DE539855C - Bremse, insbesondere fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine, Bremse, bei der magnetisch angezogene Reibungselemente zur Verwendung gelangen, welche die Bremskraft aus der kinetischen Energie des umlaufenden abzubremsenden Teiles entnehmen.

Das Neue besteht darin, daß die Reibungselemente mindestens auf einem Teil ihrer wirksamen Fläche ständig nachgiebig gegeneinandergedrückt und miteinander in Berührung gehalten werden. Hierdurch soll mindestens auf diesem Teil ihrer wirksamen Fläche der magnetische Widerstand des magnetischen Kreises zwischen den in bekannter Weise dicht beieinander hegenden Reibungselementen konstant gehalten werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch ein mit einer Bremse gemäß der Erfindung versehenes Fahrzeugrad,

Abb. 2 eine Seitenansicht der Bremsvorrichtung nach Abb. 1,

Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. 2,

Abb.-4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Abb. 1,

Abb. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Abb. 2.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten, Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Bremse in der bei Kraftfahrzeugen üblichen Art an einem Rade befestigt. Im dargestellten Falle besitzt das Rad eine Reihe von Speichen 10, die zwischen Flanschen 11 der Nabe 12 befestigt sind, die drehbar auf dem äußeren Ende einer feststehenden Achse 13 gelagert ist. Zu diesem Zwecke trägt die Nabe Rollenlagerringe 14, die in gewissem Abstande voneinander die Achse umfassen und hierdurch das Rad tragen. Eine Befestigungsmutter 15 ist auf das Ende der Achse aufgeschraubt und legt sich gegen das äußere Rollenlager, so daß das Rad hierdurch in seiner Stellung auf der Achse gehalten wird. Falls die Räder als Treibräder, wie beispielsweise die Hinterräder von Kraftfahrzeugen, dienen sollen, wird das Rad auf der Antriebsachse befestigt.

Auf der Innenseite des Rades ist die sich mit dem Rade drehende, nach innen geöffnete Bremstrommel 16 befestigt, die in einem Flansch 17 die Nabe 12 aufnimmt und durch Bolzen 18 gehalten wird. Auf der zylindrischen Innenfläche der Trommel ist durch Schrauben 20 ein Bremsbelag 19 von geeignetem Material befestigt, der eine ringförmige, zu der Trommelachse konzentrische

Bremsfläche bildet. Aus weiter unten beschriebenen Gründen wird die Trommel zweckmäßig aus einem magnetischen Werkstoff, beispielsweise weichem Stahl, gefertigt und ist an ihrem Innenrande mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch 21 versehen. Dieser Flansch ist mit einer glatten, bearbeiteten Fläche 22 versehen, die senkrecht zur Trommelachse steht. Innerhalb der Bremstrommel sind zwei halbkreisförmige Bremsschuhe 23 (Abb. 4) befestigt, die gegen den Bremsbelag 19 zur Abbremsung des Rades gespreizt werden können. Im dargestellten Falle besteht jeder Bremsschuh aus einem im Querschnitt T-förmigen Gußkörper, der mit einer inneren Ver-. Stärkungsrippe 24 versehen ist, welche aus einem Stück mit einem peripherischen Flansch 25 besteht. Dieser Flansch bildet den Träger für einen Belag 26, dessen äußere Fläche beim Anziehen der Bremse mit dem Bremsbelag 19 zusammenarbeitet. Zweckmäßig besteht dieser Belag ebenso wie der Bremsbelag 19 aus einem hitzebeständigen Metall, beispielsweise Stahl, das für eine längere Zeitdauer der Wärmeentwicklung und der Abnutzung Widerstand leistet. Die Belege werden durch Schrauben 27 auf den Bremsschuhen gehalten.

Wie insbesondere in Abb. 4 dargestellt ist, besitzen die Bremsschuhe eine solche Länge, daß zwischein ihren einander zugekehrten Enden Zwischenräume verbleiben, in denen Nocken 28 befestigt sind. Die Nocken können jede geeignete Form aufweisen; die dargestellte ist verhältnismäßig kurz und mit flachen Seitenflächen und abgerundeten Kanten versehen. Diese Nocken arbeiten mit den gegenüberliegenden Flächen von Rippen 29 zusammen, die an den Enden der Bremsschuhe angeordnet sind. Wie ersichtlich, ist es möglich, mittels der Nocken die Bremsschuhe mit erheblicher Kraft auseinanderzuspreizen, wenn diese Nocken in einer der beiden Richtungen gedreht werden. Um die Bremsschuhe in dauerndem Eingriff mit den Nocken und hierdurch die Bremse in der Lösestellung zu halten, wenn die Nocken sich in ihrer Ruhestellung befinden (Abb. 4), sind zwei Paare von Zugfedern 30 vorgesehen, die zwischen die Enden von Bolzen 31, die in den Rippen 24 angeordnet sind, gespannt sind.

Um das offene Ende der Bremstrommel abzuschließen und die Nocken 28 und die Bremsschuhe in der richtigen Lage zu halten, ist ein Teil 32 auf der feststehenden Achse 13 unter Sicherung gegen Drehung befestigt.

Der Teil 32 ist ein Gußstück in Form einer kreisförmigen Platte, die durch radial sich nach außen erstreckende Rippen 33 verstärkt ist und einen NabenteÜ34 aufweist, der die Achse 13 aufnimmt und mit derselben durch einen Federkeil 3 5 verbunden ist. Jede der horizontalen Rippen 33 ist mit einer Verdickung36 (Abb. 2,3) versehen, in der eine einen Kopfbolzen 37 aufnehmende Bohrung angeordnet ist. Dieser Bolzen erstreckt sich durch einen nach innen offenen Schlitz 38 der Rippe 24 eines jeden Bremsschuhes. Auf den äußeren, mit Gewinde versehenen Enden der Bolzen sind Muttern 39 angeordnet, mittels deren die Bremsschuhe derart eingestellt werden können, daß sie die richtige Lage gegenüber dem Bremsbelag 19 haben.

In der unteren senkrechten Rippe 33 ist in einem Auge 40 parallel zu der Trommelachse eine Bremswelle 41 gelagert, an deren innerem Ende sich der untere Spreiznocken 28 befindet. An dem anderen Ende der Bremswelle ist außerhalb des Abschlußteiles

32 ein Kurbelarm 42 befestigt. Eine entsprechende Bremswelle 43, die auf ihrem inneren Ende den oberen Spreiznocken, 28 trägt und in einem Auge 44 der oberen Rippe

33 angeordnet ist, ist an ihrem äußeren Ende mit einem Kurbelarm 45 versehen. Wenn einer der beiden Arme 42 oder 45 in irgendeiner Richtung geschwenkt wird, wird der zugehörige Spreiznocken 28 die Bremsschuhe nach außen gegen den Bremsbelag 19 auseinanderspreizen, wobei sich die Bremsschuhe mit ihrem anderen Ende gegen den nicht benutzten Nocken stützen und um ihren Berührungspunkt drehen. Wie ersichtlich, übertragen die Nocken die auf die Kurbelarme ausgeübten Kräfte mit großem mechanischem Wirkungsgrad auf die Bremsschuhe, sobald die Nocken geschwenkt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel soll der Arm 45 von Hand betätigt werden und ist zu diesem Zwecke drehbar an eine Stange 46 angelenkt, die zu irgendeinem Bedienungspuinkt führt. Eine derartige Hilfsbremsvorrichtung könnte beispielsweise vorgesehen werden, wenn die Bremse gemäß der Erfindung an den Hinterrädern von Kraftfahrzeugen Anwendung finden soll, bei denen es wünschenswert ist, daß die Bremse unabhängig von der gewöhnlichen Fußbremse betätigt werden kann.

Es soll nun beschrieben werden, auf welche Weise die kinetische Energie eines sich bewegenden Fahrzeuges als Quelle für die Bremskraft verwendet wird. Zu dem genannten Zweck ist mit dem Kurbelarm 42 eine Vorrichtung verbunden, die im wesentlichen aus einer elektromagnetischen Kupplung besteht, deren treibender Teil die Bremstrommel ist und deren getriebener Teil mechanisch mit dem freien Ende des Kurbelarmes 42 verbunden und derart ausgebildet

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ist, daß er sich an die Bremstrommel anpreßt und durch Drehung mit derselben den Spreiznocken betätigt. Damit der getriebene Teil der Kupplung aufhört, sich mit der Bremstrommel weiterzudrehen, nachdem die Bremsklötze auseinandergespreizt sind, anderseits aber die Bremsklötze in der Bremsstellung hält, ist die Kupplung als Rutschkupplung ausgebildet. Diese Kupplung besteht aus dem. Flansch 21 der Bremstrommel und einem beweglichen magnetischen Anker in Form eines Kreisringes 47 (Abb. 2 und 3), der eine glatt bearbeitete Fläche 48 aufweist, die eine große, mit der Oberfläche 22 des Flansches zusammenarbeitende Reibungsfläche bildet. Der Ring wird gegen den Flansch gleichförmig an allen Punkten durch einen magnetischen Fluß gedruckt, der in dem Ring erzeugt wird und auf den Flansch 21 einwirkt. Zu diesem Zwecke ist eine Kreisnut 49 in der Stirnseite des· Ringes eingearbeitet, die eine Drahtspule 50 enthält, mittels deren der magnetische Fluß durch den Ring erzeugt werden kann. Die Zahl der Spulenwindungen hängt im wesentlichen von der auf dem Fahrzeuge verfügbaren Stromquelle ab. Die Kraft, die bestrebt ist, den Ring zu drehen, ist proportional der Reibungsfläche und dem durch die Erregung der Spule erzeugten magnetischen Fluß. Daher können durch die vorliegende Anordnung zwei Veränderliche derart vergrößert werden, daß die kinetische Energie des sich bewegenden Fahrzeuges eine praktisch unbegrenzte Quelle für die Bremskraft bildet.

Um eine Axialbewegung des Magnetringes 47 gegenüber der Trommel 16 zu ermöglichen, ist der Träger 32 mit einer ringförmigen Schulter 51 versehen, die parallel zu der Trommelachse gerichtet ist. Der Durchmesser der Schulter ist derart gewählt, daß sie in den Ring 47 hineinpaßt, der hierdurch in zentrierter Lage gleitend getragen wird. Durch die durch Erregung der Spule 50 hervorgerufene magnetische Anziehung des Flansches 21 und des Ringes 47, die mindestens auf einem Teil ihrer wirksamen Fläche ständig miteinander in Berührung sind, werden die Stirnfläche 48 des Ringes und die bearbeitete Fläche 22 des Flansches 21 so stark aneinandergepreßt, daß der Ring 47 durch die Trommel wie bei einer Reibungskupplung mitgenommen wird.

Das Eindringen von Schmutz und Wasser zwischen die Reibungsflächen 22 und 48, durch das die Wirkung der Kupplung in Frage gestellt werden könnte, wird auch noch durch Einkapselung des Magneten verhindert. Diese Einkapselung besteht in einer ringförmigen, an dem Träger 32 befestigten Haube 52, die sich an die Schulter 51 anschließt und mit einem umgebogenen Rand 53 bis über den Flansch 21 greift. An diesen Flansch ist eine geneigte Ablenkfläche 54 vorgesehen, die das Zurückhalten von Wasser vor dem Eintritt zwischen die Flanschen 21 und 53 bewirkt. In Augen 56 (Abb. 1) der Haube eingeschraubte Bolzen 5 5 verhindern ein Abheben des Magnetringes 47 von dem Flansch 21.

Die mechanische Verbindung zwischen dem Ring 47 und dem Kurbelarm 42 weist einen Bolzen 57 auf, der in dem Ring 47 befestigt ist und sich parallel zu der Ringachse durch einen in der Haube 52 gebildeten bogenförmigen Schlitz 58 erstreckt. Außerhalb der Haube ist auf dem Bolzen 57 ein Hebel 59 derart drehbar gelagert, daß sich dieser Bolzen bei der Bewegung in Achsrichtung, die er mit dem. Ring 47 ausführt, in dem Hebel 59 seitlieh verschieben kann. Das freie Ende dieses Hebels wird durch das gegabelte Ende des Kurbelarmes 42 aufgenommen und ist mit diesem durch einen Bolzen 60 verbunden. Zweckmäßig ist der Bolzen 57 auf dem Ring 47 derart angeordnet, daß die auf den Arm 42 ausgeübte Kraft rechtwinklig zu diesem Arm zur Erzielung eines möglichst großen Drehmomentes und einer großen Bremskraft einwirkt. Der Arm 42 kann jede geeignete Länge aufweisen. Diese Länge bestimmt die Stellung des Bolzens 57 auf dem Magnetring.

Um zu verhindern, daß Staub, Straßenschmutz o. dgl. durch den Schlitz 58 in die Bremse gelangt, ist innerhalb der Haube 52 eine längliche, flache Platte angeordnet, die nachgiebig gegen die innere, flache Seite einer den Schlitz 58 umgebenden Rippe gedrückt wird, und zwar durch eine Feder 62 (Abb. ς), die einen in der Haube 52 befestigten Stift 63 umgibt und zwischen den äußeren Teil der Haube 52 und das mit einem Kopf versehene äußere Ende des Stiftes geschaltet ist. Der Bolzen 57 erstreckt sich durch ein Loch in der Platte 61, so daß diese Platte sich mit dem Ring 47 bewegt. Diese Bewegung der Platte wird durch einen Schlitz 64 ermöglicht, durch den der Tragstift 63 hindurchgeht. Der ungeschlitzte Teil der Platte 61 schließt den Schlitz 58 in jeder Stellung des Bolzens 57 ab. Die Länge der Schlitze 58 und 64 ist derart, daß eine Bewegung des Magnetringes in beiden Richtungen möglich ist, auch wenn die Auflagen auf die Bremse abgenutzt sind.

Wie in Abb. 3 dargestellt, kann die Magnetspule 50 von einer beliebigen Stromquelle, beispielsweise einer Akkumulatorenbatterie 6, aus gespeist werden. Die Zuführung des Stromes kann von Hand oder selbsttätig durch einen Widerstand 66 geregelt werden. Die zu der Stromquelle führenden beiden Zu-

führungsdrähte 6j münden in eine hohle Kappe 68, die eine in der Haube gebildete Öffnung 69 abschließt. In der Kappe befinden sich zwei isolierte Kontaktstifte 70, die unter der Wirkung von Federn 71 in Eingriff mit Kontaktstreifen 72 gedrückt werden, die mit den Enden der Magnetspule verbunden sind. Die Federn 71 drücken auf den Magnetring 47 ständig nachgiebig gegen den Flansch jo 21 und halten ihn in leichter Berührung damit. Die Kontaktstreifen sind auf einem Isolierstück J3 angeordnet, das .an dem Ring 47 befestigt ist. Sie sind ausreichend lang, um die erforderliche Bewegung des Ringes zu ermöglichen.

Angenommen, das Fahrzeugrad dreht sich und die Teile befinden sich in der in den Zeichnungen dargestellten Ruhelage, so vollzieht sich die Bremsung wie folgt: Der Führer des Fahrzeuges bedient den Schaltarm des Widerstandes und erregt hierdurch den Magneten 50. Der erzeugte magnetische Fluß wirkt auf den umlaufenden Flansch 21 wie auf einen Anker, so daß der mit ihm bereits in Berührung befindliche Ring 47 dermaßen kräftig gegen den Flansch gepreßt wird, daß er von diesem durch Reibung mitgenommen wird. Diese Drehbewegung des Ringes 47 schwenkt den Arm 42 und mit ihm den unteren Nocken 28, der die Bremsschuhe gegen die Trommel spreizt. Ein Teil der kinetischen Energie des sich bewegenden Fahrzeuges wird auf diese Weise benutzt, die Bremsschuhe gegen den Bremsbelag 19 zu drücken. Wenn die Reibung zwischen dem Bremsbelag 19 und den Bremsschuhen so groß ist, daß die Reibung zwischen dem Ring 47 und dem Flansch 21 überwunden wird, gleitet der Ring gegenüber der Trommel. Er wird in Bremsstellung während der Drehung der Trommel gehalten, bis das Rad stillsteht. Die Bremsen bleiben dann so lange angezogen, wie der Magnet erregt ist. Um die Bremsen zu lösen, wird daher der Erregerstrom unterbrochen, worauf der Druck der Bremsbacken aufhört und die Teile unter der Wirkung der Federn 30 in die Lösestellung zurückkehren können. Die Reibungskraft zwischen dem Magnetring und der Trommel und somit die auf die Bremsschuhe ausgeübte Bremskraft ist direkt proportional der durch die Magnetspule fließenden Stromstärke. Die genannten Größen können daher leicht durch irgendeinen Widerstand bekannter Bauart geregelt werden, der sowohl von Hand als auch selbsttätig bedient werden kann. Mit einer derartigen Anordnung läßt sich ein Ausgleich der Bremswirkung bei allen Fahrzeugrädern erreichen.

Die elektrische Bremse der beschriebenen Art ist außerordentlich beanspruchungsfest und billig, dabei kräftig, wirksam und zuverlässig in der Wirkung. Infolge der sehr gedrängten Anordnung der Teile ist die Bremse besonders zum Gebrauch in Verbindung mit Fahrzeugrädern, hauptsächlich Vorderrädern von Vierradfahrzeugen, geeignet. Durch Anordnung der Reibungsfläche, gegen die sich der Magnet anlegt, in nennenswertem Abstande von der Drehachse der Trommel wird eine Kraft gewonnen, die an dem Bolzen 57 verfügbar wird. Die Größe des Hebelarmes 42 bestimmt weiterhin die Kraft, die an den Spreiznocken zur Wirkung kommt. Vorteilhaft wird der Kurbelarm drehbar auf einer Achse gelagert, die innerhalb des Magnetringes liegt. Diese Kraftübersetzung ergibt eine sehr erhebliche Bremskraft, trotzdem der Magnet selbst nur wenige Amperewindungen aufweist. Dadurch ist die An-Ordnung von metallischen Auflagen auf die Bremsklötze ermöglicht, welche der gewöhnlich auftretenden Abnutzung standhalten. Durch Verwendung einer Antriebsvorrichtung mit sehr großem Bewegungsbereich gegenüber den gewöhnlichen Handbremsen wird jedes durch Abnutzung bedingte Spiel in den Teilen bei jeder Bremsung ausgeglichen. Eine häufige Nachstellung der Bremsen wird auf diese Weise vermieden. go

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Bremse, insbesondere für Fahrzeuge, bei der die kinetische Energie des abgebremsten Fahrzeuges benutzt wird, um unter dem Einfluß von Reibungselementen, die durch Magnetismus gegeneinander beweglich sind, Bremsmittel in Berührung mit einer Bremstrommel zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand des zur Erzeugung der Bremswirkung verwendeten magnetischen Kreises zwischen den in bekannter Weise dicht beieinander liegenden, ring- -105 förmig ausgebildeten Reibungselementen mindestens auf einem Teil ihrer wirksamen Fläche dadurch konstant erhalten wird, daß die Reibungselemente mindestens auf diesem Teil der wirksamen Fläche ständig nachgiebig gegeneinandergedrückt werden.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen