DE2647351A1

DE2647351A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2647351A1
Application number: DE19762647351
Authority: DE
Inventors: Yasuo Karasudani; Hiromi Yazawa
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1975-10-20
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1977-04-21
Also published as: JPS5250470A; FR2328885A1; US4090590A; GB1561147A; IT1070409B

Description

Liedl. Nöih, Zeit ie r

Patentanwälte

ünchen 22 · Steinsdorfstraße 21 - 22 · Telefon 089 / 29 84

I 26T7351

B 8043

TOKICO LTD. ,

6-3, Fujimi 1-chome, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken,

JAPAN

Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse und insbesondere eine Scheibenbremse, die ein relativ niedriges Gewicht sowie ein hohes Widerstandsvermögen gegenüber Erschütterungen aufweist und welche insbesondere für Lastwägen mit großen Abmessungen und dergleichen geeignet ist.

Herkömmliche Scheibenbremsen können im wesentlichen eingeteilt werden in:

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(1) Scheibenbremsen mit einander gegenüberliegenden Kolben, bei denen zwei Kolben zu beiden Seiten einer Bremsscheibe angeordnet sind, die beim Bremsvorgang in Tätigkeit versetzt werden und

(2) Scheibenbremsen vom stationären Typ, bei denen jeweils ein einzelner Kolben auf lediglich einer Seite einer Bremsscheibe angeordnet ist und bei Betrieb des Kolbens ein Bremsbelag direkt gegen eine Seite der Bremsscheibe angedrückt wird, so daß eine Reaktionskraft erzeugt wird, welche bewirkt, daß der andere Bremsbelag, welcher am Gehäuse befestigt ist, gegen die andere Seite der Bremsscheibe gedrückt wird.

Bei der Bremsscheibe mit den einander gegenüberliegenden Kolben sind die hydraulisch zu betätigenden Kolben zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnet. Es ergibt sich hierbei ein direkter und positiver Bremsvorgang. Derartige Scheibenbremsen haben jedoch den Nachteil, daß während des Bremse ns die Gefahr der sogenannten Gassperre, insbesondere der Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes durch Dampfblasenbildung aufgrund der Reibungswärme gegeben.ist und daß die Gesamteinrichtung große Abmessungen aufweist. Die Scheibenbremse vom stationären Typ kann man zwar mit relativ geringen Abmessungen bauen und man kann die Pedalherabsetzung gering halten, jedoch ist bei einer derartigen Bremse unvermeidbar, daß durch das Gehäuse die Abmessungen vergrößert werden und Schwierigkeiten infolge von Erschütterungen auftreten können, wegen mangelnder Widerstandsfähigkeit gegenüber Erschütterungen und Schwingungen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Scheibenbremse zu zeigen, bei der die vorstehenden Nachteile sowie insbesondere die Entstehung der Gassperre in den Hydraulikzuleitungen vermieden sind.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf die beiliegenden Patentansprüche, insbesondere den Hauptanspruch, verwiesen.

Die Erfindung zeigt eine Scheibenbremse mit einer rotierenden Bremsscheibe. Zu beiden Seitender Bremsscheibe sind Bremsbeläge angeordnet. Die Bremsscheibe empfängt eine Bremskraft, insbesondere durch wenigstens einen der Bremsbeläge. Ferner ist ein Körper vorgesehen, welcher einen ersten oder mittleren Zylinder aufweist, in welchem ein mittlerer Kolben, der auf einen der Bremsbeläge wirken kann, untergebracht ist. Wenigstens ein zweiter oder seitlicher Zylinder ist radial und außerhalb dieses mittleren Zylinders angeordnet und enthält einen zweiten Kolben. Ein Querträger wirkt auf den anderen Bremsbelag. Eine Stange dient zur Übertragung der Bewegung des zweiten Kolbens auf den Querträger. Bei Betätigung der Scheibenbremse werden der erste und zweite Kolben in entgegengesetzte Richtungen bewegt, so daß die Bremsbeläge gegen die Scheibenbremse zur Anlage gebracht werden.

