@ Brensfid@@@ @@@@an (Fig. @)

4. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Paar von auf einer gemeinsamen Welle befestigten Bremsscheiben.

5. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Paar von Bremsscheiben (12, 13), von dem jede Bremsscheibe (12, 13) in Bezug auf die andere eine relative Drehbewegung ausführen kann und eine Antriebsverbindung zu einem jeweils eigenen Rotationskörper (10 bzw. 14) hat (Fig. 2).

6. Bremse nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Kupplung (18- 21) zwischen den beiden Scheiben (12, 13), die eine synchrone oder relative Drehbewegung der damit verbundenen Rotationskörper (10, 14) gestattet.

7. Bremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (18 - 21) derart angeordnet ist, daß sie auf die Scheiben (12, 13) einerseits einen schlupffreien Antrieb überträgt und andererseits einen Schlupf gestattet, wenn eine gegenseitige Drehbewegung der Rotationskörper (10, 14), z.

beim Auto zum Kurvenfahren, erforderlich ist.

8. Bremse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (18 - 21) ein gemeinsames Antriebsglied (18) koaxial zwischen den beiden Scheiben (12, 13) enthält und Kugeln (19) oder Rollen, die im Eingriff mit dem gemeinsamen Antriebsglied (18) und jeder der beiden Scheiben (12, 13) sind.

9. Bremse nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (22 - 24) zum Aufbringen eines einstellbaren Axialdruckes auf die Kupplung (18 - 21)..

10. Bremse nach einem der vorhergehenden Anspruche, gekennzeichnet durch die Bremsflächen der Bremsscheiben (3, 4; 12, 13) beaufschlagende Bremsklötze (6; 33), die in einem bügelförmigen Tragkörper (7; 28; 32) gehalten sind.

11. Bremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der bügelförmige Tragkörper (28; 32) Bremsarme (26; 30) aufweist, die rittlings auf den Scheiben (12, 13) sitzen und durch Federn (41) außer Eingriff gedrückt sind.

12. Bremse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der bügelförmige Tragkörper (32) ein Paar von Bremsarmen (30) enthält, die Nockenplatten (35) tragen, welche durch einen eine die Nockenplatten (35) beaufschlagende Kugel oder Kugeln (40) tragenden Bremsbetätigungshebel (36) auseinanderdrückbar sind.

13. Bremse nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (12, 13) gegenuber axial aufgebrachtem Bremsdruck nachgiebig sind.

14.Bremse nach einem der Ansprüche 1 - 13, g e k e n n z e i c h n e t durch am Rand angreifende Bremsklötze zum Aufbringen eines Radialdruckes an einem oder mehreren Punkten der Bremsscheiben

15.Bremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ein Differentialgetriebe ist mit einem gezahnten Käfig, der Rollen trägt, die auf jeder Seite des Käfigs mit der jeweils inneren Fläche jeder Druckplatte eines Druckplattenpaares in schlupffreiem Eingriff stehen, wobei die Außenflächen der Druckplatten als Bremsflächen dienen und die Rollen erforderlichenfalls durch Rotation um ihre Achsen einen Schlupf zwischen dem Käfig und den Druckplatten gestatten, um eine Differentialdrehbewegung zwischen den Druckplatten zuzulassen.