DE2402473A1

DE2402473A1 - Auseinanderspreizbare scheibenbremse

Info

Publication number: DE2402473A1
Application number: DE2402473A
Authority: DE
Inventors: Piotr Ostrowski
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1973-01-20
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2214836B1; US4004657A; BR7400355D0; FR2214836A1; GB1443320A

Description

Äuseinanderspreizbare Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine auseinanderspreizbare Scheibenbremse, mit umlauf enden Reibscheiben, die mit zwischen ihnen angeordneten Druckplatten an in einem ortsfesten Gehäuse sich gegenüberliegenden radialen Flächen zur Anlage bringbar sind, und mit Kugeln, die in miteinander zusammenwirkenden, entgegengesetzt geneigten Ausnehmungen, welche in einander zugewandten Flächen der Druckplatten ausgebildet sind, angeordnet sind, wobei die Bremsbetätigung ausgelöst wird durch Verdrehen der Druckplatten gegeneinander, die sich sodann voneinander weg zur Anlage an den Reibscheiben bewegen, welche zur Anlage an den radialen Flächen im Gehäuse gedrängt werden, und wobei die Druckplatten in der Drehung der Reibscheiben mitgenommen werden, bis eine von ihnen durch Anfahren einer an ihr ausgebildeten Nase an einem Anschlag im Gehäuse stillgesetzt wird und die fortgesetzte Winkelbewegung der anderen Druckplatten eine selbstverstärkende oder Servowirkung hervorruft .

Die die Bremsbetätigung auslösende Winkelbewegung der Druckplatten wird auf mechanische Weise mit einem Paar Gelenkstangen bewirkt, die zwischen an den Druckplatten in radialer

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Richtung vorspringenden Nasen angeschlossen und an ihrer gemeinsamen Verbindungsstelle mit einer Zugstange verbunden sind.

In der Besehreibung und den Patentansprüchen der DTOS 2 127 396 ist eine Bremse der vorbeschriebenen Art offenbart, bei der die Bremsbetätigung auslösende Y/inkelbewegung der Druckplatten auf hydraulischem Wege mit einer Betätigungsvorrichtung vorgenommen wird, die ein Zylinder-Kolben-Aggregat aufweist, dessen Achse im wesentlichen rechtwinklig zur Bremsenachse verläuft, und wobei der Kolben über eine teilkugelige Schwenk- und Axialdruck-Koppelungseinrichtung auf die mit beträchtlichem Spiel durch die Betätigungsvorrichtung hindurchgeführte Zugstange wirkt.

Ist bei gespannter Bremse in der teilkugeligen Koppelungseinrichtung zu großes Reibungsdrehmoment vorhanden, neigt die Bremse zum Rupfen und die Beherrschung des Bremsvorganges geht verloren. Diese Schwierigkeit hat ihre Ursache in der Größe des erforderlichen Kugelradius und macht zu ihrer Überwindung entweder die Verkleinerung des Lagerradius oder die Herabsetzung der Reibung notwendig. Jedoch besteht eine Grenze, unterhalb deren die Verwendung eines teilkugeligen Lagers aufgrund der dabei auftretenden Belastungen und der Abmessungen des Aggregates unzweckmäßig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auseinanderspreizbare Scheibenbremse zu schaffen, der der vorerwähnte Nachteil nicht anhaftet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Schwenk- bzw. schwenkbaren Zapfenlagers gelöst.

Bei Betätigen der Bremse bewegen sich die Nasen an den Druckplatten in Umfangsrichtung um die Bremsenachse herum und nehmen die Gelenkstangen und das innere Ende der Zugstange mit.

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Das innere Ende der Zugstange schwingt somit in einer zur Bremsenachse im wesentlichen normalen Ebene. Soll Verdrehen und Biegen der Zugstange verhindert werden, ist es daher wesentlich, daß die Achse der Schwenk- bzw. schwenkbaren Koppelungseinrichtung bzw. Kupplung zur Bremsenachse im wesentlichen parallel bleibt.

Dies wird erfindungsgemäß durch Verkeilen der schwenkbaren Kupplung mit dem Bauteil der Betätigungsvorrichtung erreicht, das fest mit dem Bremsgehäuse verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausbildungsform einer Scheibenbremse der eingangs erwähnten Art, bei der die die Bremsbetätigung auslösende Winkelbewegung der Druckplatten mit einer mit Druckmitteldruck arbeitenden Betätigungsvorrichtung bewirkt wird, die auf einen Anschlag an einer die Betätigungsvorrichtung mit beträchtlichem Spiel durchdringenden Zugstange wirkt und Zylinder- und Kolbenelemente aufweist, deren Achse im wesentlichen normal zur Bremsenachse verläuft und von denen ein Element gegenüber dem Gehäuse starr festgehalten ist und das andere Element über eine Axialdruck-Kupplung auf den Anschlag wirkt, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Axialdruck-Kupplung eine schwenkbare Kupplung ist, die Bewegung der Zugstange relativ zum anderen Element in nur einer Ebene der Bremse zuläßt, und durch unmittelbares oder mittelbares Verkeilen mit dem festgehaltenen Element gegen Drehung um die Achse der Betätigungsvorrichtung gesichert ist, so daß die Schwenkachse der Kupplung im wesentlichen parallel zur Bremsenachse gehalten ist, wodurch die Ebene, auf die Schwenkbewegung der Zugstange beschränkt ist, zur Bremsenachse im wesentlichen normal verläuft.

Gewöhnlich ist der Zylinder der Betätigungsvorrichtung gegenüber dem Gehäuse festgehalten und der Kolben wirkt über die Kupplung auf die Zugstange.

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Die schwenkbare Kupplung kann unmittelbar mit dem Zylinder verkeilt sein, ist jedoch vorzugsweise zur Sicherung gegen Drehung um die Achse der Betätigungsvorrichtung an einem Druckstück befestigt, das die Kraft vom Kolben auf die Kupplung überträgt und seinerseits mit dem Zylinder verkeilt ist.

Das Druckstück kann selbst mit dem Zylinder verkeilt sein oder als einstückiges oder fest verbundenes Teil des mit dem Zylinder verkeilten Kolbens ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematisher Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine hydraulische Betätigungsvorrichtung, bei der der Kolben voll in die Bremsspannstellung vorgeschoben dargestellt ist,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 durch einen Teil des Kolbens und des Zapfens,

Fig. 3 eine Stirnansicht einer zur in Fig. 1 dargestellten Betätigungsvorrichtung gehörenden Halteplatte,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausbildungsform einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung mit einem zwischen dem Kolben und der schwenkbaren Kupplung angeordneten gesonderten Druckstück, wobei der Kolben und das Druckstück in ihren voll zurückgezogenen Stellungen gezeichnet sind, die sie bei nicht gespannter Bremse einnehmen, und

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Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausbildungsform einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung, deren gedrängte Bauweise durch Verwendung eines an der Zugstange angeordneten Anschlages von im wesentlichen kugeliger Gestalt erreicht ist, wobei der Kolben und das Druckstück in ihren voll zurückgezogenen Stellungen gezeichnet sind.

Es sei zuerst auf die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Betätigungsvorrichtung verwiesen. Eine Zugstange 1 ist an ihrem inneren Ende schwenkbar an die Verbindungsstelle zweier Gelenkstangen anschließbar, die init an den Druckplatten der Bremse in radialer Richtung vorspringenden Nasen verbunden sind.

Die Zugstange durchdringt in Achsenrichtung und mit beträchtlichem Spiel eine Hohlbohrung 2 in einem Kolben 3» der in einer gestuften zylindrischen Bohrung 4 eines zylindrischen Gehäuses 5 arbeitet, das mit Schrauben 6 am ortsfesten Bremsgehäuse 7 befetigt ist. Der Kolben ist mit Dichtungen 8 und abgedichtet.

An der Zugstange ist im Abstand vom äußeren Ende des Kolbens ein Anschlag in Gestalt eines rechteckigen Blockes 10 angebracht und an einer Mutter 11 und an einer Sicherungsmutter abgestützt. Der Block 10 ist mit quer verlaufenden Zapfenstiften 13 versehen, deren Enden in teilzylindrischen Nuten 14, welche in nach außen gerichteten Verlängerungen des Kolbens ausgebildet sind, schwenkbar so aufgenommen sind, daß die Zugstange gegenüber dem Kolben in einer einzigen Ebene schwenkbar ist. Der Kolben ist mit einer Druckfeder 15 belastet, die in einer mit Schrauben 16' am Gehäuse 5 befestigten glockenförmigen Schutzhaube 16 untergebracht ist.

Um den Kolben unter Wahrung seiner Verschiebbarkeit

gegen Winkelbewegung zu sichern, ist zwischen die Schutzhaube 16 und das Gehäuse 5 eine mit Aussparung versehene

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Halteplatte 17 mit dem in Fig. 3 gezeichneten Umriß eingeklemmt,

Die Halteplatte weist eine Aussparung 18 auf, die im Durchmesser größer ist als der Kolben, von deren Rand jedoch diametral sich gegenüberliegende, bogenförmige Zungen 19 nach innen ragen und verschieblich in einen geradflankigen Schlitz 21 eingreifen, der auf einem Teil der axialen Länge des Kolbens diametral ausgebildet ist und ebenfalls den Block 10 aufnimmt.

Die Zungen 19 bilden auch einen Anschlag, der die nach außen gerichtete Bewegung des Kolbens in seiner der größten Hublänge entsprechenden und in Pig. 1 gezeichneten Stellung begrenzt.

Zwischen die Feder und das innere Ende des Kolbens ist ein aus Nylon hergestellter Ring 22 eingesetzt, der an seinen inneren Enden (nicht gezeichnete) teilzylindrische Ausnehmungen aufweist, die über die Zapfenstifte greifen und zu deren weiterer Abstützung dienen.

Verstellen des Blockes 10 an der Zugstange erfolgt durch Drehen der Mutter 11 nach Lösen der Sicherungsmutter 12.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung gezeigt, die das Nachstellen um vorbestimmte Schrittbeträge erleichtert. Diese Einrichtung ist aus elastischem Blech hergestellt bzw. geformt und umfaßt eine zwischen den Block 10 und die Mutter 11 eingesetzte Zwischenscheibe mit einem Paar sich gegenüberliegender Arme 23, die die Seiten oder Flanken des Zapfenblockes erfassen, und mit einem weiteren Paar Arme 24, die an sich gegenüberliegenden Ecken der Kutter 11 angreifen. Die Arme 24 sind in Anpassung an den Umriß der Mutter V-förmig ausgebildet. Wird die Mutter zum Nachstellen gedreht, wird ein Knacken erzeugt, wenn die Arme 24 von einer Ecke zur anderen über die Oberfläche der Mutter hinweggleiten.

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Es sei nun die in Fig. 4 dargestellte zweite Ausbildungsform der Betätigungsvorrichtung beschrieben, bei der entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Diese Betätigungsvorrichtung ist der an erster Stelle beschriebenen ähnlich, unterscheidet sich von dieser jedoch dadurch, daß zwischen dem Kolben und den Zapfenstiften 13 ein Druckstück 25 eingesetzt ist, wobei die Ausnehmungen zur Aufnahme der Zapfenstifte im äußeren Ende des Druckstückes 25 ausgebildet sind. Der Kolben 3 liegt am inneren Ende des Druckstüekes an. Das Druckstück umfaßt einen massiven zylindrischen Körper, in dem ein geradflankiger diametraler Schlitz 26 ausgebildet ist, welcher sich in Achsenrichtung vom äußeren Ende des Druckstüekes ausgehend über etwa zwei Drittel dessen axialer Länge erstreckt. Bei dieser Betätigungsvorrichtung ist das Druckstück das Bauteil, das mit dem Zylinder verkeilt ist, und zwar mit den nach innen ragenden Zungen 19 der Halteplatte 17, die in den Schlitz 26 eindringen.

Die Hydraulikdichtungen 8 und 9 dieser Betätigungsvorrichtung sind L-förmig ausgebildet und passen in Ausnehmungen im Kolben 3.

Der Nylon-Ring 22 weist in diesem Beispiel an seinem inneren Ende eine Ausnehmung 27 auf, in die die Zungen 19 der Halteplatte 17 eindringen, sobald der Kolben 3 und das Druckstück 25 ihre voll zurückgezogenen Stellungen einnehmen.

Schließlich sei auf eine weitere, in Fig. 5 gezeigte Betätigungsvorrichtung verwiesen. Auch diese weist ein gesondertes Druckstück 25 auf. Der Block 10 ist von im wesentlichen kugeliger Gestalt und erlaubt eine gedrängtere Bauweise des Druckstüekes, das zur Aufnahme des Blockes mit Spiel lediglich eine zylindrische Bohrung 29 aufweist. Zum Verkeilen des Druckstüekes mit der Halteplatte 17 dienen sich gegenüberliegende Nuten 28, die sich in Achsenrichtung über die ganze Länge des Druckstüekes erstrecken.

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Es sei darauf hingewiesen, daß zum Verkeilen der schwenkbaren Kupplung mit dem ortsfesten bzw. festgehaltenen Bauteil der Betätigungsvorrichtung beliebige Mittel verwendet sein können.

Die Verbindung zwischen der Zugstange und dem beweglichen Bauteil der Betätigungsvorrichtung kann mit einem Stift und einem Gabelkopf oder einer äquivalenten Einrichtung hergestellt sein.

/Ansprüche 409832/0748

Claims

ANSPRUCHE

ι Auseinanderspreizbare Scheibenbremse, mit umlaufenden Reibscheiben, die mit zwischen ihnen angeordneten Druckplatten an in einem ortsfesten Gehäuse sich gegenüberliegenden radialen Flächen zur Anlage bringbar sind, und mit Kugeln, die in miteinander zusammenwirkenden, entgegengesetzt geneigten Ausnehmungen, welche in einander zugewandten Flächen der Druckplatten ausgebildet sind, angeordnet sind, wobei die Bremsbetätigung ausgelöst wird durch Verdrehen der Druckplatten gegeneinander, die sich sodann voneinander weg zur Anlage an den Reibscheiben bewegen, welche zur Anlage an den radialen Flächen im Gehäuse gedrängt werden, und wobei die Druckplatten in der Drehung der Reibscheiben mitgenommen werden, bis eine von ihnen durch Anfahren einer an ihr ausgebildeten Nase an einem Anschlag im Gehäuse stillgesetzt wird und die fortgesetzte Winkelbewegung der anderen Druckplatten eine selbstverstärkende oder Servowirkung hervorruft, und bei der die die Bremsbetätigung auslösende Winkelbewegung der Druckplatten mit einer mit Druckmitteldruck arbeitenden Betätigungsvorrichtung bewirkt wird, die auf einen Anschlag an einer die Betätigungsvorrichtung mit beträchtlichem Spiel durchdringenden Zugstange wirkt und Zylinder- und Kolbenelemente aufweist, deren Achse im wesentlichen normal zur Bremsenachse verläuft und von denen ein Element gegenüber dem Gehäuse starr festgehalten ist und das andere Element über eine Axialdruck-Kupplung auf den Anschlag wirkt, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Axialdruck-Kupplung (13,14) eine schwenkbare Kupplung ist, die Bewegung der Zugstange (1) relativ zum anderen Element (3) in nur einer Ebene der Bremse zuläßt und durch unmittelbares oder mittelbares Verkeilen

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mit dem festgehaltenen Element (5) gegen Drehung um die --.chse der Betätigungsvorrichtung gesichert ist, so daß die schwenkachse der Kupplung (13»14) im wesentlichen parallel zur Bremsenachse gehalten ist, wodurch die Ebene, auf die Schwenkbewegung der Zugstange (1) beschränkt ist, zur Bremsenachse im wesentlichen normal verläuft.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß als an sich bekanntes Kerlanal der Zylinder (5) der Betätigungsvorrichtung gegenüber dem Gehäuse (7) starr festgehalten ist, und daß der Kolben (3) der Betätigungsvorrichtung hohl ausgebildet und über die Kupplung (13>14) an die Zugstange (1) angeschlossen ist.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Kupplung (13» 14) zur Sicherung gegen Drehung um die Achse der Betätigungsvorrichtung an einem Druckstück (25) befestigt ist, das mit dem Zylinder (5) verkeilt und bei gleichachsiger Anordnung mit dem Kolben (3) mit diesem verschiebbar ist, um die vom Kolben (3) ausgeübte Kraft auf die Kupplung (13,14) zu übertragen.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (25) einstückig bzw. fest mit dem Kolben (3) verbunden ist, der mit dem Zylinder (5) verkeilt ist.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Axialdruck-Kupplung (13>14) zwei Zapfenstifte (13) aufweist, die fest mit dem Anschlag (10) an der Zugstange (1) verbunden und in Lagern (14) im Druckstück (25) aufgenommen sind.

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6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (10) von einem im wesentlichen kugeligen Block gebildet ist, durch den die Zugstange (1) hindurchdringt, und daß die Aussparung im Druckstück (25) für die Zugstange (1) eine zylindrische Bohrung (29) ist, deren Durchmesser etwas größer gemacht ist als der des Blockes (10), um diesen mit Spiel aufnehmen zu können.
7. Scheibenbremse nach Anspruch 5» "bei der der von der Zugstange durchdrungene Block an einer an der Zugstange schraubig verstellbaren Mutter abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Block (10) und der Mutter (11) eine Haltescheibe eingesetzt ist, die mit zwei Armen (23) Anflächungen am Block (10) übergreift, um gegen Drehung relativ zum Block (10) gesichert zu sein, und weiterhin einen im Querschnitt V-förmigen Arm (24) aufweist, der über eine Ecke der Mutter (11) paßt, um diese in einer eingestellten Lage zu halten.
8. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (14) für die Zapfenstifte (13) teilzylindrische Ausnehmungen im äußeren Ende des Druckstückes (25) sind.
9. Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Ende des Druckstückes (25) ein Ring (22) anliegt, in dem zur weiteren Abstützung der Zapfenstifte (13) teilzylindrische Ausnehmungen ausgebildet sind und der von einer dem Kolben (3) zugeordneten Rückstellfeder (15) in Richtung auf das Druckstück (25) gedrängt ist.
10. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Zylinder (5) befestigte und sich über dessen äußeres Ende erstreckende Lochplatte (17) mit einem Vorsprung (19) versehen ist, der in

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einen sich in Achsenrichtung des Druckstückes (25) erstreckenden Schlitz (21) eindringt, um das Druckstück (25) durch Verkeilen mit dem Zylinder (5) gegen Drehung um seine Achse zu sichern.
11. Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η -

ζ e i chne t, daß der Vorsprung (19) an der Lochplatte (17) als Anschlag wirkt, der nach außen gerichtete Bewegung des Druckstückes (25) durch Anlage am inneren Ende des Schlitzes (21) begrenzt.
12. Scheibenbremse nach Anspruch 10 oder 11, jeweils in Verbindung mit Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des Ringes (22) mit einer Ausnehmung (27) versehen ist, in die der Vorsprung (19) eindringt, sobald der Ring (22) und das Druckstück (25) ihre innersten Stellungen einnehmen.

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