DE682176C

DE682176C - Reibungsbremse oder Reibungskupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE682176C
Application number: DEP72963D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-03-21
Filing date: 1936-03-29
Publication date: 1939-10-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungsbremse oder Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren radial an eine Bremstrommel amlegbaren Reibungsbacken, die an ihren beiden Enden unter der Wirkung von Spreizhebeln o. dgl. stehen, die durch einen gemeinsamen Ring, der durch das vom Fahrer betätigte Bremssteuerglied um die Achse der Bremstrommel verstellbar ist, betätigt werden.

Derartige Bremsen sind an sich bekannt. Die bekannten Bremsen haben den Nachteil, daß mit einer Abnutzung der Bremsbeläge eine Veränderung der Übersetzung verbunden ist, mit der die vom Fahrer ausgeübte Bremskraft auf die Bremsbacken in dem Augenblick übertragen wird, in dem die Bremsbeläge der Bremsbacken mit der Bremstrommel in Berührung kommein. Bei neuen Bremsen und unabgenützten Bremsbelägen hat also eine bestimmte, vom Fahrer auf den Bremshebel ausgeübte Kraft eine andere Bremswirkung, als wenn die Bremsbeläge schon abgenutzt sind. Dies ist aber sehr ungünstig, da sich der Fahrer daran gewöhnt, daß einer bestimmten Kraftanstrengung, die er bei der Betätigung des Bremshebels ausübt, auch eine bestimmte Bremswirkung entspricht. Wenn nun dies infolge der Abnutzung der Bremsbelege nicht mehr der Fall ist, so besteht die Gefahr, daß sich der Fahrer über die Bremswirkung, die er tatsächlich ausübt, täuscht, was zu Unfällen führen kann.

Diese Gefahr wird durch die vorliegende Erfindung beseitigt, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Bremse der obengenannten Art zu schaffen, bei der immer einer bestimmten Kraftanstrengung des Fahrers, mit der er den Bremshebel betätigt, die gleiche Bremswirkung entspricht, unabhängig davon, ob die Bremsbeläge abgenutzt sind oder nicht.

Was im vorstehenden von den Bremsen ausgeführt ist, gilt sinngemäß auch von Reibungskupplungen.

Die genannte Aufgabe wird erfin dungs gemäß dadurch gelöst, daß die Spreizhebel, welche mit Hilfe von Exzenterhülsen die Reibungsbacken verstellen, senkrecht zu der Ebene stehen, die durch die Achsen der äußeren Zvlinderfläche und der inneren exzentri-

sehen Bohrungen der zugehörigen Exzenterhülse geht, so daß das Kraftübersetzungsverhältnis zwischen der auf die Spreizhebel wirkenden Kraft und der Andruckkraft der Bremsbacken bei allen Stellungen der Spreizhebel gleichbleibt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen die

ίο Fig.-1 und 2 eine Bremse in einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Quer- und im Längsschnitt.

Die Fig. 3 stellt schematisch die Wirkungsweise des Erfindüngsgegenstandes dar. Die Fig. 4 und S zeigen eine zweite erfindungsgemäß gestaltete Ausführungsform einer Bremse im Quer- und im Längsschnitt. Die in der Zeichnung dargestellten Bremsvorrichtungen sind in erster Linie als Bremsen für die -Räder von Kraftfahrzeugen gedacht. Diese Bremsen sind mit einer Anzahl von Segmenten versehen, die bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 von einer Plattet gehalten werden. Die Plattet ist auf der Radachse gelagert und so angeordnet, daß sie nicht an der Drehbewegung des betreffenden Rades teilnehmen. Eine Bremstrommel B, gegen die sich die Segmente mit Reibung legen können, ist mit dem zu bremsenden Rad im Drehsinn gekuppelt. Die Zahl der Bremssegmente beträgt beispielsweise sechs, so daß für eine gute Verteilung der Bremskraft gesorgt ist und die Bremssegmente gleichzeitig beim Bremsen auf ihrer ganzen Fläche an der Innenseite der Bremstrommel anliegen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind die Bremssegmente in zwei nebeneinander angeordneten Reihen A¹, A² von je sechs Segmenten angeordnet.

Jedem Segment sind Verstellmittel zugeordnet, mit deren - Hilfe die Segmente der Bremstrommel B genähert oder von ihr entfernt werden. Die Verstellmittel wirken vorzugsweise nur auf das eine Ende des zugehörigen Segmentes ein, während das andere Ende des Segmentes in bekannter Weise von dem benachbarten Segment getragen wird.

Die Verstellmittel eines jeden Segmentes bestehen aus einer Exzenterhülse 1, d.h. einer Hülse, die um eine Achse O (Fig. 1) drehbar ist, welche nicht mit der Achse O¹ der von der Außenfläche der Hülse 1 gebildeten Zylinderfläche übereinstimmt. Die Hülse ι ist beispielsweise auf einer Stange 2, deren Achse die Achse O ist, gelagert. Die Stange 2 wird von der Platte A gehalten, die zweckmäßigerweise mit zwei Flanschen 3, 4 versehen ist, die miteinander fest verbunden sind und ein Gehäuse einschließen, in dessen Innerem die verschiedenen Teile der Bremse angeordnet sind. Auf den genannten Flanschen sind die Enden der Stangen 2 befestigt.

Die einzelnen Segmented¹ oder A² bestehen aus einem Metallkörper 5, der zweckmäßigerweise durch Rippen 6 verstärkt und mit einem Bremsbelag 7 aus festem Material o. dgl. versehen ist. Die einzelnen Segmentkörper sind an ihrem einen Ende mit einer ringförmigen Öse 8 versehen, deren innere Bohrung der Außenfläche der zugehörigen Hülse ι entspricht. Weiterhin ist jeder Segmentkörper 5 in der Nähe der öse 8 mit einem zurückspringenden Teil 9 versehen, auf dem sich das Ende des benachbarten Segmentes abstützt.

Zwischen den Enden der Segmente ist zweckmäßigerweise eine in beiden Richtungen positiv wirkende Verbindung vor- 80 < gesehen, die z. B. dadurch geschaffen wird, daß die Rippen 6 mit ihrem entsprechend ausgestalteten Ende 17 die öse des benachbarten Segmentes umfassen.

Zur gemeinsamen Steuerung der Verstelleinrichtungen dient ein Ring 10, der mittels eines Innenrandes 11 mit sanfter Reibung (gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Kugeln oder Rollen) auf einem zylindrischen Absatz 12 der Platte ^4 gelagert ist. Der äußere Rand des Ringes 10 wird durch mit Rinnen versehene Scheiben 13 geführt, die auf den Stangen 2 angeordnet sind.

In radiale Führungen 15 (Schlitzen, Rinnen o. dgl.) des Ringes 10 greifen die Enden von Hebeln 14 hinein, die mit den Exzenterhülsen ι verbunden sind. Erfindungsgemäß stehen die Achsen der Spreizhebel 14 senkrecht zu der Ebene, die durch die Achsen O und O¹ geht. Hierdurch wird erreicht, daß· ίσο das Kraftübersetzungsverhältnis zwischen der auf die Spreizhebel 14 wirkenden Verstellkraft und der Andruckkraft der Bremsbacken bei allen Stellungen der Spreizhebel gleichbleibt.

Zur Erläuterung dieser Wirkung wird auf die Fig. 3 verwiesen, in der der Spreizhebel 14, die Exzenterhülse i, die Exzenterhülse 2 und der an der Exzenterhülse anliegende Teil 8 einer der Bremsbacken in vergrößertem Maßstabe dargestellt sind. Die Kräfte, mit der die Exzenterhülse 1 auf die zugehörige Bremsbacke wirken, haben eine Resultierende R, die stets durch den Mittelpunkt O¹ der Exzenterhülse geht. Die Riehtüng dieser Resultierenden ist dabei immer zu der Linie O-M der Fig. 3 parallel, wobei M den Mittelpunkt der Bremstrommel darstellt.

In Fig. 3 ist die an dem Ende eines der Hebel 14 angreifende Verstellkraft mit P bezeichnet. Wegen des verhältnismäßig großen

Durchmessers der Bremstrommel bzw. des die Verstellung der Bremsbacken bewirkenden Verstellringes io und der im Vergleich zu diesem Durchmesser verhältnismäßig kleinen Länge des Hebels 14 kann mit hinreichender Genauigkeit angenommen werden, daß die Kraft P stets etwa senkrecht zu dem Radius gerichtet ist, der den Mittelpunkt M der Bremse mit dem Mittelpunkt O des Zapfens 2 verbindet. Die Resultierende der von dem Exzenter 1 ausgeübten Druckkräfte geht durch den Mittelpunkt O¹ bzw. O* der Exzenterscheibe. Der Mittelpunkt O¹ hat von der Linie 0-M bei der Stellung I des Hebels 14 den waagerechten Abstand xQ, während bei der Stellung II des Hebels 14 der entsprechende waagerechte Abstand des Punktes O^l _a gleich X¹O ist.

Der Hebelarm der Kraft P mit Bezug auf den Drehpunkt O ist bei der Stellung I des Hebels 14 gleich der Strecke Oy, während der entsprechende Hebelarm bei der Stellung II des Hebels 14 gleich Oy¹ ist.

Der gemeinsame Drehpunkt des ganzen Systems ist der Punkt O. Aus der Momentengleichung ergibt sich, daß in der Stellung I P' Oy = R · Ox ist. Hieraus ergibt sich

., , . P Ox
weiterhin -^ — -^.

Bei der Stellung II des Hebels 14 ist die Momentengleichung P·· Oy¹ — R¹ - Ox¹, also

R¹

Ox¹ Oy¹

Bei der Stellung I des Hebels 14 ist das Dreieck OyI ähnlich dem Dreieck OxO¹. Diese Ähnlichkeit der beiden Dreiecke ergibt sich daraus, daß die LinienOI und.OO¹ najch der Konstruktion senkrecht aufeinanderstellen. Aus der Ähnlichkeit dieser beiden Dreiecke , ergibt sich

Ox OO¹

Oy

OI "

In der vorstehenden Gleichung -ist OI die konstante Länge des Hebels 14 und OO¹ gleich der konstanten Exzentrizität /.

Bei der Stellung II 'des Hebels 14 sind die beiden Dreiecke Oy¹II und Ox¹Ol einander ähnlich, woraus sich ergibt

Ox¹ Oy¹

OQl Oll '

In dieser Gleichung ist OII wiederum die Länge des Hebels 14 und 00\ ist gleich der konstanten Exzentrizität /. Infolgedessen er-

gibt sich
OO¹

Ol

OQl

"OTT

C (Konstanz) .

Setzt man dies in die obigen Gleichungen für die Kräfte P und R bzw. R¹ ein, so ergibt sich

Hieraus folgt weiterhin, daß die Andruckkraft R, R¹ usw. der Bremsbacken bei einer bestimmten Kraft P, gleichgültig, welches die -jeweilige Stellung des Exzentersystems ist, immer die gleiche ist und daß also das Kraftübersetzungsverhältnis des Systems unverändert bleibt.

Die Folge davon ist, daß die Bremswirkung, die bei einer bestimmten Kraftanstrengung des Fahrers auftritt, immer gleich ist, auch wenn die Stellung, die das Exzentersystem im Augenblick der Anpressung der Bremsbacken an die Bremstrommel hat, wegen der veränderlichen Abnutzung; der Bremsbeläge veränderlich ist.

Gemäß Fig. 1, bei der die Spreizhebel in derjenigen Lage dargestellt sind, bei der die Bremsbacken von der Bremstrommel völlig abgehoben sind, ist angenommen, daß der Schwenkwinkel der Spreizhebel 90⁰ und mehr betragen kann.

