DE2057283A1

DE2057283A1 - Teilbelagscheibenbremse fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2057283A1
Application number: DE19702057283
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl-Ing Piech
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1970-11-21
Filing date: 1970-11-21
Publication date: 1972-05-31
Also published as: GB1307947A; FR2115899A5

Description

Drains, h.ic. F- PORSCHE ?KG-TSTLITTSART-ZUFFENHAUSEN ■ PORSCHESTRASSE 42

Teilbelagscheibenbremse für Fahrzeuge

Die mfrflMdwng. betrifft eine Teilbelagscheibenbremse für Fahrzeuge,, Ins5beso;oiäere hydraulische Zwelkreis-Br ems anlage für Kraft« fahrzeuge,, mit beiderseits der Bremsscheibe In einer Bremszange gehaltenen Bremsbelagträgern,, die von zwei -unabhängigen Bremskreisen mittels zweier Kolben beaufschlagt werden»

Zweck derartiger Bremsanlagen ist die Abbremsung des fahrenden Fahrzeuges selbst bei Ausfall eines Bremskreises»

Zweikreis-Bremsanlagen sind an sieh In vielfacher Form bekannt. So ist bekannt geworden, Kraftfahrzeuge mit einer Scheibenbremse auszustatten, bei der einer Bremsfläche einer Bremsscheibe zwei Radbremszylinder zugeordnet sind (britische Patentschrift 1 050 288). Um eine notwendige Anpassung bei abgenutzten Bremsbelägen oder bei Druckanfall eines Kolbens zu erzielen, Ist die Anordnung von mehreren Achsen nötig» So sind der Bremssattel am Achsschenkel und die Backen am Bremssattel mittels Stifte bzw, einem Gleitstein drehbeweglich bzw« verschiebbar gelagert» Diese Ausbildung ist sehr aufwendig und wartungsbedürftig, soll ihre Betriebssicherheit gewährleistet sein. Insbesondere die Vielzahl der teilweise aufwendigen Einzelteile verteuern die Herstellung einer derartigen Bremse»

Weiterhin ist eine durch ein Druckmittel lüftbare Federdruckbremse bekannt geworden _s die zwei parallel wirkende Bremszylinder aufweist (DAS 1 273 278)0 Diese Ausführung besitzt ein mit Waagebalken bezeichnetes Druckstück, das bei Klemmen eines Kolbens den Bremsdruck voll aufrecht erhalten soll» Diese Ausführung ist für Fahrzeuge nicht zu nutzen« Denn im Falle eines völligen Druckverlustes in einem der Bremszylinder kommt der Kolben auf dem Boden des BretnszylInders zur Anlage., Der Hub des Kolbens im intakten Bremszylinder steigt schlagartig an und der

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Weg des Betätigungspedals vergrößert sich plötzlich um ein Vielfaches. Die Betriebssicherheit der Bremse ist in diesem Falle nicht mehr gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage zu schaffen, die selbst bei Druckausfall eines Bremskreises den Bremsdruck an den Bremsbelägen voll aufrechterhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolben einer Bremsseite ihre Druckkraft über ein gemeinsames Druckstück auf den Bremsbelagträger übertragen und jeder Kolben mit einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung versehen ist, die bei Druckausfall eines Radbremszylinders den am Druckstück auftretenden Bremsrückdruck aufnimmt. Vorteilhaft weist die Nachstellvorrichtung ein an sich bekanntes Gesperre gegen Rückdruck auf. Die Druckübertragung erfolgt vorzüglich derart, daß die Kolben ihre Druckkraft auf die Schenkel eines Waagebalkens aufbringen, der mit dem Bremsbelagträger in Form einer versetzten, gegenseitigen Schneidenabstützung verbunden ist. Hierzu ist es von Vorteil, wenn der Waagebalken und der Bremsbelagträger klappsymmetrisch ausgebildet sind und Ausnehmungen aufweisen, mittels der sie nebeneinander auf gemeinsamen FUhrungsstlften gehalten werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn sich die Schenkel des Waagebalkens mit balligen Nocken in radial verlaufenden Nuten der Kolbenböden abstützen. Vorzüglich ist der Bremsbelagträger flach ausgebildet und weist in seiner Symmetrieebene einen als Schneide ausgebildeten Bereich auf. Gleichfalls ist es vorteilhaft, wenn der Waagebalken zwischen den Nocken verstärkt ausgebildet ist und In seiner Symmetrieebene einen als Schneide ausgebildeten Bereich aufweist. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung stützt sich der Waagebalken mittels einer in Form eines stumpfen Winkels ausgebildeten Schneide auf einen ebenen, im Bereich der Symmetrieachse gelegenen, benachbarten Abschnitt des anliegenden Bremsbelagträgers ab und stützt sich gleichzeitig derselbe Bremsbelagträger mittels einer entsprechenden Schneide auf einem entsprechenden Abschnitt des anliegenden Waagebalkens ab.

