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Diese
Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, die eine zur Drehung mit
einer Nabe angebrachte Scheibe, an entgegengesetzten Seiten der
Scheibe angebrachte Reibungsmaterialbeläge, und Betriebsmittel umfasst,
die betriebsbereit sind, um ein Wirken der Beläge auf entgegengesetzten Seiten
der Scheibe zu verursachen und ein Bremsen der Scheibe und folglich
der Nabe zu bewirken.
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Eine
Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, ist beispielsweise in der US-A-4,433,757 offenbart.
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Bei
einer herkömmlichen
Scheibenbremse vom Punkt-Typ beinhalten die Beläge jeweils einen Klotz aus
Reibungsmaterial, der auf einer Stützplatte angebracht ist. Die
Stützplatten
sind entweder starr oder für
eine Bewegung in Richtung der Scheibe angebracht. Ob der Aufbau
starr oder beweglich ist, hängt
von der Lage des Betriebsmittels in Bezug auf die Baugruppe und
von dem Bremstyp ab. Falls die Bremse vom gleitbaren-Zangen-Typ
ist und sich das Betriebsmittel, beispielsweise ein hydraulisch
betriebener Kolben- und Zylinder-Baugruppe, auf einer Seite der
Scheibe befindet, sind der Klotz und die Stützplatte auf der Seite des
Betriebsmittels der Scheibe beweglich angebracht, während der
andere Klotz und die Stützplatte
starr auf der Zange angebracht werden kann. Falls das Reibungsmaterial
abgenutzt wird, wird der Klotz und die Stützplatte ersetzt, wobei die
Stützplatte
im Allgemeinen weggeworfen wird.
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Herkömmliche
Belag-Baugruppen für
Scheibenbremsen werden hergestellt, indem eine Stützplatte über eine Öffnung einer
Form-Vertiefung angeordnet wird, die ein härtbares, aus Einzelteilen bestehendes
Material enthält
und das aus Einzelteilen bestehende Material gegen die Stützplatte
gepresst wird, um einen an der Stützplatte anhaftenden Klotz auszubilden
und das Material auszuhärten.
Dies ist jedoch ein aufwendiger Vorgang und es ist schwierig sicherzustellen,
dass der Klotz ausreichend an der Stützplatte anhaftet, um den sehr
hohen Scheerkräften,
die während
des Bremens auftreten, zu widerstehen. In der Tat werden häufig besondere
Anstrengungen vorgenommen, um die Anhaftung zu verbessern, beispielsweise
können
Ausbuchtungen oder Einbuchtungen der Stützplatte bereit gestellt werden, um
die Platte mit dem Klotz zu sichern. (Siehe beispielsweise GB 2259553
A und
DE 2365508 A .)
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Scheibenbremse
mit Belägen
bereit zu stellen, die einfacher als jene einer herkömmlichen Scheibenbremse
hergestellt werden können.
Die Erfindung stellt eine Scheibenbremse gemäß Anspruch 1 bereit.
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In
einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse
weisen die Beläge
keine Stützplatten
auf, was die Herstellungs- und Austausch-Kosten bedeutend verringert.
Da keine Stützplatte
vorhanden ist, werden die gegenwirkenden Kräfte von der Seitenwand der Fassung
aufgenommen. Der Belag ist in den Sockel als einstückiger Belag
gesteckt, anstelle als gesondertes, aus Einzelteilen bestehendes
Material eingebracht zu werden. Eindeutig muß der Belag derartig bemessen
sein, dass erst einmal in eine Fassung gesteckt, er ziemlich fest
in der Fassung sitzt und aus der Fassung in Richtung der Scheibe
vorragt. Jedoch ist es nicht notwendig den Belag durch adhäsive oder andere
Mittel in der Fassung zu sichern, da der Belag aufgrund der Nähe zur Scheibe
nicht aus der Fassung "entkommen" kann.
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Die
EP-0 336 465 A offenbart einen Bremsschuh, der eine herkömmliche
Stützplatte
aufweist, die in zylindrischen Sitzen ausgebildet ist, in denen sich
jeweils ein Reibungselement befindet. Es wird nicht vorgeschlagen,
dass die Reibungselemente in die Sitze gesteckt werden.
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Vorzugsweise
weist mindestens einer der Reibungsmaterialbeläge auf der anderen Seite der Scheibe
die Gestalt eines Klotzes aus Reibungsmaterial auf, das in einer
Fassung getragen wird, die in einem zweiten gleitbar angebrachten
Element ausgebildet ist, wobei die Fassung eine der Scheibe zugewandte Öffnung aufweist
und der Belag in die Fassung gesteckt ist. Das zweite gleitbar angebrachte Element
kann in der Gestalt einer Druck-Verteilungs-Platte vorliegen, die
zwischen der Scheibe und den Betriebsmitteln angebracht ist, wobei
die Druck-Verteilungs-Platte
dazu dient, den durch die Betriebsmittel ausgeübten Druck gleichmäßiger auf den
Klotz oder die Klötze
zu verteilen.
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Vorzugsweise
wird mindestens eine der Fassungen durch eine zylindrische Einbuchtung
ausgebildet.
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Um
die Bearbeitung zu verringern ist die Fassung vorzugsweise in einem
Gusselement ausgestaltet, beispielsweise kann die Fassung in ein
Eisen- oder anderes metallisches-Element gegossen werden.
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Um
eine gute Einpassung des Klotzes in die Fassung sicherzustellen
und um eine leichte Entfernung des Klotzes aus der Fassung sicherzustellen, umfasst
der Klotz einen Ring oder eine Aufnahmevorrichtung, der den Abschnitt
des Klotzes, der in die Fassung eindringt, umgibt bzw. einschließt. Der
Ring oder die Aufnahmevorrichtung ist beispielsweise aus Stahl oder
Gusseisen vorgestaltet und aus Einzelteilen bestehendes härtbares
Material wird darin zusammengedrückt
und gehärtet.
Da das Material innerhalb der Fassung keine guten Reibungseigenschaften
benötigt,
kann das Reibungsmaterial des Klotzes eine Schichtstruktur aufweisen,
wobei das Material innerhalb des Klotzes im Vergleich zu dem aus
der Fassung vorragenden eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweist.
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Eine
ausführliche
Beschreibung folgt jetzt, die unter Bezug auf die beiliegenden Figuren,
einer für
die Erfindung beispielhaften Scheibenbremse, gelesen wird.
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1 ist eine diagrammatische
Konzept-Ansicht der beispielhaften Scheibenbremse;
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2 ist eine Querschnitts-Ansicht,
die durch einen Belag der beispielhaften Scheibenbremse vorgenommen
wurde;
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3 ist eine Konzept-Ansicht
des in 2 gezeigten Belags;
und
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4 und 5 sind zu 2 ähnliche
Ansichten von allerdings alternativen Belägen, die für die beispielhafte Scheibenbremse
verwendet werden.
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Die
beispielhaft aufgeführte
Scheibenbremse 10 beinhaltet eine Scheibe 12,
die zur Drehung mit einer Nabe (nicht gezeigt) angebracht ist. Die
Scheibe 12 ist insbesondere starr an der Nabe eines Rads eines
Motorfahrzeugs angebracht und die Scheibenbremse 10 ist
betriebsbereit, um Bremskräfte
auf die Scheibe 12 auszuüben, die auf die Nabe und damit auf
das Rad übertragen
werden, um das Fahrzeug zu bremsen.
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Die
Scheibenbremse 10 beinhaltet Reibungsmaterialbeläge 26 und 32,
die angeordnet sind, um auf die Scheibe 12 zu wirken und
ein Bremsen der Scheibe und folglich der Nabe zu verursachen. Eine
erste Bremsbelag-Anordung 14 ist insbesondere derartig
gelegen, dass deren Beläge 26 auf
eine Seite der Scheibe wirken können
und eine zweite Bremsbelag-Anordung 16 ist derartig gelegen,
dass deren Beläge 32 auf
die andere Seite der Scheibe wirken können. Die Scheibenbremse 10 beinhaltet auch
Betriebsmittel 18, die betrieben werden können, um
die Beläge 26 und 32 zu
bewirken auf die Scheibe zu wirken. Die Belag-Baugruppen 14 und 16 beinhalten
auch eine Tragstruktur, durch die die Beläge 26 und 32 getragen
werden. Die Tragstruktur beinhaltet ein erstes gleitbar angebrachtes
Element 20 in Gestalt einer Zange. Die Zange 20 ist
auf eine herkömmliche
Art auf einem Gleitweg (nicht gezeigt) auf einer Seite der Scheibe 12 angebracht,
um in einer Richtung parallel zur Scheibenachse zu gleiten. Die Zange 20 erstreckt
sich über
einen äußeren umgebenden
Rand der Scheibe 12 auf die andere Seite der Scheibe, auf
der die Beläge 26 angebracht
sind.
