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Tnnenbackenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren aneinander
angelenkten Bremsbacken Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenbackenbremse, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit mehreren aneinander angelenkten Bremsbacken, wobei die äußersten
Bremsbacken sich gegen eine Spreizvorrichtung legen, die den gegenseitigen Abstand
der Bremsbacken verändert.
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Bei derartigen Bremsen besteht die Aufgabe, die Bremsbacken unter
allen Umständen, in gleicher Weise an die Bremstrommel anzulegen. Bei solchen Bremsen
ist es ferner erwünscht, den von der einzelnen Bremsbacke umfaßten Bogen genügend
klein zu halten, aber die Zahl der Bremsbacken zu vergrößern, damit,die Gefahr vermieden
wird, daß die Bremsbacken infolge Wärmeausdehnung nur noch linienweise an der Bremstrommel
anliegen und dadurch eine geringere Bremswirkung erzeugen und schneller verschleißen.
Außerdem kann idie Bremstrommel vereinfacht werden, wenn sichergestellt ist, daß
alle Bremsbacken gleichmäßig tragen.
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Gemäß der Erfindung wird das gleichmäßige Anliegen sämtlicher Bremsbacken
mit gleich großen Drücken an der Bremstrommel dadurch erreicht, daß die Bremsbacken
und ihre Gelenke so gelagert sind, daß die Verschiebungswege der Bremsbacken um
ihren momentanen Drehpunkt in der Nähe der Mitte ihrer Beläge radial zur Bremstrommelmitte.
'verlaufende
Komponenten haben; . die einander gleich sind.
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Es ist möglich, nach diesen Richtlinien eine Bremse zu bauen.; bei
der die Kraftrichtungen genau definiert sind, und dies ohne Anwendung von Schubstangen
zur Bewegung der Bremsbacken, sondern unter Verwendung ausschließlich zylindrischer
Gelenke. Dadurch können. für sämtliche Bremsbacken gleiche Wirkungen erzielt werden.
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Wenn auch bei der' Berechnung .der Bremse ein bestimmter Reibungskoeffizient
zugrunde gelegt werden müß, so sind bei Abweichungen von diesem Reibungskoeffizienten
dieAbweichungen derBremsdrücke voneinander so gering, !daß sie praktisch vernachlässigt
wenden können.
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Infolge der bei .dieser Breinsenkonstruktion leich anwendbaren Vervielfachung
der Bremsbacken bleibt die Wirksamkeit der Bremse von der Geschwindigkeit und der
dadurch bewirkten Temperaturerhöhung unbeeinflußt, wenn man die Bremsbacken benutzt,
die entsprechend geringe Bögen umfassen.
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Die Vorteile dieser Bremse, die sowohl mit inneren als auch mit äußeren
Bremsbacken verwendet werden kann, sind daher beträchtlich.
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Falls .die Bremse auch bei Rückwärtsgang arbeiten soll, kann nach
einem weiteren Erfindungsgedanken eine der Bremsbacken so angeordnet sein, daß sie
beim Rückwärtsbewegen der Bremstrommel etwas gedreht wind.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
einer Bremse mit innenliegenden Bremsbacken erläutert.
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Die Zeichnung zeigt eine Bremstrommel i mit drei Bremsbacken 5, 9,
14, die mit ihren gleich großen Bremsbelägen 6, io, 15 an dem Umfang der Bremstrommel
anliegen. Statt drei Bremsbacken können auch zwei oder beliebig mehr als drei Bremsbacken
verwendet werden.
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Zur Bewegung der Bremsbacken ist eine steuerbare Vorrichtung vorgesehen,
die äu.s einem Zylinder 2 für Druckwasser od. dgl. besteht, in dem zwei entgegengesetzt
bewegliche Kolben 3 und 4 sitzen. Der Zylinder :2 ist mittels eines nicht dargestellten
Flansches an dem Lager der Bremstrommel i befestigt.