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Die rait der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß man eine Bremsanlage mit außerordentlich hoher Betriebssicherheit erhält. Selbst bei Ausfall eines Kreises einer Vollzweikreis-Bremsanlage wird die volle Bremskraft an den Bremsbelägen aufrecht erhalten. Desweiteren können weitgehend handelsübliche Teile oder, nach geringem Arbeitsaufwand, sogar eine gesamte Vierkolben-Scheibenbremse verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist In der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Zweikreis-Bremsanlage mit der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Symmetriehälfte einer Vlerkolben-Scheibenbremse nach Pig. 1, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Vierkolben-Scheibenbremse nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Vierkolben-Scheibenbremse nach der Linie IV-IV in Fig. 2.

In der nachfolgenden Beschreibung sind baugleiche Teile mit denselben Bezugszeichen, jedoch mit Index versehen.

Die Zweikreis-Bremsanlage (Fig. 1) umfaßt im wesentlichen ein Pedal 1* einen bekannten Tandem-Hauptbremszylinder 2 mit Vorratsbehältern 3* 3^f# zwei getrennte Bremsdruckleitungen 4, 4', und eine Vierkolben-Scheibenbremse 5· Die Bremsdruckleltungen 4, 4' weisen Zweigleitungen 6, 6' auf, an denen drei weitere Seheibenbremsen gleicher Art mit Druckmittel versorgt werden. Die Vierkolben-Scheibenbremse 5 ist symmetrisch gestaltet. Eine Symmetriehälfte (Fig. 2) umfaßt zwei im Bremssattel 7 angeordnete Zylinder 8, 8^f. In den Zylindern 8, 8¹ sind zwei baugleiche Kolben 9, 9¹ gleitbar gelagert. Die Gleltflachen 10, ΙΟ¹ sind mittels Gummimanschetten 11, 11' abgedichtet. Dichtringe 12, 12' schützen vor Spaltverlusten. Der Boden der Zylinder 8, 8' wird von einem gemeinsamen Deckel 13 gebildet. Der Deckel 13 trägt in der Rotationsachse der Zylinder 8, 8¹ Gewindebolzen 14, 14', ·! die unter Zwischenlage eines Dichtringes 15, 15' mittels einer

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Mutter 16, 16' verschraubt sind.

