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Hyaraulisch:betätigte Scheibenbremse
Die Erfindung bezieht sich
auf eine hydraulisch betätigte Scheibenbremse, mit nachleiden Seiten der Bremsscheibe
angeordneten Radbremszylindern von unterschiedlicher Beaufschlagungsfläche, insbesondere
für Kraftfahrzeuge. Derartige Scheibenbremsen sind für Kraftfahrzeuge erforderlich,
bei denen infolge der Ausbildung der Radschüssel und der Felge der für die Anordnung
des Bremssattels zur Verfügung stehende Raum sehr beschränkt ist,.° sö daß die Anordnung
von Radbremszylindern normalen Beaufschlagungsquerschnittes nicht möglich ist.
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Zur Erfüllung dieser Erfordernisse wurde bereits vorgeschlagen, einen
Bremssattel zu verwenden, bei dem in der in der Radschüssel liegenden Sattelhälfte,
anstatt eines normalen Radbremszylinders, nebeneinander zwei kleinere Radbremszylinder
von halber Kolbenfläche angeordnet sind. Diese Ausführung ist jedoch infolge des_
Aufwandes eines dritten Zylinders unwirtschaftlich. Bei einer weiteren bekannten
Ausführung ist auf der, der Radschüssel-zugewandten Sattelseite der Scheibenbremse,
ein Radbremszylinder kleineren Querschnitts angeordnet, dessen Kolben als ein Gehäuse
für einen zweiten Kolben ausgebildet ist, derart, daß beide Kolben mit dem gleichen
Druck beaufschlagt sind, wobei sich der zweite Kolben über eine St"ö"ßel an der
Stirnwand des Zylindergehäuses abstützt, so daß sieh die wirksamen Querschnitte
der beiden Kolben s
-addieren: Auch diese Ausführung ist sehr teuer,
da eine größere -Anzahl- mehrfach feinstbearbeiteter.-B:auteile@erz#-7°.° forderlich.
ist. Schließlich wurde. au,-eh vorgeschlagen.;.- - . in der Radschüssel einen-Radbremszylinder
von: kleinerem Beaufschlagungsquerachnitt anzuordnen.,:, der- zum-Ausglei.chen der-
Anpreßkräfte, durch einen Druckübersetzter mit.- höherem Druck gespeist-.wircd...Doch
auch. diese-- Anordnung ist, durch' das komplizierte Ventil, das in-- d,@m Differentialkolben
des Druckübersetzers untergebracht werden muß, aufwendig und teuer-- - .
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Der Brfindung liegt die Aufgabezugrunde, eine -Scheibenbremse der-
eingangs=- genannten Art zu schaffen,- die- en-_-fache, -und wirtschaftlicher herzustellen
n-:Ist. als die: -bekannten-Ausführungsformen.-Aufgabe wird -erfindungsgemäß dadurch
gelös " daß. in Die-se dem Druckmttelanachluß' =von -einem oder- mehreren- der hydraulischen
Rädbremszylnder kleinerer Beaufschlagungsfläche zur Erzielung annähernd gleicher
Anpreßkräfte ein Ventil angeordnet ist. Dieses gentil soll bewirken, daß bei niedrigem
Betätgungsäruck,zumächst die Bremsbacken durch beide Radbremäzylinderkolben zur
-Anlage an de-BremsscheIbe gebracht werden: Danach -soll das' -Ventil schließen,
so daß der-Radbremazylinder größerer Beaufschlagurigsfläche über den einen Bremsbacken
die Bremsscheibe unter geringer elastischer verformung gegen den anderen Bremsbacken
preBt, ,wobei sich der -andere Bremsbacken auf dem abgeriegelten Flüssigkeit$polster
in dem kleineren Radbremszylinder,-dessen Druck infolge der- geringeren Kolbenfläche
auf einen höheren W%rt ansteigt, abstützt.
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Diese Funktion kann nach der Erfindung durch federbelastete Rüakschlagventile
erreicht xerden, die in en Druckmittelanschlüssen der Radbreassylnder kleinerer
Bearfsohtagungs-
fläche so angeordnet sind,: daB
die Flüssigkeit aus dem
Druckraum hinter dem Kolben nicht zurückfließen
kann. Hierbei wird infolge der elastischen Zurückverformung
von Bremsscheibe und Sattelaufhängung gegeneinander nach
dem
Lösen der Bremse auf der Seite des kleineren Rad-
bremszylinders
ein geringes lüftspiel hergestellt, ohne
daß Bremsflüssigkeit in das
Bremssystem zurückströmt.
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Bei einer anderen Ausführungsform
nach der Erfindung,
kann
der kleinere Radbremszylinderkolben durch Federkraft' -zurückgestellt
werden, da in
den Druckmittelanschlüssen
der Radbremszylinder
kleinerer Beaufschlagungsfläche,
Ventile angeordnet sind,
die in Ruhestellung
durch die
Kraft einer
Feder ofiengehalten
werden und
erst schließen, wenn
der Flüssigkeitsdruck
einen bestimmten Wert
erreicht
hat.. Nach
der Erfindung Urorden.
hierzu Ventile
verwendet,
deren Ventilkörper
als Plungerkolben
ausgebildet sind,
deren
resultierender Druckraft
die Kraft einer Ventilfeder entgegengerichtet
ist.
Die Ventile end dabei. vorteilhaft in den Gehäuse der |
Radbreaszylinder kleinerer -Beaufscblagungsfläche
arge- |
ordnet, so daß die übrigen Gehäuseteile der
Brease. nicht |
durch größere Drücke beansprucht Werden |
Eine `andere Aunführungsform der Scheibenbremse' nach der |
Erfindung, kann vorteilhaft für eine Zveikreisbreme
ver- |
wendet Werden. Hierbei sind einer oder mehrere Radbrems, |
Zylinder normaler Beaufechlagungsflächean den einen, |
und einer oder mehrere Radbremszylnder kleinerer
Beauf-- |
schlagungsfläche en den anderen Bremskreis einer
Zwei-: |
kreiabreasänlgge angeschlossen, wobei jeweils in ;dien |
Dr@clriitt,alaaschlüsaen der Radbremszyliader- kleinerer |
f8 ehlfläahe entsprechende Ventile iage ordne t sind. |
Zumindest auf der dem kleinen Betätigungskolben gegenüberliegenden
Seite am Sattelgehäuse sind zusätzliche Reibbeläge fest angeordnet, auf denen sich
die Bremsscheibe bei Ausfall des en großen Radbremszylinderkolben beaufschlagenden
Bremskreises abstützt.
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Eine weitere Maßnahme zur Verringerung der äußeren Abmessungen, der
in der Radschüssel liegenden Radbremsiylinder besteht nach der Erfindung darin,
daß die Kolben kleinerer Be aufschlagungsfläche einen zylindrischen Ansatz aufweisen,
der in einer entsprechenden Bohrung im Radbremszylindergehäuse geführt ist. Hierdurch
wird erreicht, ds:ß der Kolben kurz ausgeführt werden kann, wobei er durch den zylindrischen
Ansatz eine zusätzliche Führung erhält, die jedoch infolge ihres kleineren Durchmessers
weniger Raum beansprucht.
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Die Erfindung läßt die-verschiedensten . Ausführungsformen zu. Einige
davon sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Figur 1 einen Scheibenbremssattel nach der Erfindung mit einem im Teilschnitt
dargestellten Rücks chl agvent il, - Figur 2 einen Axialachnitt durch die Scheibenbremse
nach Figur 1, Figur 3 Scheibenbremssattel nach der Erfindung mit in Ruhestellung
geöffnetem Steuerventil, Figur 4 die Anordnung einer Scheibenbremse nachder Erfindung
innerhalb der beiden Bremskreise einer Zweikreisbremsanlage. , .
In
den Figuren 1 und 2,- ist mit 1, das sattelförmige Bremsgehäuse bezeichnet, das
in dem durch-die Felge 2 begrenzten Raum unterzubringen ist. Der Radbrems zylinder
normalen Beaufschlaungsquerschnitts 3 und der Radzylinder kleineren Beaufschlagungsquerschnitts
4, bringen die Bremsbacken 5 und 6 über die Kolben 7 und 8 bei hydraulischer Beaufschlagung
zur Anlage an: die Bremsscheibe 9. Der Arbeitsraum 10 des Hadbremszylinders 3 ist
über den Druckmittelanschluß 11 unmittelbar mit dem Hauptbremszylinder verbunden,
während in der Drückmittelleitung 13, zum Arbeitsraum 12 des Radbr-emszylinders
4 ein federbelastetes Rückschlagventil 14 angeordnet-ist. -Beim Betätigen der Bremse,
baut sich zunächst in dem Arbeitsraum 10 ein Druck auf, so daß der Kolben 7 durch
seine Aktionskraft den Bremsbacken 5 gegen die Bremsscheibe 9 drückt, die infolge
ihrer Elastizität um ein kleines Maß in- Richtung auf den Bremsbacken 6 gebogen
wird, wobei unter der auf das Bremsgehäuse 1 einwirkenden Reaktionskraft der Bremsbacken
6 mit dem Bremsgehäuse 1 durch die elastische Verformung der Bremsgehäuseaufhängung
am Bremsträger ebenfalls um einen geringen Betrag der Bremsscheibe 9 entgegenwaxdert.
Bei weiterer Drucksteigerung öffnet das Rückschlagventil 14, entgegen der Kraft
der Ventilfeder 15 und die .in den Arbeitsraum 12 einströmende Druckflüssigkeit,
verschiebt den Kolben 8, mit dem Bremsbacken 6 gegen die Bremsscheibe 9, sofern
noch etwas;Düftspel zwischen der Bremsscheibe 9 und dem Bremsbacken 6 vorhanden
ist. Wird der Flüssigkeitsdruck von, dem Hauptzylinder her weiter gesteigert, dann
preßt der Kolben 7 über den Bremsbacken 5, die iBremsscheibe 9 gegen den Bremsbacken
6 und den Kolben 8,
so daß der Flüssigkeitsdruck in dem Arbeitsraum
12 infolge der unterschiedlichen Kolbenflächen größer wird als der von dem Hauptzylinder
zur Verfügung gestellte " Flüssigkeitsdruck, und das Rückschlagventil 144 schließt
Der Druck im Arbeitsraum 12 steigt an,wobei sich die Zu-Spannkraft des Kolbens 7
-auf diesem Flüssigkeitspolster abstützt. Hierdurch werden die absoluten Zuspannkräfte
beider Bremsbacken 5 und 6 -bis auf die Differenzkraft durch die elastische Verformung
von Bremsscheibe 9 und der Aufhängung des Sattelgehäuses 1 gleich, so daß sich eine
annähernd gleiche Re ibbelagabnut zung_ ergibt .
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Beim lösen der Bremse wird die elastische Verformung der Bremsscheibe
9 und der Aufhängung des Sattelgehäuses 1 gegeneinander wieder aufgehoben, wodurch
zwischen dem Bremsbacken 6 und der Bremsscheibe 9 ein lüftspiel entsteht, ohne d.aß
Druckflüssigkpitüber das Rückschlagventil zurückströmt.
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In. einem weiteren, in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist in der Druckmittelleitung 13 zu dem Radbremszylinder ¢ mit kleinerem
Beaufschlagungsquerschnitt ein Ventil 16 angeordnet, dessen Ventilkörper 17 in Ruhestellung
durch die Kraft einer Feder 18 offen gehalten wird. Der Ventilkörper 17 ist dichtend
in einer Bohrung 19 geführt, deren Ende außerhalb des Druckraumes liegt und- über
eine Entlüftungsbohrung 20 mit der ,Atmosphäre verbunden ist. Baut sich-beim Betätigen
der Bremse in der Druckmittelleitung 13 ein Druck auf, so wirkt auf den Ventilkörper
17., entgegen-der Feder 18 eine Druckkraft, die dem Ihradukt aus der:Querschnittsfläche
der Bohrung 19 und dem jeweils in der Druclmittelletung 13 herrschenden Druck entspricht.-Der
jeweilige, erforderliche
Schäeßdruck des Ventils, kann
in einfacher Weise durch die Auswahl einer entsprechenden Ventilfeder 18 variiert
werden. Durch die Anordnung des Ventils 16 in-der Druckmittelle itung 13 zu dem
kleineren Radbremazylnder 4 wird erreicht, daß beim Betätigen der Bremse, zunächst
beide Radbremszylinderkolben 7 und 8 gleichzeitig angelegt -werden. Bei weiterem
Ansteigen des Druckes:, wird die Bremsscheibe 9 infolge der durch die unterschiedlichen
Kolbenflächen ungleichen, auf die Bremsscheibe -9 einwirkenden Kräfte im elastischen
Bereich in Richtung auf den Radbremszylinder 4 kleinerer Beaufschlagungsfläche verformt,
bis der Flüssigkeitsdruck einen Wert: erreicht hat, bei dem das Ventil 16 schließt.
Durch die freie -Wahldes Schließdruckea, kann das gewünschte Maß der Bremsscheibenverfarmung
genau bestimmt werden. Steigt der Betätigungsdruck weiter en, so wird die Bremsscheibe
durch den Kolben 7, übenden Bremsbacken 5 gegen den Bremsbacken 6 gepreßt, der sich
nunmehr auf einem, in dem Druckraum 12 befindlichen, durch das Ventil 16 abgeriegelten.Flüssgketspolster
abstützt.
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Beim Lösen der Bremse., kehrt die Bremsscheibe 9 in ihre Ausgangslage
zurück, so das der Flüssigkeitsdruck in dem Druckraum 12-unter den Schließdruck
des Ventils 16 absinken kann und das Ventil 16 öffnet. Die Druckflüssigkeit kann
nun in dem erforderlichen Maße aus dem Druckrauen 12-zurückfließen, so das der Kolben
8 -Über den Bremsbacken 6 durch entsprechende Rückstellfedern in seine Ausgangslage
geschoben werden kann und das zwischen-dem Bremsbacken 6 und der Bremsscheibe 9
erforderliche Bremslüftspiel hergestellt wird.
Eine andere Ausführungsform
der Erfindung zur Anwendung innerhalb einer Zweikreisbremsanlage ist in Figur 4
dargestellt. Hierbei ist der Radzylinder größeren Beaufschlagungsquerschni.ttes
3 an dem Bremskreis A, und der Radzylinder kleineren Beaufschlagungsquerschnitts
4, an dem Bremskreis B einer Zweikreisbremsanlage angeschlossen. In der Anschlußleitung
30 des Bremskreises B an dem Radbremszylinder 4, ist ein Rückschlagventil 31 angeördnet,
das ein Zurückströmen der Druckflüssigkeit aus dem Druckraum@12 des Radbremszylinders
4 verhindert. Der Radzylinder 3 ist mit dem Radzylinder 4 durch eine Verbiädungsleitung
32 verbunden, an der ein Rückachlagventil 33 angeordnet ist, das ebenfalls ein Zurückströmen
des Druckmittels aus dem Druckraum 12 des Radbremszylinders 4 verhindert. Sind beide
Bremskreise intakt, so entspricht die Funktion der Bremse dem in Figur 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei Ausfall des Bremskreises B bleibt das volle
Bremsmoment erhalten, da die Bremse dann einer Einkreiebremse gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 1 und 2 der Erfindung entspricht. Fällt infolge eines Defektes der Bremskreis
A der Bremsanlage aus, so wird nur der Kolben 8 des Radbremszylinders 4 von Druckflüssigkeit
beaufschlagt, so daß der Bremsbacken 6 an der Bremsscheibe 9 zur Anlage kommt. Mit
ansteigendem Betätigungsdruck wird die Bremsscheibe 9 dabei elastisch in Richtung
auf den Radbremszylinder 3 verformt, bis sie sich auf den fest am Bremsgehäuse 1
angeordneten Zusatzbelägen 34 und 35 abstützt Die noch zur Verfügung stehende Bremskraft,
ist auf dieser Seite jedoch stark vermindert. Um eine völlige Trennung der beiden
Bremskreise zu gewährleisten, kann auch eine Ausführungsform der Bremse vorgesehen
werden,
bei der keine Verbindung zwischen den Radbremszylindern größeren und den Radbremszylindern
kleineren Beaufschlagungsquerschnittes besteht. Das Sattelgehäuse weist dann auf
beiden Seiten der Brems-Scheibe Zusatzbeläge auf.