DE2614321A1

DE2614321A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2614321A1
Application number: DE19762614321
Authority: DE
Inventors: Donald Dixon Johannesen
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1975-04-02
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1976-10-21
Also published as: GB1497242A; AU497621B2; CA1030881A; DE2614321C2; JPS6021256B2; IT1058886B; US4109765A; AU1222576A; FR2306372A1; FR2306372B1; JPS51123474A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit einem feststehenden Bremsträger, mit zwei Reibkörpern, die jeweils bei einer der Bremsflächen einer Bremsscheibe angeordnet sind, und mit einem verschiebbar auf dem Bremsträger angeordneten, die Bremsscheiben übergreifenden, gehäuseförmigen Bremssattel, der eine Betätigungseinrichtung trägt, durch welche beim Betätigen der Bremse der eine
Reibkörper direkt und der andere Reibkörper vermöge der vom Bremssattel übertragenen Reaktionskraft bremsend an die ihm zugeordnete der Bremsflächen angelegt wird.

Die meisten der bekannten Scheibenbremsen werden direkt durch Beaufschlagung mit hydraulischem Druckmittel betätigt. Infolgedessen werden Scheibenbremsen bisher hauptsächlich bei Personenkraftwagen oder verhältnismäßig kleinen Lastwagen eingesetzt, die mit einer
hydraulischen Bremsanlage ausgerüstet sind. Da bis jetzt noch kei-

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ne zuverMssig arbeitende Betätigungseinrichtung zum Feststellen der Bremse entwickelt worden ist, die in größerem Ausmaß in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann, werden bisher Scheibenbremsen nur bei den Vorderrädern des Fahrzeuges verwendet. Damit können die Hinterräder des Fahrzeuges mit einer Trommelbremse versehen werden, der eine Betätigungseinrichtung zum Feststellen zugeordnet ist. Es besteht somit ein Bedürfnis für eine zuverlässig arbeitende mechanische Betätigungseinrichtung für eine Scheibenbremse, nicht nur damit die bekanten hydraulischen Scheibenbremsen mit einer Feststelleinrichtung zum Arbeiten als Standbremse versehen werden können, sondern auch weil eine zuverlässig arbeitende mechanische Betätigungseinrichtung das Betätigen von Scheibenbremsen mittels Druckluft ermöglicht. Da die meisten großen Transportfahrzeuge mit Druckluftbremsanlagen versehen sind, besteht ein Bedürfnis nach einer druckluftbetätigbaren Scheibenbremse starker Belastbarkeit. Da Druckkiftbremsanlagen im allgemeinen mit erheblich geringeren Drucken betrieben werden als bekannte hydraulische Bremsanlagen, muß einer druckluftbetätigten Scheibenbremse eine mit gutem Wirkungsgrad arbeitende, eine Vervielfachung der Betätigungskraft bewerkstelligende mechanische Einrichtung zugeordnet werden, damit ein ausreichendes Bremsdrehmoment erzeugt werden kann. Bekannte mechanische Betatigungseinrichtungen für Scheibenbremsen sind verhältnismäßig teuer, lassen sich schwer herstellen, und führen auch ansonsten zu Schwierigkeiten.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine mechanische Betätigungseinrichtung für Scheibenbremsen von Kraftfahrzeugen ge-

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schaffen werden, bei der der gesamte Kontakt zwischen dem die Bremse betätigenden Teil der Einrichtung und dem feststehenden Teil der Einrichtung eine Rollberührung ist, so daß ohne Verwendung von Drucklagern die Reibung auf einem möglichst kleinen Wert gehalten werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Scheibenbremse der eingangs beschriebenen Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Betätigungseinrichtung aufweist: ein verschiebbar im Bremssattel angeorunetes und in Anlage an den einen Bremskörper bewegbares kraftübertragendes Teil, einen Hebel mit zwei an einem seiner Enden angeordneten Nockenflächen, von denen eine auf einer Wand des Bremssattels rollend abgestützt ist, so daß der Hebel bezüglich des Bremssattels rollen kann, und zumindest einen Körper, der rollend mit der anderen Nockenfläche und mit einer gegenüberliegenden Fläche auf dem kraftübertragenden Teil in Berührung steht, so daß das kraftübertragende Teil bei Aktivierung einer am anderen Ende des Hebels angreifenden Antriebseinrichtung auf die Bremsscheibe zu gedrückt wird.

Die erfindungsgemäße Scheibenbremse hat ferner den Vorteil, daß sich die Betätigungseinrichtung infolge ihres Aufbaues von selbst ausrichtet; damit brauchen keine engen Fertigungstoleranzen eingehalten zu werden, um ein richtiges Zusammenwirken der Teile in der zusammengebauten Scheibenbremse sicherzustellen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles

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unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Scheibenbremse mit einer mechanischen Betätigungseinrichtung .

In der Zeichnung ist eine insgesamt mit Io bezeichnete Scheibenbremse gezeigt, die eine Bremsscheibe 12 mit Bremsflächen 14,16 aufweist. In der Nachbarschaft der Bremsflächen 14,16 der Bremsscheibe 12 sind Reibkörper 18,2o angeordnet, die bei Betätigung der Bremse so unter Druck an die Bremsflächen 14,16 anlegbar sind, daß sie unter Reibung auf diesen laufen. Die Scheibenbremse Io weist ferner einen insgesamt mit 22 bezeichneten Bremssattel auf, der als Gehäuse ausgebildet ist. Der Bremssattel 22 ist verschiebbar auf einem feststehenden Bremsträger 24 angeordnet. Der feststehende Bremsträger ist starr mit einem nicht umlaufenden Teil des Fahrzeuges verbunden, z.B. mit einem nicht gezeigten Achsgehäuse. Die verschiebbare Anordnung des Bremssattels 22 auf dem Bremsträger 24 erfolgt auf irgendeine der dem Fachmann bekannten Weisen.

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Zum Bremssattel 22 gehört ein Gehäuse/für eine Betätigungseinrichtung, ein Brückenabschnitt 28 und ein Stirnabschnitt 3o. Das Gehäuse 26 erstreckt sich im wesentlichen parallel zu der Bremsfläche 14 der Bremsscheibe 12; der Brückenabschnitt 28 erstreckt sich quer über den Rand der Bremsscheibe 12; und der Stirnabschnitt 3o erstreckt sich im wesentlichen parallel zu der Bremsfläche 16 in radialer Richtung nach innen. Der Reibkörper 2o ist auf dem nach

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innen verlaufenden Stirnteil 3o des Brerassattels 2o angeordnet; der Reibkörper 18 ist in Drehrichtung in dem Drehmoment aufnehmenden Bremsträger 24 festgelegt. Ein Kolben 32 liegt am Reibkörper 18 an. Der Kolben 32 ist verschiebbar in einer größeren Durchmesser aufweisenden, innerhalb des Gehäuses 26 ausgebildeten Bohrung 34 angeordnet. Ein kraftübertragender Stößel 36 ist verschiebbar in einer kleineren Durchmesser aufweisenden Bohrung 38 angeordnet, die ebenfalls im Gehäuse 26 ausgebildet ist. Der kraftübertragende Stößel 36 steht in die größeren Durchmesser aufweisende Bohrung 34 hinein über und endet in eher Stirnfläche 4o, die in Anlage an die Hinterseite 42 des Kolbens 32 bewegbar ist, um den letzteren und damit den Reibkörper 18 in Richtung auf die Bremsfläche 14 zu zu drücken. Wenn der Reibkörper 18 in Anlage an die Bremsfläche M gebracht worden ist, drücken infolge der verschiebbaren Anordnung des Bremssattels 22 über den Brückenteil 28 und den nach innen verlaufenden Stirnteil 3o übertragene Kräfte den Reibkörper 2o seinerseits an die Bremsfläche 16, so daß er reibend an dieser anliegt. Damit ist die Bremse angelegt. Natürlich können der kraftübertragende Stößel 36 und der Kolben 32 mit einer geeigneten automatischen Nachstelleinrichtung versehen sein, die beim Entlasten der Bremse das Zurückfahren der Reibkörper 18,2o auf eine konstante, vorgegebene Strecke begrenzen.

Die Scheibenbremse Io weist ferner eine insgesamt mit 44 bezeichnete mechanische Betätigungseinrichtung auf. Zu der Betätigungseinrichtung 44 gehört ein Hebel 46, der an seinem einen Ende mit einer Ausnehmung 48 versehen ist. In der Ausnehmung 48 findet ein

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geeignetes Antriebsglied Aufnahme, z.B. die Abtriebsstange 5o eines herkömmlichen pneumatischen Stellmotors. Statt dessen kann Jn der Ausnehmung 48 ein mit einem Seil verbundenes Teil Aufnahme finden, so daß die mechanische Betätigungseinrichtung 44 bei einer mittels hydraulischen Druckmittels betätigten Scheibenbremse als Feststellbremse verwendet werden kann. Eine der Bremsscheibe gegenüberliegende Kante 52 des Hebels 46 weist eine bogenförmige Nockenfläche 54 auf. Die letztere liegt rollend an einer im wesentlichen ebenen Oberfläche 56 eines gehärteten Eins±.zes 58 an. Der Einsatz 58 ist fest mit dem Bremssattel 22 verbunden.

Die Nockenfläche 54 ist ein Segment eines Kreisbogens, dessen Mittelpunkt bei 0, liegt und der einen Radius R, aufweist. In der Kante 52 des Hebels 46 ist ferner eine Ausnehmung 6o vorgesehen, in der ein Stift 62 unter verhältnismäßig großem Spiel Aufnahme findet. Durch den Stift 62 wird der Hebel 46 in der in der Zeichnung gezeigten Stellung gehalten, wenn die Bremse entlastet ist. Eine der Kante 52 gegenüberliegende Kante 64 des Hebels 46 weist eine insgesamt mit 66 bezeichnete Ausnehmung auf. Der Boden der Ausnehmung 66 weist zwei bogenförmige Vertiefungen 68,7o auf, die über eine bogenförmige Nockenfläche 72 verbunden sind. Die Nockenfläche 72 hat ebenso wie die Nockenfläche 54 die Form eines einfachen Kreisbogens, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens bei 0-liegt und sein Radius R, ist. Der Mittelpunkt 0_ des Kreisbogens der Nockenfläche 72 ist um eine sehr kleine Strecke e vom Mittelpunkt 0, der kreisbogenförmigen Nockenfläche 54 entfernt. Steht der Hebel 46 in der in der Zeichnung gezeigten, der entlasteten

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Bremse entsprechenden Stellung, so befindet sich ein im wesentlichen kugelförmiger, kraftübertragender Rollkörper 74 in der Vertiefung 68. Die in der Zeichnung rechts gelegene Stirnfläche des kraftübertragenden Stößels 36, die in der Zeichnung insgesamt mit 76 bezeichnet ist, weist eine gestreckte Ausnehmung 78 auf. Der kraftübertragende Rollkörper 74 greift in die Ausnehmung 78 ein, deren Abmessung in Längsrichtung größer als der Durchmesser des Rollkörpers 74 ist; zugleich greift der Rollkörper in die im Hebel 46 ausgebildete Vertiefung 68 ein. Durch eine Feder 8o ist der kraftübertragende Stößel 36 in der Zeichnung federnd nach rechts vorgespannt; hierdurch wird der kraftübertragende Rollkörper in der in der Zeichnung gezeigten Stellung gehalten.

Der Hebel 46 hat ferner eine die Kanten 52 und 64 verbindende untere Kante 82. Eine insgesamt mit 84 bezeichnete Blattfeder weist einen an der unteren Kante 82 des Hebels 46 anliegenden Arm 86 und einen zweiten, an der Wand des Gehäuses 26 anliegenden Arm 88 auf. Durch die Blattfeder 84 wird der Hebel 46 federnd in die die Bremse entlastende Stellung gedrückt, die in der Zeichnung durch ausgezogene Linien dargestellt ist. Durch die Blattfeder 84 wird beim Freigeben der Bremse der Hebel 46 ferner im Uhrzeigersinn gekippt, so daß der Stift 62 wieder in die Ausnehmung 6o eingreifen kann, wenn zuvor die Ausnehmung 6o beim Anlegen der Bremse vom Stift 62 herunterbewegt worden ist.

Die oben beschriebene Scheibenbremse arbeitet wie folgt:

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In der Zeichnung ist die Stellung der verschiedenen Teile der Betätigungseinrichtung, die diese bei entlasteter Bremse einnehmen, durch ausgezogene Linien dargestellt; durch gestrichelte Linien sind die Teile der Betätigungseinrichtung in der Stellung dargestellt, die sie beim vollen Anlegen der Bremse einnehmen. Soll die Bremse angelegt werden, so wird die Abtriebsstange 5o in der Zeichnung im wesentlichen nach links bewegt, und hierdurch wird der Hebel 46 über die Nockenfläche 54 auf dem Einsatz 58 entgegen dem Uhrzeigersinn verkippt. Beim Abrollen der Nockenfläche 54 auf dem Einsatz 58 und dem entsprechenden Verschwenken des Hebels 46 wird der kraftübertragende Rollkörper 74 aus der Vertiefung 68 heraus und über die Nockenfläche 72 hinweggedrückt. Hierdurch wird der Rollkörper 74 in der Zeichnung nach unten und nach links gedrückt, so daß er die in der Zeichnung durch gestrichelte Linien wiedergegebene Stellung einnimmt. Beim Hinüberdrücken des Rollkörpers 74 über die Nockenfläche 72 hinweg wird der kraftübertragende Stößel 36 in der Zeichnung nach links bewegt. Damit werden die Reibkörper 18,2o bremsend an die ihnen zugeordnete Bremsfläche 14 bzw. 16 der Bremsscheibe 12 angelegt, wie oben schon genauer beschrieben worden ist.

Läßt man eine Kraft auf den Hebel 46 einwirken, so ist die den Stößel 36 in der Zeichnung nach links drückende Kraft um ein Vielfaches größer als die durch die Abtriebsstange 5o auf den Hebel ausgeübte Kraft. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die zwischen dem Mittelpunkt 0, und dem Mittelpunkt 0- liegende Strecke e, die den auf den Stößel 36 arbeitenden Hebelarm bestimmt, nur

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einen kleinen Bruchteil der zwischen der Ausnehmung 48 und dem Mittelpunkt Q^ liegende Strecke f darstellt, die den primären Hebelarm f vorgibt. Da das Hebelverhältnis des Hebels 46 gleich dem ¥erh\ältnis f geteilt durch e ist, ist dieses ¥erhältnis von beachtlicher Größe. Damit wird am Hebel 46 eine recht große Vervielfachung der Kraft erhalten.

Man erhält so eine extrem wirksam arbeitende Betätigungseinrichtung für Scheibenbremsen, die die erforderlichen Bremskräfte ausgehend von Kräften erzeugen kann, wie sie von druckluftbeaufschlagten Stellmotoren erzeugt werden.

Wie oben schon beschrieben, stellen die Feder So und die Blattfeder 84 die Teile der Scheibenbremse bei Entlastung der Bremse in die in der Zeichnung durch ausgezogene Linien wiedergegebene Stellung zurück. Durch Eingreifen des Stiftes 6 2 in die Ausnehmung 6o in der oben beschriebenen Art und Weise ist ein richtiges Fluchten des Hebels 46 bei entlasteter Bremse sichergestellt.

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Claims

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Patentansprüche

Scheibenbremse mit einem feststehenden Bremsträger, mit zwei Reibkörpern, die jeweils bei einer der Bremsflächen einer Bremsscheibe angeordnet sind, und mit einem verschiebbar auf dem Bremsträger angeordneten, die Bremsscheibe übergreifenden, gehäuseförmigen Bremssattel, der eine Betätigungseinrichtung trägt, durch welche beim Betätigen der Bremse der eine Reibkörper direkt und der andere Reibkörper vermöge der vom Bremssattel übertragenen Reaktionskraft bremsend an die ihm zugeordnete der Bremsflächen angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (44) aufweist: ein verschiebbar im Bremssattel (22) angeordnetes und in Anlage an den einen Bremskörper (18) bewegbares kraftübertragendes Teil (36), einen Hebel (46) mit zwei an einem seiner Enden angeordneten Nockenflächen (54,72), von denen eine auf einer Wand (56) des Bremssattels (22) rollend abgestützt ist, so daß der Hebel (46) bezüglich des Bremssattels (22) rollen kann, und zumindest einen Körper (74), der rollend mit der anderen Nockenfläche (72) und mit einer gegenüberliegenden Fläche (78) auf dem kraftübertragenden Teil (36) in Berührung steht, so daß das kraftübertragende Teil bei Aktivierung einer am anderen Ende des Hebels (46) angreifenden Antriebseinrichtung (5o) auf die Bremsscheibe zu gedrückt wird.

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2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (5o) einen druckmittelbeaufschlagten Stellmotor aufweist.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenflächen (54,72) durch kreisbogenförmige Kurven begrenzt sind.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der kr: isbogenförmigen Kurven im wesentlichen durch einen Kreisbogen gebildet ist, wobei die Mittelpunkte (0,, O2) der Kreisbogen voneinander entfernt sind.

5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß eine der Nockenflächen (54) auf einer der Bremsscheiben (12) gegenüberliegenden Kante (52) des Hebels (46) ausgebildet ist und die andere Nockenfläche (72) auf der anderen, der Bremsscheibe (12) zugewandten Kante (64) des Hebels (46) ausgebildet ist und einer kreisbogenförmigen Vertiefung (68) benachbart ist, und daß der Hebel (4 6) den Körper (74) aus der Vertiefung (68) heraus und in Anlage an die andere Nockenfläche (72) drückt, wenn eine Kraft auf den Hebel (46) einwirkt, so daß das kraftübertragende Teil (36) in Richtung auf die Bremsscheibe (12) zu gedrückt wird.

6. Bremsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der anderen Nockenfläche (72) vom Rand der Vertie-

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fung (68) ausgeht und das andere Ende der anderen Nockenfläche (7 2) in einer zweiten Vertiefung (7o) ausläuft, und daß der Körper (74) bei Einwirkung einer Kraft auf den Hebel (46) aus der ersten Vertiefung (68) heraus und über die andere Nockenfläche (72) hinweg in die zweite Vertiefung (7o) gedrückt wird.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide der Vertiefungen (68,7o) und die andere Nockenfläche (7 2) in einer Ausnehmung (66) ausgebildet sind, die auf der anderen Kante (64) des Hebels (46) ausgebildet ist.

8. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Feder (84), die den Hebel (46) in die Stellung zur Entlastung der Bremse drückt.

9. Scheibenbremse nach Anspruch 8 in Verbindung mit einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (46) eine die gegenüberliegenden Kanten (52,64) verbindende Kante (8 2) aufweist, und die Feder (84) an dieser verbindenden Kante (84) angreift.

Io. Scheibenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (84) eine Blattfeder mit zwei Armen (86,88) ist, wobei ein erster (88) der Arme an der Wand des als Gehäuse ausgebildeten Bremssattels (22) abgestützt ist und der andere Arm (86) an der verbindenden Kante (84) des Hebels (46) angreift.

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11. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 5-lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (46) eine auf seiner einen Kante (5 2) ausgebildete Ausnehmung (6o) aufweist, und daß ein vom Bremssattel (22) getragener Stift (62) in die Ausnehmung (6o) eingreift, wenn der Hebel (46) in der Stellung steht, in der die Bremse entlastet ist.

12. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-11, gekennzeichnet durch einen vom Bremssattel (22) getragenen Einsatz (58) mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche (56) , die dem Hebel (46) gegenüberliegt und die Nockenfläche (54) abstützt.

13. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem kraftübertragenden Teil (36) vorgesehene, dem Körper (74) zugewandte Oberfläche eine Ausnehmung (78) aufweist, in die der Körper (74) eingreift.

14. Scheibenbremse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (74)im wesentlichen Kugelform aufweist.

15. Scheibenbremse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (78) gestreckte Form aufweist und in Längsrichtung größere Abmessung hat als dem Durchmesser des Körpers (74) entspricht.

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