DE2400470A1

DE2400470A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2400470A1
Application number: DE2400470A
Authority: DE
Inventors: Samuel John Martins
Original assignee: Airheart Products Inc
Current assignee: Airheart Products Inc
Priority date: 1973-01-08
Filing date: 1974-01-05
Publication date: 1974-07-11
Also published as: JPS49135088A; DE2400470B2; US3831719A; JPS5222425B2; GB1403320A

Description

PATENTANWÄLTE

DlPU-INS. DR. !UR. DIPL-INS. .

VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 osnabröck _} 4. Januar 1974

MOSERSTRASSE 2O/24 L/Th

AIRHEART PRODUCTS INC.

20235 Bahama, Chatsworth,
California 91311, U.S.A.

Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft'eine Scheibenbremse mit einer Vorrichtung zum Vorbewegen eines Bremsteils in Bremseingriff mit einer rotierenden Scheibe und zum Ausgleichen von Bremsteilverschleiß.

Eine große Anzahl von Bremssystemen, insbesondere von Lastkraftwagen und Bussen, verwenden zur Verschiebung des Betatigungskolbens zwecks Durchführung der Bremsung einen Luftdruck von z. B. 8 atü. Es ist seit langem bekannt, daß derartige Systeme eine Reihe von Nachteilen aufweisen. Hierzu zählen die verhältnismäßig großen Abmessungen des Kolbens, die zur Entwicklung der notwendigen Bremskraft erforderlich sind, die eine Punktion des Produkts der Kolbenfläche und des Luftdrucks ist. Wenn ach die Gesetze der Mechanik zur Erzielung eines Arbeitsgewinns zur Vergrößerung der Bremskraft angewendet werden können, so zeigt sich doch eine un*-

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erwünschte Vergrößerung des Hubs des großen Kolbens bei verschleißendem Bremsbelag, so daß die erforderliche Größe bzw. Abmessung druckluftbetätigter Fahrzeug-Scheibenbremsen beträchtlich Raumbedarf- und Kostenprobieme aufwirft. Hierbei stellt der Ausgleich des Bremsverschleißes ein zusätzliches Problem dar, das durch das Erfordernis eines großen Hubs der pneumatischen Betätigungsorgane noch vergrößert wird.

Außerdem sind bekannte Vorrichtungen zum Ausgleichen des Bremsverschleißes und zum Wiedereinstellen des Ausgleichsmechanismus nicht ohne weiteres für eine auf einfache und wirksame Weise durchzuführende pneumatische Betätigung geeignet.

Die Erfindung schafft hier Abhilfe und erreicht dies bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art im wesentlichen durch einen der Bremskraftübertragung dienenden Amboß, eine in Keileingriff mit dem Amboß stehende und relativ zu diesem aufgrund einer Erhöhung des Maßes der Bremsteilvorbewegung aufgrund von Verschleiß verschiebbare Keilnachstelleinrichtung, eine Bremskraftübertragungseinrichtung mit einem in Gewindeeingriff mit der Keilnachstelleinrichtung stehenden und in Längsrichtung in bezug auf den Amboß bewegbaren Drehteil sowie eine federnde Einrichtung für eine Beaufschlagung bzw. Vorspannung des Drehteils in einer Drehrichtung im Sinne der Herbeiführung einer Relativverschiebung der Keilnachstelleinrichtung zur Aufrechterhaltung des Keileingriffs mit dem Amboß. Hierbei nimmt die Bremskraftübertragungseinrichtung die über den Amboß, und die Keilnachstell-

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einrichtung übertragene Kraft auf, um auf diese Weise das Bremsteil vorzubewegen, während durch die Beaufschlagung des Drehteils in der angegebenen Weise der Eingriff der Keilnachstelleinrichtung mit dem Amboß ungeachtet eines Bremsteilverschleißes aufrechterhalten wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen dem Drehteil und dem Bremsteil ein undrehbarer Fuß angeordnet sein, auf dem ein den Bremsbelag zurückführendes Hemmteil, vorzugsweise ein Hemmring, aufgeklemmt ist, der nur dann relativ zum Fuß verschoben wird, wenn der Reibungswiderstand durch eine einen Bremsteilverschleiß ausgleichende Verschiebung des Fußes überwunden wird. Das Drehteil kann vorteilhaft aus einer Spindel mit einem Gewinde bestehen, das mit einem von der Keilnachstelleinrichtung gebildeten Gewinde in Eingriff steht, wobei die Gewinde einen kegelstumpfförmigen Außenmantel besitzen. Es kann eine Doppel-, anordnung des Ambosses vorgesehen sein, wobei die beiden Ambosse von einem eine Rotationsscheibe übergreifenden Sattel getragen und von einem einzigen Druckluftzylinder über einen jochförmigen Hebel mit hohem Arbeitsgewinn betätigt werden können. Zum Wiedereinstellen können die Drehspindeln an den Enden der Ambosse einen Zugang haben.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen: ·

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-H-

Pig. 1 eine Scheibenbremse in Stirnansicht, Fig. 2 einen Vertikalsehnitt nach der Lini^ 2-2 der Pig. I

und
Fig. 3 einen Horizontalschnitt nach der Linie 3-3 der Fig.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel übergreift ein Sattel 10 ein sich bewegendes Teil bzw. eine Scheibe 11, die um eine Achse.12 drehbar ist. Die Scheibe 11 kann eine aus einem Stück mit dieser bestehende Nabe 12a aufweisen, die z. B. bei 13 in geeigneter Weise an der rotierenden Rad- oder Achseneinheit 14 befestigt ist. Die Bremsung der Scheibe 11 erfolgt in der nachfolgend beschriebenen Weise.

Ein bogenförmiges Bremsteil bzw. ein Bremsbelag 15 ist vom Sattel 10 einer Seite 11a der Scheibe 11 gegenüberliegend gehalten, wobei der Brembelag 15 von einer Platte 16 abgestützt ist, deren obere Verlängerung 16a auf einem vom Sattel gehaltenen Bolzen 17 gleitet. Beim Bremsen wird eine Backe 18 des Sattels gegen die Platte l6 geklemmt. In gleicher Weise ist ein bogenförmiges Bremsteil bzw. ein Bremsbelag 19 der gegenüberliegenden Seite 11b der Scheibe 11 zugewandt und von einer Platte 20 abgestützt, deren obere Verlängerung 20a auf dem Bolzen 17 gleitet. Die Bremskraft wird auf die Platte 20 und den Bremsbelag 19 über eine bogenförmige Platte 21 übertragen, "die mit der Platte 20 verbunden sein kann.

Gemäß der Darstellung in Fig, 2 wird die Bremskraft in typischer Weise durch eine Hebelanordnung aufgebracht, z. B. einen Hebel 23,

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der entgegen dem Uhrzeigersinn zwischen der in vollen Linien dargestellten Stellung und der strichpunktiert angedeuteten Stellung 23a schwenkt, um dadurch einen Amboß 24 nach links in bezug auf ein hakenförmiges Teil 25 zu drücken, das aus einem Stück mit dem Sattel 10 besteht. Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, kann der Hebel 23 mit besonderem Vorteil joehförmig mit zu jedem von zwei für eine Aufbringung von Bremskraft über die Platten 20 und 21 in Tandembetriebsweise angeordneten Ambossen 24 divergierenden Armen ausgebildet sein. Es kann somit ein einziges Betätigungsorgan, z. B. ein pneumatisches Betätigungsorgan 27, betätigt werden, um einen Stößel 28 nach links in Fig. 2 zu verlagern, damit der Hebel 23 verschwenkt und dadurch beide Ambosse 24 in Richtung auf die Scheibe 11 und relativ zum Sattel 10 verlagert. Der Stößel 28 kann mit dem Hebel 23" durch ein Kardangelenk, z. B. ein Kugelgelenk 33, verbunden sein. i)ie vergrößerten Endbereiche 23b jedes Arms des Hebels 23 können bei 29 einen Hebeldrehpunkt an den inneren konkaven Oberflächen 30 der hakenförmigen Bauteile 25 bilden und eine Bremskraft an den Eingriffspunkten 31 mit den Amboßansätzen 32 ausüben. Die Konstruktion ist in der Weise getroffen, daß ein sehr großer Arbeitsgewinn in der Kraftübertragung in bezug auf die Bremskraftübertragung vom Betätigungsorgan zu den Ambossen erreicht wird. Das Betätigungsorgan 27 kann in geeigneter Weise am Sattel*oder dem den.Sattel haltenden Fahrzeugaufbau befestigt sein.