Vorteilhaft ist beider Erfindung, daß unter Ausnutzung der Vorteile, welche Scheibenbremsen miteinander gegenüberliegenden Kolben und Scheibenbremsen vom stationären Typ haben, eine direkte Bremswirkung erzielt wird und daß man eine Scheibenbremse mit geringen Abmessungen und niedrigem Gewicht erhält.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer Scheibenbremse gemäß der Erfindung;

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Fig. 2 eine Ansicht von oben dieser Scheibenbremse;

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Pfeilrichtung gesehen in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Pfeilrichtung gesehen in der Fig. 1 und

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 4 eines zweiten Ausführungsbeispieles .

Die Erfindung soll zunächst anhand des Ausführungsbeispieles, welches in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, erläutert werden. Die Scheibenbremse enthält einen Bremskörper 1, welcher an einem nicht näher dargestellten Fahrzeug durch geeignete herkömmliche Mittel angebracht werden kann. Der Bremskörper 1 besitzt eine längliche mittlere Öffnung la. Diese erstreckt sich im rechten Winkel zur Achse des Körpers und enthält eine nicht näher dargestellte rotierende Scheibe. Zwei Bohrungen Ib, Ic an entgegengesetzten Seiten erstrecken sich parallel zur Achse des Bremskörpers 1. Sie erstrecken sich im rechten Winkel zu den längeren Seiten der Öffnung la. Zu dieser Öffung la haben sie gleiche radiale Abstände und befinden sich außerhalb dieser Öffnung. Ein Paar von seitlichen Zylindern ld, Ie stehen jeweils mit einem der Enden der Bohrungen Ib und Ic in Verbindung und erstrecken sich koaxial zu diesen. Ein mittlerer Zylinder If ist zwischen den seitlichen Öffnungen bzw. Zylindern ld, Ie und im Abstand von diesen angeordnet. An entgegengesetzten Seiten ist der Zylinder geöffnet. Ferner sind Ausnehmungen Ig und lh vorgesehen, welche Bremsbeläge aufnehmen können. Diese sind zu beiden Seiten der länglichen mittleren Öffnung la angeordnet.

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Die beiden Ausnehmungen lg, lh enthalten herkömmliche Bremsbeläge 12a, 12b. Die Bremsbeläge befinden sich in den zugeordneten Ausnehmungen Ig, lh in der Weise, daß sie gegen die beiden Seiten der Bremsscheibe zur Anlage gebracht werden können und von dieser wieder wegbewegt werden können. Die Bremsbeläge werden dabei am Mitdrehen mit der Bremsscheibe gehindert.

Der mittlere Zylinder If enthält einen U-förmigen Kolben 2. Die innere bzw. geöffnete Seite des Kolbens kann mit der Außenseite des Bremsbelages 12b direkt in Berührung gebracht werden. Die äußere Oberfläche des Kolbens wird flüssigkeitsdicht mit Hilfe einer ringförmigen Dichtung 4 in der mittleren Öffnung bzw. im mittleren Zylinder If gehalten. Die umlaufende Dichtung befindet sich dabei an der Innenfläche der Wände des mittleren Zylinders If und der äußeren Oberfläche eines Zwischenstückes des Zylinders 2 zwischen den entgegengesetzten Seiten des Kolbens. Die äußere Seite des mittleren Zylinders If ist durch eine Abdeckung 19 verschlossen. Diese ist am Bremskörper 1 mit Hilfe von Schraubenbolzen 21a, 21b und Beilagscheiben 22a, 22b befestigt. Die Abdeckung befindet sich dabei im Abstand von der äußeren Seitenfläche des Kolbens 2. Ein O-Ring 6 ist zwischen den Bremskörper 1 und die Abdeckung 19 gelegt, so daß man eine flüssigkeitsdichte Flüssigkeitsaufnahmekammer If erhält, die sich zwischen dem Kolben und der Abdeckung befindet. Zweite Kolben 3a, 3b sind verschiebbar in den seitlichen Zylindern ld, Ie untergebracht. Diese seitlichen Zylinder befinden sich zu beiden Seiten des mittleren Zylinders If. Die Kolben 3a, 3b sind in ihren Mitten mit Gewindebohrungen versehen. In diese Gewindebohrungen sind Kolbenstangen 11a, 11b eingeschraubt. Mit Hilfe von Muttern 16a, 16b sind die Kolbenstangen an den Kolben befestigt. Die zu den Kolben 3a, 3b entgegengesetzt liegenden Enden der Kolbenstangen lla, 11b ragen durch die zugeordneten Bohrungen Ib. Ic. Ringförmige Dichtungen 5,

