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Bremsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung, enthaltend
einen mit dem zu bremsenden eil umlaufenden Körper und wenigstens eine Bremsbacke,
die durch veränderbaren Drucksitteldruck an den umlaufenden Körper andrückbar ist.
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Es besteht häufig die Aufgabe, die Bremskraft in relativ weiten Grenzen
zu verändern. Diese Aufgabe besteht beispielsweise bei Wickelvorgängen, bei denen
das Bremsmoment an den sich ändernden Durchmessern des Wickels auf der Abwickelseite
angepaßt werden muß, um einen konstanten Zug zu erhalten. Es kann'auch bei Fahrzeugbremsen
wünschenswert sein, die Bremskraft zu verändern, beispielsweise in Abhängigkeit
von der Masse (Ladung) oder. der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
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Eine Regelung der Bremskraft allein über den wirksamen Druckmitteldruck
ist jedoch häufig nur in vorgegebenen Grenzen möglich. Diese Grenzen können beispielsweise
bestimmt sein durch
den verfügbaren Druck in einem Druckluftnetz,
dessen Maximalwert vorgegeben ist und der durch einen Druckminderer nur in einem
bestimmten Bereich sauber regelbar ist. Ist der Druck in dem Druckluftnetz beispielsweise
6 kp/cm2, dann ist über ein Druckmindererventil in der Praxis eine Veränderung des
an der Bremsvorrichtung wirksamen Drucks nur zwischen etwa 0,2 kp/cm2 bis 5 kp/cm2
möglich, was einem Bremsmomentbereich von ca. 1:25 entspricht.
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Der Erfindung liegt die Au-fgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung der
eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß das Bremsmoment in einem möglichst großen
Bereich regelbar ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen einem von
einem Eingangsdruck druckmittelbeaufschlagten Hubglied und der Bremsbacke eine veränderbare
Hebelübersetzung wirksam ist.
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Es kann auf diese Weise das Bremsmoment außer über den wirksamen Eingangsdruck
auch über die Veränderung der Hebelübersetzung geregelt werden, so daß ein größerer
Regelbereich für das Bremsmoment möglich ist.
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Vorteilhafterweise ist die Bremsvorrichtung so aufgebaut, daß der
umlaufende Körper eine Bremsscheibe ist, deren Rand zangenartig von einem Paar schwenkbar
gelagerter doppelarmiger Hebel umgriffen wird, welche auf ihren die Bremsscheibe
umgreifenden Armen Bremsbacken tragen, und daß die Hebel mit ihren anderen Armen
durch ein druckmittelbeaufschlagtes Hubglied auseinanderdrückbar sind.
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Dabei kann die veränderliche Hebelübersetzung dadurch erreicht werden,
daß die Lagerung der Hebel längs dieser Hebel verstellbar ist.
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Es kann auf diese Weise erreicht werden, daß einem vorgegebenen Eingangsdruck
in Abhängigkeit von anderen Größen (Fahrzeugmasse oder -geschwindigkeit) unterschiedliche
Bremsmomente zugeordnet sind. Eine solche Anordnung kann aber auch verwendet werden,
um den Stellbereich der Bremsmomente bei begrenztem Stellbereich des Eingangsdrucks
zu erweitern. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, daß die Lagerung der Hebel durch
einen elektrischen Stellmotor verstellbar und der Stellmotor von einem Grenzdruckschalter
gesteuert ist. Wenn also bei dieser Anordnung der erreichbare maximale Eingangsdruck
an dem druckmittelbeaufschlagten Hubglied wirksam ist, so daß eine weitere Erhöhung
es Bremsmomentes über den Druck allein nicht möglich ist, dann wird durch den Grenzdruckschalter
eine Veränderung des Hebelübersetzungsverhältnisses bewirkt. Vorzugsweise enthält
die Bremsvorrichtung Endschalter zur Begrenzung des Stellweges der Lagerung.
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Die Bremsvorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, daß ein erstes,
mit einem Eingangsdruck druckmittelbeaufschlagtes Hubglied an einem schwenkbar gelagerten
Hebel angreift und der Hebel einen Druck auf ein zweites druckmittelbeaufschlag
tes Hubglied ausübt, daß das zweite druckmittelbeaufschlagte Hubglied in einem geschlossenen
System mit demjenigen druckmittelbeaufschlagten Hubglied verbunden ist, das zwischen
den beiden, die Bremsbacken tragenden Hebeln wirkt, und daß der Schwenkpunkt des
schwenkbar gelagerten Hebels längs desselben verstellbar ist.
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Bei einer solchen Anordnung erfolgt die Veränderung des Hebelübersetzungsverhältnisses
nicht unmittelbar an den die Bremsbacken tragenden Hebel, sondern in einer gesonderten
Baugruppe, welche über eine Druckmittelverbindung mit der eigentlichen Bremsvorrichtung
verbunden ist. Es ist dann auch möglich, mit dem zweiten druckmittelbeaufschlagten
Hubglied mehrere druckmittelbeaufschlagte Hubglieder zu verbinden, die jedes an
einem Paar von Bremsbacken tragenden Hebeln angreifen. Es können so beispielsweise
mehrere Räder eines Fahrzeugs gleichmäßig gebremst werden.
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Die Erfindung ist nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Figur 1 ist eine Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung.
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Figur 2 zeigt eine zugehörige Draufsicht, teilweise im Schnitt.
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Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher
die Hebelübersetzung und die eigentliche Bremsvorrichtung von getrennten Bauteilen
gebildet sind.
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Figur 4 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher die Hebelübersetzung
in Abhängigkeit von dem Eingangsdruck bei Erreichen der Grenzwerte desselben verstellbar
ist.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 1 ist auf einem Träger 10 ein rechteckiger
nach einer Seite hin offener Gehäuseteil 12 angebracht. Innerhalb des Gehäuseteils
12 ragt von dem Träger 10 ein Zapfen 14 nach oben. Zwei Hebel 16, 18 erstrecken
sich mit einem Ende in den Gehäuseteil 12 und umgreifen mit einwärts gerichteten
Eührungsstiicken 20, 22 mit nach innen hin offenen Schlitzen 24 den Zapfen 14. Dadurch
wird eine begrenzte Schwenkbewegung der Hebel 16 und 18 zugelassen. Die Hebel werden-jedoch
in Längsrichtung gehalten.
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An dem Träger 10 ist an einem Zapfen 26 ein Stellzylinder 2& angelenkt,
in welchem ein Kolben 30 gegen eine Feder 32 beweglich ist In den Stellzylinder
28 ist über einen Anschluß 34 Druckmittel einleitbar, Mit einer Kolbenstange 36
des Kolbens 30 ist ein Lagerkörper 38 gelenkig verbunden. An dem Lagerkörper 38
sind Führungsstücke 40, 42 auf Zapfen 44, 46 angelenkt. In den Führungsstücken 40,
42 sind die beiden Hebel 16 bzw 18 längsbeweglich geführt. An den einwärts gezogenen
Enden 48, 50 der Hebel 16 bzw. 18 sind auf der Innenseite Bremsbacken 52 bzw0 54
angebracht. Die Hebelgreifen zangenartig um den Rand einer Bremsscheibe 54, die
mit einem zu bremsenden Teil verbunden ist. Der Lagerkörper 36 ist auf einem an
dem Träger 10 angeschweiRten Führungsstück 5-6 verschiebbar ge£ü;hrt Zwischen den
der Bremsscheibe 54 abgewandten Armen 58, 60 der als doppelarmige Hebel ausgebildeten
Hebel 16 bzw. 18 wirkt ein druckmittelbeaufschlagtes Hubglied in Gestalt eines Balgens
62, in welchen über einen Anschluß 64 ein Eingangsdruck gegeben wird.
