DE69202570T2 - Scheibenbremse mit variabler breite des sattels. - Google Patents

Scheibenbremse mit variabler breite des sattels.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Scheibenbremse und insbesondere eine Scheibenbremse mit einem Sattel variabler Breite.
  • Viele Arten von Scheibenbremsen sind im Laufe der Jahre vorgeschlagen worden. Eine Scheibenbremse mit einem Sattel variabler Breite wurde bereits in dem französischen Patent Nr. 15 31 556, das am 05. Juli 1968 veröffentlicht wurde, vorgeschlagen. Derzeit hergestellte Bremssättel verwenden jedoch typischerweise eine starre Sattelkonstruktion, die die Bremsscheibe übergreift, um innere und äußere Bremsbacken zu tragen und die Spannkräfte auf zunehmen. Die Mehrzahl der Bremssättel für Feststellbremsen enthalten einen oder mehrere Kolben, die - hydraulisch - verstellt werden können, um die Spannkräfte auf die Bremsbacken auszuüben. Wenn sich die Bremsbeläge abnutzen, müssen die Kolben aus ihren Zylinderbohrungen vorstehen, und das Hydrauliksystem muß eine ausreichende Kapazität haben, um die Änderungen in dem erforderlichen Strömungsmittelvolumen auszugleichen. Es ist äußerst wünschenswert, eine Scheibenbremse zu schaffen, die die Feststell-Bremsfunktion durch eine mechanische Betätigung liefert und somit keine Hydraulikflüssigkeit für die Betätigung erfordert. Es ist wünschenswert, dar solch eine Scheibenbremse so wenig Teile wie möglich enthält, äußerst zuverlässig ist und grobe Spannkräfte für den Bremsvorgang aufbringt. Es ist außerdem von Vorteil, wenn solch eine Scheibenbremse hydraulisch betätigte Kolben für die Betriebsbremse enthalten könnte, während die mechanische Betätigungsfunktion für die Feststell-Bremsvorgänge beibehalten wird, und wenn sie außerdem eine selbsttätige Verschleißnachstellung liefert, so dar Änderungen des erforderlichen Strömungsmittelvolumens so klein wie möglich sind. Es ist äußerst vorteilhaft, wenn solch eine Scheibenbremse leicht zusammenbaubare Bauteile einer hohen Steifigkeit und geringen Gewichtes besitzt, mit der Folge, dar die Betriebsbremsenkolben sich nur eine kleine Strecke bewegen müssen, die ausreicht, um das Arbeitsspiel der Bremse und die Bremsbackenverformungen auffangen zu können. Wenn die Bremse Bauteile hoher Steifigkeit und geringen Gewichts enthält, verringert der in sich steife Bremssattel den Bedarf an Hydraulikflüssigkeit des Bremssystems und verringert ferner die Anforderungen an Größe und Leistung des Bremskraftverstärkers, der für die Betriebsvorgänge benutzt wird.
  • Die oben genannten Probleme werden durch die vorliegende Erfindung gelöst; diese besteht aus einer Scheibenbremse mit einem Sattel variabler Breite, welcher aufweist: zwei beabstandete bewegliche Teile, die sich quer über eine Bremsscheibe eines Fahrzeuges erstrecken, wobei jedes bewegliche Teil mit einem ersten Brückenglied und einem zweiten Brückenglied verbunden ist, jedes der Brückenglieder Reibbelagmittel umfaßt, jedes bewegliche Teil an seinem einen Ende mit Gewinde versehen ist, das jeweils mit einer Mutter in Gewindeeingriff steht, jede Mutter Zähne aufweist, eine Betätigungshülse jedes bewegliche Teil umgibt und mit Zähnen versehen ist, die mit den Zähnen einer entsprechenden Mutter in Eingriff stehen, und das zweite Brükkenglied auf den beweglichen Teilen gleitbar gelagert ist, so daß eine Drehung der Betätigungshülsen eine Drehung der Muttern hervorruft und eine translationsförmige Bewegung der beweglichen Teile bewirkt, wodurch die Brückenglieder die entsprechenden Bremsbeläge in Anlage mit der Bremsscheibe bringen.
  • Eine Möglichkeit zum Ausführen der Erfindung wird im einzelnen weiter unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, welche ein Ausführungsbeispiel darstellen; in diesen ist:
  • Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 eine Seitenansicht der Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3 eine Explosionsdarstellung einer Betätigungshülse und zugehörigen Mutter;
  • Fig. 4 eine Ansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 1;
  • Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 2; und
  • Fig. 6 eine Darstellung eines Feststellbremssystems,
  • bei dem Scheibenbremsen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist die Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Die Scheibenbremse 100 besitzt ein erstes bzw. äußeres Brückenglied 14 und ein zweites bzw. inneres Brükkenglied 15, von denen jedes mit zwei Bolzen bzw. bewegbaren Teilen 20 und 30 verbunden ist. Das zweite Brückenglied 15 enthält zwei beabstandete axiale Öffnungen 41 und 42, die Buchsen 35 aufnehmen, welche um die drehfesten und axial beweglichen Teile 20, 30 herum angeordnet sind. Das zweite Brückenglied 15 umfaßt einen Bremsbelag 16 mit einer Trägerplatte 32, während das erste Brückenglied 14 einen Bremsbelag 17 umfaßt, der von dem Brückenglied 14 getragen wird und keine Trägerplatte besitzt. Zwischen den Bremsbelägen 16 und 17 befindet sich die Bremsscheibe 51. Eine Verankerungsplatte umfaßt Verankerungsplatten-Ansätze 37, 38 (s. Fig. 2) mit gekrümmten Enden 37A, 38A, die die entsprechenden beweglichen Teile halten und gleitend aufnehmen. Die Brückenglieder 14 und 15 besitzen Rippen 69 (s. Fig. 5) zur Wärmedissipation. Die beweglichen Teile 20, 30 sind mit Gewinde 26 bzw. 36 versehen, die aus Sägezahngewinde oder irgendeiner anderen hocheffizienten Form von Gewinde besteht. Zwei Muttern 28 und 29 sind mit inneren Gewinden 38 und 39 versehen, die mit den entsprechenden Gewinden 26, 36 in Eingriff stehen. Jede Mutter besitzt eine querverlaufende Öffnung 28A oder 28A (s. Fig. 3), die eine geringfügige Verformung der entsprechenden Mutter bei der Herstellung erlaubt, so daß die axiale Verformung der Mutter einen Reib- oder Drehwiderstand zwischen dem inneren Gewinde der Muttern und dem Gewinde der beweglichen Teile erzeugt. Der Drehwiderstand ist wichtig während der Bremslösephase, wie weiter unten erläutert wird. Die Muttern 28, 29 enthalten jeweils Schlitze 28B, 29B für eine manuelle Drehung und entsprechende Klinkenzähne 12, 13 an ihrem einen axialen Ende, die mit entsprechend geformten Klinkenzähnen 10A und 11A an axialen Stirnflächen der entsprechenden Betätigungshülsen 10 und 11 in Eingriff stehen. Die Betätigungshülsen umfassen innere Durchgangsöffnungen 10B, 11B, die es ermöglichen, dar die Betätigungshülsen axial gleitbar auf dem Gewinde der beweglichen Teile gelagert sind. Das zweite Brückenglied 15 umfaßt zwei axiale Ausnehmungen 15A, 15B, die darin Rollenlagerdrucklager 44, 45 und die entsprechenden Betätigungshülsen 10, 11 aufnehmen. Manschetten 60 erstrecken sich von dem zweiten Brückenglied 15 aus über die Öffnungen der entsprechenden Ausnehmung 15A, 15B und greifen an den Betätigungshülsen und Muttern angrenzend an jeder der Zwischenflächen der Klinkenzähne an, um zu verhindern, dar Schmutz zwischen die Klinkenzähne und in die entsprechenden Ausnehmung gelangt. Kappen 61 sind an den Muttern 28, 29 befestigt, um Schmutz aus den Gewindezwischenflächen bezüglich der beweglichen Teile 20, 30 zu halten. Das zweite Brückenglied 15 enthält ebenfalls zwei Dichtungen 62 an den Enden der axialen Öffnungen 41, 42, um zu verhindern, daß Schmutz in die Zwischenflächen zwischen den Buchsen 35, 36 und den beweglichen Teilen 20, 30 eindringt.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 umfassen die Betätigungshülsen 10 und 11 jeweils entsprechende Hebelglieder 10C, 11C, die mit einem Betätigungsmechanismus in Form eines Kabels 22 und einer beweglichen Leitung 23 in ein Eingriff stehen. Die Betätigungshülsen 10, 11 werden von entsprechenden Rückholfedern 24, 25 erfaßt, die das zugehörige Hebelglied in Richtung auf eine Ruhestellung vorspannen, die von einem Hebelanschlag 46, 47 definiert wird.
  • Während einer Betriebs- oder Feststell-Bremsbetätigung wird das Kabel 22 so verstellt, dar der Hebel 11C in Richtung des Pfeils A in Fig. 4 gedreht wird, und als Reaktion verstellt die bewegliche Leitung 23 das Hebelglied 10C in Richtung des Pfeils B in Fig. 4. Die Drehung der Hebelglieder bewirkt eine entsprechende Drehung der einteilig verbundenen Betätigungshülsen 10, 11, wodurch die Klinkenzähne 10A und 11A mit den Klinkenzähnen 12, 13 der Muttern 28, 29 in Eingriff stehen und eine Drehung derselben bewirken. Die Drehung der Muttern 28, 29 ruft eine translationsförmige Bewegung der beweglichen Teile 20, 30 in Richtung des Pfeiles C in Fig. 1 hervor, so dar der Bremsbelag 16 des zweiten Brückengliedes 15 über die Rollendrucklager in Anlage mit der entsprechenden Fläche der Bremsscheibe 51 verstellt wird. Durch Reaktion bewirken die Köpfe 18 und 19 der beweglichen Teile 20 und 30, dar das erste Brückenglied 14 den Bremsbelag 17 in Anlage mit der anderen Seite der Bremsscheibe 51 bringt. Wenn die Bremsbetätigung beendet ist, bewirkt ein Lösen des Kabels 22 ein selbsttätiges Aufheben der Bremsbetätigung. Die Gewinde 38 und 39 haben einen großen Steigungswinkel und sind normalerweise mehrgängige Gewinde, so dar beim Aufheben des Bremsvorgangs die Muttern 28 und 29 in einen geringfügig belasteten Zustand zurückkehren. Die Rückholfedern 24, 25 fahren dann fort, die Betätigungshülsen 10, 11 (über die Hebel 10C, 11C) zurück zu den Hebelanschlägen 46, 47 zu drehen. Wenn ein zu grobes Spiel zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe vorhanden ist, neigen die Klinkenzähne der entsprechenden Muttern und Betätigungshülsen dazu, sich aufgrund der schrägen Rückseite der Zähne zu trennen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn dies eintritt, hören die Muttern auf, sich zu drehen, wenn die Spitzen der Klinkenzähne außer Eingriff treten. Nachdem die Hebelglieder die entsprechenden Hebelanschläge erreicht haben und der Klinkenvorgang aufhört, ist das Spiel zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe gleich der Höhe der Klinkenzähne. Um die Funktion des Verstellmechanismus zu unterstützen, sorgt der Drehwiderstand der Muttern, der durch die axiale Verformung der Muttern über die querverlaufenden Öffnungen 28A, 29A erzeugt wird, für einen Reibungseingriff zwischen dem Gewinde der Muttern und dem Gewinde der beweglichen Teile, so daß, wenn die Klinkenzähne anfangen, sich zu lösen, die Muttern aufhören, sich zu drehen, und den entsprechenden Klinkenzähnen die Möglichkeit geben, sich zu lösen.
  • Wenn es erwünscht ist, dar die Scheibenbremse mit Sattel variabler Breite der vorliegenden Erfindung einen hydraulischen Betätigungsmechanismus enthält, kann das zweite Brückenglied 15 mit einer oder mehreren Kolbenbohrungen 50 versehen werden, die jeweils einen Kolben 52 enthält, welcher durch eine Kolbenschulter 53 einen Haltering bzw. Anschlag 33 erfassen kann, welcher die Auswärtsbewegung des Kolbens begrenzt. Die Bohrungen 50 empfangen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, Hydraulikflüssigkeit von einer druckerzeugenden Vorrichtung, z.B. einem Hauptzylinder oder Bremskraftverstärker, welcher bewirkt, dar sich jeder Kolben 52 nach außen gegen die Trägerplatte 32 bewegt und der Reibbelag 16 in Anlage mit der zugehörigen Seite der Bremsscheibe 51 bewegt. Durch Reaktion bringen die beweglichen Teile 20, 30 den Bremsbelag 17 des ersten Brükkengliedes 14 in Anlage mit der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 51.
  • Ein wichtiges Merkmal der Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung besteht darin, dar die Feststell-Bremskraft größer als die durch die Betriebsbremse erzeugte Kraft ist, wenn ein oder mehr Kolben 50 für den Betriebsbremsvorgang und die Muttern, Betätigungshülsen, Hebelglieder, Leitung und Kabel für die Feststell-Bremsvorgänge verwendet werden. Als Folge kann, wenn die Betriebs- und Feststellbremsvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden, keine Kraftsummierung erfolgen, da die Betriebsbremskraft durch den Mechanismus aus beweglichem Teil und Mutter der Feststell-Betätigungsvorrichtung übertragen wird. Mit anderen Worten, hat die Scheibenbremse eine maximale Brems- bzw. Spannkraft, die durch die Feststellkraft definiert wird, und da die von den Betriebsbremskolben erzeugte Spannkraft nicht größer als diese werden kann, tritt keine Kraftsummierung auf.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 ist dort ein Feststell-Bremssystem, das die hier offenbarten Scheibenbremsen 100 enthält, dargestellt. Die Scheibenbremsen 100 besitzen jeweils Hebelglieder 10C, 11C, die mit Kabeln 22 und beweglichen Leitungen 23 verbunden sind. Der Federbetätigungsmechanismus 70 enthält eine Betätigungsfeder 72, die an einem Federflanschglied 73 angreift, wobei die Kabel 22 an dem Flanschglied 73 befestigt sind. Ein Motorrelais 75 kann eine Zahnraddrehung bewirken, was den Schraubkörper 76 dreht, um das Flanschglied 73 und die Feder 72 über die Mutter 76A zurückzuziehen. Ein Verriegelungs-Elektromagnet 77 wird dazu benutzt, das Flanschglied 73 und die verbundenen Kabel 72 in einer zurückgezogenen Stellung zu verriegeln. Ein manuell betätigter Feststellschalter 80 kann eine Betätigung des Motorrelais 75 über die Batterie 83 sowie ein Aufleuchten einer Feststellampe 84 herbeiführen. Der Zündschalter 90 ist mit dem Feststellschalter und dem Motorrelais verbunden. Ein magnetischer Fühlschalter 78 erfast die Bewegung des Flanschgliedes 73, so daß beim Lösen der Feststellbremse das Motorrelais zu geeigneter Zeit aufhört, zu arbeiten. Wenn die Bedienungsperson des Fahrzeugs eine Feststell-Bremsbetätigung herbeiführen möchte, betätigt die Bedienungsperson den Feststellschalter 80, der über den Schalter 78 einer Betätigung des Verriegelungsmagneten 77 herbeiführt, so daß der Schraubkörper 76 über die mit dem Schraubkörper 76 verbundenen unverriegelten Zahnräder drehend gelöst und die Möglichkeit geschaffen wird, daß das federbelastete Flanschglied 73 sich translationsförmig in Richtung des Pfeils D bewegt. Wenn sich das Flanschglied 73 und die Kabel 22 in Richtung des Pfeils D bewegen, müssen die beweglichen Leitungen 23 durch Reaktion ihre Form in Richtung der gestrichelt dargestellten Positionen ändern, so daß sie eine Verstellung der Hebelglieder 10C bewirken. Die Hebelglieder 10C, 11C werden somit jeweils, wie in Fig. 4 dargestellt ist, gedreht, und die Scheibenbremsen 100 üben Spannkräfte auf die entsprechenden Bremsscheiben 51 aus. Wenn die Bedienungsperson des Fahrzeugs den Feststell-Bremsmechanismus zu lösen wünscht, wird der Feststellschalter 80 betätigt, was den Motor 75 erregt; dies wiederum dreht die Schraube 76, welche die Feder 72 über die Mutter 76A und das Flanschglied 73, die sich translationsförmig bewegen, zurückzieht, und wenn das Flanschglied 73 eine geeignete Position bei dem magnetischen Fühlschalter 78 erreicht, hat dies zur Folge, daß der Motor entregt und der Verriegelungsmagnet 77 betätigt wird, so daß der Federbetätigungsmechanismus 70 in seiner Position bis zu der nächsten Feststell-Bremsbetätigung mechanisch verriegelt ist.
  • Bei einem anderen System, bei dem eine servobetätigte Feststellung nicht erforderlich ist, können die Kabel 22 mittels eines Feststell-Handhebels oder Fußpedals betätigt werden.

Claims (10)

1. Scheibenbremse mit einem Sattel variabler Breite, welcher aufweist: zwei beabstandete bewegliche Teile (20, 30), die sich quer über eine Bremsscheibe (51) eines Fahrzeuges erstrecken, wobei jedes bewegliche Teil (20,30) mit einem ersten Brückenglied (14) und einem zweiten Brückenglied (15) verbunden ist, jedes der Brückenglieder (14,15) einen Bremsbelag (16,17) umfaßt, jedes bewegliche Teil (20, 30) an seinem einen Ende mit Gewinde (26,36) versehen ist, das jeweils mit einer Mutter (28,29) in Gewindeeingriff steht, jede Mutter (28,29) Zähne (38,39) aufweist, eine Betätigungshülse (10,11) jedes bewegliche Teil (20,30) umgibt und mit Zähnen (10A, 11A) versehen ist, die mit den Zähnen (12,13) einer entsprechenden Mutter (28,29) in Eingriff stehen, und das zweite Brückenglied (15) auf den beweglichen Teilen (20,30) gleitbar gelagert ist, so daß eine Drehung der Betätigungshülsen (10,11) eine Drehung der Muttern (28,29) hervorruft und eine translationsförmige Bewegung der beweglichen Teile (20,30) bewirkt, wodurch die Brückenglieder (14,15) die entsprechenden Bremsbeläge (16, 17) in Anlage mit der Bremsscheibe (51) bringen.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, bei der jede Mutter (28,29) mit einer oder mehreren Öffnungen (28b, 29b) versehen ist, derart, daß ein zugehöriger axialer Abschnitt der Mutter (28,29) geändert werden kann und das Gewinde (38,39) der Mutter (28,29) das Gewinde (26,36) des entsprechenden beweglichen Teils mit einem vorgegebenen Reibschluß erfaßt, der einer Drehung der entsprechenden Mutter (28,29) einen Widerstand entgegensetzt.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1, bei der jede Betätigungshülse (10,11) an einem Drucklager (33,45) angreift, das zwischen der Betätigungshülse (10,11) und dem zweiten Brückenglied (15) angeordnet ist.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 1, bei der das zweite Brückenglied (15) zwei beabstandete Öffnungen (41,42) umfaßt, durch die sich die beweglichen Teile (20,30) erstrekken und eine Buchse (35) in jeder beabstandeten Öffnungen (41,42) um das entsprechende bewegliche Teil (20,30) herum angeordnet ist.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 1, bei der das erste Brückenglied (14) zwei beabstandete Öffnungen umfaßt, welche die beweglichen Teile (20,30) aufnehmen, wobei jedes bewegliche Teil (20,30) mit einem durchmesservergrößerten Kopf (18,19) versehen ist, der an dem ersten Brückenglied (14) neben der entsprechenden Öffnung angreift.
6. Scheibenbremse nach Anspruch 1, bei der jede der Betätigungshülsen (10,11) ein Hebelglied (10c, 11c) umfaßt, das sich von diesem wegerstreckt und mit Betätigungsmitteln verbunden ist.
7. Scheibenbremse nach Anspruch 1, bei der ein Brükkenglied (15) mindestens eine Bohrung (15) mit einem darin angeordneten Kolben (52) umfaßt, wobei die Bohrung (50) ein Hydraulikmedium enthält, das bei Druckbeaufschlagung den Kolben (52) in Anlage mit dem entsprechenden Bremsbelag (16) bewegt.
8. Scheibenbremse nach Anspruch 7, bei der die Bohrung (50) einen Anschlag (33) enthält, der die Auswärtsbewegung des Kolbens (52) begrenzt.
9. Fahrzeug-Feststellsystem mit einer Scheibenbremse gemäß Anspruch 1, welches eine Federbetätigungs-Vorrichtung (70) umfaßt, bei welchem das Lösen einer Feder (72) der Betätigungsvorrichtung (70) zum Herbeiführen einer Feststell-Bremsbetätigung eine Verstellung eines Kabels (22) und durch Reaktion einer Verstellung einer beweglichen Leitung (23) bewirkt, wobei das Kabel (22) und die Leitung (23) mit entsprechenden Betätigungshülsen (10,11) verbunden sind.
10. System und Scheibenbremse nach Anspruch 9, die ferner aufweisen: eine Motoreinrichtung (75) zum Zurückführen der Federbetätigungsvorrichtung (70) in einen Außerbetriebszustand und eine Elektromagneteinrichtung (77), die die Feder (72) in einer zurückgezogenen Position in dem Außerbetriebszustand hält.
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