Die Verstellung des Ringes 10 kann entweder unmittelbar dadurch geschehen, daß das Bremsgestänge an einem Zapfen 16 (s. Fig. 2) angreift. Es können aber auch zur Verstellung des Ringes 10 geeignete Zwischengetriebe, wie Hebel, Nocken, Zahnradgetriebe o. dgl/, zwischengeschaltet sein. So kann insbesondere ein Zahnrad mit einem -Zahnsektor im Eingriff stehen, der mit dem Ring 10 fest verbunden ist. Zur Betätigung des Zahnrades dient zweckmäßigerweise ein Kabel, das sieh auf eine das Zahnrad antreibende Riemenscheibe aufwickelt. Auf diese Weise wird die auf das Zahnrad wirkende Kraft.mit einem konstanten Hebelarm übertragen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und S sind die Bremsbacken mit 19 bezeichnet. Die Bremsbacken 19 arbeiten mit einer Bremstrommel 20 zusammen und sind auf der festen Platte 21 gelagert. ·

Die Bremsbacken 19 sind durch eine oder besser noch durch zwei Rippen 22 verstärkt, die gleichzeitig zur Führung der Backen her-.angezogen werden. Die Backen liegen, wie dies auch bei dem Ausführungsbeispiel, nach Fig. ι der Fall gewesen ist, mit ihren Enden .aneinander an, zu welchem Zweck die Rippen 22 bei 23 verlängert sind, um auf diese Weise eine Auflagefläche für diebenachbarte Bremsbacke zu bilden.

Zur Führung der Bremsbacken gegenüber der festen Platte 21 der Bremse dient eine Gleitführung, die mit einem Kulissenstein o. dgl. zusammenarbeitet. Einer dieser beiden

Teile ist schwenkbar auf dem Zapfen 24 angeordnet, der als Träger für den Verstellexzenter 27 der betreffenden Bremsbacke dient. Auf dem Zapfen 24 ist mit sanfter Reibung ein würfelförmiger Kulissenstein 25 gelagert, der seitlich an den Wänden einer radialen Gleitführung 26 mit Reibung anliegt. Die Gleitführungen 26 sind in den Backen oder besser noch in Verlängerungen der Rippen 22 vorgesehen.

Die Stellung jeder Bremsbacke ist in jedem Augenblick einerseits durch ihre Auflagerung auf der benachbarten Bremsbacke, andererseits durch die Möglichkeit ihrer Schwenkung urn die Achse des Zapfens 24 und schließlich durch die Möglichkeit des Gleitens auf dem oder den Kulissensteinen 25 gegeben.

Der Exzenter 27 legt sich bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 gegen die Unterseite der zugehörigen Bremsbacke, und zwar vorzugsweise zwischen zwei Rippen 22. Es empfiehlt sich, zwischen dem Exzenter 27 und der Bremsbackenunterseite ein entsprechend vorbehandeltes Stahlblech 28 anzuordnen.

Wenn der auf dem Drehzapfen 24 angeordnete Exzenter 2."/ in dem Zwischenraum zwischen zwei Rippen 22 angeordnet ist, werden zweckmäßigerweise zwei Kulissensteine 25 zu beiden Seiten des Exzenters auf dem genannten Drehzapfen gelagert, wodurch die Führung noch verbessert wird.

Zur gleichzeitigen Betätigung der Exzenter 27 dient ein Ring 29, der durch das Bremsgestänge verstellt wird und beispielsweise auf Rollen 30 gelagert ist. Der Ring 29 ist mit den verschiedenen Exzentern mit Hilfe von Hebeln 31 verbunden, die mit jedem Exzenter ein Stück bilden. Die Hebel-31 werden entweder durch Rinnen in dem Ring 29, in welchen Rinnen die Hebel 31 gleiten, oder durch Hilfshebel 32 angetrieben, welch letztere an dem Ring 29 angelenkt sind. Ebenso wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist jeder Hebel 31 derart angeordnet, daß seine Achse einen Winkel von 90⁰ gegenüber der Ebene hat, welche durch die Achse des Drehzapfens 24 und durch die Achse des Exzenters 27 geht.

Bei der vorstehend geschilderten Einrichtung ergibt sich eine Trennung derjenigen Teile, welche die beim Bremsen auftretende tangentiale Beanspruchung aufnehmen, von denjenigen Teilen, die die Anpressung der Bremsbacken gegen die Bremstrommel bewirken. Diese führt zu einer größeren Empfindlichkeit der Bremse und bewirkt gleichzeitig einen besseren Wirkungsgrad des Mechanismus. Dieser Wirkungsgrad wird übrigens auch dadurch erhöht, daß sich die Bremsbacken nur radial verstellen. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Bremsreaktion auf die Kulissensteine 25 wirkt, welche große Oberflächen aufweisen und daher nicht in dem Maße der Abnutzung unterworfen sind, wie dies der Fall sein würde, wenn die Zapfen 24 einfach durch Öffnungen in den Seitenwandungen der Bremsbacken hindurchgeführt würden.

Insbesondere wenn die Bremsbacken aus Aluminium oder einem sonstigen leichten Metall bestehen, ist zwischen zwei benachbarten Backen ein vorbehandeltes Stahlblech angeordnet, das beispielsweise unter demjenigen Ende jeder Bremsbacke befestigt ist, das auf den Verlängerungen 23 der Rippen der anderen Bremsbacke aufliegt.

Ferner sind elastische Rückführmittel vorgesehen, die an einer der Bremsbacken befestigt sind und sich frei gegen die Verstellmittel der anderen Bremsbacke legen. Die genannten elastischen Rückführmittel bestehen beispielsweise aus einer Verlängerung des Bleches 33, sofern ein solches Blech vorgesehen ist. Die Verlängerung 34 legt sich unter den Exzenter 27 der benachbarten Bremsbacke.

Claims

Patentansprüche:

ι. Reibungsbremse oder Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren radial an eine Bremstrommel anlegbaren Reibungsbacken, die an ihren beiden Enden unter der Wirkung von Spreizhebeln o. dgl. stehen, die durch einen gemeinsamen Ring, der durch das vom Fahrer betätigte Bremssteuerglied um die Achse der Bremstrommel verstellbar ist, betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizhebel (14), welche mit Hilfe von Exzenterhülsen die Reibungsbacken (5,7) verstellen, senkrecht zu der Ebene stehen, die durch die Achsen (O, O¹) der äußeren Zylinderfläche i°5 und der inneren exzentrischen Bohrung der zugehörigen Exzenterhülse geht, so daß das Kraftübersetzungsverhältnis zwischen der auf die Spreizhebel wirkenden Verstellkraft und der Andruckkraft der Bremsbacken bei allen Stellungen der Spreizhebel gleichbleibt.
2. Reibungsbremse nach Anspruch 1, bei der die Bremsbacken an ihrem einen Ende unmittelbar auf einem Verstellexzenter und an ihrem anderen Ende auf dem Ende der benachbarten Bremsbacke aufliegen, dadurch gekennzeichnet, daß das unmittelbar von dem Exzenter betätigte Bremsbackenende eine den Exzenter (2) umschließende Hülse bildet, die sich ihrerseits im Innern eines an

sich bekannten LJ-förmigen Bügels befindet, der am Ende der benachbarten Bremse befestigt ist, so daß der Exzenter die beiden Bremsbackenenden zwangsläufig in beiden radialen Richtungen mitnimmt.
3. Reibungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Reibungssegment (19) zu beiden Seiten des Verstellexzenters (27), der mit seiner Oberseite an dem Reibungssegment anliegt, mit radialen Gleitführungen (26) versehen ist, in denen auf dem Drehzapfen (24) des Verstellexzenters (27) angeordnete Kulissensteine (25) gleitbar gelagert sind, während sich gegen die Unterseite des Verstellexzenters (27) ein . federnder Bügel (34) legt, der an dem benachbarten Reibungssegment, das auf dem von dem Verstellexzenter unmittelbar betätigten Reibungssegment aufruht, befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen