DE112015004913B4

DE112015004913B4 - S-nocken-trommelbremsen mit versetzten kurvenrollen

Info

Publication number: DE112015004913B4
Application number: DE112015004913.4T
Authority: DE
Inventors: Fred W. Berwanger
Original assignee: Bendix Spicer Foundation Brake LLC
Current assignee: Bendix Spicer Foundation Brake LLC
Priority date: 2014-11-01
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2023-10-26
Anticipated expiration: 2035-10-24
Also published as: BR112017008217B1; US20160121858A1; AU2015339655B2; RU2663772C1; US9365194B2; BR112017008217A2; CN107110253B; AU2015339655A1; DE112015004913T5; WO2016069387A1; CN107110253A; CA2965805C; CA2965805A1; MX2017005549A

Abstract

Bremse (40), mit:einem Bremsträger (44), der eine mittige Öffnung (62) aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse (64) der mittigen Öffnung (62) durch diese hindurch erstreckt,einer ersten und einer zweiten Bremsbacke (48, 50), wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils ein erstes Ende aufweisen, das schwenkbar mit dem Bremsträger (44) gekoppelt ist, wobei das erste Ende der ersten Bremsbacke (48, 50) und das erste Ende der zweiten Bremsbacke (48, 50) an einem Lagerbolzen (46) gehalten sind, der sich vom Bremsträger (44) erstreckt,einer ersten kreisförmigen Kurvenrolle (58), die an einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke (48) angeordnet ist,einer zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (60), die an einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke (50) angeordnet ist, undeinem Nocken (56) in Eingriff mit der ersten und der zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (58, 60), wobei eine Bewegung des Nockens (56) bewirkt, dass sich die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche bewegen,wobei ein Abstand (d3) von einem Mittelpunkt des Lagerbolzens (46) zu einem Mittelpunkt der ersten Kurvenrolle (58, 60) von einem Abstand (d4) vom Mittelpunkt des Lagerbolzens (46) zu einem Mittelpunkt der zweiten Kurvenrolle (58, 60) verschieden ist,wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils einen Steg (68) und einen Bremsbelagträger (70) aufweisen, der auf dem Steg (68) getragen ist, und wobei ein erstes Ende (78) des Steges (68) eine radial innere und eine radial äußere Aussparung (86, 84) begrenzt, die zur Aufnahme einer entsprechenden ersten bzw. zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (58, 60) ausgebildet sind, wobei der Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) die erste kreisförmige Kurvenrolle (58) in der radial äußeren Aussparung (84) aufnimmt, wobei der Steg (68) der zweiten Bremsbacke (50) die zweite kreisförmige Kurvenrolle (60) in der radial inneren Aussparung (86) aufnimmt.

Description

Diese Erfindung betrifft Fahrzeugbremsen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Trommelbremse, bei der die Bewegungseinrichtung zur Verbesserung der Richtung der Bremsbetätigungskräfte an zueinander versetzten Positionen an den Bremsbacken angreift.
Aus der DE 30 18 022 A1 ist eine Trommelbremse bekannt, die einen Nocken und zwei schwenkbar befestigte Bremsbacken aufweist. Dabei greift der Nocken direkt an den Bremsbacken an und betätigt diese.
Die US 2 044 988 A offenbart eine Trommelbremse mit einer Bremstrommel und einem innerhalb der Bremstrommel angeordneten Bremsklotz, der über einen Hebel gegen die Bremstrommel gedrückt wird.
Des Weiteren zeigt die JP 2003 247 571 A eine Trommelbremse mit zwei Bremsbacken, die an einem Ende mit einer Nachstelleinheit verbunden sind, um den Abstand zwischen den Enden der Bremsbacken und entsprechend des Belagverschleißes nachzustellen. An dem anderen Ende der Bremsbacken ist ein über einen Stab betätigter Nocken angeordnet, der die Bremsbacken betätigt.
Ferner offenbart die JP 2002 266 913 A eine Duo-Servo-Trommelbremse mit zwei Bremsbacken und einer Nachstelleinheit. Die Bremsbacken werden dabei über zwei Hebel betätigt.
Mit Bezug auf 1 ist eine herkömmliche Trommelbremse 10 aus dem Stand der Technik dargestellt. Bei einer herkömmlichen Trommelbremse dreht sich eine Trommel 12 mit einem Rad bzw. Rädern nahe einem Ende einer Achse. Die Trommel 12 bildet eine radial innere Bremsfläche 14. Ein Bremsträger 16 ist um die Achse angeordnet, und ein Paar Bremsbacken 18, 20 sind an einem Ende an dem Bremsträger 16 schwenkbar befestigt. Am entgegengesetzten Ende jeder Bremsbacke 18, 20 greift ein Betätigungselement wie etwa ein Nocken 22 an, um die Bremsbacken 18, 20 zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit der Bremsfläche der Bremstrommel zu bewegen.
Bei einer herkömmlichen S-Nocken-Trommelbremse, wie sie in 1 gezeigt ist, sind Kurvenrollen 24, 26 bzw. Kurvenrollen zwischen den Bremsbacken 18, 20 und dem Nocken 22 angeordnet, um Betätigungskräfte vom Nocken 22 auf die Bremsbacken 18, 20 zu übertragen. Über die Kurvenrollen 24, 26 wird Kraft vom Nocken 22 längs der durch Pfeile 28 bzw. 30 angegebenen Richtung aufgebracht, die sich von einem „Stärkekreis“ des Nockens 22 erstrecken, der durch einen Radius von der Drehachse des insgesamt evolventenförmigen Nockens 22 definiert ist. Der durch die Pfeile 28, 30 dargestellte Kraftvektor kann in zwei Komponenten zerlegt werden - eine durch Pfeile 32, 34 dargestellte Komponente, die die wirksame Bremsbetätigungskraft umfasst, die tangential zum Schwenkbogen der entsprechenden Bremsbacke 18, 20 ist, und eine durch Pfeile 36, 38 dargestellte Komponente, die die Divergenz zwischen der Richtung der vom Nocken 22 auf die Kurvenrollen 24, 26 ausgeübten Kraft und der wirksamen Bremsbetätigungskraft umfasst.
