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Dokumentenidentifikation DE19646010C1 02.04.1998
Titel Bremse, insbesondere für ein Fahrzeug
Anmelder Still GmbH, 22113 Hamburg, DE
Erfinder Jahns, Claus-Peter, Dipl.-Ing., 21107 Hamburg, DE
DE-Anmeldedatum 07.11.1996
DE-Aktenzeichen 19646010
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.04.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.04.1998
IPC-Hauptklasse B60T 1/06
IPC-Nebenklasse B60T 13/10   F16D 65/20   F16D 55/38   F16D 55/40   
Zusammenfassung Gegenstand der Erfindung ist eine Bremse, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem Bremsrotor (3) und einem mit der Kraft mindestens einer Speicherfeder (5) an den Bremsrotor (3) direkt oder indirekt andrückbaren ersten Bremskörper (6). Der erste Bremskörper (6) ist mittels einer Lüftkraft von dem Bremsrotor (3) lüftbar. Erfindungsgemäß ist ein zweiter bewegbarer Bremskörper (10) vorgesehen, der mittels einer Stellkraft an den Bremsrotor (3) direkt oder indirekt andrückbar ist. Der Bremsrotor (3) ist zwischen dem ersten Bremskörper (6) und dem zweiten Bremskörper (10) angeordnet. Der erste Bremskörper (6) steht über mindestens eine Feder mit dem zweiten Bremskörper (10) in Wirkverbindung, wobei die Lüftkraft von dem zweiten Bremskörper (10) über die Feder auf den ersten Bremskörper (6) übertragbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Bremse, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem Bremsrotor und einem mit der Kraft mindestens einer Speicherfeder an den Bremsrotor direkt oder indirekt andrückbaren ersten Bremskörper, wobei der erste Bremskörper mittels einer Lüftkraft von dem Bremsrotor lüftbar ist.

Bremsen dieser Art werden bei bekannten Fahrzeugen häufig als Feststellbremsen eingesetzt, wobei als Bremsrotor beispielsweise eine Bremsscheibe oder ein Lamellenpaket verwendet wird. Der Bremskörper wird an den Bremsrotor direkt oder indirekt, beispielsweise über eine nicht rotierende Lamelle, angedrückt.

Die Lüftkraft, mit welcher der Bremskörper von dem Bremsrotor gelöst wird, kann hierbei beispielsweise mittels einer Hydraulikanlage oder einer Druckluftanlage erzeugt werden. Solange keine Lüftkraft vorgehalten wird, befindet sich die Bremse in eingefallenem Zustand, der Bremsrotor ist also nicht drehbar. In diesem Zustand ist die Bremse beispielsweise dann, wenn sich das Fahrzeug außer Betrieb befindet. Bei dieser Ausführung der Bremse als Feststellbremse sind für den Bremskörper nur die beiden beschriebenen Stellungen vorgesehen. Ein Dosieren der Bremskraft ist nicht möglich.

Bekannt sind ebenfalls Ausführungen gattungsgemäßer Bremsen, bei denen die Lüftkraft des Bremskörpers in Stufen oder stufenlos eingestellt werden kann. Bremsen dieser Art sind als Betriebsbremsen für Fahrzeuge geeignet, da hierbei die Bremskraft von der Bedienperson des Fahrzeugs vorgegeben werden kann. Bremsen dieser Bauart weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. So ist beispielsweise das maximale Bremsmoment durch die Kraft der Speicherfeder begrenzt. Die Lüftkraft des Bremskörpers muß hierbei bei einer Betätigung eines Bremspedals abgesenkt werden. Um die Lüftkraft in einer solchen, beispielsweise umgekehrt proportionalen Abhängigkeit von der Auslenkung des Bremspedals exakt einstellen zu können, ist eine aufwendige Steuerungsvorrichtung erforderlich.

