DE1215013B

DE1215013B - Dauerbremse fuer Kraftfahrzeuge, insbesondere fuer schwere Lastkraftwagen

Info

Publication number: DE1215013B
Application number: DED44055A
Authority: DE
Inventors: Fritz Rueckert; Dipl-Ing Adolf Stengelin
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1964-04-02
Filing date: 1964-04-02
Publication date: 1966-04-21
Also published as: FR1428307A; US3363728A; GB1044693A

Description

Dau_ erbremse für Kraftfahrzeuge, insbesondere für schwere Lastkraftwagen Die Erfindung betrifft eine Dauerbremse für Kraftfahrzeuge, insbesondere für schwere Lastkraftwagen, die als hydrodynamische Bremse ausgebildet ist.
Vor allem «bei schweren Lastkraftwagen ist seit langem das Problem einer Dauerbremse akut, Weil sich immer wieder herausstellt, daß die Radbremsen dauernden Belastungen nur ungenügend gewachsen sind. Es treten dabei Schwunderscheinungen und übermäßiger Verschleiß auf. Eine Dauerbremse soll ein möglichst hohes und gut regelbares Bremsmoment abgeben können. Sie soll ferner verschiei4frei arbeiten.
Man hat versucht, dieses Problem durch eine dem Differential zugeordnete Scheibenbremse zu lösen. Dabei ist die Bremsscheibe mit dem Differentialgehäuse fest verbunden und seitlich neben dem Achsäntriebsgehäuse angeordnet. Diese Scheibenbremse kann jedoch nicht gut geregelt werden. Außerdem nimmt sie seitlich viel Platz weg, und sie bedingt auch eine besondere Konstruktion- des Achsantriebsgehäuses. Es sind andererseits auch hydrodynamische Bremskreisläufe bekannt, die innerhalb automatischer Getriebe angeordnet sind. Dort wird der gesamte Antriebsstrang- durch das Bremsmoment belastet und außerdem nur das Bremsmoment des Motors wirksam gemacht. Weiterhin gibt es noch eine vor dem Differential angeordnete hydrodynamische Bremse in einem vom Differential getrennten besonderen Gehäuse. Auch dort wird noch der Hypoidantricb des Differentials vom Bremsmoment belastet. Außerdem ist diese Anordnung bau, lieh umständlich und platzraubend.
Die Erfindung hat sich die Beseitigung obiger Nachteile zur Aufgabe gestellt. Es soll vor -allem die als Dauerbremse wirkende hydrodynamische Bremse in besonders einfacher Weise am Differentialgetriebe einer Fahrzeugachse angeordnet sein. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei den eingangs genannten Anordnungen dadurch, daß am Tellerrad eines einer Fahrzeugachse zugeordneten Differentialgetriebes ein ins Schnelle übersetzender Zahntrieb angeordnet ist, der den Rotor der hydrodynamischen Bremse antreibt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann in an sich bekannter Weise zur Regelung der Bremsleistung die Füllung der hydrodynamischen Bremse durch ein Schöpfrohr erfolgen. ' Füllungsregelungen durch Schöpfrohre können dabei so erfolgen, daß ein verstellbares Schöpfrohr die Bremse, his zum gewünschten Durchmesser leerschöpft.
Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, daß am `Tellerrad ohne zusätzlichen Aufwand ein großes Antriebsrad zur Verfügung steht. Die dadurch erzielbare große tlbersetzung ergibt eine leichte und kleine hydraulische Bremse. Das Bremsmoment kann leicht geregelt werden, und es belastet wiederum nicht den Hmterachsantrieb, was bei gypoidäntrieben besonders wichtig sein kann. Die Bremse läßt sich leicht am Differentialgehäuse unterbringen, wie nachstehend noch ausgeführt werden wird.
Prinzipiell kann man an dieser Stelle auch eine hydrodynamische Bremse mit konstanter Füllung vervvenden, deren Stator schaltbar am Gehäuse festlegbar ist. Ferner kann zur Übertragung des Drehmomentes zwischen Tellerrad und Bremse jeder beliebig gestaltete Zahntrieb verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist die hydrodynamische Bremse mit ihrer Achse parallel zur Achse des Differentialgetriebes in einem von diesem getrennten Gehäuse angeordnet, welches zugleich den Deckel des Achsgehäuses bildet. Dabei ist am Tellerrad außen eine Stirnverzahnung angeordnet, die über ein Zahnrad auf der Welle den Rotor der hydrodynamischen Bremse antreibt. Dies ergibt eine sehr klein bauende Bremse, die außerdem noch im Deckei vormontiert und nachträglich in ein Fahrzeug eingebaut werden kann. Der Hinterachsantrieb bleibt als solcher unverändert, wodurch Fertigung und Lagerhaltung ebenfalls vereinfacht werden. Die Verzahnung am Tellerrad und Zahnrad kann erfindungsgemäß derart schräg ausgeführt werden, daß durch den hieraus resultierenden Axialschub der in der hydrodynamischen Bremse erzeugte Axialdruck ausgeglichen wird.
Auch die Gestaltung der Bremse selbst kann im Prinzip beliebig erfolgen. Die Erfindung bevorzugt jedoch eine Ausbildung, wobei in an sich bekannter Weise das Gehäuse durch eine starre Zwischenwand in, einen den Rotor und den vom Gehäuse selbst gebildeten Stator aufnehmenden Innenraum und einen durch einen Deckel abgeschlossenen Außenraum unterteilt ist. Zweckmäßigerweise ist dabei in an sich bekannter Weise am Rotor eine dem Umfang des Gehäuses und seiner starren Zwischenwand angepaßte umlaufende Fangschale befestigt, deren der Zwischenwand benachbarter radialer Teil einen so großen Innendurchmesser aufweist und einen solchen Abstand von der Rückwand des Rotors hat, daß in die Fangschale aus dem Außenraum ein Schöpfrohr hineingeführt werden kann. Es wäre auch denkbar, nur mit der Fangschale zu arbeiten und die starre Zwischenwänd wegzulassen. Die Ausbildung und Anordnung des bzw. der Schöpfrohre ist in an sich bekannter Art und Weise denkbar. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, mindestens ein etwa kreissegmentförmiges gebogenes Schöpfrohr durch eine Öffnung in der Zwischenwand in die Fangschale hineinzuführen und durch einen im Außenraum liegenden Schwenkhebel um eine Achse quer zur Welle zu -schwenken. Bei den hier als bekannt vorausgesetzen Anordnungen handelt es sich einerseits um eine Flüssigkeitswirbelbremse, deren Gehäuse durch ein Bremsband festlegbar ist, und andererseits um eine Bremse, die neben dem hydrodynamischen Wandler eines Fahrzeuggetriebes liegt. Beides sind also ganz anders aufgebaute Bremsen. Um ein höheres Bremsmoment zu erreichen, kann nach der Erfindung der Rotor der Bremse in an sich bekannter Weise vorwärts schräggestellte oder gekrümmte Schaufeln ausweisen. Die Schaufeln am Turbinenrad können entsprechend rückwärts gekrümmt sein. Dies ist z. B. bei hydrodynamischen Kupplungen zur Erhöhung des übertragbaren Drehmomentes bekannt.
Die Erfindung beschäftigt sich ferner noch mit der Gestaltung des Kreislaufes für die Bremsflüssigkeit, durch den die bei der Bremsung entstehende Wärme abgeführt wird. Selbstverständlich kann dieser getrennt sein von anderen bereits vorhandenen Kreisläufen des Fahrzeuges. Die Erfindung jedoch geht von dem allgemeinen Gedanken aus, die an der Bremse erzeugte Wärme an das Motorkühlwasser abzugeben. Dies ist vorteilhaft, weil während der Bremsung der Motor unbelastet ist und seinerseits kaum Wärme abgibt. Diese Anordnung kann also in vorteilhafter Weise zur Konstanz der Kühlwassertemperatur beitragen.
Im einzelnen schlägt die Erfindung vor, daß in an sich bekannter Weise in dem Kreislauf der Bremsflüssigkeit eine Pumpe, ein Wärmetauscher und ein Absperrglied angeordnet sind, wobei als Bremsflüssigkeit die Ölfüllung des Differentialgetriebes dienen kann. Letzteres hat den Vorteil, daß bei ziehendem Antrieb das Hinterachsöl gekühlt werden kann. Der Wärmetauscher wird erfindungsgemäß in an sich bekannter Weise vom Kühlkreislauf des Motors durchflossen und ist zwischen der Pumpe und dem Absperrglied angeordnet, wobei das Absperrglied als Dreiwegehahn ausgebildet ist, welches den von der Pumpe kommenden Flüssigkeitsstrom wahlweise dem Rücklauf oder der hydrodynamischen Bremse zuleitet. Im Rücklauf von dieser Bremse kann ein Rückschlagventil angeordnet sein.
Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung an Hand eines im Schnitt dargestellten Hinterachsantriebes mit schematisch angedeuteten Organen des Flüssigkeitskreislaufes. In einem Hinterachsgehäuse 1 ist ein nicht dargestelltes Differential angeordnet, welches ein Tellerrad 2 aufweist, das in bekannter Weise z. B. durch einen Hypoidantrieb von einem Ritzel der Kardanwelle angetrieben wird. Der Zahnkranz 3 des Tellerrades 2 hat außen eine Stirnverzahnung 4, die zusammen mit einem Ritzel 5 einen ins Schnelle übersetzenden Zahntrieb bildet. Das Hinterachsgehäuse 1 wird durch einen Deckel verschlossen, der zugleich als Gehäuse 6 für eine hydrodynamische Bremse 7 dient.
Die hydrodynamische Bremse 7 ist so angeordnet, daß ihre Achse 8 parallel zur Achse des Differentialgetriebes verläuft. Sie besteht in bekannter Weise aus einem Rotor 9, welcher durch eine Welle 10 und den Zahntrieb 4, 5 vom Tellerrad 2 angetrieben wird. Der" Stator 11 der hydrodynamischen Bremse 7 wird vom Gehäuse 6 selbst gebildet. Im Gehäuse 6 befindet sich eine Zwischenwand 12, durch die das Gehäuse in einen Innenraum 13 und einen Außenraum 14 unterteilt wird, wobei der letztere durch einen Deckel 15 nach außen abgeschlossen ist. Der Deckel 15 nimmt ein Lager 16 für die Welle 10 - die andererseits im Gehäuse 6 gelagert ist - und einen hohlen Rohranschluß 17 auf, welcher noch näher beschrieben werden wird.
Am Rotor 9 ist .eine Fangschale 18 befestigt, welche in ihrer Form der durch Gehäuse 6 und Zwischenwand 12 vorgegebenen Form angepaßt ist. Diese Fangschale läuft mit dem Rotor 9 um. Bohrungen 19 verbinden den Arbeitsraum der Bremse mit dem Innenraum 13. Aus diesem Raum 13 führt ein kreisförmig gebogenes Schöpfrohr 20 durch eine Öffnung 21 in der Zwischenwand 12 in den Außenraum 14, wo es mit einem Schwenkhebel 22 fest verbunden ist. Dieser kann um eine quer zur Welle 10 verlaufende Achse geschwenkt werden.
Für den Zufluß der Bremsflüssigkeit ist die Welle 10 von den dem Zahntrieb 4, 5 entgegengesetzt liegenden Ende her mit einer Bohrung 23 versehen, die durch Querbohrungen 24 mit dem Arbeitsraum der hydrodynamischen Bremse in Verbindung steht. Der Rohranschluß 17 ragt dichtend in das Maul am Ende der hohlen Welle 10 hinein. Er ist mit einem Dreiwegehahn 25 verbunden, welcher willkürlich oder automatisch in eine Bremsstellung I und eine Betriebsstellung II bewegt werden kann. Eine Pumpe 26 ist im Achsgehäuse 1 in nicht näher dargestellter Weise angeordnet und drückt das Öl aus diesem über einen Wärmetauscher 27 und den Dreiwegehahn 25 in den Zufluß 17. Der Wärmetauscher 27 ist an den Motorkühlkreislauf angeschlossen. Im Außenraum 14 ist ein Anschluß 28 für die Rückleitung vorgesehen, die über ein Rückschlagventil 29 in das Achsgehäuse 1 bzw. dessen Ölsumpf führt.
In der gezeichneten Bremsstellung I wird die Bremse 7 vom Öl durchströmt. 7e nach der Stellung des Schöpfrohres 20 ist sie mehr oder weniger voll und ergibt dadurch ein gut regelbares Bremsmoment, welches unmittelbar vom Tellerrad des Differentialgetriebes auf das Achsgehäuse 1 geleitet wird. Beim Umschalten des Dreiwegehahnes 25 in die Stellung II wird der Zufluß zur hydrodynamischen Bremse 7 gesperrt und das Öl des Differentialgetriebes lediglich durch den Wärmetauscher 27 gekühlt und wieder in den Rücklauf geführt. Eine Bremsung tritt nicht ein, da sich die hydrodynamische Bremse 7 über das Schöpfrohr selbst in den Ölsumpf entleert.