Eine solche Trommelbremse ist auch aus der US 3 368 648 A , der US 3 346 077 A und der CN 203 114 957 U bekannt. Bei der US 3 368 648 A sind die Bremsbeläge der beiden Bremsbacken von Beginn an unterschiedlich dick, so dass die Bremsbacken eine unterschiedliche Stellung haben..
Des Weiteren zeigt die US 3 196 987 A eine Trommelbremse mit einem S-förmigen Nocken, der eine Verzahnung aufweist. Der Nocken kämmt mit gleichermaßen verzahnten Kurvenrollen und betätigt diese.
Die Divergenz zwischen den vom Nocken 22 aufgebrachten, durch die Pfeile 28, 30 dargestellten Betätigungskräften und der durch die Pfeile 32, 34 dargestellten wirksamen Bremsbetätigungskraft hat mehrere Nachteile. Erstens erzeugt die durch die Pfeile 36, 38 dargestellte Kraftkomponente mechanische Belastungen in den Stegen der Bremsbacken 18, 20 und ist besonders hoch, wenn bei ablaufenden Bremsbacken die Kraftkomponente 36, 38 nach außen gerichtet ist. Die erhöhte Belastung kann zu Rissen in den Bremsbackenstegen und zu kostenaufwändigen Ausfallzeiten und Reparaturen führen. Zweitens ist die Wirksamkeit der Betätigung der Bremse 10 geringer als optimal, weil die wirksame Bremsbetätigungskraft kleiner als die vom Nocken 22 ausgeübte Kraft ist. Infolgedessen ist zur Betätigung der Bremse mehr Fluiddruck erforderlich, was zu relativ großen Luftkammern bei Bremsbetätigungsgliedern führt und/oder Bremsbeläge mit relativ hohen Reibungskoeffizienten erforderlich macht. Drittens ist der Betrag der Drehung des Nockens 22 und somit die Verschiebung der Bremsbacken 18, 20 verhältnismäßig begrenzt, wodurch die potentielle Dicke der Bremsbeläge beschränkt ist und Wartung und/oder Reparaturen häufiger erforderlich sind.
Der Erfinder hat hierin einen Bedarf an einer Bremse erkannt, mit der eine oder mehrere der oben bezeichneten Unzulänglichkeiten verringert werden und/oder eine verbesserte Leistung geschaffen wird.
Diese Erfindung betrifft Fahrzeugbremsen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Trommelbremse, bei der die Bewegungseinrichtung zur Verbesserung der Richtung der Bremsbetätigungskräfte an zueinander versetzten Positionen an den Bremsbacken angreift.
Eine Bremse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist einen Bremsträger (brake spider) auf, der eine mittige Öffnung aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse der mittigen Öffnung durch diese hindurch erstreckt. Die Bremse weist ferner eine erste und eine zweite Bremsbacke auf. Die erste und die zweite Bremsbacke weisen jeweils ein erstes Ende auf, das schwenkbar mit dem Bremsträger gekoppelt ist. Die Bremse hat außerdem einen Lagerbolzen, der sich vom Bremsträger erstreckt. Das erste Ende der ersten Bremsbacke und das erste Ende der zweiten Bremsbacke sind an dem Lagerbolzen gehalten. Die Bremse weist ferner eine erste kreisförmige Kurvenrolle, die an einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke angeordnet ist, eine zweite kreisförmige Kurvenrolle, die an einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke angeordnet ist, und einen Nocken in Eingriff mit der ersten und der zweiten kreisförmigen Kurvenrolle auf. Eine Bewegung des Nockens bewirkt, dass sich die erste und die zweite Bremsbacke zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche bewegen. Ein Abstand von einem Mittelpunkt des Lagerbolzens zu einem Mittelpunkt der ersten Kurvenrolle ist von einem Abstand vom Mittelpunkt des Lagerbolzens zu einem Mittelpunkt der zweiten Kurvenrolle verschieden.
Eine Bremse gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist einen Bremsträger auf, der eine mittige Öffnung aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse der mittigen Öffnung durch diese hindurch erstreckt. Die Bremse weist ferner eine erste und eine zweite Bremsbacke auf. Die erste und die zweite Bremsbacke weisen jeweils ein erstes Ende auf, das schwenkbar mit dem Bremsträger gekoppelt ist. Das erste Ende der ersten Bremsbacke und das erste Ende der zweiten Bremsbacke sind an einem Lagerbolzen gehalten, der sich vom Bremsträger erstreckt. Die Bremse weist ferner eine Bewegungseinrichtung in Eingriff mit einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke und einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke auf, um die erste und die zweite Bremsbacke zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche zu bewegen. Ein Abstand zwischen einem Mittelpunkt des Lagerbolzens und einem radial äußersten Angriffspunkt zwischen der ersten Bremsbacke und der Bewegungseinrichtung ist von einem Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Lagerbolzens und einem radial äußersten Angriffspunkt zwischen der zweiten Bremsbacke und der Bewegungseinrichtung verschieden.
Eine Bremse gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist einen Bremsträger auf, der eine mittige Öffnung aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse der mittigen Öffnung durch diese hindurch erstreckt. Die Bremse weist ferner eine erste und eine zweite Bremsbacke auf. Die erste und die zweite Bremsbacke weisen jeweils ein erstes Ende auf, das schwenkbar mit dem Bremsträger gekoppelt ist. Das erste Ende der ersten Bremsbacke ist an einem ersten Lagerbolzen gehalten, der sich vom Bremsträger erstreckt, und das erste Ende der zweiten Bremsbacke ist an einem zweiten Lagerbolzen gehalten, der sich vom Bremsträger erstreckt. Die Bremse weist ferner eine erste kreisförmige Kurvenrolle, die an einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke angeordnet ist, eine zweite kreisförmige Kurvenrolle, die an einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke angeordnet ist, und einen Nocken in Eingriff mit der ersten und der zweiten kreisförmigen Kurvenrolle auf. Eine Bewegung des Nockens bewirkt, dass sich die erste und die zweite Bremsbacke zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche bewegen. Ein Abstand von einem Mittelpunkt des ersten Lagerbolzens zu einem Mittelpunkt der ersten Kurvenrolle ist von einem Abstand vom Mittelpunkt des zweiten Lagerbolzens zu einem Mittelpunkt der zweiten Kurvenrolle verschieden.
Eine Bremse gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist einen Bremsträger auf, der eine mittige Öffnung aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse der mittigen Öffnung durch diese hindurch erstreckt. Die Bremse weist ferner eine erste und eine zweite Bremsbacke auf. Die erste und die zweite Bremsbacke weisen jeweils ein erstes Ende auf, das schwenkbar mit dem Bremsträger gekoppelt ist. Das erste Ende der ersten Bremsbacke ist an einem ersten Lagerbolzen gehalten, der sich vom Bremsträger erstreckt, und das erste Ende der zweiten Bremsbacke ist an einem zweiten Lagerbolzen gehalten, der sich vom Bremsträger erstreckt. Die Bremse weist ferner eine Bewegungseinrichtung in Eingriff mit einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke und einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke auf, um die erste und die zweite Bremsbacke zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche zu bewegen. Ein Abstand zwischen einem Mittelpunkt des ersten Lagerbolzens und einem radial äußersten Angriffspunkt zwischen der ersten Bremsbacke und der Bewegungseinrichtung ist von einem Abstand zwischen dem Mittelpunkt des zweiten Lagerbolzens und einem radial äußersten Angriffspunkt zwischen der zweiten Bremsbacke und der Bewegungseinrichtung verschieden.
Eine erfindungsgemäße Bremse stellt eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Bremsen dar. Insbesondere kann durch Verstellen der Position der Kurvenrollen und Versetzen der Kurvenrollen gegeneinander die vom Nocken auf die Kurvenrollen und die Bremsbacken aufgebrachte Kraft im Wesentlichen tangential zum Schwenkbogen der Bremsbacken sein und verringert eine Divergenz zwischen der wirksamen Bremsbetätigungskraft und der vom Nocken aufgebrachten Kraft. Infolgedessen sind die mechanische Belastung in den Bremsbackenstegen sowie Kosten für Ausfallzeiten und Reparaturen verringert, die durch Rissbildung in den Stegen entstehen. Die Wirksamkeit der Betätigung der Bremse ist ebenfalls erhöht, was eine Verringerung der Luftkammergröße für das Bremsbetätigungsglied und/oder die Verwendung von Bremsbelägen mit niedrigeren Reibungskoeffizienten ermöglicht. Die erfindungsgemäße Bremse ermöglicht ferner einen vergrößerten Hub der Kurvenrollen und ermöglicht, dass die Bremsbacken weiter zurückgezogen werden, wodurch die Verwendung dickerer Bremsbeläge ermöglicht und die Lebensdauer der Bremsbacken verbessert ist.
Die vorstehenden und andere Aspekte, Merkmale, Einzelheiten, Nutzen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der Lektüre der folgenden Beschreibung und Ansprüche und aus der Durchsicht der beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

1 ist eine Draufsicht auf eine Bremse aus dem Stand der Technik.
2 ist eine Draufsicht auf eine Bremse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren.
3 ist eine Draufsicht auf eine Bremse gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehren.
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Endes eines Steges für eine Bremsbacke gemäß den vorliegenden Lehren.

Unter Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung identischer Bauteile in den verschiedenen Ansichten verwendet werden, ist in 2 eine Bremse 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Bremse 40 ist dazu vorgesehen, die Drehung eines oder mehrerer Fahrzeugräder zu verlangsamen. Die Bremse 40 ist insbesondere zur Verwendung bei Schwerlastfahrzeugen geeignet. Es sollte jedoch klar sein, dass die Bremse 40 bei vielen verschiedenen Fahrzeugen und bei anderen Anwendungen als im Fahrzeugbereich zum Einsatz kommen kann. Die Bremse 40 ist so ausgebildet, dass sie gegen eine ringförmige Bremstrommel 42 wirkt, die sich mit dem Fahrzeugrad bzw. -rädern an einem Ende einer nicht gezeigten Achse dreht. Die Bremse 40 kann einen Bremsträger 44, einen oder mehrere Lagerbolzen 46, Bremsbacken 48, 50, Rückhol- und Haltefedern 52, 54 sowie Bewegungseinrichtungen wie etwa einen Nocken 56 und Kurvenrollen 58, 60 aufweisen, um die Bremsbacken 48, 50 zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer Bremsfläche zu bewegen.
