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Die Erfindung betrifft eine Teilbelagscheibenbremse mit
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wenigstens einer kraftbetätigten Bremsbacke, welche sich zumindest
auf der bei Vorwärtsfahrt vorliegenden Scheibenauslaufseite in Umfangsrichtung an
einem Bremsbackenträger über einen Bremskraft-Umlenkhebel mit im wesentlichen radialer
Schwenkachse abstützt, dessen einer Hebelarm auf der Scheibenauslaufseite derart
an der Trägerplatte der Bremsbacke anliegt, daß er in Umfangsrichtung an der Bremsbacke
wirkende Bremskräfte aufnimmt, jedoch ein axiales Gleiten zwischen Trägerplatte
und Hebelarm möglich ist, dessen Schwenkachse am Bremsbackenträger in Umfangsrichtung
abgestützt ist und dessen zweiter Hebelarm sich zum Rücken der Trägerplatte der
Bremsbacke erstreckt und diese axial mit einer von der Bremskraft und dem Verhältnis
der Hebelarmlängen abhängigen Zusatzkraft beaufschlagt, wobei der Bremskraft-Umlenkhebel
in axialer Richtung gegen Federkraft abhebbar von hinten an der Trägerplatte anliegt,
wobei die Schwenkachse in Axialrichtung gleitbar am Bremsbackenträger gelagert ist,
wobei die den axialen Gleitbewegungen entgegenwirkenden Reibkräfte unter Berücksichtigung
der Federkraft so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einer Bremsung sich die Bremsbacke
relativ zum ersten Hebelarm nicht aber der Bremskraft-Umlenkhebel relativ zum Brembackenträger
axial verschieben kann, daß jedoch im ungebremsten Zustand der Bremskraft-Umlenkhebel
sich unter dem Einfluß der Federkraft relativ zum Bremsbackenträger bis zur Anlage
an der Trägerplatte bewegen kann, und wobei im Bereich der Berührungsstelle zwischen
dem Vorsprung und der Anlagefläche die Reibung in Axialrichtung bei Andruck in Umfangsrichtung
erhöhende Mittel vorgesehen sind, nach Patentanmeldung P 31 14 047.5.
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Es ist bereits bekannt, daß bei Scheibenbremsen und Ringscheibenbremsen
der Verschleiß des kolbenseitigen Belages im Scheibeneinlauf größer ist als im Scheibenauslauf.
Ursache
dafür sind sowohl die Reibkräfte an der Belag-Abstützstelle
als auch der Versatz der Abstützstelle zur Reibfläche, wodurch ein schräg wirkendes
Moment entsteht. Dieser Effekt erweist sich besonders bei Bremssätteln mit breiten
Belägen als nachteilig.
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Um der einseitigen erhöhten Abnutzung des Bremsbelages entgegenzuwirken,
hat man bereits den Kolben in Umfangsrichtung außermittig zur Auslaufseite hin versetzt.
Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Bremse asymmetrisch wird und damit
auch die Verformung.
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Zur Verstärkung der Bremskraft ist bereits eine Teilbelagscheibenbremse
bekannt geworden (GB-PS 829 866), bei welcher sowohl auf der Scheibeneinlauf- als
auch auf der Scheibenauslaufseite Bremskraft-Umlenkhebel vorgesehen sind, die um
im wesentlichen radial verlaufende Wellen schwenkbar am Bremsträger gelagert sind.
Der eine Hebelarm jedes dieser Bremskraft-Umlenkhebel liegt auf der Scheibeneinlauf-
bzw. auf der Scheibenauslaufseite derart an der Trägerplatte der Bremsbacke an,
daß er in Umfangsrichtung an der Bremsbacke wirkende Bremskräfte aufnimmt und auf
den anderen Hebelarm überträgt, der am Rücken der Trägerplatte anliegt. Bei einer
Bremsung beaufschlagt die in Umfangsrichtung von der Bremsscheibe mitgenommene Bremsbacke
jeweils einen der beiden ersten Hebelarme der Bremskraft-Umlenkhebel. Hierdurch
entsteht in axialer Richtung eine Zusatzbremskraft, wodurch die ursprünglich von
außen angelegte primäre Bremskraft verstärkt wird.
