DE102014217405A1

DE102014217405A1 - Trommelbremse mit zwei Bremsschuhen

Info

Publication number: DE102014217405A1
Application number: DE102014217405.8A
Authority: DE
Inventors: Uwe Bach; Jens Hoffmann; Wolfgang Ritter; Ahmed Sefo; Holger von Hayn
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Eine Trommelbremse (1) besitzt eine Spreizeinrichtung zum Auseinanderdrücken der Bremsschuhe (4, 5), die aus einem drehbar gelagerten Nocken (9) an einem Bremsschuh (4) und einem entsprechenden, aus einer Rolle (11) bestehenden Widerlager am anderen Bremsschuh (5) besteht. Der Nocken (9) wird von einen Stellhebel (10) betätigt, der sich in etwa parallel zum Bremsschuh (4) mit dem Nocken (9) erstreckt. Um den Nocken (9) auch bei der Nachstellung der Bremse in Anlage an der Rolle (11) zu halten, ist entweder für die Rolle (11) oder für den Nocken (9) eine Nachstellvorrichtung vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trommelbremse mit zwei Bremsschuhen, die jeweils an ihrem einen Ende, dem Lagerende, schwenkbar gelagert sind und an ihrem anderen Ende, dem Druckende, an einer Spreizeinrichtung anliegen, die zur Betätigung der Trommelbremse die Druckenden auseinander drücken und mit einer Betätigungskraft belasten.
Derartige Trommelbremsen sind in unterschiedlichen Funktionen als Fahrzeugbremsen im Einsatz. Sie werden insbesondere als Teil der Betriebsbremse an den Hinterachsen von Fahrzeugen eingesetzt oder als Feststellbremse genutzt.
Um die Trommelbremsen zu betätigen, wird die Spreizeinrichtung hydraulisch oder elektromotorisch aktiviert, wodurch die beiden Bremsschuhe radial nach außen gegen eine Bremstrommel gedrückt werden, so dass aufgrund der entstehenden Reibkräfte zwischen den Bremsschuhen und der Bremstrommel das Fahrzeug verzögert wird.
Typischerweise wird als Spreizeinrichtung ein doppelt wirkender Radbremszylinder eingesetzt, der zwei in einem Zylinder geführte Kolben aufweist, die zwischen sich einen Druckraum einschließen, der mit einem hydraulischen System verbunden ist. Die Kolben liegen über Stößel an den Druckenden der Bremsschuhe an, so dass diese nach außen gegen die Bremstrommel gedrückt werden, wenn mit Hilfe des hydraulischen Systems die Kolben im Zylinder vom hydraulischen Druck nach außen geschoben werden.
Es ist allgemein bekannt, dass im Fahrzeugbau, vor allem beim Bau von Elektrofahrzeugen, hydraulische Bremssysteme durch elektromotorisch betätigte Bremsen ersetzt werden sollen.
Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine elektromotorische Bremsbetätigung für eine Trommelbremse zu schaffen.
Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass die Spreizeinrichtung einen Nocken aufweist, der schwenkbar am Druckende des einen Bremsschuhs gelagert ist und eine Rolle am Druckende des anderen Bremsschuhs aufweist, an die der Nocken derart anliegt, dass bei einer Drehung des Nockens um seine Schwenkachse der Abstand zwischen den Druckenden je nach Drehrichtung vergrößert oder verkleinert wird und dass zur Drehung des Nockens dieser mit einem Stellhebel gekoppelt ist, der sich in Richtung auf das Lagerende des Bremsschuhs mit dem Nocken erstreckt.
Die Anordnung des Hebels quasi parallel zu einem der Bremsschuhe hat den Vorteil, dass der Hebel eine relativ große Länge aufweist, so dass die Spreizeinrichtung mit relativ kleinen Kräften betätigt werden kann.