Aus der DE 32 11 366 A1 ist eine Lamellenbremse bekannt, deren Lamellenpaket zwischen einem Bremsengehäuse und einem axial bewegbaren Bremskörper angeordnet ist. Der Bremskörper wird mittels eines Tellerfederpakets an das Lamellenpaket angedrückt. Mittels eines Bremslüftzylinders kann der Bremskörper von dem Lamellenpaket gelüftet werden. Zusätzlich ist ein dem Bremslüftzylinder entgegenwirkender Bremsbetätigungszylinder vorgesehen, mit dem eine der Kraft des Tellerfederpakets gleichgerichtete Kraft auf das Lamellenpaket ausgeübt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die mit Hilfe einer einfachen Steuerungsvorrichtung als Feststellbremse und als Betriebsbremse verwendbar ist und die sich durch eine hohe Funktionssicherheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zweiter bewegbarer Bremskörper vorgesehen ist, der mittels einer Stellkraft an den Bremsrotor direkt oder indirekt andrückbar ist.

Für eine Betriebsbremsung wird der zweite Bremskörper an den Bremsrotor angedrückt. Der mit der Speicherfeder verbundene erste Bremskörper wird für die Funktion der Feststellbremse verwendet. Durch die Speicherfeder ist die sichere Funktion der Feststellbremse gewährleistet. Die Stellkraft des zweiten Bremskörpers kann unabhängig von der Kraft der Speicherfeder vorgegeben werden. Das Bremsmoment bei einer Betriebsbremsung kann somit unabhängig von dem maximalen Bremsmoment der Feststellbremse gesteuert werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Stellkraft und die Lüftkraft die gleiche Richtung aufweisen. Hierdurch wird es möglich, die krafterzeugenden Bauteile für die Lüftkraft oder die Stellkraft in einer gemeinsamen Baueinheit anzuordnen, wobei die Lüftkraft und die Stellkraft zweckmäßigerweise Druckkräfte darstellen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt vor, wenn der Bremsrotor zwischen dem ersten Bremskörper und dem zweiten Bremskörper angeordnet ist. Die beiden Bremskörper drücken dabei auf die gegenüberliegenden Seiten des Bremsrotors, wodurch beide Bremskörper eine große Kontaktfläche mit dem Bremsrotor aufweisen.

Mit besonderem Vorteil steht der erste Bremskörper über mindestens eine Feder mit dem zweiten Bremskörper in Wirkverbindung, wobei die Lüftkraft von dem zweiten Bremskörper über die Feder auf den ersten Bremskörper übertragbar ist. Diese Anordnung ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise der Bremse. Die Lüftkraft wird hierbei beispielsweise mittels einer Hydraulikanlage erzeugt und auf den zweiten Bremskörper aufgebracht. Der zweite Bremskörper stützt sich über eine Feder auf dem ersten Bremskörper ab, welcher dann durch die Lüftkraft von dem Bremsrotor weg bewegt wird.

Zweckmäßigerweise weist die Feder eine größere Federkonstante auf, als die Speicherfeder. Bei dieser Auslegung der Federkonstanten ist sichergestellt, daß die Längenänderung der Speicherfeder infolge der Lüftkraft größer ist, als die Längenänderung der zwischen den beiden Bremskörpern befindlichen Feder.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zur Erzeugung der Lüftkraft ein auf den zweiten Bremskörper wirkendes Stellglied vorgesehen.

Ebenso zweckmäßig ist es, wenn zur Erzeugung der Stellkraft ein auf den zweiten Bremskörper wirkendes Stellglied vorgesehen ist. Vorteilhafterweise erzeugen beide Stellglieder jeweils auf den zweiten Bremskörper wirkende Kräfte, wodurch eine besonders kompakte Anordnung der Stellglieder möglich wird.

Mit besonderem Vorteil ist zur Erzeugung der Lüftkraft und der Stellkraft ein einziges Stellglied vorgesehen. Hierdurch wird die Anzahl der benötigten Bauteile verringert.

Zweckmäßigerweise ist als Stellglied mindestens ein hydraulisch bewegbarer Kolben vorgesehen. Möglich ist es jedoch ebenfalls, hierfür ein mechanisches Stellglied vorzusehen.

Eine besonders kompakte Bauweise der Bremse wird ermöglicht, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Kolben und der zweite Bremskörper ein Bauteil bilden. Der Kolben ist hierbei aus dem zweiten Bremskörper ausgearbeitet oder mit diesem nicht lösbar verbunden, was auch zu einer Reduzierung der Anzahl der Bauteile führt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt vor, wenn der Bremsrotor von einem Lamellenpaket gebildet wird. Mit einer Lamellenbremse können im Vergleich zum benötigten Bauraum sehr große Bremsleistungen erreicht werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung steht der erste Bremskörper, zur Erzeugung der Lüftkraft, mit einer hydraulischen Hilfspumpe in Wirkverbindung. Die Lüftkraft kann während des Betriebs des Fahrzeugs mittels der hydraulischen Hilfspumpe stets vorgehalten werden. In anderen Ausführungsformen kann die Lüftkraft auch mechanisch oder elektromagnetisch aufgebracht werden.

Weiterhin ist des zweckmäßig, wenn der zweite Bremskörper, zur Erzeugung der Stellkraft, über einen hydraulischen Bremszylinder mit einem Bremsbetätigungsorgan, vorzugsweise einem Bremspedal, in Wirkverbindung steht. Für eine Betriebsbremsung mittels des zweiten Bremskörpers steht mit dem auf einen Bremszylinder wirkenden Bremspedal eine in Fahrzeugen, wie z. B. Gabelstaplern, üblicherweise verwendete Anordnung zur Verfügung. Die Verwendung dieser Standardbauteile ermöglicht es, die Bremsanordnung kostengünstig auszuführen.

Mit der erfindungsgemäßen Bremse wird dem Fahrer ermöglicht, während einer Betriebsbremsung das Bremsmoment direkt vorzugeben. Das Bremsmoment steht dabei in direkter Abhängigkeit zu der auf das Bremspedal ausgeübten Kraft, wobei hierfür keine aufwendigen Regel- oder Steuervorrichtungen erforderlich sind.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Bremse, wobei nur ein Schnitthälfte der im wesentlichen rotationssymmetrischen Anordnung abgebildet ist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bremse als Lamellenbremse ausgeführt, mit der eine drehbare Welle 1 gegenüber einem feststehenden Gehäuse 2a, 2b abgebremst werden kann. Die Gehäuseteile 2a und 2b sind fest miteinander verbunden, beispielsweise verschraubt. Die Bremsrotor 3 wird hierbei von Innenlamellen gebildet, die während einer Bremsung mit nicht rotierenden Außenlamellen 4 in Kontakt treten.

In der Figur ist die Bremse in ihrer Funktion als Feststellbremse dargestellt. Eine als Tellerfeder ausgeführte Speicherfeder 5 stützt sich bei der hier dargestellten Stellung der Bremse außenseitig an dem Gehäuseteil 2b ab und übt mit der Innenseite eine Druckkraft auf einen nicht rotierenden ersten Bremskörper 6 aus. Diese Druckkraft wird über eine Außenlamelle 4 auf den Bremsrotor 3 übertragen und stützt sich schließlich an dem Gehäuseteil 2a ab. Durch die über die Außenlamellen 4 und Innenlamellen übertragene Druckkraft wird die Welle 1 gegenüber dem Gehäuse 2a, 2b abgebremst, wobei das Bremsmoment durch die Kraft der Speicherfeder 5 nicht einstellbar vorgegeben ist. Die Feder 7 befindet sich in dieser Stellung der Bremse in zumindest annähernd unbelastetem Zustand. Ein zweiter, für die Feststellbremse nicht benötigter Bremskörper 10 weist einen ausreichenden Luftspalt zu dem Bremsrotor 3bzw. zu der zwischen dem Bremsrotor 3 und dem Bremskörper 10 befindlichen Innenlamelle auf.

Um die oben beschriebenen Feststellbremse zu lösen, wird ein in dem Gehäuseteil 2a angeordneter Druckraum 8 mit einem ersten, niedrigeren Druckniveau beaufschlagt. Der in dem Druckraum 8 vorherrschende Druck wirkt auf einen Kolben 9, welcher mit dem zweiten Bremskörper 10 ein gemeinsames Bauteil bildet. Die auf den Kolben wirkende Druckkraft wird über die Feder 7 auf den ersten Bremskörper 6 übertragen, welcher sich hierdurch entgegen der Kraft der Tellerfeder 5 nach links bewegt, bis er mit der abgeschrägten Außenseite an dem Gehäuseteil 2b ansteht. Hierdurch entsteht zwischen dem ersten Bremskörper 6 und dem Bremsrotor 3 bzw. der dazwischen befindlichen Außenlamelle 4a ein Luftspalt. Bei diesem Vorgang wird auch der zweite Bremskörper 10 nach in der Zeichnung links bewegt, wobei jedoch ein Luftspalt zwischen dem zweiten Bremskörper 10 und dem Bremsrotor 3 bzw. der dazwischen befindlichen Außenlamelle 4b bestehen bleibt. Die geometrischen Verhältnisse, z. B. der Abstand des ersten Bremskörpers von dem Gehäuseteil 2b, und auch die Federkonstanten der Speicherfeder 5 und der Feder 7 müssen hierbei in gegenseitiger Abstimmung so bemessen sein, daß bei diesem ersten Druckniveau vor beiden Bremskörpern 6, 10 ein Luftspalt erhalten bleibt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Federkonstante der Feder 7 wesentlich größer als die Federkonstante der Tellerfeder 5.

