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Scheibenbremse Bei Bremsen, die mit Federn zum Aufbringen der Bremskraft
ausgerüstet sind, tritt das Problem au, daß die Spannkraft der Federn im Schließzustand
der Bremse in dem Maße nachläßt, indem der Verschleiß der Bremsbacken fortschreitet.
Von besonderer Bedeutung ist dieses Problem bei Scheibenbremsen, weil deren Bremsfedern
verhältnismäßig steile Kennlinien haben müssen, damit die Federn im Hinblick auf
die Anordnung am Umfang der Bremsscheibe nicht zu große Abmessungen erhalten. Demgemäß
würde die Spannung der Federn im Schließzustand der Bremsen mit zunehmendem Verschleiß
der Bremsbacken so stark abnehmen, daß nach kurzer Zeit nicht mehr die erforderliche
Bremskraft erzielt wird. Aus diesem Grunde hat man bei Scheibenbremsen Nachstelleinrichtungen
vorgesehen, die selbsttätig dafür sorgen, daß bei einem Verschleiß der Bremsbacken
die Spannkraft der Bremsfedern im Schließzustand der Bremse nahezu aufrechterhalten
wird.
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Demigemäß geht die Erfindung aus von einer Scheibenbremse mit wenigstens
einem Paar von beiderseits der Bremsscheibe angeordneten Bremsbacken und zwei zugehörigen
Bremshebeln, die an zwei einander gegenüberliegenden Punkten abgestützt sind und
an denen eine Betätigungseinrichtung mit einer Bremsfeder und einer Lüfteinrichtung
angreift, sowie mit einer Nachstelleinrichtung, die ein zusätzliches zwischen den
Bremsilebeln angeordnetes Verbindungsmittel aufweist, das nur einen beschränkten
Öffnungsweg der Bremsbacken zuläßt, so daß im Falle eines Verschleißes der Bremsbacken
nur ein Teil des Hubes der Lüfteinrichtung in diesen Offnungs weg umgesetzt wird,
während der übrige Teil dieses Hubes
dazu dient, die durch den Verschleiß
bewirkte Entspannung der Bremsfeder rückgängig zu machen.
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Bei einer aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 600 085 bekannten
Scheibenbremse dieser Art besteht das Verb in dungsmittel der Nachstelleinrichtung
aus zwei Armen, die in bestimmten Winkelstellungen gegeneinander festgestellt werden
können und zwei Zapfen tragen, welche mit Spiel in Boilrungen der Bremshebel eingreifen.
Diese stützen sich an @hren von en bachen abgewandte@ Enden auf die Schrägflächen
eines Keiles. Wenn die Bremsbacken infolge von Verscnleiß schwächer geworden sind,
muß die Lüfteinrichtung wegen der entsprechenden stärkeren Entspannung der Bremsfeder
im Schließzustand der Bremse beim darauffolgenden Lösen der Bremse einen entsprechend
größeren Ilub vollziehen. Hierbei können aber die Bremshebel nur so weit auseinandergespreizt
werden, wie es das Spiel zwischen den Zapfen und den Bohrungen zuläßt. Infolgedessen
bewirkt der weitergehende Hub der Lüfteinrichtung, daß sich die Bremshebel gegen
den Widerstand einer Feder von den schrägen Flächen des Keiles abheben. Infolgedessen
rutscht der Keil, der sich nach unten hin verjüngt, unter dem Einfluß der Schwerkraft
so weit nach unten, daß er den vergrößerten Abstand der von den Bremsbacken abgewandten
Enden der Bremshebel überbrückt. Demzufolge ist der Weg, den die Bremsbacken bei
einem darauffolgenden Schließvorgang unter der Wirkung der Feder zurücklegen, trotz
des Verschleißes nicht größer als vorher, weil die Bremshebel hierbei um weiter
auseinander liegende Stützpunkte an dem tiefer gerutschten Teil geschwenkt werden.
Demgemäß ist auch die Entspannung der Bremsfedern beim Schließen der Bremse nicht
größer, als es ohne Verschleiß der Bremsbacken der Fall gewesen ist.
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Die so gebildete Nachstelleinrichtung hat aber den Nachteil, daß sie
wegen des Spieles zwischen den erwähnten
Zapfen und Bohrungen nur
ein beschränktes Ausmaß der Nachstellung ermöglicht. Wenn bei starkem Verschleiß
der Bremsbacken dieses Spiel erschöpft ist, besteht die Gefahr, daß die Bremsbacken
nicht mehr mit voller Kraft gegen die Bremsscheibe gepreßt werden. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, daß die Bremshebel in etwa lotrechter Richtung angeordnet
werden müssen, damit die beschriebene Nachstellwirkung erzielt wird, die auf der
Wirkung der Schwerkraft auf den Keil beruht. Man ist daher bezüglich der Anordnung
der Bremsbacken am Umfang der Bremsscheibe eingeschränkt.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Scheibenbremse der genannten Art so zu gestalten, daß die nachteiligen Folgen
des Verschleißes der Bremsbacken unabhängig von dem Ausmaß des Verschleißes zuverlässig
behoben werden, ohne daß man hinsichtlich der Anordnung der Bremshebel eingeschränkt
wäre.