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Der Nachteil der bekannten Teilbelagscheibenbremse besteht jedoch
darin, daß mit zunehmender Abnutzung der Bremsbeläge die Bremskraft-Umlenkhebel
immer weiter geschwenkt werden'müssen, damit die zweiten Hebelarme noch in Anlage
an der Trägerplatte bleiben können. Hierdruch entfernt sich der erste Hebelarm immer
weiter von seiner Anschlagfläche an der Trägerplatte der Bremsbacke.
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Das Ziel der Hauptanmeldung besteht darin, eine Teilbelag-Scheibenbremse
zu schaffen, bei der die Relativlage des Bremskraft-Umlenkhebels relativ zur Bremsbacke
auch bei zunehmender Abnutzung der Bremsbeläge praktisch unverändert bleibt, so
daß die mittels des Bremskraft-Umlenkhebels als Hilfszusatzkraft bzw. Bremsverstärkung
von der Abnutzung der Bremsbeläge unbeeinträchtigt bleibt. Außerdem soll nach der
Hauptanmeldung die Teilbelagscheibenbremse einfach im Aufbau und wirtschaftlich
in der Herstellung sein.
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Aufgrund der Ausbildung nach dem Hauptpatent bildet der Bremskraft-Umlenkhebel
praktisch einen Bestandteil der Bremsbacke, welcher sich ebenso wie die Bremsbacke
selbst mit zunehmender Abnutzung des Bremsbelages der Bremsscheibe immer mehr nähert.
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Entsprechend verlagert sich die Schwenkachse des Bremskraft-Umlenkhebels
mit zunehmender Bremsbelagabnutzung stetig in Richtung der Bremsscheibe. Die Wirkungsweise
der sremsverstärker anordnung ist damit praktisch unabhängig von der Abnutzung des
Bremsbelages.
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Um ein axiales Gleiten des Bremskraft-Umlenkhebels relativ zum Bremsbackenträger
bei einer Bremsung sicher auszuschließen, wird in der Hauptanmeldung bereits vorgeschlagen,
im Bereich der Berührungsstelle zwischen dem Vorsprung und der ^lagefläche die Reibung
in Axialrichtung bei Andruck in Umfangsrichtung erhöhende Mittel vorzusehen. Diese
Mittel können z.B. aus einer sich im wesentlichen radial erstreckenden Kerbe im
Bereich der Berührungsstelle des Vorsprungs bestehen.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß die am Bremskraft-Umlenkhebel
aufgrund der Kerbe vorhandenen Zähne sich beim Bremsen in die Anlagefläche des Bremsbackenträgers
eingraben, so daß bei zunehmender Belagabnutzung der Zahn bzw. die Zähne immer wieder
in die eingegrabene Kerbe zurückrutschen, was zu nicht ausreichend definierten Hebelübertragungsverhältnissen
führen
kann. Außerdem wird durch das Eingraben der Zähne in den
Bremsbackenträger der Abstand des Bremskraft-Umlenkhebels von der Anlagefläche des
Bremsbackenträgers immer geringer, so daß er schließlich beim Bremsen an den Bremsbackenträger
anschlägt und ein Verstärkungseffekt überhaupt unterbunden wird.
