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Titel : Kombinierte Scheiben-. und Trommelbremse
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für Fahrzeuge
Beschreibung Kombinierte Scheiben-
und Trommelbremse für Fahrzeuge Zwar hat die Verwendung von Scheibenbremsen anstelle
von Trommelbremsen in Kraftfahrzeugen anerkannte Vorteile, bisher vorgeschlagene
Scheibenbremsen stellen jedoch bei Verwendung in Nutzfßhrzeugen nicht völlig zufrieden.
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Normalerweise als leichte Nutzfahrzeuge angesehene Nutzfahrzeuge,
wie z.B. Lieferwagen, können ein beträchtliches Gesamtgewichthaben und doch für
die Aufnahme der Bremsausrüstung einen verhältnismäßig kleinen Raum aufweisen, insbesondere
dann, wenn an der Hinterachse des Fahrzeuges Zwillingsräder verwendet werden. Durch
den Anbau von Zwillingsrädern wird der Außendurchmesser der an der Achse angeordneten
Bremsausrüstung auf den Raum begrenzt, der innerhalb der Radfelge liegt. Im Zusammenhang
mit herkömmlichen Scheibenbremsen, bei denen ein Teil des Bremssattels den Außenumfang
einer Bremsscheibe übergreift, bedeutet dieser begrenzte Raum, daß eine Bremsscheibe
von kleinem Durchmesser benutzt werden muß. Wegen des kleinen wirksamen Radius,
an dem die Bremsbeläge an einer solchen
Bremsscheibe angreifen,
ist es schwierig, ein zufriedenstellendes Bremsmoment zu erzielen.
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Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Scheibenbremsen an Nutzfahrzeugen
besteht in der Schwierigkeit, eine mechanische Betätigungsvorrichtung zur Verfügung
zu stellen, die als Feststellbremse und als Hilfsbremse im Notfall benutzt werden
kann. Die Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß es, um zum Anlegen der Bremsbeläge
an die Bremsscheibe eine ausreichende Kraft zu erzielen, notwendig ist, eine durch
eine äußere Hilfskraft betätigte Servoeinheit irgendeiner Form zu verwenden, beispielsweise
eine durch Vakuum betätigte Servoeinheit. Die Verwendung einer Servoeinheit stellt
zwar bei normalem Bremsen zufrieden, doch kann die Servoeinheit nicht zur Unterstützung
einer Feststellbremse benutzt werden, da letztere auch dann wirksam sein muß, wenn
keine Servo- bzw. Unterstützungskraft zur Verfugung steht. Wenn außerdem die Feststellbremse
als Hilfsbremse im Notfall bei völligem Ausfall der Hauptbetriebsbremsen dienen
soll, muß sie von der Betätigung der Servoeinheit unabhängig sein.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung hat eine kombinierte Scheiben- und
Trommelbremse für Fahrzeuge eine kreisringförmige Bremsscheibe, die an ihrem Außenumfang
an einem von einer Radnabe getragenen Stützteil befestigt ist, eine Bremssattelanordnung
mit einem Bremskräfte aufnehmenden Bremsträger, der an einem feststehenden Bauteil
des Fahrzeuges zu befestigen ist, einem Bremssattel, der den Innenumfang der Bremsscheibe
übergreift, und einem Bremsbelag an jeder Seite der Bremsscheibe, eine Bremstrommel
mit innenliegender Bremsfläche, die an der Bremsscheibe befestigt ist und deren
Innendurchmesser mit dem größten Durchmesser der Bremsscheibe zumindest annähernd
gleich ist, und wenigstens eine Bremsbacke zum Anlegen an die Bremstrommel, wobei
die Bremsbacke eine Reaktionsfläche aufweist, die an einer Reaktionsfläche der Bremssattelanordnung
anliegt,
wodurch Drehkräfte, die im Betrieb an der Bremsbacke aufgebracht werden, auf die
Bremssattelanordnung übertragen werden.
