DE2852139C2

DE2852139C2 - Teilbelag-Scheibenbremse für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2852139C2
Application number: DE2852139A
Authority: DE
Inventors: Hugh Grenville Margetts; Keith Michael Leamington Spa Warwickshire Rouse
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1982-05-06
Also published as: IT7830450A0; FR2410764A1; IT1100508B; JPS5490719A; JPS5918578B2; FR2410764B1; US4234061A; DE2852139A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelagscheibenbremse ίο für Fahrzeuge, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.

Eine derartige Teilbelag-Scheibenbremse ist bereits bekannt (DE-OS 24 27 166). Dabei ist jeder Rahmen einer der beiden Bremsscheiben bzw. ihren Bremsbakken zugeordnet und mit in Belastungsrichtung axial zueinander verschiebbaren Rahmenschenkeln, die jeweils unter Zwischenfügung einer Bremsbacke auf der äußeren bzw. inneren Seite der zugehörigen Bremsscheibe angeordnet sind. Jedem Rahmen sind zwei eigene hydraulische Spreizvorrichtungen zugeordnet, die auf der dem Fahrzeug zugewandten inneren Seite der inneren Bremsscheibe angeordnet sind und jeweils über ein Druckglied am der inneren Bremsbacke zugeordneten Rahmenschenkel und über ein Zugglied am der äußeren Bremsbacke zugeordneten Rahmenschenkei angreifen.

Es ist auch bereits eine Scheibenbremse mit zwei Bremsscheiben bekannt, bei der die Betätigungsvorrichtung zwischen der äußeren Bremsbacke der inneren Bremsscheibe und der inneren Bremsbacke der äußeren Bremsscheibe wirkende Spreizvorrichtungen sowie davon getrennte Andrückvorrichtungen zur gleichzeitigen Betätigung der inneren Bremsbacke der inneren Bremsscheibe und der äußeren Bremsbacke der äußeren Bremsscheibe aufweist (GB-PS 1190 929). Auch hier werden sowohl die beiden inneren Bremsbakken wie die beiden äußeren Bremsbacken über unterschiedliche hydraulische Vorrichtungen betätigt.

Bei gattungsgemäßen Scheibenbremsen besteht ein Problem darin, beim Bremsen im wesentlichen gleiche Berührungsdrücke zwischen den Bremsbacken und den Bremsscheiben aufrecht zu erhalten und Überbeanspruchungen einzelner Bremsflächen zu vermeiden, ohne daß eine Konstruktion gewählt wird, die über den zur Verfugung stehenden beschränkten Raum hinausreicht. In dieser Hinsicht haben sich die bisher bekannten gattungsgemäßen Scheibenbremsen als noch verbesserungsfähig erwiesen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Scheibenbremse so auszubilden, daß sie bei raumsparender kompakter Bauweise im wesentlichen gleiche Berührungsdrücke aller Bremsbacken gewährleistet, wobei keine der Bremsflächen überbeansprucht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs I gelöst. Die IJnteransprüche betreffen zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist der eine Rahmen den beiden inneren Bremsbacken und der andere Rahmen den beiden äußeren Bremsbacken zugeordnet, wobei infolge der starren Ausbildung der Rahmen die inneren Bremsbacken ebenso wie die äußeren Bremsbacken beim Bremsen jeweils gemein-

hi sam bewegt werden, wobei die Bewegung zwischen den inneren Bremsbelägen einerseits und den äußeren Bremsbelägen andererseits gegensinnig verläuft. Daher kann eine einfache Betätigungsvorrichtung wie für eine

Scheibenbremse mit einer einzigen Bremsscheibe vorgesehen werden. Die Betätigung kann beispielsweise hydraulisch oder mechanisch erfolgen.

Bei einer gattungsgemäßen Bremse mit zwei Bremsscheiben verändert sich der Abstand zwischen den beiden Bremsscheiben infolge thermischer Ausdehnungen und Zusammenziehungen, wenn die Bremse sich durch längere Betätigung erhitzt. Somit sind während einer Bremsbetätigung die Berührungsdrücke zwischen den Bremsbacken und der inneren Stirnfläche der äußeren Bremsscheibe und der äußeren Stirnfläche der inneren Bremsscheibe normalerweise verschieden von den Berührungsdrücken zwischen den übrigen beiden Bremsbacken und der pußeren Stirnfläche der äußeren Bremsscheibe und der inneren Stirnfläche der inneren Bremsscheibe. Die Bremsscheiben erwärmen sich während einer Betätigung der Bremse, so daß die äußere Bremsbacke der äußeren Bremsscheibe und die innere Bremsbacke der inneren Bremsscheibe einem höherem Berührungsdruck ausgesetzt sind und zu rascherer Abnutzung neigen. Wird während einer längeren Zeit gebremst, so führt die unterschiedliche Abnutzung schließlich zu einem Ausgleich der Berührungsdrücke. Wenn dann die Bremse Dei einer niedrigeren Betriebstemperatur betätigt wird, ist der Abstand zwischen den Bremsscheiben geringer, so daß jetzt die innere Bremsbacke der äußeren Bremsscheibe und die äußere Bremsbacke der inneren Bremsscheibe rascher abgenutzt werden, bis erneut ein Ausgleich erreicht ist. Über eine längere Benutzungsdauer stellen sich eine durchschnittliche Betriebstemperatur und ein durchschnittlicher Bremsscheibenabstand ein. wobei die durchschnittliche Abnutzung alier Bremsbacken gleich grcö ist. Somit ist jede unterschiedliche Abnutzungswirkung von kurzer Dauer und nicht kumulativ, so daß sich die Bremsbacker ziemlich gleichmäßig abnutzen. Die Verlustleistung an den Bremsbacken ist im wesentlichen gleichmäßig verteilt, wenn die Gesamtverlustleistung den Maximalwert hat, für den die Bremse ausgelegt ist.

Im Falle einer Notbremsung, insbesondere bei kalter Bremse, wird die plötzliche intensive Betätigungskraft in der Hauptsache an der inneren Bremsbacke der äußeren Bremsscheibe und an der äußeren Bremsbacke der inneren Bremsscheibe aufgetragen, wenn die beiden Bremsscheiben ihren Minimalabstand zueinander aufweisen, und dahe- sind die auf die~e beiden Bremsbakken wirkenden Berührungsdrücke sehr hoch. Die Bauteile der Bremse sind so ausgelegt, daß die zum axialen Abbiegen oder Konischstellen der Bremsscheiben erforderliche Kraft kleiner ist als der maximale Be rührungsdruck im Falle einer Notbremsung. Auf diese Weise w<rd eine Überbeanspruchung mit dem daraus folgenden Rissigwerden der inneren Bremsbacke der äußeren Bremsscheibe und der äußeren Bremsbacke der inneren Bremsscheibe verhindert. Unter der vorgenannten Bedingung drückt die Abbiegekraft die Bremsscheiben auseinander, bis die Berührungsdrücke ausgeglichen sind. Die Abbiegung kann durch eine natürliche Flexibilität der Bremsenbauteile ermöglicht sein, insbesondere bei den großen Bremsen von 6(1 SchwernützfähfzeUgen, bei denen gattünggemäße Bremsen mit zwei Bremsscheiben normalerweise verwendet werden. Jedoch kann auch insbesondere bei Bremsen für Personenkraftwagen eine künstliche Nachgiebigkeit vorgesehen werden. Es ist jedoch nicht fö notwendig, daß die Bauteile flexibel genug sind, um ein ausgleichendes Abbicr^pn bzw. Verformen tier Bremsscheiben unter normalen Rremsbedinguneen bei kleinen Betätigungskräften zu bewirken, da unterschiedliche Abnutzungen unter diesen Bedingungen nicht kumulativ sind und zu keinen Überbeanspruchungen führen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die erste Bremse in einer Stirnansicht,

F i g. 2 den Schnitt 2-2 in F i g. I,

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Bremse,

Fig.4 einen Teil aus Fig. 3 in vereinfachter Schnittdarstellung,

Fig. 5 die zweite Bremse in teilweise geschnittener Stirnansicht,

F i g. 6 den Schnitt 6-6 in F i g. 5 und

F i g. 7 den Schnitt 7-7 in F i g. 5.

Die in F i g. 1 bis 4 dargestellte Scheibenbremse weist eine in bezug auf das zugehörige Fahrzeug innere Bremsscheibe 1 sowie eine äußere Bremsscheibe 2 auf. Die Breinsscheiben 1 und 2 sind in axialer Richtung feststehend und mit Zwischenabsund auf einer Achse 3 des Fahrzeugs drehbar angeordnet Ui.d weisen jeweils eine bezogen auf das Fahrzeug innere Stirnfläche und eine äußere Stirnfläche auf. Die Achse 3 bildet eine Halterung für ein fahrzeugfestes., bremskraftaufnehmend-'s Bauteil 4, an dem die Bremsscheiben 1 und 2 übergreifende Arme 5 mit Umfaingsabstand fest bzw. einstückig angeordnet sind. Die Bremsscheiben 1 und 2 sind mit einer Nabe 6 verschraubt, die auf der Achse 3 gelagert ist und einen radialen Flansch 7 aufweist, an dem eine Radfelge 8 angeordnet ist.

Der inneren Bremsscheibe 11 sind eine innere Bremsbacke 9 und eine äußere Bremsbacke 10 zugeordnet, während die äußere Bremsscheibe 2 mit einer inneren 3remsb?cke 11 und einer äußeren Bremsbacke 12 versehen ist, die im fahrzeugfesten Bauteil 4 zwischen den Armen 5 angeordnet und geführt sind. Die Arme 5 nehmen bei Betätigen der Bremse die auf die Bremsbacken 9, 10, 11 und 12 wirkende Bremskraft auf. Jede Bremsbacke 9, 10, 11 und 12 weist einen Reibbelag auf, der an einer starren Rückenplatte angeordnet ist.

Den Umfang der inneren Bremsscheibe 1 übergreift ein innerer Rahmen 13 mit auf gegenüberliegenden Seiten der inneren Bremsscheibe 1 angeordneten Rahmenschenkeln 14 und 15, die durch zwei mit Umfangsabstand zueinander angeordnete Druckstangen 16 starr miteinander verbunden sind. Die Rahmenschenkel 14 und 15 sind nahe der inneren Bremsbacke 9 der inneren Bremsscheibe 1 bzw. nahe der inneren Bremsbacke 11 dvrr äußeren Bremsscheibe 2 angeordnet und dienen dem Andrücken der beiden inneren Bremsbacken 9 und il an die innere Bremsscheibe 1 bz»/. an die äußere Bremsscheibe 2. Die Druckstapgen 16 sind in Axialbohrungen der Arme 5 verschiebbar gelagert.

Den Umfang der äußeren Bremsscheibe 2 übergreift ein äußerer Ranmen 17 mit Rahmenschenkeln 18 und 19. die durch eine Abstandhülse 22 starr miteinander verbunden sind. Der Rahmenschenkel 18 ist nahe der äuUeren Bremsbacke 10 der inneiren Bremsseheibe 2 angeordnet, während der Rahmens,cher>ke! 1>» nahe der äußeren Bremsbacke 12 der äußeren Bremsscheibe 2 angeordnet ist. Der Rahmen 17 dient dem Andrücken der beiden äußere"¹. Bremsbeläge 10 und 12 an die innere Bremsscheibe 1 bzw. an die äußere Bremsscheibe 2 Dc äußere Rahmen 17 weist einen dritten Rahmenschenkei 20 auf. der au! der dem Fahrzeug zugewandten

Innenseile des inneren Rahmenschenkels 14 des Rahmens 13 angeordnet und durch zwei mit Umfangsabstand angeordnete Zugslangen 21, die sich durch die Abstandshülsen 22 erstrecken, starr mit den Rahmenschenkeln 18 und 19 des äußeren Rahmens 17 verbunden ist. Die Zugstangen 21 sind ebenfalls verschiebbar in Axialbohrungen der Arme 5 gelagert.

In dem dritten Rahmenschenkel 20 des äußeren Rahmens 17 sind zwei hydraulische Spreizvorrichtungen 23, 24 eingebaut, die jeweils einen im dritten Rahmenschenkel 20 ausgebildeten Zylinder 23 und -?inen in diesem arbeitenden Kolben 24 aufweisen, der mit seiner Rückseite am inneren Rahmenschenkel 14 des inneren Rahmens 13 angreift.

Gemäß F i g. 2 greifen die beiden zwischen den Bremsscheiben 1 und 2 angeordneten Rahmenschenkel 15 und 18 ineinander, so daß diese Rahmenschenkel trot/ cies geringen verfügbaren axialen Raumes /wischen den Bremsscheiben 1 und 2 eine vergleichsweise hohe mechanische Festigkeit aufweisen.

Beim Betätigen der Bremse wird den Zylindern 23 Druckflüssigkeit zugeführt, so daß die Kolben 24 gegen den Rahmenschenkel 14 des inneren Rahmens 13 gedrückt werden, so daß dieser die Bremsbacke 9 an die innere Stirnfläche der inneren Bremsscheibe 1 anpreßt. Gleichzeitig wird über die Druckstangen 16 auch der Rahmenschenkel 15 entsprechend der Zeichnungsdarstellung nach links gedrückt, wodurch die Bremsbacke 11 an die innere Stirnfläche der äußeren Bremsscheibe 2 angepreßt wird. Die auf den dritten Rahmenschenkel 20 des äußeren Rahmens 17 wirkende Reaktionskraft verlagert den äußeren Rahmen 17 nach rechts, so daß dessen Rahmenschenkel 18 und 19 die benachbarten äußeren Bremsbacken 10 und 11 an die äußeren Stirnflächen der Bremsscheiben I bzw. 2 anpressen, wobei der über die Zugstangen 21 axial bewegte Rahmenschenkel 19 über die Abstandshülsen 22 den Rahmenschenkel 18 mitbewegt.

Die Bremse gemäß F i g. 5 bis 7 entspricht in ihrem Aufbau weitgehend der Bremse gemäß Fig. 1 bis 4. so daß entsprechende Bauteile mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Jedoch sind die Rahmenschenkel 14 und 15 des inneren Rahmens 13 sowie die Rahmenschenke' 18 und 19 des äußeren Rahmens 17 statt durch Druckstangen 16 und Zugstangen 21 durch ein Paar mit Umfangsabstand angeordneten Stift-Hülse-Anordnuneen 25 miteinander verbunden. Jede Stift-Hülse-Anordnung 25 weist eine Hauptzugstange 26 auf, die sich durch den dritten Rahmenschenkel 20 und durch Durchgangsbohrungen in den Rahmenschenkeln 14, 15 und 18 sowie in den Armen 5 erstreckt und mit dem äußersten Rahmenschenkel 19 fest verbunden ist (sh. Fig. 7). Eine auf der Hauptzugstange 26 verschiebbar gelagerte erste Druckhülse 27 verbindet die Rahmenschenkel 14 und 15 des inneren Rahmens 13. Auf der Hauptzugstange 26 ist ferner eine zweite Druckhülse 28

ίο verschiebbar gelagert, die zwischen den Rahmenschenkeln 18 und 19 des zweiten Rahmens 17 angeordnet ist. Die Druckhüisen 27 und 28 weisen an ihren einander benachbarten Enden ineinandergreifende Fingerabschnitte 29 und 30 auf, so daß sie sich in der aus F i g. 7 ersichtlichen Weise überlappen können. Ferner sind in den Druckhülsen 27 und 28 im Bereich der Bremsscheiben 1 und 2 Aussparungen 31 und 32 vorgesehen, so daß die Hauptzugstange 26 mit geringem radialem Abstand zu den Bremsscheiben 1 und 2 angeordnet werden kann.

Durch diese Maßnahme wird für eine gegebene Fahrzeugradgröße ein maximaler Bremsscheibendurchmesser erreicht.

Gemäß F i g. 7 ist im dritten Rahmenschenkel 20 eine mechanische Spreizvorrichtung 33 angeordnet, die ein Druckstück 34 aufweist, das auf den inneren Rahmenschenkel 14 des inneren Rahmens 13 wirkt und durch Drehen fines Spreizgliedes 36 von einem Druckstück 35 axial wegbewegbar ist, das mit dem dritten Rahmenschenkel i0 drehfest verbunden ist und auf diesen einwirkt.

Beim Betätigen der Bremse werden die Druckstücke 34 und 35 der Spreizvorrichtung 33 durch das Spreizglied 36 auseinandergedrückt. Das Druckstück 34 wirkt direkt auf den Rahmenschenkel 14 des ersten Rahmens 13, um die Bremsbacke 9 an die innere Stirnfläche der inneren Bremsscheibe 1 anzupressen. Der Rahmenschenkel 14 nimmt über die erste Druckhülse 27 den Rahmenschenkel 15 des ersten Rahmens 13 nach links mit, so daß auch die Bremsbacke 11 an die innere Stirnfläche der äußeren Bremsscheibe 2 angepreßt wird. Gleichzeitig wirkt das zweite Druckstück 35 über den dritten Rahmenschenkel 20, die Hauptzugstange 26 und die zweite Druckhülse 28 auf die Rahmenschenkel 18 und 19 des zweiten Rahmens 17, so daß auch die Bremsbacken 10 und 12 an die äußeren Stirnflächen der Bremsscheiben I bzw. 2 angepreßt werden.

Hierzu 6 Elatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Teilbelag-Scheibenbremse für Fahrzeuge, mit zwei in festem axialen Abstand voneinander angeordneten Bremsscheiben, mit zwei äußeren, den beiden in bezug auf das Fahrzeug äußeren Stirnflächen und zwei inneren, den beiden in bezug auf das Fahrzeug inneren Stirnflächen der beiden Bremsscheiben zugeordneten Bremsbacken, mit einer die Bremsbacken gleichzeitig anlegenden Betätigungsvorrichtung, die zwei axial verschiebliche Rahmen aufweist, deren die Bremsscheiben sehnenartig überdeckende und die Bremsbacken beaufschlagende Rahmenschenkel mittels zweier in Umfangsrichtung zueinander versetzter, axial relativ zueinander beweglicher und radial außerhalb des Umfangs der Bremsscheiben angeordneter Zug- und Druckstangen miteinander verbunden sind, wobei eine Spreizvorrichtung ausschließlich axial eußerhalb der beiden Bremsscheiben liegt, g e k e η η zeichntrdurch folgende Merkmale:

a) jeder der beiden Rahmen (13,17) ist zumindest in Belastungsrichtung in sich starr ausgebildet;

b) die Rahmenschenkel (14,15) des einen, inneren Rahmens (13) beaufschlagen ausschließlich die beiden inneren Bremsbacken (9, 11) und die Rahmenschenke! (18, 19/ des anderen, äußeren Rahmens (17) beaufschlagen ausschließlich die beiden äußeren Bremsbacken (10,12);

c) der äußere Rahmen (17) weist einen dritten, ebenfalls zumindest in Belastungsrichtung starr mit ihm verbundenen Rahmenschenkel (20) auf, der in bezug auf das Fahrzeug axial innerhalb des inneren Rahm^nschenkels (14) des inneren Rahmens (13) liegt;

d) die Spreizvorrichtung (23,24) ist axial zwischen dem dritten Rahmenschenkel (20) des äußeren Rahmens (17) und dem inneren Rahmenschenkel (14) des inneren Rahmens (13) angeordnet.

2. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rahmenschenkel (14, 15) des inneren Rahmens (13) durch Druckstangen (16) und die drei Rahmenschenkel (ίβ, 19,20) des äußeren Rahmens (17) durch Zugstangen (21) miteinander verbunden sind.

3. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenschenkel (14,15,18,19) beider Rahmen (13,17) durch ein Paar Stift-Hülse-Anordnungen (25) miteinander verbunden sind.

4. Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stift-Hülse-Anordnung (25) eine Hauptzugstange (26) aufweist, die den dritten Rahmenschenkel (20) zumindest in Belastungsrichtung mit dem äußeren Rahmenschenkel (19) des äußeren Rahmens (17) starr verbindet und Durchgangsbohrungen in den übrigen Rahmenschenkeln (14, 15, 18) durchgreift, wobei die die beiden Rahmenschenkel (14, 15) des inneren Rahmens (13) verbindende Druckstange als erste Druckhülse (27) ausgebildet ist, die axial vcrschicblich auf der Hauptzugstange (26) gelagert ist und eine zweite ebenfalls auf der Hauptzugstange (26) angeordnete Druekhülse (28) den axialen Abstand zwischen dem inneren und äußeren Rahmenschenkel (18, 19)desäuüeren Kahmens(17) festlegt.

5. Teilbelagscheibenbremse nach einem der Ansprüche ! bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden axial zwischen den Bremsscheiben (I₁ 2) liegenden Rahmenschenkel (15 und 18) in an sich bekannter Weise ineinandergreifend ausgebildet sind.