DE3341451A1

DE3341451A1 - Bremseinheit fuer teil-scheibenbremsen

Info

Publication number: DE3341451A1
Application number: DE19833341451
Authority: DE
Inventors: Egon Ing.(grad.) 4630 Bochum Domitra; Roland Dr.-Ing. 5810 Witten Römer; Ernstotto Prof. Dr.-Ing. 4100 Duisburg Schneidersmann
Original assignee: EMDE SIEGERLAND BREMSEN
Current assignee: EMDE SIEGERLAND BREMSEN
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1983-11-17
Publication date: 1985-05-30

Description

Bremseinheit für Teil-Scheibenbremsen
In der Industrie werden z.B. bei Förderanlagen unterschiedlicher Art in größerem Umfang Teil-Scheibenbremsen mit einem Bremskrafterzeuger eingesetzt, der eine Feder als Energiespeicher verwendet, sowie mit einem hydraulischen Lüftgerät. Wegen der erforderlichen hohen Bremskräfte und der auftretenden kleinen Lüftspiele kommen vorwiegend Tellerfedern zum Einsatz. Die auf Belagträgern befestigten Bremsbeläge werden durch die Tellerfedern mit gleich großen Kräften von beiden Seiten in axialer Richtung gegen die auf einer Antriebswelle sitzende Bremsscheibe angepreßt.
Bei geregelten Antrieben mit einer generatorischen Abbremsung ist der Verschleiß der Bremsbeläge vernachlässigbar. Bei derartigen Betriebsbremsen genügt eine periodische Nachstellung von Hand bei der Inspektion. Ein minimaler Belagverschleiß tritt auch bei Sicherheitsbremsen bzw. Haltebremsen auf, die nur im Schadensfalle oder bei Stromausfall eingeschaltet werden. Betriebsbremsen mit größerem Belagverschleiß müssen regelmäßig nachgestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinheit für Teil-Scheibenbremsen mit höchster Betriebssicherheitzu entwickeln, die in ihrer Grundausstattung als Sicherrieitsbremse mit einer handbetätigten Belagverschleißnachstellung ausgerüstet ist und durch den Anbau eines Zusatzgerätes als Betriebsbremse mit einer automatischen Verschleißnachstellung umgerüstet werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Bremseinheit mit den Merkmalen im Kennzeichen des Patentanspruches 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Bremseinheit zeichnet sich durch die der Aufgabenstellung entnehmbaren Vorteile aus. Die Erfindung ist nachstehend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen Fig. 1 die in Umfangsrichtung der Bremsscheibe gesehene Frontansicht der Bremse bei halbseitig abgenommener Deckplatte des Bremszangenträgers, Fig. 2 einen Längsschnitt des Bremsenschließ- und -lüftgerätes mit einer handbetätigten Bremsbelagverschleißnachstellung, wobei das Gerät jeweils zur Hälfte in Lüftstellung und Bremsstellung dargestellt ist, und Fig. 3 eine Seitenansicht des mit einem Zusatzgerät für eine automatische Belagverschleißnachstellung ausgestatteten Bremsenschließ- und -lüftgerätes.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind gleiche oder ähnliche Bauteile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein die Bremseinheit 1 für Teil-Scheibenbremsen prägendes Bauelement ist eine am Umfang der auf einer Antriebswelle 2 sitzenden Bremsscheibe 3 radial angeordnete Bremszange 4, die in einem Bremsträger 5 schwimmend gelagert ist.
Die Bremszange 4 weist zwei zweiarmige Bremshebel 6, 7 auf, die um Drehachsen 8-8 und 9-9 im Träger 5 begrenzt schwenkbar gelagert sind. An den inneren Hebelarmen 6a, 7a der Bremshebel 6, 7 sind die Bremsbelagträger 10 mit den auf die Bremsscheibe 3 wirkenden Bremsbelägen 11 gelenkig aufgehängt. Zwischen den äußeren Hebelarmen 6b, 7b der Bremshebel 6, 7 ist ein austauschbares Bremsenschließ- und -lüftgerät 12 mit gleicher Wirklinie von Brems- und Lüftkraft angelenkt.