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Die Scheibenbremsenanordnung ermöglicht es, den größtmöglichen wirksamen
Bremsscheibendurchmesser innerhalb der Begrenzungen eines eingeschränkten Gesamtaußendurchmessers
für die Bremsausrüstung zu verwenden. Dies wird durch eine Anordnung des Bremssattels
in der Weise erreicht, daß er den Innenumfang der Bremsscheibe übergreift und nicht
den Außenumfang wie bei einer herkömmlichen Scheibenbremsenanordnung. Folglich kann
die Bremsscheibe nach außen bis in die Nähe des radial am weitesten außen gelegenen
Teils der Bremse reichen. Die Scheibenbremse kann zu normalen Betriebsbremsungen
benutzt und dabei, wie üblich, durch eine Servoeinheit unterstützt werden. Die Bremstrommel
bildet eine Feststell- und Hilfsbremse, die innerhalb der Grenzen des Gesamtdurchmessers
der Bremsausrüstung den größtmöglichen wirksamen Durchmesser hat. Durch das Anordnen
der oder jeder Bremsbacke mit Anlage an einer Reaktionsfläche an der Bremssattelanordnung
werden Drehkräfte, die im Betrieb an der Bremsbacke aufgebracht werden, unmittelbar
auf die Bremssattelanordnung übertragen, die so ausgelegt werden kann, daß sie solchen
Drehkräften standhält. Um das Anlegen der Bremsbacken an die Bremstrommel mit einem
Feststellbremshebel zu erleichtern, ist jeder hierfür geeignete Betätigungsmechanismus
verwendbar.
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Die Trommelbremse ist vorzugsweise selbstverstärkend, so daß der Betätigungsmechanismus
nur zum Erzeugen einer verhältnismäßig kleinen Kraft benötigt wird. Die mechanisch
betätigte Feststellbremse ist von der Scheibenbremsenanlage völlig unabhängig und
kann folglich als Hilfsbremse im Notfall benutzt werden.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung hat eine kombinierte Scheiben-
und Trommelbremse für Fahrzeuge eine kreisringförmige Bremsscheibe, die an ihrem
Außenumfang an einem von
einer Radnabe getragenen Stützteil befestigt
ist, eine Bremstrommel mit innenliegender Bremsfläche, die an der Bremsscheibe nahe
ihrem Außenumfang befestigt ist, eine Bremssattelanordnung zum Anlegen von zwei
Bremsbelägen an entgegengesetzte Seiten der Bremsscheibe und wenigstens eine Bremsbacke
zum Anlegen an die Bremstrommel.
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Das Stützteil und die Bremstrommel bilden eine am Außenumfang der
Bremsscheibe befestigte beträchtliche Metallmasse von beträchtlicher Fläche. Dadurch
wird das Abführen der beim Bremsen mit der Scheibenbremse erzeugten Wärme unterstützt.
Weil ferner diese Metallmasse in einem beträchtlichen Abstand von der Drehachse
der Bremsscheibe angeordnet ist, hat sie eine hohe Umfangsgeschwindigkeit und wird
durch die Umgebungsluft wirkungsvoll gekühlt. Selbst bei hoher Temperatur dieser
Metallmasse ergibt sich-keine übermäßige Erwärmung der Radnabe, da die Metallmasse
Abstand von der Radnabe hat.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bremsscheibe mit der
Bremstrommel einstückig ausgebildet und am Stützteil lösbar befestigt. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß die metallischen Reibflächen der Bremse, also die Oberflächen
der Bremsscheibe und der Bremstrommel, an einem einzigen einstückigen Bauteil ausgebildet
sind.
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Die gesamte an Reibflächen nötige spangebende Feinbearbeitung kann
an diesem einzigen einstückigen Bauteil durchgeführt werden, und das Stützteil kann
folglich mit weniger engen Toleranzen hergestellt werden. Ferner bietet diese Anordnung
die größtmögliche Wärmeübertragung von der Bremsscheibe auf die Bremstrommel.
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Vorzugsweise ist die Bremssattelanordnung an einem Flansch befestigt,
der am Achsgehäuse des mit der Bremse versehenen Rades vorgesehen ist. Beim Bremsen
im Bremssattel erzeugte Drehkräfte werden über den Flansch auf das Achsgehäuse übertragen.
Drehkräfte, die beim Betätigen der
Feststellbremse auf die Bremsbacken
ausgeübt werden, werden in ähnlicher Weise über die Bremssattelanordnung auf den
Flansch übertragen. Bei einer solchen Anordnung kann an der Bremse eine Rücken-
bzw. Abschlußplatte vorgesehen werden, die im wesentlichen keine lastaufnehmende
Funktion hat und lediglich zum Schutz der Bremse gegen Verschmutzung dient. Eine
derartige Abschlußplatte läßt sich aus dünnem Metall oder aus Kunststoff auf verhältnismäßig
billige Weise herstellen. Wenn eine solche Abschlußplatte bereitgestellt wird, lassen
sich alle Bauteile der Bremse innerhalb der Bremse anordnen, wo sie gegen Straßenschmutz
und mögliche Beschädigung durch Steine etc. geschützt sind.
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Vorzugsweise sind im Stützteil und in der Bremstrommel Öffnungen ausgebildet,
die es nach dem Abnehmen des oder der Räder von der Nabe ermöglicht, die Bremsbeläge
aus der Bremssattelanordnung radial nach außen wegzunehmen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im fol-genden anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Rückansicht,mit mitBlickrichtung
vom Fahrzeugzentrum nach außen, einer kombinierten Scheiben- und Trommelbremse,
Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht, bei
der einzelne Teile weggebrochen sind, und Fig. 4 denSchnitt IV-IV in Fig. 3.
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Die dargestellte kombinierte Scheiben- und Trommelbremse 1, nachfolgend
als Bremse 1 bezeichnet, ist für leichte Nutzfahrzeuge geeignet. Die Bremse 1 ist
an der Hinterachse 2 des Fahrzeuges angeordnet, die an jedem Ende Zwillingsräder
3 und 4 trägt. Der für die Bremsausrüstung der Hinterachse 2 zur Verfügung stehende
maximale Durchmesser
wird durch den Raum innerhalb des Rades 4
begrenzt.
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Die Hinterachse 2 weist eine Radnabe 5 auf, an der die Räder 3 und
4 in herkömmlicher Weise befestigt sind. Die Radnabe 5 hat ein mit ihr einstückiges
Stützteil 6, das sich von ihrer Achse radial nach außen erstreckt. Am Stützteil
6 ist eine kombinierte Bremsscheibe und -trommel 7 mit entsprechenden Schrauben
8 befestigt. Die kombinierte Bremsscheibe und -trommel 7 umfaßt ein kreisringförmiges
Bremsscheibenteil 9, nachfolgend als Bremsscheibe 9 bezeichnet, das sich von den
Schrauben 8 aus radial nach innen erstreckt, und ein Bremstrommelteil 10, nachfolgend
als Bremstrommel 10 bezeichnet, das sich vom Bereich des radial äußeren Umfanges
der Bremsscheibe 9 aus axial zur Fahrzeugmitte hin erstreckt.- In derBremsscheibe
9 sind übliche Belüftungsoffnungen 11 ausgebildet.
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In dem ungefähr becher- oder schalenförmigen Gehäuse, das vom Stützteil
6 und von der Bremstrommel 10 gebildet wird, ist nahezu vollständig eine Bremssattelanodnung
12 untergebracht, welche den Innenumfang 13 der Bremsscheibe 9 überspannt oder übergreift.
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Zur Bremssattelanordnung 12 gehört ein. Bremsträger 14, der mit Bolzen
16 an einem Flansch 15 befestigt ist, welcher an das Achsgehäuse 2 angeschweißt
ist. Am Bremsträger 14 ist ein Bremssattel 17 mit Zapfen 18 verschieblich angeordnet.
Der Bremssattel 17 bildet einen Zylinder 19, in dem ein Kolben 20 verschieblich
ist, der an einem ersten Bremsbelag 21 direkt angreift. Durch Einleiten von unter
Druck stehendem hydraulischem Fluid in den Zylinder 19 wird der Kolben 20 so fortbewegt,
daß er den Bremsbelag 21 an die benachbarte Stirnfläche der Bremsscheibe 9 anlegt.
Die durch diese Berührung erzeugte Reaktionskraft bewirkt, daß sich der Bremssattel
17 und die Zapfen 18 am Bremsträger 14 verschieben um dadurch einen zweiten Bremsbelag
22 an die andere Seite der
Bremsscheibe 9 anzulegen. Drehkräfte,
die beim Bremsen an den Bremsbelägen 21 und 22 erzeugt werden, werden auf mit dem.
