DE3725692A1 - Bremsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bremsvorrichtungen oder -anlagen für Kraftfahrzeuge und betrifft insbesondere eine Naßtyp-Bremsvorrichtung (wet-type brake device), bei welcher eine innerhalb der Bremse erzeugte Reibungskraft zur Unterstützung der Bremsbetätigung zu einem Kurvenhebel rückgekoppelt wird.

Es sind Bremsvorrichtungen bekannt, welche die zwischen mehreren Statoren bzw. drehfesten Scheiben und Rotoren bzw. mitdrehbaren Bremsscheiben in der Bremse erzeugte Reibungskraft für die Unterstützung einer Dreh- oder Schwenkbewegung einer kurvengesteuerten (cam-mounted) Druckplatte gegen die Bremsscheiben nutzen (vgl. JP-Gm- Anmeldung 55-80 542 und JP-Gm 60-15 004).

Bei solchen Vorrichtungen wird die Bremsverstärker- oder Servofunktion, die durch Rückkoppeln der zwischen den Bremsscheiben und den drehfesten Scheiben erzeugten Rei­ bungskraft zur Druckplatte erreicht wird, nur durch die in der äußersten Lage neben der Druckplatte angeordnete Bremsscheibe erzeugt, so daß es unmöglich wird, die zur Druckplatte rückgekoppelte Servokraft einzustellen.

Außerdem kommen bei derartigen Vorrichtungen die Rotoren, d.h. Bremsscheiben, im Augenblick der Bremsbetätigung schlagartig in Gleiteingriff mit der Druckplatte. Diese Kraft wird häufig über das Bremsgestänge zum Fahrer des Fahrzeuges zurück übertragen, wodurch die Betriebslebens­ dauer der Anlage beeinträchtigt wird und was für den Fahrer sehr unangenehm ist.

Ein weiteres, bei üblichen Bremsvorrichtungen häufig auf­ tretendes Problem besteht darin, daß der erwähnte Servo­ mechanismus bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs tatsächlich eine negative Rückkopplung hervorruft und damit die Brems­ kraft, mit denen die Bremsscheiben beaufschlagt werden könnten, herabsetzt. Diese Erscheinung beruht darauf, daß die zwischen den Bremsscheiben und den drehfesten Scheiben erzeugte Reibungskraft tatsächlich die Druckplatte in einer Richtung entgegengesetzt zu ihrer Bremsstellung drängt.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer ver­ besserten Bremsvorrichtung, bei welcher die Kraft unmittel­ bar von den Bremsscheiben auf die Druckplatte gerichtet und damit das Abbremsen eines Fahrzeugs begünstigt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichneten Merkmale gelöst.

In spezieller Ausgestaltung umfaßt die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung einen Gleiteingriffabschnitt mit mehreren Bremsscheiben und mehreren ringförmigen drehfesten Schei­ ben, wobei die Bremsscheiben mit einer drehbaren Welle drehfest verbunden und zu ihr axial verschiebbar und damit mit der Welle mitdrehbar sind, die drehfesten Schei­ ben (Statoren) zwischen den Bremsscheiben angeordnet und mit jeweils einem verzahnten Abschnitt versehen sind, der sich an ein Bremsgehäuse anzulegen vermag, eine zwischen einer Innenfläche des Bremsgehäuses und einer der Brems­ scheiben, welche dieser Innenfläche am nächsten liegt, an­ geordnete Druckplatte mit Ausnehmungen, die einander gegenüberstehende Schrägflächen aufweist, und je eine in jeder Ausnehmung angeordnete Lagerkugel, so daß die Druckplatte gegen die Bremsscheiben gedrängt wird, wenn sie durch den Eingriff zwischen den Lagerkugeln und den Schrägflächen der Ausnehmungen verdreht wird.

Erfindungsgemäß ist mindestens eine der drehfesten Scheiben (ein kleines Stück) relativ zum Bremsgehäuse verdrehbar und mit einem eingangsseitigen Element der Bremse in Eingriff oder Anlage bringbar angeordnet, wodurch das Verdrehen der Druckplatte in Richtung der Bremsscheiben­ drehung erleichtert wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die verdrehbare, mit dem eingangsseitigen Element in Eingriff bringbare drehfeste Scheibe auch gegen einen am Bremsgehäuse vorge­ sehenen Anschlag in Anlage bringbar, wenn sich die Brems­ scheiben in Rückwärtsrichtung drehen, wodurch eine negative Rückkopplung vermieden wird, welche die auf die Brems­ scheiben ausübbare Bremskraft herabsetzen würde.

Wenn bei der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung die (das) Bremsstange oder -gestänge gezogen oder geschoben wird, verdreht sich die Druckplatte, so daß die Kugel(n) in die flachen Abschnitte der Ausnehmungen eintreten und damit die Druckplatte in Anlage gegen die Bremsscheiben gelangt. Gleichzeitig legt sich die mindestens eine (etwas) ver­ drehbare drehfeste Scheibe an das eingangsseitige Element an, das seinerseits eine zusätzliche Bremskraft auf die Druckplatte ausübt.

Wenn die (das) Bremsstange oder -gestänge gleichzeitig mit der Drehung der Bremsscheiben in Rückwärtsrichtung zur Betätigung der Druckplatte geschoben oder gezogen wird, wird die mindestens eine verdrehbare drehfeste Scheibe durch das Anschlagelement am Bremsgehäuse an einer Drehung gehindert, so daß die Druckplatte durch die drehfesten Scheiben nicht mit einer Kraft beaufschlagt wird.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Bremsvorrichtung gemäß einer ersten Aus­ führungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Vorder­ ansicht der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspek­ tivische Teildarstellung der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seiten­ ansicht eines Hauptteils einer drehfesten Scheibe bei der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine teilweise im Schnitt gehaltene Vorderan­ sichtder Vorrichtung nach Fig. 5 und

Fig. 7 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspek­ tivische Darstellung eines Hauptteils bei der Vorrichtung nach Fig. 5.

Die Bremsvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 4 umfaßt einen drehbaren Abschnitt 7, der aus einer Anzahl von Brems­ scheiben 2 (rotors) und einer Anzahl von ringförmigen drehfesten Scheiben (stators) 6 besteht. Die Bremsscheiben 2 sind verschiebbar auf einer drehbaren Welle 1 gelagert und für eine Mitdrehung mit ihr verbunden. Die ringförmi­ gen drehfesten Scheiben 6 sind zwischen die Bremsscheiben 2 eingefügt und mit (je) einem verzahnten Abschnitt 5 versehen, der mit einem Ankerteil 4 an einem Brems(en)ge­ häuse 3 in Eingriff steht.

Das Bremsgehäuse 3 umfaßt einen Gehäuseteil 9 und einen Deckel 10, die mittels (eines) Schraubbolzen(s) 11 fest miteinander verbunden sind. Zwischen einer Innenfläche 10 a des Deckels 10 und der dieser Innenfläche 10 a am nächsten gelegenen Bremsscheibe 2 ist eine ringförmige Druckplatte 12 so angeordnet, daß sie konzentrisch zur Welle 1 längs einer nicht dargestellten, am Bremsgehäuse 8 ausgebildeten Leitfläche (ver)drehbar bzw. schwenkbar ist.

Gemäß Fig. 4 sind in der Innenfläche 10 a des Deckels 10 und in einer Seitenfläche 12 a der Druckplatte 12, welche der Innenfläche 10 a gegenüberliegt, mehrere Ausnehmungen 10 b bzw. 12 b mit jeweils einer Schrägfläche ausgebildet. In einen Ausnehmungsteil zwischen der Innenfläche 10 a des Deckels 10 und der Seitenfläche 12 a der Druckplatte 12 ist (je) eine Kugel 13 eingesetzt. Gemäß Fig. 1 ist die Druckplatte 12 dabei normalerweise durch eine Feder 14 gegen den Deckel 10 vorbelastet.

Ein Kurvenhebel 15 ist mit einer Achse 15 a, die im Deckel 10 drehbar gelagert ist, und einem Schaft 15 b versehen, der in eine in der Druckplatte 12 ausgebildete Nut 12 c eingreift. Der Kurvenhebel 15 bildet damit ein eingangs­ seitiges Element der Bremse, das mit einer oder mehreren der drehfesten Scheiben in Eingriff oder Berührung bring­ bar ist, um das Verdrehen oder Verschwenken der Druck­ platte 12 zu unterstützen.

Wenn bei dieser Anordnung ein(e) mit einem Arm 16 ver­ bundene(s) Bremsstange oder -gestänge (brake rod) zum Verdrehen des Arms 16 in Richtung des Pfeils A in Fig. 3 geschoben oder gezogen wird, verdreht oder verschwenkt sich die Druckplatte 12 in Richtung des Pfeils A, und die Kugel 13 verlagert sich zu den flachen Abschnitten der Ausnehmungen 10 b und 12 b, so daß die Druckplatte 12 gegen den drehbaren Abschnitt 7 gedrückt wird. Letzterer legt sich dabei an eine Druckaufnahmefläche 9 a im Gehäuse­ teil 9 an, wodurch eine vorbestimmte Bremskraft auf die Welle 1 ausgeübt wird.

An einer Stelle des Außenumfangs der Druckplatte 12 ist ein Anlageteil (eine Nase) 12 d vorgesehen, der bei einer Verdrehung der drehfesten Scheibe in Richtung des Pfeils A mit dem verzahnten Abschnitt 5 a mindestens einer der drehfesten Scheiben 6 a (der gemäß Fig. 1 der Druckplatte 12 am nächsten liegenden drehfesten Scheibe) in Anlage­ berührung gelangt.

