DE2900894A1

DE2900894A1 - Hydraulisch betriebene scheibenbremse

Info

Publication number: DE2900894A1
Application number: DE19792900894
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kita; Yukinori Nishiyama
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1978-01-19
Filing date: 1979-01-11
Publication date: 1979-07-26
Also published as: GB2012895A; IT7967115A0; US4267903A; JPS5498461A; GB2012895B; JPS6146688B2

Description

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A. GRÜNECKER

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8 MÜNCHEN

MAXlMlUUkNSTRASSE A3

Hydraulisch betriebene Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine hyraulisch betriebene Scheibenbremse und allgemein eine Scheibenbremse für Motorfahrzeuge, insbesondere eine solche Scheibenbremse, die durch. ein hydraulischen Druck aufbringendes System beaufschlagt wird.

Bei einer bekannten Scheibenbremse für Motorfahrzeuge, z.B. Motorräder, ist ein Paar Bremsbelaganordnungen einander
gegenüberliegend unter Einschluss der Bremsscheibe vorgesehen, wobei die Bremsscheibe -an einer Achse befestigt ist, so dass sie sich zusammen mit dem zugehörigen Rad dreht» Die Bremsbelaganordnungen sind relativ zur Bremsscheibe durch betreffende Armbereiche von einem jochartigen Bremsgehäuse,

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TELEFON (OQS) 22 28 QS

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das allgemein als Joch bezeichnet wird/ beweglich gehalten. In einem der Jocharme ist eine hydraulische Zylinderkammer ausgebildet, in der sich gleitbar ein Kolben befindet, wodurch eine der Bremsbelaganordnungen gegen die Bremsscheibe gedruckt wird, wenn der Kolben unter dem im Zylinder erzeugten Hydraulikdruck eine entsprechende Bewegung erfährt. Die andere Bremsbelaganordnung wird danach in reibendem Eingriff mit der Bremsscheibe unter der Kraft gebracht, die auf den zugehörigen Jocharm von dem Hydraulikzylinder in bekannter Weise übertragen wird.

Der-in dem Jocharm ausgebildete Hydraulikzylinder steht in Verbindung mit einem Hauptzylinder, der die den hydraulischen Druck erzeugende Quelle darstellt und durch eine geeignete Einrichtung, z.B. ein Fusspedal, beaufschlagt werden kann. Der Hauptzylinder ist getrennt vom im Jocharm ausgebildeten Zylinder vorgesehen und steht mit letzterem über eine Rohrleitung , z.B. einen Gummischlauch oder ein Kupferrohr, in Verbindung, so dass der im Hauptzylinder bei Betätigung des Fusspedals erzeugte Hydraulikdruck auf die im Jocharm ausgebildete Zylinderkammer übertragen werden kann, um den Kolben und damit die zugehörige Bremsbelaganordnung in Richtung auf die Bremsscheibe zu bewegen.

Das hydraulische Scheibenbremssystern der vorbeschriebenen Ausbildung ist mit verschiedenen Nachteilen verbunden. Da der Hauptzylinder getrennt von der Scheibenbremsenvorrichtung vorgesehen ist, erfordert die Herstellung und Installation von Hauptzylinder und zugehörigen Teilen und Befestigungen, z.B. die Rohrleitung, hohe Fertigungskosten als auch zeitaufwendige Arbeiten. Ferner kann ein Verlust an hydraulischem Druck bei der übertragung auf die Zylinderkammer im Joch vom Hauptzylinder wegen des Strömungswiderstandes in der Verbindungsrohrleitung auftreten. Des weiteren

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können mit dieser Anordnung Leckverluste an Hydraulikfluid verbunden sein. Bei gewissen Anwendungen, z.B. bei Motorrädern, ist ferner der für die Anbringung des Hauptzylinders zur Verfügung stehende Raum begrenzt.

