DE2166688A1

DE2166688A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2166688A1
Application number: DE19712166688
Authority: DE
Inventors: Atnhony Colin Evans
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1970-07-21
Filing date: 1971-07-21
Publication date: 1975-05-28
Also published as: DE2166688C2

Description

Kelsey-Hayes Company
38481 Huron River Drive
Romulus, Mich

(Ausscheidung aus Anmeldung

P 21 J>6 462.5-12) 16.Okt.1974

Anwaltsakte M-3280

Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe, mit mindestens einer von einem Bremssattel getragenem und gegenüber der Bremsscheibe beweglich angeordneten'Bremsbacke, mit mindestens einem in einer Bohrung des Sattels verschiebbar gelagerten und mit einem Druckmittel beaufschlagbaren hohlen Kolben für die Bewegung der Bremsbacke in Reibungseingriff mit der Bremsscheibe, mit auf den Kolben in Bremsrichtung über am Kolbenboden angreifende Druckübertragungsmittel einen Druck ausübenden und sich auf dem Bremssattel abstützenden Federmitteln und einer ebenfalls vom Bremssattel getragenen Einrichtung zur Lösung des durch die Federmittel hervorgerufenen Reibungseingriffes zwischen Bremsbacke und Bremsscheibe unter Kompression der Federmittel.

Es ist eine Scheibenbremse dieser Bauart bekannt (DT-Gebrauchs-

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musterschrift 6 949 139), bei der die auf den Hauptkolben in Bremsrichtung einen Druck ausübenden Federmittel sich einerseits auf der vom Hauptkolben abgewandten Stirnfläche des Hilfskölbens und andererseits auf einem in einer Nut der Aufnahmebohrung für den Hilfskolben gelagerten Federring abstützen. Die von den Federmitteln auf den Hilfskolben aufgebrachte Kraft kann über einen sich durch die Trennwand zwischen der Aufnahmebohrung für den Hilfskolben und der Aufnahmebohrung für den Hauptkolben hindurch erstreckenden Vorsprung auf eine im Inneren des hohlen Hauptkolbens angeordnete Nachstelleinrichtung übertragen werden. Die Druckübertragungsmittel werden bei der bekannten Scheibenbremse von dem Hilfskolben, dem Vorsprung und der am Kolbenboden angreifenden Nachstelleinrichtung gebildet. Die axiale Länge der Aufnahmebohrung für den Hilfskolben wird durch die axiale Länge des Hilfskolbens, durch die Breite der Federmittel und durch die Breite der Halteeinrichtung in Form von Nut und Federring bestimmt. Die Scheibenbremse ist mit einer Einrichtung zum Einstellen der Federkraft der Federmittel versehen, die aus einer auf einem sich bezüglich des Vorsprungs in Gegenrichtung erstreckenden Gewindezapfen des Hilfskolbens aufgeschraubten Buchse besteht, die mit einem randständigen Flansch an den inneren Randbereiche^i der als Tellerfedern ausgebildeten Federmittel angreift. Bei Druckaus f alizarin der Hilfskolben nicht mehr zur Lösung des durch die Federmittel hervor- ι gerufenen Reibungseingriffes zwischen Bremsbacke und Brems- ; scheibe in Gegenbremsrichtung beaufschlagt werden. Ein Lösen | der sich dann im Park-Eingriff befindlichen Scheibenbremse von j

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Hand kann durch die Verstellung der Buchse zur Einstellung der Federspannung nicht erfolgen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheibenbremse zu schaffen, bei der die Federmittel die axiale Baulänge nicht bestimmen.

Dabei soll die Anordnung der Federmittel weder die Anordnung der :

die
Druckübertragungsmittel noch der Einrichtung zur Lösung des durch die Federmittel hervorgerufenen Reibungseingriffes zwischen Bremsbacke und Bremsscheibe behindern, so daß ein besonders kompakter Aufbau der Scheibenbremse erreichbar ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die sich einerseits auf dem Bremssattel abstützenden Federmittel in dem Inneren des Hauptkolbens angeordnet sind und sich andererseits auf einem sich durch den Hauptzylinder erstreckenden Teil der Druckübertragungs-: mittel abstützen.

Da die Federmittel im Innereides hohlen Hauptkolbens angeordnet sind, tragen sie nichts zur axialen Baulänge der Scheibenbremse bei.

Vorzugsweise sind die Federmittel Tellerfedern, durch deren Mittelöffnung sich die Druckübertragungsmittel im wesentlichen koaxial zum Hauptkolben erstrecken. Bei dieser Anordnung wird auf einfache Weise eine Zentrierung der Tellerfedern innerhalb

sie des hohlen Hauptkolbens erreicht, ohne daß die Umfangsflachen

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des Hauptkolbens berühren können.

Die Berührungsfreiheit ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die axiale Wirklänge der Druckübertragungsmittel zur Nachstellung

in
der Ruhelage des Kolbens an sich aus der DT-Gbm-Schrift 6 949 bekannten Weise verstellbar ist. Die Arbeitsweise der Nachstelleinrichtung wird durch die Anordnung der Federmittel im Inneren des hohlen Hauptkolbens also in keiner Weise nachteilig beeinflusst.

j Besonders zweckmäßig ist es, wenn sich die einerseits auf den

sich

Sattel abstützenden Federmittel andererseits auf einer zum Kolben

ι koaxialen im Bremssattel drehfest, aber axial verschiebbar gelagerten Hülse mit Innengewinde abstützen und wenn mit der Hülse

i
ein Nachstellkörper in Gewindeeingriff steht, der mit seinem freien Ende den Hauptkolben beaufschlagen kann. Bei dieser Anordnung wird verhindert, daß die sich auf dem Sattel abstützenden Federmittel beim Betätigen der Bremse eine Drehbewegung bezüglich ihrer Anlagefläche ausführen können, so daß ein erhöhter Verschleiß längs der Eingriffsfläche vermieden werden kann und zwischen der Hülse und dem Nachstellkörper eine Drehverstellung möglich ist.

Reibungs-Ais Einrichtung zur Lösung des eingriffes kann - auch wie bei der Scheibenbremse gemäß dem DT-Gbm 6 949 139 - ein durch ein Druckmittel in Gegenbremsrichtung beaufschlagbarer und in einer

Aufnahmeweiteren bohrung des Bremssattels gelagerter Hilfskolben vorge-

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sehen sein. Während jedoch bei der Scheibenbremse gemäß dem DT-Gbm 6 949 139 der Hilfskolben fest mit den Druckübertragungsmitteln verbunden ist, weil die Federmittel ebenfalls in der Aufnahmebohrung des Hilfskolbens angeordnet sind und sich an der Stirnfläche des Hilfskolbens abstützen, kann bei der erfindungsgemäßen Scheibenbremse der Hilfskolben auch in gewissem Umfang bezüglich der Druckübertragungsmittel axial verschieblich angeordnet sein, um auch bei Ausfall des Druckmittels für die Beaufschlagung des Hilfskolbens den Reibungseingriff zwischen Bremsbacke und Bremsscheibe und der Kompression der Federmittel zu ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel soll nun an Hand der Figuren genauer

beschrieben werden. Es zeigt

I Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Scheibenbremse mit

«je zwei Haupt- und Hilfskolben, bei der die Feder- ,

mittel im Inneren des Hauptkolbens angeordnet sind; I

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2 - 2 in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Die in der Fig. 1 gezeigte Scheibenbremse 11 weist eine Bremsscheibe 12 auf, die zum Aufbau eines Bremseingriffes zwischen zwei Bremsbacken I5 und 16 einklemmbar ist. Die Bremsbacke 15

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ist durch zwei Hauptkolben IJ und 18 beaufschlagbar, welche Kolben in einer noch näher zu beschreibenden Weise in einem Bremssattel 19 verschiebbar angeordnet sind. Der Bremssattel 19 weist einen Schenkel 21 auf, der an der Bremsbacke l6 anliegt. Wenn die beiden Hauptkolben 17 und 18 beaufschlagt werden, verschiebt sich der Bremssattel 19 in einer bei Scheibenbremsen an sich bekannten Weise, und der Schenkel 21 übt auf die- Bremsbacke 16 eine Kraft aus, derart, daß die Bremsscheibe 12 zwischen den Bremsbacken 15 und 16 abgebremst wird.

Da die Ausbildung und die Beaufschlagung der beiden Hauptkolben 17 und 18 identisch sind, werden im folgenden nur die Einzelheiten des Hauptkolbens l8 besehrieben.

Der Hauptkolben 18 ist in einer Bohrung 22 des Bremssattels 19 verschiebbar gelagert und begrenzt zusammen mit dem Bremssattel j 19 eine Druckkammer 2j5, die von einem nicht gezeigten Hauptbremszylinder mit Druck beaufschlagt werden kann, um den Hauptkolben 18 in Richtung auf die Bremsscheibe aus der Bohrung 22 herauszuschieben.