Jeder Amboß kann entsprechend der Darstellung in Fig. 3 einen rohrförmigen Bereich 35 aufweisen, eier in-eine Bohrung 36 des Sattels hineinragt, um den Amboß in bezug auf den Sattel zu

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führen, wobei die Vorbewegung des Ambosses durch Anlage an der Anschlagschulter 37 begrenzt wird. i)er Amboß ist ferner bei 38 über ein rohrförmiges Führungsgehäuse 39 gleitbar, das an einem Innenflansch 40 des Sattels befestigt ist. Hierzu befinden sich einander gegenüberliegende Flächen des Flansches mit der Gehäuseschulter 41 und einem am Gehäuse gehaltenen Sprengring 42 in Eingriff.

Eine Keilnachstelleinrichtung wird z. B. durch Keile 43 gebildet, die mit dem Amboß in Eingriff stehen und in bezug auf letzteren als Folge einer Vergrößerung des Vorbewegungsmaßes des Bremsteils bzw. Bremsbelags 19 in Richtung auf die Scheibe 11 aufgrund von Bremsverschleiß verschiebbar sind. Hierzu besitzen die Keile 43 bei 44 eine äußere Konizität, die der inneren Konizität 45 der kegelstumpfförmigen Wand des Ambosses 24 entspricht, wobei die Keile und der Amboß in typischer Ausgestaltung bei 46 und 47 eine Nut-Federverbindung besitzen. Letztere erstreckt sich in Längsrichtung zur Achse 48 des Ambosses 24 und verläuft dieser gegenüber entsprechend der Keilverschiebung in einem Winkel.

weiteren ist eine Bremskraft-Übertragungseinrichtung für eine Aufnahme der über die Amboßanordnung und die Keilnachstelleinrichtung übertragenen Kraft zum Vorbewegen des Bremsbelags 19 auf die Scheibe 11 zu vorgesehen. Diese Bremskraft-Übertragungseinrichtung umfaßt mit Vorteil ein Drehteil, z. B. eine Gewinde-Spindel 50, die mit der KeilnachsteLleinrichtung in Gewindeeingriff steht und in Längsrichtung zum Amboß bewegbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kegelstumpf-Winkel-

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stellung cO der Spindel, des Außenmantels des Gewindes 51 und des Außenmantels des komplementären Keilgewindes 52 kleiner als die Kegelstumpf-Winkelstellung R der Innenfläche 45 des Ambosses und der Außenfläche jedes Keils, wodurch der Keileingriff mit. dem Amboß trotz einer axialen Vorbewegung der Spindel in bezug auf den Amboß zum Ausgleich von Verschleiß der Bremsbeläge 19 aufrechterhalten werden kann. Eine zwischen dem Gehäuse 39 und den Keilen 13 wirkende Druckfeder 53 beaufschlagt die Keile in axialer Richtung im Sinne einer-Zurückziehung..

Diese Aufrechterhaltung des Keileingriffs gewährleistet eine übertragung der Bremskraft vom Amboß auf den Bremsbelag trotz sich verändernder Bedingingen hinsichtlich des Bremsverschleißes, wobei das Maß des Amboßhubes (wie es z. B. bei "d" dargestellt ist) z* B. im Vergleich mit der anfänglichen Dicke des dem Verschleiß ausgesetzten Bremsbelags 19 verhältnismäßig klein . bleibt.

Außerdem ist eine federnde Einrichtung vorgesehen, die das Drehteil, d. h. -die Spindel 50, in der Weise beaufschlagt, daß diese sich im Sinne einer. Hebeiführung einer Relativverschiebung der Keilnachstelleinrichtung zur Aufrechterhaltung des Keileingriffs bzw. der Kupplung mit dem Amboß sowie mit der Spindel 50 dreht. Die Druckfeder 53 trägt zur Aufrechterhaltung dieser gegenseitigen Kupplung bei. Die genannte federnde Einrichtung kann von einer Torsionsfeder 55 gebildet sein, deren eines Ende 56 z. B. am Gehäuse 39 befestigt und deren anderes Ende 57 exzentrisch an einem Ansatz 58 der Spindel 50 angebracht ist. Hierbei

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kann die Bremskraft-Übertragungseinrichtung einen undrehbaren Fuß 59 aufweisen, mit. des en oberem Vorsprung 59a die Spindel 50 drehbar, z. B. über einen Pederstift 60, verbunden ist, wobei die Spindelbohrung 61 den Vorsprung 59a aufnimmt. Zwischen der Fläche 63 des Fußes 59 und der SpindelstirnfJäehe 6k ist'eine Druckscheibe 62 angeordnet. Der Fuß 59 besitzt ferner, z. B. über eine Schraube 65» eine feste Verbindung mit der Platte 21.

Das Gehäuse 39 kann als Träger für den Fuß 59 angesehen werden', der sich durch eine Führungsbohrung 66 im Gehäuse 39 erstreckt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, trägt der Fuß 59 ein Hemmteil bzw. einen Hemmring 67, ^er einem Verschieben entlaß diesem einen Reibungswiderstand entgegensetzt. Eine am Träger durch einen Stützring 69 gehaltene Tellerfeder 68 setzt einer Verschiebung des Ringes 67 mit dem Fuß 59 in Vorschubrichtung 70 einen nachgiebigen Widerstand entgegen. Bei fortwährender Abnutzung des Bremsbelags 19 wird der Reibungswiderstand durch eine den ^: Bremsbelagverschleiß ausgleichende Verschiebung des Fußes 59 überwunden. Die Tellerfeder 68 führt den Fuß 59, den Bremsbelag 19 und den Amboß, z. B. um das Hubmaß "d", bei jedem Aufheben der Bremskraftübertragung über den Hebel 23 zurück.

Wenn ein neuer Bremsbelag 19 eingesetzt wird, kann die Bremse sehr leicht wieder eingestellt werden, indem die Staubdichtung 72 abgenommen und die Spindel 50 gedreht wird, um die Keile etwa in die in Fig. 3 gezeigte Stellung zurückzuführen, wobei eben-falls die Torsionsfeder 55 gewunden wird. Zu diesem Zweck kann ein Einstellwerkzeug, z. B. ein Schraubenzieher JH₃ in die Aus-

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nehraung 75 am Ende der Welle 50 eingesetzt und gedreht werden,

Eine Staubdichtung 80 bewirkt eine Abdichtung zwischen dem Fuß 59 und dem Gehäusevorsprung 8l..

Die beschriebene Einrichtung ermöglicht es, einen hohen Arbeitsgewinn auf mechanischem Wege ohne eine Vergrößerung der Abmessungen der Einrichtung zu erreichen, wodurch Bremsen mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen zur Verwendung an Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, geschaffen werden können.

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Claims

Patentansprüche:

1.) Scheibenbremse mit einer Vorrichtung zum Vorbewegen eines Bremsteils in BremseingrifTmit einer rotierenden Scheibe und zum Ausgleichen von Bremsteilverschleiß, gekennzeichnet durch einen der Bremskraftübertragung dienenden Amboß (2M), eine in Keileingriff mit dem Amboß stehende und relativ zu diesem aufgrund einer Erhöhung des Maßes der Bremsteilvorbewegung aufgrund von Verschleiß verschiebbare Keilnachstelleinrichtung (43), eine Bremkraft-übertragungseinrichtung (50,59,62,21,20) mit einem in Gewindeeingriff mit der Keilnachstelleinrichtung stehenden und in Längsrichtung in bezug auf den Amboß bewegbaren Drehteil (50) sowie eine federnde Einrichtung (55) für eine Beaufschlagung des Drehteils in einer Drehrichtung im Sinne einer Hörbeiführung einer Relativverschiebung der Keilnachstelleinrichtung zur Aufrechterhaltung des Keileingriffs mit dem Amboß.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß .das. Drehteil aus einer Spindel (50) mit einem Gewinde (51) besteht, das mit einem von der Keilnachstelleinrichtung (43) gebildeten Gewinde (52) in Eingriff steht, wobei die Gewinde (51, 52) einen kegelstumpfförmigen Außenmantel besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Spindel (50) an einem Ende eine durch den Amboß (24) zugängliche Handhabe (75) zur Aufnahme eines Einstellwerkzeugs (74) für ein Drehen der Spindel in der entgegengesetzten Drehrichtung aufweist.

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1{. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn-.· zeichnet durch eine der Keilnachstelleinrichtung (*J3) eine Rückführungskraft vermittelnde Druckfeder (53).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraft-Übertragungseinrichtung einen undrehbaren Fuß (59) umfaßt, der mit dem Bremsteil (20,19) Verbunden ist und eine Drehverbindung mit dem Drehteil (50) besitzt,

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Einrichtung aus einer Torsionsfeder (55) besteht, eieren eines Ende.in Wirkverbindung mit dem Drehteil (50) steht.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (59) von einem Träger (39) aufgenommen und das gegenüberliegende Ende der Torsionsfeder (55) mit dem Träger verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch ein den Fuß (59) umgebendes Gehäuse (39)_} ein vom Fuß gehaltenes, einer Relativverschiebung entlang diesem Reibungswiderstand entgegensetzendes Hemmteil (67) und eine im Gehäuse angeordnete, einer Verschiebung des Hemmteils mit dem Fuß in Vorbewegungsrichtung einen nachgiebigen Widerstand entgegensetzende Feder (68), wobei der Reibungswiderstand durch eine Brem teilverschleiß ausgleichende Verschiebung des Fußes überwunden wird.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (24) mittels eines' Hebels (23) in Vorbewegungsrichtung verschiebbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilnachstelleinrichtung (43) im Amboß (23) angeordnet ist und letzterer Außenansätze (32) aufweist, mit denen vergrößerte Endbereiche (23b) des Hebels (23) in Eingriff bringbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (24) im wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist und einen die Keilnachstelleinrichtung (43)
enthaltenden kegelstumpfförmigen Bereich besitzt, wobei sich
das Drehteil (50) im wesentlichen koaxial innerhalb des kegelstumpf form igen Bereichs erstreckt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hebelenden (23b) des Hebels (23) zu gegenüberliegenden Seiten des Ambosses (24) erstrecken,

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatisches Betätigungsorgan (27)

mit dem Hebel (23) zu dessen Verschwenken in Wirkverbindung steht

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen den Amboß (24), die Nachstelleinrichtung (43), die Bremskraft-übertragungseinrichtung (50,59,62,21,20) und die federnde Einrichtung (55) tragenden Sattel (10).

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15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis lh, dadurch gekennzeichnet, aaß sie in Doppelanordnung mit'gegenseitigem Abstand an einem Sattel (10) zur Bremskraftausübung auf das Bremsteil (20,19) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (23) jochförmig ausgebildet ist und einerseits mit einem einzigen pneumatischen Betätigungsorgan (27) und andererseits mit der Doppel-Amboßanordnung (2*0 in Wirkverbindung steht.

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