Claims

Patentansprüche: 1. Dauerbremse für Kraftfahrzeuge, insbesondere für schwere Lastkraftwagen, die als hydrodynamische Bremse ausgebildet ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß am Tellerrad (2, 3) eines einer Fahrzeugachse zugeordneten Differentialgetriebes ein ins Schnelle übersetzender Zahntrieb (4, 5) angeordnet ist, der den Rotor (9) der hydrodynamischen Bremse (7) antreibt. z. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zur Regelung der Bremsleistung die Füllung der hydrodynamischen Bremse (7) durch ein Schöpfrohr (20) erfolgt. 3. Bremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Bremse (7) mit ihrer Achse parallel zur Achse des Differentialgetriebes in einem von diesem getrennten Gehäuse (6) angeordnet ist, welches zugleich den Deckel des Achsgehäuses (1) bildet. 4. Bremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Tellerrad (2, 3) außen eine Stirnverzahnung (4) angeordnet ist, die über ein Zahnrad (5) auf der Welle (10) den Rotor (9) antreibt. 5. Bremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Gehäuse (6) durch eine starre Zwischenwand (12) in einen den Rotor (9) und den vom Gehäuse (6) selbst gebildeten Stator (11) aufnehmenden Innenraum (13) und einen durch einen Deckel (15) abgeschlossenen Außenraum (14) unterteilt ist. 6. Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise am Rotor (9) eine dem Umfang des Gehäuses (6) und seiner starren Zwischenwand (12) angepaßte umlaufende Fangschale (18) befestigt ist, deren der Zwischenwand (12) benachbarter radialer Teil einen so großen Innendurchmesser aufweist und einen solchen Abstand von der Rückwand des Rotors (9) hat, daß in die Fangschale aus dem Außenraum (14) das Schöpfrohr (20) hineingeführt werden kann. 7. Bremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das mindestens etwa kreissegmentförmig ausgebildete Schöpfrohr (20) durch eine Öffnung (21) in der Zwischenwand (12) in die Fangschale (18) hineingeführt und durch einen im Außenraum (14) liegenden Schwenkhebel (22) um eine Achse quer zur Welle (10) schwenkbar ist. B. Bremse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (9) in an sich bekannter Weise vorwärts und gegebenenfalls der Stator (11) rückwärts schräggestellte oder gekrümmte Schaufeln aufweist. 9. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (10) einerseits neben dem Zahntrieb (4, 5) im Gehäuse (6) und andererseits in dessen Deckel (15) gelagert und dazwischen dichtend durch den den Stator (11) bildenden Gehäuseteil hindurchgeführt ist. 10. Bremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für den Zufluß der Bremsflüssigkeit die Welle (10) vom Stator (11) aus bis zu ihrem dem Zahntrieb (4, 5) abgewandten Ende hohl ausgebildet ist und dort ein Maul aufweist, in welches dichtend ein im Deckel (15) zentral angeordneter Rohranschluß (17) eingreift. 11. Bremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Abfluß der Bremsflüssigkeit ein Rohranschluß (28) in den vom Deckel (15) abgeschlossenen Außenraum mündet. 12. Bremse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise in dem Kreislauf der Bremsflüssigkeit eine Pumpe (26), ein Wärmetauscher (27) und ein Absperrglied (25) angeordnet sind, wobei als Bremsflüssigkeit die Ölfüllung des Differentialgetriebes dienen kann. 13. Bremse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (27) in an sich bekannter Weise vom Kühlkreislauf des Motors durchflossen wird und daß er zwischen der Pumpe (26) und dem Absperrglied (25) angeordnet ist, wobei das Absperrglied als Dreiwegehahn ausgebildet ist, welches den von der Pumpe kommenden Flüssigkeitsstrom wahlweise dem Rücklauf oder der hydrodynamischen Bremse zuleitet. 14. Bremse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Rücklauf von der hydrodynamischen Bremse ein Rückschlagventil (29) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 915 752, 1134 903; deutsche Auslegeschrift Nr. 1070 049; französische Patentschrift Nr. 1286 552.