DE2246014A1

DE2246014A1 - Elektrische fahrzeugbremsvorrichtung

Info

Publication number: DE2246014A1
Application number: DE2246014A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Motor Wheel Corp
Current assignee: Motor Wheel Corp
Priority date: 1971-10-01
Filing date: 1972-09-20
Publication date: 1973-04-05
Also published as: AU4677172A; GB1410179A; FR2155450A5; DE2246014B2; JPS4842261A; IT966142B; US3734245A; JPS527513B2; CA953225A

Description

Elektrische Fahrzeugbremsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Fahrzeugbremsvorrichtungen und betrifft insbesondere elektrische Bremsen für Anhänger und ähnliche Fahrzeuge.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrische Bremse mit einer wirtschaftliche, d.h., billigen Konstruktion und billigen Montage vorzusehen, welche im wesentlichen wartungsfrei arbeitet und eine hohe Bremswirkung bei in Bewegung befindlichen Fahrzeugen wie z.B. Bootsanhängern und dergleichen hat.

Die gestellt Aufgabe soll mit einer elektrischen Fahrzeugbremsvorrichtung gelöst v/erden, welche mit einem ortsfesten und einem axial verschiebbaren Kern ausgestattet ist, die gemeinsam eine V- oder keilförmige Umfangsnut bilden, in ,v/elcher ein endloser Keilriemen läuft und in feste Reibungsverbindung mit den Reibflächen der Kerne mittels eines Elektromagneten gebracht werden kann, der in einem der Kerne untergebracht ist. Der axial verschiebbare Kern kann auf

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der Radnabe befestigt sein und mit oder auf dieser relativ zum ortsfesten Kern axial verschoben werden, um an dem zwischen den Kernen angeordneten Keilriemen anzugreifen und dadurch die Rotation des Rades durch Einwirkung auf seine Nabe hemmend zu beeinflußen und das Fahrzeug zum Stehen zu bringen.

Diese und andere Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen und werden mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die eine Seitenansicht und einen teilweisen Schnitt des Ausführungsbeispiels darstellt.

Die mit der Figur gezeigte elektrische Bremse 10 enthält den ortsfesten Kern 12 und einen rotierbaren und axial verschiebbaren Kern 14, welcher auf der Radnabe 18 auf der Achse 16 eines Anhängers (nicht dargestellt) befestigt ist. Ein endloser Keilriemen 20 mit V-förmigem Querschnitt kann mit dem \'erschiebbaren Kern in eine Lage gebracht werden, in v/elcher er eine Reibungskupplung zwischen den Kernen 12 und 14 bildet, und er kann durch die Verschiebung des Kernes 14 in eine zweite Lage gebracht werden, bei welcher die Reibungskupplung aufgehoben wird, wodurch keine Bremswirkung auf die Radnabe IB und danLt auf das Fahrzeug-

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rad ausgeübt wird, an dem die Bremse befestigt ist. Der Keilriemen 20 ist ein endloser Bremsring zwischen den Kernen 12 und -14 und kann ein·im Handel erhältliches Produkt sein, wie es z.B» von der Firma Goodyear Tire and Rubber Co. unter der Katalog Nr..8-IR-38 U-MP vertrieben wird.

Der ortsfeste Kern 12 ist auf dem nicht rotierenden Achsgehäuse oder einem ähnlichen Fahrzeug- oder Achsteil mit Hilfe eines geeigneten Halters (nicht dargestellt) befestigt, und in dem Fall, wenn die Achse 16 rotierbar ist, sitzt der Kern 12 auf der Messingbüchse 22, so daß die Achse 16 sich frei drehen kann. Ist die Achse 16 nicht rotierbar und die Nabe 18 wird auf ihr mit einem geeigneten Radlager gehalten, dann wird der Kern 12 direkt 'mit der Achse 16 verschweißt.

Für die Führungsstifte'23, die zum Führen der Nabe 18 und zum Aufnehmen der Bremskraft vorgesehen sind', ist die Nabenscheibe 26 der Radnabe 18 in einem bestimmten Abstand vom Umfang mit im Kreis abstandsweise angeordneten Stützelementen 24 versehen, in welche die Stifte 23 fest eingesetzt sind. Die Stifte 23 greifen in die im auf der Achse 18 axial verschiebbaren Kern 14 ausgebildete Taschen 25 oder entsprechende Bohrungen ein. Die Stützelemente 24

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sind ein integraler Bestandteil der Nabenscheibe 26 und bilden gleichzeitig positive Anschläge, welche die Verschiebung des Kernes 14 in axialer Richtung nach rechts begrenzen. Die Führungsstifte 23 und die mit ihnen zusammenwirkenden Taschen 25 können in zur Achse radialen Ebenen mit nockenartigen Flächen versehen sein, um den einen Kern 14 gegen den anderen Kern 12 nockenartig in Abhängigkeit von der hemmenden Drehbewegung zu treiben, die vom Kern 12 über den Keilriemen 20 auf den Kern 14 übertragen wird. Wenn der Keilriemen 20 so angeordnet wird, daß er beim Zusammendrücken zwisehen den konischen Reibflächen des ortsfesten und des verschiebbaren Kernes dazu neigt, auf den Boden 33 der Umfangskeilnut 31 aufzulaufen, kann eine Selbsterregung des Kernes erreicht werden.

Die Kerne 12 und 14 sind aus einem magnetischen Material wie z.B. aus Stahl oder Gußeisen hergestellt und haben eine im wesentlichen zylindrische Form mit zueinander entgegengesetzt geneigten Reibungsflächen 30, 28, welche die Umfangskeilnut 31 mit einem V-förmigen oder die Form eines stumpfen Kegels aufweisenden Querschnitt für den Keilriemen 20 bilden. Der Keilriemen 20 wird auf dem ringförmigen Vor-

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sprung 52 des ortsfesten Kernes 12 mit Hilfe des nach außen gerichteten Kragens 32 gehalten, der mit der konischen Seitenwand 30 eine begrenzte Abstandsfläche 33 bildet, die etwas größer ist als die innere Breite des Keilriemens 20. Die Boden- oder Abstandsfläche 33 der Nut 31 ist eine zylindrische, im Kern 12 ausgebildete Fläche, die zwischen der konischen Reibfläche 30 und dem radial nach oben weisenden Kragen 32 liegt und einen Durchmesser aufweist, der _ vorzugsweise etwa 0,076 mm kleiner ist als der Innendurchmesser* des Keilriemens 20. Die konische Fläche 28 ist an einem ringförmigen Kragen 35 des Kernes 14 ausgebildet, der axial den ringförmigen Vorsprung 52 des Kernes 12 bis zum Innenrand des Kragens 32 überlappt. Den Elektromagnet, welcher den Kern 14 anzieht, bildet der Kern 12, der zu diesem Zweck mit einer Wicklung 37 versehen ist, die in der Ausnehmung 36 zwischen den Ringvorsprüngen 52 und 50 des Kernes 12 liegt und deren Anschlüsse 34 durch eine hintere Bohrung herausgeführt sind. Der Kern 14 wird von dem Kern 12 angezogen und stellt eine Reibungsverbindung mit dem letzteren über den Keilriemen 20 her, wenn die Spule 37 ein Magnetfeld erzeugt, das auf den Kern primär über den Ringanker 38 einwirkt, welcher frei in der Ringnut 36 des Kernes gehalten und bis an die Spule 37 angezogen wird,

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wenn die Spule erregt ist. Die Abnutzung der Reibflächen des aus Bremsmaterial bestehenden endlosen Keilriemens 20 beim Benutzen der Bremse wird verhindert oder kompensiert durch die im wesentlichen zueinander entgegengesetzt konisch ausgebildeten Reibflächen 30, 28, die der Elektromagnet mit den entgegengesetzt konisch ausgebildeten Reibflächen des Keilriemens in Kontakt bringt.

Die herausgeführten Leiter 34 der Spule 37 sind über einen entsprechenden Steuerkreis mit einer elektrischen Stromquelle, wie z.B. einer 12-Volt-Batterie, des Schleppfahrzeuges verbunden. Zur Betätigung der Bremse 10 wird über den Steuerkreis die Spule 37 erregt, die ein Magnetfeld aufbaut, welches den Kern 14 axial an den Kern 12 anzieht, so daß deren konische Flächen 28 und 30 in Reibuhgskontakt mit dem endlosen Keilriemen 20 gebracht werden und die Rotation der Nabe "Β und des von ihr getragenen Kernes 14 relativ zum ortsfesten Kern 12 gehemmt und verhindert wird, so daß das mit der Bremse ausgerüstete Fahrzeug abgebremst und zum Stehen gebracht wird.

Die Bremswirkung wird aufgehoben, wenn die Stromzufuhr zur Spule 37 unterbrochen wird, so daß der Kern 14 axial von

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dem Kern 12 abgelöst wird und den Keilriemen 20 freigibt. Es ist festgestellt worden, daß bei stromloser Spule 37 der rotierende Kern 14 nicht an den Keilriemen angreift. Falls erforderlich, kann jedoch auch eine Vorspannung für den Kern 14 leicht vorgesehen werden. Hierzu eignen sich alle bekannten Vorrichtungen, zum Beispiel auch eine Feder 40, welche in dem zylindrischen Raum 42 des Kernes 12 untergebracht sein kann, und mit einem Ende an die hintere Wand 44 des zylindrischen Raumes und mit dem anderen an der Nabenringrippe 46 des Kernes 14 anliegt, wobei der Federendgang einen Endring 48 trägt, der auf die Nabenringrippe 46 einwirkt. Das axiale Ineinandergreifen der Rippenringe 35» 38 und 46 des Kernes 14 und der Rippenringe 50 und 52 des Kernes 12 schafft einen wirksamen Rückfluß für die Spule 37, wodurch die magnetische Kopplung zwischen den Kernen erhöht wird, weil die Feldstärke und die sie begleitenden Kräfte wirksamer werden und der Kern 14 fester vom Kern 12 angezogen wird.

Die Verwendung eines endlosen Keilriemens 20 aus einem Bremsbelagmaterial, der zwischen den in festen Kontakt bringbaren Reibungsflächen 28 und 30 gehalten wird, führt zu einer kompakten und hochwirksamen Bremsvorrichtung,

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die billig in der Herstellung und in der Montage ist. Der endlose Keilriemen und die gegenüberliegenden Reibungsflächen kompensieren die Abnutzung, so daß die Bremse im wesentlichen wartungsfrei ist.

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Claims

3 22460U Patentanspr ü c h e

1.) Elektrische Fahrzeugbremse für Fahrzeuge mit Achsen und Radnaben,

gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Kern (12, 14), die beide mit im wesentlichen gegeneinander gerichteten und mit Abstand voneinander angeordneten Reibungsflächen (30, 28) ausgestattet sind, die eine zylindrische Umfangsnut (31) mit im wesentlichen V- oder keilförmigen Querschnitt bilden; und durch einen endlosen Riemen (20) mit einem im wesentlichen V- oder keilförmigen Querschnitt, welcher einen Ring aus Bremsbelagmaterial darstellt undin der Umfangsnut (31) zwischen den gegeneinander gerichteten Reibungsflächen (30, 28) gehalten wird; und durch einen Elektromagnet (37), der in einem der Kerne (12) angeordnet und bei Erregung geeignet ist, die Kerne (12, 14) zueinander und ihre Reibungsflächen (30, 28) in Reibungskontakt mit dem endlosen Riemen (20) zu bewegen; und dadurch, daß einer der Kerne.(12) so ausgebildet ist, daß seine nicht rotierbare Anordnung im Verhältnis zur Rotation des oder der Fahrzeugräder· möglich ist, und daß der andere Kern (14) so ausgebildet ist, daß

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er mit der rotierbaren Radnabe (18) verbunden werden kann, und daß einer der Kerne (14) so angeordnet und befestigt ist, daß er im wesentlichen axial an den anderen Kern (12) heranbewegt und von diesem abgezogen werden kann.

2. Fahrzeugbremse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (12, 14) eine im wesentlichen zylindrische Form haben und daß einer der Kerne (12) an der Fahrzeugachse (16) und der andere konzentrisch an einem Flansch (26) der Radnabe (18) angeordnet ist.

3. Fahrzeugbremse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet eine Spule (37) aus elektrisch leitendem Draht besitzt, welche die Fahrzeugachse (16) umgibt, und in einem Kern (12) in einer Ringnut (36) angeordnet ist, in welche ein im wesentlichen axialer Rippenring (38) des anderen Kernes (14) bis zur Spule (37) hineinbewegt v/erden kann.

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4. Fahrzeugbremse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kerne (12) am Boden der Umfangsnut

(31) mit einem radial nach außen gerichteten Kragen

(32) ausgestattet ist, welcher den Keilriemen (20) auf dem Kern (12) hält, wenn mindestens eine der Reibungsflächen (28) ausser Kontakt mit dem Keilriemen gebracht wird.

5. Fahrzeugbremse nach Anspruch 4₉
dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach außen gerichtete Kragen (32) des Kernes (12) angeordnet ist, um eine zylindrische Aufnahme- und Haltefläche (33) für den Keilriemen (20) zu bilden, wenn mindestens .eine der Reibungsflächen (28) äußer Kontakt mit dem Keilriemen gebracht wird.

6. ^Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug,

gekennzeichnet durch eine Radnabe (18) und einen ersten und einen zweiten Kern (12, 14) von denen jeder mit einer Reibungsfläche (30, 28) versehen ist, die gegeneinander gerichtet sind, mit einem Abstand voneinander angeordnet gehalten werden und eine Umfangsnut (31) mit einem im wesent-

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lichen V- oder keilförmigen Querschnitt bilden, dass ein endloser Riemen (20), der einen Ring mit im wesentlichen V- oder keilförmigen Querschnitt bildet, zwischen den Reibungsflächen (30, 2Θ) auf der Umfangsnut (31) gehalten wird, daß einer der Kerne (14) konzentrisch mit und auf der Radnabe (18) mit dieser rotierbar und im wesentlichen axial verschiebbar zum anderen Kern und von diesem ab angeordnet ist, daß der andere Kern (12) im wesentlichen koaxial zur Radnabe (18) angeordnet und für eine ortsfeste Befestigung im Verhältnis zum Fahrzeugrad ausgebildet ist, und daß ein Elektromagnet (37) in einem der Kerne (12, 14) gehalten wird, der im erregten Zustand geeignet ist, die Kerne aneinander zu ziehen und ihre Reibungsflächen (30, 28) in einen festen Kontakt mit dem endlosen Keilriemen (20) zu bringen.

7. Bremsvorrichtung'nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kerne (14) geeignet ist, auf einer Achse (16) sich frei zu drehen, die wiederum geeignet ist, mit der Nabe (18) in Verbindung gebracht zu werden.

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8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch . .

eine Achse (16) _t die mit der Nabe (18) verbunden ist, und in einem Kern (12) rotierbar gehalten wird.

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