Bremsträger 14 fest bzw. einstückig verbundene Arme 23 übertragen. Die Bremssattelanordnung
12 ist einem herkömmlichen, an Zapfen verschieblichen Schwimmsattel, wie er bei
herkömmlichen Scheibenbremsen verwendet wird, ähnlich, bei denen die Bremssattelanordnung
den Außenumfang einer Bremsscheibe übergreift.
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Der wirksame Durchmesser der Bremsscheibe 9 ist größer als der Durchmesser
einer Bremsscheibe, die verwendet werden könnte, wenn eine ähnliche Bremssattelanordnung
vorgesehen wäre, die den Außenumfang einer im Rad 4 angeordneten Bremsscheibe übergreift.
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Um Wartungsarbeiten an den Bremsbelägen 21 und 22 zu ermöglichen,
sind im Stützteil 6 und in der Bremstrommel 10 Öffnungen 24 bzw. 25 ausgebildet.
Jede Öffnung 24 bzw. 25 ist groß genug, damit ein zugehöriger Bremsbelag 21 bzw.
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22 durch sie hindurch radial nach außen weggenommen werden kann, nachdem
eine Haltefeder 26 durch Lösen von Schrauben 27 von den Armen 23 entfernt worden
ist. Zwar sind die Öffnungen 24 und 25 in den Zeichnungen mit Überlappung in Umfangsrichtung
dargestellt, aber in der Praxis sind sie vorzugsweise mit Umfangsabstand voneinander
angeordnet.
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Wenngleich ferner in den Zeichnungen nur eine Öffnung 24 im Stützteil
6 und nur eine Öffnung 25 in der Bremstrommel 10 dargestellt sind, weist sowohl
das Stützteil 6 als auch die Bremstrommel 10 vorzugsweise mehrere Öffnungen 24 bzw.
25 auf. Beispielsweise sind bei einer bevorzugten Ausführungsform in die Bremstrommel
10 zwei Öffnungen 25 mit einem Zwischenabstand von 180 und in das Stützteil 6 zwei
Öffnungen 24 ebenfalls mit einem Zwischenabstand von 180, aber um 90' gegenüber
den Öffnungen 25 in der Bremstrommel 10 versetzt, eingearbeitet. Eine solche Anordnung
sorgt für eine wirkungsvolle Belüftung des Raumes innerhalb der Bremstrommel 10
und ermöglicht es, die
Bremstrommel 10 mit dem Stützteil 6 in den
vier Bereichen ihres Umfanges zu verschrauben, in denen sich keine Öffnungen 24
oder 25 befinden. Für eine zusätzliche Belüftung sorgen Aussparungen 28 im Stützteil
6.
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Zum normalen Bremsen des Fahrzeuges werden die Bremsscheibe 9 und
die Bremssattelanordnung 12 benutzt, indem letzterer in herkömmlicher Weise unter
Druck stehendes hydraulisches Fluid zugeleitet. wird.: Gemäß Fig. 3 und 4 sind zum
Anlegen an die Bremstrommel 10 der kombinierten Bremsscheibe und -trommel 7 zwei
Bremsbacken 29 und 30 vorgesehen. Jede der Bremsbacken 29 und 30 liegt mit einem
Ende an einer Nachstellvorrichtung 31 an, zu der eine Halte- und Rückstellfeder
32 gehört. Am anderen Ende jeder Bremsbacke 29 und 30 ist eine Reaktionsfläche 33
ausgebildet, die an einer weiteren Reaktionsfläche 34 gleitet, die durch spangebende
Bearbeitung an einem Ansatz 35 des Bremsträgers 14 der Bremssattelanordnung 12 erhalten
worden ist. Zusätzlich sind die Bremsbacken 29 und 30. mit einem Betätigungsmechanismus
36 versehen, der zwei schwenkbar gelagerte Hebel 37 und 38 aufweist. Mit dem Hebel
37 ist das Ende eines Bremsseils 39 so verbunden, daß, wenn am Bremsseil 39 gezogen
wird, der Hebel 37 an einer Achse 40 schwenkt, um die Bremsbacke 30 an die Bremstrommel
10 anzupressen. Dabei bewegt sich die Achse 40 entsprechend Fig. 4 etwas nach oben,
und diese Aufwärtsbewegung wird vom Hebel 38 auf die obere Bremsbacke 29 übertragen,
wodurch diese an die Bremstrommel 10 angepreßt wird. Drehkräfte, die in den Bremsbacken
29 und 30 erzeugt werden, weil beispielsweise das Fahrzeug auf einer Schrägfläche
geparkt ist oder die Feststellbremse bei noch rollendem Fahrzeug betätigt wird,
werden auf einen der Ansätze 35 am Bremsträger 14 übertragen. Weil der Bremsträger
14 notwendigerweise besonders kräftig ausgebildet und am Achsgehäuse 2 starr befestigt
ist, lassen
sich solche Drehkräfte ohne weiteres aufnehmen und
unmittelbar auf das Achsgehäuse 2 übertragen.