■ Eine sich in das Innere der Druckkammer 23 erstreckende Hülse 24 weist einen zylindrischen Teil 25 auf, der verschiebbar in einer am Boden der Bohrung 22 ausgebildeten Bohrung 2.6 des Bremssattels 12 geführt ist. Die Hülse 24 weist ein Innengewinde 27 auf, welches in ein Außengewinde 28 eines Nachstellkörpers 29 eingreift,

1 dessen Kopfteil 51 der Innenfläche yi des Bodens des hohlen J

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Hauptkolbens l8 gegenüberliegt. Um den Hals des Kopf teils J51 greift eine Ringscheibe 33, die am Hauptkolben 18 mit Schrauben 34.befetigt ist, derart, daß bei Bewegung des Nachstellkörpers 29 von der Bremsscheibe 12 fort das Kopfteil 31 den Hauptkolben

18 in die Bohrung 22 zurückzieht. Ein Gleitlager 35 ist zwischen der Ringscheibe 33 und dem Kopfteil 31 des Nachstellkörpers ■ 29 angeordnet. Weiterhin umgibt eine Torsionsfeder 36 den Kopfteil und ist an einem Ende mit dem Hohlkolben 18 verbunden; ^l dadurch wird eine Einweg-Kupplung zwischen dem Hauptkolben 18 ! und dem Nachstellkörper 29 aufgebaut.

Die Hülse 24 ist mit Hilfe einer Scheibe 37 gegen eine Drehung ' in der Bohrung 22 gesichert. Die Scheibe 37 weist eine mittige

öffnung 38 mit seitlichen Abflachungen 39 und 4l auf, die mit !

entsprechenden Abflachungen 42 und 43 (vgl. Pig. 2) an dem dem j

Hauptkolben 18 zugewandten Ende des zylindrischen Teils 25 der j

Hülse 24 zusammenwirken. Die Scheibe 37 greift mit einem Lappen j

44 in eine Bohrung 45 am Boden der Bohrung 22 im Bremssattel

19 ein. Mehrere Tellerfedern 46 sind im Inneren des hohlen

einen zylindrischen Teil 47 Hauptkolbens l8 angeordnet und umgeben/ derHülse 24 nahe den Abflachungen 42 und 43. Die Tellerfedern 46 stützen sich einerseits an einer an der Hülse 24 ausgebildeten Schulter 48 und andererseits am Boden der Bohrung 22 über die Scheibe 37 am Bremssattel 19 ab. Damit üben die Tellerfedern 46 eine bestimmte Kraft auf die Hülse 24 aus, um die Hülse 24 und den mit ihr in Schraubeingriff stehenden Nachstellkörper 29 gegen den Hauptkolben 18 zu drücken, damit dieser in Bremsrichtung beauf-

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schlagt wird.

\ Die Bohrung 26 geht in eine einen Hilfskolben 51 aufnehmende j zylindrische Bohrung 55 über. Der Hilfskolben 51 steht mit dem

zylindrischen Teil 25 der Hülse 24 in formschlüssigem Eingriff derart, daß er die Hülse 24 von der Bremsscheibe 12 fortziehen

! kann. Bei der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist der Hilfskolben 51 auf das freie Ende des zylindrischen Teils 25 auf-

geschraubt. Bei der in der Figur 3 gezeigten Abwandlung ist der

Hauptkolben 51 auf dem zylindrischen Teil 25 der Hülse 24 verschiebbar gelagert. Diese Anordnung wird dadurch ermöglicht,

daß die Tellerfedern im Inneren des Hauptkolbens l8 angeordnet , sind.

Der Hilfskolben 51 begrenzt mit der Bohrung 55 eine zweite Druckkammer 56. Die Druckkammer 56 kann beispielsweise über eine j Leitung 57 mit einer Druckmittelquelle 58 verbunden werden. Der ! Hilfskolben 51 und die Bohrung 55 sind durch eine Staubdichtung 59 geschützt.

Bei der in der Figur j5 gezeigten abgewandelten Form, die ein Lösen des Park-Eingriffes von Hand ermöglicht, wird der Hilfskolben 51 durch eine auf einen Gewindeabschnitt 75 des zylindrischen Teils 25 aufgeschraubte Mutter 74 gehalten.