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Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Durch Einleiten von
Druckmittel in den Balgen 62 über den Anschluß 64 werden die Arme 58 und 60 der
Hebel 16 bzw. 18 auseinander
gedrückt und die Enden 48 bzw. 50 mit
den Bremsscheiben 52 bzw. 53 gegen die Bremsscheibe 54 gedrückt. Die Zapfen 44 und
46 wirken dabei als Schwenkpunkte für die doppelarmiger Hebel, so daß die auf die
Stirnflächen des Balgens 62 wirkenden Kräfte im Verhältnis der Hebelarme über- oder
untersetzt an den Bremsbacken 52, 53 wirksam werden. Durch Einleiten von Druckmittel
in den Stellzylinder Z8 über den Anschluß 34 kann der Lagerkörper 38 auf dem Führungsstück
56 in Längsrichtung verschoben werden, wobei die Führungsglieder 40 und 42 auf den
Hebeln 16 und 18 gleiten. Die Hebel sind durch die Ausnehmungen 24 und den Zapfen
14 an einer Längsbewegung gehindert. Hierdurch kann das HebelübersetzungsverhEltnis
zwischen dem druckmittelbeaufschlagten Hubglied (Balgen) 62 und den Bremsbacken
52, 53 verändert werden. Es ergibt sich damit eine Vergrößerung des Einstellbereiches
für die Bremskraft über den durch die Veränderung des Eingangsdruckes erzielbaren
Bereich hinaus.
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Bei der Ausführung nach Figur 3 besteht die eigentliche Breisvorrichtung
66 aus zwei mittels eines Zapfens 68 gelenkig miteinander verbundenen doppelarmigen
Hebeln 70, 72. Ein Arm jedes der Hebel 70, 72 trägt eine Bremsbacke 74 bzw. 76 und
greift zangenartig um den Rand einer Bremsscheibe 78. Zwischen den anderen Armen
der beiden Hebel 70, 72 wirkt ein druckmittelbeaufschlagtes Hubglied in Gestalt
eines Balgens 80.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist Jedoch der Schwenkpunkt der
Hebel 70, 72 und damit das Hebelübersetzungsverhältnis zwischen Balgen 80 und Bremsbacken
74, 76 unverändert.
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Die Veränderung der Bremskraft durch Veränderung eines Hebelübersetzungsverhältnisses
erfolgt bei der Ausführungsform nach Figur 3 in einer gesonderten Baugruppe 82.
Diese Baugruppe 82 enthält einen Hebe184, der in einem Führungskörper 86 längsbeweglich
geführt ist. Der Pührungskörper 86 ist auf einem Zapfen 88 an einem Lagerkörper
90 angelenkt. Der Lagerkörper 90 ist mittels eines Führungskörpers oder auf einem
Zapfen 94 an dem Lagerkörper 90 angelenkt ist, an einem Gehäuseteil 96 unverdrehbar
geführt. Der Gehäuseteil 96 weist zwei gegenüberliegende parallele Wandungsteile
98, 100 auf, an denen der Hebel 84 mit Rollen 102, 104 geführt ist. Dadurch ist
der Hebel 84 gegen Bewegungen in Längsrichtung gesichert. Er ist aber schwenkbar
um den Zapfen 88. Der Lagerkörper 90 ist mit einer Mutter 106 auf einer Spindel
108 geführt. Die Spindel kann von einem Motor 110 angetrieben werden. Zwischen dem
Gehause 96 und dem Hebel 84 wirkt an einem Hebelarm desselben ein druckmitteloeaufschlagtes
Hubglied in Gestalt eines Balgens 112, auf welches über einen Anschluß 114 ein Eingangsdruck
gegeben werden kann. Der Hebel 84 wirkt mit einem durch die Lage des Zapfens 88
gegebenen Hebelverhältnis auf ein zweites druckmittelbeaufschlagtes Hubglied in
Gestalt eines Balgens 116. Der Balgen 116 ist über eine Leitung 118 mit dem Balgen
80 verbunden. Durch einen Anschlagkörper 120 ist die Schwenkbewegung des Hebels
84 begrenzt.
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Die. Balgen 116 und 80 sind mit einer inkompressiblen Flüssigkeit
gefüllt. Der Druck im Balgen 112 wird daher im Verhältnis der Hebelarme verstärktim
Balgen 116 und damit im Balgen 80 wirksam. Durch den Stellmotor 110 und die Spindel
108 kann der Lagerkörper 90 zwischen den Grenzen P1 und P2 verstellt werden, wodurch
das Hebelübersetzungsverhältnis und damit die Bremskräfte in weiten Grenzen veränderbar
sind.
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Figur 4 zeigt schematisch eine Möglichkeit der Steuerung des Stellmotors
zur Erzielung eines großen Einstellbereiches.
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Mit 122 ist eine Bremsscheibe bezeichnet. Zwei Hebel 124, 126 sind
auf einem schneidenförmigen Lagerkörper 128 schwenkbar gelagert. An jeweils einem
Arm jedes der Hebel sitzt eine Bremsbacke 130 bzw. 132. Die Hebel 124 und 126 greifen
wieder mit den Bremsbacken 130, 132 zangenartig um den Rand der Bremsscheibe 122.
Zwischen den anderen Hebelarmen der Hebel 124 und 126 wirkt wieder ein druckmittelbeaufschlagtes
Hubglied in Gestalt eines Balgens 134. Auf den Balgen 134 wird ein Druck über einen
Eingang 136 gegeben. Der Lagerkörper 128 ist mittels eines Stellmotors 138 und einer
Spindel 140 in Längsrichtung verstellbar, wodurch das Übersetzungsverhältnis zwischen
der auf die Stirnseite des Balgens 134 ausgeübten Druckmittelkräfte und der von
den Bremsbacken 130, 132 ausgeübten Bremskräfte veränderbar ist.
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Zur Steuerung des Motors 138 ist ein Grenzdruckschalter 142 vorgesehen,
der mit einem Kontaktarm 144 bei Erreichen eines unteren Druckgrenzwertes einen
Kontakt 146 und bei Erreichen eines oberen Druckgrenzwertes einen Kontakt 148 schließt.
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Damit wird Strom in der einen oder in der anderen Richtung auf den
Motor 138 gegeben, so daß der Stellmotor 138 den Lagerkörper 128 nach links oder
rechts verschiebt, um damit das wirksame Bremsmoment bei Erreichen des Druckgrenzwertes
durch Veränderung des Hebelübersetzungsverhältnisses weiter zu verändern. In Reihe
mit dem Kontakt 146 liegt ein Grenzkontakt 150 und in Reihe mit dem Kontakt 148
ein Grenzkontakt 152. Durch diese Grenzkontakte wird der maximale Stellweg des Lagerkörpers
128 begrenzt. Mit 154 ist ein Netzschalter bezeichnet.
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Wenn bei dieser Anordnung der auf den Eingang 136 gegebene Eingangsdruck
einen unteren Grenzwert erreicht, was die dargestellte Lage ist, dann wird der Motor
138 über Kontaktarm 144, Kontakt 146, Endschalter 150 und Rüekleitung 156 mit einer
Drehrichtung angetrieben1 derart, daß der Lagerkörper 128 über die Spindel 140 nach
links bewegt wird. Damit kann bei gleichbleibendem Mindestdruck durch Veränderung
des Hebelübersetzungsverhältnisses die Bremskraft weiter vermindert werden. Wenn
der Druck am eingang 136 annähernd seinen Maximaldruck erreicht hat, dann wird über
Kontakt 148, den dann geschlossenen Grenzkontakt 152 und Rückleitung 15-6 eine Wicklung
des -Motors 138 erregt, die den Motor mit entgegengesetztem Drehsinn laufen läßt,
so daß der Lagerkörper 128 nachrechts bewegt wird. Es kann jetzt durch Veränderung
des Hebelübersetzungsverhältnisses die Bremskraft weiter erhöht werden Die drucksittelbeauSschlagten
Hubglieder können na türlich auch anders aufgebaut sein, beispielsweise von Druckzylindern
gebildet werden.