DE2758032A1

DE2758032A1 - Hydraulisch und mechanisch betaetigbare teilbelagscheibenbremse

Info

Publication number: DE2758032A1
Application number: DE19772758032
Authority: DE
Inventors: Kurt Rupprecht
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1977-12-24
Filing date: 1977-12-24
Publication date: 1979-06-28
Also published as: GB2010994B; GB2010994A; FR2412751B1; FR2412751A1

Description

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg
- 4 -

Unsere Zeichen: K 2476
1702pt-gn-jä

Hydraulisch und mechanisch betätigbare Teilbelagscheibenbremse

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch und mechanisch betätigbare Teilbelagscheibenbremse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Für die optimale Anpassung der zulässigen Bremsanteile der beiden Achsen eines Kraftfahrzeuges wäre es von Vorteil, sowohl an den Vorderrädern als auch an den Hinterrädern Scheibenbremsen einzusetzen. Wegen der verhältnismäßig großen Kosten und der problematischen Realisierung der erforderlichen Feststellbremse sind bisher jedoch nur wenige Kraftfahrzeugtypen entsprechend ausgerüstet.

Neben solchen Scheibenbremsen, in denen für die Feststellbremse eine kleine Hilfs-Trommelbremse vorgesehen ist, sind auch Scheibenbremsen bekannt, in denen neben der hydraulisch betätigten Betriebsbremse eine mechanisch betätigte Feststellbremse auf die Bremsscheibe selbst wirkt.

909826/0459

Vofiitiend·? Vorstand: Tom Schmucker. Vorsitzender ■ Horst Backsmann ■ Prof. Or. techn. Ernst Fia'a · Or. jur. Peter Frerk

da* AulsidMstalt: Gunter Hartwich · Horst Munzner ■ Or. rer. pol. Werner P.Schmidt ■ Gottlieb M. Suobl ■ Prof. Or. rer. pol. Friedrich Thomee

Hans Birnbaum Sill dar Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HM

In einer als Festsattelbremse ausgebildeten bekannten Scheibenbremse (DT-AS 1 675 245) ist am Sattelgehäuse ein mittels eines Handbremsseils schwenkbarer Betätigungshebel angelenkt, bei dessen Betätigung ein durch den Kolben des einen Radbremszylinders hindurchgeführter Pleuel den einen Bremsbelag gegen die Bremsscheibe preßt, während der andere Bremsbelag erst nach einer leichten axialen Verformung der Bremsscheibe an der Bremsscheibe zur Anlage kommt, so daß an den Bremsbelägen unterschiedliche Anpreßkräfte wirksam sind. Der Aufbau dieser Vorrichtung ist relativ kompliziert.

In einer als Schwimmrahmenbremse ausgebildeten anderen bekannten Scheibenbremse (1 430 344) ist für die Betätigung einer Feststellbremse am axial verschiebbaren Schwimmrahmen ein zweiarmiger Hebel schwenkbar angelenkt, wobei ein daumenförmiger kleinerer Hebelarm durch eine schlitzartige Ausnehmung des Betätigungskolbens hindurchgreifend an der Rückenplatte des direkt vom Bremszylinder beaufschlagten Bremsbelages angreift. Ein längerer zweiter Hebelarm des zweiarmigen Hebels greift über den im Bremsgehäuse integrierten hydraulischen Zylinder mit zwei Kolben hinweg und ist dort mit einer Zugstange der Handbremse verbunden. Durch den oberhalb der Bremsscheibe am Schwimmrahmen gelagerten und oberhalb des Bremszylinders verlaufenden Hebelarm baut diese bekannte Anordnung radial ziemlich hoch, so daß sie wegen des im allgemeinen nur knappen Raumes innerhalb der Radschüssel nicht überall ohne Schwierigkeiten Verwendung finden kann. Im übrigen muß bei dieser bekannten Anordnung für eine besonders gute Führung des axial verschiebbaren Rahmens gesorgt werden, weil bei Betätigung der Handbremsvorrichtung ein den Rahmen verkantendes Drehmoment ausgeübt wird.