Im folgenden sollen nun die verschiedenen Stellungen der Scheibenbremse beschrieben werden: ' i

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In den Figuren ist die Scheibenbremse bei ruhendem Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges dargestii.lt, in dem sie eingebaut ist. Damit befindet sich in der Druckkammer 56 des Hilfskolbens 5I kein Strömungsmitteldruck, so daß die Tellerfedern 46 expandieren können und die Hauptkolben über die Hülse 24 und den Nachstellkörper 29 in Richtung auf die Bremsscheibe 12 drücken können. Gleichzeitig wird auf den Bremssattel 19 eine Reaktionskraft ausgeübt, derart, daß sich der Bremssattel verschiebt und den Schenkel 21 in Richtung der Bremsscheibe 12 bewegt. Die von den Tellerfedern 46 aufgebrachte Kraft reicht aus, um die Bremsscheiben 15 und 16 in Reibungseingriff an der Bremsscheibe 12 ' zu halten. Die Einwegkupplung zwischen dem Hauptkolben l8 und \ dem Nachstellkörper 29 verhindert Jede Drehung des Nachstell- ^! körpers 29, wenn die Tellerfedern 46 zum Aufbau des Bremseingriffes expandieren. i

Wenn der Motor des zugehörigen Kraftfahrzeugs läuft, drückt die Druckquelle 58 über die Leitung 57 Druckmittel in die Druckkammer 56, so daß der Hilfskolben 5I die Hülse 24 und den Nachstellkörper 29 von der Bremsscheibe 12 fortzieht. Die Bewegung des Kopfteils 31 am Nachstellkörper wird über das auch als Drucklager wirkende Gleitlager 35 und die Ringscheibe 33 auf den Hauptkolben 18 übertragen. Dabei werden die Tellerfedern 46 zusammengedrückt .

Wenn'nun die Bremse angelegt werden soll, wird in bekannter Weise Druckmittel in die Druckkammer 23 eingelassen, so daß der von dem Druckmittel aufgebaute Druck den Hauptkolben 18 aus

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der Bohrung 22 herausdrückt und die Bremsbacken 15 und 16 in Eingriff mit der Bremsscheibe 12 gelangen. Wenn der Druck in ider Druckmittelkammer 23 abgebaut wird, züit eine in einer Ringnut des Bremssattels I9 eingebrachte und mit der Außenfläche des Kolbens in Eingriff stehende Dichtung 66 den Hauptkolben 18 in bekannter Weise zurück, so daß der Bremseingriff gelöst wird.

Zwischen dem Kopfteil J>1 des Nachstellkörpers und der'Bodenfläche des Hauptkolbens l8 besteht ein axialer Abstand, um den normalen Vorschub und das Zurückziehen des Kolbens 18 zu gestatten.

Soweit an den Bremsbacken 15 und ΐβ der Belagverschleiß einen [ vorgegebenen Wert überschreitet, wobei das Ausmaß der zulässigen I Abnutzung durch den zuvor genannten Abstand bestimmt wird, wird

bei Betätigung des Hauptkolbens 18 der Nachstellkörper 29 entWenn
sprechend nachgestellt, die Bremsbacken durch Beaufschlagung der Druckkammer angelegt werden und eine Nachstellung erforderlich ist, wird eine Drehkraft auf den Nachstellkörper ausgeübt. Diese Drehbewegung wird durch die Torsionsfeder J>6 ermöglicht. Da die Hülse 24 gegen Drehung gesichert ist, wird an der Ruheposition des Nachstellkörpers 29 eine Nachstellung vorgenommen.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß der von den Tellerfedern 46 auf den Hauptkolben 18 ausgeübte Druck zum Aufbau eines Park-Eingriffs der Scheibenbremse zunächst nur durch Beaufschlagung des Hilfskolbens 51 gelöst werden kann. Sollte aus irgendeinem Grunde der Druckaufbau in der Druckquelle 58 nicht möglich sein, wäre bei der in der Figur 1 dargestellten Scheibenbremse ein

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Lösen des Park-Eingriffes nicht möglich. Bei der in der Figur 3 gezeigten Abwandlung der erfindungsgemaßen Scheibenbremse ist aber durch Drehen der Mutter 74 ein Verschieben des Hauptkolbens 51 auf dem zylindrischen Teil 25 der Hülse 24 möglich, da ja die Tellerfedern 46 im Inneren des Hauptkolbens angeordnet sind.

Beim Aufsetzen des Hilfskolbens ^-51 auf den Boden seiner Aufnahme-

55
bohrung erfolgt unte:

ziehen der Hülse 24.

