DE1480522C - Trommelbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trommelbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die in beiden Drehsinnen selbstzentrierend arbeitet.

Es ist bereits eine Trommelbremse bekannt, die ein Paar Bremsbacken aufweist, die an einander benachbarten Enden abgestützt und deren Enden durch eine Betätigungsvorrichtung aufspreizbar sind und sich an dem Betätigungsende mit flachen Stützflächen gegen einen um eine gegenüber dem Gehäuse der Trommelbremse feststehende Achse drehbaren Ankerblock abstützen, wobei eine Fläche des Ankerblocks flach ausgebildet ist, so daß sie an der flachen Stützfläche des angrenzenden Bremsbackens anliegen kann, während die andere Fläche des Ankerblocks gekrümmt ist, so daß sie in einer Linienberührung mit der flachen Stützfläche des angrenzenden Bremsbackens steht.

Eine derartige Ausbildung einer Bremse arbeitet nicht voll befriedigend, denn es hat sich gezeigt, daß der eine der Bremsbacken dazu neigt, in der Ruhestellung an der Trommel zu schleifen, so daß unnötige Wärme erzeugt, der Verschleiß des Bremsbelages beschleunigt wird und auch lästige Geräusche erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trommelbremse der obengenannten Art zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist und die eine selbsttätige, zuverlässige Zentrierung der Bremsbacken nach dem Lösen der Bremse besorgt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im wesentlichen darin zu sehen, daß bei einer Trommelbremse der obengenannten Art der Krümmungsmittelpunkt der gekrümmten Fläche des Ankerblocks und die Berührungslinie dieser Fläche mit dem Ende des angrenzenden Bremsbackens radial außerhalb einer Linie liegen, die¹ durch die Achse des Ankerblocks sowie rechtwinklig auf die flache Stützfläche des anderen Endes des angrenzenden Bremsbackens gelegt ist.

Vorzugsweise bilden die flachen Anlageflächen (Stützflächen) der Bremsbacken jeweils einen vorbestimmten Winkel mit einem Radius, der sich durch die Achse des Ankerblocks erstreckt, und der Mittelpunkt liegt in einem Winkel, der größer ist als der vorbestimmte Winkel, oberhalb einer horizontalen, rechtwinklig zu dem Radius und durch die Achse des Ankerbiocks verlaufenden Linie.

Vorzugsweise ist eine Federanordnung vorgesehen, die die Stützflächen der Bremsbacken in Berührung mit den Betätigungsflächen des Ankerblocks hält.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist ein Zapfen vorgesehen, der den Ankerblock drehbar trägt, und umfaßt die Federanordnung ein Paar Federn, die jeweils an einem Bremsbacken und dem Zapfen angreifen.

Die Erfindung ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel an Hand schematischer Zeichnungen ergänzend beschrieben.

F i g. 1 ist ein Schnitt durch eine Ausführungsform der Bremse nach der Erfindung;

F i g. 2 ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine ausschnittsweise Ansicht der selbsttätig zentrierenden Einrichtung nach der Erfindung in deren Ruhestellung, in größerem Maßstab;

Fig. 4 ist eine Darstellung entsprechend Fig. 3 zur Veranschaulichung der selbstzentrierenden Wirkung beim Bremsen bei Rückwärtslauf der Bremstrommel.

Die als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Radbremse 10 (Fig. 1 und 2) weist eine Tragplatte 11 mit mehreren Durchgangslöchern 12 zur Befestigung derselben an einer nicht dargestellten starren Tragkonstruktion eines Fahrzeugs mit geeigneten Befestigungsmitteln auf. Die Tragplatte 11 hat ferner in der Mitte eine Öffnung 13, durch die die nicht dargestellte Achse durchgeführt ist, die eine mit ihr drehfest verbundene und beim Betrieb des

ίο Fahrzeugs in bezug auf die Tragplatte 11 umlaufende " Bremstrommel 14 trägt. Die Radbremse 10 ist mit einem primären und einem sekundären Bremsbacken

15 bzw. 16 ausgestattet, deren jeder eine Rippe 17 und einen Flansch 18 aufweist, an dem ein Reibbelag 19 befestigt ist. Die Backen 15 und 16 sind an der Tragplatte 11 gelagert und durch Führungsstifte 20 und Führungsstangen 21 in gleitfähiger Anlage an der Tragplatte geführt, so daß sie in bezug auf die zugeordnete Bremstrommel 14 ausgerichtet gehalten sind.

Wie in F i g. 1 gezeigt, hat der primäre Bremsbacken 15 einen vorderen und einen hinteren Endabschnitt 22 bzw. 23, und der sekundäre Bremsbacken weist ebenfalls einen vorderen und einen hinteren Endabschnitt 24 bzw. 25 auf. Zwischen dem hinteren Abschnitt 23 des primären Bremsbackens 15 und dem vorderen Endabschnitt 24 des sekundären Bremsbackens 16 ist eine übliche Einstelleinrichtung 26 angeordnet. Das Einstellglied 26 weist eine links- und eine rechtsgängige Schraube 27 bzw. 28 auf, die in eine Schloßmutter 29 eingeschraubt sind. Zum Einstellen der links- und der rechtsgängigen Schraube ist an der Schloßmutter 29 ein Sterngriff 30 vorgesehen, und eine Schraubenfeder 31 verbindet den hinteren Endabschnitt 23 des Backens 15 und den votderen Endabschnitt 24 des Bremsbackens 16, so daß die beiden Bremsbacken mit dem Einstellglied 26 in Berührung gehalten sind. Die Schraubenfeder 31 greift außerdem in den Sterngriff 13 ein und verhindert eine unbeabsichtigte Drehung desselben, so daß die eingestellte Stellung der Backen gesichert ist.

Die Bremsbacken 15 und 16 sind ferner mit einander gegenüberliegenden Ausschnitten 32 versehen, die in den Rippen 17 in der Nähe des vorderen Endabschnittes des Bremsbackens 15 und des hinteren Endabschnittes des Bremsbackens 16 gebildet sind und die geschlitzten Enden von Schubstangen 34 aufnehmen. Die Schubstangen 34 sind mittels nicht dargestellter Kolben eines üblichen, an der Tragplatte 11 montierten Bremszylinders 35 betätigbar. Der vordere Endabschnitt 22 des Bremsbackens

15 und der hintere Endabschnitt 25 des Bremsbackens

16 sind mit ebenen geneigten Anlageflächen 36 bzw. 37 (Fig. 3) versehen. In der Ruhestellung der Bremsbacken liegen die Flächen 36 und 37 an einem Ankerklotz 38 an. Die rechte Seite des Ankerklotzes 38 ist zu einer ebenen Fläche 39 ausgebildet, die zu der ebenen geneigten Fläche 37 des hinteren Endabschnittes 25 des Bremsbackens 16 komplementär ist und diesem eine Widerlagerfläche für vollflächige Anlage darbietet. Die linke Seite des Ankerklotzes 38 ist zu einer konvexen Fläche 40 ausgebildet, die in der Ruhestellung der Bremsbacken die geneigte Fläche 36 des vorderen Endabschnittes 22 des Bremsbackens 15, wie im folgenden noch näher beschrieben, entlang einer Linie berührt.

Der Ankerklotz 38 (F i g. 2) ist an einem Anker-

zapfen 41 gelagert, der an der Tragplatte 11 befestigt ist. Der Zapfen 41 weist einen Bund 42 auf, der einen Distanzhalter bildet, und hat einen im Durchmesser abgesetzten Abschnitt 43, an dem der Ankerklotz 38 drehbar gelagert ist, und einen Abschnitt 44 von noch kleinerem Durchmesser, an dem ein Bremsbackenführer 45 montiert ist, dessen in der Richtung der Zapfenachse gemessene Dicke größer ist als die Länge des Abschnittes 44. Über den zweiten Abschnitt 44 von vermindertem Durchmesser hinaus springen ein Hals 46 und ein kegelig ausgebildeter Kopf 47 des Zapfens 41 auswärts vor.

