DE2508771A1

DE2508771A1 - Druckmittelbetaetigte scheibenbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2508771A1
Application number: DE19752508771
Authority: DE
Inventors: Erich Reinecke
Original assignee: WABCO WESTINGHOUSE GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1976-09-09
Also published as: ES445629A1; YU48776A; ATA125276A; NL7602041A; FR2302454B1; HU174654B; IT1062216B; FR2302454A1; CH598975A5; JPS6039898B2; SE428237B; DE2508771C2; JPS51111574A; PL112704B1; US4026391A; AT372505B; SE7602189L; GB1516519A; SU713541A3

Description

Hannover, deii 27.2.1975 WP 3/75 r— . ,

[ NACHGEREICHT

Wabco Westinghouse GmbH, Hannover ,, ; ^Λ

Λ. Λ As*

Druckmittelbetätigte Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Scheibenbremsen, welche heute zu einem selbstverständlichen Element im Personenwagenbau geworden sind, werden in zunehmendem Maße auch in Nutzfahrzeuge, vor allem der unteren bis mittleren Gewichtsklasse mit rein hydraulischen oder kombinierten Bremsanlagen, eingebaut.

Für liutzfahrzeuge der oberen Gewichtsklasse mit reiner Druckluftbremsanlage sind Scheibenbremsen durch die deutschen Anmeldungen mit den Aktenzeichen P 24 42 971 und P 2 44 160 bekannt geworden. Es handelt sich um Vollbelagscheibenbremsen mit umlaufendem außen offenen Bremsgehäuse und zwischen den Gehäusehälften in Umfangrichtung fest, axial beweglich angeordneten, die Bremsbeläge tragenden Bremsringen mit einer zwischen den Bremsringen gelagerten pneumatischen Betätigung sowie einem das Bremsgehäuse umfassenden, die Bremsringe tragenden stationären Bremsträger. Die zwischen den Bremsringen angeordnete pneumatische Betätigung ist dabei als Ringzylinder und Ringkolben ausgebildet, wobei der Querschnitt des Ringzylinders ein liegendes U bildet.

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Durch die Abnutzung der Scheibenbremsbeläge entsteht jedoch in den Ringzylindern ein Totvolumen, welches bei der Größe von Lastwagen-Vollscheibenbremsen bei je einem Millimeter . Belagabnutzung um etwa 0,15 1 pro Rad zunimmt, was bei 4/5 zulässiger Abnutzung, welches einem Wert von etwa 8 mm entspricht, eine maximale Totvolumenvergrößerung von etwa 1,20 1 pro Rad ergibt.

Da es sich bei rein hydraulischen oder druckluftgesteuerten hydraulischen Bremsanlagen um geschlossene Hydraulik-Systeme handelt, in welchen kein Druckmittelverlust ständig ergänzt werden muß, kann der Druckmittelmehrbedarf, welcher durch Belagverschleiß und der damit zusammenhängenden Vergrößerung des Totvolumens entsteht, durch einfache Maßnahmen, beispielsweise durch den Einbau von entsprechend großen Hachfüllbehältern gedeckt werden.

Bei reinen Druckluftanlagen muß jedoch das durch Verschleiß der Bremsbeläge entstandene Totvolumen bei jedem Bremsvorgang zusätzlich belüftet werden was bedeutet, daß mit fortschreitendem Belagverschleiß die Druckluft-Erzeugeranlage immer mehr Druckluft fördern muß, um die steigende aus den Behältern entnommene Druckluftmenge nachzufüllen. Hilfe würde eine Vergrößerung des Druckluftvolumens durch den Einbau von Luftpressern mit größerem Hubvolumen evtl. auch von größeren Druckluftbehältern bringen, was jedoch in den meisten Fällen

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wegen der geringen Platzverhältnisse im Fahrzeug und aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht realisierbar ist.

Außerdem wäre es nicht möglich - aufgrund des großen Totvolumens - den pneumatischen Druck in dem Ringzylinder in der vorgeschriebenen Zeit aufzubauen.

Bei druckmittelbetätigten Scheibenbremsen mit integrierten Federspeicher verliert bei zunehmendem Belagverschleiß die Feder an Spann- bzw. Druckkraft.

Außerdem ist bei den durch die Veröffentlichungen bekannten druckmittelbetätigten Vollscheibenbremsen keine Einrichtung vorhanden, welche die Bremsbeläge bei nichtbetätigter Bremse sicher von den umlaufenden Bremsscheiben löst. Die Bremsbeläge können also auch bei normalem Fahrbetrieb ständig schleifen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Nachstelleinrichtung zu schaffen, welche die durch die Abnutzung der Bremsbeläge entstehende Hubvergrößerung automatisch ausgleicht. Gleichzeitig stellt sich die Aufgabe, die Bremsbeläge beim Beenden des Bremsvorganges von den Bremsscheiben zu lösen.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der im Anhang befindlichen Zeichnungen in Aufbau und Funktion erläutert.

Die Abbildungen stellen dar:

Fig. 1 Eine druckmittelbetätigte Scheibenbremse mit einem sowohl für die Betriebsbremsanlage als auch für die Federspeicherbremsanlage gemeinsamen Ringkolben und mit der schematischen Anordnung einer automatischen Nachstelleinrichtung.

Fig. 2 Die Betätigungseinrichtung einer druckmittelbetätigten Scheibenbremse mit je einem Ringkolben für die Betriebsbremsanlage und für die Federspeicherbremsanlage mit der ausführlichen Anordnung einer automatischen Nachstelleinrichtung.

Fig. 3 Die Wirkverbindung der Nachstellringe über die Schrägflächen.

Fig. 4 Die Klemm- bzw. Rasteinrichtung zwischen Nachstellring und Ringkolben.

Fig. 5 Den Klemmring zwischen Druckring und Ringkolben.

Fig. 6 Den Klemmring auf dem Außendurchmesser des Druckringes,

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Der Aufbau ist wie folgt:

Die Achse 1 eines Fahrzeugs trägt auf den Lagern 2 die Nabe 3, an der mittels Radbolzen 4 und Radmuttern 5 das Rad befestigt ist. Schrauben 6 verbinden die Bremsscheiben 7 und 8 mit der Habe 3. Die feststehenden Teile der Bremse bestehen aus den Bremsringen 9 und 10 mit den beim Bremsen mit den umlaufenden Bremsscheiben 7 und 8 in Reibschluß stehenden Bremsbelägen 11 und 12, welche in Umlaufrichtung fest, axial frei beweglich an durch Schrauben 13 am Achsflansch 14 befestigten Bremsträger 15 aufgehängt sind.

Die Betätigung der Bremse besteht entsprechend Pig. 1 aus einem zwischen den Bremsringen 9 und 10 gelagerten Ringzylinder 16 und einem in diesem axial beweglich gelagerten, durch Dichtringe abgedichteten Ringkolben 17· Eine zwischen dem Boden des Ringzylinders 16 und dem Ringkolben 17 befindliche Kammer 18, in welche ein Federelement 19 angeordnet sein kann, steht über deren Anschluß 20 und leitung 21 mit dem Motorwagen-Bremsventil 22 in Verbindung, während die zwischen Ringkolben 17 und dem Deckel 16a des Ringzylinders befindlichen Kammern 23a und 23b über Anschluß 24 und Leitung 25 mit dem Handbremsventil 26 in Verbindung stehen.

Entsprechend Fig. 2 besteht die Betätigung der Bremse ebenfalls aus einem zwischen den Bremsringen gelagerten Ringzylinder 16, jedoch sind darin zwei axial beweglich ge-

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lagerte, zueinander in Wirkverbindung stehende Ringkolben und 27 gelagert. Die durch die Ringkolben 17 und 27 abgegrenzte, von der Wirkverbindung 28 durchdrungene Ringkammer wird durch die !rennwände 29a und 29b abdichtend in die Ringkammem 23a und 31a bzw. 23b und 31b geteilt. In der zwischen dem Boden des Ringzylinders 1*6 und dem Ringkolben 17 befindlichen Kammer 18 ist das Pederelement 19 angeordnet.

Die Betriebsbremskammern 31a und 31b, welche mit dem Hotorwagen-Bremsventil über Anschluß 32 in Verbindung stehen, befinden sich zwischen den !Trennwänden 29a/29b und dem Ringkolben 27, und die mit dem Handbremsventil über Anschluß 24 in Verbindung stehenden Kammern 23a und 23b befinden sich zwischen den Trennwänden 29a/29b und dem Ringkolben 17·

Der Aufbau der erfindungsgemäßen automatischen Kachstellung wird nachstehend anhand der Pig. 2 beschrieben. In Flg. 1 befindet sich diese Nachstellung in dem die Verbindung zwischen Kolben 17 und Bremsring 10 herstellenden Druckring 17a.