Der Bremsträger 5 für die Bremszange 4 besteht aus einer Grundplatte 13 und einer Deckplatte 14, die parallel zueinander angeordnet sind, einen Zwischenraum zur Aufnahme der Bremshebel 6,7 bilden und nicht dargestellte Lager für die Drehbolzen 17, 18 der Bremshebel 6,7 aufweisen.
Zwischen Grundplatte 13 und Deckplatte 14 des Bremsträgers 5 für die Bremszange 4 können nicht dargestellte Adapter für eine Mehrfachanordnung von Bremseinheiten 1 an einer Bremsscheibe 3 eingesetzt werden.
Bei Bremsbelagverschleiß, der durch eine Nachstellung des Bremsenschließ- und -lüftgerätes 12 ausgeglichen wird, gelangen die Betätigungseinheit 12 und die Bremshebel 6, 7 in die Positionen 12', 6' und 7', die zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt sind.
Bremsenschließ- und -lüftgerat 12 nach Fig. 2 sind in einem zylindrischen Gehäuse 19 eingebaut. Eine als Tellerfederpaket 20 ausgebildete Bremsfeder wirkt über einen Lüftkolben 21 auf eine Gelenkgabel 22 zum Anschluß des einen Bremshebels 7 der Bremszange 4 mittels eines Gelenkbolzens 23. Eine zweite Gelenkgabel 24 mit einem Gelenkbolzen 25 zum Anschluß des anderen Bremshebels 6 ist an dem der Gelenkgabel 22 gegenüberliegenden Ende des Zylindergehäuses 19 angebracht und schließt das Zylindergehäuse.
In das wirkseitige Ende des Zylindergehäuses 19 ist ein feststehender Kolben 27 eingesetzt, der eine Ringkammer 28 aufweist, die die Arbeitskammer des Lüftgerätes bildet, über einen Einlaß 29 im Zylindergehäuse 19 an eine hydraulische Druckquelle anschließbar und zu dem beweglichen, durch die Bremsfeder beaufschlagten Lüftkolben 21 hin offen ist.
Zwischen dem Lüftkolben 21 und der Gelenkgabel 22 zum Anschluß des Bremshebels 7 ist eine mechanische Nachstellvorrichtung 30 mit Handbetätigung zum Ausgleich des Bremsbel agverschl ei ßes eingebaut.
Die Nachstellvorrichtung 30, die außerdem zum Einstellen der Bremsenschließkraft dient, weist ein handbetätigtes Stellrad 31 mit einer als Hohlwelle ausgebildeten, verlängerten Radnabe 32 mit einem Innengewinde 33 und einem Außengewinde 34 auf, die gegensinnig ausgebildet sind. Die Radnabe 32 ist mit ihrem Außengewinde 34 in eine entsprechende Gewindebohrung 36 einer am Lüftkolben 21 angeformten Aufnahmehülse 35 eingeschraubt. In die Radnabe 32 des Stellrades 31 ist eine als Hohlwelle ausgebildete Anschlußwelle 37 eingeschraubt, auf deren äußerem Ende die Gelenkgabel 22 zum Anschluß des Bremshebels 7 befestigt ist.
Ein Verschleiß der Bremsbeläge 11 muß durch eine Vergrößerung des Spreizwinkels der Bremshebel 6, 7 über eine Vergrößerung des Abstandes a der Gelenkbolzen 23, 25 er Gelenkgabeln 22, 24 z.B. auf den in Fig. 1 zur Verdeutlichung übertrieben dargestellten Abstand a' ausgeglichen werden. Das Nachstellen des Bremsenschließ- und -l Uftgerätes 12 erfolgt durch Drehen des Stellrades 31, wodurch die Anschlußwelle 37 mit der Gelenkgabel 22 in Pfeilrichtung b und der Lüftkolben 21 mit der Aufnahmehülse 35 in Pfeil- richtung c teleskopartig auseinanderbewegt werden.
In das Zylindergehäuse 19 ist zentrisch eine Führungssäule 38 für das Tellerfederpaket 20 und den Lüftkolben 21 eingebaut.
Tellerfedern dürfen im Dauerbetrieb nur bis zu 75 % ihres maximal möglichen Federweges auf Druck belastet werden. Um dieses zu gewährleisten, sind auf der Führungssäule 38 Paßscheiben 39 verschiebbar angebracht, die jeweils in dem Zwischenraum zwischen zwei entgegengesetzt auf der Führungssäule 38 aufgefädelten Doppelfederlagen 40, 40 angeordnet sind. Dadurch känn das Federpaket 20 beim Lüften der Bremseinheit 1 durch den Lüftkolben 21 auf Block gefahren werden, ohne daß die Tellerfedern 40 beschädigt werden.