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Die erste Bremsbacke 5 der Bremsbackenreihe wind dürch-eine nichtdargestellte
Feder gegen den Kolben 3 gezogen. Sie ist mittels einer starr mit ihr verbundenen
Lasche 7 an einem Zapfen 8 der folgenden Bremsbacke 9 angelenkt. Die Bremsbacke
9 besitzt am anderen Ende eine mit ihr starr ver-. bundene Lasche i i mit einem
kreisbogenförmigen Ausschnitt 12; -die als Führung für Rollen 13, die mit der folgenden
Bremsbacke 1q: fest oder beweglich verbunden sind, -dient. Die Bremsbacke 14 ist
am anderen Ende ebenfalls mit festen oder beweglichen Rollen 16 verbünden, die in
einem kreisbogenförmigen Ausschnitt 17 eines Verbindungsgliedes i8 geführt sind,
das durch eine nicht,dargestellte Feder gegen den Kolben 4 gezogen' wird.
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Die Mittelpunkte der kreisbogenförmigen Führungen 12 und -
17 entsprechen den Mittelpunkten der Bewegungen der Bremsbacken 9 oder 14
bzw: der Bremsbacke 1q. und des Gliedes 18.
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Die Bewegungsmittelpunkte undLagerungspunkte ergeben sich aus -der
nachfolgend beschriebenen graphischen Konstruktion.
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Wenn .die Bremstrommel sich in Richtung des Pfeiles f1 dreht, wirkt
die Bremskraft der Bremsbacke 5 auf den Kolben 3 in Richtung der Linie 2o: Die Größe
:dieser Kraft ist gegeben und in der Zeichnung als Pfeil auf der Linie 2o eingezeichnet.
Der Reibungskreis 2i ergibt sieh als ein Kreis um den Mittelpunkt O der Bremstrommel
i, geschlagen mit einem Radius, der gleich dem Produkt des Radius der Bremstrommel
mit dem Sinus des Reibungswinkels ist, dessen Wert bekannt ist. Die Auflagestellen,der
Bremsbeläge 6, io, 15 sind um den Umfang der-Bremstrommel beliebig verteilt.
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Die Resultierende R1 der auf den Kolben 3 und auf die benachbarte
Bremsbackeg wirkenden Kräfte der Bremsbacke 5 liegt auf .der durch die Mitte des
Bremsbelages 6 gehenden Tangente 22 an dem Reibungskreis 2i, welche die Linie 2o
im Punkt P1 schneidet. Aus dem Kräfteparallelogramm bei P1 ergibt sich -die in Richtung
der Linie 23 auf dem Drehbolzen 8 der Bremsbacke 9 wirkende Kraft.
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Vom Schnittpunkt P2 der Geraden 23 mit der durch die Mitte des Bremsbelages
io gelegten Tangente 24 des Reibungskreises 21 wird auf der Geraden 23. die gleiche
Kraft als Gegenkraft aufgetragen, die vom Punkt P1 aus auf ihr aufgetragen ist.
Auf der Geraden 24 wird vom Punkt P2 aus die Resultierende R2 aufgetragen, die in
.ihrer Größe gleich der Resultierenden R1 ist.
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Aus .dem Kräfteparallelogramm; das aus den auf den Linien 23 und,
24 aufgetragenen Kräften aufgezeichnet werden kann, ergibt sich die Richtung der
von der Bremsbacke 9 auf die Bremsbacke 14 wirkenden Kraft als die Gerade 25 und
ihre Größe, .die in der Zeichnung von P2 ausgehend auf dieser Geraden
25 als Pfeil aufgezeichnet ist.
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In gleicher Weise wind -durch .die Gerade 2-5 und die durch die Mitte
des Bremsbelages 15 gelegte Tangente, 126 des Reilbungskreises 2,1 oder Punkt P3
.und aus dem Parallelogramm der Resultierenden R3, die ebenso groß ist wie R1 und
R2, und der auf .der Geraden 25 aufgetragenen Gegenkraft die in .der Geraden
2,7 liegende Kraft, die auf das Glied 18 wirkt, und ihre Größe bestimmt.
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Errichtet man im Mittelpunkt O der Bremstrommel die Senkrechte 28
auf -dem Radius 29, der durch die Mitte der letzten Bremsbacke 14 geht, so @sc'hneidet
.diese Senkrechte 28 -die Gerade 27 in einem Punkt 4 -der der Mittelpunkt
des kreisbogenförmiger Schlitzes 17 und außerdem der momentane Drehpunkt
03 der Bremsbacke 14 ist.