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sind an den Berührungsflächen zwischen den Wänden der seitlichen Zylinder ld, Ie und den Kolben 3a, 3b sowie zwischen den Wänden der Bohrungen Ib, Ic und den Kolbenstangen 11a, 11b vorgesehen. Auf diese Weise erhält man flüssigkeitsdichte Flüssigkeitsaufnahmekammern Id', Ie'.

Die Enden der Kolbenstangen 11a, 11b, welche sich durch die Bohrungen Ib, Ic erstrecken, stecken in Bohrungen eines Querträgers 20, an welchem die Außenseite des Bremsbelages 12a befestigt ist. Die Kolbenstangen sind mit Hilfe von Schraubenmuttern 14 und Beilagscheiben 15 am Querträger befestigt. Bälge 10 und Anschlagringe 13 sind um die Kolbenstangen 11a, 11b zwischen dem Bremskörper 1 und dem Querträger 20 angeordnet. Hierdurch wird eine Verschmutzung bzw. das Anhaften von Fremdkörpern an den zwischen dem Bremskörper und dem Querträger 20 befindlichen Teilen der Kolbenstangen 11a, 11b verhindert.

Die wirksame Fläche des mittleren Kolbens 2 ist doppelt so groß wie die wirksame Fläche eines jeden der zweiten Kolben 3a, 3b. Die Flüssigkeitsaufnahmekammer If auf der Außenseite des Kolbens steht mit den Flüssigkeitsaufnahmekammern Id', Ie' über Druckflüssigkeitsleitungen 23 in Verbindung. Diese erstrecken sich zwischen entgegengesetzten Enden der mittleren Flüssigkeitsauf nähme kammer If und den seitlichen Flüssigkeitsaufnahmekammern ld', Ie'. Es wird vorausgesetzt, daß unter Druck stehende Flüssigkeit zu jeder beliebigen der drei Flüssigkeitsaufnahmekammern geliefert werden kann, wobei die anderen zwei Kammern ebenfalls unter dem gleichen Druck stehen.

Die Bremsbeläge 12a, 12b sind an ihren entgegengesetzten Enden an Stifte 17 aufgehängt. Diese sind an entgegengesetzten Enden des Bremskörpers 1 und des Querträgers 20 gelagert. An den Stiften 17 können

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Klemmen 18 vorhanden sein, welche ein Herausfallen der Stifte aus dem Bremskörper 1 und dem Querträger 20 verhindern.

Ein Balg 8 ist zwischen dem Bremskörper 1 und dem Kolben 2 an der Außenseite des Bremsbelages 12b vorgesehen. Auf diese Weise wird eine Verschmutzung bzw. ein Anhaften von Fremdkörpern an der Außenfläche des Kolbens 2 verhindert. In gleicher Weise sind auch Bälge bzw. Abdeckungen 9 an der Außenseite der zweiten Kolben 3a, 3b innerhalb der seitlichen Zylinder ld, Ie vorgesehen. Diese bieten einen Schutz vor Verschmutzung und vor dem Eindringen von Fremdkörpern zwischen die Berührungsflächen zwisdien den Kolben 3a, 3b und den seitlichen Zylindern ld, Ie.

Die Wirkungsweise der Scheibenbremse soll nun im einzelnen beschrieben werden.

Wenn eine Druckflüssigkeit von einem Hauptzylinder oder dgl. (nicht näher dargestellt) an die Bremse geliefert wird, fließt die unter Druck befindliche Flüssigkeit in irgendeine der drei Flüssigkeitsaufnahmekammern durch die Zuleitungen. Die unter Druck stehende Flüssigkeit wird dann auf die anderen zwei Flüssigkeitsauf nähmekammern verteilt. Der Kolben 2 verschiebt sich dann unter dem Druck der Flüssigkeit in Richtung auf den Bremsbelag 12b und legt diesen Bremsbelag gegen die eine Seite der Bremsscheibe. Gleichzeitig bewegen sich die zweiten Kolben 3a, 3b in entgegengesetzter Richtung zu der Verschiebebewegung des Kolbens 2 bzw. in eine nach außen weisende Richtung. Bei der vorstehend beschriebenen Bewegung der Kolben 3a, 3b führen die Kolbenstangen 11a, 11b, welche an den Kolben 3a, 3b befestigt sind und der Querträger 20,an welchem die Kolbenstangen 11a, 11b befestigt sind, zusammen in der gleichen Richtung wie die Kolben 3a, 3b eine Bewegung aus. Wenn

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der Querträger 20 sich in der vorstehend beschriebenen Richtung bewegt, wird der Bremsbelag 12a, welcher am Querträger befestigt ist, gegen die andere Seite der Bremsscheibe gedrückt. Auf diese Weise wirken von entgegengesetzten Seiten her Kräfte auf die Bremsscheibe, so daß das Fahrzeug abgebremst wird. Die Bremskräfte bzw. Reibungskräfte, welche durch die Bremsbeläge hervorgerufen werden, werden durch Führungselemente des Bremskörpers 1 und durch Führungsteile für die Bremsbeläge aufgenommen. Letztere sind durch Verlängerung eines Teiles des Bremskörpers zum Verspreizen der Bremsbeläge angeformt.

Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 sind die Druckflüssigkeitsleitungen 23 in den Bremskörper 1 eingeformt. Die äußere Seite des mittleren Zylinders If wird durch die Abdeckung 19 verschlossen. Auf diese Weise entsteht die Flüssigkeitsdruckkammer If, welche mit den seitlichen Flüssigkeitsaufnahmekammern Id' und Ie' über die Druckflüssigkeitsleitungen 23 in Verbindung steht. Es ist auch möglich, daß die Abdeckung 19 nicht vorhanden ist und die Flüssigkeitsaufnahmekammer If, welche mit den Druckflüssigkeitsleitungen23 in Verbindung steht, durch den Bremskörper 1 und den Kolben 2 gebildet wird. Es ist auch möglich, daß getrennte Druckflüssigkeitszuleitungen vorgesehen sind. Bei der vorbesehriebeneη Ausführungsform nimmt der Bremskörper die Reibungskräfte, welche durch die Bremsbeläge 12a, 12b ausgeübt werden, auf. Hierfür kann jedoch auch eine andere Anordnung vorgesehen sein, bei der der Bremskörper 1 direkt nur die Bremskraft, welche vom Bremsbelag 12b hervorgerufen wird, aufnimmt. Der andere Bremsbelag 12a ist am Querträger 20 befestigt. Die von diesem Bremsbelag 12a ausgeübte Bremskraft kann auf den Querträger 20 und den Bremskörper übertragen werden (siehe beispielsweise Fig. 5).

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Bei der vorbeschriebenen Scheibenbremse ergeben sich die folgenden Vorteile:

Bei herkömmlichen stationären Scheibenbremsen bilden die Zylinderabschnitte schwimmende Gehäuseteile. Demzufolge besitzt das Gehäuse ein hohes Gewicht, welches bezüglich der Widerstandsfestigkeit gegenüber Erschütterungen und Schwingungen Schwierigkeiten bereitet. Im Gegensatz dazu sind bei der Erfindung alle Zylinder If, ld, Ie stationär angeordnet, d.h. sie können nicht schwimmen. Der Querträger 20 selbst besitzt ein niedriges Gewicht, so daß bezüglich der Widerstandsfestigkeit gegenüber Erschütterungen und Schwingungen keine Probleme auftreten. Die herkömmlichen Scheibenbremsen mit gegenüberliegenden Kolben besitzen große Abmessungen. Die einander gegenüberliegenden Kolben werden gegen die beiden Seiten der Bremsscheibe gedrückt. Hierbei besteht die Gefahr, daß die sogenannte Gassperre häufig in den Druckflüssigke its leitungen auftritt.

Da im Gegensatz dazu die Kolben innerhalb des Bremskörpers 1 nur an einer Seite der Bremsscheibe vorgesehen sind, können die Gesamtabmessungen der Vorrichtung relativ klein gehalten werden. Auch ist es möglich, das Auftreten der sogenannten Gassperre erheblich zu verringern. Wenn außerdem bei den bekannten Scheibenbremsen die Bremsbeläge bis auf eine kritische Betriebsdicke L abgenützt sind, müssen die Kolben innerhalb der Zylinder über eine Strecke 2L hin bewegt werden. Im Gegensatz dazu bewegen sich bei der Erfindung der mittlere Kolben und die seitlichen Kolben innerhalb ihrer zugeordneten Zylinder, nämlich dem mittleren Zylinder und den seitlichen Zylindern in entgegengesetzten Richtungen. Man erhält volle Bremskraft, wenn man die Kolben über eine Strecke entsprechend der Dicke L hin in entgegengesetzten Richtungen bewegt. Deshalb kann man dir Scheibenbremse gemäß der Erfindung auch mit geringeren Abmessungen gegenüber den bekannten stationären Scheiben-

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bremsen bauen. Die Anordnung der Scheibenbremse am Fahrzeug gestaltet sich demzufolge einfacher. Der Kolben 2 und die Kolben 3a, 3b und die Kolbenstangen 11a, 11b sind durch die Abdeckung 19, die Bälge 8,9 und 10 gegen Verschmutzung und gegen Fremdkörper geschützt. Alle beweglichen Teile sind vollständig abgedichtet. Es ergeben sich daher keinerlei Probleme hinsichtlich einer glätten Bewegung im Bremsgehäuse, welche bei herkömmlichen stationären Scheibenbremsen auftreten können.

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Claims

Pate ntanspr üche

1.) Scheibenbremse mit einer rotierenden Bremsscheibe, zwei Bremsbelägen, die zu beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnet sind, einem Bremskörper, welcher an einem Fahrzeug befestigbar ist und die von wenigstens einem Bremsbelag ausgeübten Bremskräfte aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß im Bremskörper (l)ein mittlerer Zylinder (If), in welchem wenigstens ein erster direkt auf einender Bremsbeläge (L2a, 12b) einwirkender Kolben (2) angeordnet ist und in radialem Abstand vom mittleren Zylinder ein oder mehrere, insbesondere zwei, weitere Zylinder (Ie, Id) mit wenigstens einem darin befindlichen zweiten Kolben (3a, 3b) vorgesehen sind und daß dem anderen der Bremsbeläge ein Querträger (20) zugeordnet ist, auf welchen über Kolbenstangen (lla, lib) die Bewegungen der zweiten Kolben übertragbar sind, wobei die Bewegungsrichtungen des ersten Kolbens (2)und der zweiten Kolben (3a, 3b) einander entgegengesetzt sind, so daß die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe anlegbar sind.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraft, welche von einem (12a) der Bremsbeläge ausgeübt wird, über den Querträger (20) von den Kolbenstangen (lla, lib) aufgenommen ist.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Zylinder auf einer Seite der Bremsscheibe angeordnet ist und einen ersten Kolben enthält, der auf einen der Bremsbeläge einwirkt und daß ein Paar von seitlichen Zylindern im seitlichen Abstand vom mittleren Zylinder auf der gleichen Seite der Scheibe angeordnet sind, in welchen zweite Kolben verschiebbar vor -

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gesehen sind und daß Kolbenstangen, welche mit den zweiten Kolben verbunden sind, ferner mit einem Querträger, der sich auf der anderen Seite der Bremsscheibe befindet, verbunden sind, so daß bei entgegengerichteten Kolbenbewegungen des ersten Kolbens und der zweiten Kolben die Bremsbeläge gegen die beiden Seiten der Bremsscheibe angedrückt werden.

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