DE2841372C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsbacke einer Innenbacken- Trommelbremse mit einer langgestreckten, gekrümmten Platte und einem an der Platte befestigten Steg, dessen radial äußerer Rand über seine wesentliche Länge an der radial innenliegenden Fläche der Platte befestigt ist, während ein unbefestigter Teilabschnitt des radial außenliegenden Randes des Steges ein­ wärts in einem Abstand von der radial innenliegenden Fläche der Platte gehalten ist und somit einen Freiraum schafft.

Aus der GB 4 36 470 ist eine solche Bremsbacke bekannt, deren Steg in einem Bereich seines einen Endes mit einer Aussparung versehen ist, so daß sich die als Belagträger dienende Platte dort nicht gegen den Steg abstützt, wobei der Steg und die Platte zu dem genannten einen Ende hin wieder zusammengefügt sind. Diese Ausbildung soll zur Geräuschminderung dienen. We­ gen der unstarren Abstützung der Stegenden an Widerlagern bzw. Betätigungseinrichtungen werden solche Bremsbacken auch als schwimmend angeordnet bezeichnet.

Mit zunehmender Bremskraft verformt sich bei Trommelbremsen die außenliegende Bremstrommel, so daß die Verteilung des Bremsdrucks über die Belagflächen ungleichmäßig wird. Im Fahr­ betrieb führt diese dann dynamische Verformung auch zu uner­ wünschten Vibrationen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbacke der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sich der Bremsdruck auch im Fahrbetrieb gleichmäßig über die Belag­ fläche verteilt und Vibrationen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platte an ihrem dem unbefestigten Teilabschnitt des Steges, welcher dessen Endabschnitt bildet, radial gegenüberliegenden Ende bei einem Bremsvorgang auf diesen Endabschnitt zu und bis in Anlage an dessen radial außenliegenden Rand elastisch ver­ formbar ist.

Spezielle Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Insbesondere ist ein randseitiger Teilabschnitt der Platte als Lippe ausge­ bildet, die sich in Seitenrichtung über die Platte erstreckt und radial einwärts in die Nähe des einen Stegendes vorsteht.

Der erfindungsgemäß verbesserte Bremsbackenaufbau läßt eine Biegung und Änderung des Krümmungsradius des Verankerungsen­ des der Bremsbacke zu und dadurch eine Anpassung an unrunde Formen der Bremstrommel, die den Druck am Verankerungsende der Bremsbacke verringern. Die Stegaussparung ermöglicht es dem Verankerungsende der Platte, sich die dynamischen Bremszustän­ den der Ovalform der Bremstrommel anzupassen und verteilt so den verbleibenden Druck gleichmäßiger über den Bremsbackenab­ schnitt am Verankerungsende. Die Lippe verteilt die Belastung seitlich über den rückwärtigen Rand der Platte und erhöht so­ wohl die Festigkeit in beiden Umfangsrichtungen als auch die Seitenfestigkeit der Bremsbackenplatte im Bereich des rückwär­ tigen Stegrandes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bremsvorrichtung mit erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Bremsbacken,

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

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

Fig. 1 zeigt eine keilbetätigte Bremsvorrichtung 10. Die Bremsvorrichtung 10 ist auf einem Träger 11 angeordnet, der durch mehrere Bolzen 12 an einem Flansch 14 festgelegt ist, welcher seinerseits mit dem Achsgehäuse 10 einstückig ausge­ bildet oder verschweißt sein kann. Die Vor­ tungen zur Bremsbetätigung sind in den Betätigergehäusen 16 und 18 unterge­ bracht und gehalten, welche integral mit dem Träger 11 aus­ gebildet sind.

Wie am besten die Fig. 2 erkennen läßt, ist das Betätigerge­ häuse 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 Innen­ ende 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 um­ faßt eine Innenschraube 26, eine Mutter 28 und ein Schaltrad zum Drehen der Mutter 28 gegenüber der Schraube 26 zwecks automatischer Einstellung des Bremslauffreiraums bei auftre­ tendem Verschleiß. An einem Ende der Schraube 26 ist ein Sternrad 29 einstückig ausgebildet, das eine Einrichtung zur manuellen Einstellung des Bremsfreigangs bildet. Die Stößel­ anordnung 22 kann einen Kolben umfassen, der in einem Staub­ schutz 33 eingesetzt ist. Entsprechende Komponenten des Be­ tätigergehäuses 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 Brems­ backen 30, die von dem Träger 11 verschiebbar gehalten sind. Jede Bremsbacke umfaßt eine langgestreckte gekrümmte Platte 31 und einen Steg 34, der an der radial innenliegenden Fläche 32 der Platte 31 befestigt ist. Ein wesentlicher Längenbereich des radial außenliegenden Randes 35 des Steges liegt dabei der Fläche 32 der Platte 31 an und ist mit dieser verschweißt, während ein Endabschnitt 36 des Steges ra­ dial einwärts im Abstand von der Fläche 32 der Platte 31 ge­ 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 nach­ folgend noch erläutert wird, da die in Längsrichtung im Ab­ stand voneinander liegenden Ränder 39 und 43 der Bremsbacke 30 bei der Betätigung der Bremsvorrichtung unterschiedlichen Wirkungen unterworfen sind.

Die Platten 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 Endabschnitts 36 des Bremsbacken­ steges und erstreckt sich, wie am besten die Fig. 3 erkennen läßt, seitlich quer über die volle Breite der Bremsbacken­ platte 31.

Die Stege 34 sind durch Federklammern 42 verschieb­ bar an dem Träger 11 befestigt. Die einander 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 Bremsbac­ kenstege 34 angeordnet, derart, daß bei Betätigung der Brems­ vorrichtung die Keile 24 in die Betätigergehäuse 16 und 18 eindringen und die Stößelanordnungen 21 und 22 in ihrem jewei­ ligen Bohrungen nach außen drücken. Die Stößelanordnungen be­ wegen die Bremsbacken 30 auswärts, bis der Reibbelag 40 eine zylindrische Reibfläche einer Bremstommel 45 berührt, welche an einem nicht dargestellten Rad befestigt und um die Brems­ backen 30 sowie das Achsgehäuse herum drehbar ist.

Wenn sich der Reibbelag der Reibfläche der Bremstrommel an­ legt, sucht die Drehkraft die Bremsbacken 30 in der gleichen Richtung zu bewegen, in der sich die Trommel dreht. Wenn da­ her 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 45 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 rückwärtigen Ränder 39 der Bremsbacken 30 festhalten, wie dies am besten aus Fig. 2 er­ sichtlich ist, sind diese rückwärtigen Ränder nicht fest an den Stößelanordnungen 22 verankert. Die Endabschnitte 36 der Stege 34 an den rückwärtigen Bremsbackenrändern können vielmehr frei auf den geneigten Widerlagerflächen der Stößel­ anordnungen 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 beträcht­ lichen Verformung unterworfen ist. Zwar ist in Fig. 1 die Bremstrommel 45 kreisrund und konzentrisch zu den Bremsbacken­ platten 31 dargestellt, jedoch verursacht bei einer Betäti­ gung der Bremsvorrichtung der durch die Stößelanordnungen 21 und 22 auf die Bremsbeläge 40 ausgeübte Druck eine Verformung der Bremstrommel 45 in vertika­ ler 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 gestrichelten Li­ nien dargestellt ist, dort in Richtung auf die Betätigergehäu­ se. Die Form der Bremsvorrichtung 10 erfährt dabei, wie in Fig. 2 dargestellt ist, beträchtliche Dimensionsverände­ rungen während des dynamischen Bremsens, wobei sich die Endabschnite 36 der Bremsplattenstege nach außen auf einen sich zusammenziehenden Bereich der Bremstrommel 45 hin verschieben.

Der zwischen dem Endabschnitt 36 des Steges 34 und der Platte 31 vorgesehene Freiraum 38 ermöglicht es, daß der rückwärtige Rand 39 der Bremsbackenplatte sich nach innen auf den Steg zubewegt und sich der Formänderung der Bremsvorrichtung bei dynamischen Bremszu­ ständen anpaßt. Dadurch wird die Druckhöhe auf den rückwär­ tigen Rand der Bremsbacke verringert. Die die Platte 31 querende Lippe 41 verstärkt die Struktur des nicht abgestützten rückwärtigen Randes der Bremsbacke und verteilt den verbleibenden Druck über die Breite der Bremsbackenplat­ te, wodurch eine seitliche Verformung bei dynamischen Brems­ zuständen verhindert wird.

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

Der Freiraum kann auch an herkömmlichen Bremsbacken durch Ausschneiden bzw. Aussägen eines Teils des Steges am rück­ wärtigen Rand der Bremsbacke hergestellt werden. Es wird je­ doch bevorzugt, den Hauptteil des äußeren Randes des Brems­ backensteges 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 vor­ zugsweise gewählt, damit der Endabschnitt des Bremsbackenste­ ges den rückwärtigen Rand der Bremsbackenplatte abstützen kann, wenn der rückwärtige Rand bei dynamischen Bremszustän­ den einwärts gebogen wird.

Eine beträchtlich verbesserte Wirkungsweise wurde bei Tests festgestellt, die bei einer Bremsvorrichtung der in Fig. 1 dargestellten Bauart mit 394 mm Nominaldurch­ messer ausgeführt wurden, wobei Bremsbacken verwendet wurden, deren Platten aus einem hochelastischen SAE-1020-Stahlblech mit einer Dicke von 4,5 mm, einer Breite von 203 mm und einer Länge von 406 mm hergestellt sind. Die Innenfläche der Bremsbackenplatten und die Außenränder der Bremsbackenstege waren dabei mit einem Krümmungsradius von etwa 184 mm ausge­ bildet, wobei zur Herstellung eines Bogenabstandes von etwa 25,4 mm am rückwärtigen Rand eines jeden Bremsplat­ tensteges der Radius auf etwa 178 mm verkleinert wurde. Die den Außenrand der Bremsbackenstege bildenden Radi­ en waren dabei zur Herstellung eines keilförmigen Freiraums um etwa 25,4 mm versetzt, wobei der Freiraum von einer Spaltbreite 0 bis zu einer Spaltbrei­ te von etwa 1,905 mm am rückwärtigen Rand der Bremsbacke anstieg.

Claims (4)

1. Bremsbacke einer Innenbacken-Trommelbremse mit einer lang­ gestreckten, gekrümmten Platte und einem an der Platte befe­ stigten Steg, dessen radial äußerer Rand über seine wesentli­ che Länge an der radial innenliegenden Fläche der Platte befe­ stigt ist, während ein unbefestigter Teilabschnitt des radial außenliegenden Randes des Steges einwärts in einem Abstand von der radial innenliegenden Fläche der Platte gehalten ist und somit einen Freiraum schafft, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (31) an ihrem dem ungefestigten Teilabschnitt des Steges (34), welcher dessen Endabschnitt (36) bildet, radial gegenüberliegenden Ende bei einem Bremsvorgang auf diesen End­ abschnitt (36) zu und bis in Anlage an dessen radial außenlie­ genden Rand (35) elastisch verformbar ist.

2. Bremsbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die radial innenliegende Fläche (32) der Platte (31) mit einem im wesentlichen konstanten Radius gekrümmt ist,
• - der wesentliche Längenbereich des Außenrandes des Steges (34) mit im wesentlichen dem gleichen Radius wie die ra­ dial innenliegende Fläche (32) der Platte (31) gekrümmt ist,
• - ein Endabschnitt (36) des Außenrandes des Steges (34) mit einer Krümmung versehen ist, deren Radius kleiner ist als der Krümmungsradius der Innenfläche (32) der Platte (31).

3. Bremsbacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des einen Endabschnitts (36) des äuße­ ren Stegrandes derart gewählt ist, daß er bei einem Bremsvor­ gang eine Einwärtsbiegung des zugehörigen Endabschnittes der Platte (31) in eine Lage erlaubt, in der dieser sich an dem Endabschnitt (36) des Stegaußenrandes abstützt.

4. Bremsbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die radial gekrümmte Platte (31) sich in Längsrichtung über ein Ende des radialen Stegaußenrandes hinaus erstreckt und ein Teilabschnitt der Platte (31) als Lippe (41) ausgebildet ist, die sich in Seitenrichtung über die Platte (31) erstreckt und radial einwärts in die Nähe des einen Steg­ endes vorsteht.