Der Bremsträger 44 ist zur Lagerung der verschiedenen Komponenten der Bremse 40 vorgesehen. Der Bremsträger 44 begrenzt eine mittige Öffnung 62 mit einer Mittelachse 64, die mit der Drehachse des Fahrzeugrades zusammenfallen kann. Die Öffnung 62 ist zur Aufnahme einer Fahrzeugachse ausgebildet, die sich durch sie hindurch und längs der Achse 64 erstreckt. Der Bremsträger 44 kann ferner nicht gezeigte Bohrungen auf beiden Seiten der Öffnung 62 begrenzen, die zur Aufnahme des Lagerbolzens 46 und einer nicht gezeigten Nockenwelle ausgebildet sind, die den Nocken 56 trägt.
Der Lagerbolzen 46 ist dazu vorgesehen, die Bremsbacken 48, 50 schwenkbar am Bremsträger 44 zu lagern. Der Lagerbolzen 46 kann einen Rundbolzen umfassen und kann am Bremsträger 44 befestigt sein und sich von diesem erstrecken. Mit Bezug auf 3 kann eine Bremse 40' bei einer alternativen Ausführungsform mehrere Lagerbolzen 46 aufweisen, wobei die Bremsbacken 48, 50 jeweils schwenkbar mit einem gesonderten Lagerbolzen 46 gekoppelt sind.
Die Bremsbacken 48, 50 sind für den gezielten Eingriff mit einer Bremsfläche 66 der Trommel 42 vorgesehen, um ein Bremsmoment auf die Trommel und ein oder mehrere Fahrzeugräder aufzubringen. Die Bremsbacken 48, 50 können zusammen einen Bremsbackensatz umfassen, der zur Verwendung bei der Bremse 40 oder 40' geeignet ist. Die Bremsbacken 48, 50 sind an dem bzw. den Lagerbolzen 46 gehalten und dadurch an einem Ende schwenkbar mit dem Bremsträger 44 gekoppelt. Jede Bremsbacke 48, 50 kann einen oder mehrere Stege 68, einen Bremsbelagträger 70 und einen oder mehrere Bremsbeläge 72 aufweisen.
Die Stege 68 tragen den Bremsbelagträger 70. Die Stege 68 können auch einen Verbindungspunkt für die Rückholfeder 52 und die Haltefeder 54 bereitstellen. Die Stege 68 können aus Metallen und Metalllegierungen wie etwa Stahl bestehen. Die Stege 68 haben eine bogenförmige Gestalt und erstrecken sich zwischen entgegengesetzten Enden der Bremsbacken 48, 50. Es sollte klar sein, dass die Anzahl der Stege 68 in jedem Bremsbacken 48, 50 variieren kann und jeder Bremsbacken 48, 50 daher mehrere Stege 68 aufweisen kann, die allgemein parallel zueinander verlaufen. Die Stege 68 können unter Verwendung von Schweißungen oder anderer herkömmlicher Befestigungsmittel an dem Bremsbelagträger 70 befestigt sein. Jeder Steg 68 kann ein Ende 74 haben, das eine halbkreisförmige Aussparung 76 begrenzt, die zur Aufnahme eines entsprechenden Lagerbolzens 46 ausgebildet ist. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Lehren kann das entgegengesetzte Ende 78 jedes Steges 68 so ausgebildet sein, dass es an Kurvenrollen 58, 60 an einer ersten bzw. einer zweiten Position angreift, die radial gegeneinander versetzt sind. Mit Bezug auf 4 kann das Ende 78 des Steges 68 in mehrere radial versetzte Abschnitte wie etwa die Abschnitte 80, 82 geteilt sein. Jeder Abschnitt 80, 82 kann dazu ausgebildet sein, an einer Kurvenrolle 58, 60 anzugreifen und dadurch die Kurvenrollen 58, 60 an entsprechenden radial versetzten Positionen festzulegen. Beispielsweise kann der Steg 68 eine oder mehrere halbkreisförmige Aussparungen 84, 86 begrenzen, die zur Aufnahme der Kurvenrollen 58, 60 ausgebildet sind, wobei jeder Abschnitt 80, 82 eine entsprechende Aussparung 84, 86 aufweist. Das Ende 78 des Steges 68 kann ferner einen radial verlaufenden Rand 88 mit einem radial inneren und einem radial äußeren Ende 90, 92 definieren. Die Aussparungen 84, 86 können entlang des Randes 88 gebildet und zwischen den Enden 90, 92 des Randes 88 angeordnet sein. Die Aussparungen 84, 86 bilden jeweils einen radial innersten und einen radial äußersten Angriffspunkt 94, 96 bzw. 98, 100 für die Kurvenrollen 58, 60 und einen radial mittigen Angriffspunkt 102 bzw. 104 etwa in der Mitte zwischen dem entsprechenden radial innersten bzw. radial äußersten Angriffspunkt 94, 96 bzw. 98, 100. Mit Bezug auf die 2-3 können die Kurvenrollen 58, 60 so positioniert sein, dass die Kurvenrolle 58 in der Aussparung 84 des Steges 68 der Bremsbacke 48 aufgenommen ist, während die Kurvenrolle 60 in der Aussparung 86 des Steges 68 der Bremsbacke 50 aufgenommen ist. Folglich ist, mit Bezug auf 4, der Abstand bei der Bremsbacke 48 zwischen dem radial inneren Ende 90 des Randes 88 und dem radial mittigen Angriffspunkt 102 des Steges 68 der Bremsbacke 48 und der Kurvenrolle 58 von dem Abstand bei der Bremsbacke 50 zwischen dem radial inneren Ende 90 des Randes 88 und dem radial mittigen Angriffspunkt 104 des Steges 68 der Bremsbacke 50 und der Kurvenrolle 60 verschieden. In gleicher Weise ist der Abstand bei der Bremsbacke 48 zwischen dem radial äußeren Ende 92 des Randes 88 und dem radial mittigen Angriffspunkt 102 des Steges 68 der Bremsbacke 48 und der Kurvenrolle 58 von dem Abstand bei der Bremsbacke 50 zwischen dem radial äußeren Ende 92 des Randes 88 und dem radial mittigen Angriffspunkt 104 des Steges 68 der Bremsbacke 50 und der Kurvenrolle 60 verschieden.