Ein großer Hebelweg bedingt aber auch, dass der Hebel bei einer Drehung des Nockens einen relativ großen Winkelbereich überstreicht. Da der Platz in der Trommelbremse begrenzt ist, darf dieser Winkelbereich sich nicht vergrößern und sich nicht verlagern, da der Hebel ansonsten mir der Radachse, die sich im Zentrum der Trommelbremse befindet, kollidieren würde. Eine solche Vergrößerung tritt aber auf, wenn sich die Bremsschuhe bei Nachstellung wegen Bremsbelagverschleißes voneinander entfernen. Die Erfindung sieht daher vor, dass die Rolle in Richtung auf den Nocken verschiebbar gelagert ist, und mit Hilfe einer Verschiebeeinrichtung versetzbar ist.
Eine einfache Konstruktion der Verschiebeeinrichtung besteht aus einer Spindel, wobei am Ende der Spindelschraube die Rolle in einer Gabel gelagert ist und die Spindelmutter von einer vorgespannten Blattfeder belastet ist.
Die Blattfeder erstreckt sich vorzugsweise in Längsrichtung der Spindelschraube.
Ein Thermoelement verhindert, dass nur aufgrund einer Wärmedehnung eine Nachstellung erfolgt.
Die Betätigung des Stellhebels erfolgt vorzugsweise mit einem Kurbelgetriebe. Die Achse der Kurbel verläuft vorzugsweise zwischen den Lagerenden der Bremsschuhe, wobei ein Kurbelarm über ein Verbindungselement mit dem freien Ende des Stellhebels verbunden ist.
Die Kurbelachse wird vorzugsweise elektromotorisch betätigt.
Um eine Information über die Spannkraft zu erhalten, mit der die Trommelbremse betätigt wird, die zur Steuerung des Elektromotors benötigt wird, ist vorgesehen, dass eine Spannkraftmesseinrichtung in der Trommelbremse eingesetzt ist.
Eine Art der Spannkraftmesseinrichtung besteht darin, dass der Stellhebel mit einem Arm versehen ist, dessen Fuß fest mit dem Stellhebel verbunden ist und der im Wesentlichen parallel zum Stellhebel verläuft, so dass das freie Ende des Armes der Kante des Stellhebels gegenüber liegt. Am Ende des Armes ist ein Abstandssensor vorgesehen, der den Abstand des freien Endes des Armes zum Stellhebel bestimmt.
Hierbei kann es sich z. B. um einen Hallsensor handeln.
Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Trommelbremse,
2 einen Schnitt entlang der Linie I-I,
3 eine vergrößerte Ansicht aus der 1, die insbesondere die Spreizeinrichtung zeigt,
4 eine Detaildarstellung eines Betätigungshebels für die Spreizeinrichtung und
5 eine perspektivische Darstellung, eine Abwandlung der Bremse gemäß 1.
Die 1 und 2 zeigen eine Trommelbremse 1, die auf einen Bremsträger 2 montiert ist. Der Bremsträger 2 besteht im Wesentlichen aus einer kreisrunden Scheibe, die an einem Achsträger montiert ist. In der Mitte der des Bremsträgers 2 befindet sich eine Öffnung 3, durch die die Radachse hindurch geführt ist.
Auf dem Bremsträger 2 sind zwei Bremsschuhe 4, 5 schwenkbar gelagert, deren Lagerenden an Widerlagern 6, 7 im unteren Bereich des Bremsträgers 2 abgestützt sind.
Die Bremsschuhe 3, 4 sind in etwa halbkreisförmig und schließen auf dem Bremsträger einen Kreis ein, der konzentrisch zur Öffnung 3 für die Radachse verläuft.
Zwischen den Druckenden der Bremsschuhe 3, 4 an ihrem oberen Ende befindet sich eine Spreizeinrichtung 8, die im Folgenden näher erläutert werden soll.
Die Spreizeinrichtung 8 besteht im Wesentlichen aus einem Nocken 9, der am Druckende eines Bremsschuhes 4 schwenkbar gelagert ist und der mit einem Stellhebel 10 verbunden ist, der sich zum Lagerende dieses Bremsschuhes 4 hin erstreckt. Als Gegenstück zum Nocken 9 befindet sich am Lagerende des anderen Bremsschuhes 5 eine Rolle 11, wobei der Nocken 9 an dieser Rolle 11 anliegt. Durch ein Verschwenken des Stellhebels 10, wird der Nocken 9 gedreht, so dass sich der Zenit des Nockens auf die Achse des Nockens zu bewegt, wobei sich die Rolle 11 am Nocken 9 abwälzt. Somit werden die beiden Lagerenden auseinandergedrückt und die Bremsschuhe 4, 5 an eine hier nicht gezeigte Bremstrommel gedrückt, die mit der Felge des Rades verbunden ist, dessen Achse durch die Öffnung 3 im Bremsträger verläuft.
Um den beim Bremsen entstehenden Bremsbelagverschleiß auszugleichen, werden die Bremsschuhe 4, 5 immer weiter nach außen gestellt, so dass das Lüftspiel zwischen dem Bremsbelag und der Bremstrommel stets gleich bleibt. Dies wiederum hätte ohne Gegenmaßnahme zur Folge, dass sich der Nocken 9 von der Rolle 11 entfernen und sich der Schwenkweg des Stellhebels 10 um einen Winkel vergrößern würde, der benötigt wird, um den sich einstellenden Abstand zwischen dem Nocken 9 und der Rolle 11 zu überbrücken.
Um die Vergrößerung des Schwenkweges zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die Rolle 11 nachstellbar ist. Dazu ist sie – wie der 2 zu entnehmen ist – in einer Gabel 12 gelagert, die an dem Ende einer Spindelschraube 13 befestigt ist, wobei die die Spindelschraube 13 in eine Spindelmutter 14 eingeschraubt ist.
Somit lässt sich durch eine Drehung der Spindelmutter 14 die Spindelschraube 13 derart verschieben, dass die Rolle 11 auch bei einer nicht betätigten Trommelbremse stets an den Nocken 9 angelegt ist, dessen Grundstellung somit stets gleich ist.
Die Betätigung der Spindelmutter 14 erfolgt über eine Blattfeder 15.
Eine Alternative hierzu ist in der 5 dargestellt. Dazu ist der Nocken 9 nicht fest mit dem Stellhebel 10 verbunden, sondern über eine von einer Blattfeder 28 betätigten Ratsche 29, so dass der Nocken stets in Anlage an der Rolle 11 gehalten ist, deren Achse in einer festen Position zum zugehörigen Bremsschuh 5 verbleibt.
Wie in den 1 und 5 zu erkennen ist, bestehen die Bremsschuhe 4, 5 aus einer gekrümmt verlaufenden Grundplatte 16, auf deren Außenseite ein Bremsbelag befestigt ist und von deren Innenseite zwei parallel verlaufende Stege 17, 18 nach innen abstehen. Diese Stege stabilisieren die Grundplatte und schließen den Stellhebel 10 seitlich ein, so dass dieser nicht seitlich ausweichen kann.
Die Betätigung des Stellhebels 10 erfolgt über eine Kurbel 19, dessen Kurbelachse 20 zwischen den beiden Widerlagern 6, 7 am unteren Ende des Bremsträgers 2 verläuft. Die Kurbelachse 20 verläuft senkrecht zum Bremsträger 2 und ist über ein Getriebe 21 mit einem Elektromotor 22 an der Rückseite des Bremsträgers 2 verbunden.
Ein Kurbelarm 23 steht von der Kurbelachse 20 in Richtung auf das Zentrum des Bremsträgers 2 ab und ist über eine Querstrebe 24 mit dem freien Ende des Stellhebels 10 verbunden.
Da der Stellhebel 10 sich nahezu über die gesamte Länge des Bremsschuhes 4 erstreckt, lässt sich eine gute Hebelwirkung realisieren, was das vom Elektromotor 22 aufzubringende Drehmoment entsprechend verkleinert bzw. den Aufbau des Getriebes vereinfacht.
Zur Regelung der von der Trommelbremse erzeugten Bremskraft wird eine Information über die Größe der Betätigungskraft benötigt, mit der die Bremsschuhe an die Bremstrommel angelegt werden. Um eine entsprechende Messeinrichtung zu realisieren, besitzt der Stellhebel 10 – wie in der 3 näher dargestellt ist – an seiner Innenseite einen Arm 25, dessen Fuß einstückig an den Stellhebel 10 anschließt und dessen freies Ende der Innenkante des Stellhebels 10 unter Bildung eines Spaltes 26 gegenüberliegt.
Der Fuß des Armes 25 schließt an einen Bereich des Stellhebels 10 an, der relativ breit und massiv ist, während der Restbereich des Hebels ein wenig dünner ausgeführt ist. Bei Ausübung einer Betätigungskraft wird sich der Stellhebel 10 leicht verbiegen, so dass sich der Spalt 26 verkleinert. Die Größe des Spaltes stellt somit ein Maß für die Belastung des Stellhebels 10 und damit ein Maß für die Betätigungskraft dar. Die Größe des Spaltes 26 kann mit einem Abstandssensor 27 erfasst werden, der z. B. aus einem Hallsensor o. ä. besteht.
Bezugszeichenliste

1: Trommelbremse
2: Bremsträger
3: Öffnung
4: Bremsschuh
5: Bremsschuh
6: Widerlager
7: Widerlager
8: Spreizeinrichtung
9: Nocken
10: Stellhebel
11: Rolle
12: Gabel
13: Spindelschraube
14: Spindelmutter
15: Blattfeder
16: Grundplatte
17: Steg
18: Steg
19: Kurbel
20: Kurbelachse
21: Getriebe
22: Elektromotor
23: Kurbelarm
24: Querstrebe
25: Arm
26: Spalt
27: Abstandssensor
28: Blattfeder
29: Ratsche

Claims

Trommelbremse mit zwei Bremsschuhen (4, 5), die jeweils an ihrem einen Ende, dem Lagerende, schwenkbar gelagert sind und an ihrem anderen Ende, dem Druckende, an einer Spreizeinrichtung anliegen, die zur Betätigung der Trommelbremse (1) die Druckenden auseinander drücken und mit einer Betätigungskraft belasten, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizeinrichtung einen Nocken (9), der schwenkbar am Druckende des einen Bremsschuhes (4) gelagert ist, und eine Rolle (11) am Druckende des anderen Bremsschuhes (5) aufweist, an die der Nocken (9) derart anliegt, so dass bei Drehung des Nockens (9) um seine Schwenkachse der Abstand zwischen den Druckenden je nach Drehrichtung vergrößert oder verkleinert wird, und dass zur Drehung des Nockens (9) dieser mit einem Stellhebel (10) verbunden ist, der sich in Richtung auf das Lagernde des Bremsschuhes (4) mit dem Nocken (9) erstreckt.
Trommelbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (11) in einer Gabel (12) gelagert ist, die in Richtung auf den Nocken (9) verschiebbar gelagert ist und dass eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben der Gabel (12) vorgesehen ist.
Trommelbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeinrichtung eine Spindel mit einer Spindelschraube (13) und einer Spindelmutter (14) aufweist, wobei die Spindelmutter (14) von einer vorgespannten Blattfeder (15) belastet ist.
Trommelbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (15) sich in Richtung der Spindelschraube (13) erstreckt.
Trommelbremse nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeinrichtung mit einem Thermoelement versehen ist.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Druckende entfernte Ende des Stellhebels (10) mit einem eine Kurbel aufweisenden Kurbelgetriebe verbunden ist.
Trommelbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Achse der Kurbel (19) des Kurbelgetriebes zwischen den Lagerenden der Bremsschuhe (4, 5) verläuft.
Trommelbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannkraftmesseinrichtung zur Bestimmung der Betätigungskraft, mit der die Spreizeinrichtung betätigt wird, vorgesehen ist.
Trommelbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Stellhebel (10) ein Arm (25) vorgesehen ist, dessen Fuß mit dem Stellhebel (10) fest verbunden ist und der sich parallel zum Stellhebel (10) erstreckt, so dass sein freies Ende einer Seitenkante des Stellhebels (10) gegenüberliegt, und dass weiter eine Abstandsmesseinrichtung zur Bestimmung des Abstandes zwischen dem freien Ende des Armes (25) und der Seitenkante des Stellhebels (10) vorgesehen ist.
Trommelbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmesseinrichtung einen Hall-Sensor aufweist.