Bei dem ersten Druckniveau, welches beispielsweise von einer hydraulischen Hilfspumpe erzeugt werden kann, ist die Bremse somit freigängig.

Beispielsweise durch Betätigen eines mit einem Bremszylinder gekoppelten Bremspedals kann der Druck in dem Druckraum 8, ausgehend von dem ersten Druckniveau, vorzugsweise stufenlos weiter erhöht werden. Die auf den Kolben 9 wirkende Druckkraft wird dann über die Feder 7 auf den ersten Bremskörper 6 und von diesem direkt in das Gehäuseteil 2b eingeleitet. Eine Erhöhung des Drucks in dem Druckraum 8 bewirkt somit ein Zusammendrücken der Feder 7, bis der zweite Bremskörper 10 an dem Bremsrotor 3 bzw. der dazwischen befindlichen Außenlamelle 4b anliegt. Durch eine weitere Erhöhung des Drucks im Druckraum 8 erhöht sich die von dem zweiten Bremskörper 10 auf den Bremsrotor 3 ausgeübte Druckkraft, was einer Betriebsbremsung des Fahrzeugs entspricht.

Durch die erfindungsgemäße Bremse werden die Vorteile einer Federspeicherbremse mit den Vorteilen einer automotiven Druckmittelbremse in einer Bremsenanordnung vereint.


Anspruch[de]
  1. 1. Bremse, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem Bremsrotor (3) und einem mit der Kraft mindestens einer Speicherfeder (5) an den Bremsrotor (3) direkt oder indirekt andrückbaren ersten Bremskörper (6), wobei der erste Bremskörper (6) mittels einer Lüftkraft von dem Bremsrotor (3) lüftbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter bewegbarer Bremskörper (10) vorgesehen ist, der mittels einer Stellkraft an den Bremsrotor (3) direkt oder indirekt andrückbar ist.
  2. 2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkraft und die Lüftkraft die gleiche Richtung aufweisen.
  3. 3. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsrotor (3) zwischen dem ersten Bremskörper (6) und dem zweiten Bremskörper (10) angeordnet ist.
  4. 4. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bremskörper (6) über mindestens eine Feder mit dem zweiten Bremskörper (10) in Wirkverbindung steht, wobei die Lüftkraft von dem zweiten Bremskörper (10) über die Feder auf den ersten Bremskörper (6) übertragbar ist.
  5. 5. Bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine größere Federkonstante aufweist, als die Speicherfeder (5).
  6. 6. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Lüftkraft ein auf den zweiten Bremskörper (10) wirkendes Stellglied vorgesehen ist.
  7. 7. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Stellkraft ein auf den zweiten Bremskörper (10) wirkendes Stellglied vorgesehen ist.
  8. 8. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Lüftkraft und der Stellkraft ein einziges Stellglied vorgesehen ist.
  9. 9. Bremse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied mindestens ein hydraulisch bewegbarer Kolben (9) vorgesehen ist.
  10. 10. Bremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) und der zweite Bremskörper (10) ein Bauteil bilden.
  11. 11. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, daß der Bremsrotor (3) von einem Lamellenpaket gebildet wird.
  12. 12. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bremskörper (6), zur Erzeugung der Lüftkraft, mit einer hydraulischen Hilfspumpe in Wirkverbindung steht.
  13. 13. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bremskörper (10), zur Erzeugung der Stellkraft, über einen hydraulischen Bremszylinder mit einem Bremsbetätigungsorgan, vorzugsweise einem Bremspedal, in Wirkverbindung steht.






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