Bei einer als Schwimmrahmenbremse ausgebildeten anderen Teilbelagscheibenbremse (DT-AS 1 555 569) sind für die mechanische Betätigung der Scheibenbremse zwei Kniehebel vorgesehen, die seitlich neben dem Bremszylinder schwenkbar am Schwimmrahmen angelenkt sind und bei Betätigung der Handbremse jeweils mit einem kurzen Arm über nur in einer Richtung mitnehmende Kupplungen auf das unmittelbar

909826/0459

an dem e^nen Bremsbelag anliegende Zylindergeuäuse des Bremszylinders einwirken. Lie einwandfreie Punktion der mechanischen Betätigungsvorrichtung hängt im entscheidenen Maße von der Zuverlässigkeit der Kupplungen ab, die zwecks Gewährleistung kleiner Leerwege mit engen Toleranzen ausgestattet sein müssen und wegen der benötigten Feder- und Klemmvorrichtungen einer gewissen Störanfälligkeit unterworfen sind.

Bei einer anderen bekannten Teilbelagscheibenbremse ist zur Obertragung der mechanischen und hydraulischen Betätigungskräfte auf die Bremsbeläge eine relativ komplizierte Kinematik vorgesehen. Diese besteht im wesentlichen aus einem den Rand der Bremsscheibe umgreifenden stabilen Bügel, einem mit seinem einen Ende schwenkbar am Bremsgehäuse angelenkten S-förmig gebogenen ersten Hebel und einem zweiarmigen Betätigungshebel, dessen ein« Ende über einen Gelenkbolzen mit dem freien Ende des ersten Hebels verbunden ist und an dessen anderem Ende sowohl das Bremsseil einer Handbremse als auch die Kolbenstange eines am Bremsgehäuse befestigten Bremszylinders angreifen. Der Bügel liegt mit seinem einen Ende an dem einen Bremsbelag an, während 3ein anderes Ende über eine Zugstange und Gelenkbolzen am zweiarmigen Betätigungshebel angeleakt ist, wobei der die Verbindung zwischen Zugstange und Betätigungshebel herstellende Gelenkbolzen die Drehachse dieses Betätigungshebels bildet. Bei Betätigung der mechanischen oder hydraulik» sehen Betätigungsvorrichtung wix-d das an dem Bremsbelag anliegende Ende des Bügels über den Betätigungshebel und die Zugstange fest gegen diesen Bremsbelag gezogen, während gleichzeitig der S-förmige Hebel mit einem Bogenstück fest gegen den anderen Bremsbelag gedrückt wird. Diese Hebelvorrichtung v/eist im Zuge der Kraftübertragung vier verschiedene Gelenkverbindungen auf, die eine Spiel- und klapperfreie Ausbildung erschweren. Der Bügel selbst wird an seinem an dem Bremsbelag anliegenden Ende mit Hilfe einer am Bremsgehäuse angreifenden Zugfeder niedergehalten.

In einer anderen bekannten Teilbelagscheibenbremse (DT-PS 1 090 983) ist ein um eine Achse schwingendes U-förniges gegossenes Gehäuseteil

909826/0459

vorgesehen, in dessen einem Schenkel ein Bremszylinder integriert ist, dessen Kolben unmittelbar auf den einen Bremsbelag der Scheibe einwirkt. Der andere Bremsbelag wird bei Betätigung der Bremse durch den anderen Schenkel des dann um die Achse schwingenden Gehäuses gegen die Bremsscheibe gepreßt. Im Bereich des Bremszylinders ist am Gehäuse eine zweiteilige zangenähnliche Hebelvorrichtung angelenkt, bei deren Betätigung (Handbremse) ebenfalls einerseits der eine Bremsbelag unmittelbar gegen die Bremsscheibe gedrückt und andererseits das U-förmige Gehäuseteil um die Achse geschwenkt wird. Insgesamt sind zur Betätigung der Bremse drei bewegliche Teile_t nämlich die beiden Teilhebel sowie das U-fÖrmige Gehäuseteil vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst störunanfällige, baulich besonders einfache und möglichst platzsparend ausgebildete hydraulisch und mechanisch betätigbare Teilbelagscheibenbremse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, wobei an den beiden Bremsbelägen möglichst gleichgroße Spannkräfte wirksam sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein baulich wenig aufwendiger, konstruktiv teicht zu realisierender raumfester Rahmen dient als Träger sowohl für die Bremsbeläge als auch für die hydraulische Betätigungsvorrichtung, das heißt den Bremszylinder, und die mechanisch betätigbare Winkelhebelvorrichtung. Für die Beaufschlagung der beiden Bremsbeläge sind insgesamt nur zwei bewegliche Bauteile, nämlich die beiden schwenkbaren Hebel der Winkelhebelvorrichtung vorgesehen, an denen sowohl die mechanische als auch die hydraulische Betätigungsvorrichtung angreifen.

Diese Vorrichtung besitzt eine besonders einfache Kinematik und lediglich zwei Gelenkstellen, so daß die eingeleiteten Betätigungskräfte zuverlässig und weitgehend spielfrei an den Bremsbelägen zur Wirkung gebracht v/erden. Von besonderem Vorteil ist, daß die Sinbaulage des nicht direkt, sondern über die Hebelvorrich-

909826/0459

tung indirekt an den Bremsbelägen angreifenden hydraulischen Brsmszylinders im gewissen Umfang frei wählbar ist. Dadurch kann zum einen eine besonders gute Anpassung an die vorliegenden räumlichen Verhältnisse vorgenommen werden und außerdem könnte in die Bemessung des Bremszylinders erforderlichenfalls das Übersetzungsverhältnis der zuischengeschalteten Hebevorrichtung mit ausgenutzt werden. Von Vorteil ist auch, daß der Bremszylinder

im Abstand zur heißen Bremsscheibe angeordnet ist, so daß die Gefahr der Dampfblasenbildung ο. ä. verringert wird.

Erfindungswesentliehe vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand eines Ausführungsbeispieles seien die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.

In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung Figur 1A die Draufsicht einer Scheibenbremse gemäß der Erfindung und

die Figu- verschiedene Seitenansichten dieser Scheibenbremse ren 1B bis entsprechend der in Figur 1A vorgenommenen Kennzeich-1D nung.

In der Zeichnung sind lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bestandteile ein3r Teilbelagscheibenbremse dargestellt. Am in Figur 1D angedeuteten raumfesten Radträger ist mittels einer Schraubenvorrichtung 5 ein Trägerrahmen 4 befestigt, v.-elcher die mit 3 bezifferte Bremsscheibe übergreift und als Halterung für die beiden Bremsbeläge 6 und 7 sowie für die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11 dient. Der als gestanzte und gebogene Blechkonstruktion ausgebildete Trägerrahmen 4 besteht aus einer im wesentlichen ebenen Grundplatte 41 mit einer von der Bromsscheibe 3 durchgriffenen schlitzförmigen Aussparung 47· Zur Befestigung am Radträger 1 ist sie mit zwei abgewinkelten Laschen 42 versehen, die in einer zumindest annähernd parallel zur Bremsscheibenebene verlaufenden Ebene liegen. Die beiden Bremsbeläge 6 und 7 sind in einem die Brems-

909826/0459

scheibe 3 U-förmig umgreifenden Blechkäfig 43 gelagert, welcher in einer axialen Erweiterung der schlitzförmigen Aussparung eingeschweißt ist und auf jeder Bremsscheibenseite jeweils zwei im Abstand zueinander verlaufende seitliche Anlageflächen 44 und zur Abstützung der Bremsbeläge in TJmfangsrichtung sowie eine unterhalb der Grundplatte 41 verlaufende untere Anlagefläche 46 zur radialen Abstützung der Bromsbeläge aufweist. Durch eine sich am Käfig 43 abstützende Federvorrichtung 13 werden die Bremsbeläge 6 und 7 in üblicher Weise niedergedrückt.

Eine zangenähnliche Winkelhebelvorrichtung 8, die zwei um eine gemeinsame Drehachse 9 schwenkbare Kraftübertragungsarme 31, 82 sowie zwei mit diesen einstückig verbundene Betätigungsarme 83» 84 aufweist, ist mit dem freien Ende des einen Betätigungsarmes 84 schwenkbar am Trägerrahmen 4 angelenkt, und zwar derart, daß die freien Enden der beiden Kraftübertragungsarme 81 und 82 jeweils von hinten an der Belagrückenplatte der Bremsbeläge 6 und 7 angreifen. Aq freien anderen Betätigungsarm 33 der Winkelhebelvorrichtung greift sowohl eine mechanische Betätigungsvorrichtung 10, zum Beispiel das zum Radbremshebel führende Bremsseil, als auch die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11 an. Die Anlenkung des Betätigungsarmes 84 erfolgt mittels eines Gelenkbolzens. Dieser Anlenkpunkt ist mit 12 beziffert. Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11 ist mittels Schraubvorrichtungen 112 am Tragrahmen befestigt und derart ausgerichtet, daß ihre mit 111 bezifferte Wirklinie parallel zur Bremsscheibe 3 und durch den Anlenkpunkt 12 des ersten Betätigungsarmes 84 verläuft.