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Das wird dadurch erreicht, daß das zusätzliche Verbindungsmittel an
einem der Bremshebel mit einem solchen Spiel angeschlossen ist, das dem beschränkten
Öffnungsweg der Bremsbacken entspricht, und mit dem anderen Bremshebel durch ein
Gesperre verbunden ist, das eine Bewegung des Verbindungsmittels gegenüber diesem
Bremshebel nur im Sinne des Anziehens der Bremse zuläßt, und daß ein Glied der Betätigungseinrichtung
an einem Ende gegenüber einem der Bremshebel über die Bremsfeder abgestützt und
am anderen Ende mit dem anderen Bremshebel durch ein Gesperre verbunden ist, das
ein Verschieben dieses Gliedes
gegenüber diesem Bremshebel nur in
der Richtung zuläßt, in welcher die Lüfteinrichtung auf das Glied wirkt, wobei aber
ein zusätzlich zwischen den Bremshebeln angeordnetes Federelement ein solches Verschieben
erst dann zuläßt, wenn die Bremsbacken durch den das Verbindungsmittel beschränkten
Öffnungsweg zurückgelegt haben.
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Durch die Erfindung wird der Fortschritt erzielt, daß die Nachstelleinrichtung
leicht den verschiedensten Betriebsbedingungen angepaßt werden kann und eine erhebliche
Freizügigkeit hinsichtlich der Konstruktion der Scheibenbremse bietet.
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Die Lüfteinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Lüftmagneten; es
kann aber auch eine pneumatisch oder hydraulisch wirkende Lüfteinrichtung Anwendung
finden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt; und zwar zeigen Fig. i einen Teil einer Scheibenbremse teils in Ansicht
mit dem Blick senkrecht zur Scheiben-Drehachse und teils in einem Schnitt (nach
der Linie I-I in Fig. 2) und Fig. 2 die Ansicht mit dem Blick in Richtung des Pfeiles
A in Fig. 1.
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Die Bremsscheibe ist mit ihrer Nabe 2 um die Ache 3 drehbar gelagert.
Beiderseits der Bremsscheibe 1
sind in der Nähe ihres Umfanges zwei
Bremsbacken 4 angeordnet, deren Bremsbeläge mit 5 bezeichnet sind. Die Bremsbacken
4 sind mit Gelenkbolzen 7 an den oberen Enden der normalerweise lotrecht angeordneten
Bremshebel befestigt.
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Diese bestehen aus je zwei mit Abstand voneinander angeordneten Armen
7, die an ihren unteren Enden mit Hilfe von Gelenkbolzen 8 an einem Fußstück 9 gelagert
sind.
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In dem einen Bremshebel ist zwischen den beiden Armen 7 eine Hülse
10 mit waagerechten Zapfen 11 schwenkbar gelagert. An die Hülse 10 ist das Gehäuse
12 eines Ringmagneten angeflanscht, dessen Magnetspule mit 13 bezeichnet ist. Durch
die Bohrungen der Hülse 10 und des Gehäuses 12 ist mit Spiel eine Stange 14 hindurchgesteckt,
an deren aus dem Gehäuse 12 herausragendem Ende eine den Magnet-@anker bildende
Scheibe 15 sitzt- Diese hat bei der dargestellten Schließstellung der Bremsbacken
4, wenn die Beläge 5 noch nicht abgenutzt sind, von dem Gehäuse 12 einen Abstand,
der mit a bezeichnet ist. In der Bohrung des Gehäuses 12 befindet sich die Schließfeder
16, die als Schraubenfeder ausgebildet ist und die Stange 14 umschließt.
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Sie stützt sich unter einer Druck-Vorspannung einerseits gegen die
Hülse 10 und andererseits gegen die Scheibe 15.
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Das der Scheibe 15 gegenüberliegende Ende 17 der Stange 14, das einen
rechteckigen Querschnitt hat, ist in Längsrichtung verschiebbar in einer Hülse 18
geführt, die in dem anderen Bremshebel zwischen dessen Armen 7 mittels waagerechter
Zapfen 19 schwenkbar gelagert ist. Die Hülse 18 bildet zusammen
mit
einer Walze 20 ein Gesperre. Die Walze 20 liegt nämlich einerseits auf der Oberseite
des Endes 17 auf und liegt andererseits an einer im Innern der Hülse 18 befindlichen
Fläche 21 an, die in Richtung nach der gegenüberliegenden Hülse 10 hin nach unten
geneigt ist. Eine Druckfeder 22 im Inneren der Hülse 18 sucht die Walze 20 in Richtung
nach der gegenüberliegenden Hülse 10 hin zu bewegen. Hierdurch wird eine Klemmwirkung
zwischen der Walze 20 und der Hülse 18 sowie dem Ende 17 der Stange 14 bewirkt.
Demgemäß verhindert das so gebildete Gesperre ein Verschieben der Stange 14 gegenüber
der Hülse 18 nach rechts (in Fig. 1 betrachtet). Zwischen den Hülsen 10 und 18 befindet
sich eine Öffnungs-Feder 23 in Form einer die Stange 14 umgreifenden Druck-Schraubenfeder.
Diese ist schwächer als die Schließfeder 16.
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Als zusätzliches Verbindungsmittel zwischen den beiden Bremshebeln
7 dient eine Stange 24. Diese ist in dem einen Bremshebel zwischen den Armen 7 mittels
eines Bolzens 25 angebracht, der unterhalb der Hülse 10 angeordnet ist und durch
ein Langloch in dem einen Ende der Stange 24 hindurchgreift.
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Das andere Ende 26 der Stange 24, das einen rechteckigen Querschnitt
hat, ist verschiebbar in einer Hülse 26 geführt, die in dem anderen Bremshebel zwischen
den Armen 7 mit Hilfe von waagerechten Zapfen 28 schwenkbar gelagert ist. Die Hülse
27 bildet zusammen mit einer innerhalb von ihr untergebrachten Walze 29 ein Gesperre.
Die Walze 29 liegt nämlich einerseits an der Unterseite des Endes 26 und andererseits
an einer im Inneren der Hülse 27 befindlichen Fläche 30 an, die in Richtung nach
dem gegenüberliegenden Ende der Stange 24
hin ansteigt. Eine innerhalb
der Hülse 27 befindliche Druckfeder 31 sucht die Walze 29 in Richtung nach dem gegenüberliegenden
Bremshebel hin zu verschieben. Hierdurch wird eine Klemmwirkung zwischen der Walze
29 und dem Ende 26 sowie der Hülse 27 erzielt. Das so gebildete Gesperre verhindert
sonach, daß die Stange 24 gegenüber der Hülse 27 nach rechts hin (in Fig.
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1 betrachtet) verschoben wird.
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Bei dem in Fig. t dargestellten Schließzustand der Bremse ist der
Lüftmagnet 13 ausgeschaltet.
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Infolgedessen werden die Bremsbacken 4 durch die Schließfeder i6 -
gegen den Widerstand der Öffnungsfeder 23 - gegen die Bremsscheibe 1 gedrückt. Der
Bolzen 25 liegt an der linken Innenseite des Langloches der Stange 24 an. Der rechts
von dem Bolzen 25 freigelassene Teil des Langloches hat in waagerechter Richtung
eine Ausdehnung b, die nur geringfügig größer ist als der Abstand a zwischen der
Scheibe 15 und dem Magnet-Gehäuse 12.
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Zum Lösen der Bremse wird der Lüftmagnet eingeschaltet. Infolgedessen
kommt die Scheibe 15 zur Anlage an dem Gehäuse 12 und wird die Schließfeder 16 um
das Maß a zusammengedrückt. Hierbei werden die beiden Bremshebel 7 um die Gelenkbolzen
8 entsprechend auseinandergeschwenkt, wobei sich der Bolzen 25 - unter der Voraussetzung,
daß sich die Beläge der Bremsbacken 4 noch nicht abgenutzt haben - nahezu an die
rechte Begrenzungsfläche des Langloches in der Stange 24 legt.
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Das Verschwenken der beiden Bremshebel 7 gegeneinander erfolgt symmetrisch
zur Mittelebene de r
Bremsscheibe 1, da die Bremshebel mittels zweier
von ihren unteren Enden abstehender Schenkel 32 durch einen an dem einen Schenkel
sitzenden Bolzen 33-und ein in dem anderen Schenkel befindliches Langloch so miteinander
gekoppelt sind, daß zwangsläufig fder Schwenkung eines Bremshebels eine gleich große
Schwenkung des anderen Bremshebels im entgegengesetzen Sinn entspricht.
