SE517117C2 - Skivbroms - Google Patents

Description

25 30 35 517 117 2001-03-20 \\cuRREm'\DB\PUBLIC\DOC\P\1635066s.due Lw 2 Uppfínningen Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen med hjälp av en tryckstång för överföring av en roterande ingångsrörelse från ett drivorgan - den elektriska motorn - till en axiell utgångsrörelse för vidareföring till skivbromsbelägget, avsett för bromsande ingrepp med bromsskivan, vilken tryck- stång har en icke roterbar spindel, en roterbar mutterdel i gängingrepp med spindeln, ett tryckstángskugghjul för mottagning av den roterande ingångsrörelsen samt - operationellt infört mellan mutterdelen och tryck- stångskugghjulet - ett förspänt rull- och ramparrangemang för att rotera mutterdelen på spindeln vid en låg motkraft i spindeln och för att axiellt förflytta mutterdelen med spindeln vid en hög motkraft i spindeln.

Vid en praktisk och föredragen utföringsform av uppfinningen är tryckstångskugghjulet roterbart anordnat på mutterdelen, och rullar med axlar radiella i förhållande till spindeln är anordnade mellan radiella parallella ramp- ytor, som har en lutning och är anordnade på tryck- stångskugghjulet respektive mutterdelen.

Rull- och ramparrangemanget är företrädesvis fjäder- förspänt, antingen med hjälp av en tryckfjäder eller en spiralfjäder.

Rampytornas lutning kan helt enkelt vara konstant över deras längder, men för att anpassa funktionen efter motorns egenskaper kan lutningen variera över längderna.

Särskilt kan lutningen vara större i början av rampytorna än i återstoden därav.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Ritningarna skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 är en schematisk vy uppifrån, delvis i sektion, av en skivbroms enligt uppfinningen, 10 Ü 20 25 30 35 ...fl- ~ In I*- v ß' ' v . _., .n -- j_ 2 . r. . 6 517117 z 2001-03-20 \\CURRENT\DB\PUBLIC\DOC\P\16350665 .dOC LH , . 3 fig 2 är en sektion genom en tryckstång monterad i skivbromsen enligt uppfinningen, fig 3 är en perspektivvy av tryckstången, fig 4 är en sektion i mindre skala genom en modifie- rad tryckstàng och fig 5 är en perspektivvy i mindre skala av den modi- fierade tryckstången enligt fig 4.

Beskrivning av utföringsformer En skivbroms enligt uppfinningen är mycket schema- tiskt visad i fig 1, till vilken hänvisning först görs. En skivbromscaliper 1 skall monteras grensle över en broms- skiva 2 på en fordonsaxel. Fordonet är företrädesvis ett tungt landsvägsfordon, såsom en lastbil eller en buss, men uppfinningen är också tillämplig vid andra fordon.

En elektrisk motor 3 är fäst vid calipern 1. Dess drivaxel 4, som kan roteras i endera riktningen av motorn 3, är ansluten till en koppling 5 av det slag som håller sin utgående kopplingsaxel 6 icke roterbar eller bromsad i en bromsfrigöringsriktning, när ingen ström matas till motorn 3. Denna koppling 5 kan ha någon av ett antal olika konstruktioner; a) elektromagnetisk koppling. Axeln 6 är låst i en bromsfrigöringsriktning, när en elektromagnet i kopplingen är strömmatad. b) invers elektromagnetisk koppling. Axeln 6 är låst i frigöringsriktningen med en fjäderaktiverad låsmekanism och frigörs, då en elektromagnet i kopplingen strömmatas. c) motorpåverkad koppling. Axeln 6 är låst i frigöringsriktningen med hjälp av en mekanisk làsmekanism (av làsfjädertyp eller lamelltyp). Funktionen hos mekanis- men är sådan att rotation av motorn 3 i bromsfrigörings- riktningen låser upp kopplingen och tillåter en rotation av axeln 6 motsvarande motorns rotation. d) motorpåverkad och invers elektromagnetisk kopp- ling. Axeln 6 är läst i frigöringsriktningen med hjälp av 10 15 20 25 30 35 517 117 2001-03-20 \\CURRENT\DB\PU'BLIC\DOC\P\l635066S.doc LW 4 en mekanisk lásmekanism (av låsfjädertyp eller lamelltyp).