Bei Betätigung der mechanischen Betätigungsvorrichtung 10 oder der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 11 v/erden - wie leicht erkennbar - die beiden Bremsbeläge 6 und 7 durch die an ihnen anliegenden Kraftübertragungsarme 81 und 82 fest gegen die Bremsscheibe 3 gepreßt. Die Winkelhebelvorrichtung 8 wird dabei etwas um ihren Anlenkpunkt 12 geschwankt. Die Hebelvorrichtung 8 muß lediglich die axial gerichteten Bremsbetätigungskräfte übertragen. Die in TJmfangsrichtung wirkenden Bremskräfte werden direkt vom Trägerrahmen 4 aufgenommen.

909826/0459

Die eigentliche Betätigungsvorrichtung, das heißt die Winkelhebelvorrichtung 8, besitzt nur zwei Gelenkstellen 9 und 12, so daß die Vorrichtung sehr leichtgängig ist. Zur Kleinhaltung des Anlege-./ages muß fü:- ein geringes Spiel in der Vinkelhebelvorrichtungs-Lagerung gesorgt v/erden. Zur Erzielung einer spiel- und klapperfreien Lagerung ist es daher von Vorteil, in die Lagerbohrungen, das heißt in die entsprechenden Bohrungen für die Drehachse 9 und den Anlenkpunkt 12, jeweils eine buchsenartig gerollte Kunststoffolie hoher Gleit- und Tragfähigkeit einzulegen und in die so ausgekleideten Lagerbohrungen jeweils einen Lagerbolzen einzupressen, der im Durchmesser etwas größer bemessen ist als die lichte Weite der ausgekleideten Lagerbohrung. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine zwar sehr straffe und damit klapper- und spielfreie, aber trotzdem sehr leichtgängige Verbindung der miteinander verdrehbar verbundenen Bauteile.

Wie insbesondere aus Figur 1D zu erkennen ist, ist die radiale Abmessung der Scheibenbremse vergleichsweise gering, so daß sie gut in der nur angedeuteten Felgenschüssel 2 des Rades Platz findet. Die Grundplatte 41 des Trägerrahmens erstreckt sich im wesentlichen nach innen, wo insbesondere bei Hinterrädern, für die die vorliegende Scheibenbremse bevorzugt Anwendung findet, ausreichend Platz zur Verfügung steht. Sollte der Betätigungsarm 83, an dem das Bremsseil 10 angelenkt ist, zu weit nach innen ragen, dann wäre es auch möglich, die mechanische Betätigungsvorrichtung, das heißt das Breiasseil 10, am ersten Betätigungsarm unter Einschaltung eines Zwiachenhebela mit einer Übersetzung ü^1 angreifen zu lassen. Ein solcher Zwischenhebel 101 ist in den Figuren 1A bi3 1D strichpunktiert angedeutet.

Der hydraulische Bremszylinder 11 ist auf dem Trägerrahmen 4 lösbar befestigt. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Scheibenbremse ohne Mehraufwand optimal an den jeweiligen Fahrzeugtyp, in dem die Bremse eingesetzt werden soll,

909826/0459

anzupassen. Entsprechend den fahrzeugabhängigen Bremsmomenten können dann nämlich je nach Bedarf Bremszylinder mit unterschiedlich großen Durchmessern am Trägerrahmen befestigt werden.

Die an den beiden Bremsbelägen 6 und 7 wirksamen Spannkräfte sind gleichgroß, wenn die Wirklinie der am ersten Betätigungsarm 83 eingeleiteten Betätigungskraft parallel zur Bremsscheibe 3 und durch den Anlenkpunkt 12 verläuft, wie dies im gezeigten Ausführungsbeispiel für die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11 zutrifft. Wie aus der Zeichnung leicht zu erkennen ist, trifft dies jedoch nicht für die über das Bremsseil 10 eingeleitete Betätigungskraft zu. Ba es sich hierbei jedoch um die Feststellbremse handelt, sind die sich dann einstellenden etwas unterschiedlich großen Spannkräfte nicht weiter schädlich. Im übrigen könnte durch die Verwendung des vorerwähnten Hilfshebels der Abstand zum Anlenkpunkt 12 verringert und damit die Differenz zwischen den beiden Spannkräften ebenfalls verringert werden.

909826/0459

, Ja,

Claims

AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 2476
1702pt-gn-jä

22. Dg2. 1977

ANSPRÜCHE

1. Hydraulisch und mechanisch betätigbare Teilbelagscheibenbremse mit einem die Bremsscheibe übergreifenden Trägerrahmen o. ä., in dem axial gegen die Bremsscheibe preßbare Bremsbeläge geführt und - in Umfangrichtung abgestützt gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine zangenähnliche Winkelhebelvorrichtung (θ), die zwei um eine gemeinsame Drehachse (9) schwankbare Kraftübertragungsarme (81, 82) und zwei mit diesen einstückig verbundene Betätigungsarme (83, 84) aufweist, mit dem freien Ende des einen Betätigungsarmes (8-_r) derart schwenkbar am ortsfest am Radträger (1) o.a. befestigbaren Trägerrahmen (4) angelenkt ist, daß die freien Enden der beiden Kraftübertragungsarme (81, 82) jeweils von hinten an der Belagrückenplatte der Bremsbeläge (6, 7) - diese bei Betätigung gegen die Bremsscheibe (3) pressend - angreifen, und daß am anderen Betätigungsarm (83) sowohl die mechanische Betätigungsvorrichtung (1O) als auch die hydraulische Betätigungs·

909826/0459

Vorsitzender Vorstand: Tom Scnmucker, Vorsitzender Horst Bs .kim-jon ■ Prol Dr. techn. Ernst faiä ■ Dr jur. Peter Frnrk

des Aufsichtsrats: Gunter Hariwich · Herst Munzner ■ Dr. ref. pol Werner P. Schmidt ■ Got:liet> M. St'oöi · Prat. Dr. rar. pol. FrieUncJi Thomee

Hans Birnbaum Sitz dar Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB ZiS

vorrichtung (11) angreift, wobei die hydraulische Betätigungsvorrichtung (11) am Trägerrahmen (4) befestigt und derart ausgerichtet ist, daß ihre Wirklinie (ill) parallel zur Bremsscheibe (3) und durch den Anlenkpunkt (12) des ersten Betätigungsarmes (8<r) am Trägerrahmen (4) verläuft.

2. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß Trägerrahmen (4) und Winkelhebelvorrichtung (8) als gestanzte, gebogene und gegebenenfalls geschweißte Blechkonstruktionen ausgebildet sind.

3. Teilbelagscheibenbremse nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerrahmen (4) aus einer im wesentlichen ebenen Grundplatte (41) mit einer von der Bremsscheibe (3) durchgriffenen schlitzförmigen Aussparung (^7) besteht, die mit zwei abgewinkelten, in einer zumindest annähernd parallel zur Bremsscheibenebene verlaufenden Ebene liegenden Laschen (42) zur Befestigung am Radträger (1) versehen ist, und daß in einer axialen Erweiterung der schlitzförmigen Aussparung (42) zur Lagerung der beiden Bremsbeläge (6, 7) ein die Bremsscheibe (3) U-förmig umgreifender Blechkäfig (43) eingeschweißt ist, der auf jeder Bremsscheibenseite jeweils zwei im Abstand zueinander verlaufende seitliche Anlageflächen (44t 45) zur Abstützung der Bremsbeläge (6, 7) in Umfangrichtung sowie eine unterhalb der Grundplatte (41) verlaufende untere Anlagefläche (46) zur radialen Abstützung der Bremsbeläge (6,7) aufweist.

4. Teilbelagscheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß in die Lagerbohrungen (gemeinsame Drehachse 9» Anlenkpunkt 12) der Hebelarme (81 bis 84) zur Erzielung einer spiel- und klapperfreien Lagerung der Winkelhebelvorrichtung (8) jeweils eine buchsenartig gerollte Kunststoffolie hoher Gleit- und Tragfähigkeit eingelegt ist und daß jeweils ein im Durchmesser etwas größer als die lichte Veite der Lagerbohruig und der ohnehin eingelegten Kunststoffolie bemes-

909826/0459

sener Lagerbolzm in die so ausgekleidete! Lagerbohrungen eingepreßt ist.

5· Teilbelagscheibenbremse nach den Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Betätigungsvorrichtung (1O) am ersten Betätigungsarm (83) unter Einschaltung eines Zwischenhebels (101) mit einer Übersetzung ü?1 angreift.

6. Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Betätigungsvorrichtung (12) lösbar am Trägerrahmen (4) befestigt ist und daß deren Trägerrahmenhaiterung derart ausgebildet und bemessen ist, daß zwecks Anpassung an die fahrzeugabhängigen Bremsmomente im Durchmesser verschieden bemessene hydraulische Betätigungsvorrichtungen befestigbar sind.

909826/0459