Flüssigkeitsgekühlte Reibungsbremsanlage Die Erfindung bezieht sich auf flüssigkeitsgekühlte Reibungsbremsanlagen mit in Angriff zu bringenden festen und beweglichen Reibgliedern und einer Pumpe, die Kühlflüssigkeit zwischen den Reibgliedern um wälzt.
Erfindungsgemäss ist ein Antriebsglied für die Pumpe vorgesehen, das mit einem der umlaufenden Reibglieder beim Bremsen gekuppelt wird. Die Pumpe wälzt also nur dann Flüssigkeit um, wenn Leistung unter Erzeugung von Wärme in den Reibgliedern ver nichtet wird. Es wird dagegen keine Leistung zum Antrieb der Pumpe verbraucht, wenn keine Brems wirkung und daher keine Wärmeerzeugung vorliegt.
Vorteilhaft ist eine Pumpe der Verdrängerbauart verwendet, damit deren zwischen die Reibglieder strömende Fördermenge der Drehzahl des Pumpen antriebsgliedes proportional ist und also beim Ver binden der Reibglieder mit dem Pumpenantriebsglied dieses mit der Drehzahl der umlaufenden Reibglieder läuft und die Fördermenge dieser Drehzahl und damit auch der zu vernichtenden Energie und der abzufüh renden Wärme während des Bremsvorganges pro portional ist.
Beiliegende Zeichnung stellt ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes dar. In der Zeich nung ist Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Brems anlage an einem mehrrädrigen Fahrzeug, Fig. 2 eine Radbremse der Anlage in Richtung des Pfeils 2 der Fig. 3 gesehen, Fig. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 3,
Fig. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 5, Fig. 8 ein Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 3, Fig. 9 ein vergrösserter Ausschnitt der Fig. 3, Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Darstellung mit einer anderen Stellung der Bremsglieder, Fig. 11 eine teilweise Ansicht eines Teils der Rad bremse in Richtung der Pfeile 11-l1 der Fig. 9 ge sehen, Fig. 12 ein Teilschnitt nach Linie 12-12 der Fig. 1 und ,
Fig. 13 ein Schnitt nach Linie 13-13 der Fig. 1. Ein Kraftfahrzeug hat einen Rahmen 10, der auf Rädern 11, 12, 13, 14 ruht, deren jedes mit einer Radbremse 15 ausgerüstet ist. Jede Bremse enthält eine Pumpe, die, angetrieben, ein Umwälzen von Kühlflüssigkeit durch die Bremse veranlasst, um die durch das Anlegen der Reibungsbremse erzeugte Wärme abzuführen. Die Kühlflüssigkeit wird nach der Aufnahme von Wärme in eine Leitung 16 gefördert, die an einen Einlassstutzen 17 eines Wärmeaustau- schers 18 (Fig. 12) angeschlossen ist. Dieser liegt in der unteren Sammelkammer 19 eines Kühlers 20 für den Motor.
Der Wärmeaustauscher 18 hat einen Austrittsstutzen 21, der über eine Leitung 22 mit den Saugseiten der Pumpen verbunden ist.
Ein Vorratsbehälter 26 ist durch eine Leitung 27 mit der warmes Kühlmittel führenden Leitung 16 und durch eine Leitung 28 mit der gekühltes Kühl mittel führenden Leitung 22 verbunden. Uni, eine Umgehung des Wärmeaustauschers 18 zu verhin dern, ist ein Drucksicherheitsventil 29 in der Leitung 27 vorgesehen, das in der Leitung 16 einen höheren Druck als in der Leitung 22 hält. Das Sicherheits ventil 29 ist auf einen genügend hohen Druck ein gestellt, um den Flüssigkeitsstrom durch den Wärme- austauscher zu gewährleisten. Bei Übersteigen dieses Druckes in der Leitung 16 wird diese über das Ventil mit dem Vorratsbehälter verbunden.