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Demgemäß heben sich die Bremsbeläge 5 gleichmäßig von der Scheibe
1 ab. Dabei bewegen sich das Gehäuse 12 zusammen mit dem einen Bremshebel 7 nach
rechts und die Stange 14 mit dem anderen Bremshebel 7 um die gleiche Strecke nach
links.
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Denn die Öffnungsfeder 23 bewirkt,daß der linke Bremshebel 7 der Bewegung
der Stange 14 nach links folgt und daher die Walze 20 in Anlage an der geneigten
Fläche 21 bleibt.
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In dem Maße, in dem die an die Bremsscheibe 1 in der Schließstellung
angepreßten Bremsbeläge 5 verschleißen, dehnt sich die Schließfeder 16 so weit aus,
daß die Beläge weiterhin an die Scheibe 1 gedrückt werden. Das ist mit einem geringfügigen
Schwenken der Bremshebel 7 aufeinander zu verbunden. Infolgedessen wird die Stange
24 innerhalb der Hülse 27 um ein entsprechendes Maß nach links geschoben, was die
Walze 29 zuläßt. Dabei ist der Abstand der Scheibe 15 von dem Gehäuse 12 des Lüftmagneten
größer geworden als a und auch größer als das Maß b. Wenn nunmehr zum Lösen der
Bremse der Lüftmagnet eingeschaltet wird, werden die beiden Bremshebel 7 so weit
voneinander weg geschwenkt, bis der Bolzen 25 an der rechten Begrenzungsfläche des
Langloches in der Stange 24 anliegt. Ein weiteres Auseinander-Schwenken der beiden
Bremshebel
ist nicht möglich, da das mit einem Verschieben der
Stange 24 in der Hülse 27 nach rechts verbunden wäre, was durch die Walze 29 verhindert
wird.
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In diesem Zustand hat die Scheibe 15 immer noch einen Abstand von
dem Gehäuse 12. Sie wird aber durch die Magnetkraft bis zum Anliegen an dem Gehäuse
12 gebracht. Da sich hierbei die Bremshebel 7 nicht in Richtung voneinander weg
schwenken können, verschiebt sich das Ende 17 der Stange 14 innerhalb der Hülse
i8 nach links, was die Walze 20 zuläßt. Die Schließfeder 16 hat dann dieselbe Vorspannung,
die sie, wenn die Bremsbeläge 5 noch nicht abgenutzt waren, nach dem Öffnen der
Bremse hatte. Dabei sind die abgenutzten Beläge 5 - dank der von der Walze 20 festgehaltenen
Nachstellung der Stange 14 gegenüber der Hülse 21 - von der Scheibe 1 nicht weiter
entfernt, als sie es
im nichtabgenutzten Zustand bei geöffneter Bremse waren.
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Infolgedessen dehnt sich die Schließfeder 16 beim darauffolgenden
Ausschalten des Lüftmagneten bis zum Anliegen der Bremsbeläge 5 an der Scheibe 1
nicht weiter aus, als es im nichtabgenmtzten Zustand der Beläge 5 der Fall gewesen
ist. Demgemäß wird auch bei einem Verschleiß der Bremsbeläge 5 durch die Schließfeder
16 die volle Bremskraft erzielt.
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Da sich die Stangen 14 und 24 innerhalb der Hülsen 18 bzw. 24 praktisch
unbegrenzt verschieben können, ist die Nachstellung der Bremse keiner Beschränkung
unterworfen. Es wird also auch bei sehr
starkem Verschleiß der
Bremsbeläge eine zuverlässige Nachstellung erreicht.
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Wenn ab genutzte Bremsbeläge 5 durch neue Beläge ersetzt worden sind,
kann die ursprüngliche Einstellung der Stange 14 und 24 gegenüber den Hülsen 18
bzw. 27 leicht wieder hergestellt werden.
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Die Stangen können in der erforderlichen Weise innerhalb der Hülsen
nach rechts geschoben werden, wenn durch Eingriff von außen her die Walzen 20 bzw.
29 gegen den Widerstand der Federn 22 bzw.
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31 zurückgedrückt werden.
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Es können je nach Erfordernis beliebig viele Bremsaggregate mit je
einem Paar von Bremsbacken 4 und erz zugehörigen Betätigungs- und Nachstelleinrichtung
am Umfang der Bremsscheibe i angeordnet werden. Dabei ist es nicht erforderlich,
daß die Bremshebel 7, wie es nur beispielsweise in der Zeichnung dargestellt ist,
radial in bezug auf die Drehachse 3 verlaufen. Beispielsweise kann die Anordnung
so getroffen werden, daß sich die Bremshebel tangential zu der Bremsscheibe erstrecken.
Das hat den Vorteil, daß die Bremshebel praktisch nur auf Zug und nicht auf
Biegung beansprucht werden.