Im folgenden wird der Aufbau im Innern des Zylinders 8, 8^! bzw. des Kolbens 9, 9^f beschrieben. Der Kolben 9 weist einen inneren Ansatz 17 und eine Ringnut 18 auf. Zwischen der Ringnut 18 und dem Ansatz 17 sind abwechselnd mit Ringscheiben 19» mehrfach geschlitzte Tellerfedern 20, eingelegt und mittels eines in die Ringnut 18 eingebrachten Sicherungsringes 21 fixiert. Die Finger 22 der Tellerfedern 20 weisen an ihrem Ende einen leicht abgewinkelten Bereich 23 auf, der sich am Gewindebolzen 14 abstützt. Der Abstand der Finger 22 zu den jeweils an der abgewinkelten Seite befindlichen Ringscheiben 19, bildet das LUftspiel S. Der Durchmesser, bei der die Finger 22 abgewinkelt sind, entspricht dem inneren Durchmesser der Ringscheibe 19· Die beiden Kolben 9» 9¹ weisen an der Stirnfläche des Bodens 24, 24' radial verlaufende Nuten 25* 25' auf. Zwischen der Bremsscheibe 26 und den Kolben 9, 9' sind mittels zweier Führungsstifte 27 ein Bremsbelagträger 28 mit dem Bremsbelag 29 und ein Waagebalken 30 gehalten. Die Führungsstifte 27 sind im Bremssattel 7 fest angeordnet und erstrecken sich durch Langlochausnehmungen 31» 31' des Bremsbelagträgers 28 sowie des Waagebalkens 30· Der symmetrisch gestaltete Waagebalken 30 weist zwei Schenkel 32, 32' auf, die in Form von Nocken 33, 33' enden und in die Nute 25, 25' der Kolben 9» 9¹ eingreifen. Zwischen den Nocken 33» 33' ist der Waagebalken 30 verstärkt ausgebildet. Auf der dem Bremsbelagträger 28 zugeordneten Seite ist der Waagebalken 30 im Bereich seiner Symmetrieachse in Form einer stumpfwinkeligen Sohneide ausgebildet. Die angrenzende Abstützfläche 35 1st eben gestaltet. Der anliegende Bremsbelagträger 28 weist ebenfalls eine mittige stumpfwinkelige Schneide 36 (in Fig. 1 u. 2 strichpunktiert angedeutet) und eine angrenzende ebene Abstutzfläche 37 auf. Bremsbelagträger 28 und Waagebalken 30 sind derart zusammengefügt, daß sich die jeweilige Schneide 34 bzw. 36 auf der anliegenden ebenen Abstützfläche 37 bzw. 35 abstützt, so daß sich eine versetzte, gegenseitige Schneidenabstützung ergibt (Fig. 4).

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Der Bremsvorgang läuft folgendermaßen ab. Bei ordnungsgemäßem Zustand der Bremsanlage 1 bis 6 werden beim Betätigen des Pedales 1 die beiden Kolben 9, 9^f mit Drucköl beaufschlagt. Die Kolben 9, 9¹ bewegen sich in Richtung auf die Bremsscheibe 26 zu. Dabei nimmt jeder Kolben 9> 9¹ die durch den Sicherungs-

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ring gehaltenen Tellerfedern 20 mit. Die federnden Finger 22 folgen erst der Bewegung, wenn sie an die benachbarten Ringscheiben 19 anschlagen. Die Kolben 9* 9* geben ihre Druckkraft über die Nocken 33, 33' der Schenkel 32, 32' auf den Waagebalken 30 ab. Über den Waagebalken 30 wird die Druckkraft in der Symmetrieachse zum Teil über die Schneide 34 ^an die ebene Abstützfläche 37 ^des Bremsbelagträgers 28, zum Teil über die ebene Abs tut ζ fläche 35 an die Schneide ^>6 des Bremsbelag trägers 28 abgegeben. Dabei verschieben sich Waagebalken 30 und Bremsbelagträger 28 um das Lüftspiel S auf die Bremsscheibe 26 zu. Der Bremsbelag 29 tritt mit der Bremsscheibe 26 in Reibschluß. Bei Aufhebung des Druckes auf das Pedal 1 baut sich der Druck in den Zylindern 9, 9¹ ab. Die Tellerfedern 20 wirken als Rückzugfedern, bis sie als Lüftspiel S wiederhergestellt haben. Eine weitere Rückstellung verhindern sie dadurch, daß sich der abgebogene Bereich 23 der Finger 22 an dem Gewindebolzen 14 abstützt.

Fällt einer der Bremskreise 4, 4', 6, 6¹, z.B. der Bremskreis f 4, 6, aus, so läuft der Bremsvorgang folgendermaßen ab. Im Zylinder 8' baut sich ein Druck auf, und der Kolben 9^f überträgt ^! die Druckkraft über die Nocken 33* des Schenkels 32' auf den Waagebalken 30. Der Waagebalken 30 überträgt diese Druckkraft einerseits durch die gegenseitige SchneidenabstUtzung 34 bis auf den Bremsbelagträger 28, andererseits tritt am Schenkel 32 über den Nocken 33 eine Rückdruckkraft auf den Kolben 9 auf. Dieser Kolben 9 stützt sich auf die Tellerfedern 20 am Gewindebolzen 14 ab und bildet ein festes Widerlager. Aufgrund dieser starren Abstützung des Schenkels 32 des Waagebalkens 30 wird die volle Bremskraft mittels des Kolbens 9¹ aufrecht erhalten. Dies ergibt sich aus der nachfolgenden Momentengleichung. Die Auflagepunkte der Kolben 9, 9' sind mit K, und Kp bezeichnet.

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Der Drehpunkt des Waagebalkens 30 ist mit D gekennzeichnet. Die Druckkräfte der Kolben 9, 9' sind mit P„ und P„ , die resultierende Bremskraft mit P^, die Entfernung zwischen K, und K₂ mit JU bezeichnet. Fällt der Kolben (Kp) aus, ergibt sich bei rechtsdrehenden, positiven Kräften:

P_D = 2

Der Kolben 9' muß in diesem Fall lediglich durch die Verdoppelung des Momentenhebels den doppelten Weg zurücklegen, um dieselbe Bremskraft auf die Bremsscheibe 26 zu erzeugen wie beide Kolben 9 und 9¹ zusammen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann als Nachstellvorrichtung jede Ausführung verwendet werden, die die RUokdruckkraft aufzunehmen vermag. So können neben gebräuchlichen kraftschlüssigen auch selbsttätige Nachstellvorrichtungen formschlüssiger Art, z.B. in Form eines Schraubentriebes verwendet werden, um die hohe Rückdruckkraft aufzunehmen.

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Claims

Schutzrechtansprüehe

1. Teilbelagscheibenbremse für Fahrzeuge, insbesondere hydraulische Zweikreis-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit beiderseits der Bremsscheibe in einer Bremszange gehaltenen Bremsbelagträgern, die von zwei unabhängigen Bremskreisen mittels zweier Kolben beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (9» 9') einer Bremsseite ihre Druckkraft über ein gemeinsames Druckstück (30) auf den Bremsbelagträger (28) übertragen und jeder Kolben (9. 9') mit einer selbsttätigen Nachstellvorrichtung (14-23 ) versehen ist, die bei Druckausfall eines Radbremszylinders (8, 8') den am Druckstück (30) auftretenden Bremsrückdruck aufnimmt.

2ο Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung (14-23) ein an sich bekanntes Gesperre (14, 20) gegen Rückdruck aufweist»

3. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (9,9') ihre Druckkraft auf die Schenkel (32, 32') eines Waagebalkens (30) aufbringen, der mit dem Bremsbelagträger (28) in Form einer versetzten, gegenseitigen Schneidenabstützung (34 - 37) verbunden ist.

4. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1,2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken (30) und der Bremsbelagträger (28) klappsymmetrisch ausgebildet sind und Ausnehmungen (31» 31^f) aufweisen, mittels der sie nebeneinander auf gemeinsamen Führungsstiften (27) gehalten werden„

5. Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schenkel (32, 32^f) des Waagebalkens (30) mit balligen Nocken (33, 33') in radial verlaufenden Nuten (25, 25') der Kolbenboden (24, 24') abstützen.

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60 Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbelagträger (28) flach ausgebildet ist und in seiner Symmetrieebene einen als Schneide (36) ausgebildeten Bereich aufweist„

7ο Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken (30) zwischen den Nocken (33, 33') verstärkt ausgebildet ist und in seiner Symmetrieebene einen als Schneide (3^) ausgebildeten Bereich aufweist.

8, Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis J₃ dadurch gekennzeichnet _s daß der Waagebalken (30) sich mittels einer in Form eines stumpfen Winkels ausgebildeten Schneide (3^) auf einem ebenen, im Bereich der Symmetrieachse gelegenen,
benachbarten Abschnitt (37) des anliegenden Bremsbelagträgers (28) abstutzt und derselbe Bremsbelagträger (28) sich gleichzeitig mittels einer entsprechenden Schneide (36) auf einem entsprechenden Abschnitt (35) des anliegenden Waagebalkens (30) abstützt.

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