DE3941928A1 - Scheibenbremsenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Scheibenbrem­ senanordnung, insbesondere eine Scheibenbremsenan­ ordnung mit mehreren Bremsscheiben für große Kraftfahr­ zeuge, wie Omnibusse und Lastkraftwagen, bei der eine große Reibungswärmemenge erzeugt wird.

Es sind Mehr(fach)scheibenbremsen bei Großfahrzeugen, wie Omnibussen und Lastkraftwagen, bekannt, bei denen jede Bremseneinheit mindestens zwei Bremsscheiben und mindestens drei Bremsklötze (pads) in einander ab­ wechselnder Anordnung aufweist.

Aufbau und Arbeitsweise einer herkömmlichen Mehrschei­ benbremse sind anhand der Fig. 1 und 2, die auch eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen, nach­ stehend näher erläutert.

Eine Welle bzw. Achse 1 dreht sich mit einem Fahrzeug­ rad mit. Am Außenumfang der Achse 1 ist eine Nabe 2 drehfest (gegenüber ersterer) montiert. Zwei ringför­ mige Bremsscheiben 3 sind über einen Verzahnungsab­ schnitt S ₁ zwischen einer Außenumfangsfläche der Nabe 2 und einer Innenumfangsfläche jeder Bremsscheibe 3 derart mit der Nabe 2 formschlüssig verbunden, daß die Brems­ scheiben 3 in Längsrichtung der Achse 1 verschiebbar sind.

An einem nichtdrehenden bzw. drehfesten Teil des Fahr­ zeugs, z.B. einer Radaufhängung, ist ein Gehäuse 4 befestigt. Dabei stehen drei ringförmige Bremsklötze oder -beläge 5 a und 5 b über einen Verzahnungsabschnitt S ₂ zwischen einer Innenumfangsfläche des Gehäuses 4 und einer Außenumfangsfläche jedes Bremsklotzes 5 a, 5 b mit dem Gehäuse 4 in Formschlußverbindung, so daß die Bremsklötze 5 a, 5 b in Längsrichtung der Achse 1 ver­ schiebbar sind. Die beiden endseitigen Bremsklötze 5 a der drei Bremsklötze 5 a, 5 b bestehen jeweils aus einer Tragplatte 7 und einem an dieser befestigten Reibele­ ment bzw. Bremsbelag (friction member) 6, während der mittlere Bremsklotz 6 b lediglich aus einem Reibelement bzw. Bremsbelag 6 besteht. Die Bremsklötze 5 a, 5 b und die Bremsscheiben 3 sind einander abwechselnd so ange­ ordnet, daß erstere die beiden Bremsscheiben 3 zwischen sich einschließen.

Vier Bremszylinder(einheiten) 8 (von denen nur eine(r) in Fig. 1 dargestellt ist) sind am Gehäuse 4 in gleichen Umfangsabständen angeordnet. Durch Zuspeisung von Brems­ druckmittel in den Bremszylinder 8 über eine an diesen angeschlossene Bremsflüssigkeits-Leitung 10 wird ein Kolben 9 gegen die Bremsklötze 5 a, 5 b angepreßt.

Die herkömmliche Scheibenbremsenanordnung umfaßt ferner ein am Bremszylinder 8 vorgesehenes Entlüftungsventil 11 sowie Lager 12 zur Ermöglichung einer Drehung der Achse 1 relativ zum Gehäuse 4.

Wenn bei der beschriebenen Mehrscheibenbremse das Brems­ druckmittel über die Leitung 10 in den Bremszylinder 8 eingespeist wird, wird der Kolben 9 aus dem Brems­ zylinder 8 ausgefahren, so daß die Bremsscheiben 3 und die Bremsbeläge 6 der Bremsklötze 5 a, 5 b kraftvoll gegeneinander angedrückt werden und dabei eine auf die Achse 1 als Bremskraft wirkende Reibungskraft erzeugen. Während des Bremsvorgangs wird über den Verzahnungsab­ schnitt S ₂ ein Bremsdrehmoment auf das Gehäuse 4 über­ tragen.

Die beschriebene herkömmliche Mehrscheibenbremse ist mit den folgenden Problemen behaftet.

Bei einem Bremsvorgang wird aufgrund der Reibungsbe­ rührung zwischen den Bremsscheiben 3 und den Brems­ klötzen 5 a, 5 b Wärme erzeugt. Wenn die Bremsanlage bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit betätigt oder das Fahrzeug beim Befahren einer abschüssigen Strecke wie­ derholt abgebremst wird, entsteht während des Brems­ vorgangs eine übermäßige Wärmemenge. Problematisch bei der herkömmlichen Bremsanlage ist daher eine Dampf­ blasenbildung als Folge einer Verdampfung der Brems­ flüssigkeit bei einer Wärmeübertragung auf die Brems­ flüssigkeit im Bremszylinder 8.

Die JP-OS (OPI) 61-1 49 624 beschreibt eine Bremsenan­ ordnung, bei welcher ein Gehäuse von einem Bremszylinder getrennt angeordnet bzw. ausgebildet ist. Diese Schrift lehrt jedoch nicht, die Übertragung der beim Bremsvor­ gang erzeugten Wärme auf den Bremszylinder zu ver­ hindern.

Weiterhin beschreibt die JP-PS 46-17 846 eine Bremsen­ anordnung, bei welcher ein wärmebeständiges (oder -isolierendes) Element zwischen einem Gehäuse und einem Bremsklotz sowie zwischen einem (Bremszylinder-)- Kolben und dem Bremsklotz angeordnet ist. Bei der An­ ordnung nach dieser Veröffentlichung wird jedoch das wärmebeständige Element mit einem großen, beim Brems­ vorgang erzeugten Drehmoment beaufschlagt. Die Bremsen­ anordnung nach dieser JP-PS ist daher bezüglich Halt­ barkeit und Zuverlässigkeit unzufriedenstellend.

Die Erfindung ist nun im Hinblick auf die geschilderten Mängel der bisherigen Bremsenanordnung geschaffen wor­ den. Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer haltbaren und zuverlässigen Mehrscheibenbremsen­ anordnung, bei der die Übertragung einer beim Bremsvor­ gang erzeugten übermäßigen Wärmemenge auf eine Brems­ flüssigkeit verhindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Scheibenbremsenanordnung für ein Fahrzeugrad eines Fahrzeugs erfindungsgemäß gelöst durch mindestens eine mit dem Fahrzeugrad mit­ drehbare Bremsscheibe, ein an einem nichtdrehenden bzw. drehfesten Teil des Fahrzeugs vorgesehenes bzw. montiertes Gehäuse, mindestens zwei vom Gehäuse getra­ gene, auf gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe angeordnete Bremsklötze oder -beläge (pads), einen am Gehäuse befestigten Bremszylinder, einen im Bremszy­ linder geführten Kolben zum Anpressen der Bremsklötze an die Bremsscheibe, umfassend einen unter Abdichtung in den Bremszylinder eingepaßten bzw. darin geführten Hauptteil, einen zwischen dem Hauptteil und den Brems­ klötzen angeordneten Nebenteil sowie ein zwischen dem Hauptteil und dem Nebenteil vorgesehenes erstes wärmebeständiges (bzw. -isolierendes) Mittel, das mit dem Nebenteil in Reihe angeordnet ist, und ein zwischen dem Bremszylinder und dem Gehäuse vorgesehenes zweites wärmebeständiges (bzw. -isolierendes) Mittel.

Erfindungsgemäß besteht der Kolben aus einem unter Ab­ dichtung in den Bremszylinder eingepaßten Hauptteil, einem zwischen letzterem und den Bremsklötzen ange­ ordneten Nebenteil und einem ersten wärmebeständigen (bzw. -isolierenden) Mittel, das derart zwischen Haupt- und Nebenteil angeordnet ist, daß Hauptteil, erstes wärmebeständiges Mittel und Nebenteil (miteinander) in Reihe angeordnet sind. Der Bremszylinder ist ferner unter Zwischenfügung eines zweiten wärmebeständigen Mittels vom Gehäuse getrennt bzw. mittelbar an diesem angebracht.

Der Bremsvorgang selbst ist bei der erfindungsgemäßen Mehrscheibenbremsenanordnung der gleiche wie bei der bisherigen Anordnung. Allerdings wird dabei eine Über­ tragung der beim Bremsvorgang erzeugten Wärme vom Ge­ häuse auf die Bremsflüssigkeit im Bremszylinder durch das zweite wärmebeständige Mittel und vom Kolben auf die Bremsflüssigkeit durch das erste wärmebeständige Mittel verhindert.

Auch bei Erzeugung einer großen Wärmemenge beim Brems­ vorgang wird auf diese Weise eine unzulässige Tempera­ turerhöhung der im Bremszylinder enthaltenen Brems­ flüssigkeit vermieden, so daß das Problem einer Dampf­ blasenbildung (und damit eines Nachlassens der Brems­ wirkung) wirksam ausgeschaltet wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Teilschnittdarstellung einer Scheiben­ bremsenanordnung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine Teilansicht der Scheibenbremsenanordnung, von der rechten Seite in Fig. 1 her gesehen.

Die folgende Beschreibung richtet sich lediglich auf die der Erfindung entsprechenden Merkmale; die anderen, eingangs in Verbindung mit der bisherigen Anordnung er­ läuterten Teile und Elemente brauchen dagegen nicht er­ neut im einzelnen beschrieben zu werden.

In jedem von vier auf gleiche Umfangsabstände verteilt an einem Gehäuse 4 angeordneten Bremszylindern 8 (von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist) ist jeweils ein (Bremszylinder-)Kolben 9 unter Herstellung einer Flüssigkeitsabdichtung geführt. Der Kolben 9 besteht aus einem Hauptteil 13, der unter Abdichtung im Brems­ zylinder 8 geführt ist, und einem Unter- oder Nebenteil 15, der in eine kreisrunde Bohrung 14 in einer Seiten­ fläche des Gehäuses 4 eingesetzt und in dieser axial verschiebbar geführt ist. Haupt- und Nebenteil 13 bzw. 15 sind in Reihe (miteinander) bzw. hintereinander an­ geordnet.

Der napfförmige Haupttei1 13 weist eine Öffnung 13 a auf, in die eine abgesetzte Scheibe 18 eingesetzt ist. Die Scheibe 18 umfaßt einen Ansatz (socket) 16, der tat­ sächlich in die Öffnung 13 a eingepaßt ist, und ein erstes wärmebeständiges (oder -isolierendes) Element 17, das auf die Stirnseite (linke Seite gemäß Fig. 1) des Ansatzes 16 bzw. der Scheibe 18 aufgebracht ist und an einer Bodenfläche des Nebenteils 15 anliegt.

Der Bremszylinder 8, in den der Hauptteil 13 des Kolbens 9 eingepaßt ist, ist unabhängig bzw. getrennt vom Ge­ häuse 4 ausgebildet und an letzterem unter Zwischen­ fügung eines zweiten wärmebeständigen (bzw. -isolieren­ den) Elements 19 befestigt. Der napfförmige Bremszy­ linder 8 umfaßt dabei eine Öffnung bzw. Bohrung 8 a und einen von letzterer (radial) nach außen verlaufenden Flansch 20, welcher mittels Schraubbolzen 21 an der Außenfläche des Gehäuses 4 montiert ist. Das zweite wärmebeständige Element 19 befindet sich zwischen Flansch 20 und Gehäuse 4, so daß das Gehäuse 4 und der Bremszylinder 8, die jeweils aus Metall geformt sind, einander nicht unmittelbar berühren.

Der Bremsvorgang bei der beschriebenen Scheibenbremsen­ anordnung gemäß der Erfindung entspricht vollkommen dem bei der eingangs erläuterten herkömmlichen Anordnung. Genauer gesagt: bei Einspeisung eines Bremsdruckmittels über eine Bremsflüssigkeits-Leitung 10 in den Brems­ zylinder 8 wird der aus Haupt- und Nebenteil 13 bzw. 16 bestehende Kolben 9 gegen die beiden Bremsscheiben 3 und die drei Bremsklötze 5 a, 5 b, die einander ab­ wechselnd angeordnet sind, ausgefahren, so daß ein mit der Achse 1 verbundenes Fahrzeugrad durch die zwischen den Bremsscheiben 3 und den Bremsklötzen 5 a, 5 b erzeugte Reibungs(brems)kraft abgebremst wird.

Erfindungsgemäß wird allerdings eine Übertragung der beim Bremsvorgang zwischen den Bremsscheiben 3 und den Bremsklötzen 5 a, 5 b erzeugten Wärme über das die Brems­ klötze 5 a, 5 b tragende Gehäuse 4 auf die Bremsflüssig­ keit im Bremszylinder 8 durch das zweite wärmebe­ ständige Element 19 verhindert. Außerdem verhindert das zwischen Haupt- und Nebenteil 13 bzw. 15 des Kolbens 9 vorgesehene erste wärmebeständige Element 17 eine Wärmeübertragung auf die Bremsflüssigkeit über den Kolben 9.

Infolgedessen wird die im Bremszylinder 8 enthaltene Bremsflüssigkeit keiner übermäßigen Temperaturerhöhung durch die beim Bremsvorgang entstehende Wärme unter­ worfen.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind die vier Brems­ zylinder 8 in gleichen Umfangsabständen am Gehäuse 4 vorgesehen; demzufolge sind jeweils vier Haupt- und Nebenteile 13 bzw. 15 der Kolben 9 sowie vier erste und zweite wärmebeständige (bzw. -isolierende) Elemente oder Mittel 17 bzw. 19 vorgesehen. Die Zahl dieser Einheiten und Bauelemente ist jedoch nicht notwendiger­ weise auf vier beschränkt, vielmehr können auch je sechs oder acht derartige Einheiten bzw. Bauelemente vorge­ sehen sein.

Jeder der Bremszylinder 8, jeder der Haupt- und Neben­ teile 13 bzw. 15 jedes Kolbens sowie jedes erste und zweite wärmebeständige Element 17 bzw. 19 können ferner jeweils durch einen ringförmigen bzw. kreisrunden Teil gebildet sein.

Bei der beschriebenen Scheibenbremsenanordnung gemäß der Erfindung wird mithin ein übermäßiger Temperatur­ anstieg der Bremsflüssigkeit im (jeweiligen) Bremszy­ linder wirksam vermieden, so daß diese Scheibenbremsen­ anordnung von dem durch Dampfblasenbildung herrührenden Problem frei ist. Da weiterhin die Bauteile, auf die beim Bremsvorgang ein großes Drehmoment einwirkt, aus demselben Metall wie bei der herkömmlichen Bremsanordnung gefertigt sein können, ist die erfindungsgemäße Scheibenbremsenanordnung bezüglich Haltbarkeit und Zuverlässigkeit verbessert.

Claims (5)

1. Scheibenbremsenanordnung für ein Fahrzeugrad eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch
mindestens eine mit dem Fahrzeugrad mitdrehbare Bremsscheibe,
ein an einem nichtdrehenden bzw. drehfesten Teil des Fahrzeugs vorgesehenes bzw. montiertes Ge­ häuse,
mindestens zwei vom Gehäuse getragene, auf gegenüber­ liegenden Seiten der Bremsscheibe angeordnete Brems­ klötze oder -beläge (pads),
einen am Gehäuse befestigten Bremszylinder,
einen im Bremszylinder geführten Kolben zum Anpressen der Bremsklötze an die Bremsscheibe, umfassend einen unter Abdichtung in den Bremszylinder eingepaßten bzw. darin geführten Hauptteil, einen zwischen dem Hauptteil und den Bremsklötzen angeordneten Neben­ teil sowie ein zwischen dem Hauptteil und dem Neben­ teil vorgesehenes erstes wärmebeständiges (bzw. -isolierendes) Mittel, das mit dem Nebenteil in Reihe angeordnet ist, und
ein zwischen dem Bremszylinder und dem Gehäuse vor­ gesehenes zweites wärmebeständiges (bzw. -isolieren­ des) Mittel.

2. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in gleichen Umfangs­ abständen um das Gehäuse herum angeordnete Brems­ zylinder vorgesehen sind und die Zahl der Kolben sowie der ersten und zweiten wärmebeständigen Mittel der Zahl der Bremszylinder entspricht.

3. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bremszylinder, Kolben sowie erstes und zweites wärmebeständiges Mittel jeweils aus einem einzigen ringförmigen bzw. kreisrunden Element geformt sind.

4. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des Kolbens napfförmig ist und das erste wärmebeständige Mittel in eine Öffnung bzw. Bohrung des Hauptteils einge­ paßt ist.

5. Scheibenbremsenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansatz einer abgesetzten Scheibe in die Öffnung bzw. Bohrung des Hauptteils des Kolbens eingesetzt ist, wobei das erste wärme­ beständige Mittel an einer Stirnfläche des Ansatzes bzw. der Scheibe angebracht (accumulated) ist.