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Bremsvorrichtung, insbesondere an Kraftfahrzeugrädern, mit einer auf
eine Trommel wirkenden Segmentkette Bei Bremsen, insbesondere für Räder von Kraftwagen
od. dgl., mit zu einer auseinanderspreizbaren Kette vereinigten Segmenten, die gleichförmig
auf den Innenmantel der Bremstrommel wirken, hat man bereits eine Vorrichtung benutzt,
bei welcher die äußeren Segmente der Kette sich gegen ein Verstellorgan stützen
und die wirklichen oder scheinbaren, die Segmente miteinander verbindenden Gelenkpunkte
derart festgelegt sind, daß die radiale Verstellung im Bereich der Mitte der Beläge
für alle Segmente gleich ist.
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Diese Vorrichtung wird gemäß der Erfindung dadurch verbessert, daß
die aufeinanderfolgenden Segmente durch zylindrische Gelenke mit wirklichen Gelenkpunkten
in Gestalt von in Bohrungen drehbaren Bolzen untereinander verbunden sind und daß
das Momentanzentrum und der Gelenkpunkt des letzten Segments der Kette beim Vorwärtsgang
zusammenfallen und ins Unendliche gerückt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Verbindung des letzten Segments
mit dem Spannorgan der Segmentkette beim Vorwärtsgang, die eine zwangsläufige Betätigung
des letzten Segments gewährleistet. Außerdem wird das erste Segment beim Vorwärtsgang
(ohne Abschaltung beim Rückwärtsgang) mit Hilfe von Zapfen, die an diesem Segment
angebracht sind, gegen Schieber gehalten, die mit großer Reibung auf der Trägerscheibe
der Bremstrommel gleiten und sich gegenüber dem Momentanzentrum des Segments radial
verstellen.
Gemäß der Erfindung fällt ferner im Falle des Rückwärtsganges
der Mittelpunkt bei Handbetätigung mit " dem Mittelpunkt bei Betätigung durch das
Spannorgan zusammen.
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Die nachfolgende Beschreibung erläutert in Verbin-_ Jung mit der Zeichnung
an einem Beispiel, wie die Erfindung praktisch ausgeführt werden kann.
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Abb, _ ,zeigt schematisch eine Bremstrommel mit ihren Zubehörteilen
im Aufriß; Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II der Abb. I; Abb. 3 ist ein
Schnitt nach der Linie III-III der Abb. i ; Abb.4 ist ein Schnitt nach der Linie
IV-IV der Abb. i; Abb. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der Abb. x und Abb.
6 ein Schnitt in größerem Maßstäbe nach der Linie VI-VI der Abb: _, wobei der Spannzylinder
ohne Innenteile dargestellt ist.
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Auf einer in die Bremstrommel eingefügten Scheibe i ist die Vorrichtung
mit den an den Segmenten befindlichen Zubehörteilen und dem Spannorgan für die auseinanderspreizbare
Segmentkette untergebracht. Das Spannorgan besteht aus dem Zylinder 2 einer hydraulichen
Pumpe mit Doppelkolben, deren Köpfe3 und q., und zwar Kopf 3 unmittelbar und Kopf
4 mittelbar; sich gegen die Enden der äußeren Segmente 7 und 18 der Segmentkette
stützen. Der Zylinder 2 sitzt in bekannter Weise auf der während des Laufes der
Trommel feststehenden Scheibe i.
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Indem Ausführungsbeispiel sind drei Segmente vorgesehen; es könnten
aber auch zwei oder mehr als drei Segmente ohne eine Beschränkung verwendet werden.
Bei normalem Vorwärtsgang läuft die Trommel im Sinne des Pfeiles f1 um. Die beiden
Endsegmente 7, 18 werden z. B. mittels einer sie untereinander verbindenden Feder
6- elastisch gegen die Kolbenköpfe 3, 4 gezogen: Das erste Segment 7 hat einen Bremsbelag
B. Das folgende Segment ii` niit dein Belag i? "ist -an seinen Enden mit j e zwei
einander entsprechenden Platten 13, 14 versehen, die in geeigneter -Weise, z. B.
durch Schweißen, Nieteng. üsw., auf seinen Steg 15 aufgebracht sind. Die Platte
13 ist auf einem Bolzen io schwenkbar, der im Steg g des Segments 7 sitzt und auf
der Platte 13 durch verstiftete Unterlegscheiben gehalten wird. Die Platte
14 ist ihrerseits auf einem Bolzen 16 im Steg 17 des folgenden Segments 18 schwenkbar.
Der Bolzen 16 wird in der Platte 14 auf die gleiche Weise gehalten wie der Bolzen
iö in der Platte i3. -.Das Endsegment 18 hat den Belag ig und ist mit dem Kolbenkopf
4 über einen Winkelhebel 2o, 21 mit gabelförmigen Armen verbunden. Der Winkelhebel
schwingt um einen Bolzen 22, der an der Scheibe i z. B. durch Nieteng oder Schweißeng
seines Unterteils 23 befestigt ist.
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Der eine Arm 2o des Winkelhebels trägt zwei Bolzen 24, 25, die sich
mit großer Reibung zwischen verstifteten Unterlegscheiben drehen und je einen Kulissenstein
26 bzw. 27 führen. Diese Steine gleiten an den Längsflächen,28, 29 einer geradlinigen
Aussparung 30,
die in einem an dem Steg 17 des Segments- 18 z. B. durch Schweißen.
befestigten Aufsatzstück 31 angebracht ist. Der andere Arm 21 des Winkelhebels ist
in eine Zwinge 5 am Kolbenkopf 4 eingesetzt, in welcher der Gelenkbolzen 32 des
Armes 31 verstiftet ist.
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Der Bolzen 32 hat eine Verlängerung nach unten, die auch einen Teil
mit dem Kopf 33 eines Winkelhebels 34 bildet, an dessen freiem Ende ein Zugorgan
36 zur Bedienung von Hand angreift. Der Hebel 34 betätigt einen durch den Stift
38 auf dem Bolzen 32 befestigten Nocken 37.
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Der Winkelhebel 34 kann so auf zweierlei Art betätigt werden: Erstens
durch den auf das Zugorgan 36 wirkenden Handbremshebel und durch Anschlag des Nockens
37 an den in diesem Augenblick unbeweglichen Kolbenkopf 4 und zweitens unter Einfluß
des Spannorgans durch die Einwirkung des Kolbenkopfes 4 selbst, der unmittelbar
auf den Nocken 37 und auf das Ende des Armes 21 gleichzeitig drückt.
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Die Ermittlung der Gelenkpunkte der Segmente und der Wirkungsweise
dieser Gelenke erfolgt gemäß der graphischen Darstellung im Schema der Abb. i.
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Bei der Drehung im Sinne des Pfeiles f, während des Vorwärtsganges
ist die von dem Kolbenkopf 3 auf das Ende des Segments ausgeübte Kraft nach ihrer
Größe von vornherein gegeben und verläuft in Richtung der Druckachse 40. Außerdem
ist der Reibungskoeffizient für die Beläge und die Trommel bekannt, und man kann
um die Trommelmitte 0 den Reibungskreis 41 schlagen, dessen Radius y gleich dem
Produkt aus dem Trommelradius und dem Sinus des gegebenen Reibungswinkels ist.
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Die gegenseitigen Stellungen des Spannorgans und der Bremssegmente
werden unter Berücksichtigung der innerhalb der Trommel liegenden Gelenke A1 und
A2 in -Abhängigkeit von den in die Zeichnung übertragenen gesuchten Bedingungen
mit dem Hauptziel ermittelt, gleiche Anpreßdrucke für alle Segmente zu erhalten.
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Die Resultierende R1 der Reaktiönsdruckkräfte des Belages 8 auf die
Trommel ist eine Tangente 42 zum Kreis 4i, -die durch die Mitte des Belages 8 geht
und die Gerade 40 im Punkt P1 außerhalb des Zeichnungsblattes schneidet. Man kann
eine beliebige Gerade 43 annehmen, die durch den Punkt Pi.geht und auf welcher der
Gelenkpunkt der Segmente 7 und ii bestimmt wird. Diese Gerade 43 wird indessen derart
gewählt, daß sie den die Mitte 0 mit der Mitte des Belages 12 verbindenden Radius
zwischen der Mitte 0 und der Mitte des Belages 12 schneidet. Die Größe der Reaktionskraft
R1 wird durch die Zerlegung dieser Kraft nach den Geraden 40 und 43 bestimmt unter
Berücksichtigung der Tatsache, daß ihre Komponente Pia in Richtung der Geraden 4o
der von dem Kolbenkopf 3 ausgeübten Spreizkraft gleich und entgegengesetzt gerichtet
ist.
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Auf der Geraden 43 ermittelt man einen Punkt P2 als Schnittpunkt dieser
Geraden mit der Tangente 44 zum Kreis 41, die durch die Mitte des Belages 12 geht.
Die Tangente 44 ist richtungweisend für eine der Reaktionskraft R1 gleiche Kraft
R2. Die Gerade 43 ist richtungweisend für eine vom Punkt P2 ausgehende Kraft P2b;
welche der vom Punkt P1 ausgehenden und ebenfalls in Richtung der Geraden 43 verlaufenden
Kraft
Plb gleich und entgegengesetzt gerichtet ist, da in dem auf der Geraden 43 gelegenen
Gelenkpunkt die Wirkungen und Gegenwirkungen gleich sind. Die Kenntnis der vom Punkt
P2 ausgehenden Kräfte ermöglicht es, die zweite Komponente der Reaktionskraft R2
nach Größe und Richtung zu ermitteln, die in Richtung einer Geraden 45 verläuft.
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Ebenso bestimmt der Schnitt der Geraden 45 mit der durch die Mitte
des Belages ig gehenden Tangente 46 zum Kreis 41 einen Punkt P3. Die Tangente 46
gibt die Richtung für eine den Kräften R1 und R2 gleiche Reaktionskraft R3 an. Die
Gerade 45 tut dies ebenfalls für eine vom Punkt P3 ausgehende Kraft Pia, die gleich
und entgegengesetzt gerichtet der Kraft P2 a ist, die auch nach der Geraden 45 verläuft,
aber vom Punkt P2 ausgeht. Die Reaktionskraft R3, deren Komponente auf der Geraden
45 bekannt ist, hat eine zweite Komponente P31, die nach Größe und Richtung feststeht,
so daß die Gerade 47 durch den Punkt P3 gezogen werden kann.
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Der Gelenkpunkt des letzten Segments der Kette, also des Segments
18, fällt zwangsläufig mit dem Momentanzentrum dieses Segments zusammen. Es ergibt
sich mit Hilfe der durch die Mitte 0 gehenden Geraden 48, die senkrecht auf dem
zur Mitte des Belages ig verlaufenden Radius 49 der Trommel steht. Dieses Momentanzentrum
03 fällt mit dem Gelenkpunkt A3 zusammen und ist durch den Schnittpunkt der Geraden
47 und 48 bestimmt. Diese Geraden sind parallel; die Zentren 03 und A3 liegen also
im Unendlichen. Infolgedessen ist die Richtung der geradlinigen Aussparung
30 senkrecht zu den Geraden 47 und 48.
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Damit die Anpreßdrücke für alle Bremssegmente gleich sind, müssen
die radialen Verstellungen der Beläge 8, 12 und ig um die Momentanzentren der Segmente
7, 11 und 18 gleich sein. Nach dieser Richtlinie lassen sich die Gelenkpunkte der
Zwischensegmente ermitteln.
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Das Momentanzentrum 02 des Segments ii liegt einerseits auf der Geraden
5o, die durch den Mittelpunkt 0 geht und auf dem durch die Mitte des Belages i2
verlaufenden Radius 51 senkrecht steht, andererseits auf einer Geraden, die durch
den Punkt 03-A3 und den von dem Bolzen 16 und der Platte 14 gebildeten Gelenkpunkt
A2 verläuft. Hierbei ist die folgende Beziehung zwischen den Abständen zu beachten:
Da 03 im Unendlichen liegt, ergibt sich 02-A2 - 02-0.
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Es genügt also, das Zentrum A2 im Schnittpunkt der Geraden 45 mit
der Halbierenden 52 des von den Geraden 49 und 51 gebildeten Winkels anzunehmen.
Das Momentanzentrum 02 befindet sich im Schnittpunkt der Geraden 5o und der von
A2 ausgehenden Parallelen 53 zur Geraden 48; es liegt ebenfalls auf der in der Mitte
des Abschnittes 0 - A2 der Geraden 52 errichteten Senkrechten.
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Das Momentanzentrum 01 des Segments 7 liegt auf einem Radius
54., der durch den Mittelpunkt 0 und senkrecht zum Radius 55 verläuft, welcher den
Punkt 0 mit der Mitte des Belages 8 verbindet. Die Zentren 02 und 0, sowie
der Gelenkpunkt A1 sollen auf einer Geraden liegen, wobei folgende Beziehung besteht:
Eine einfache graphische Aufzeichnung gleicher Art mit entsprechender Aufteilung
ergibt in der Zeichnung den Punkt 01 und den auf der Geraden q.3"gelegenen
Punkt A1.
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Damit sich das Segment 7 zwangsläufig um das Momentanzentrum
0, dreht, ist es mit zwei Zapfen 56, 57 versehen, gegen die sich zwei Winkelstücke
58, 59 mit den Führungszapfen 6o, 61 und den ebenfalls zur Führung dienenden Gewindebolzen
62, 63 legen. Die Führungszapfen und die Führungsbolzen greifen in Schlitze 6q.,
65 der Trägerscheibe i, die zum Zentrum 0l radial gerichtet sind. [Die Gewindebolzen
62, 63 sind mit einer Stützscheibe 66 versehen, auf der eine Federscheibe 68 durch
die Mutter 67 festgeklemmt wird. Die Randleisten 69, 7o der Winkelstücke
58, 59
sind in bezug auf das Zentrum 0, kreisförmig gestaltet. Beim
Zusammenbau werden die Winkelstücke 58, 59 in einer Lage festgestellt, die im wesentlichen
ihrer endgültigen Lage entspricht; beim ersten Bremsgang wirken dann die Zapfen
56, 57 auf die Randleisten 69,
7o ein, welche die Verschiebung der Winkelstücke
58, 59 in den Schlitzen 6q., 65 entgegen der von den Federscheiben 68 ausgeübten
elastischen Festklemmung herbeiführen. Die Winkelstücke nehmen so ihre endgültige
Stellung ein; eine Feder 71 sorgt für die ständige Berührung der Zapfen 56, 57 mit
den Winkelstücken 58,59.
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Beim Bremsen im Rückwärtsgang wirkt der Kolbenkopf q. auf den abgeflachten
Teil des Nockens 37 und stößt so gegen den Bolzen 32, der den Winkelhebel 2o, 21
um den Bolzen 22 schwenkt, was die Verstellung der Segmentkette zur Folge hat, die
sich über das Segment 7 auf dem jetzt unbeweglichen Kolbenkopf 3 abstützt.
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Abb.6 zeigt eine besondere Befestigungsart des Spannzylinders auf
der Bremsscheibe. Die Scheibe i hat hier einen Durchbruch 73, dessen Ränder nach
der Seite der Bremssegmente hin umgebogen sind. Der Spannzylinder 2 ist an diesen
umgebogenen Rändern beispielsweise durch Elektroschweißung befestigt.
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Hervorzuheben ist, daß sich eine in dieser Art hergestellte Bremse
außerordentlich leicht montieren läßt und daß andererseits die aus mehreren Teilen
bestehenden Einheiten leicht durch Elektroschweißung hergestellt werden können.
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Im Rahmen der Erfindung können Abwandlungen an den beschriebenen Ausführungsformen
vorgenommen werden. Insbesondere könnte die Vorrichtung mit spreizbaren Segmenten
durch eine Vorrichtung mit von außen auf einen Radkranz gepreßten Bremsschuhen ersetzt
werden.