Ein Ziel der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung von einer hydraulischen Scheibenbremse für Motorfahrzeuge mit einem verbesserten Aufbau, so dass die bislang mit bekannten Scheibenbremsen vorgenannter Art verbundenen Schwierigkeiten und Nachteile vermieden werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer hydraulischen Scheibenbremse, die eine in sich vorhandene Quelle zum Aufbringen eines hydraulischen Druckes aufweist, so dass das Vorsehen von einem getrennten Hauptzylinder als auch der damit verbundenen Bauteile nicht notwendig ist. Schliesslich ist es ein Ziel der Erfindung, eine hydraulische Scheibenbremse zu schaffen, die mit einem stark verkleinerten kompakten Aufbau realisiert und daher selbst an Stellen angeordnet werden kann, wo der verfügbare Raum begrenzt ist.

Die erfindungsgemässe Lösung der vorgenannten Ziele zeichnet. sich dadurch aus, dass die Scheibenbremse aufweist? eine auf einer mit einem Rad drehbaren Achse befestigte Bremsscheibe, ein jochartiges Bremsgehäuse mit einem Paar Jocharme, die so angeordnet sind, dass sie die Bremsscheibe umgreifen, ein Paar im Bremsgehäuse einander gegenüberliegend angeordnete Bremsbelaganordnungen,zwischen denen die Bremsscheibe vorgesehen ist, wobei die Bremsbelaganordnungen relativ zur Bremsscheibe beweglich sind, eine in einem der Jocharme ausgebildete, und mit einem Hydraulikmedium gefüllte Zylinderkammer, ein erster in der Zylinderkammer gleitbar angeordneter Kolben, der die benachbarte Bremsbelaganordnung auf die Bremsscheibe drückt, ein zweiter gleitbar in der

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Zylinderkammer in Abstand von dem ersten Kolben angeordneter Kolben und eine Einrichtung zur Bewegung des zweiten Kolbens in Richtung auf den ersten Kolben bei Inbetriebnahme der Bremse, wodurch in der Zylinderkammer ein hydraulischer Druck erzeugt wird, unter dem der erste Kolben und die zugehörige Bremsbelaganordnung zu einer Bewegung in Richtung auf die Bremsscheibe veranlasst werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Reservoir vorgesehen ist, welches das Hydraulikmedium, z.B. öl, enthält und im Joch ausgebildet ist, wobei das Reservoir mit der Zylinderkammer in Verbindung steht, um ergänzendes Hydraulikmedium zur Zylinderkammer zu. führen, wenn sich die Bremsvorrichtung in der wirkungslosen Stellung befindet. Diese Zufuhr von ergänzendem Hydraulikmedium ist erforderlich, wenn das effektive Volumen der Zylinderkammer aufgrund Abrieb des Bremsbelages zunimmt.

Zusammengefasst wird durch die Erfindung eine hydraulisch betriebene Scheibenbremse für Motorfahrzeuge geschaffen, die aufweist: eine Bremsscheibe, ein jochartiges Bremsgehäuse, das so ausgebildet ist, dass es die Scheibenbremse umfasst und das ein Paar Arme aufweist, sowie ein Paar Bremsbelaganordnungen, die einander gegenüberliegend im Bremsgehäuse angeordnet sind und zwischen sich die Bremsscheibe einschliessen. Die Bremsbelaganordnungen sind in Richtung auf und weg von der Bremsscheibe bewegbar. Eine Zylinderkammer ist in einem der Jocharme ausgebildet und nimmt einen ersten Kolben auf, der die benachbarte Bremsbelaganordnung auf die Scheibenbremse drückt, und enthält ferner einen zweiten Kolben, der in der Kammer in Abstand von dem ersten Kolben angeordnet ist. Der zweite Kolben wird von einem aussen vorgesehenen Betätigungselement beaufschlagt und erzeugt in der Zylinderkammer einen hydraulischen Druck,

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um den ersten Kolben und die zugehörige Bremsbelaganordnung auf die Bremsscheibe zu bewegen. Ein Reservoir für das Hydraulikfluid ist im Bremsgehäuse ausgebildet, um ergänzendes Fluid in die Zylinderkammer zu führen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vertikal geschnittene Ansicht von einer erfindungsgemäss aufgebauten Scheibenbremse,

Fig. 2 eine vergrösserte vertikal geschnittene Ansicht von einer bei der Scheibenbremse nach Fig. 1 verwendeten Ventileinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Scheibenbremse gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, wobei sich das Bezugszeichen 10 allgemein auf ein Bremsjoch oder Gehäuse mit einem nach unten ragenden Armbereich 11 bezieht, in dem eine Zylinderkammer 12 ausgebildet ist. Ein erster Kolben 13 und ein zweiter Kolben 14 sind axial gleitbar in der Zylinderkammer 12 in fluiddichter Weise aufgenommen. Der erste Kolben 13 befindet sich in axialem Abstand vom zweiten Kolben 14,und zwar um eine geeignete Wegstrecke, so dass ein hydraulischer Raum zwischen diesen Teilen vorliegt. Darauf hinzuweisen ist, dass der zweite Kolben 14, der in Form einer Scheibe ausgebildet ist, sich um seine Mittelachse innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches, wie nachfolgend im Detail näher beschrieben, drehen kann.

Die Abstützplatte 15a von einer Bremsbelaganordnung 15 mit einem Bremsreibbelag 15b ist gleitbar in einer Bohrung angeordnet, die im inneren Bereich des Jocharmes 11 axial zum ersten und zweiten Kolben 13, 14 ausgerichtet liegt. Die

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äussere Endfläche des ersten Kolbens 13 drückt auf die Rückseite der Abstützplatte 15a, so dass die Bremsbelaganordnung 15 in Richtung auf die Bremsscheibe D bewegt wird, wenn der erste Kolben 13 beim Bremsen beaufschlagt wird. Die Bremsscheibe D ist auf der Achse von einem nicht gezeigten Fahrzeug gehalten und dreht sich zusammen mit dem nicht gezeigten zugeordneten Rad. Bei der vorliegenden Ausführungsform, die eine schwimmende Bauart der Scheibenbremse betrifft, wird, wenn die Bremsbelaganordnung 15 in Reibberührung mit der Bremsscheibe D tritt, das Joch 10 aufgrund der von der Bremsscheibe D ausgeübten Reaktionskraft in eine Richtung bewegt, die entgegengesetzt zu der Richtung weist, in die die Bremsbelaganordnung 15 durch den ersten Kolben 13 gegen die Scheibe D gedrückt wird. Dadurch wird die andere Bremsbelaganordnung 16, die an dem anderen Jocharm 17 an einer Stelle ausgerichtet gegenüber der ersten Bremsbelaganordnung 15 unter Zwischenlage der Bremsscheibe D angeordnet ist, gegen die Bremsscheibe D gedrückt, so dass diese beidseitig eingeschlossen zwischen den Bremsbelägen Bremskräften ausgesetzt wird.

Ein Reservoir 18, das ein hydraulisches Medium, wie öl, enthält, ist am oberen Bereich des Jochs 10 ausgebildet. Das_v obere offene Ende des Reservoirs 18 wird hermetisch von einem elastischen oder nachgiebigen Dichtungselement 19 verschlossen, das durch eine Abdeckplatte 20 fest an Ort und Stelle gehalten wird. Die Abdeckplatte 20 ist am Joch durch geeignete Mittel, z.B. Senk schrauben, befestigt.

Das Reservoir 18 steht mit der Zylinderkammer 12 über eine Passage 21 in Verbindung, in der eine Ventileinrichiung 30 angeordnet ist. Der Aufbau als auch die Wirkungsweise der Ventileinrichtung 30 wird nachfolgend beschrieben.

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Der zweite Kolben 14 trägt eine zentrale Welle 22, die an der dem ersten Kolben 18 abgewandten Seite integral am Kolben 14 angeformt ist. Die Welle 22 erstreckt sich nach aussen durch eine Abdeckplatte 23, die am Joch 10 zum Verschliessen der Zylinderkammer 12 befestigt ist. Ein Hebel 24 ist fest an dem herausragenden Endebereich der Welle 22 angebracht, so dass der zweite Kolben 14 um seine Mittelachse über die Welle 22 in Drehbewegung versetzt wird, wenn der Hebel 24 gedreht wird. Andererseits ist eine Druckkugel 25 in rollendem Eingriff in einem ausgehöhlten Bereich gehalten, der in der inneren Oberfläche der Abdeckplatte 23 ausgebildet ist, wobei sie in Berührung mit einer Führungsfläche 26 steht, die in einem benachbarten Bereich an der Aussenflache des zweiten scheibenförmigen Kolbens 14 ausgebildet ist. Die Ftihrungsflache 26 ist längs der Drehrichtung des zweiten Kolbens schräg oder geneigt, so dass der Kolben 14 axial auf den ersten Kolben 13 bei einer Drehung des Hebels 14 infolge der rollenden Elngriffnahme zwischen Druckkugel 25 und geneigter Führungsfläche 26 bewegt wird. Bei Drehung des Hebels 24 wird auf diese Weise der zweite Kolben 14 axial während seiner Drehung gegen den ersten Kolben 13 gedruckt und infolge davon der erste Kolben 13 unter dem im hydraulischen Kaum hervorgerufenen hydraulischen Druck auf die Abstützplatte 15a der Bremsbelaganordnung 15 gepresst, wobei die Bremsbelaganordnung 15, wie zuvor beschrieben, zur Anlage an der Bremsscheibe D kommt.

Eine Schraubenfeder 28 oder ein ähnliches Element 1st vorgesehen, um den zweiten Kolben 14 ständig auf die verschliessende Abdeckplatte 23 zu drücken und den zweiten scheibenförmigen Kolben 14 in die Ausgangsstellung bei Aufheben der Bremswirkung zurückzubringen, wobei in dieser Stellung die Kugel 25 an der tiefsten Stelle auf der geneigten Führungsfläche 26 zu liegen kommt. Obgleich eine einzelne

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Kombination aus der Druckkugel 25 und der geneigten Führungsfläche 26 dargestellt ist, versteht es sich, dass auch zwei oder mehrere derartige Kombinationen in symmetrischer Anordnung vorgesehen werden können.

Die zuvor kurz erwähnte Ventileinrichtung 30 hat die Aufgabe, das hydraulische Medium oder öl zur Zylinderkammer 12 zu führen, um eine gegebenenfalls unzureichende ölmenge in der Zylinderkammer 12 zu ersetzen. Ein solcher ölmangel kann auftreten, wenn das Volumen des hydraulischen Raumes zwischen dem ersten und zweiten Kolben 13, 14 aufgrund Abrieb der Bremsbeläge 15a zunimmt.

Nach Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 ist ein Ventilgehäuse oder Kasten 31 in der Passage 21 vorgesehen, die das Reservoir 18 mit der Zylinderkammer 12 verbindet. In der Bodenwand des napfförmigen Ventilgehäuses 31 ist eine Öffnung 32 ausgebildet, durch die sich lose,d.h. mit Spiel, ein Ventilschaft 33 erstreckt. Ein Ventilelement 34 ist am Schaft 33 an einer Stelle unterhalb des Bodens des Ventilgehäuses 31 befestigt. Der Ventilschaft 33 wird federnd bei Betrachtung nach der Zeichnung nach oben durch eine Schraubenfeder 35 vorgespannt.

Ein Ventilbetätigungselement 27 in Form von einem Stift ist am zweiten Kolben 14 an einer solchen Stelle befestigt, dass der untere freie Endbereich 36 des Ventilschaftes 33 durch den Betätigungsstift 27 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 35 bewegt wird, wenn sich der zweite Kolben 14 in der zurückgezogenen oder wirkungslosen Stellung (in Fig. 1 rechtsseitigen Stellung) befindet, so dass die Öffnung 32 durch das Ventilelement 34 (Fig. 2) geöffnet wird und das Hydraulik-

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medium vom Reservoir 18 zur Zylinderkammer 12 strömen kann.

Bei Anlegen einer Bremskraft kommt der untere freie Endbereich 36 des Ventilschaftes 33 ausser Eingriff mit dem Betätigungsstift 27 infolge der Drehung des zweiten Kolbens Der Ventilschaft 33 gelangt dann in die vertikale Stellung und damit das Ventilelement 34 in eine Lage, wo es die öffnung 32 unter der Kraft der Schraubenfeder 35 verschliesst. Somit wirkt die Ventileinrichtung 30 wie ein Absperrventil, um eine Rückströmung des Hydraulikmediums zum Reservoir 18 bei Anlegen der Bremskraft zu verhindern.

Die Scheibenbremse mit dem vorbeschriebenen Aufbau ergibt folgende Vorteile:

a) Aufgrund der Anordnung, dass sowohl der erste Kolben,der gegen die Bremsbelaganordnung drückt, als auch der zweite Kolben, der einen hydraulischen Druck erzeugt, um den ersten Kolben zu beaufschlagen, in einer einzelnen Zylinderkammer angeordnet sind, kann die Bremsvorrichtung als kompakte einfache Konstruktion mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen verwirklicht werden, ohne dass für den Zusammenbau komplizierte Arbeits- und Verfahrensvorgänge erforderlich sind.

b) Das Vorsehen von einem separaten Hauptzylinder, der bislang gewöhnlich erforderlich war, ist nicht notwendig. Daher können die Kosten für die Herstellung des HauptZylinders als auch der zugehörigen Teile, wie Rohrleitungen und dgl.» eingespart werden. Ferner fehlt das mit dem für die Anbringung des Hauptzylinders verbundene Problem der zur Verfügungstellung eines entsprechenden Raumes.

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c) Da keine Rohrleitung erforderlich ist, tritt auch kein Verlust an Hydraulikdruck auf, wie dies bei einer Rohrübertragung der Fall ist, so dass sich der Betrieb der Bremsvorrichtung mit hohem Wirkungsgrad vollzieht.

d) Wegen der ergänzenden Zufuhr an Hydraulikmedium zur Zylinderkammer ist das Vorsehen einer Nachstellvorrichtung zum Ausgleich des Abriebs der Bremsbeläge nicht erforderlich.

Obgleich die Erfindung anhand einer Scheibenbremse schwimmender Bauart beschrieben wurde, versteht es sich, dass sie ebenfalls auf andere Arten von Scheibenbremsen angewendet werden kann. Ferner ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst auch zahlreiche, dem Fachmann anhand der gegebenen Lehre sich anbietende Modifikationen und Abänderungen» Z.B. kann anstelle der Kombination einer Kugel und Führungsfläche zur Bewegung des zweiten Kolbens auf den ersten Kolben unter Drehung des zweiten Kolbens auch eine Kombination aus Führungsnut und einem Gewinde vorgesehen werden.

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Claims

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SUMITOMO EIECTRIC INDUSTRIES, LTD.

15, Kitahama 5-chome, Higashi-ku, Osaka, Japan

Hydraulisch betriebene Scheibenbremse

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8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

11. Jan. 1979

PATENTANSPRÜCHE

Hydraulisch betriebene Scheibenbremse für Motorfahrzeuge, gekennzeichnet durch eine Bremsscheibe (D), ein jochartiges Bremsgehäuse (10) mit einem Paar Jocharme, die die Bremsscheibe umgreifen, ein Paar Bremsbelaganordnungen (15, 16), die im Jochgehäuse einander gegenüberliegend angeordnet sind und zwischen denen die
Bremsscheibe liegt, wobei die Bremsbelaganordnungen in Richtung auf und weg von der Bremsscheibe bewegbar sind, eine in einem der Jocharme ausgebildete und mit einem Hydraulikmedium gefüllte Zylinderkammer (12), ein erstes gleitbar in der Zylinderkammer nahe der einen zugehörigen Bremsbelaganordnung vor-

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vorgesehenes Kolbenelement (13), ein zweites gleitbar in der Zylinderkammer in Abstand von dem ersten Kolbenelement angeordnetes Kolbenelement (14), und eine Einrichtung (22-26) zur Bewegung des zweiten Kolbenelementes in Richtung auf das erste Kolbenelement bei Anlegen einer Bremskraft, wodurch in der Zylinderkammer ein hydraulischer Druck erzeugt wird, unter dem das erste Kolbenelement und die zugehörige Bremsbelaganordnung auf die Bremsscheibe bewegt werden.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung aufweist: ein drehbares Betätigungselement (24), das an einer mit dem zweiten Kolbenelement (14) verbundenen und aus der Zylinderkammer (12) nach aussen herausragenden Welle (22) befestigt ist, und eine Einrichtung (25, 26), die eine Druckkraft auf das zweite Kolben element ausübt, um dieses in Richtung auf das erste Kolbenelement (13) zu bewegen, wenn das Betätigungselement gedreht wird.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Druckkraft ausübende Einrichtung aufweist: eine rollend zwischen dem zweiten Kolbenelement (14) und einer nahe dem zweiten Kolbenelement angeordneten Wand für die Bildung der Zylinderkammer (12) angeordnete Kugel (25) und eine Führungsfläche (26) , die in einer Endfläche des zweiten Kolbenelementes nahe der Wand ausgebildet und in die Richtung geneigt ist, in die das zweite Kolbenelement gedreht wird, so dass das zweite Kolbenelement auf das erste Kolbenelement (13) durch das Zusammenwirken zwischen der Kugel und der Führungsfläche bewegbar ist, wenn das zweite Kolbenelement durch das Betätigungselement (24) gedreht wird.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Federvorspanneinrich— tung (28) , die das zweite Kolbenelement (14) konstant in

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eine zurückgezogene Stellung entsprechend dem Ruhezustand der Scheibenbremse drückt.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein im Bremsgehäuse (14) ausgebildetes Reservoir (18) , das ein Hydraulikmedium enthält und in Verbindung mit der Zylinderkammer (12) bringbar ist, wenn sich die Scheibenbremse im Ruhezustand befindet.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass in einer das Reservoir (18) mit der Zylinderkammer (12) verbindenden Passage (21) ein Absperrventil (30) angeordnet ist, das eine Strömung des Hydraulikmediums von der Zylinderkammer in das Reservoir verhindert, wenn das zweite Kolbenelement (14) bei Einwirken einer Bremskraft auf das erste Kolbenelement (13) bewegt worden ist.
7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, gekennzeich net durch eine Einrichtung (27) zum Schliessen des Absperrventils (30), wenn das zweite Kolbenelement (14) für die Bewegung auf das erste Kolbenelement (13) gedreht wird.
8. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass das Absperrventil (30) aufweist: ein in der Passage (21) angeordnetes Ventilgehäuse (31) mit einer in seiner Bodenwand ausgebildeten Öffnung (32), einen sich durch die öffnung mit Spiel erstreckenden Ventilschaft (33), ein am Ventilschaft befestigtes Ventilelement (34), das nahe der öffnung an der zur Zylinderkammer (12) weisenden Seite angeordnet ist, ein von dem Ventilelement in die Zylinderkammer ragendes Ventilbetätigungselement (36) und eine Federvorspanneinrichtung (35), die das Ventilelement konstant in eine Stellung zum Verschliessen der öffnung drückt und so beaufschlagbar ist, dass es die öffnung

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freigibt, wenn sich das zweite Kolbenelement (14) in der zurückgezogenen Stellung befindet.
9. Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass an dem zweiten Kolbenelement (14) ein abstehendes Element (27) an einer solchen Stelle befestigt ist, dass das Ventilbetätigungselement (36) durch das abstehende Element zur Freigabe der öffnung (32) nur dann beaufschlagbar ist, wenn sich das zweite Kolbenelement (14) in der zurückgezogenen Stellung befindet.

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