DE3224877A1

DE3224877A1 - Hydraulisch oder pneumatisch betaetigte vollbelagscheibenbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3224877A1
Application number: DE19823224877
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. 3302 Cremlingen Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-03
Filing date: 1982-07-03
Publication date: 1984-01-05
Also published as: DE3224877C2

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch
oder pneumatisch betätigte Vollbelagscheibenb1emse zu schaffen, bei der das Dichtelement zum Abdichten des Druckraumes der Zuspanneinrichtung bei der Betätigung keine unter Reibung ablaufende Bewegung durchführt, um bei Anwendung von verschleissarmen Belägen, welche gute Wärmeleiter sind, Dicht-I)roble.me bei Druckmitteldirektzuspannung zu vermeiden und eine praktisch hysteresefreie, die ruckfreie Blockierverhinderung beim Bremsvorgang ermöglichende Bremsbetätigung zu geährleisten.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, wischen zwei in Umfangsrichtung fest, axial frei beweglich auf stationärem Bremsträger gelagerten, als Vollring oder geteilt ausgebildeten, die Reibbeläge tragenden Bremsscheiben eine ringförmige Zuspanneinrichtung vorzusehen, deren Spreizglieder aus konzentrisch zueinander angeordneten Tellerfedern bestehen, welche mit dem die Hubbewegung durchführenden Druckring axial formschlüssig verbunden sind und deren durch Gummimanschetten oder Gummidehnkörper abgedichtete Innenflächen rom Druckmittel beaufschlagt werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht die Zuspanneinrichtung aus einem mit der Betriebsmittel-Zuführungsleitung verbundenen, an der Bremsscheibe der einen Seite anliegenden, im Querschnitt U-fbrmigen Ringzylinder sowie einem Druckring.
Letzterer liegt an der gegenüberliegenden Bremsscheibe an und ist mit den U-Schenkeln des Ringzylinders über Tellerfedern verbunden. Auf deren innerhalb des Ringzylinders befindlichen Oberflächen stützt sich eine Gummiringmanschette.ab, welche die Abdichtung des Betätigungsraumes vornimmt.
In noch weiterer Ausbildung der Erfindung besteht die Zuspann einrichtung aus einem Aussen- und einem Innenring, zwischen denen auf beiden Seiten durch konzentrische Tellerfedern abgestützte Druckringe angeordnet sind.
Die Lösung der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Dichtkanten beim Bremsen keine Gleitbewegung durchführen müssen.
Zum Abdichten kann deshalb ein hitzebeständiger Kunstkautschuß beispielsweise Silikon, Verwen-dung finden, der keine besondere Abriebfestigkeit aufzuweisen braucht. Ausserdem brauchen bei dieser Zuspanneinrichtung keine zylindrischen Metallflächen aufeinander bewegt zu werden, welche gegen Ein dringen von Schmutz beispielsweise durch Faltenbälge abgedichtet werden müssten. Weitere Vorteilc der Bremse der Erfindung sind ihre praktische Hysteresefreiheit, die schmale Bauweise sowie der geringe Fertizunosaufwand zur Herstellung.
Die Bremsbauart eignet sich zur Verwendung von abriebfesten Hochleistungsreibbelägen, welche bei konventionellen, direkt hydraulisch oder pneuinatisch betätigten Bremsen wegen ihrer besseren Wärmeleitung nicht anwendbar sind. So eignen sich beispielsweise Metallsinter- oder Sínterkeramikbeläge, welche .gegebenenfalls direkt auf eine Stahlbremsscheibe aufgesintert sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird als Reibbelag Kohle-Kohlefaserbelag verwendet, der sowohl auf den Innenseiten der umlaufenden Bremsgehäusehälften als auch auf den in Umfangsrichtung fest, zum Bremsen axial bewegten Bremsscheiben angebracht ist.
Erfahrungsgemäss weisen derartige Reibbeläge einen ausserordentlich geringen Abrieb auf, so dass die Bremse die Lebensdauer des Fahrzeugs ohne Belagwechsel aushält und in Verbindung mit der Betätigungslösung dieser Erfindung eine sowohl abriebs- als auch betätigungsseitig wartungsfreie Bremsenausführung ergibt. Jedoch erfordert die Anwendung von Kohle-Kohlefaserbelägen unter Ausnützung ihrer Formbeständigkeit die Berücksichtigung ihres gegenüber Metallen kleineren Ausdehnungskoeffizienten.
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 bis 3 ist eine im Antriebsstrang angeordnete Vollbelagscheibenbremse mit Druckluftbetätigung und in den Abbildungen Fig. 4 bis 7 eine im Rad eines schweren Nutzfahrzeuges untergebrachte Bremse der Erfindung wiedergegeben. Schliesslich ist in Fig. 8 eine Bremse im Längsschnitt veranschaulicht, bei der die Zuspanneinrichtung symmetrisch auf beiden Seiten mit durch Tellerfedern abgestützten Druckringen ausgerüstet ist.
Bei der Bremse Fig. 1 bis 3 sind mit 1 und 2 die umlaufenden, zur Kühlung mit radialen Rippen ausgerüsteten Bremsgehäusehälften mit Schrauben 4 am umlaufenden Antriebs flansch 3 des Fahrzeugs befestigt. Die Bremsgehäusehälften 1 und 2 tragen Rohle-Nohlefaserbelagsegmente 11 bzw. 21, die sich auf der ebenen Oberfläche der Bremsgehäuse frei ausdehnen können. Im Zentrum sind sie axial durch Bundzapfen 12 und 22, welche an den Belagsegmenten sowie dem Bremsgehäuse mittels Keramikkleber festgehalten sind, befestigt. Zur Abstützung in Umfangs- und Radialrichtung dienen Vorsprünge 1 bzw. 2 . Die mit den Belagsegmenten 11 bzw. 21 in Reibschluss stehenden, gleich ausgebildeten Belagsegmente 5 der Bremsscheibe 5 bzw.
61 der Bremsscheibe 6 sind ebenfalls durch Bundzapfen 52 bzw.
6 axial und durch mittels Prägung erzeugter Vorsprünge 53 in Umfangsrichtung formschlüssig gehalten.
Zwischen den Bremsscheiben 5 und 6 sitzt, zusammen mit den Bremsscheiben durch die Bremsträgerarme 7 in Umfangsrichtung gehalten, der im Querschnitt U-förmige Ringzylinder 8. Dieser trägt mittels zweier konzentrischer Tellerfedern 10 und 11 die sich an Spannringen 12 und 15 am Ringzylinder abstützen, den Druckring 9. Der Ringzylinder 8 bildet zusammen mit den Tellerfedern 10 und 11 und dem Druckring 9 den durch die Ringmanschette 16 abgedichteten Druckraum 20. Die Tellerfedern sind am Druckring mittels der Sprengringe 13, 14 sowie 9r, 93 gehalten. Die Sprengringe 92 und 93 sind zusammen mit dem zylindrischen Fortsatz 91 durch eine Blechkappe 94 gegenüber der Ringmanschette 16 abgedeckt.
Am umfang verteilt sind im Druckring Stifte 17 befestigt, welche in den Druckraum 20 der Zuspanneinrichtung eingreifen und von geschlitzten Klemmringen 18 gehalten sind:. Bei der Betätigung der Bremse' werden die Klemmringe 18 mitgenommen und bei einem Lüftspiel, welches das Axialspiel zwischen Klemmring 18 und Sprengring 19 übersteigt, festgehalten. Die Stifte 17 rutschen axial weiter und bewirken dadurch einen Spielausgleich. Die Druckluft zum Druckraum 20 wird über den Schlauchstutzen 21 zugeführt.
Bei der im Rad angeordneten Bremse nach Fig. 4 bis 7 ist das Bremsgehäuse 37 an den die Felgenbügel 51 der Felge 52 mit dem Reifen 53 tragenden Radbolzen 36 befestigt. Die Bremsgehäusehälfte 37 ist durch Schrauben 38 mit der zweiten BremsgehäusehälEte 39 verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ebenfalls Sohle-Rohlefaser-Reibbeläge angewendet, jedoch sind Ringe benutzt, die zur Ermöglichung der Wärmedehnung auf der Gehäuseseite mittels radialer Schlitze auf den Schrauben 38 sitzen. Diesc Belagringe sind mit 37 bzw.
und ihre radialen Aussparungen mit 372 und 392 gekennzeichnet.
Als in Umfangsrichtung feststehende Bremsscheiben sind Kohle-Kohlefaserscheiben 42, 43 vorgesehen, die das Bremsmoment direkt über Blechbügel 422 bzw. 432 auf die Bremsträgerarme 41 des Bremsträgers 311 übertragen. Die Bremsträgerbügel 41 sind am Bremsträger 311 durch Schrauben 40 befestigt.
Der Ringzylinder 4b, der über die Tellerfedern 501 und 502 den Druckring 44 trägt, ist durch die Ringmanschette 49 abgedichtet. In diesem Beispiel trägt der Ringzylinder auf einer Kugelfläche ein Druckstück 45, über welches auf dieser Seite die Kohlebremsscheibe 43 beim Bremsen angedrückt wird.
Auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt die Anlage der Kohlebremsscheibe 42 durch das mit dem Ringzylinder 46 úber die beiden konzentrischen Federteller 501 und 502 verbundene Druckstück 44.
Die Druckluft zum Betätigen wird über die Schlauchleitung 47 und die Bohrung 48 dem durch die Manschette 49 abgedichteten Ringzylinderdruckraum zugeführt. In Fig. 5 ist ein Kohle-Kohlefaserbremsring und in Fig. 6 eine Kohle-Kohlefaserbremsscheibe 42 in der Ansicht dargestellt. Fig. 7 zeigt einen in isig. 4 gekennzeichneten Teilschnitt durch die Bremsscheibenabstützung am Bremsträger.
Beim Ausführungsbeispiel Fig. 8 findet eine beidseitig wirkende Zuspanneinrichtung Anwendung. Auch bei diesem Beispiel ist die aussen offene Bremsgehäusebauart gewählt. Bei einer Druckluftbetätigung kann ebenso die aussen geschlossene Gehäusebauart benutzt werden, wobei die Druckluft statt über den Aussenring der Zuspanneinrichtung über deren Innenring zugeführt werden muss.
In der Abbildung, welche die obere Hälfte einer Nutzfahrzeugbremse im Längsschnitt darstellt, ist mit 60 ein.Auge der mit dem Nutzfahrzeugrad umlaufenden Nabe bezeichnet, an das das aus den radial verrippten Hälften 61 und 62 bestehende Bremsgehäuse befestigt ist. An den am stationären Fahrzeugteil befestigten, der Uebersichtlichkeit halber nicht mit dargestellten Bremsträgerarmen sind die in diesem Fall mit metallischem Reibstoff 631 und 641 besinterten Bremsscheiben 63 und 64 in Umfangsrichtung fest, axial beweglich aufgehängt.
Zwischen den Bremsscheiben sitzt, auf den Bremsträgerarmen abgestützt, die aus dem Aussenring 66, Innenring 67, Druckringen 73 und 74 sowie Tellerfedern 68 bis 71 bestehende symmetrisch ausgebildete Zuspanneinrichtung. Zur Druckmittelzuführung ist der Aussenring mit einer Einfräsung 662 versehen, in welcher die zur Aufnahme des Bremsschlauches dienende Zuführungsgewindebohrung 661 mündet. Auf den Innenflächen der auf dem Aussenring durch Sprengringe 663> 664, den Innenring durch Sprengringe 671, 672 und den Druckringen durch Sprengringe 731 bis 734 sowie 741 bis 744 abgestützten Tellerfedern liegen die Silikonmanschetten 77 und 78 an. Die nach innen reichenden Ringfortsätze der Druckringe sind durch Blechringe 75 und 76 abgedeckt.
Der Raum zwischen den Manschetten 77 und 78 wird durch ein Kunststoffteil 79, welches an seiner Oberfläche flache Rillen zum schnellen Endringen des Druckmittels bei der Betätigung aufweist, ausgefüllt. An den Druckring 73 sind, am Umfang gleichmässig verteilt, Stifte 80 angenietet, welche an ihrem Ende mit axialem, durch Federn 81 ausgeglichenem Spiel angeordnete, geschlitzte, nach aussen drückende Sprengringe 82 aufweisen. Die Sprengringe stehen mit der Innenzylinderfläche der an den Druckring 74 angenieteten Nachstellhülse 83 in Reibschluss und sorgen für die stufenlose Einstellung des durch das axiale Spiel der Sprengringe bestimmte Lüftspiel der Bremse.
Leerseite

Claims

hydraulisch oder pneumatisch betätigte Xollbelagscheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge Patentansprüche 1) Hydraulisch oder pneumatisch betätigte Vollbelagscheibenbremse2 insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit umlaufendem, nnen oder aussen gesclllossenem, im Querschnitt U-förmigem Bremsgehäuse und zwei auf einem stationären Bremsträger in IJmfangsrichtung fest, axial beweglich gelagerten, vollen oder geteilten Bremsscheiben, sowie einer zwischen den Bremsscheiben angcordneten, ringförmigen Zuspanneinrichtung, gekennzeichnet durch Spreizglieder aus konzentrisch zueinander angcordneten Tellerfedern (10> 11; 501, 502; 68 bis 71) welche mit dem die flubbewegung ausführenden Druckring (9; 44;73, 74) axial formschlüssig verbunden sind und deren durch Gummimanschetten (16; 49; 77, 78) oder Gummidehnkörper abgedichtete Innenflächen vom Druckmittel beaufschlagt werden.
2) liydraulisch oder pneumatisch betätigte Vollbelagscheibenbremse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspanneinrichtung aus einem mit der Betriebsmittelzuführungskitung (21; 4?) verbundenen, an der Bremsscheibe (6; 43) der einen Seite anliegenden, im Querschnitt U-förmigen Ringzylinder (8; 4()) sowie einem an der gegenüberliegenden Bremsscheibe (5; 42) anliegenden Druckring (9; 44) besteht und der Druckring mit den lJ-Schenkeln des Ringzylinders (8; 46) über Tellerfedern (10, 11; 501> 502) verbunden ist, auf deren innerhalb des Ringzylinders befindlichen Oberflächen sich eine Guminiringrnanschette (16; 49) zur Abdichtung des Betätigungsraumes (10; 461) abstützt.
3) Hydraulisch oder pneumatisch betätigte Vollbelagscheibenbremse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuspanneinrichtung aus einem Aussen- (66) und einem Innenring (67) besteht, zwischen denen auf beiden Seiten durch konzentrische Tellerfedern (68 bis 71) abgestutzte Druckringe (73, 74) angeordnet sind.
4) Hydraulisch oder pneumatisch betätigte Vollbelagscheibenbremse, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Reibbelag Kohle-Kohlefaserbelag Anwendung findet, der sowohl auf den Innenseiten der umlaufenden Bremsgehäusehälften (1, 2; 37, 39) als auch auf den in Umfangsrichtung fest, zum Bremsen axial bewegten Kremsscileiben (5, 6) angebracht ist.