DE2809729A1

DE2809729A1 - Zangenscheibenbremse

Info

Publication number: DE2809729A1
Application number: DE19782809729
Authority: DE
Inventors: Philip Aaron Smith
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1977-03-17
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1978-09-21
Also published as: BR7801612A; GB1573292A; AU3357278A; LU79254A1; PL205353A1; CA1069838A; AU518534B2; NL7802868A; BE865051A; FR2384159A1; US4093043A; JPS53115467A; ZA781165B; PL115331B1; SE440689B; FR2384159B1; SE7802909L

Description

Dr.-Ing. P.K. Holzhäuser n

■nin-i m„+ TJ Λ_ΛΐΛν „ν, H ^fe°5 Offenbach-Main

Dipl.- Met. W. Goldbach T ΗΡϊτη«ι+τ· ^7

Dipl.- Ing. L. Schieferdecker nerrns-or» yi

Patentanwälte

The B.F. Goodrich Company
Akron, Ohio, VoStoA»

Zangenscheibenbremse

Die Erfindung betrifft einen Zangenbremse und insbesondere die Verbindung des Bremsbelagträgers mit dem Zangengehäuse. Bei einer Zangenbremse sitzt wenigstens einer der Bremsbelagträger gleitend an dem Gehäuse zwecks Bewegung des Trägers in Bremseingriff mit der Bremsscheibe. Diese Bewegung erfolgt axial zur Bremsscheibe, und ein Spiel zwiwchen dem Belagträger und den Torsionsstiften oder der Druckplatte ist erforderlich, um eine Bewegung zu gestatten. Die Größs des Spiels ist eine Punktion der Länge dexs Be-JKagträgers zwischen den Torsionsstiften oder Druckplatten und den TemperaturSchwankungen in dem Belagträger beim Bremsen. Bislang wurden Belagträger gleitend auf Torsionsstiften gelagert, welche durch-halbkreisförmige Ausschnitte an jedem Ende der Träger ragten. Der Abstand zwischen den Ausschnitten ist geringer als der zwischen den Torsionsstiften, um das nötige Spiel für eine Wärmeausdehnung und -zusammenziehung der Belagträger zu schaffen.

Bei normalen Bremstemperfcaturen mußten Belagträger mit Torsionsstiften an beieen Enden des Belagträgers eine Bewegung bis zu 1,5 mm oder mehr von einem Ende zum anderen Bei Vorwärts- oder Rückwärtsbremsung ausführen. Diese Bewegung quer über die Vorderseite der Betätigungskolben nach einer Betätigung der Bremse zieht den Kolben auf die eine oder andere Seite und bewirkt eine seitliche Belastung und beschädigung der Kolbenfläche, Zylinder-

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bohrung,und der Kolbendichtungo Diese Schwierigkeit kann auch bei Bremsen von der Art auftreten„ die in dem USA-Patent 3 357 524 erläutert sind_s wobei Ansätze an den Enden der Belagträger in Schlitze in den Endplatten des Gehäuses fassen. Bei einer anderen Bremsenbauart befinden sich die Schlitze oder Kerben an beiden Seiten des Belagträgers, und Torsionsstifte oder Ansätze am Zangengehäuse passen in die Schiitse oder Kerben, um das Drehmoment zu übertragen» In allen Fällen muß das Spiel ausreichen, um ein Haften des Belagträgers an den Stiften oder Ansätzen zu verhindern? doch hat dieses Spiel auch eine Beschädigung der Kolbenober= fläche _g der Zgrlinderbohrung und der Kolbendichtungen bei Belag» trägern normaler länge zur Folge_s Ein Verkürzen der Belagträger verringert die Ausdehnung beim Bremsen, doch ist das keine brauchbare lösung wegen der Kosten für zusätzliche Belagträger und eine Betätigungsvorrichtung„

Die Zangenscheibenbremse nach der vorliegenden Erfindung schafft das nötige G-leitspiel für ein längen und Verkürzen des Belagträgers, während gleichzeitig die Umfangsbewegung des Belagträgers verkürzt wird, um den Schaden am Betätigungskolben (Oberfläche), der Zylin= derbohrung und den Kolbendichtungen zu verringern oder auszuschalten Ein Ende des Belagträgers sitzt gleitend auf einem Torsionsstift mit einer Mindest-Spielöffnung, um für eine jeweilige Dehnung und Zusammenziehung des Torsionsstiftes und Toleranzen bei der Herstellung, aber nicht für ein Spiel zur Dehnung und Zusammenziehung des Belagträgers zu sorgen_o Das andere Ende des Belagträgers hat einen Schlitz zur gleitenden Aufnahme eines Haltestiftes in einer lage im Abstand von den Schltzendeno Der Haltestift sitzt an dem Gehäuse und ragt durch den Schlitz in einer Stellung im Abstand von den Schlitzenden in einer Entfernung,, die wenigstens so groß; wie das gesamte Spiel ist, dasfür die Dehnung

und das Zusammenziehen des Belagträgers benötigt wird. Keine Drehung wird durch den Haltestift übertragen, und es ist genügend Spiel vorhanden, um ein Haften für den Fall zu verhindern, daß der Belagträger verzerrt oder verzogen durch die Hitze wird, die von deai Bremsen erzeugt wird» Bei dieser Bauart ist die Umfangsbewegung des Belagträgers infolge des beschränkten Spiels des Torsionstifts in der Belagtrageröffnung begrenzte Die Bewegung des Belagträgers ist auf das Spiel zwischen dem lochdurchmesser und dem Stiftdurchmesser beschränkt« Das Spiel zwischen Loch und Stift wird durch Herstellungstoleranzen und den Zwischenraum begrenzt, der benötigt wird, um ein Haften des Trägers an dem Stift im Fall eines kegeligen Verschleißes des Belages zu verhindern. Bei einer vergleichbaren Bremse von bisher üblicher Konstruktion mag die Verringerung des Umfangsbewegung des Belages gegenüber der hier beschriebenen Ausführung 500 bis 1000 5» betragen» Dementsprechend ist die Möglichkeit einer Beschädigung der Kolbenstirnfläche, der Zylinderführung und der Kolbendichtungen weitgehend verringerte Die Bauart nach vorliegender Erfindung ist auch weniger teuer, weil sie die Zahl der benötigten Torsionsstifte verringert und weniger Material für doe ToBSiansplatte benötigt wird, da das Drehmoment lediglich an einem Ende des Belagträgers abgenommen wird. Auch bei der geschlitzten Bauart kann der Belagträger abgenommen und ausgewechselt werden, indem lediglich der Torsionsstift entfernt und der Träger aus der Bremse herausgedreht wird.

Die beigefügte Zeichnung gibt eine bevorzugte Ausführung einer Zangenscheibenbremse gemäß und unter Verwendung dieser Erfindung wieder, die dafür typisch ist, wie die Erfindung ausgeführt wird₉

In der Zeichnung ist

Fig. t eine Seitenansicht einer Zangenbremse nach der Erfindung, wobei Teile weggebrochen 3ind, um die Schlitz- und Stiftverbindung zu zeigen,

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Figo 2 ein Schnitt nach den Linien 2 = 2 der Fig_e 1, wobei das Rad und die Habe gestrichelt gezeichnet sind,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht eines Endes der Zangenscheibenbremse s, wobei die Bremsscheibe strichpunktiert ist,

Figo 4 eine Seitenansicht des Belagträgers mit Wiedergabe der der Stellungen des Haltestifts und des Torsionsstifts in gestrichelten Linien und

Fig. 5 eine Seitenansicht des Belagträgers nach Linie 5 = 5 der Fig. 4ο

In Figo 1 j 2 und 3 ist eine Zangenscheibenbremse1 0 gezeigt, die auf einem Achsengehäuse 11 sitzte Ein Rad 12 mit einem Radkranz 13 kann drehbeweglich auf dem Achsengehäuse 11 sitzen,, um sieh um eine Achse A-A der genannten Teile zu drehen» Eine Bremsscheibe 14 ist an einem Haltering aus Guß 15 am Radkranz 13 mittels Kappenschrauben 16 befestigt, die duieh die Bremsscheibe gehen, und in Gewindelöcher im Haltering über den Umfang verteilt um den Kranz geschraubt, sind«,

Das Achsengehäuse 11 hat einen radial verlaufenden Tragkranz 17p an dem die Zangenbremsscheibe 10 angebracht sein kann_o Ein Trag= teil oder Zangengehäuse 18 hat einen Halteflansch 19p der an dem Flansch 17 des Achsengehäuses 11 mit Kappensohrauben 22 befestigt ist, welche durdh Löse her 23 in dem Halteflansch 19 gehen und mit Gewindelöchern im Kranz 17 in über den Umfang verteilten Stellungen verschraubt sindo Der Halteflansch 19 kann Teil einer Innenseite 24 des Gehäuses 18 sein, das eine Außenseite 25 und einen äußeren Körperteil 26 hat, der Innen- und Außenteil miteinander verbindet« Der äußere Körperteil 26 ist quer zur Bremsscheibe 14 angeordnet, und die Innenseite 24 aus einem Stück damit und die -Außenseite -25 flankieren die gegenüberliegenden Sei-

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ten der Scheibe und wirken zusammen, um die Bremsbetätigungsvorrichtung instandzuhalten, die aus einer Gruppe von Kolben und Zylindern 27 besteht.

Auf jeder Innenseite 24 und jeder Außenseite 25 des Gehäuses 18 sitzen Kolben- und Zylindereinrichtungen 27. Die Innenteile von zweien dieser Kolben-Zylinder-Einrichtungen 27 sind am besten in Fig» 2 wiedsrgsgebeno Die Einheiten 27 haben Zylinderbohrungen 28 in dem Gehäuse in der Innenseite 24 und der Außenseite 25,und Dichtungsringe 29 in den Bohrungen schaffen Flüssigkeitsdichtungen zwischen den Kolben 32, die gleitend in den Zj/linderbohrungen angeordnet sind, Jede Kolben-Zylinder-Einasit 27 besitzt weiter runde, biegsame Kautschukhüllen 33 zwischen den Kolben 32 und dem Gehäuse 18, um die äußeren Gleitflächen der Kolben gegen Beschädigung durch Schmutz, Korrosion usw. zu schützen,» Flüssigkeitsdurehlässe 34 sind in dem äußeren Körper 26 des &el!äuf:es 18 vorgesehen, die von einem Ablasßlsventil 35 für jedes Saar der liclben-Zylinder-Einheiten 27 zu den Zylinderbohrungen 28 der entsprechenden Kolben-Zylinder-Einheiten fähren«, lines der Ablaßventile 35 ist über eine geeignete Rohrleitung oder einen Sehlauch mit einer (nicht gezeigten) Quelle für Druckflüssigkeit zur hydraulischen Betätigung des Bremsmechanismus über eine Verbindung der Bremsflüssigkeit in geeigneter Weise mit den Durchlässen 34 im Gehäuse 18 verbunden. Eine Zugangsplatte 36 ist mit Kappenschrauben 37 an der Vorderseite der Innenseite 24 des Gehäuses 18 und den Haltezylinder-Kopfplatten 38 in den Zylinderbohrungen 28 an der Innenseite 24 verbunden.

Entsprechend den Fig. 1 und 3 hat das Zangengehäuse 18 ein erstes Ende 39, das links in Fig. 1 gezeigt ist, und ein zweites Ende 42, das rechts in Fig. i gezeigt ist, wobei gebogene Reibungsbelag-Träger 43 und 44 über den Umfang der Bremsscheibe vom ersten zum zweiten Ende des Gehäuses verlaufen. Reibungsbeläge 45 und 46,

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die entweder aus einem organischen oder metallischen Schleifbelagmaterial, das bekannt ist₉ bestehen können, werden an den Belagträgern 43 und 44 durch geeignete Klebmittel ader andere (nicht gezeigte) Befestigungsmittel gehalten,, Wie Figo 4 zeigt, kann der Reibbelag 45 in drei Segmenten an über den Umfang verteilten Stellen am Reibbelagträger 45 sitzen*

An dem zweiten Ende 42 des Gehäuses 18 fassen Torsions-Druckstifte 47 durch eine Bohrung 48 in der Innenseite 24 und eine Bohrung in der Außenseite 25 (nicht wiedergegeben). Die Torsionsdruckstifte 47 werden in ihrer Stellung in den Bohrungen von Stellschrauben 49 in Eingriff mit den Gewindebohrungen in den Seitenteilen 24 und 25 gehalten, wobei die Enden der Stellschrauben mit der PIa= ehe der Druckstifte in Eingriff kommen können, tie Figo 1 zeigte Die Torsionsdruckstifte 47 fassen in Öffnungen, wie die Bohrungen 52 in dem Reibbelagträger 43 an einem zweiten Ende 53 des Reibbelagträgers 43, entsprechend dem zweiten Ende 42 des Gehäuses, wie in ^ig. § gezeigt ist«, Vorteilhaft sind die Torsionsdruckstifte 47 zylindrisch und passen in die Bohrungen der Reibbelagträger 43 und 44 mit einem geringsten diametralen Spiel, um den Konstruktionsbedingungen und den Herstellungstoleranzen gerecht zu werden» Damit ist ein Mindestspiel für das Gleiten derReibbelagträger zur Bremsscheibe 14 und von ihr fort bei Betätigung der Bremse vorgesehen«

An dem andern oder ersten Ende 54 des Reibbelagträgers 43 ist ein Se&litz 55 mit einer in Richtung auf die Druckstiftbohrung 52 verlaufenden Mittellinie an einer Außenkante 56 vorgesehene Die Kanten des Schlitzes 55 stehen in gleitendem Eingriff mit einem Haltestift 57, der axial von der Bremsscheibe 14 verläuft und beispielsweise durch Stellschrauben oder durch Schweißen mit

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der Außenseite 25 des Zangengehäuses 18 verbunden ist» Der Haltestift 57 kann an einer Stelle im Abstand vom Ende des Schlitzes 55 in einer Entfernung "d" angebracht sein, die etwa 1,5 mm oder groß genug sein kann, um eine linee.re Wärmedehnung des Trägers aufzufangen, und der Stift hat ein Spiel von etwa 0,25 mm an den oberen und unteren Seiten des SSchlitzes. Der Schlitz 55 ist an der Außenkante 56 offen, so daß der Reibbe^gträger 43 zum Auswechseln einfach abgenommen werden kann, indem die Torsionsdruckstifte 47 entfernt werden und der Reibbelagträger zwischen der Bremsscheibe 14 und der benachbarten Außenseite 25 des Zangengehäuses herausgezogen wird, indem sie in einer Richtung parallel zur Bremsfläche der Bremsscheibe bewegt werden· Der Reibbelagträger 44 hat einen ähnlichen Aufbau wir der Reibbelagträger 43» wobei emn Schlitz 58 gleitend auf einem Haltestift 59 an der Innenseite 24 sitzt. Der Reibbelagträger 44 kann in derselben W_eise wie der Reibbelagträger 43 entfernt werden. Dabei wenäen die Reibbelagträger 43 und 44 von den Haltestiften 57 und 59 an dem ersten Ende 39 des Zangengehäuses 18 abgezogen. Neue Reibbelagträger 43 und 44 werden auf entgegengesetzte Weise aufgebrachte

In der vorhergehenden E_rläuterung ist der Reibbelagträger 43 in Verbindung mit seiner Beziehung zu einem der Torsionsdruckstifte 47 und dem Haltestift 57 für die Außenseite 25 des Zangengehäuses 18 beschrieben, und es ist davon ausgegangen, daß der Reibbelagträger den gleichen Aufbau, nur spiegelbildlich für das Anbringen an der anderen Seite der Bremsscheibe 14 zeigt, wobei einer der Torsionsdruckstifte 47 und der Haltestift 59 an der Innenseite 24 des Zangengehäuses sitzen»

Im Betrieb wird die Bremsanlage 10 hydraulisch von einer Flüssigkeit sdruckquelle betätigt, deren Druck in die Durchlässe 34 ge-

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langt und auf die Zylinderbohrungen 28 übertragen wird, was die Kolben 32 in Eingriff mit den Bremsbelagträgern 43 und 44 für ein Andrücken der Reibbelagträger 45 und 46 an die sich beweüspn·= den Flächen der d-rehbaren Bremsscheibe 14 bringt» Wenn die Reibbelagträger 43 und 44 an die Bremsscheibe'14 gedrückt werden, bleibt nur eine begrenzte Umfangsbewegung der Reibbelagträgef? wegen des verhältnismäßig geringen Spiels zxiischen den Torsionsdruckstiften 47 uftd den Bohrungen in den Reibbelagträgern,. Beim Bremsen wird Hitze erzeugt, und die Reibbelagträger 43 und 44 längen sich. Diese Längung wird von dem Spiel fd™ zwischen den Haltestiften 57 und 59 und den Enden der Schlitze 55 und 58 aufgefangen«. Da das IM-ngen und Sichzusammenziehen der Reibbelagträger 43 und 44 ziemlich langsam erfolgt, genügen die Kräfte an den Kolben 32 nicht, um eine seitliche Belastung mit nachfolgender Beschädigung der Kolbenflächen, Zylinderbohrungen 28 und Kolbendichtungsringe 29 zu bewirken= Gleichzeitig nimmt die geschlitzte Yerbindung einen merklichen Teil eines Verwerfens oder Yerdrehens der Reibbelagträger 43 und 44 auf, um die Belagträger ohne Behinderung auf den Torsionsdruckstiften 47 gleiten zu lassen_o

Die Erfindung kann weiter von einem Fachmann abgewandelt und angepaßt werden und wird in den beigefügten Ansprüchen noch im einzelnen erläuterte

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Claims

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Ansprüche

Ίο] Zangenbremse mit einer um eine Achse drehbaren Bremsscheibe, einem Stützkörper, einem Reibbelagträger in Anordnung in einer Richtung an einer Seite der Scheibe? dessen Enden im allgemeinen über den Umfang in Abständen angeordnet sind, dadurc-h gekennzeichnet, daß das erste Ende (39) eine Öffnung zur Aufnahme eines Torsionsstiftes (A-J) auf dem Stützkörper (26) hat und der Stift axial zur Scheibe (14) verläuft„ um den Belagträger (A3, 44) zu tragen und eine axiale Gleitbewegung des Belagträgers in und außer Bremseingriff mit der Scheibe (14) zu gestatten, daß Halteteile (57, 59) zwischen dem zweiten Ende (42) und dem Stützkörper (26) angeordnet sinds um den Belagträger in Stellung zu halten, wobei sie eine Gleitbewegung axial zu der Scheibe (14) und auch eine Umfangsbewegung zum Torsionsstif (47) hin und von ihm fort zur Aufnahme einer Dehnung und Zusammenziehung des Belagträgers (43, 44) als Folge von TemperaturSchwankungen gestatten, die beim Bremsen und durch die Bremsbetätigungseinrichtung in Eingriff mit dem Belagträger erzeugt werden, wenn der Belagträger in Bremseingriff mit der Scheibe (14) kommt©
2. Zangenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Halteteile (57, 58) eine Halteeinrichtung umfassen, die einen ersten, sich axial erstreckenden zur Scheibe (14) in gleitendem Eingriff mit einem zweiten Teil (59) umfassen, wobei einer der Teile auf dem Stützkörper (26) sitzt und der andere einen ¹^eil des Belagträgers (43) bildete
3« Zängenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet _t daß die Halteeinrichtung (57, 58) Halter mit einem ersten Teil (57) hat,

ORIGINAL INSPECTED

JK) -

der auf dem Stützkörper (26) sitzt, und der zweite Teil (59) zu dem Belagträger (43) gehört)
4. Zangenbremse nach Anspruch 3> dadurdh gekennzeichnet, daß der erste Teil wenigsten einen Stift (57) hat, der sich in einer dichtung axial zur Scheibe (14) in einen Schlitz (55) in dem Belagträger an dem zweiten iSnde (42) erstreckt.
5» Zangenbremse nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (55) eine Mittellinie hat, die zur Öffnung für den Torsionsstift (57) verläuft, und daß der Schlitz bis zu der Kante des Belagträgers (43) für ein Herausnehmen des Belagträgers in einer Richtung geht, die dem Umfang der Scheibe (14) folgt, wenn der Torsionsstift entfernt wird_e
6. Zangenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstift (47) abnehmbar an dem Stützkörper (26) mittels einer Stellschraube (49) sitzt, die mit Gewinde in den Stützkörper faßt.
7. Zangenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung ein rundes loch (52), der Torsionsstift (57) zylindrisch und das diametrale Spiel zwischen dem Stift und den Wänden des Lochs so klein wie möglich für ein Gieiten des Belagträgers (43) axial zur Scheibe (14) istο

8« Zangenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungseinrichtung einen flüssigkeitsbetätigten Zylinder und einen dazugehörigen Kolben (27) hat, der im wesentlichrn axial zur Scheibe (14) angeordnet und der Kolben mit dem Belagträger (43, 44) kuppelbar ist»

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ο Zangenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper ein Zangengehäuse (18) ist und einen Zylinder der Zylinder-Kolbeneinheit (27) zur Aufnahme eines Kolbens für eine Gleitbewegung umfaßte