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Das
Betriebsmittel 18 beinhaltet eine Kolbenpaar 22,
die als Zylinder (nicht gezeigt) für eine Bewegung in Richtung
der. Scheibe 12 angebracht sind, wenn Druckluft in die
Zylinder eingeleitet wird. Die Zylinder sind auf der gleichen Seite
der Scheibe wie der Gleitweg angebracht, auf dem die Zange 20 angebracht
ist. Die Zylinder sind in einem starren (in Bezug auf die Lage der
Scheibe 12) Gehäuse
(nicht gezeigt) angebracht und in Richtung der Scheibe offen. Anstelle
von Druckluft kann das Betriebsmittel 18 durch, unter Druck
stehendes, hydraulisches Fluid betrieben werden oder irgend ein
anderer geeigneter Kraft-Überträger kann
benützt
werden.
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Die
Zange 20 weist zwei darin ausgebildete Fassungen 24 auf.
Jede dieser Fassungen 24 weist eine Öffnung auf, die in Richtung
der Scheibe 12 zeigt. Die Fassungen 24 sind insbesondere
als ein einstöckiger
Vorsprung 20a der Zange 20 ausgestaltet, die sich
radial in Innenrichtung der Scheibe 12 erstreckt und eine
im wesentlichen flache Oberfläche 20b bereitstellt,
die parallel zu einer der Seitenoberflächen der Scheibe 12 zeigt
und verläuft.
Die Beläge 26 umfassen
jeweils einen Klotz aus Reibungsmaterial, der in einer der Fassungen 24 getragen
ist, wobei der Klotz in die Fassung 24 gesteckt ist. In
diesem Fall liegt der Klotz 26 in Gestalt eines Zylinders
vor, während
die Fassung 24 in Gestalt eines Zylinders von kürzerer Länge, als
der Klotz 26, und von etwas größerem Durchmesser vorliegt.
Die Durchmesser der Fassung 24 und des Klotzes 26 sind
derartig ausgewählt,
dass der Klotz 26 ohne weiteres in die Fassung 24 eingefügt werden
kann, allerdings fest darin sitzt. Einmal in der Fassung 24,
wirkt der Klotz 26 auf die untere Oberfläche 24a und
die Seitenoberfläche 24b der
Fassung 24. Der Klotz 26 ragt über die Oberfläche 20b in
Richtung der Scheibe 12 vor und kann im Betrieb aufgrund
des kleinen Spielraums (selbst bei gelöster Bremse) zwischen der Oberfläche 20a und
der Scheibe 12 nicht aus der Fassung 24 austreten.
Aus diesem Grund ist es nicht notwendig den Klotz 26 darüber hinaus
in der Fassung 24 zu sichern und er kann, beispielsweise
falls er abgenutzt ist, aus der Fassung 24 entfernt und
ersetzt werden. Eine der Fassungen 24 und der darin getragene
Klotz 26, weisen ihre längsverlaufende
Achse mit derjenigen der Kolben 22 ausgerichtet auf. Die
andere Fassung 24 und der darin getragene Klotz 26 weisen
ihre längsverlaufende
Achse mit der von der anderen der Kolben 22 ausgerichtet
auf.
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Die
Tragestruktur beinhaltet auch eine Druckplatte 28, die
auf der Seite der Scheibe 12 zu dem Überstand 20a der Zange 20 gegenüberliegend angebracht
ist und parallel zu den seitlichen Oberflächen der Scheibe 12 verläuft. Die
Druckplatte 28 ist auf einem Gleitweg (nicht gezeigt) für Bewegung
gegen oder weg von der Scheibe 12 angebracht, wobei die
Bewegung parallel zur Scheibenachse verläuft. Die Kolben 22 wirken
auf die Druckplatte 28, auf ihrer zur Scheibe 12 abgewandten
Seite, um sie gegen die Scheibe 12 zu drücken. Die
Druckplatte 28 ist aus Gusseisen gebildet (Stahl und andere
Materialien können
anstelle von Eisen verwendet werden). Die Druckplatte 28 weist
eine im wesentlichen flache Oberfläche 28a auf, die der
Scheibe 12 gegenübersteht.
Zwei Fassungen 30 sind in der Druckplatte 28 ausgebildet,
wobei jede Fassung 30 eine Öffnung in der Oberfläche 28a aufweist,
die in Richtung der Scheibe 12 zeigt. Jeder der Beläge 32 ist
als ein Klotz aus Reibungsmaterial ausgestaltet, der zu denjenigen ähnlich ist,
die die Beläge 26 ausbilden.
Jeder Belag 32 wird von einer der Fassungen 30 getragen, wobei
der Belag 32 in die Fassung 30 gesteckt ist. Genauso
wie mit der Fassung 24 und dem Klotz 26, weist
jeder Klotz 32 die Gestalt eines Zylinders auf, wobei die
Fassung 30 als ein Zylinder, von kürzer Länge als der Klotz 32 und
von etwas größerem Durchmesser,
ausgestaltet ist. Die Durchmesser der Fassung 30 und des
Klotzes 32 sind derartig ausgewählt, dass der Klotz 32 ohne
weiteres in die Fassung 30 eingefügt werden kann, allerdings
fest darin sitzt. Einmal in der Fassung 30, wirkt der Klotz
auf die untere Oberfläche 30a und
die Seitenoberfläche 30b der
Fassung 30. Der Klotz 32 ragt über die Oberfläche 28a in
Richtung der Scheibe 12 vor und kann im Betrieb aufgrund
des kleinen Spielraums (selbst bei gelöster Bremse) zwischen der Oberfläche 28a und der
Scheibe 12 nicht aus der Fassung 30 austreten. Daher
ist es nicht notwendig für
den Klotz 32 weiterhin in der Fassung 30 gesichert
werden und, falls er beispielsweise abgenutzt wird, kann aus der
Fassung 24 entfernt und ersetzt werden. Die Fassungen 30 und
die Klötze 32 weisen
jeweils ihre längsverlaufende
Achse zu derjenigen der Kolben 22 und zu denjenigen einer
der Fassungen 24 und der Klötze 26, ausgerichtet
auf.
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Wie
aus 2 und 3 ersichtlich, können die Klötze 26 ein Reibungsmaterial 26a und
einen Stahlring 26b (Gusseisen stellt eine Alternative
dar) umfassen. Der Ring 26b umschließt ein End-Abschnitt des Klotzes 26b.
Der Ring 26a ist zylindrisch und weist eine Länge auf,
die der Tiefe der Fassung 24 entspricht, so dass die Seiten-Oberfläche 24a der Fassung 24 ausschließlich auf
den Ring 26b wirkt. Der Klotz 32 kann mit, zu
dem Ring 26b ähnlichen, Ringen
versehen werden.
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Bei
dem Betrieb der Scheibenbremse 10, drücken die Kolben 22 auf
die Platte 28 derartig, dass sie gleitet und dadurch die
Klötze 32 zur
Wirkung auf die Scheibe 12 bringt. Anschließend gleitet
die Zange 20 in die entgegengesetzte Richtung, wobei die
Klötze 26 zur
Wirkung auf die andere Seite der Scheibe 12 gebracht werden.
Die durch die Scheibe 12 auf das Reibungsmaterial 26b der
Klötze 26 angewendeten
Kräfte
werden durch die Ringe 26b auf die Zange 20 übertragen,
die auf herkömmliche
Art gegen eine Auflage 34 des Fahrzeugs gegenwirkt. Die
durch die Scheibe 12 auf das Reibungsmaterial der Klötze 32 angewendeten
Kräfte
werden durch ihre Ringe auf die Platte 28 übertragen,
die gegen eine Auflage 34 des Fahrzeugs gegenwirkt.
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4 zeigt eine alternative
Ausführung
des Klotzes 26, in dem der Ring 26b durch eine
Aufnahmevorrichtung 26c ersetzt ist, die dem Ring 26b ähnlich ist,
abgesehen davon dass die Unterseite der Aufnahmevorrichtung 26c die
End-Oberfläche
des Reibungsmaterials 26 bedeckt und es daran hindert an
die Unterseite 24b der Fassung 24 anzuhaften. Die
Aufnahmevorrichtung 26c kann aus. Stahl oder Gusseisen
oder einem anderen geeigneten Material hergestellt werden und alle
Bremsklötze
können
eine derartige Aufnahmevorrichtung umfassen.
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5 zeigt eine weitere alternative
Ausführung
des Klotzes 26, in der das Reibungsmaterial eine Schichtstruktur
und eine Schicht 26d aufweist, die innerhalb der Aufnahmevorrichtung 26c gelegen ist
und die aus einem anderen Material als das Reibungsmaterial 26a besteht.
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Obgleich
die Klötze 26 und 32 in
kreisförmig transversalen
Querschnitt und paarweise vorliegen, können dort irgendeine Anzahl
von Klötzen
irgendeinen transversalen Querschnitt aufweisen.
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Zusammenfassung
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Eine
Scheibenbremse (11) weist Beläge (26, 32)
auf, die in Fassungen (24, 30) getragen sind und eine
geöffnete
Oberfläche
in Richtung der Scheibe (12) aufweisen. Die Beläge umfassen
Klötze
aus Reibungsmaterial, die in die Fassungen gesteckt sind.