Bei den in 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen sind die Stege 68 jeder Bremsbacke 48, 50 baugleich, derart, dass die Stege 68 und die Bremsbacken 48, 50 in der Bremse 40 oder 40' gegenseitig austauschbar sind.
Insbesondere enthält jeder Steg 68 Aussparungen 84, 86, wobei die Aussparung 84 radial weiter außen als die Aussparung 86 angeordnet ist. Bei einer alternativen Ausführungsform können jedoch der Steg bzw. die Stege 68 der Bremsbacken 48, 50 - und insbesondere die Form der Enden 78 der Stege 68 - unterschiedlich sein. Beispielsweise kann bzw. können der Steg bzw. die Stege 68 der Bremsbacke 48 nur eine der Aussparungen 84, 86 aufweisen - wie etwa die radial äußere Aussparung 84 -, während der Steg bzw. die Stege 68 der Bremsbacke 50 die andere der Aussparungen 84, 86 aufweist bzw. aufweisen - wie etwa die radial innere Aussparung 86.
Der Bremsbelagträger 70 ist dazu vorgesehen, die Bremsbeläge 72 zu tragen. Der Bremsbelagträger 70 ist an den Stegen 68 gehalten und kann eine bogenförmige Gestalt aufweisen. Der Bremsbelagträger 70 kann aus herkömmlichen Metallen und Metalllegierungen einschließlich Stahl bestehen.
Die Bremsbeläge 72 sind für den Reibeingriff mit der Bremsfläche 66 der Trommel 42 vorgesehen. Die Bremsbeläge 72 können aus herkömmlichen Reibwerkstoffen hergestellt sein. Die Bremsbeläge 72 sind auf dem Bremsbelagträger 70 angeordnet und können unter Verwendung mehrerer Nieten oder anderer herkömmlicher Befestigungselemente am Bremsbelagträger 70 befestigt sein.
Die Rückholfeder 52 ist dazu vorgesehen, die Bremsbacken 48, 50 in eine Stellung außer Eingriff mit der Bremsfläche 66 der Trommel 42 zu beaufschlagen. Die Haltefedern 54 sind dazu vorgesehen, die Bremsbacken 48, 50 - und insbesondere die Stege 68 - an dem bzw. den Lagerbolzen 46 zu halten. Die Federn 52, 54 sind von herkömmlicher Art auf dem Fachgebiet. Die Enden der Feder 52 können an nicht gezeigten Bolzen angreifen, die sich von den Stegen 68 der Bremsbacken 48, 50 erstrecken, während sich die Enden der Federn 54 durch entsprechende Öffnungen in den Stegen 68 der Bremsbacken 48, 50 erstrecken.
Der Nocken 56 stellt gemeinsam mit den Kurvenrollen 58, 60 eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Bremsbacken 48, 50 zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit der Bremsfläche 66 der Trommel 42 bereit. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst der Nocken 56 einen S-Nocken mit zwei Vorsprüngen, der an den Kurvenrollen 58, 60 angreift. Der Nocken 56 ist mit einem Ende einer nicht gezeigten Nockenwelle verbunden und dreht sich als Reaktion auf Kräfte, die von einem nicht gezeigten Bremsbetätigungsglied auf die Nockenwelle aufgebracht werden, um eine Drehachse 106.
Die Kurvenrollen 58, 60 sind dazu vorgesehen, Bremsbetätigungskräfte vom Nocken 56 auf die Bremsbacken 48, 50 zu übertragen. Die Kurvenrollen 58, 60 sind im Querschnitt kreisförmig und zur Aufnahme in den Aussparungen 84, 86 der Stege 68 ausgebildet, die am Ende 78 der Bremsbacken 48 bzw. 50 gebildet sind. Die Kurvenrollen 58, 60 greifen an den Stegen 68 und am Nocken 56 an und folgen der Oberfläche des Nockens 56, während er sich dreht, wodurch bewirkt wird, dass die Bremsbacken 48, 50 um eine Schwenkachse 108 (2) bzw. -achsen 110, 112 (3) verschwenkt werden, die im Mittelpunkt der Lagerbolzen 46 definiert sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Kurvenrollen 58, 60 gegeneinander versetzt. Eine Ebene 114 enthält sowohl die Achse 64 als auch die Drehachse 106 des Nockens 56. Mit Bezug auf 2 kann die Ebene 114 auch die Schwenkachse 108 im Mittelpunkt des Lagerbolzens 46 enthalten. Alternativ dazu können, mit Bezug auf 3, bei Ausführungsformen, bei denen mehrere Lagerbolzen 46 zum Einsatz kommen, die Schwenkachsen 110, 112 der Lagerbolzen 46 auf beiden Seiten der Ebene 114 gleich weit von der Ebene 114 beabstandet sein. Eine weitere Ebene 116, die die Drehachse 106 des Nockens 56 enthält, verläuft senkrecht zur Ebene 114. Der Mittelpunkt der Kurvenrolle 58 ist auf einer Seite der Ebene 116 angeordnet, während der Mittelpunkt der Kurvenrolle 60 auf der anderen Seite der Ebene 116 angeordnet ist. Ferner ist, da die Kurvenrollen 58, 60 versetzt zueinander angeordnet sind, ein Abstand d₁ zwischen der Achse 64 und dem Mittelpunkt der Kurvenrolle 58 von einem Abstand d₂ zwischen der Achse 64 und dem Mittelpunkt der Kurvenrolle 60 verschieden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Abstand d₁ größer als der Abstand d₂. Mit Bezug auf 2 ist in gleicher Weise ein Abstand d₃ zwischen dem Mittelpunkt des Lagerbolzens 46 (d.h. der Schwenkachse 108) und dem Mittelpunkt der Kurvenrolle 58 von einem Abstand d₄ zwischen dem Mittelpunkt des Lagerbolzens 46 und dem Mittelpunkt der Kurvenrolle 60 verschieden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Abstand d₃ größer als der Abstand d₄. Ebenso ist, mit Bezug auf 3, bei einer Bremse, bei der die Bremsbacken 48, 50 an getrennten Lagerbolzen 46 befestigt sind, deren Mittelpunkt auf einer jeweiligen Seite der Ebene 114 liegt und die gleich weit von der Ebene 114 entfernt sind, der Abstand d₅ zwischen dem Mittelpunkt des Lagerbolzens 46, der die Bremsbacke 48 lagert, und dem Mittelpunkt der Kurvenrolle 58 auch von dem Abstand d₆ zwischen dem Mittelpunkt des Lagerbolzens 46, der die Bremsbacke 50 lagert, und dem Mittelpunkt der Kurvenrolle 60 verschieden. Die Abstände zwischen dem oder den Lagerbolzen 46 und den Kurvenrollen 58, 60 sind bei der dargestellten Ausführungsform zwar verschieden, bei bestimmten Ausführungsformen können die Abstände jedoch trotz der versetzten Position der Kurvenrollen gleich sein, indem zum Beispiel die beiden Lagerbolzen 46 in 3 entsprechend versetzt zueinander angeordnet sind. Obwohl die Abstände von dem bzw. den Lagerbolzen 46 zu den Kurvenrollen 58, 60 in 2 und 3 unterschiedlich sind, was zu asymmetrischen Kräften in der Bremse 40 bzw. 40' führt, sind die Auswirkungen wesentlich geringer als bei den asymmetrischen Kräften, die aufgrund der typischen, dynamischen Selbstverstärkungswirkung der auflaufenden Bremsbacken bereits in der Bremse 40 bzw. 40' vorhanden sind. Die genaue Position der Kurvenrollen 58, 60 kann zur Berücksichtigung von Reibung in den Kurvenrollenzapfen weiter optimiert werden.
Eine erfindungsgemäße Bremse 40 bzw. 40' stellt eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Bremsen dar. Insbesondere bringt der Nocken 56 dadurch, dass die Position der Kurvenrollen 58, 60 verstellt ist und die Kurvenrollen 58, 60 gegeneinander versetzt sind, Betätigungskräfte (durch Pfeile 118, 120 dargestellt) in Richtungen, die zur Ebene 114 senkrecht (und zur Ebene 116 parallel) sind, auf die Kurvenrollen 58, 60 und die Bremsbacken 48, 50 auf. Diese Kräfte sind im Wesentlichen tangential zum Schwenkbogen der Bremsbacken 48, 50 und verringern oder beseitigen daher jede Divergenz zwischen der wirksamen Bremsbetätigungskraft und der vom Nocken 56 aufgebrachten Kraft. Infolgedessen sind die mechanische Belastung in den Stegen 68 sowie die dadurch entstehenden Kosten für Ausfallzeiten und Reparaturen verringert, die durch Rissbildung in den Stegen entstehen. Die Wirksamkeit der Betätigung der Bremse 40 bzw. 40' ist ebenfalls erhöht, was eine Verringerung der Luftkammergröße für das Bremsbetätigungsglied und/oder die Verwendung von Bremsbelägen 72 mit niedrigeren Reibungskoeffizienten ermöglicht. Die erfindungsgemäße Bremse 40 bzw. 40' ermöglicht ferner einen vergrößerten Hub der Kurvenrollen 58, 60 und ermöglicht, dass die Bremsbacken 48, 50 weiter zurückgezogen werden, wodurch die Verwendung dickerer Bremsbeläge 72 ermöglicht und die Lebensdauer der Bremse 40 bzw. 40' verbessert ist.

Claims

Bremse (40), mit: einem Bremsträger (44), der eine mittige Öffnung (62) aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse (64) der mittigen Öffnung (62) durch diese hindurch erstreckt, einer ersten und einer zweiten Bremsbacke (48, 50), wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils ein erstes Ende aufweisen, das schwenkbar mit dem Bremsträger (44) gekoppelt ist, wobei das erste Ende der ersten Bremsbacke (48, 50) und das erste Ende der zweiten Bremsbacke (48, 50) an einem Lagerbolzen (46) gehalten sind, der sich vom Bremsträger (44) erstreckt, einer ersten kreisförmigen Kurvenrolle (58), die an einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke (48) angeordnet ist, einer zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (60), die an einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke (50) angeordnet ist, und einem Nocken (56) in Eingriff mit der ersten und der zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (58, 60), wobei eine Bewegung des Nockens (56) bewirkt, dass sich die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche bewegen, wobei ein Abstand (d₃) von einem Mittelpunkt des Lagerbolzens (46) zu einem Mittelpunkt der ersten Kurvenrolle (58, 60) von einem Abstand (d₄) vom Mittelpunkt des Lagerbolzens (46) zu einem Mittelpunkt der zweiten Kurvenrolle (58, 60) verschieden ist, wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils einen Steg (68) und einen Bremsbelagträger (70) aufweisen, der auf dem Steg (68) getragen ist, und wobei ein erstes Ende (78) des Steges (68) eine radial innere und eine radial äußere Aussparung (86, 84) begrenzt, die zur Aufnahme einer entsprechenden ersten bzw. zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (58, 60) ausgebildet sind, wobei der Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) die erste kreisförmige Kurvenrolle (58) in der radial äußeren Aussparung (84) aufnimmt, wobei der Steg (68) der zweiten Bremsbacke (50) die zweite kreisförmige Kurvenrolle (60) in der radial inneren Aussparung (86) aufnimmt.
Bremse (40'), mit: einem Bremsträger (44), der eine mittige Öffnung (62) aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse (64) der mittigen Öffnung (62) durch diese hindurch erstreckt, einer ersten und einer zweiten Bremsbacke (48, 50), wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils ein erstes Ende aufweisen, das schwenkbar mit dem Bremsträger (44) gekoppelt ist, wobei das erste Ende der ersten Bremsbacke (48) an einem ersten Lagerbolzen (46) gehalten ist, der sich vom Bremsträger (44) erstreckt, und das erste Ende der zweiten Bremsbacke (50) an einem zweiten Lagerbolzen (46) gehalten ist, der sich vom Bremsträger (44) erstreckt, einer ersten kreisförmigen Kurvenrolle (58), die an einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke (48) angeordnet ist, einer zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (60), die an einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke (50) angeordnet ist, und einem Nocken (56) in Eingriff mit der ersten und der zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (58, 60), wobei eine Bewegung des Nockens (56) bewirkt, dass sich die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche bewegen, wobei ein Abstand (d₅) von einem Mittelpunkt des ersten Lagerbolzens (46) zu einem Mittelpunkt der ersten Kurvenrolle (58) von einem Abstand (d₆) vom Mittelpunkt des zweiten Lagerbolzens (46) zu einem Mittelpunkt der zweiten Kurvenrolle (60) verschieden ist, wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils einen Steg (68) und einen Bremsbelagträger (70) aufweisen, der auf dem Steg (68) getragen ist, und wobei ein erstes Ende (78) des Steges (68) eine radial innere und eine radial äußere Aussparung (86, 84) begrenzt, die zur Aufnahme einer entsprechenden ersten bzw. zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (58, 60) ausgebildet sind, wobei der Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) die erste kreisförmige Kurvenrolle (58) in der radial äußeren Aussparung (84) aufnimmt, wobei der Steg (68) der zweiten Bremsbacke (50) die zweite kreisförmige Kurvenrolle (60) in der radial inneren Aussparung (86) aufnimmt.
Bremse (40, 40') nach Anspruch 1 oder 2, wobei die radial äußere Aussparung (84) im Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) radial weiter außen als die radial innere Aussparung (86) im Steg (68) der zweiten Bremsbacke (48, 50) angeordnet ist.
Bremse (40, 40') nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) und der Steg (68) der zweiten Bremsbacke (50) in der Bauart identisch sind.
Bremse (40, 40') nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Nocken (56) eine erste Betätigungskraft (118) auf die erste kreisförmige Kurvenrolle (58) und eine zweite Betätigungskraft (120) auf die zweite kreisförmige Kurvenrolle (60) in Richtungen aufbringt, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene (114) sind, die sowohl die Mittelachse (64) als auch eine Drehachse (106) des Nockens (56) enthält.
Bremse (40, 40') nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Nocken (56) eine erste Betätigungskraft (118) auf die erste kreisförmige Kurvenrolle (58) in einer Richtung aufbringt, die im Wesentlichen tangential zu einem Schwenkbogen der ersten Bremsbacke (48) ist, und eine zweite Betätigungskraft (120) auf die zweite kreisförmige Kurvenrolle (60) in einer Richtung aufbringt, die im Wesentlichen tangential zu einem Schwenkbogen der zweiten Bremsbacke (50) ist.
Bremse (40, 40') nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Nocken (56) einen S-Nocken umfasst.
Bremse (40), mit: einem Bremsträger (44), der eine mittige Öffnung (62) aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse (64) der mittigen Öffnung (62) durch diese hindurch erstreckt, einer ersten und einer zweiten Bremsbacke (48, 50), wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils ein erstes Ende aufweisen, das schwenkbar mit dem Bremsträger (44) gekoppelt ist, wobei das erste Ende der ersten Bremsbacke (48) und das erste Ende der zweiten Bremsbacke (50) an einem Lagerbolzen (46) gehalten sind, der sich vom Bremsträger (44) erstreckt, einer Bewegungseinrichtung in Eingriff mit einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke (48) und einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke (50), um die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche zu bewegen, wobei ein Abstand zwischen einem Mittelpunkt des Lagerbolzens (46) und einem radial äußersten Angriffspunkt zwischen der ersten Bremsbacke (48) und der Bewegungseinrichtung von einem Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Lagerbolzens (46) und einem radial äußersten Angriffspunkt zwischen der zweiten Bremsbacke (50) und der Bewegungseinrichtung verschieden ist, wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils einen Steg (68) und einen Bremsbelagträger (70) aufweisen, der auf dem Steg (68) getragen ist, und wobei ein erstes Ende (78) des Steges (68) eine radial innere und eine radial äußere Aussparung (86, 84) begrenzt, die zur Aufnahme der Bewegungseinrichtung ausgebildet sind, wobei der Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) die Bewegungseinrichtung in der radial äußeren Aussparung (84) aufnimmt, wobei der Steg (68) der zweiten Bremsbacke (50) die Bewegungseinrichtung in der radial inneren Aussparung (86) aufnimmt.
Bremse (40'), mit: einem Bremsträger (44), der eine mittige Öffnung (62) aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse (64) der mittigen Öffnung (62) durch diese hindurch erstreckt, einer ersten und einer zweiten Bremsbacke (48, 50), wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils ein erstes Ende aufweisen, das schwenkbar mit dem Bremsträger (44) gekoppelt ist, wobei das erste Ende der ersten Bremsbacke (48) an einem ersten Lagerbolzen (46) gehalten ist, der sich vom Bremsträger (44) erstreckt, und das erste Ende der zweiten Bremsbacke (50) an einem zweiten Lagerbolzen (46) gehalten ist, der sich vom Bremsträger (44) erstreckt, einer Bewegungseinrichtung in Eingriff mit einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke (48) und einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke (50), um die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche zu bewegen, wobei ein Abstand zwischen einem Mittelpunkt des ersten Lagerbolzens (46) und einem radial äußersten Angriffspunkt zwischen der ersten Bremsbacke (48, 50) und der Bewegungseinrichtung von einem Abstand zwischen dem Mittelpunkt des zweiten Lagerbolzens (46) und einem radial äußersten Angriffspunkt zwischen der zweiten Bremsbacke (48, 50) und der Bewegungseinrichtung verschieden ist, wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils einen Steg (68) und einen Bremsbelagträger (70) aufweisen, der auf dem Steg (68) getragen ist, und wobei ein erstes Ende (78) des Steges (68) eine radial innere und eine radial äußere Aussparung (86, 84) begrenzt, die zur Aufnahme der Bewegungseinrichtung ausgebildet sind, wobei der Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) die Bewegungseinrichtung in der radial äußeren Aussparung (84) aufnimmt, wobei der Steg (68) der zweiten Bremsbacke (50) die Bewegungseinrichtung in der radial inneren Aussparung (86) aufnimmt.
Bremse (40, 40') nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Bewegungseinrichtung eine erste Betätigungskraft (118) auf ein zweites Ende der ersten Bremsbacke (48) in einer Richtung aufbringt, die tangential zu einem Schwenkbogen der ersten Bremsbacke (48, 50) ist, und eine zweite Betätigungskraft (120) auf ein zweites Ende der zweiten Bremsbacke (50) in einer Richtung aufbringt, die tangential zu einem Schwenkbogen der zweiten Bremsbacke (50) ist.
Bremse (40), mit: einem Bremsträger (44), der eine mittige Öffnung (62) aufweist, die zur Aufnahme einer Achse ausgebildet ist, die sich längs einer Mittelachse (64) der mittigen Öffnung (62) durch diese hindurch erstreckt, einer ersten und einer zweiten Bremsbacke (48, 50), wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils ein erstes Ende aufweisen, das schwenkbar mit dem Bremsträger (44) gekoppelt ist, einem Lagerbolzen (46), wobei das erste Ende der ersten Bremsbacke (48) und das erste Ende der zweiten Bremsbacke (50) an dem Lagerbolzen (46) gehalten sind, der sich vom Bremsträger (44) erstreckt, wobei die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) jeweils einen Steg (68) und einen Bremsbelagträger (70) aufweisen, der auf dem Steg (68) getragen ist, wobei der Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) und der Steg (68) der zweiten Bremsbacke (50) in der Bauart identisch sind, einer ersten kreisförmigen Kurvenrolle (58), die an einem zweiten Ende der ersten Bremsbacke (48) angeordnet ist, wobei ein Mittelpunkt der ersten kreisförmigen Kurvenrolle (58) mit einer Drehachse der ersten Kurvenrolle (58) zusammenfällt, einer zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (60), die an einem zweiten Ende der zweiten Bremsbacke (50) angeordnet ist, wobei ein Mittelpunkt der zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (60) mit einer Drehachse der zweiten Kurvenrolle (60) zusammenfällt, und einem Nocken (56) in Eingriff mit der ersten und der zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (58, 60), wobei eine Bewegung des Nockens (56) bewirkt, dass sich die erste und die zweite Bremsbacke (48, 50) zwischen einer Stellung in Eingriff und einer Stellung außer Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche bewegen, wobei ein Abstand (d₃) von einem Mittelpunkt des Lagerbolzens (46) zum Mittelpunkt der ersten Kurvenrolle (58) von einem Abstand (d₄) vom Mittelpunkt des Lagerbolzens (46) zum Mittelpunkt der zweiten Kurvenrolle (60) verschieden ist.
Bremse (40) nach Anspruch 11, wobei die erste Kurvenrolle (58) um die Drehachse der ersten Kurvenrolle (58) symmetrisch ist und die zweite Kurvenrolle (60) um die Drehachse der zweiten Kurvenrolle (60) symmetrisch ist.
Bremse (40) nach Anspruch 11, wobei die Stege (68) der ersten und der zweiten Bremsbacke (48, 50) jeweils ein erstes Ende (78) aufweisen, das eine Aussparung (84, 86) begrenzt, die zur Aufnahme einer entsprechenden ersten bzw. zweiten kreisförmigen Kurvenrolle (58, 60) ausgebildet ist, wobei die Aussparung (84) im Steg (68) der ersten Bremsbacke (48) radial weiter außen als die Aussparung (86) im Steg (68) der zweiten Bremsbacke (50) angeordnet ist.