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Demgemäß liegt der vorliegenden Zusatzanmeldung die Aufgabe zugrunde,
ein Zurückrutschen des Bremskraft-Umlenkhebels in eine eingegrabene Kerbe sicher
zu vermeiden und zu verhindern, daß der Bremskraft-Umlenkhebel sich durch das Eingraben
einer Kerbe immer mehr dem Bremsbackenträger nähert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Mittel
aus einer die Anlagefläche bildenden Axialverzahnung bestehen, deren Länge der zur
Verfügung stehenden Stärke des zugeordneten Bremsbelages entspricht. Insbesondere
soll die Axialverzahnung an einem in dem Bremsbackenträger vorgesehenen Einsatz
angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Ausbildung so, daß die Axialverzahnung bzw.
der Einsatz, an dem sie angeordnet ist, gehärtet, die Gegenfläche am Bremskraft-Umlenkhebel
jedoch ungehärtet ist.Der Bremskraft-Umlenkhebel soll zum Abrollen beim Bremsen
im Bereich der Schwenkachse abgerundet sein.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Axialverzahnung eine Sägezahnform
hat, wobei die senkrechten Flanken der Sägezähne der Bremsscheibe zugekehrt sind.
Vorzugsweise ist die Axialverzahnung durch ein Feilenprofil gebildet.
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Erfindungsgemäß ist also der mit dem Bremsbackenträger in Kontakt
kommende Vorsprung des Bremskraft-Umlenkhebels zunächst glatt, also ohne Kerben
und Zähne ausgebildet. Die Zähne der Axialverzahnung weisen einen möglichst engen
Abstand bzw. eine sehr feine Teilung auf. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Zähne
der Verzahnung einen Abstand von 2 bis. 7 und insbesondere etwa 4 mm aufweisen.
Die Abrundung der Berührungsfläche des Bremskraft-Umlenkhebels soll so sein, daß.
der Umlenkhebel zumindest nach
einer gewissen Gebrauchsdauer jeweils
mit mehreren Zähnen der Verzahnung in Berührung steht.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Verzahnung und insbesondere der feinen
Zahnteilung wird erreicht, daß der Bremskraft-Umlenkhebel nach einer entsprechenden
Bremsbelagabnutzung immer jeweils um einen Zahn weiter zur Bremsscheibe hin einrastet,
also sich entsprechend der Belagabnutzung mit der Bremsbacke zur Bremsscheibe hin
bewegt. Da sich stets mehrere Zähne am Bremskraft-Umlenkhebel abstützen, erfolgt
kein so starkes Eingraben wie beim Vorhandensein nur eines Zahnes, so daß auch eine
zu große Annäherung des Bremskraft-Umlenkhebels an den Bremsbackenträger wirksam
vermieden ist.
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Die Berührungsfläche des Bremskraft-Umlenkhebels ist zunächst bei
der Herstellung glatt ausgebildet. Da sie jedoch bevorzugt weich ist, drücken sich
die Zähne der Axialverzahnung etwas in das Material des Bremskraft-Umlenkhebels
ein, jedoch nicht zu tief, weil stets mehrere Zähne wirksam sind.
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Aufgrund des besonders bevorzugten Sägezahn-Profils wird bei der Bremsung
eine optimale Abstützung des Bremskraft-Umlenkhebels am Bremsbackenträger erreicht,
während andererseits beim Nachziehen des Umlenkhebels nach einer Bremsung das Weiter
springen des Bremskraft-Umlenkhebels um einen Zahn weiter durch die schrägen Sägezahnflanken
erleichtert wird.
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Das erfindungsgemäß bevorzugt verwendete Feilenprofil weist demnach
bevorzugt einen rechtwinklig geschlagenen Hieb auf.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin,
daß der während des Nachstellvorganges infolge Belagverschleiß zum Eingriff mit
dem Bremskraft-Umlenkhebel kommende Zahn durch die negativen Eindrückungen am Bremskraft-Umlenkhebel
von groben Verschmutzungen gereinigt wird. Hierdurch
werden korrosive
Ablagerungen sowie Schwerstoffe wirksam beseitigt.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben, deren einzige Figur einen schematischen Tangentialschnitt durch die
wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Teilbelagscheibenbremse analog Fig. 1
der Hauptanmeldung zeigt.
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Nach der Zeichnung dreht sich die Bremsscheibe 29 einer Teilbelagscheibenbremse
bei Vorwärtsfahrt in Richtung des Pfeiles F.
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Von entgegengesetzten Seiten können Bremsbacken 16 gegen die Bremsscheibe
29 angedrückt werden. Dies kann nach den bekannten Prinzipien der Fest- oder Schwimmsattelbremse
geschehen.
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Da die Wirkungsweise der Bremsverstärkung an den beiden Bremsbacken
16 erfindungsgemäß gleich ist, ist die obere Bremsbacke 16 in der Zeichnung nur
gestrichelt angedeutet, während die untere Bremsbacke in ausgezogenen Linien dargestellt
ist und im folgenden bezüglich der Art und Ausbildung der Bremskraftverstärkung
im einzelnen beschrieben wird. Anordnung und Wirkungsweise der Bremskraftverstärkung
auf der Seite der nur gestrichelt angedeuteten Bremsbacke 16 sind gleich.
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Wird nach der Zeichnung die Bremsbacke 16 durch Anlegen der Bremskraft
P an der Rückenplatte 12 mit ihrem Belag 17 gegen die Bremsscheibe 29 gepreßt, so
versucht die Bremsscheibe 29 aufgrund der zwischen dem Belag 17 und der Bremsscheibe
29 wirksamen Reibung die Bremsbacke 16 in Richtung des Pfeiles U mitzunehmen.
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Um diese Mitnahme zu verhindern, stützt sich die Trägerplatte 12 erfindungsgemäß
in Richtung des Pfeiles U an einem Bremskraft-Umlenkhebel 11 ab, dessen einer Hebelarm
18 sich im wesentlichen axial zu der umfangsseitigen Stirnfläche 12' der Trägerplatte
12 erstreckt. Dort bildet der erste Hebelarm 18 eine Umfangsanschlagfläche
22,
an der die Stirnfläche 12' der Trägerplatte 12 anliegt.
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Von der Umfangsanschlagfläche 22 zweigt an dem von der Bremsscheibe
29 abgewandten Ende rechtwinklig eine Axialanschlagfläche 21 ab, welche durch eine
sich zwischen dem Bremskraft-Umlenkhebel 11 und der Trägerplatte 12 erstreckende
Zugfeder 15 gegen die Rückenfläche der Trägerplatte 12 gedrückt wird.
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Die Feder 15 sorgt auch dafür, daß der sich hinter die Trägerplatte
12 erstreckende zweite Hebelarm 20 des Bremskraft-Umlenkhebels 11 mit seinem Endwulst
19 an der Rückenplatte 12 anliegt.
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Weiter weist der Bremskraft-Umlenkhebel 11 im Eckbereich einen wulstartigen
Vorsprung 24 auf, der nach Art eines Halbzylinders ausgebildet ist und dessen Achse
im wesentlichen radial verläuft.
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Der Scheitel des Wulstes 24 ist erfindungsgemäß bei der Herstellung
glatt ausgebildet und liegt in Umfangsrichtung U an einer Axialverzahnung 23 an,
die an einem Einsatz 9 im Bremsträger 14 ausgebildet ist. Die Verzahnung 23 verläuft
axial; die Ebene, in der sich die Axialverzahnung 23 befindet liegt im wesentlichen
radial. Die Axialverzahnung 23 nimmt also die beim Bremsen in Umfangsrichtung wirksamen
Bremskräfte auf.
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Durch die Anlage des Vorsprunges 24 an der Axialverzahnung 23 wird
eine im wesentlichen radial verlaufende Schwenkachse 13 für den Bremskraft-Umlenkhebel
11 definiert.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Teilbelagscheibenbremse ist wie
folgt: Beim Anlegen einer Bremskraft P an die Trägerplatte 12 wird der Bremsbelag
17 axial gegen die Bremsscheibe 29 gedrückt. Sofern sich die Bremsscheibe in Richtung
des Pfeiles F dreht, versucht
sie durch Reibwirkung die Bremsbacke
16 in Richtung des Pfeiles U mitzunehmen. Hierdurch wird von der Stirnfläche 12'
der Trägerplatte 12 eine Umfangskraft auf die Umfangsanschlagfläche 22 des ersten
Hebelarms 18 des Bremskraft-Umlenkhebels 11 ausgeübt. Da der Bremskraft-Umlenkhebel
11 sich an einer von der Umfangsanschlagfläche 22 axial entfernten Stelle mittels
des Vorsprunges 24 an der Axialverzahnung 23 des Bremsträgers 14 abstützt, wird
ein Drehmoment auf den Bremskraft-Umlenkhebel 11 ausgeübt, welches diesen um die
im wesentlichen radiale Schwenkachse 13 zu verschwenken sucht. Dieses Drehmoment
wird nun über den zweiten Hebelarm 20 in eine axiale Zusatzbremskraft Q umgesetzt,
welche in axialer Richtung auf die rückseite der Trägerplatte 12 wirkt.
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Wichtig für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Teilbelagscheibenbremse
ist es nun, daß durch das Andrücken des Bremskraft-Umlenkhebels 11 an die Axiälverzahnung
23 eine solche axiale Reibung zwischen dem Bremskraft-Umlenkhebel 11 und dem Bremsträger
14 erzeugt wird, daß während eines Bremsvorganges diese beiden Teile sich nicht
relativ zueinander verschieben können. Hierzu weist die Verzahnung 23 eine möglichst
feine Teilung sowie eine Sägezahnform auf, bei der die senkrechten Flanken der Bremsscheibe
29 zugewandt sind, während die schräg abfallenden Flanken sich auf der von der Bremsscheibe
29 abgewinden Seite befinden. Hierdurch wird die Reibung zwischen dem Bremsbacken-Umlenkhebel
11 und dem Bremsträger 14 bei einem Bremsvorgang auf das erforderliche Maß erhöht.
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Sobald nun die Bremsung beendet ist, bewegt sich die Bremsbacke 16
zur Herstellung des Lüftspiels der Bremse wieder in ihre Ausgangsppsition zurück,
wobei auch der Bremskraft-Umlenkhebel 11 wieder in die ursprüngliche Lage zurückschwenkt.
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Nutzt sich nun der Bremsbelag 17 ab, so kehrt die Trägerplatte 12
nach einer Bremsung nicht mehr ganz in die ursprüngliche Ruhelage zurück, sondern
bleibt in einem geringeren Abstand
von der Bremsscheibe 29 stehen.
Da während der vorangehenden Bremsung die Trägerplatte 12 sich von der Axialanschlagfläche
2 des Bremskraft-Umlenkhebels 11 abgehoben hatte,kommt sie also wegen der Abnutzung
des Bremsbelages 17 nach der Bremsung nicht ohne weiteres wieder zur Anlage an dieser
Axialanschlagfläche 21. Da jedoch nach der Bremsung die Reibkraft zwischen dem Vorsprung
24 und der Verzahnung 23 stark abnimmt bzw. ganz verschwindet und außerdem jetzt
die schrägen Flanken der Sägezähne wirksam sind, kann nunmehr die Feder 15 den Bremskraft-Umlenkhebel
11 nachziehen, wobei etwaige Eindrückungen in den zweiten Bremskraft-Umlenkhebel
11 um einen Zahn weiterspringen, sobald ein entsprechender Abnutzungsgrad des Bremsbelages
17 erreicht ist.
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Der Einsatz 9 mit der Axialverzahnung 23 ist erfindungsgemäß gehärtet.
Die Verzahnung 23 ist vorzugsweise als Feilenprofil ausgebildet.
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Die Länge des Einsatzes 9 bzw. der Verzahnung 23 ist so, daß über
den gesamten Abnutzungsbereich des Bremsbelages 17 ein Eingriff des Bremskraft-Umlenkhebels
11 mit irgendeinem Bereich der Axialverzahnung 23 gewährleistet ist.