Mekanismens funktion är sádan att rotation av motorn i bromsfrigöringsriktningen låser upp kopplingen och tillåter en rotation av axeln 6 motsvarande motorns rotation. Axeln 6 kan också frigöras i bromsfrigöringsriktningen genom att en elektromagnet i kopplingen strömmatas. I En koppling 5 av vilken av de tvä senare typerna som helst används normalt i bromsen enligt uppfinningen. En koppling 5 av den sistnämnda typen kan vara tillämplig, om det totala bromssystemet kräver två oberoende sätt att upp- häva bromskraften av säkerhetsskäl.

Kopplingar av typerna b) och c) kan kompletteras med en manuell frigöringsmekanism.

Kopplingsaxeln 6 är i sin tur förbunden med en växel- làda 7 för att reducera rotationshastigheten från kopp- lingsaxeln 6 till dess utgående växellådsaxel 8. Mekanismen är företrädesvis en planetväxel, men andra mekanismer kan också tänkas. Utväxlingsförhållandet kan väljas i enlighet med de specifika kraven.

Växelládsaxeln 8 är försedd med ett kugghjul i kuggingrepp med ett tryckstàngskugghjul 10 hos vardera av två tryckstänger 11, som skall beskrivas närmare under hän- visning till fig 2 och 3. De tre kugghjulen 9 och 10 kan ha samma diameter och rotera med samma hastighet. Beroende på omständigheterna kan de emellertid ha olika diametrar. I det visade fallet är de olika delarna anordnade i ett gemensamt plan, men det kan vara lika möjligt att ha motorn 3 med kopplingen 5 och växellådan 7 i ett annat plan än axlarna hos de tvâ tryckstängerna 11, så att en volym- sparande konstruktion kan uppnås.

Tryckstängerna ll kommer att utföra den allmänna funktionen att överföra den ingående rotationsrörelsen hos kugghjulet 10 till en utgående axiell rörelse hos en del som är förbunden med det första skivbromsbelägget 12. I princip skulle tryckstängerna 11 sålunda kunna ha en skruv- 10 15 20 25 30 35 2001-03-20 \\CURRENT\DB\PUBLIC\DOC\P\1635066s .dOC LH . . ø | o . .- 5 och mutterkonstruktion, sásom s k kulskruvar eller lik- nande, men i ett praktiskt fall väljs en annan konstruk- tion, som skall beskrivas.

Tryckstängerna 11 är förbundna med ett första skiv- bromsbelägg 12 vid den ena sidan om bromsskivan 2. Vid den andra sidan om bromsskivan 2 finns ett andra skivbromsbe- lägg 13 förbundet med calipern 1, vilken är av den s k flytande typen, d v s den är monterad för vissa rörelser vinkelrätt mot skivan 2.

Med den kortfattat beskrivna konstruktionen kommer det första skivbromsbelägget 12 att ansättas mot bromsski- van 2, då motorn 3 roterar i sin ansättningsriktning. Vid en motorrotation i den motsatta riktningen kommer skiv- bromsbelägget 12 att dragas tillbaka från bromsskivan 2.

Konstruktionen hos var och en av tryckstängerna 11 kommer nu att beskrivas under hänvisning till fig 2 och 3.

En gängad spindel 20 är vid sin ut ur tryckstàngen 11 skjutande ände försedd med en fästplatta 21 för fastsätt- ning vid det första skivbromsbelägget 12 (fig 1). (Alterna- tivt kan fästplattan 21 vara en separat del, som är rota- tionsmässigt läst vid spindeln 20). Det finns en ej visad rotationslâsning mellan fästplattan 21 och calipern 1.

Spindeln 20 är sålunda icke-roterbart monterad. En mutter- del 22 innefattar en mutter 22A och ett långsträckt rör 22B integrerade med varandra. Muttern 22A står i gängingrepp med spindeln 20, som därigenom är i huvudsak innesluten av röret 22B. Mutterdelen 22 är styrd vid sitt rör 22B av en fast ring 23, som är fäst vid calipern 1 (fig 2), och även vid sin mutter 22A med hjälp av en ringformig gliddel 1A, vilken hålls vid calipern 1 med hjälp av en låsring 1B.

Tryckstångskugghjulet 10 är roterbart på röret 22B med hjälp av ett radiallager 24 och i förhållande till den fasta ringen 23 med hjälp av ett axiallager 25.

En axiell förspänningskraft át höger i fig 2 och 3 utövas på mutterdelen 22 med hjälp av en tryckfjäder 26, 10 15 20 25 30 35 n n - - ua 517 117 2001-03-20 \\CURRENT\DB\PUBLIC\DOC\P\16350663.doc LW som är anordnad mellan å ena sidan en ringformig bricka 27 och en fjäderklämma 28 i ett spår på röret 22 och å andra sidan ett lager 29 samarbetande med en caliperflänsdel, vilken såsom visas i fig 2 sträcker sig ned till höger om den vid calipern fästa ringen 23.

Kraftöverförande rullar 30, företrädesvis tre rullar likformigt fördelade omkring rörets 22B omkrets, är anord- nade med sina axlar radiella i förhållande till spindeln 21 mellan radiella ytor - som skall beskrivas - på de sidor som vetter mot varandra hos tryckstångskugghjulet 10 och muttern 22A. Rullarna 30 hålls roterbart i en rullhållare 31 (som är utesluten i fig 3 för tydlighets skull) med mindre bredd än rullarnas 30 diameter för att inte interfe- rera med deras fria rullning.

Såsom framgår av fig 3 är nämnda radiella ytor 10' och 22' hos tryckstångskugghjulet 10 respektive muttern 22 radiella rampytor, som vardera har en liten lutning i för- hållande till ett mot spindelns 20 axel vinkelrätt plan. 22' har ändytor 10", 20", rulle 30 är ansatt (under kraften från tryckfjädern 26) i Dessa rampytor 10', mot vilka en ett i fig 3 visat viloläge.

Funktionen vid en bromsansättning av den ovan under hänvisning till fig 1 beskrivna skivbromsen och särskilt hos dess ovan under hänvisning till fig 2 och 3 beskrivna tryckstänger 11 är följande, utgående från en i fig 1 visad situation med skivbromsbelägget 12 på ett visst avstånd från bromsskivan 2 och med rullarna 30 i de beskrivna vilo- lägena, såsom visas i fig 3. Den elektriska motorn 3 rote- ras i sin riktning för bromsansättning, och denna rotation överförs via kopplingen 5, växellådan 7 och kugghjulet 9 till de respektive tryckstängerna 11.

Rotationen överförs till tryckstångskugghjulet 10. Så länge bromsbelägget 12 inte har nått bromsskivan 2, finns det ingen väsentlig motkraft i tryckstångsspindeln 20.

Rullarna 30 hålls i sina vilolägen mot ramperna, såsom 10 15 20 25 30 5.17 1«|7 Eïyïïš ï}_š.fï"ä ¿¿¿¿ 2001-03-20 \\cu1znEr~rr\oa\Pus1.1c\noc\1>\1s3sosss.dec Lw I Z 2 '.' '..' .:. :..° '- 7 visas i fig 3, och tryckstångskugghjulets 10 rotation över- förs till mutterdelen 22 via rullarna 30, så att spindeln 20 förs axiellt framåt, tills kontakt mellan skivbromsbe- lägget 12 och bromsskivan 2 har upprättats och en motkraft har byggts upp.

Vid detta stadium och vid en fortsatt rotation av tryckstångskugghjulet 10 kommer rullarna 30 att börja rulla längs sina respektive rampytor 10', 22', så att mutterdelen 22 och sålunda spindeln 20 kommer att föras framåt axiellt med stor kraft för att åstadkomma en bromsansättning.

Omvänt, då motorn 3 härefter roteras i den motsatta riktningen för ett frigöringsslag, kommer rullarna 30 först att rulla ned för sina respektive rampytor l0', 22' för àterupprättande av de i fig 3 visade lägena. Vid denna rörelse kommer spindeln 20 att föras tillbaka, så att mot- kraften däri minskar. Vid den fortsatta rotationen kommer fjäderns 26 kraft att åter se till att tryckstångskugg- hjulets 10 rotation överförs via rullarna 30 till mutter- delen 22, som kommer att draga tillbaka spindeln 20. Det kan finnas organ för att se till att denna returrotation avslutas, då ett lämpligt avstånd eller spelrum har upprät- tats mellan skivbromsbelägget 12 och bromsskivan 2. Exem- pelvis kan det uppmätta antalet varv användas för att reglera detta avstånd eller spelrum.

Lutningen hos rampytorna 10', 22' kan, såsom visas i fig 3, vara jämn över ytornas hela längd, men det är lika möjligt att variera lutningen över längden. Det kan exem- pelvis vara lämpligt att ha en större lutning i början av rampytorna och sedan att minska den för att bättre utnyttja motorns 3 egenskaper.

En modifikation av tryckstången ll enligt fig 2 och 3 visas i fig 4 och 5. Enbart modifikationen som sådan kommer att beskrivas. I andra avseenden är tryckstången ll oför- ändrad. För tydlighets skull kommer blott sådana hänvis- 10 15 - ø - . nu 517 117 2001-03 -20 \\CURRBNT\DB\PUBLIC\DOC\P\16350668 .dOC LW 8 ningsbeteckningar som är nödvändiga för en förståelse av modifikationen att användas i fig 4 och 5.

I versionen enligt fig 2 och 3 hade fjäderarrange- manget 26 - 29 det primära ändamålet att påföra en förspän- ning pà rull- och ramparrangemanget 30, l0', 22' för uppnå- ende av den ovan beskrivna funktionen.

Ett liknande fjäderarrangemang är anordnat i modifi- kationen enligt fig 4 och 5, men dess tryckfjäder 126 ger en jämförelsevis liten kraft för att blott hålla de olika delarna av tryckstàngen ll tillsammans.

Den nödvändiga förspänningen för rull- och ramparran- gemanget àstadkoms istället av en spiralfjäder 132, som uppstöds av en något modifierad rullhàllare 131. De respek- tive ändarna hos denna spiralfjäder 132 är fästa vid tryck- stångskugghjulet 10 och muttern 22A, såsom illustreras i fig 5.

Funktionen hos den modifierade tryckstàngen ll är samma som den ovan beskrivna. n ~ - . ~ - - ~ -

Claims (9)

N 20 25 30 517 117 2001-03 -20 \\CLYRRBNT\DB\PU'BLIC\DOC\P\16350668 .doc LH 9 PATENTKRAV

1. Skivbroms, särskilt för ett tungt landsvägsfordon, med en caliper (1) anordnad vid en bromsskiva (2), som är monterad på en hjulaxel hos fordonet, kännetecknad av en tryckstàng (11) för överföring av en roterande ingångsrö- relse fràn ett drivorgan (3) till en axiell utgàngsrörelse för vidareföring till ett skivbromsbelägg (12), avsett för bromsande ingrepp med bromsskivan, vilken tryckstång har en icke roterbar spindel (20), en roterbar mutterdel (22) i gängingrepp med spin- deln, ett tryckstångskugghjul (10) för mottagning av den roterande ingångsrörelsen samt - operationellt infört mellan mutterdelen (22) och tryckstàngskugghjulet (10) - ett förspänt rull- och rampar- rangemang (30, l0', 22') för att rotera mutterdelen på spindeln vid en låg motkraft till spindeln och för att axi- ellt förflytta mutterdelen med spindeln vid en hög motkraft i spindeln.

2. Skivbroms enligt krav 1, kännetecknad därav, att tryckstàngskugghjulet (10) är roterbart anordnat på mutterdelen (22) och att rullar (30) med axlar radiella till spindeln (20) är anordnade mellan radiella parallella rampytor (l0', 22'), vilka har en lutning och är anordnade pà tryck- stångskugghjulet (10) respektive mutterdelen (22).

3. Skivbroms enligt krav 2, kännetecknad därav, att rull- och ramparrangemanget (30, l0', 22') är fjäderför- spänt.

4. Skivbroms enligt krav 3, kännetecknad därav, att (10) (22) är för- spända mot varandra med hjälp av en tryckfjäder (26). tryckstängskugghjulet och mutterdelen

5. Skivbroms enligt krav 3, kännetecknad därav, att tryckstångskugghjulet (10) och mutterdelen (22) är rota- 7 « . n . - . . n ~ 10 - u u - en 517 117 2001-03 -20 \\CURRENT\DB\PUBLIC\DOC\P\1635066B .doc LH ~ ~ ~ . n . .- 10 tionsmässigt förspända i förhållande till varandra med hjälp av en spiralfjäder (132).

6. Skivbroms enligt krav 2, kånnetecknad därav, att rullarna (30) är anordnade i en rullhållare (31).

7. Skivbroms enligt krav 2, kännetecknad därav, att rampytornas (lO', 22') lutning är konstant över ytornas hela längd.

8. Skivbroms enligt krav 2, kännetecknad därav, att rampytornas (lO', 22') lutning varierar över ytornas längd.

9. Skivbroms enligt krav 8, kännetecknad därav, att lutningen är större i början av rampytorna (lO', 22') än i deras återstod.