Die erwärmte Flüssigkeit aller Radbremsen 15 wird also einem gemeinsamen Wärmeaustauscher zu geleitet, von dem über die Rücklaufleitung 22 die einzelnen Bremsen 15 unabhängig voneinander mit frischer Flüssigkeit versorgt werden, so dass also jeder Bremse in dem Masse Flüssigkeit zugeregelt werden kann, wie es für die besonderen Erfordernisse der Wärmeabfuhr erforderlich ist.
Die Bremsen 15 für die Vorder- und die Hinter räder sind gleich ausgebildet.
Jede Bremse 15 (Fig. 3) hat ein Bremsengehäuse 30, das aus einer Kappe 32 und einer Abschlussplatte 31 besteht, die zwei Augen 57 mit axialen Bohrungen 33 zur Aufnahme eines Gelenkzapfens 34 hat. Der Gelenkzapfen sitzt auf einem Achsschenkel 35, der von einem Wälzlager 36 getragen wird.
Die Abschlussplatte 31 und die Kappe 32 tragen Wälzlager 37 bzw. 38 zur Aufnahme eines Achs schenkels 39, der einen radialen Flansch 40 trägt. An diesem Flansch ist mittels Schrauben 42 eine Rad scheibe 41 eines Rades des Kraftfahrzeuges be festigt.
Das Wälzlager 38 hat einen Innenlaufring 43, der mit Presssitz auf einem zylindrischen Teil 44 des Achsschenkels 39 sitzt und durch einen Haltering 45 in seiner Lage gehalten wird. Das Wälzlager 38 hat einen Aussenlaufring 46, der in einer Ausnehmung 47 in der Aussenwand 48 der Kappe 32 sitzt und dort durch eine mittels Schrauben 50 an der Wand 48 befestigte Halteplatte 49 festgehalten wird. Eine in der Halteplatte 49 sitzende Öldichtung 51 liegt gegen den inneren Laufring 43 des Wälzlagers 38 an und verhindert Ölverluste.
Das Wälzlager 37 hat einen Aussenlaufring 52, der in einer Ausnehmung 53 der Abschlussplatte 31 sitzt, und einen Innenlaufring 54, der von einer Nabe 55 einer Bremsentragplatte 60 getragen wird. Der innere Umfang der Nabe 55 ist durch einen Keil 56 mit dem einwärts liegenden Ende des Achsschenkels 39 ver bunden, so dass die Bremsentragplatte 60 mit dem Achsschenkel 39 umläuft. Die Kappe 32 des Bremsen gehäuses 30 bildet eine Bremskammer 61, in der meh rere im Abstand voneinander angeordnete ringförmige umlaufende Reibscheiben 62 und zwischen diese grei fende ringförmige feste Reibscheiben 63 vorhanden sind.
Die umlaufenden Reibscheiben 62 bestehen aus Metall und tragen an den gegenüberliegenden Flächen Reibbeläge 65 aus geeignetem Werkstoff, die beim Bremsen in Angriff an den aus Metall gefertigten festen Reibscheiben 63 gebracht werden.
Der Innenrand der umlaufenden Reibscheiben 62 hat Keile 66, die mit Keilen 67 am Aussenrand der Bremsentragplatte 60 zusammenwirken, so dass die Reibscheiben 62 mit der Bremsentragplatte 60 um laufen.
Am Aussenrand der festen Reibscheiben 63 sind Vorsprünge 68 (Fig.4 und 6) vorgesehen, die in axiale Schlitze 69 in einer Ringwand 70 ragen. Die Ring- wand 70 geht in eine radiale Wand 71 über, die mit tels Schrauben 140 an der Kappe 32 befestigt ist und deren Lage durch Stifte 141 bestimmt wird. Die Wand 71 trennt die Bremskammer 61 von einer Pum penkammer 73, die in der Kappe 32 gebildet ist und exzentrisch zum Achsschenkel 39 liegt.
Die Pumpenkammer 73 enthält einen Pumpen läufer 75, der drehbar auf der Nabe 55 der Bremsen tragplatte 60 gelagert ist. Der Pumpenläufer hat meh rere radiale Schlitze 72, die je eine Pumpenschaufel 77 aufnehmen.
Die Pumpenschaufeln 77 haben Schultern 78, die mit zwei exzentrischen Ringen 79 zusammenarbeiten, so dass die Aussenenden der Pumpenschaufeln 77 gegen die Innenfläche der Pumpenkammer 73 ge halten werden.
Die Pumpenkammer 73 (Fig. 5) steht mit einer sich nach innen erweiternden Einlasskammer 81 in Verbindung, die mit einem sich durch das Bremsen gehäuse 30 erstreckenden Einlasskanal 82 verbunden ist (Fig. 7). Dieser Kanal ist durch einen Fitting 83 mit der Rücklaufleitung 22 verbunden.
Das Wälzlager 38 (Fig.7) erhält Schmiermittel von dem Einlasskanal 82 über einen Kanal 84, der zu einer ringförmigen Ausnehmung 85 in der Kappe 32 neben dem Lager 38 führt.
Die Flüssigkeit wird beim Umlaufen der Schau feln entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig.5) aus dem Arbeitsraum 80 der Pumpe unter Druck durch Öffnungen 90 (Fig. 3, 5 und 8) in der Wand 71, die im Bereich des Austritts der Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 80 liegen, in die Bremskammer 61 ge fördert, in die sie radial einwärts des Aussenumfangs der Bremsentragplatte 60 eintritt.
Die Bremsentragplatte 60 hat radiale Öffnungen 91 (Fig.3 und 11), durch die die Druckflüssigkeit durch die Bremsentragplatte hindurch zu den Innen rändern der Reibscheiben 62 und 63 strömt.
Die Reibbeläge 65 der umlaufenden Reibscheiben 62 haben eine Reihe von Nuten 95 (Fig. 6), so dass die durch die Öffnungen 91 der Bremsentragplatte 60 tretende Flüssigkeit zwischen den umlaufenden und festen Reibscheiben nach aussen gelangen kann, wenn die Reibscheiben aneinanderliegen. Die Nuten 95 in den Reibbelägen 65 sind nach Art eines Geflechts ausgebildet, so dass sich zwischen den Reibscheiben eine starke Turbulenz der Strömung und damit wäh rend der Strömung eine Berieselung ergibt, die eine maximale Wärmeaufnahme aus den Reibscheiben er möglicht.
Die am Aussenumfang der Reibscheiben 62 und 63 austretende Flüssigkeit gelangt durch die Schlitze 69 in der Wand 70 in den diese Wand umschliessen den ringförmigen Teil der Kammer 61, der in einen Ablasskanal 99 (Fig. 5 und 6) mündet, welcher mit der Leitung 16 (Fig. 2) verbunden ist.
Der in der Pumpenkammer 73 laufende Pumpen läufer 75 wird durch eine Antriebsscheibe 100, die in der Bremskammer 61 angeordnet ist, angetrieben. Die Antriebsscheibe trägt am inneren Umfang axiale An sätze 101, die sich in Schlitze 102 am Innenrand des Pumpenläufers 75 erstrecken (Fig.3, 4, 7 und 8).
Am Aussenumfang hat die Antriebsscheibe<B>100</B> an den gegenüberliegenden Flächen ringförmige Reib beläge 105, 105a aus geeignetem Werkstoff, die koaxial zu den Reibscheiben 62 und 63 liegen. Die Antriebsscheibe 100 liegt zwischen der Wand 71 und einer umlaufenden Reibscheibe 62, so dass die Reib beläge 65a und 105a nebeneinander liegen.
Die Reibscheiben 62 und 63 werden durch eine ringförmige Druckplatte 110 zum Angriff aneinander- gebracht, die verschieblich auf einer zylindrischen Nabe 111 der Abschlussplatte 31 gelagert ist. Die Druckplatte 110 wird durch eine Wellenfeder 112 (Fig. 3) zurückgezogen, die zwischen einem radialen Flansch 113 der Druckplatte 110 und einem Gegen ring 114 liegt. Der Gegenring 114 wird mit Hilfe eines Sprengringes 116 an einer Schulter 115 der Abschlussplatte 31 gehalten. Zwischen der Druckplatte 110 und der zylindrischen Nabe<B>111</B> ist eine Ring dichtung<B>117</B> angeordnet.
Die Druckplatte 110 wird durch zwei einander diametral gegenüberliegende, hydraulisch betätigte Kolben 120 (Fig. 4) angedrückt, die in Zylindern 121 hin und her beweglich sind. Die Zylinder 121 sind in der Abschlussplatte 31 gebildet und stehen mit dem Hauptbremszylinder der hydraulischen Bremsanlage über Leitungen 122 und 123 in Verbindung (Fig. 2).
Dichtungen 124 und 125 zwischen den Kolben 120 und den Zylindern 121 verhindern den Verlust von Bremsflüssigkeit aus den Zylindern 121 zur Bremskammer 61 und den Zutritt von Kühlflüssigkeit von der Bremskammer 61 zu den Bremszylindern 121.
Jeder Zylinder 121 hat einen Anschlag 130 mit einem Gewindeschaft 131, der durch einen Ansatz 132 der Abschlussplatte 31 hindurchgeschraubt ist. Der Anschlag 130 kann innerhalb und ausserhalb des Bremszylinders 121 eingestellt werden, um die zurück gezogene Lage der Druckplatte<B>110</B> so zu bestimmen, dass genügendes Spiel zwischen den Reibscheiben 62 und 63 besteht (Fig. 9). Eine Dichtung 133 umgibt den Anschlag 130 und wird durch eine Druckfeder 134 angedrückt.
Die Zufuhr von Druckflüssigkeit zu den Zylin dern 121 über die Leitungen 122 und 123 veran lasst eine Bewegung der Kolben 120 und der Druck platte<B>110</B> nach links (Fig. 4), um die Reibscheiben 62 und 63 in Angriff aneinander zu bringen (Fig. 10). Gleichzeitig wird der Reibbelag 65a der einen um laufenden Reibscheibe an dem Reibbelag 105a der Antriebsscheibe 100 in Angriff gebracht, deren an derer Reibbelag 105 zur Anlage gegen die Wand 71 bewegt wird.
Es wird ein im wesentlichen sofortiges Kuppeln zwischen der umlaufenden Reibscheibe und der An triebsscheibe<B>100</B> erreicht, da der Reibkoeffizient zwi schen den Reibbelägen 105a und 65a wesentlich grö sser als der zwischen dem Reibbelag 105 und der Wand 71 ist. Die Antriebsscheibe wird also mit der gleichen Drehzahl angetrieben wie die umlaufenden Reibscheiben 62, die von der von dem Achsschenkel 39 angetriebenen Bremsentragplatte 60 getragen sind, so dass also die Antriebsscheibe 100 mit gleicher Dreh zahl wie das Fahrzeugrad umläuft.
Da auch der Pumpenläufer 75 mit im wesentlichen gleicher Drehzahl wie das Fahrzeugrad angetrieben wird, ist die Fördermenge der Pumpe der Drehzahl des Fahrzeugrades direkt proportional, so dass bei jeder Zunahme der Drehzahl des Fahrzeugrades ein proportionaler Anstieg der Pumpendrehzahl und damit der Fördermenge der Pumpe erfolgt.
Die Förderleistung der Pumpe ist so ausgelegt, dass die bei einer bestimmten Drehzahl mit angelegter Bremse unter einem bestimmten Höchstdruck ge lieferte Flüssigkeitsmenge ausreicht, um einen Tem peraturanstieg in den Reibscheiben über einen be stimmten Wert zu verhindern, gleichgültig, wie lange die Bremse angelegt bleibt. Der Flüssigkeitsstrom durch die Reibscheiben ist so, dass beim Anlegen der Bremse die Wärme sofort bei der Entstehung von den Reibscheiben abgeleitet wird.
Da der Kühlmittelstrom durch die Reibscheiben so gewählt ist, dass bei der grössten Wärmebildung unter den schwersten Bremsbedingungen die Wärme abgeführt wird, und da die Pumpendrehzahl der Dreh zahl des Fahrzeugrades direkt proportional ist, liefert die Pumpe selbsttätig auch die richtige Flüssigkeits menge zu den Reibscheiben, um die bei kleineren Ge schwindigkeiten auftretende geringere Wärme abzu führen.