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Die Bremstrommel 10 ist nahe dem Außenumfang der Bremsscheibe 9 angeordnet
und folglich von beträchtlichem Durchmesser. Die Bereitstellung einer Bremstrommel
10, deren Durchmesser zumindest annähernd gleich ist dem größten Durchmesser der
Bremsscheibe 9 wird dadurch erleichtert, daß zur Aufnahme der in den Bremsbacken
29 und 30 erzeugten Drehkräfte die Ansätze 35 am Bremsträger 14 benutzt werden.
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Am Flansch 15 ist mit entsprechenden Befestigungsmitteln eineRückebzw.
Abschlußplatte 41 befestigt, welche die vom Stützteil 6 und der Bremstrommel 10
gebildete Umhüllung bzw. das Gehäuse nahezu völlig abschließt. Die Bremsscheibe
9 und die Bremssattelanordnung 12 sind zusammen mit den Bremsbacken 29 und 30 und
dem zugehörigen Betätigungsmechanismus 36 in dem vom Stützteil-6, der Bremstrommel
10, der Abschlußplatte 41 und deiir Achsgehäuse 2 begrenzten Raum eingeschlossen
und somit gegen Beschädigung durch Steine etc. und direkte Verunreinigung durch
Fahrbahnschmutz, Wasser etc. geschützt.
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Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wird außer einem großen
wirksamen Durchmesser für die Scheibenbremse erreicht, daß die Bremsscheibe 9 in
einer optimalen Stellung im Luftstrom innerhalb der Radkonfiguration angeordnet
ist.
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Durch ihre einstückige Ausbildung mit der Bremstrommel 10 und ihre
Befestigung an dem relativ schweren Stützteil 6 ist die Bremsscheibe 9 sehr gut
abgesteift und ermöglicht so eine verhältnismäßig leichte und gut belüftete Bauart.
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Ferner sind die Reibflächen sowohl der Bremsscheibe 9 als auch der
Bremstrommel 10 an dem die kombinierte Bremsscheibe und -trommel 7 bildenden einstückigen
Bauteil ausgebildet; folglich ist am Stützteil 6 eine spangebende Bearbeitung nur
in relativ geringem Umfange erforderlich.
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Zusammenfassung Eine kombinierte Scheiben- und Trommelbremse (1)
für ein leichtes Nutzfahrzeug hat eine Bremsscheibe (9), die mit einer Bremstrommel
(10) einstückig ausgebildet und an einem Stützteil (6) mit Schrauben (8) befestigt
ist.
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Den Innenumfang (13) der Bremsscheibe (9) übergreift ein Bremssattel
(17), der mit Zapfen (18) an einem Bremsträger (14) angeordnet ist, welcher mit
einem am Fahrzeugachegehäuse (2) angeschweißten Flansch (15) verschraubt ist. An
die Bremstrommel (10) sind Bremsbacken (29,30) anpreßbar, die sich an einer Fläche
am Bremsträger (14) abstützen. Folglich kommt es zu keiner wesentlichen Belastung
einer Abschlußplatte (41), die somit aus Kunststoff hergestellt werden kann. Öffnungen
(24,25) im Stützteil (6) und der Bremstrommel (10) erleichtern das radiale Ausbauen
von Bremsbelägen (21,22).
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