Wenn somit die Bremse betätigt wird, während sich die Welle 1 in Richtung des Pfeils A dreht, wird die Druck­ platte 12 bei der Bremsbetätigung in Richtung des Pfeils A verdreht, so daß sich der drehbare Abschnitt 7 unter Ab­ bremsung der Welle 1 an die Druckaufnahmefläche 9 a im Gehäuse 9 anlegt.

Gleichzeitig wird die drehfeste Scheibe 6 a durch die Bremsscheiben 2 mit einer Dreh(mitnahme)kraft in Richtung des Pfeils A beaufschlagt, so daß über die drehfeste Scheibe 6 a eine zusätzliche Kraft auf die Druckplatte 12 ausgeübt wird, wodurch die auf den Kurvenhebel 15 ein­ wirkende Bremsbetätigungskraft verstärkt wird. Auf diese Weise kann eine ausreichend große Bremswirkung mit einer vergleichsweise kleinen Eingangskraft am Bremshebel er­ zielt werden.

Zur Einstellung der von den Bremsscheiben zum Bremshebel rückgekoppelten Servo- oder Bremsverstärkungskraft kann die tatsächliche Länge des Anlageteils 12 d geändert werden, so daß die Zahl der drehfesten Scheiben 6 a, mit denen der Anlageteil 12 d in Berührung gelangt, geändert wird.

Zur Verhinderung einer negativen Servowirkung, welche bei der Rückwärtsdrehung der Welle 1 die verfügbare Bremskraft herabsetzen würde, ist im Gehäuse 9 an der Rückseite des verzahnten Abschnitts 5 a der drehfesten Scheibe 6 a ein Anschlag 17 vorgesehen, mit dem der verzahnte Abschnitt 5 a in Berührung gelangt, wenn sich diese Scheibe entgegenge­ setzt zur Richtung des Pfeils A verdreht. Die Lage des Anschlags 17 ist so festgelegt, daß sich die verzahnten Abschnitte 5 a bei gelöster Bremse nicht an den Anschlag 17 anlegen, sondern sich nur beim Auftreten der negativen Servowirkung, wenn sich die Welle 1 entgegen der Pfeil­ richtung A dreht, an ihn anlegen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 steht die dreh­ feste Bremskraftverstärker- oder Servo-Scheibe 6 a über ihre verzahnten Abschnitte 5 a mit der Druckplatte 12 in Eingriff. Infolgedessen kann diese Scheibe 6 a dieselbe Form aufweisen wie die restlichen drehfesten Scheiben 6, so daß diese Scheiben untereinander austauschbar sind und die Fertigungskosten herabgesetzt werden.

In den Fig. 5 bis 7 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher ein verzahnter Ab­ schnitt 5 a der drehfesten Scheibe 6 a sich an einen Zapfen­ (teil) 15 b des Kurvenhebels 15 anlegt, wenn sich diese Scheibe in Richtung des Pfeils A in Fig. 6 verdreht. Der Zapfen 15 b des Kurvenhebels 15 legt sich dabei auch an den Anlageteil (die Nase) 12 d der Druckplatte 12 an und überträgt die durch die Scheibe 6 a auf den Zapfen 15 b aus­ geübte Kraft auf die Druckplatte 12 zum Verdrehen oder Verschwenken derselben in Pfeilrichtung A. Infolgedessen steht die Druckplatte 12 im Gegensatz zur Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 nicht unmittelbar mit einer der drehfesten Scheiben 6 in Eingriff oder Anlageberührung.

Wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform kann die Servo- oder Bremskraftverstärkungswirkung (servo effect), die durch Nutzung der zwischen der drehfesten Scheibe 6 a und den (mitdrehenden) Bremsscheiben 2 zum Verdrehen oder Verschwenken der Druckplatte 12 hervorgebracht wird, durch Verlängerung des Zapfens 15 b, so daß sich zusätzliche drehfeste Scheiben 6 a an den Zapfen 15 b anlegen können, vergrößert werden.

Gemäß Fig. 7 wird eine Rückwärtsverdrehung der drehfesten Scheibe(n) 6 durch einen am Gehäuseteil 9 vorgesehenen Anschlag 17 verhindert, so daß die Rückwärtsdrehkraft nicht von den drehfesten Scheiben auf den Zapfen 15 b des Kurven­ hebels 15 übertragen wird, wodurch die durch den Kurven­ hebel 12 auf die Druckplatte 12 ausübbare Bremskraft herab­ gesetzt werden würde. Die drehfeste Bremskraftverstärker­ oder Servo-Scheibe 6 a kann dabei, wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform, dieselbe Form wie die anderen Scheiben 6 a aufweisen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7 braucht jedoch keine Nut 12 c für den Eingriff des Zapfens 15 b in die Druckplatte 12 vorgesehen zu sein. Außerdem kann der am Außenumfang der Druckplatte 12 angeformte Anlageteil 12 d dieselbe Dicke wie die restliche Druckplatte aufweisen, wodurch die Fertigungskosten entsprechend verringert wer­ den.

Obgleich nicht dargestellt, können die Gleitflächen von Druckplatte 12, Bremsscheiben 2 und drehfesten Scheiben 6, 6 a jeweils mit auswechselbaren Verschleißflächen oder -be­ lägen versehen sein.

Ersichtlicherweise ist die Servo-Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung den bisherigen Vorrichtungen dieser Art über­ legen, bei denen die Bremskraft von den Bremsscheiben zur Unterstützung des Abbremsens eines Fahrzeugs unmittel­ bar auf die Druckplatte ausgeübt oder übertragen wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die durch die drehfesten Scheiben (oder Statoren) gewährleistete zusätzliche Bremskraft ruckfrei (smoothly) und allmählich bzw. fortlaufend auf die Druckplatte 12 übertragen. Dies steht im scharfen Gegensatz zu dem schlagartigen und zer­ störenden harten Eingriff zwischen den Bremsscheiben und der Druckplatte bei den bisherigen Servo-Bremsvorrichtungen. Darüber hinaus bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Größe der Kraft, die von den drehfesten Scheiben zur Druckplatte rückgekoppelt bzw. auf diese (zurück) übertragen wird, durch entsprechende Wahl der Länge des Anlage­ Schafts oder -Zapfens an Druckplatte oder Kurvenhebel einstellbar ist. Weiterhin wird bei der Erfindung die negative Rückkopplungswirkung vermieden, die sich bei den bisherigen Servo-Bremsvorrichtungen so nachteilig auswirkt und die tatsächlich die Bremskraft herabsetzt, welche bei einer Rückwärtsdrehung der Welle auf diese ausübbar ist.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen be­ schränkt, sondern verschiedenen weiteren Änderungen und Abwandlungen zugänglich.

Claims (5)

1. Bremsvorrichtung zum Ausüben einer Bremskraft auf eine drehbare Welle (oder Achse), gekennzeichnet durch ein die Welle teilweise umschließendes Gehäuse,
im Gehäuse angeordnete, mit der Welle mitdrehbare Bremsscheiben,
im Gehäuse angeordnete drehfeste Scheiben (Statoren), die mit den Bremsscheiben in Reibungseingriff bringbar sind,
eine im Gehäuse verdrehbar angeordnete Druckplatte zum Andrücken der Bremsscheiben gegen eine Anlagefläche im Gehäuse, um damit auf die Welle eine Bremskraft auszu­ üben, wenn sich die Druckplatte in einer ersten Richtung verdreht oder verschwenkt, und
Mittel zum Übertragen eines Drehmoments von den dreh­ festen Scheiben auf die Druckplatte, so daß die zwischen den Bremsscheiben und den drehfesten Scheiben erzeugte Reibungskraft das Abbremsen der drehbaren Welle unter­ stützt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch am Gehäuse vorgesehene Mittel zur Verhinderung einer (teilweisen) Verdrehung der drehfesten Scheiben in einer zweiten, zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung, so daß bei der Drehung der Welle in der zweiten Richtung keine Kraft von den drehfesten Scheiben auf die Druckplatte übertragen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel einen am Außenumfang der Druckplatte angeformten Vorsprung bzw. Ansatz und mindestens einen an einer Außen(umfangs)fläche der drehfesten Scheiben angeformten verzahnten Abschnitt, der sich an den Vorsprung anzulegen vermag, umfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel einen am Außenumfang der Druckplatte angeformten Vorsprung bzw. Ansatz und mindestens einen an einer Außen(umfangs)fläche der drehfesten Scheiben angeformten verzahnten Abschnitt, der sich an den Vorsprung anzulegen vermag, umfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kurvenhebel zum Verdrehen der Druckplatte in Ab­ hängigkeit von einem externen Signal vorgesehen ist und daß die Übertragungsmittel mindestens einen ver­ zahnten Abschnitt an einer Außen(umfangs)fläche der jeweiligen drehfesten Scheiben, einen am Außenumfang der Druckplatte angeformten Vorsprung bzw. Ansatz und ein am Kurvenhebel vorgesehenes Mittel, das gleich­ zeitig an einem der verzahnten Abschnitte und am Vor­ sprung bzw. Ansatz anzugreifen vermag, umfassen, so daß von den drehfesten Scheiben eine Kraft auf die Druckplatte übertragbar ist.