55
bohrung erfolgt unter Kompression der Tellerfedern ein Zurück-

Bei beiden Abwandlungen der erfindungsgemaßen Scheibenbremse gemäß Figur 1 und J können daher die im Hauptkolben 18 angeordneten Tellerfedern 46 mit Hilfe des Hilfskolbens 51 zur Lösung , des Park-Eingriffes komprimiert werden, wobei bei der Abwandlung gemäß Figur 1 der Hilfskolben hydraulisch und bei der Abwandlung gemäß Figur 3 der Hilfskolben mechanisch beaufschlagt · wird.

Es ist klar, daß alle vorstehenden Ausführungsformen bezüglich ;

Anordnung und Arbeitsweise des Hauptkolbens 18 und des zugeord- ;

neten Hilfskolbens 51 auch auf den Hauptkolben 17 übertragbar j sind.

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Claims

Patentanwälte

Dipl. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs

Dipl. Ing. W. Wehnert

Dipl. Phys. W. Carstens

8 München 2

Mozartstr. 03

Kelsey-Hayes Company »\

38481 Huron River Drive 16. Oktober 1974

Romulus, Mich.48174,USA. Anwaltsakte M-3280

Patentansprüche

hi Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe, mindestens einer von einem Bremssattel getragenen und gegenüber der Bremsscheibe beweglich angeordneten Bremsbacke, mit mindestens einem in einer Bohrung des Sattels verschiebbar gelagerten und mit einem druckmittelbeaufschlagbaren hohlen Kolben für die Bewegung der Brems-

back in Reibungseingriff mit der Bremsscheibe, mit auf den Kolben

! am Kolbenboden angreifende

' in Bremsrichtung über/Druckübertragungsmittel einen Druck ausübenden und sich auf dem Sattel abstützenden Federmitteln und
einer ebenfalls vom Bremssattel getragenen Einrichtung zur Lösung des durch die Federmittel hervorgerufenen Reibungseingriffes , zwischen Bremsbacke und Bremsscheibe unter Kompression der Fe- ; dermittel, dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf dem Sattel
(19) abstützenden Federmittel (46) und ein Teil der von den Fe-: dermitteln beaufschlagten Druckübertragungsmittel (24,90) in
dem Kolben (18) angeordnet sind.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Federmittel Tellerfedern (46) sind, durch deren Mittelöffnung sich die Druckübertragungsmittel (42) im wesentlichen koaxial zum Kolben (18) erstrecken.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Wirklänge der Druokübertragungsmittel (24,9©) zur Nachstellung der Ruhelage des Kolbens (l8) verstellbar ist derart, daß die in dem Kolben angeordneten Federmittel (46) an der Bremsscheibe stets einen gleich starken Bremseingriff ausüben können.
4. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die einerseits auf dem Sattel abstützenden Federmittel (46) sich andererseits auf einer zum Kolben koaxialen im Bremssattel (19 drehfest, aber axial verschiebbar gelagerten Hülse (24) mit Innengewinde (27) abstützen und daß mit der Hülse (24) ein Nachstellkörper (29) in Gewindeeingriff

steht, der mit seinem freien Ende den Kolben (18) beaufschlagen; kann.
5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche'1 bis 4, dadurch gekenn-j· zeichnet, daß als Einrichtung zur Lösung des Reibungseingriffes ein an sich bekannter durch ein Druckmittel in Gegenbremsrichtung beaufschlagbarer und in einer weiteren Aufnahmebohrung

^! (55) des Bremssattels (19) gelagerter Hilfskolben (51) vorgesehen ist, der mit einem in die Aufnahmebohrung (55) des HiIfskolbens hineinragenden Abschnitt der Hülse (24) der Drückübertragungsmittel (24,9o) in Gegenbremsrichtung formschlüssig in

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Eingriff bringbar ist.
6. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3 t dadurch gekennzeichnet, daß der Nachstellkörper (29) sich auf dem Hauptkolben (l8) über eine Leergang-Verbindung (J>6) abstützt, die im Inneren des Hauptkolbens (18) zwischen Kolbenboden (52)
und dem Nachstellkörper (29) angeordnet ist.

j 7· Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge-

! gewissem

j kennzeichnet, daß der Hilfskolben (51) in Umfang bezug-

lieh der Druckübertragungsmittel (24,9o) axial verschieblieh auf diesen angeordnet ist.

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