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Die momentanen Drehpunkte 0, und 02 der Bremsbacken 5 bzw.
9 ergeben .sich aus der Überlegung, .daß .die radialen Verschiebungen d er Mittelpunkte
der Bremsbeläge 6, io, 15 um die momentanen Drehpunkte der Bremsbacken 5, 9, io
gleich sein müssen, damit die Bremsdrücke auf alle Bremsbacken gleich groß sind.
Der
momentane Drehpunkt 02 :der Bremsbacke 9 liegt auf der Geraden 3o, welche durch
den Mittelpunkt 0 hindurchgeht und zu (dem durch die Mitte des Belages io hindurchgehenden
Radius senkrecht steht, und er liegt auch auf einer Geraden 31, welche durch .den
Punkt 03 und die Mitte A2 der von den Punkten P2 und P3 begrenzten Graden 25 hindurchgeht.
.42 ist der Mittelpunkt des kreisbogenförmigen Schlitzes 12. Es muß nämlich folgendes
Verhältnis bestehen:
In gleicher Weise ergibt sich der momentane Drehpunkt 01 der Bremsbacke 5 als der
Schnittpunkt der auf dem Radius 32, der durch die Mitte des Belages 6 geht, im Bremstrommelmittelpunkt
errichteten Senkrechten 31 und der Verbindungslinie des Mittelpunktes 01
mit demGelenkpunkt A1. Denn es muß -das folgende Abstandsverhältnis: bestehen
Die nicht dargestellten elastischen Mittel, durch welche die Bremsbacken 5, 9 und
14 in die Ausgangslage rückgeführt werden, können z. B. aus mit den Bremsbacken
5 und 14 in der Nähe der Schubachse des Zylinders 2 verbundenen Federn bestehen.
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Um die Bremsbacke 6 dazu zu zwingen, in jedem Fall sich um den momentanen
Drehpunkt 01 zu drehen, ist in dieser Bremsbacke ein Schlitz 33 vorgesehen, in welchem
Bolzen 34, 35 geführt werden, welche mit Schubstangen 36, 37 fest verbunden sind.
Die Schubstangen 36, 37 sind unter Reibung um eine Achse 38 drehbar, die an dem
Flansch sitzt, auf welchem der Zylinder 2 befestigt ist. Der Schlitz 33 hat die
Form eines Kreisbogens um den Punkt 01. Dieser Schlitz 33 erleichtert die einwandfreie
Rückführung der Bremsbacken in ihre Ausgangslage.
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Um eine genügende Bremswirkung ,zu erreichen, wenn sich die Bremstrommel
i entgegen dem Pfeil f1 dreht, also beim Rückwärtsgang des Kraftwagens, ist folgende
Vorrichtung vorgesehen: Während des Rüc'kwärtsgangesdient die Bremsbacke 5 als Widerlager
für den Kolben 3, und der Kolben 4 wird derart verschoben, daß er das Glied 18 bewegt.
Unter diesen Umständen kann sich die Bremsbacke 5 um den momentanen Drehpunkt 01
nicht mehr drehen. Um den Schubstangen 36,37
eine gewisse Bewegungsfreiheit
zurückzugeben, ist ihre Lagerungshülse um die Achse 38 auf einem Bolzen 39 reibungsschlüssig
gelagert, dessen Kopf 4o auf einen Nocken 41 drückt, welcher auf einem mit dem Gliiod.
18 fest verbundenen Steg 4@2i getragen wird. Wenn das Glied 18 unter
der Wirkung des Kolbens 4 sich rückwärts verschiebt, kann sich die Nase 39 drehen
und fällt auf den Nocken 41 herab, so @daß die Schubstangen 36, 37 reibungsschlüssig
mit bewegt werden. Dadurch entsteht eine Ausdehnung der Bremsbackenkette, bei der
zwar die Andruckkräfte der Bremsbeläge nicht mehr den oben definierten Gleichheitsbedingungen
entsprechen, die Bremsung jedoch genügend sein wird. Beim Vorwärtsgang, d. h. bei
Drehung der Bremstrommel im Sinn des Pfeiles f1, hält der Steg 42 die Schubstangen
36, 37 in ihrer Lage fest, so daß die Bremsbacke i sieh um,den Drehpunkt 01 'drehen
muß.