Die Belagträgerflansche 18 der Bremsbacken 15 und 16 sind mit je einem Haken 48, 49 (F i g. 1) versehen, und zwischen dem Hals 46 des Zapfens 41 und jedem der Haken 48, 49 ist eine Schraubenfeder 50 bzw. 51 als Rückführfeder zum Zurückführen der Bremsbacken in die Ruhestellung nach dem Lösen der Bremse gespannt. Wie ersichtlich, übt der kegelig ausgebildete Kopf 47 des Ankerzapfens 41 auf die Enden der Federn 50, 51, die am Zapfen verankert

~y sind, eine Keilwirkung aus, die die Federenden zur Anlage unter Reibung an dem Bremsbackenführer . 45 drängt, der seinerseits gegen den Ankerklotz 38 anliegt und eine Drehung des letzteren verhindert, wenn die Bremsbacken 15 und 16 während der Bremsbetätigung von dem Ankerklotz abgehoben sind.

Zu der selbstzentrierenden Einrichtung (Fig. 3 und 4) gehören ein Ankerklotz 38 und die an ihm anliegenden Bremsbackenenden 36 und 37. Die Drehachse α des Ankerklotzes 38 liegt auf einem vertikalen Halbmesser r, der nicht dargestellten Fahrzeugachse und Drehachse der Trommel 14. Die geneigten oder ebenen Widerlagerflächen 36 und 37 der Bremsbacken 15 bzw. 16 sind unter vorherbestimmten gleichen Winkeln χ in bezug auf die Halbmesserlinier von einem Punkt X₁ geneigt ausgebildet, und die Fläche 39 des Ankerklotzes 38 ist der Widerlagerfläche 37 komplementär und befindet sich normalerweise mit dieser in vollflächiger Berührung. Die gekrümmte Fläche 40 des Ankerklotzes 38 ist mit einem Halbmesser y um einen Punkt y_t gekrümmt,

' dessen Verbindungslinie mit dem Zapfenmittelpunkt α um einen Winkel ζ gegen das Lot auf die Radiuslinie versetzt ist, der größer ist als der Neigungswinkel χ der ebenen Flächen 36, 37 der Bremsbacken 16, 15. Die gekrümmte Fläche 40 ist mit anderen Worten mit einem Halbmesser y um den Punkt ^₁ gekrümmt, der gegen das Lot auf die Fläche 36 des primären Bremsbackens 15 durch den Punkt α so versetzt ist, daß der Ort der Berührung zwischen den Flächen 36 und 40 entlang der Linie t oberhalb des Drehpunktes des Klotzes 38 liegt. In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein Versatzwinkel ζ von 3OV2⁰ bei einem Winkelx von 19° die Lage des Berührungspunktes so bestimmt, daß er in der Nähe der radial äußeren Kante der Widerlagerfläche 36 in bezug auf die Achse der Trommeldrehung liegt, so daß, wie im folgenden noch erläutert wird, das auf den Ankerklotz 38 ausgeübte Drehmoment ein Maximum ist.

Die Federn 50 und 51 sind bestrebt, die Bremsbacken 15 und 16 gegen den Ankerklotz 38 zu ziehen, und jede der Federn entwickelt eine Rückführkraft, wenn der ihr zugeordnete Bremsbacken bei der Betätigung der Bremse vom Ankerklotz abgehoben ist. Diese federnde Rückführkraft F₁ wirkt beim einen Bremsbacken entlang einer radialen, gegen die Achse α des Ankcrklotzes gerichteten Geraden. Da jedoch der Mittelpunkt der gekrümmten Fläche 40 des Ankerklotzes versetzt ist, kommt beim anderen Bremsbacken eine Kraft F₀ entlang einer Linie oberhalb des Mittelpunktes der Drehung des Klotzes um den Ankerzapfen (oder oberhalb der normalen Kraftlinie der Kraft zur Achse a) zur Wirkung und erzeugt ein auf den Ankerklotz wirkendes Drehmoment. Durch dieses von der Kraft F₉ entwickelte Drehmoment wird der Ankerklotz verdreht, und dies gewährleistet das Lösen der Bremsbacken 15, 16',von der Trommel 14 nach dem Lösen der Bremse in selbsttätig zentrierender Weise.

Wirkungsweise

Zur Beschreibung der Wirkungsweise der Einrichtung sei zunächst angenommen, daß die Bremstrommel 14 entgegen dem Uhrzeigersinn oder vorwärts umläuft (Pfeile in F i g. 1 und 3).

Im Bremszylinder 35 wird der Druck eines Mediums aus einer nicht dargestellten üblichen Druckmittelquelle zur Wirkung gebracht, und die Kolben und Kolbenstangen 34 des Bremszylinders werden auswärts bewegt, so daß der Reibbelag 19 der Bremsbacken 15 und 16 zum Angriff an der Trommel 14 gelangt und diese abbremst. Da die Bremsbacken an der Einstelleinrichtung 26, die dem Bremszylinder 35 diametral gegenüberliegen, schwenkbar montiert sind und da der Angriff im wesentlichen augenblicklich erfolgt, wird das vordere Ende oder der obere Endabschnitt 22 des primären Bremsbackens 15 zur Berührung mit der Bremstrommel 14 bewegt, und die Fläche 37 des hinteren Endabschnittes 25 des sekundären Bremsbackens wird im wesentlichen radial auswärts zur Anlage an die Trommel bewegt. Da ferner der Drehsinn der Trommel der Bewegungsrichtung des vorderen Endabschnittes 22 entspricht, erzeugt die Trommel eine selbsttätige zusätzliche Bremsbetätigungskraft, die dazu führt, daß die auf den Bremsbacken 15 ausgeübte Kraft vervielfacht und auf den vorderen Endabschnitt 24 des Bremsbackens 16 über die Einstelleinrichtung 26 übertragen wird, wobei der hintere Endabschnitt 25 des Bremsbackens 16 den Ankerklotz 38 in der erwähnten Weise berührt. Da die zusätzliche, vom Bremsbacken 16 entwickelte Bremskraft die vom Bremsbacken 15 entwickelte Bremskraft erhöht, wirkt auf den Ankerklotz 38 die Summe der Bremskräfte beider Bremsbacken.

Bei Drehung der Trommel im Uhrzeigersinn (»rückwärts«) wird der Bremsbacken 15 zum sekundären Bremsbacken und der Bremsbacken 16 zum primären Bremsbacken. Bei Rückwärtsdrehung wird ferner der Endabschnitt 25 des primären Bremsbackens 16 zum vorderen Endabschnitt und der Abschnitt 24 zum hinteren Abschnitt.

Bei Zweibackenbremsen ohne Selbstzentrierung hat eine übermäßige Verformung der Bremstrommel, wie sie unter schweren Bremslasten auftritt, zur Folge, daß die Bremsbacken unter Keilwirkung an der Bremstrommel klemmen. Dieses Klemmen ist eine Folge davon, daß auf den sekundären Backen ungleich verteilte Kräfte wirken, und beruht im allgemeinen darauf, daß zwischen der Trommel und dem vorderen Endabschnitt des Backens oder der Trommel und dem hinteren Endabschnitt des Bakkens übermäßig hohe Kräfte wirksam sind. Die USA.-Patentschrift 2 755 889 greift auch diese

i 480 522

Schwierigkeiten auf, es hat sich aber gezeigt, daß immer noch ein Schleifen zwischen dem hinteren Abschnitt 25 des sekundären Bremsbackens 16 und der Trommel 14 nach einer Betätigung der Bremse auftritt. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung gleitet der hintere Endabschnitt 25 des sekundären Bremsbackens 16 derart an der Fläche 39 des Ankerklotzes 38 entlang, daß der Bremsbacken als Ganzes radial auswärts zur Anlage an die Bremstrommel bewegt wird (wobei, wenn erforderlich, der Ankerklotz verdreht wird), so daß die Bremskräfte über die volle Flächenausdehnung des Bremsbelages 19 ausgeglichen sind. In ähnlicher Weise hat der primäre Bremsbacken 15 sich vom Ankerklotz 38 entfernt (so daß er eine Drehung des Ankerklotzes unter dem Einfluß des Bremsbackens 16 infolge der auf diesen ausgeübten Bremskräfte, wenn erforderlich, gestattet), und der Bremsbacken 15 befindet sich in Berührung mit der Bremstrommel 14, und die Rückführfeder 50 ist gespannt.

Wenn die Bremse gelöst wird, indem der Druck im Bremszylinder 35 beseitigt wird, bewegt die Rückfuhrfeder 50, die dem primären Bremsbacken zugeordnet ist, den Bremsbacken 15 zurück zur Anlage an der gekrümmten Fläche 40 des Ankerklotzes 38. Das Einstellglied 26 zwischen den Bremsbacken 15 und 16 verursacht eine Bewegung des sekundären Bremsbackens 16, im allgemeinen im Uhrzeigersinn, die Erfahrung hat jedoch bestätigt, daß der hintere Endabschnitt 25 des Bremsbackens 16 immer noch mit der Trommel 14 im oberen Teil der Bremse, in dem dem Ankerklotz 38 benachbarten Teil, unter der Kraft der dem sekundären Bremsbacken zugeordneten Rückführfeder 51 in Berührung bleibt. Der beim Rückführen des Bremsbackens 15 gegen die gekrümmte Fläche 40 des Ankerklotzes 38 wirkende Stoß wird auf den Ankerklotz an der Stelle der Linienberührung übertragen, und da die Kraft F₂ oberhalb der Drehachse des Klotzes wirkt, wird der Ankerklotz verdreht. Diese Drehbewegung des Ankerklotzes hat eine Verschieben des Bremsbackens 16 im Uhrzeigersinn zur Folge, dem jedoch die Feder 51 entgegenwirkt, so daß eine resultierende Kraft erzeugt wird, die den Bremsbacken 16 von der Fläche der Bremstrommel abhebt und nach innen zu verschiebt und somit die Gefahr des Schleifens ausschaltet. Schließlich wird die vollflächige Berührung zwischen dem Ankerklotz 38 und dem sekundären Bremsbacken 16 (F i g. 3) wiederhergestellt.

Beim Betätigen der Bremse bei entgegengesetztem Umlaufsinn (Pfeil in Fig. 4) wirkt der Druck im Bremszylinder 35 auf den Bremsbacken 16 (der infolge der entgegengesetzten Drehrichtung der Bremstrommel der primäre Bremsbacken ist) und bewegt dessen vorderen Endabschnitt 25 zur Berührung mit der Bremstrommel 14. Die selbsttätige mechanische Erhöhung der Bremskraft tritt in ähnlicher Weise auf wie bei einer Bremsbetätigung beim Vorwärtslauf, und die Summe der Bremsdrehmomente beider Bremsbacken wird von dem Ankerklotz 38 aufgenommen, der den Ankerbremsbacken 15 entlang einer Linie berührt. Da jedoch das Drehmoment der bei umgekehrtem Drehsinn zur Wirkung gebrachten Bremse normalerweise bei weitem nicht so groß ist wie das beim Bremsen bei vorwärts gerichtetem Drehsinn, genügt eine Berührung zwischen dem Bremsbacken 15 und dem Ankerklotz 38 entlang einer Linie, während zwischen dem Bremsbacken 16 und dem Ankerklotz eine vollflächige Berührung für die Aufnahme der größeren Bremskraft bei vorwärts gerichtetem Drehsinn aufrechterhalten werden muß. Ferner wird das Drehmoment der Bremse von dem primären Bremsbacken über den sekundären Bremsbacken 15 auf die gekrümmte Fläche 40 des Ankerklotzes 38 übertragen und ruft eine Verdrehung des Ankerklotzes derart hervor, daß die Berührungsstelle auf einer Kraftlinie F₁ durch das Zentrum a des Ankerzapfens 41 liegt, so daß die Bremskraft auf diesen übertragen wird. Derⁿprimäre Bremsbacken 16 hat sich von dem Ankerklotz beim Bremsen beim Rückwärtslauf fortbewegt und behindert daher diese Drehung des Ankerklotzes nicht; wenn die Bremse gelöst wird, berührt der Bremsbacken 16 die ebene Fläche 39 des Ankerklotzes 38 zunächst entlang einer Linie und überträgt auf den Ankerklotz eine Kraft F₂ oberhalb des Drehpunktes des Ankerklotzes, und das Drehmoment verdreht den Ankerklotz und bringt die selbstzentrierende Einrichtung in ihre Ruhestellung nach Fig. 3. Diese Drehung des Ankerklotzes 38 schaltet die Möglichkeit des Schleifens des Bremsbackens 15 an der Trommel 14 in ähnlicher Weise aus, wie beim Lösen der Bremse nach dem Bremsen beim Vorwärtslauf die entsprechende Tätigkeit der Einrichtung ein Schleifen zwischen dem Bremsbacken 16 und der Bremstrommel ausschaltet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Trommelbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Paar Bremsbacken, die an

einander benachbarten Enden abgestützt sind ü'rid deren andere Enden durch eine Betätigungsvorrichtung aufspreizbar sind und sich an dem Betätigungsende mit flachen Stützflächen gegen einen um eine gegenüber dem Gehäuse der Trommelbremse feststehende Achse drehbaren Ankerblock abstützen, wobei eine Fläche des Ankerblocks flach ausgebildet ist, so daß sie an der flachen Stützfläche des angrenzenden Bremsbackens anliegen kann, während die andere Fläche des Ankerblocks gekrümmt ist, so daß sie in einer Linienberührung mit der flachen Stützfläche des angrenzenden Bremsbackens steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsmittelpunkt der gekrümmten Fläche (40) des Ankerblocks und die Berührungslinie (t) dieser Fläche mit dem Ende des angrenzenden Bremsbackens radial außerhalb einer Linie liegen, die durch die Achse (a) des Ankerblocks und rechtwinklig auf der flachen Stützfläche (36) des anderen Endes des angrenzenden Bremsbackens gelegt ist.

2. Trommelbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Stützflächen (36,

37) der Bremsbacken (15, 16) jeweils einen vorbestimmten Winkel (x) mit einem Radius (r) bilden, der sich durch die Achse des Ankerblocks erstreckt, und daß der Mittelpunkt in einem Winkel (z), der größer ist als der Winkel (x), oberhalb einer horizontalen, rechtwinklig zu dem Radius und durch die Achse des Ankerblocks verlaufenden Linie liegt.

3. Trommelbremse nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß eine Federanordnung (50,51) vorgesehen ist, die die Betätigungsflächen (36,37) der Bremsbacken (15, 16) in Berührung mit den Stützflächen (39, 40) des Ankerblocks (38) hält.

4. Trommelbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zapfen (41) vorgesehen ist, der den Ankerblock drehbar trägt, und daß die Federanordnung ein Paar Federn (50, 51) umfaßt, die jeweils an einem Bremsbacken (15 oder 16) und dem Zapfen (41—) angreifen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 541/71