Die Nachstellung besteht aus einer Spreizeinrichtung, deren Spreizmittel, ein Nachstellring 33 und ein Nachstellring 34 entsprechend Pig. 2 im Ringkolben 27 untergebracht sind, wobei der Nachstellring 33 Teil des Ringkolbens 27 ist und der Nachstellring 34« drehbar in Umfangrichtung gelagert, mit

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seinen stirnseitigen in Pig. 3 dargestellten Schrägflächen 35 und den Schrägflächen 36 des Nachstellringes 33 in Verbindung steht. Die Verbindung zwischen dem Ringkolben 27 und dem nicht dargestellten Bremsring bildet ein über die Nachstellringe 33 und 34 abgestützter, im Ringkolben 27 gelagerter Druckring 37. Auf dem Naehstellring 33 sind in Umfangrichtung wirkende Federn 38 angeordnet und zwischen Nachstellring 34 und Ringkolben 27 bzw. Druckring 37 ist eine in Fig. 4 dargestellte Klemm bzw. Rasteinrichtung 39 vorgesehen. Ein zwischen Druckring 37 und Ringkolben 27 angeordneter in Fig. 5 dargestellter Klemmring 40 stellt einen Reibschluß zwischen diesen beiden Bauteilen her.

Am Außenumfang des Druckringes 37 sind zwecks Aufnahme der Stege 41a, eines auf dem Außenumfang des Druckringes 37 angeordneten Klemmringes 42 Ringnuten 43 und 44 angeordnet, welche in Axialrichtung durch Nuten 45 verbunden sind. Ein die Axialbewegung des Klemmringes bei normalem Bremsvorgang begrenzender Anschlag 46 ist mit dem Ringzylinder 16 fest verbunden. Fig. 6 stellt diese Anordnung ausführlich dar. Eine den Ringkolben 27 in eine bestimmte Lage zwingende Feder 47 ist in einer Aussparung des Ringkolbens 27 angeordnet und wird durch die Scheibe 48 begrenzt. Zwecks Aufnahme eines SpezialWerkzeuges dient eine Nut 49 des Nachstellringes 34.

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Die Punktion der druckmittelbetätigten Scheibenbremse entsprechend Fig. 1 ist wie folgt:

Beim Betätigen des Motorwagen-Bremsventile 22 wird die Ringkaramer 13 über die Leitung 21 und Anschluß 20 belüftet. Der sich darin aufbauende Druck bewegt auf der einen Seite den Ringkolben 17 mit Bremsring 10 und Bremsbelag 12 gegen die umlaufende Bremsscheibe 8 und auf der anderen Seite den Ringzylinder 16 mit Bremering 9 und Bremsbelag 11 gegen die umlaufende Bremsscheibe ?. Beim Betätigen des Handbremsventils 26 werden die unter Druck stehenden Kammern 23a und 23 b entlüftet, so daß das vorgespannte IPederelement 19 die Aufgabe übernehmen kann, welche bei einer Betriebsbremsung die Druckluft in Kammer 18 ausübt *

Die Punktion der Scheibenbremse entsprechend Fig. 2 1st folgendermaßen:

Beim Betätigen des Motorwagen-Bremsventils werden über Anschluß 32 die Kammern 31a und 31b belüftet« Der sich hierin aufbauende Druck drückt auf der einen Seite den Ringkolben mit Bremsring und Bremsbelag gegen die umlaufende Bremsscheibe und auf der anderen Seite den Ringzylinder 16 mit dem Bremsring und Bremsbelag gegen die andere umlaufende Bremsscheibe·

Beim Betätigen des Handbremsventils werden über Anschluß 24 die Kammern 23a und 23b entlüftet, so daß die Spannung der feder 19 auf der einen Seite den Kolben 17 zueammen mit dem damit in Wirkverbindung stehenden Kolben 27 mit Druckrlag 37» Bremsring und Bremsbelag gegen die umlaufende Bremsscheibe und auf der anderen Seite den Ringayliader 16 mit der Bremsscheibe und Bremsbelag gegen die andere umlaufende Bremsscheibe drückt.

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Die Funktion der erfindungsgemäßen automatischen Nachstellung wird nachfolgend anhand der Pig. 2 eingehend beschrieben. -

Bei Belüftung des Ringzylinderraumes 31a/31b über Anschluß wird wie bereits beschrieben die Betriebsbremsanlage betätigt. Dabei bewegt sich der Ringkolben 27 nach links. Die Kraft des Ringkolbens 27 wird über den Nachstellring 33, dessen Schrägfläche 36 der Schrägfläche 35 auf den Nachstellring 34 und von diesem auf den Druckring 37 übertragen, der den Bremsring an die Bremsscheibe anpreßt.

Bei Bewegung des Ringkolbens 27 nach links bewegen sich also auch über die Nachstellringe 25 und 26 abgestützt der Druckring 37 nach links und nimmt dabei den Klemmring 42 mit. Überschreitet der Kolbenhub aufgrund von Bremsbelagverschleiß einen bestimmten vorgegebenen Hub, so schlägt der Klemmring 42 an der Anschlagschraube 46 an.

Dieser Anschlag 46 hält dann den Klemmring 42 fest. Bei weiterer Bewegung des Druckringes 37 nach links gleitet der Klemmring 42 auf dem Druckring 37· Sobald die Bremse wieder gelöst wird, bewegt sich der Druckring 37 zusammen mit Ringkolben 27 und dem Klemmring 42 wieder nach rechts,bis der Klemmring 42 wieder am Ringzylinder 16 bzw. an der mit dem Ringzylinder 16 verbundenen Scheibe 48 anschlägt. Von diesem Moment an hält der Klemmring 42 den Druckring 37 relativ zum Ringzylinder 16 fest und läßt keine weitere Bewegung in

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den Ringzylinder mehr zu, dagegen wird nun der Ringkolben durch die Feder 47 bis in die Nullage zurückgedrückt, d. h. bei weiterem Zurücklaufen des Ringkolbens 27 bewegt sich dieser relativ zum Druckring 37 und gibt dabei den Nachstellring 34 frei, so daß sich dieser unter der Kraft der Feder wie in Fig, 2 und Fig. 3 dargestellt in Umfangrichtung verdreht, bis die Schrägflächen 35 und 36 der Nachetellringe 33 und 34 wieder spielfrei aneinander liegen und somit die durch Bremsbelagverschleiß entstandene Hubvergrößerung des Ringkolbens 27 ausgeglichen ist.

Der zwischen dem Druckring 37 und dem Ringkolben 27 angeordnete, einen Reibschluß herstellenden Klemmring 40 verhindert, daß bei gelöster Bremse die Feder 38 über den Nachsteilring den Druckring 37 gegen den Bremsring drückt und damit die Bremse auch in unbetätigtem Zustand zum Schleifen bringt.

Beim Neubelegen der Bremse muß der Druckring 37 so weit wie möglich wieder zum Ringkolben 27 bewegt werden. Um den Druckring 37 eindrücken zu können, muß zunächst die Klemmwirkung des Klemmringes 42 durch Lösen der Anschläge 46 und Verdrehen des Kleramringes 42 in Umfangrichtung, so weit bis die Stege 41a des Klemmringes 42 in die Nuten 45 des Druckringes 37 hineingreifen und damit die Klemmwirkung zwischen Klemmring 42 und Druckring 37 aufgehoben wird. Die Ringnuten 43 und 44 sind an der Stelle des Druckringes 37 vorgesehen, an der der Klemmring 42 bei neu belegter Bremse (Ringnut 43) und bei verschlissenem Bremsbelag (Ringnut 44) steht. Diese Ringnuten 43 und

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44 erleichtern das vorstehend "beschriebene Drehen des Klemmringes 42 in ümfangrichtung.

Mit einem Spezialschlüssel wird dann manuell in die Nut 49 des Nachstellringes 34 eingehakt und der Nachstellring 34 entgegen der Kraft der Feder 38 gedreht, nachdem zuvor die Klemmeinrichtung 39 entfernt wurde.

Der so zurückgedrehte Nachstellring 34 wird dann mit Hilfe des Werkzeugs dem Arretierbolzen 50 gegenüber dem Ringkolben 27 gegen Drehung in Umfangrichtung gesichert.

Wird dann Druck in die Kammern 31 a/31b eingesteuert oder die Kammern 23a/23b entlüftet, so drückt der Bremsring den Druckring 37 in den Ringkolben 27.

Anschließend wird dann der Arretierbolzen 50 entfernt, der Klemmkörper 39 eingesetzt, der Klemmring 42 wieder in die eigentliche Betriebsposition montiert und die Bremsringe mit neuen Bremsbelägen montiert. Der gesamte Vorgang des Neubelegens ist somit abgeschlossen.

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Claims

Patentansprüche

1.(Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Scheibenbremse mit Ringzylinderzuspannung, wobei in mindestens einem Ringzylinder mindestens ein gedichteter Ringkolben axial frei beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ringkolben (17) und Bremsring (10) und/oder zwischen Ringzylinder (16) und Bremsring (9) eine Spreizeinrichtung (33/34) zwischengeschaltet ist, über die sich Ringkolben (17) oder der Ringzylinder (16) auf den Bremsringen (10) bzw. (9) abstützt und die eine auf Grund von Brems"belagverschleiß eintretende Hubvergrößerung des Ringkolbens (17) durch Vergrößerung des Abstandes zwischen Ringkolben (17) und Bremsring (10) und/oder Ringzylinder (16) und Bremsring (9) kompensiert.

2. Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreiz- oder Nachstelleinrichtung aus einem oder mehreren sich an stirnseitig angebrachten Schrägflächen (35 und 36) abstützenden von der Fahrzeugachse durchdrungenen Nachstellringen (33 und 34) besteht und daß mindestens einer der Ringe in Umfangrichtung drehbar gelagert ist.

3· Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der an den Nachstellringen (33 und 34) stirnseitig angebrachten Schrägflächen (35 und 36)

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kleiner ist als 2 χ tgβ wobei β der Reibwert zwischen den Nachstellringen (33 und 34) bzw. dem Naehstellring und dem Druckring (37) ist.

4· Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den oder auf die mit Schrägflächen versehenen Naehstellring (34) oder Nachstellringe (33/34) eine oder mehrere Druck- oder Zugfedern (33) in Umfangrichtung wirkt oder wirken, derart, daß eine durch die Federkraft erwirkte Drehung des Ringes (34) oder der Ringe (33/34) in Umfangrichtung eine Abstandvergrößerung der den Schrägflächen des jeweiligen Ringes gegenüberliegenden Stirnflächen ergibt und dadurch eine Hubvergrößerung des Ringkolbens aufgrund von Bremsbelagverschleiß kompensiert wird.

5. Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite mit Schrägflächen (36) versehene Naehstellring (33) Teil des Ringkolbens (27) ist.

6. Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellringe (33/34) axial zwischen einem Ringkolben (27) und einem Druckring (37) gelagert sind und mindestens einer der Nachstellringe (33/34) in Umfangrichtung drehbar ist und daß der Druckring (37) gegenüber dem Ringkolben (27) axial verschiebbar ist und zwischen

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Ringkolben (27) und Druckring (37) ein Reibschluß besteht und daß der Reibschluß so groß ist, daß die in Umfangrichtung auf den Nächst eilring (34) wirkende Federkraft nicht im Stande ist den Druckring (37) von dem Ringkolben (27) durch Drehung des Nachstellringes (34) über die Schrägflächen (35) und (36) voneinander zu entfernen und daß auf dem Druckring (37) eine Klemmeinrichtung (42) vorgesehen ist, die in Richtung Ringkolben (27) bzw. Ringzylinder (16) auf dem Druckring (37) reibschlüssig, axial verschiebbar ist und in entgegengesetzter Richtung auf den Druckring (37) eine Klemmwirkung ausübt und daß der Druckring (37) zusammen mit dem Klemmring (42) axial um ein vorgegebenes Maß relativ zum Ringzylinder (16) bewegbar ist und daß Mittel - wie Druckluft - in Kammer (23a) und (23b) bzw. Feder (47) vorgesehen sind, die den Ringkolben (27) beim Lösen der Bremse immer in die Ausgangsstellung zurückbringen.

7. Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ringkolben (27) und Nachstellring (34) bzw. zwischen Druckring (37) und Nachstellring (34) eine Klemm- bzw. Rasteinrichtung (39) vorgesehen ist, die eine Drehung des Nachstellringes (34) in Umfangrichtung entgegen der auf den Nachstellring (34) wirkenden Kraft der Feder (38) verhindert.

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8. Pneumatisch, hydraulisch oder feder "betätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (39) herausnehmbar oder entsperrbar ist und dann der Nachstellring (34) entgegen der Kraft der Feder (38) manuell verdrehbar ist.

9. Pneumatisch, hydraulisch oder federbetätigte Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (37) umlaufende Ringnuten (43) und (44) trägt und daß diese Ringnuten durch mindestens eine axial verlaufende Nute (45) verbunden ist und daß der Klemmring (42) an dem dem Druckring (37) zugewandten Durchmesser derart mit entsprechenden Nuten (41) versehen ist", so daß durch relatives Verdrehen des Klemmringes (42) zum Druckring (37) in Umfangrichtung die Klemmwirkung zwischen Klemmring (42) und Druckring (37) dadurch aufgehoben wird, daß die Stege (41a) des Klemmringes (42) in den Nuten (45) des Druckringes (37) hineinragen und umgekehrt die Stege (45a) des Druckringes (37) in die Nuten (41) des Klemmringes (42) und daß der Axialweg des Klemmringes (42) bei normalem Bremsvorgang durch einen am Ringzylinder (16) befestigten Anschlag (46) begrenzt ist.

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