DE1006680B

DE1006680B - Scheibenreibungsbremse mit sich selbst steigernder Bremskraft

Info

Publication number: DE1006680B
Application number: DEW7933A
Authority: DE
Original assignee: Wingfoot Corp
Current assignee: Wingfoot Corp
Priority date: 1951-08-08
Filing date: 1952-02-20
Publication date: 1957-04-18
Also published as: BE509604A; GB713797A; FR1051023A; US2663384A; CH311012A

Description

Die Erfindung betrifft Scheibenreibungsbremsen mit sich selbst steigernder Bremskraft.

Es sind bereits Scheibenreibungsbremsen mit sich selbst steigernder Bremskraft bekannt, die mit je einem auf beiden Seiten einer Bremsscheibe angeordneten, gegen die und von den Bremsscheibenseiten schwenkbaren, einen Bremsblock tragenden Bremsarmen versehen sind.

Scheibenreibungsbremsen dieser Gattung haben infolge der sich selbst steigernden Bremskraft, wobei das Drehmoment des sich bewegenden Teiles dazu verwendet wird, einen Teil der Bremskraft zu liefern, besondere Vorteile. Sie sind deshalb, besonders schon bei Kraftfahrzeugen, nutzbar gemacht worden.

Die bisher bekannten Bremsen dieser Art zeigen jedoch gewisse Mängel hinsichtlich der Bauart und der Tatsache, daß durch die sich selbst steigernde Bremskraft leicht ein Verklemmen oder sogar Blockieren der Bremse eintritt, was mit Ausnahme von besonderen Bremsvorrichtungen unerwünscht ist.

Die Erfindung verbessert daher diese Bremsenart dadurch, daß die Drehachse der Bremsarme parallel zu dem Scheibenradius liegt, der durch den Reibflächenmittelpunkt geht und daß eine Seitenfläche der Bremsscheibe eine Seite eines rechtwinkligen Dreiecks bildet, dessen andere Seite die Senkrechte von der Drehachse des Bremsarmes auf die Bremsscheibenfläche ist und dessen Hypotenuse durch die Linie bestimmt wird, welche die Drehachse des Bremsarmes mit dem Reibflächenmittelpunkt verbindet, wobei der Tangens des Winkels an der Drehachse des Bremsarmes etwa Eins und nicht mehr als plus oder minus 30% beträgt.

Die Drehrichtung der Scheibe während des Bremsens ist dabei im allgemeinen eine solche, daß sie die Bremsblöcke zwischen die Bremsscheibe und die Drehzapfen der Bremsarme zu treiben sucht.

Durch die Erfindung wird eine Bremse, insbesondere eine Einscheibenbremse geschaffen, bei der infolge der vorstehenden Ausbildung kein Verklemmen oder Blockieren der Bremse eintritt und die neben geringerem Kraftaufwand zum Bremsen eine gute Bremswirkung bei verhältnismäßiger Einfachheit, Robustheit und dadurch längerer Lebensdauer aufweist.

Die Bremse nach der Erfindung kann sowohl mechanisch als auch durch hydraulische Einrichtungen oder durch eine Kombination beider Betätigungsarten betätigt werden, wobei daß Maß der Steigerung der Bremskraft im Belieben der Bedienung liegt und mit einem Mindestmaß an Kraftaufwand ein Höchstmaß des Bremsmomentes erreicht wird.

Weitere Einzelheiten gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen Scheibenreibungsbremse
mit sich selbst steigernder Bremskraft

Anmelder:

Wingfoot Corporation,
Akron, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2,

und Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald,

Herbertstr. 22, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. August 1951

hervor, die ein Ausführungsbeispiel einer Bremse nach der Erfindung zeigen und in welchem

Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, einer Bremse gemäß der Erfindung ist;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, welche die Befestigungsplatte für die Bremsvorrichtung zeigt;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

In der dargestellten beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung ist mit 1 ein Achsgehäuse bezeichnet. Die Hinterradbremsen sind auf dem Achsgehäuse befestigt, welches drehbar eine Achse aufnimmt, während die Vorderradbremsen mit einem Flansch mit einer sich nicht drehenden Achse verbunden sind, auf welcher ein Rad drehbar angeordnet ist. Um die Achse drehbar oder auf derselben drehbar befestigt ist eine Nabe 2, die ein Rad 3 mit einer Tiefbettfelge oder einer anderen Felge 4 trägt. Eine Bremsscheibe 5 besteht mit dem Rad aus einem Stück oder ist an demselben befestigt. Die Befestigung des Rades 3 auf der der Nabe 2 erfolgt beispielsweise mittels Schrauben 6.

Die Achse oder das Gehäuse 1 ist von einer Platte 7 umgeben, welche durch Schrauben 8 an dem Gehäuse 1 befestigt ist. Die Platte weist einen sich in radialer Richtung erstreckenden Arm auf, welcher die Bremseinrichtung 10 trägt. Diese umfaßt einen die Bremsschuhe tragenden Arm 11, der sich zu beiden Seiten der Scheibe 5 erstreckt und von der Platte 7 mittels Schrauben 9 getragen wird.

An den Arm 11 ist ein Paar Bremsschuhe 12, 13 angelenkt, die zu beiden Seiten der Bremsscheibe 5

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angeordnet sind, wie Fig. 1 zeigt. Die Bremsschuhe 12 und 13 sind mit Zungenteilen 14 bzw. 15 versehen, die mit dem Tragarm 11 mittels Zapfen 16 gelenkig verbunden sind. Auf diese Weise sind die Bremsschuhe in einer Ebene drehbar beweglich, die zur Ebene der Scheibe 5 senkrecht steht.

Auf der nach innen gerichteten Fläche jedes Bremsschuhes sind Reibkörper 17 befestigt, deren Stirnflächen unter einem solchen Winkel angeordnet sind, daß sie mit der Scheibe 5 an einander gegenüberliegenden Stellen in gleitenden Eingriff treten. Hierzu ist zu bemerken, daß der Winkel so bemessen ist, daß bei Abnutzung der Stirnflächen der Blöcke diese Stirnflächen sich immer mehr parallel zu den Oberflächen der Bremsschuhe 12 und 13 ausbilden und die Bremsschuhe selbst immer mehr in die parallele Stellung zu der Scheibe 5 bewegt werden. Wenn die äußeren Enden der Bremsschuhe gegeneinander bewegt werden, wird die Scheibe zwischen den Reibkörpern festgeklemmt.

Um die äußeren Enden der Bremsschuhe gegeneinander zu bewegen und die Scheibe zwischen den Reibkörpern 17 festzuklemmen, ist eine an sich bekannte hydraulische Einrichtung vorgesehen, die aus dem Zylinder 18 und dem Kolben 19 besteht. Die äußeren Enden der Bremsschuhe 12 und 13 ragen über den Umfang der Scheibe 5 hinaus und sind mit Bohrungen 20 bzw. 21 versehen. Ein Zugorgan in Form eines Bolzens 22 ist am Kolben 19 befestigt und erstreckt sich durch die Bohrungen 20 und 21. Eine Unterlegscheibe 23, deren eine Fläche kugelförmig ausgebildet ist und die in der Bohrung 21 sitzt, bildet einen sich selbst ausrichtenden Sitz für den Zylinder 18. Eine ähnliche Unterlegscheibe 24 bildet einen Sitz für die Stellschraube 25, welche auf den Bolzen 22 aufgeschraubt ist, um die hydraulische Einrichtung und das Zugorgan zu einer Einheit zu verbinden.

Wenn durch die öffnung 26 Druckflüssigkeit in den Zylinder 18 gelangt, wird der Kolben 19 relativ zum Zylinder bewegt, wodurch bewirkt wird, daß sich die Enden der Bremsschuhe gegeneinander bewegen. Diese Bewegung ergibt die gewünschte Bremswirkung, indem die Scheibe 5 zwischen den Reibkörpern 17 festgeklemmt wird. Bei Abnutzung des Reibmaterials kann ab und zu eine Nachstellung der Schraubenmutter 25 vorgenommen werden, so daß der Eingriff der Reibkörper mit der Scheibe erfolgt, wenn sich der Kolben 19 in einer Stellung befindet, die in der Mitte zwischen den durch den Zylinder 18 bestimmten Enden des Hubweges des Kolbens liegt.

Die Drehung der Scheibe zwischen den Reibkörpern 17 erzeugt eine Reibungskraft, welche die Bremsschuhe um ihre Drehachsen zu verdrehen sucht. Wenn man annimmt, daß die normale Drehung der Scheibe im Uhrzeigersinn erfolgt (vgl. Fig. 2), so sucht die Reibungskraft die Bremsschuhe in derselben Richtung zu verdrehen, wie die durch die hydraulische Betätigungsvorrichtung zur Wirkung gebrachte Bremskraft. Die Gesamtbremskraft wird daher durch die Reibungskraft, die durch den Reibungseingriff zwisehen den Reibkörpern 17 und der sich drehenden Scheibe 5 erzeugt wird, erhöht. Die Größe der' durch diese Selbststeigerung entwickelten Bremswirkung ist eine Funktion a) des Reibungskoeffizienten, b) des senkrechten Abstandes zwischen der Oberfläche der Scheibe und der Drehachse jedes Bremsschuhes und c) der Entfernung zwischen Reibkörpermitte und der Ebene, in welcher die Drehzapfen 16 liegen.

Durch sorgfältige Auswahl dieser Entfernungen, vorzugsweise in dem dargestellten Verhältnis, wird eine gute Selbststeigerung ohne Verklemmen oder Blockieren erzielt. Unter Berücksichtigung der üblichen Koeffizienten für trockene Reibung der Reibkörper soll ein Verhältnis von ungefähr 1 : 1 verwendet werden, d. h., die Entfernung vom Drehzapfen bis zur Scheibenoberfläche soll ungefähr gleich sein und nicht mehr als ungefähr plus oder minus 30 °/o der Entfernung zwischen der Mitte der Reibkörper 17 und der Ebene der Drehzapfen 16.

Mit anderen Worten, der Tangens des Winkels 32 im rechtwinkligen Dreieck 29-30-31 soll ungefähr Eins und nicht mehr als plus oder minus 30°A> sein unter Berücksichtigung der üblichen Reibungskoeffizienten. Die Linie 29-30 verläuft vom Drehzapfen 16 bis zum Mittelpunkt des Blockes 17, Linie 30-31 vom Drehzapfen senkrecht zur Scheibe und Linie 31-29 längs der Scheibenoberfläche.

Im allgemeinen kann gesagt werden, daß durch die Selbststeigerung eine Zunahme des Bremsdruckes um ungefähr 12 bis 25°/o erzielt wird, und innerhalb der angegebenen Grenzen wird ein Verklemmen oder Flattern der Bremse vermieden. Selbstverständlich kann es in bestimmten Vorrichtungen wünschenswert sein, ein Blockieren der Bremse zu erzielen, und die Selbststeigerung des Bremsdruckes kann durch Verringerung des Tangens des Winkels 32 erhöht werden. Wenn der Tangens des Winkels 32 Eins beträgt, wird unter Berücksichtigung der üblichen Reibungskoeffizienten eine Erhöhung um ungefähr 17%> erzielt.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist zweckmäßig eine federbetätigte Einrichtung vorhanden, durch welche bei Aufhören des Bremsdruckes ohne Rücksicht auf die Abnutzung des Reibmaterials der Spielraum zwischen den Reibkörpern 17 und der Bremsscheibe 5 auf einem Mindestmaß gehalten wird. Zu diesem Zweck ist eine U-förmige Feder 27 vorgesehen, deren Enden Bohrungen aufweisen, durch welche das Zugorgan 22 hindurchgeht. Ein Ende der U-förmigen Feder 27 ist am Bremsschuh 13 mittels der Schraube 28 befestigt. Die Wirkungsweise der U-förmigen Feder ist folgende: Wenn die Enden der Bremsschuhe gegeneinandergezogen werden, legt sich das freie Ende der Feder gegen den Kopf der Schraube 28, und das Zugorgan 22 gleitet durch die Bohrungen der Feder 27. Bei Aufhören der Wirkung des Bremsdruckes öffnet sich jedoch die Feder 27, so daß das Zugorgan 22 in den Bohrungen der Feder festgehalten wird und sich relativ zu derselben nicht bewegen kann. Auf diese Weise wird das Auseinandergehen der Bremsschuhe bei Aufhören der Wirkung des Bremsdruckes durch die federnde Wirkung der Feder 27 begrenzt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß in dem Beispiel die Zwecke der Erfindung durch Schaffung einer Einscheibenbremse erreicht worden sind, bei welcher sich die'Bremskraft selbst steigert und bei welcher die Reibkörper der Bremsschuhe an einander gegenüberliegenden Punkten mit der Bremsscheibe in Eingriff treten.

Claims

Patentansprüche

1. Scheibenreibungsbremse mit sich selbst steigernder Bremskraft, mit je einem auf beiden Seiten einer Bremsscheibe angeordneten, gegen die und von den Bremsscheibenseiten schwenkbaren Bremsarm mit einem Bremsblock, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Bremsarme parallel zu dem Scheibenradius liegt, der durch den Reibflächenmittelpunkt geht und daß eine Seitenfläche der Bremsscheibe eine Seite eines recht-

winkligen Dreiecks bildet, dessen andere Seite die Senkrechte von der Drehachse des Bremsarmes auf die Bremsscheibenfläche ist und dessen Hypotenuse durch die Linie bestimmt wird, welche die Drehachse des Bremsarmes mit dem Reibflächenmittelpunkt verbindet, wobei der Tangens des Winkels an der Drehachse des Bremsarmes etwa Eins und nicht mehr als plus oder minus 30% beträgt.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Scheibe während des Bremsens eine solche ist, daß sie die Bremsblöcke zwischen die Bremsscheibe und die Drehzapfen der Bremsarme zu treiben sucht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 683 622, 820 351.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen