DE2841372A1 - Bremsbacke - Google Patents

Description

- 6 -Patentanwälte ? 8 Λ 1 ^ 7 9

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerslrasse 19

8 München 60

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION 22. September 1978 600 Grant Street

Pittsburgh. Pennsylvania 15219 / V.St.A. Unser Zeichen; R 969

Bremsbacke

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge und insbesondere eine vorgefertigte Bremsbacke, die besonders für Bremsvorrichtungen mit schwimmend angeordneten Bremsbacken vorgesehen ist.

Unter schwimmend angeordneten Bremsbacken sollen hier solche Bremsbacken verstanden werden, die nach ihrem Einbau in eine Bremsvorrichtung an einem Ende betätigt werden und, obgleich sie zur Aufnahme des Bremsmomentes am anderen Ende verankert sind, doch nicht an dem Bremsvorrichtungsträger festliegen, sondern gegenüber einem als Stützfläche dienenden Widerlager frei beweglich sind bzw. schwimmen können. Die erfindungsgemäß verbesserte- Bremsbacke ist besonders gut in doppelt betätigten Bremsvorrichtungen verwendbar, bei denen beide Bremsbacken geführte Bremsbacken sind. Eine solche Bremsvorrichtung ist in der US-Patentschrift 3 269 492 offenbart.

Die in solchen wie auch in anderen Bremsvorrichtungen verwendbaren Bremsbacken bestehen aus einer langgestreckten, gekrümmten Platte, welche den Reibbelag und einen Steg trägt,

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der sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Innenfläche der Platte erstreckt und diese verstärkt sowie einen Bauteil zur Montage und Bewegung der Bremsbacke bildet. Bei der vorgefertigten Bremsbacke ist der Steg als separates Element ausgebildet und mit der Innenfläche der Platte verschweißt. Die Bremsbackenstege sind gewöhnlich so dimensioniert, daß sie von Rand zu Rand über die gesamte Bogenlänge der Platte verlaufen. Dadurch wird die Bogenlänge der Bremsbacke verstärkt und eine maximale Abstützung der in Längsrichtung voneinander im Abstand liegenden Ränder der Bremsbackenplatte den verhältnismäßig hohen Temperaturen und Drücken erreicht, die bei dynamischen Bremsbedingungen auftreten.

Der Aufbau der erfindungsgemäß gestalteten vorgefertigten Bremsbacke weicht von dieser Praxis ab und verbessert die Funktionsweise unter dynamischen Bremsbedingungen.

Die erfindungsgemäße, vorgefertigte Bremsbacke weist eine langgestreckte, gekrümmte Platte auf, an deren Innenfläche ein Steg mit im wesentlichen der gesamten Länge seines radial außenliegenden Randes befestigt ist, während ein Teil wenigstens eines Endes des radial außenliegenden Randes des Steges radial einwärts im Abstand von der Innenfläche der Platte liegt. Die Bremsbacke gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt auch eine Lippe, die die Bremsbackenplatte quert und in der Nähe eines Endes des Bremsbackensteges einwärts verläuft.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung hat das Stegende am rückwärtigen Rand der Bremsbacke einen Abstand gegenüber der radial innenliegenden Fläche der Platte, wodurch ein Entspannungszwischenraum geschaffen wird, während der rückwärtige Rand der Bremsbackenplatte als eine Lippe ausgebildet ist, die die Platte quert und an diesem Ende der Bremsbacke einwärts in die Nähe des Steges verläuft.

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Der erfindungsgemäß verbesserte Bremsbackenaufbau läßt eine Biegung und Änderungen des tatsächlichen Krümmungsradius des Verankerungsendes der Bremsbacke zu und dadurch eine Anpassung an unrunde Formen der Bremstrommel, die die Druckhöhe am Verankerungsende der Bremsbacke verringert. Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, daß der verbleibende Druck gleichmäßiger über den Bremsbackenabschnitt am Verankerungsende verteilt wird. Letzteres wird erreicht durch die Stegaussparung, die es dem Verankerungsende der Platte ermöglicht, sich bei dynamischen Bremszuständen der Ovalform der Bremstrommel anzupassen. Die Lippe verteilt die Belastung seitlich über den rückwärtigen Rand der Platte und, da sie sich in Längsrichtung über das rückwärtige Stegende hinaus erstreckt, schafft sie auch eine zusätzliche Festigkeit in beiden Umfangsrichtungen von dem rückwärtigen Stegrand weg. Die Lippe erhöht sowohl die ümfangs- als auch die Seitenfestigkeit der Bremsbackenplatte im Bereich des rückwärtigen Stegrandes.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsvorrichtung,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene, vergrößerte Teilansicht der"in Fig. 1 dargestellten Bremsvorrichtung und

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 2.

Die Zeichnungen zeigen eine keilbetätigte Bremsvorrichtung, die generell durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist. Die Bremsvorrichtung ist auf einem Träger 11 angeordnet, der durch mehrere Bolzen 12 an einem Flansch 14 festgelegt ist, welcher seinerseits mit dem Achsgehäuse 15 einstückig ausgebildet oder verschweißt sein kann. Die Bremsbetatigungsvor-

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richtungen sind in den Betätigergehäusen 16 und 18 untergebracht und gehalten, welche integral mit dem Träger 11 ausgebildet sind.

Wie am besten die Fig. 2 erkennen läßt, ist das Betätigergehäuse 16, welches mit dem Betätigergehäuse 18 übereinstimmt, mit fluchtenden zylindrischen Bohrungen 19 und 20 versehen, die Stößeleinheiten 21 und 22 verschiebbar aufnehmen, sowie mit einer öffnung auf der rückwärtigen Seite des Trägers, durch die ein Bremsbetätigungskolben hindurchragt. Das Innenende des Bremsbetätigungskolbens ist als Keil 24 ausgebildet und trägt eine Rollenanordnung 25. Die Rollenanordnung 25 liegt den Innenenden der Stößeleinheiten 21 und 22 an und bewegt diese axial aus den Bohrungen 19 und 20 heraus, wenn der Keil 24 einwärts bewegt wird. Die Stößelanordnung 21 umfaßt eine Innenschraube 26, eine Mutter 28 und ein Schaltrad zum Drehen der Mutter 28 gegenüber der Schraube 26 zwecks automatischer Einstellung des Bremslauffreiraums bei auftretendem Verschleiß. An einem Ende der Schraube 26 ist ein Sternrad 29 einstückig ausgebildet, das eine Einrichtung zur manuellen Einstellung des Bremsfreigangs bildet. Die Stößelanordnung 22 kann einen Kolben umfassen, der in einem Staubschutz 23 eingesetzt ist. Entsprechende Komponenten des Betätigergehäuses 18 werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wie sie bei der Beschreibung der Komponenten des Betätigergehäuses 16 verwendet worden sind.

Die Bremsvorrichtung 10 umfaßt ein Paar vorgefertigter Bremsbacken 30, die von dem Träger 11 verschiebbar gehalten sind. Jede Bremsbacke umaßt eine langgestreckte gekrümmte Platte und einen Steg 34, der an der radial innenliegenden Fläche der Platte 31 befestigt ist. Ein wesentlicher Längenbereich des radial außenliegenden Randes 35 des Steges liegt dabei der Innenfläche 32 der Bremsbackenplatte 31 an und ist mit dieser verschweißt, während ein Endbereich 36 des Steges radial einwärts im Abstand von der Fläche 32 der Platte 31 ge-

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halten ist, so daß am rückwärtigen Rand 39 der Bremsbacke eine Aussparung 38 entsteht. Der Endbereich 37 des Steges kann am Vorderende 43 der Bremsbacke ebenfalls einwärts einen Abstand von der Platte 31 haben. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, auch am vorderen Ende der Bremsbacke eine Aussparung bzw. einen Freiraum vorzusehen, wie nachfolgend noch erläutert wird, da die in Längsrichtung im Abstand voneinander liegenden Ränder 39 und 43 der Bremsbacke 30 bei der Betätigung der Bremsvorrichtung unterschiedlichen Wirkungen unterworfen sind.

Die Bremsbackenplatten 31 tragen Reibbeläge 40 und sind am rückwärtigen Rand 39 einer jeden Bremsbacke 30 als Lippe 41 ausgebildet. Die Lippe 41 einer jeden Bremsbacke 30 erstreckt sich einwärts in die Nähe des Endbereichs 36 des Bremsbackensteges und erstreckt sich, wie am besten die Fig. 3 erkennen läßt, seitlich quer über die volle Breite der Bremsbackenplatte 31.

Die Bremsbackenstege 34 sind durch Federklammern 42 verschiebbar an dem Träger 11 befestigt. Die entgegengesetzten Enden der Bremsbackenstege sind durch ein Paar von Rückstellfedern 44 in Anlage an die Stößelanordnungen belastet, die von den Betätigergehäusen 16 und 18 abstehen. Die Betätigergehäuse 16 und 18 sind jeweils zwischen benachbarten Enden der Bremsbakkenstege 34 angeordnet, derart, daß bei Betätigung der Bremsvorrichtung die Keile 24 in die Betätigergehäuse 16 und 18 eindringen und die Stößelanordnungen 21 und 22 in ihrem jeweiligen Bohrungen nach außen drücken. Die Stößelanordnungen bewegen die Bremsbacken 30 auswärts, bis der Reibbelag 40 eine zylindrische Reibfläche einer Bremstrommel 45 berührt, welche an einem nicht dargestellten Rad befestigt und um die Bremsbacken 30 sowie das Achsgehäuse herum drehbar ist.

Wenn sich der Reibbelag der Reibfläche der Bremstrommel anlegt, sucht die Drehkraft die Bremsbacken 30 in der gleichen

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Richtung zu bewegen, in der sich die Trommel dreht. Wenn daher die Bremstrommel 45 im Gegenuhrzeigersinn umläuft, wie dies in Fig. 1 durch den Pfeil gekennzeichnet ist, sucht der Reibkontakt zwischen dem Reibbelag 40 und der Bremstrommel die Bremsbacken ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn zu bewegen, wobei die Stößelanordnungen 22 als Widerlager dienen, die dieses Ende, d.h. die rückwärtigen Ränder 39 der Bremsbacken festhalten und gegen das durch die Reibungskräfte erzeugte Drehmoment abstützen.

Obwohl die Stößelanordnungen 22 die rückwärigen Ränder 39 der Bremsbacken 30 festhalten, wie dies am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind diese rückwärtigen Ränder nicht fest an den Stößelanordnungen 22 verankert. Die Enden 36 der Bremsbackenstege 34 an den rückwärtigen Bremsbackenrändern können vielmehr frei auf den geneigten Widerlagerflächen der Stößelanordnungen 22 nach außen gleiten.

Die rückwärtigen Ränder der Bremsbacken 30 sind verschiebbar in Bereichen der Bremsvorrichtung verankert, in denen die Bremstrommel bei dynamischen Bremszuständen einer beträchtlichen' Verformung unterworfen ist. Zwar ist in Fig. 1 die Bremstrommel 45 kreisrund und konzentrisch zu den Bremsbackenplatten 31 dargestellt, jedoch verursacht bei einer Betätigung der Bremsvorrichtung der auf die Stößelanordnungen 21 und 22 ausgeübte Druck sowie die durch den Reibkontakt mit dem Bremsbelag 40 eine Verformung der Bremstrommel 45 in vertikaler Richtung bezogen auf die in Fig. 1 dargestellte Lage. Die Bremstrommel 45 zieht sich dabei in horizontaler Richtung zusammen und bewegt sich, wie in Fig. 2 in gestrichelten Linien dargestellt ist, dort in Richtung auf die Betätigergehäuse. Die Form der Bremsvorrichtung 10 erfährt dabei, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, beträchtliche Dimensionsveränderungen während des dynamischen Bremsens, wobei sich die Führungsenden 36 der Bremsplattenstege nach außen auf einen sich zusammenziehenden Bereich der Bremstrommel 45 hin verschieben.

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Der zwischen dem Endbereich 36 des Bremsbackensteges 34 und der Bremsbackenplatte 41 vorgesehene Freiraum 38 ermöglicht es, daß der rückwärtige Rand 39 der Bremsbackenplatte sich nach innen auf den Steg zubewegt und sich der dimensionalen Formänderung der Bremsvorrichtung bei dynamischen Bremszuständen anpaßt. Dadurch wird die Druckhöhe auf den rückwärtigen Rand der Bremsbacke verringert. Die die Bremsbackenplatte 31 querende Lippe verstärkt die Strukbur des nicht abgestützten rückwärtigen Randes der Bremsbacke und verteilt den verbleibenden Druck über die Breite der Bremsbackenplatte, wodurch eine seitliche Verformung bei dynamischen Bremszuständen verhindert wird.

Der erfindungsgemäße Bremsbackenaufbau führt zu einem gleichmäßigeren Verschleiß des Bremsbelagmaterials und verringert unerwünschte Vibrationen durch die Beseitigung örtlich hoher Drücke, wie sie bisher an den rückwärtigen Rändern der Bremsbacken auftraten, auf ein Minimum.

Der Freiraum kann auch an herkömmlichen Bremsbacken durch Ausschneiden bzw. Aussägen eines Teils des Steges am rückwärtigen Rand der Bremsbacke hergestellt werden. Es wird jedoch bevorzugt, den Hauptteil des äußeren Randes des Bremsbackensteges mit demselben Krümmungsradius auszubilden, wie die Innenfläche der Bremsbackenplatte und den Radius dann am rückwärtigen Rand des Bremsbackensteges in einen kleineren Krümmungsradius zuzuschneiden. Der kleinere Radius wird vorzugweise gewählt, damit der Endabschnitt des Bremsbackensteges den rückwärtigen Rand der Bremsbackenplatte abstützen kann, wenn der rückwärtige Rand bei dynamischen Bremszuständen einwärts gebogen wird.

Eine beträchtlich verbesserte Wirkungsweise wurde bei Tests festgestellt, die bei einer Bremsvorrichtung der in Fig. 1 dargestellten Bauart mit 394 mm (15-1/2 inch) Nominaldurchmesser ausgeführt wurden, wobei Bremsbacken verwendet wurden,

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deren Platten aus einem hochelastischen SAE-1020-Stahlblech mit einer Dicke von 4,5 mm (.179 inch), einer Breite von 203 mm (8 inches) und einer Länge von 406 mm (16 inches) hergestellt sind. Die Innenfläche der Bremsbackenplatten und die Außenränder der Bremsbackenstege waren dabei mit einem Krümmungsradius von etwa 184 mm (7-1/4 inches) ausgebildet, wobei zur Herstellung eines Bogenabstandes von etwa 25,4 mm (1 inch) am rückwärtigen Rand eines jeden Bremsplattensteges der Radius auf etwa 178 mm (7 inches) verkleinert wurde. Die den Außenrand der Bremsbackenstege bildenden Radien waren dabei zur Herstellung eines keilförmigen Freiraums mit etwa einer Länge von 25,4 mm (1 inch) versetzt, wobei der Freiraum von einer Spaltbreite 0 bis zu einer Spaltbreite von etwa 1,905 mm (.075 inches) am rückwärtigen Rand der Bremsbacke anstieg.

Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführungsform nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung, in deren Rahmen noch mancherlei Änderungen möglich sind.

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Leerseife

Claims (3)

1. Patentanwälte OQ/ 1 Q 7 0

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   Ansprüche :

   Bremsbacke mit einer langgestreckten, gekrümmten Platte und einem an der Platte befestigten Steg, dadurch gekennzeichnet , daß der radial äußere Rand des Steges über seine wesentliche Länge an der radial innenliegenden Fläche der Platte befestigt ist, während ein Teilabschnitt des radial außenliegenden Randes an einem Ende des Steges einwärts in einem Abstand von der radial innenliegenden Fläche der Platte gehalten ist.
2. 2. Bremsbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die radial innenliegende Fläche der Platte mit einem im wesentlichen konstanten Radius gekrümmt ist, daß der wesentliche Längenbereich des Aussenrandes des Steges mit im wesentlichen dem gleichen Radius wie die radial innenliegende Fläche der Platte gekrümmt ist und daß ein Endabschnitt des Außenrandes des Steges mit einer Krümmung versehen ist, deren Radius kleiner ist als der Krümmungsradius der Innenfläche der Platte.

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   ORIGINAL INSPECTED

   3· Bremsbacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Krümmungsradius des einen Endabschnitts des äußeren Stegrandes derart gewählt ist, daß er bei einem dynamischen Bremszustand eine Einwärtsbiegung des zugehörigen Plattenendabschnittes in eine Lage erlaubt, in der dieser sich an dem Endabschnitt des Stegaußenrandes abstützt.

   4. Bremsbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die radial gekrümmte Platte sich in Längsrichtung über ein Ende des radialen Stegaußenrandes hinaus erstreckt und ein Teilabschnitt der Platte dabei als Lippe ausgebildet ist, die sich in Seitenrichtung über die Platte erstreckt und radial einwärts in die Nähe des einen Stegendes vorsteht.

   5. Vorgefertigte Bremsbacke mit einer langgestreckten gekrümmten Platte und einem im wesentlichen über die gesamte Länge der radial innenliegenden Plattenfläche verlaufenden Steg, dadurch gekennzeichnet , daß der Steg eine erste radial außenliegende Randfläche aufweist, die komplementär zu dem Hauptlängenbereich der radial innenliegenden Plattenfläche gekrümmt und an dieser befestigt ist, und daß der Steg einen zweiten, radial außenliegenden Randbereich besitzt, der an einem Ende der Platte im Abstand von deren radial innenliegender Fläche liegt, wobei der Hauptlängenbereich der Platte von der ersten radial außenliegenden Randfläche gehalten wird und der verbleibende Endabschnitt der Platte bei dynamischen Bremszuständen frei einwärtsbiegbar ist.

   6. Bremsbacke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das eine Ende der Bremsbackenplatte über das zugehörige Ende des Steges hinaus vorsteht und als quer über die Platte verlaufende, einwärtsgerichtete Lippe ausgebildet ist.

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   7. Bremsbacke mit einer langgestreckten, gekrümmten Platte und einem damit vereinigten Steg, dadurch gekennzeichnet , daß der Steg über einen wesentlichen Längenabschnitt an der radial innenliegenden Fläche der Platte festgelegt ist und daß ein Teilabschnitt der Platte in Längsrichtung über wenigstens ein Ende des Steges vorsteht.

   8. Bremsbacke nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der vorstehende Teilabschnitt der Platte als diese guerende und einwärts in die Nähe des einen Stegendes vorstehende Lippe ausgebildet ist.

   9. Bremsbacke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe in Längsrichtung in einem Abstand von dem Steg liegt.

   10. Bremsbacke nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teilabschnitt des radial außenliegendes Randes des einen Stegendes nach einwärts einen Abstand von der radial innenliegenden Plattenfläche hat.

   11. Vorgefertigte Bremsbacke mit einer in Längsrichtung beabstandete Ränder aufweisenden, langgestreckten gekrümmten Platte, an deren radial innenliegender Fläche zwischen den Rändern ein Steg befestigt ist, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der in Längsrichtung beabstandeten Ränder als Lippe ausgebildet ist, die sich in Seitenrichtung über die Platte und einwärts bis in die Nähe eines Stegendes erstreckt.

   12. Bremsbacke nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des radial außenliegenden Randes des einen Stegendes nach innen zu einen Abstand von der radial innenliegenden Plattenfläche aufweist.

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   1.
3. 3. Bremsenaufbau mit einem Träger, mit einem Paar vorgefertigter, verschiebbar an dem Träger gehaltener Bremsbacken, die jeweils eine gekrümmte Platte und einen an der radial innenliegenden Plattenfläche festgelegten Steg haben, mit einem um die Bremsbacken drehbaren Bremstrommel sowie mit einer.Einrichtung zur Auswärtsbewegung der Bremsbacken in Reibkontakt mit der Bremstrommel, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Bremsbackensteges eine die Drehbewegung der Bremsbacke in Abhängigkeit von deren Reibkontakt mit der Bremstrommel verhindernde Einrichtung anstößt und daß zwischen dem einen Ende eines jeden Bremsbackensteges sowie der radial innenliegenden Fläche der zugehörigen Platte ein Zwischenraum vorgesehen ist, der die Einwärtsbiegung dieses Plattenbereichs während eines dynamischen Bremsvorgangs erlaubt.

   14. Bremsenaufbau nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zugehörige Ende einer jeden Bremsbackenplatte als Lippe ausgebildet ist, die über den Außenumfang des einen Endes des Bremsbackensteges hinaussteht und radial einwärts verläuft.

   15. Bremsenaufbau nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Auswärtsbewegung der Bremsbacken ein Paar Betätiger umfaßt, die jeweils zwischen benachbarten Enden der Bremsbackenstege an dem Träger befestigt sind und daß in jedem Betätiger ein Paar Stößel angeordnet sind, die den benachbarten Enden der Bremsbackenstege anliegen und die den Bremsbacken anliegende, deren Drehbewegung verhindernde Einrichtung bilden.

   16. Bremsenaufbau mit einem Träger, mit einem Paar vorgefertigter, verschiebbar an dem Träger gehaltener Bremsbacken, die jeweils eine langgestreckte, gekrümmte Platte mit in Längsrichtung beabstandeten Rändern sowie einen

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   an der radial innenliegenden Fläche der Platte zwischen den Rändern befestigten Steg umfassen, mit einer um die Bremsbacken drehbaren Bremstrommel und mit einer jede Bremsbacke auswärts in Reibkontakt mit der Bremstrommel bewegenden Einrichtung, dadurch gekennzeichn e t-, daß an einem Ende eines jeden Bremsbackensteges ein die Drehbewegung der zugehörigen Bremsbacke in Abhängigkeit von dem Reibkontakt mit der Bremstrommel verhindernder Bauteil anliegt und daß an einem Ende einer jeden Bremsbacke eine Lippe ausgebildet ist, die die zugehörige Bremsbacke quert und einwärts verläuft.

   17. Bremsenäufbau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des radial außenliegenden Randes des einen Endes eines jeden Bremsbackensteges einwärts im Abstand von der radial innenliegenden Fläche der Platte gehalten ist.

   18. Bremsenaufbau nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Auswärtsbewegung der Bremsbacken ein Paar Betätiger umfaßt, die jeweils zwischen benachbarten Enden der Bremsbackenstege an dem Träger festgelegt sind, daß ferner in jedem der Betätiger ein Stößelpaar verschiebbar angeordnet ist und mit benachbarten Enden der Bremsbackenstege in Berührung steht, wobei die Stößel die an die Bremsbacken anstoßende und deren Drehbewegung verhindernde Einrichtung bilden.

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