Das Bremsenschließ- und -lüftgerät 12 ist ferner mit einer Einrichtung zur Begrenzung des Lüfthubes des Lüftkolbens 21 und damit des Lüftspiels der Bremseinheit 1 ausgestattet, die dazu dient, den Lüfthub des Lüftkolbens 21 bei Belagverschleiß und damit die Schließzeit der Bremse konstant einzustellen und außerdem zu vermeiden, daß das Federpaket 20 beim Lüften der Bremse durch den Lüftkolben 21 jedesmal auf Block gefahren wird, auch wenn der erforderliche Lüfthub das nicht bedingen würde, weil die eingestellte Bremsenschließkraft niedriger ist als die maximal mögliche Kraft.
Die Einrichtung zur Begrenzung des Lüfthubes weist einen Stellbolzen 41 mit zwei Abschnitten 42 und 43 auf, die durch einen mit Gewinde 45 versehenen Anschlagbund 44 getrennt sind, wobei der innere Abschnitt 42 in einer zentralen Bohrung 46 der Führungssäule 38 und der äußere Abschnitt 43 in einer entsprechenden Bohrung 47 der Anschluß- welle 37 geführt ist, der Anschlagbund 44 bis zum inneren Ende in die Gewindebohrung 36 der Aufnahmehülse 35 am Lüftkolben 21 eingeschraubt ist und der äußere Abschnitt 43 des Stellbolzens 41 einen Schlitz 48 für ein Stellwerkzeug aufweist. Durch Herein- oder Herausdrehen des Stellbolzens 41 in den bzw. aus dem Lüftkolben 21 kann der Abstand d der Innenfläche 49 des mit dem Lüftkolben 21 beweglichen Anschlagbundes 44 von dem äußeren Ende 50 der feststehenden Führungssäule 38 und damit der Lüfthub des Kolbens 21 eingestellt werden.
Beim Einschalten der Bremseinheit 1 wird die Ringkammer 28 des Bremsenschließ- und -lüftgerätes 12 durch ein Steuerventil über den Ein- und Auslaß 29 mit einem hydraulischen Speicherbehälter verbunden und dadurch entspannt, so daß der Lüftkolben 21 in Pfeilrichtung b durch die Wirkung des Federpaketes 20 ausgefahren und die Bremshebel 6, 7 mit den Bremsbelägen 11 axial gegen die Bremsscheibe 3 angedrückt werden.
Beim Lüften der Bremseinheit 1 wird durch Umschalten des Steuerventils die Ringkammer 28 im feststehenden Kolben 27 an eine hydraulische Druckquelle angeschlossen, so daß der Lüftkolben 21 unter der Wirkung des Drucköls einen Lüfthub in Pfeilrichtung c ausführt und die Bremshebel 6, 7 mit den Bremsbelägen 11 von der Bremsscheibe 3 abgehoben werden.
Aufgrund des Verschleißes der Bremsbeläge 11 und entsprechend dem sich ergebenden Verschleißhub des Bremsenschließgerätes sinkt die Bremsenschließkraft ab.
Der Ausgleich des Belagverschleißes kann in Intervallen von Hand mit der vorbeschriebenen Nachstellvorrichtung 30 vorgenommen werden oder nahezu kontinuierlich durch die nachfolgend beschriebene automatische Nachstelivorrichtung 30a.
Zur Umrüstung der Bremseinheit 1 auf eine automatische Belagverschleißnachstellung mittels einer entsprechenden Vorrichtung 30a wird an dem Gehäuse 19 des Bremsenschließ-und -lüftgerätes 12 eine Anbaueinheit 51 angebracht, die ein auf einer drehbaren Welle 52 sitzendes schräg verzahntes Ritzel 53 aufweist, das mit dem als schräg verzahntes Zahnrad 54 ausgebildeten Stellrad der Nachstellvorrichtung in Eingriff steht. Die Ritzelwelle 52 wirkt mit einer als Ratsche 55 ausgebildeten Rücklaufsperre zusammen, deren drehbare, durch eine Druckfeder 56 axial beaufschlagte Sperrscheibe 57 auf der Ritzelwelle 52 sitzt und deren feststehende Sperrscheibe 58 an einem am Gerätegehäuse 19 angebrachten Träger 59 befestigt ist.
Bei der automatischen Verschleißnachstellung wird der axiale Brems- und Lüfthub des Lüftkolbens 21 und des mit diesem gekuppelten Zahnrades 54 in eine Drehbewegung des Ritzels 53 umgewandelt, die auf die Ratsche 55 übertragen wird. Solange kein oder nur geringer Bremsbelagverschleiß auftritt, gleiten die Zahnflanken des Ratschengesperres 60 in Vor- und Rückwärtsdrehung aufeinander und es erfolgt keine Nachstellung. Bei Oberschreitung einer bestimmten Verschleiß. stärke der Bremsbeläge 11, bei der sich der axiale Lüft- und Bremshub des Zahnrades 54 und der Drehwinkel des Ritzels 53 entsprechend vergrößern, springt die drehbare Sperrscheibe 57 der Ratsche 55 um eine Zahnteilung weiter. Beim nächsten Lüfthub wird das Rttzel 53 durch die Ratsche 55 blockiert, und das Zahnrad 54 betätigt die Nachstellvorrichtung 30a derart, daß der Abstand a zwischen den das Bremsenschließ- und -lüftgerät 12 mit der Bremszange 4 verbindenden Gelenkbolzen 23, 25 zum Ausgleich des Belagverschleißes vergrößert wird.
Die automatische Nachstellvorrichtung 30a erlaubt auch eine Nachstellung der Bremse von Hand.
Die durch das Bremsenschließ- und -lüftgerät erzeugte Bremskraft könnte in einem Bereich zwischen der Federkraft bei 0,75 mal Gesamtfederweg minus Lüftweg und der Federkraft 0 bei völlig entspannten Federn liegen. Das bedeutet, daß die Bremskraft auch bei versäumtem Nachstellen von Hand oder Ausfall der automatischen Nachstellvorrichtung niemals schlagartig auf den Wert 0 absinken kann.
Da die maximal mögliche Bremskraft, für die das Bremsenschließ- und -lüftgerät ausgelegt ist, bei einer Doppel schichtung der Tellerfedern erreicht wird, ist es sinnvoll, den möglichen Arbeitsbereich zwischen die Federkraft bei 0,75 mal Gesamtfederweg minus Lüftweg und 50 % dieses Wertes zu legen und bei erforderlichen niedrigeren Bremskräften auf eine Einfachschichtung der Tellerfedern überzugehen.
Die vorbeschriebene Bremseinheit ist ohne bauliche Anderungen bei Bremsscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern einsetzbar.

Claims

Patentansprüche 1. Bremseinheit für Teil-Scheibenbremsen mit einem auf die Bremsscheibe wirkenden Bremskrafterzeuger und einer diesem zugeordneten Lüfteinrichtung, gekennzeichnet durch eine am Umfang der Bremsscheibe (3) radial angeordnete, in einem Träger (5) schwimmend gelagerte Bremszange (4) mit zwei Bremshebeln (6, 7),an deren inneren Enden die Bremsbelagträger (10) gelenkig aufgehängt sind und zwischen deren äußeren Enden ein Bremsenschließ- und -lüftgerät (12) mit gleicher Wirklinie von Brems- und Lüftkraft angelenkt ist, mit einer in einem zylindrischen Gehäuse (19) eingebauten, als Tellerfederpaket (20) ausgebildeten Bremsfeder, die über einen Lüftkolben (21) auf eine Gelenkgabel (22) zum Anschluß des einen Bremshebels (7) wirkt, einer zweiten Gelenkgabel (24) zum Anschluß des anderen Bremshebels (6), die (24) an dem der Gelenkgabel (22)gegenüberliegenden Ende des Zylindergehäuses (19) angebracht ist und dieses schließt, einem in das wikseitige Ende des Zylindergehäuses (19) eingesetzten, feststehenden Kolben (27), der eine Ringkammer (28) aufweist, die die Arbeitskammer des Lüftgerätes bildet, über einen Anschluß (29) im Zylindergehäuse (19) an eine hydraulische Druckquelle anschließbar und zu dem beweglichen, durch die Bremsfeder beaufschlagten Lüftkolben (21) hin offen ist, sowie einer zwischen Lüftkolben (21) und Gelenkgabel (22) zum Anschluß des einen Bremshebels (7) angebrachten, mechanischen Nachstelivorrichtung (30) zum Ausgleich des Bremsbelagverschleißes.
2. Bremseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung (30; 30a) ein Betätigungsrad (31; 54) mit einer als Hohlwelle ausgebildeten, verlängerten Radnabe (32) mit einem Innengewinde (33) und einem Außengewinde (34) aufweist, die gegensinnig ausgebildet sind, die Radnabe (32) mit ihrem Außengewinde (34) in eine entsprechende Gewindebohrung (36) einer am Lüftkolben (21) angeformten Aufnahmehülse (35) eingeschraubt ist und daß in die Radnabe (32) des Betätigungsrades (31; 54) eine als Hohlwelle ausgebildete Anschlußwelle (37) eingeschraubt ist, auf deren äußerem Ende die Gelenkgabel (22) zum Anschluß des einen Bremshebels (7) befestigt ist.
3. Bremseinheit nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine in das Zylindergehäuse (19) zentrisch eingebaute Führungssäule (38) für das Tellerfederpaket (20) und den Lüftkolben (21) sowie auf der Führungssäule (38) verschiebbar angebrachte Paßscheiben (39), die jeweils in dem Zwischenraum zwischen zwei entgegengesetzt auf der Führungssäule (38) aufgefädelten Einzel- oder Doppelfederlagen (40) angeordnet sind.
4. Bremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine einstellbare Einrichtung zur Begrenzung des Lüfthubes des Bremsenschließ- und -lüftgerätes (12),die einen Stellbolzen (41) mit zwei Abschnitten (42, 43) aufweist, die durch einen mit Gewinde (45) versehenen Anschlagbund (44) getrennt sind, wobei der innere Abschnitt (42) in einer zentralen Bohrung (46) der Führungssäule (38) und der äußere Abschnitt (43) in einer entsprechenden Bohrung (47) der Anschlußwelle (37) geführt ist, der Anschlagbund (44) bis zum inneren Ende in die Gewindebohrung (36) der Aufnahmehülse (35) am Lüft- kolben (21) eingeschraubt ist und der äußere Abschnitt (43) des Stellbolzens (41) einen Schlitz (48), einen Innensechskant oder dgl. für ein Stel lwerkzeug aufweist, derart, daß durch den verstellbaren Abstand (d) der Innenfläche (49) des mit dem Lüftkolben (21) beweglichen Anschlagbundes (44) von dem äußeren Ende (50) der feststehenden Führungssäule (38) der Lüfthub des Lüftkolbens (21) festgelegt ist.
5. Bremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Nachstellvorrichtung (30) mit einem handbetätigten Stellrad (31).
6. Bremseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine automatische Belagverschleißnachstellung mittels eines Stellrades, das als Zahnrad (54) mit einer Schrägverzahnung ausgebildet ist, und einer am Gehäuse (19) des Bremsenschließ- und -lüftgerätes (12) anbringbaren Anbaueinheit (51) mit einem schrägverzahnten Ritzel (53), das auf einer drehbaren Welle (52) mit einer Rücklaufsperre sitzt und mit dem Zahnrad (54) in Eingriff steht, wobei die Rücklaufsperre bei Oberschreitung einer bestimmten Verschleißstärke der Bremsbeläge (11), die beim Bremsen und Lüften über die Bremszange (4) eine entsprechende Vergrößerung des axialen Brems- und Lüfthubes des mit dem Lüftkolben (21) gekuppelten Zahnrades (54) und eine zugehörige Drehung des Ritzels (53) bewirkt, das Ritzel (53) blockiert, so daß beim Lüften das sich drehende Zahnrad (54) ein Nachstellen der Bremseinheit (1) durch eine Vergrößerung des Abstandes (a) zwischen den das Bremsenschließ- und -lüftgerät (12) mit der Bremszange (4) verbindenden Gelenkbolzen (23, 25) bewirkt.
7. Bremseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufsperre als Ratsche (55) ausgebildet ist, deren drehbare, durch eine Druckfeder (56) axial beaufschlagte Sperrscheibe (57) auf der Ritzelwelle (52) sitzt und deren feststehende Sperrscheibe (58) an einem Träger (59) befestigt ist.