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Hydraulisch betätigte Scheibenreibungsbremse, insbesondere für Fahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch betätigte Scheibenreibungsbremse,
insbesondere für Fahrzeuge.
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, Die Erfindung geht von einer hydraulisch betätigten Scheibenreibungsbremse
dieser Art aus, bei der die axial verschiebbare und auf beiden Seiten mit einem
Bremsbelag versehene Bremsseheibe von innen ein U-förmiges Bremsgdhäuse umgreift,
dessen einer Schenkel mit einer an diesem befestigten, als Gegendruckscheibe dienenden,
dünnen metallischen Reibscheibe eine ringförmige Kühlkammer einschließt und dessen
anderer Schenkel als Zylinder für den ringförmigen Bremsbetätigungskolben ausgebildet
ist, der mit einer an dem Kolben befestigten, als Druckscheibe dienenden, dünnen
metallischen Reibscheibe ebenfalls eine ringförmige Kühlkammer einschließt, wobei
die beiden die Kühlkammem teilweise begrenzenden Reibscheiben gleichzeitig sowohl
unmittelbar durch den auf ihnen lastenden Druck der Druckflüssigkeit als auch mittelbar
durch den von der Druckflüssigkeit beaufschlagten Betätigungskolben gegen die abzubremsende
Scheibe gepreßt werden.
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Eine derartige Bremse ist bereits Gegenstand des älteren deutschen
Patents 1133 995. Bei dieser vorgeschlagenen Bremse ist jedoch die umlaufende
Bremsscheibe axial festgelegt, so daß für jeden ringförmigen Bremsbelag ein ringförmiger,
axial verschiebbar gelagerter und mit einer Kühlkammer versehener Kolben und ein
ringförmiger Zylinder gehören, innerhalb dessen der Ringkolben axial verschiebbar
gelagert ist.
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Sobald bei einer derartigen Bremse auf an sich bekannte Weise die
umlaufende Bremsscheibe axial verschiebbar angeordnet ist, indem nunmehr das Bremsgehäuse
bügelförmig um die Scheibe herumgreift, erhält man zwar den Vorteil, daß zur Beaufschlagung
der auf den beiden Seiten der Bremsscheibe angeordneten ringförinigen Bremsbeläge
nur ein Ringkolben und ein kingzylinder erforderlich sind. Es besteht dann aber
die Gefahr, daß der Ringzylinder und die auf beiden Seiten der umlaufenden Bremsscheibe
angeordneten Kühlkammern, von denen aus die dünnen metallischen Reibscheiben sowohl
gekühlt als auch abgestützt werden, nicht mit einem im wesentlichen gleichen Druck
beaufschlagt werden, was Voraussetzung für eine einwandfreie Wirkungsweise dieser
Bremsen ist.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Bremse dieser Art
zu schaffen, bei der mit einfachen NEtteln von einer zentralen Stelle aus sowohl
der Ringzylinder als auch die beiden Kühlkammern mit einem im wesentlichen
gleichen Flüssigkeitsdruck beaufschlagt und alle Teile der Kühlkammem einwandfrei
von Flüssigkeit durchströmt werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bremsgehäuse
für den Zufluß der Druck- und Kühlflüssigkeit zu den beiden Kühlkammem und dem Zylinderraum
ein. gemeinsamer Zuflußsammelraum und für den Abfluß der Flüssigkeit aus ihnen ein
gemeinsamer Abflußsammelraum vorgesehen ist, daß bei Nebeneinanderanordnung der
beiden Sammelräume auf der gleichen Seite oberhalb der Bremsachse in der Kühlkammer
eine Trennwand vorgesehen ist, die den Durchfluß der von dem Zuflußsammelraum kommenden
Flüssigkeit über den ganzen Umfang der Kühlkammer zudem Abflußsammelraum erzwingt,
und daß der Zylinder, nachdem er über einen mit dem gemeinsamen Zuflußsammelraum
in Verbindung stehenden Einlaßkanal beaufschlagt worden ist, über einen weiteren
Kanal mit der Kolbenkühlkammer zum Zwecke seiner Beaufschlagung verbunden ist, der
schließlich über einen dicht durch den Zylinderraum hindurchgeführten Auslaßkanal
mit einem in der Bremsgehäusehälfte vorgesehenen, zum Abflußsammelraum führenden
Abflußkanal verbunden ist.
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Der Zuflußsammelraum und der Abflußsammelraum stehen mit der Druck-
bzw. Saugseite der Druckquelle in Verbindung. Sie wirken als Speicher,
die
zu einer Vergleichmäßigung der Flüssigkeitsströmung und der Drücke der Kühl- und
Druckflüssigkeit sowohl in den Kühlkammern als auch in dem Zylinder führen.
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Vorzugsweise liegt der Verbindungskanal zwischen dem Zylinderraum
und der Kolbenkühlkämmer dem Einlaßkanal zum Zylinderraum etwa diametral gegenüber.
Auf diese Weise ergibt sich am einfachsten und günstigsten eine gleichmäßige Strömung
und eine gleichmäßige Verteilung des Drucks über den gesamten Kolbenquerschnitt
bei einer Beaufschlagung- des Ringzylinders.
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Weiterhin empfiehlt es sich, den Verbindungskanal zwischen dem Zylinderraum
und der Kolbenkühlkammer dem Auslaßkanal etwa diametral gegenüber und in Umfangsrichtung
neben den Einlaßkanal zu legen; diese Abflußleitung liegt dann, falls der Verbindungskanal
zwischen dem Zylinderraum und der Kolbenkühlkammer etwa- diametral dem Einlaßkanal
gegenüberliegt, -gleichzeitig auf dem Umfang neben dem Kanal, über den die
Kühl- und Druckflüssigkeit in den Zylinder einströmt. Auf diese Weise wird die Strömung
der Flüssigkeit durch die Kolbenkühlkammer vergleichmäßigt.
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Zweckmäßigerweise ist ein in der Kolbentrennwand befestigtes Rohr
axial dicht gleitend in einer den Abflußkanal begrenzenden Wand der Bremsgehäusehälfte
geführt.
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Die Erfindung wird nunmehr im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben,
in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es
zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete hydraulisch
betätigte Scheibenbremse nach Linie 1-1 der F i g. 2, F i
g. 2 eine Stimansicht der in F i g. 1 dargestellten Bremse bei abgenommener
Bremstrommel, und zwar von rechts in F i g. 1 gesehen, F i g. 3 einen
Teilschnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2, F i g. 4 eine Draufsicht
auf die Bremse in Achsrichtung von links in der F i g. 1 gesehen, F i
g. 5 einen Teilschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 4, F i
g. 6 einen Schnitt ähnlich der F i g. 1 durch eine abgewandelte Ausführungsform
der Erfindung mit zwei axial verschiebbar angeordneten Bremsscheiben, F i
g. 7 einen Teilschnitt durch die Ausführungsform nach F i g. 6 gemäß
einer um 901 C versetzten Schnittebene.
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Die in F i g. 1 bis 5 dargestellte Bremse besteht aus
einer Nabe 10, welche frei drehbar auf eine Achse 11
aufgesetzt ist
und einen Flansch 12 trägt. An der nicht drehbaren Fahrzeugachse ist eine Bremsgehäusehälfte
13 drehfest angeordnet, an der mit Hilfe von Kopfschrauben 15 eine
weitere Bremsgehäusehäffie 14 befestigt ist. An dem Flansch 12 ist mit Hilfe von
Bolzen 17 die umlaufende Bremstrommel 16 befestigt, an der mit Hilfe
von Schraubbolzen 19 ein Ringkörper 18 befestigt ist. Eine metallische
Bremsscheibe 20 ist an ihrem Umfang mit Bohrungen 21 versehen, durch die gleitend
die Schraubbolzen 19 hindurchtreten, so daß die Bremsscheibe zusammen mit
der Nabe 10, der Bremstrommel 16 und dem Ringkörper 18 umlaufen.
Auf beiden Seiten der Bremsscheibe 20 sind aus Reibungswerkstoff bestehende ringförmige
Bremsbeläge 22 befestigt. Am äußeren Umfang der Bremsscheibe 20 ist durch Verschweißen
od. dgl. ein. Metallring 23 befestigt, der zusammen mit der.,Oberfläche
der Bremsseheibe an ihrem Außenrand eine Rinne 24 bildet, in die ein Dichtungsring
25 von kreisförmigem Querschnitt aus Gurami od. dgl. eingelegt ist, der unter
Druck zwischen dem Boden der Rinne und der Innenfläche des Ringkörpers
18 eingespannt ist und gleitend an ihm anliegt.
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In der nicht umlaufenden Bremsgehäusehälfte 14 ist eine ringförmige
Kühlkammer 26 ausgebildet, die an ihrer in F i g. 1 links liegenden
Seite offen ist und im wesentlichen die gleiche Flächenausdehnung wie der in dieser
Figur rechts liegende Bremsbelagring 22 hat, auf den sie konzentrisch ausgerichtet
ist. In der Gehäusehälfte 14 ist ferner ein Einlaßkanal 27
vorgesehen, der
mit der ringförmigen Kühlkarnmer 26 über eine Einlaßöffnung 28 in
Verbindung steht. Die linke Seite der Kühlkamnier ist mit einer ringförmigen metallischen
Reibscheibe 29 verschlossen, die vorzugsweise aus Metall von besonders hoher
Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, besteht. Die Reibscheibe 29 ist
mit der Bremsgehäusehälfte 14 entlang ihres äußeren und inneren Umfanges, beispielsweise
mittels Nieten 30, dicht verbunden. Gewünschtenfalls können in Nuten in der
in F i g. 1
links liegenden Fläche der Bremsgehäusehälfte 14 federnde Dichtungsringe
31 eingelegt sein, um Leckverluste zwischen der metallischen Reibscheibe
29
und der Bremsgehäusehälfte 14 zu verhindern.
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Die Bremsgehäusehälfte 13 ist mit einem konzentrisch ausgerichteten
ringförmigen Zylinder 32 für die Aufnahme eines verschiebbar gelagerten Kolbens
33 versehen. In der Bremsgehäusehälfte 13 ist ein Einlaßkanal 34 vorgesehen,
der an seinem - unteren Ende auf den Einlaßkanal 27 der Bremsgehäusehälfte
14 ausgerichtet ist. Der Einlaßkanal 34 führt über noch zu beschreibende Leitungen
zu einer in der Bremsgehäusehälfte 13 vorgesehenen Leitung 35,
die
ihrerseits eine Verbindung zu der in F i g. 4 dargestellten Flüssigkeitseinlaßöffnung
36 herstellt. Ein Einlaßkanal 37 in der Bremsgehäusehälfte
13 dient zur Verbindung des Ringzyhnders 32 mit dem Einlaßkana134.
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Der starr ausgebildete Kolben 33 besteht aus inneren und äußeren
konzentrischen Ringen 38, deren Enden mittels einer ringförmigen Trennwand
39 miteinander verbunden sind. Diese Trennwand ist gegenüber dem in F i
g. 1 rechts liegenden Ende des Kolbens nach links versetzt, so daß eine Kühlkammer
40 für den Umlauf einer Kühlflüssigkeit am rechten Ende des Kolbens 33 entsteht.
Diese Kolbenkühlkammer 40 entspricht im wesentlichen bezüglich ihrer Fläche und
ihrer Ausrichtung der Kühlkammer 26 in der Bremsgehäusehälfte 14. Die Kolbenkühlkammer
40 ist an ihrem rechten Ende mit einer weiteren ringförmigen, metallischen Reibscheibe
41 verschlossen, welche entlang der inneren und äußeren Umfangsränder mit Hilfe
von Nieten 42 od. dgl. dicht am rechten Ende des Kolbens 33 befestigt ist.
Die Trennwand 39 bildet eine Rückwand für die Kolbenkühlkamrner 40. Um Leckverluste
entlang des Kolbens zu verhindern, sind unter Druck in Nuten 45 und 46 der Zylinderwandungen
innere und äußere Dichtungsringe 43 und 44 eingesetzt. Diese Ringe gleiten wie dargestellt
an den Außenwandungen des Kolbens 33. Eine unter Druck stehende Flüssigkeit
in dem Zylinder 32 und in der von ihm und dem Kolben 33 gebildeten
Druckkammer drückt den Kolben nach rechts und bewirkt so einen Reibeingriff zwischen
der metallischen Reibscheibe 41 und dem linken
Bremsbelagring 22,
so daß anschließend die Bremsscheibe 20 nach rechts bewegt wird, um den rechten
Bremsbelagring 22 mit der rechten metallischen Reibscheibe 29 in Reibeingriff
zu bringen.
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Während der Betätigung der Bremse wird der Bremsvorrichtung die Druck-
und Kühlflüssigkeit über die Einlaßöffnung 36 zugeführt, die dann über die
in F i g. 4 dargestellte Auslaßöffnung 46 a wieder abgeleitet wird (F i
g. 4 und 5).
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Der Weg der Druck- und Kühlflüssigkeit durch die Bremse soll nunmehr
besprochen werden. Für den Durchfluß der Flüssigkeit durch die Kühlkammer26 der
Bremsgehäusehälfte 14 ist es von Bedeutung, daß die unteren Enden der Kanäle
27 und 34, wie F i g. 1 zeigt, mit einander entsprechenden Teilen
47 und 48 versehen sind, wie dies in den F i g. 2 und 4 in gestrichelten
Linien dargestellt ist. Diese ineinander eingreifenden Teile sind länglich ausgebildet
und umschließen einen Zuflußsammelraum 49, der für eine gleichmäßige Verteilung
der Druck- und Kühlflüssigkeit zu den Kanälen 27 und 34 und damit auch zu
den Kühlkammern 26 und 40 der Bremse sorgt. Die Flüssigkeit strömt von der
Einlaßöffnung 36 zum Zuflußsammelraum 49 über eine Leitung 35
der Brernsgehäusehälfte
13 (F i g. 4) und von dort über den Kanal 27 und die in F i
g. 1 dargestellte Öffnung 28 zur Kühlkammer 26 in der Bremsgehäusehälfte
14. Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, ist in der Kühlkammer
26 in der Bremsgehäusehälfte 14 eine Trennwand 50 angeordnet, die
dazu dient, den oberen Teil der Kühlkammer für den Durchtritt der Flüssigkeit zu
verschließen. Wie F i g. 2 zeigt, strömt die Flüssigkeit in die Kühlkammer
26 über die öffnung 28 ein. Da die Trennwand 50 einen Umlauf
in Uhrzeigerrichtung verhindert, erfolgt der Strömungsumlauf in der Kühlkammer entgegengesetzt
zur Uhrzeigerrichtung, bis die Strömung die rechte Seite der Trennwand und damit
die am oberen Ende der Kühlkammer 26 neben der Trennwand vorgesehene Auslaßöffnung
51 (F i g. 2 und 3) erreicht. Diese Auslaßöffnung
51 verbindet die Kühlkammer 26 mit einem Auslaßkanal 52, der
mit einem Abflußs.qmmelraum 53 in Verbindung steht, der zwischen den Bremsgehäusehälften
13 und 14 in gleicher Weise wie der Zuflußsammelraum 49 vorgesehen ist. Der
Abflußsammelraum 53 steht seinerseits mit der Auslaßöffnung 46 a über eine
Anschlußleitung 54 in Verbindung, die, wie die F i g. 4 und 5 zeigen,
in der Bremsgehäusehälfte 13 vorgesehen ist.
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Es ist somit erkennbar, daß die durch die Kühlkammer 26 hinter
der metallischen Reibscheibe 29
strömende Flüssigkeit über den folgenden Weg
fließt: Einlaßöffnung 36, Kanal 35, Zuflußsammelraum 49, Kanal
27, Zuflußöffnung 28, um die Kühlkammer 26
herum auf einem Bogenweg
von etwa 3601, Abflußöffnung 51, Kanal 52, Abflußsammelraum
53, Abflußkanal 54 und der Auslaßöffnung 46 a.
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Es soll nun der Weg besprochen werden, den die Flüssigkeit durch den
Zylinder 32 und die Kolbenkühlkammer 40 nimmt. Die Flüssigkeit wird zunächst
dem Zuflußsammelraum 49 in der vorbesehriebenen Weise zugeführt. Von hier strömt
die Flüssigkeit über den Einlaßkaifal 34 und die öffnung 37 zum Zylinder
32. Von dieser öffnung aus strömt die Druck-und Kühlflüssigkeit ringsherum
durch den Zylinder 32 und tritt dann, wie F i g. 1 zeigt, durch eine
in der Kolbentrennwand 39 vorgesehene Einlaßöffnung 55
in die Kolbenkühlkammer
40. Von dieser Stelle aus gelangt die Flüssigkeit zu dem oberen Teil der Kühlkammer
40, indem die Flüssigkeit ringsherum durch beide halbringförmige Seiten der Kühlkammer
40 strömt. Von dem oberen Teil der Kühlkammer 40 strömt die Flüssigkeit über eine
in F i g. 3 im einzelnen dargestellte rohrförmige Abflußvorrichtung
56
ab. Diese Abflußvorrichtung besteht aus einem mit der Kolbentrennwand
39 fest verbundenen Rohr 57,
das gleitend in einem zweiten mit der
Bremsgehäusehälfte 13 verbundenen Rohr 58 gelagert ist. Das der Kühlkammer
40 abgewandte Ende des Rohrs 58
steht mit einem Kanal 59 in Verbindung,
der über den Abflußsammelraum 53 und die Leitung 54 mit der Auslaßöffnung
46 a in Verbindung steht. Die dem Zylinder 32 aus dem Zuflußsammelraum
über den Kanal 34 und die Öffnung 37 zugeführte Flüssigkeit kann demgemäß
aus der Bremsvorrichtung über die Kolbenkühlkammer 40 nur abfließen, die über die
rohrförmige Abflußvorrichtung 56 mit der Auslaßöffnung 46 a in Verbindung
steht. Somit verhindert die rohrförmige Abflußvorrichtung das unmittelbare Austreten
der Flüssigkeit in den Zylinder 32 und zwingt die Flüssigkeit, vor dem Verlassen
der Bremsvorrichtung durch die Kolbenkühlkammer 40 zu, fließen.
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Bei einer Bremse der beschriebenen Art, bei der für die metallischen
Reibscheiben 29, 41 zwei oder mehr Kühlkammern 26,40 verwendet werden, kommt
dem Problem einer gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeitsströmung eine besondere
Bedeutung zu. Da der ZuflußsammelraulÜ 49 und der Abflußsammelraum 53 vergrößerte
Kühlmittelspeicherbehälter bilden, sorgen sie dafür, daß die Strömung der Flüssigkeit
von dort zu jeder der Kühlkammern 26 und 40 vergleichmäßigt wird, und es
erfolgt eine Vergleichmäßigung der Flüssigkeitsdrücke in den Kühlkammern
26, 40 und in dem Zylinder 32. Da die Flüssigkeit in dem Zylinder
32 im wesentlichen unter dem gleichen Druck steht wie die den Kühlkammern
26 und 40 zugeführte Flüssigkeit, bewirkt die Flüssigkeit eine Betätigung
des Kolbens und die Auslösung eines Bremsvorgangs, wobei sich die entgegengesetzten
Kräfte, welche an den nicht abgestützten Teilen der metallischen Reibscheiben
29 und 41 angreifen, im wesentlichen ausgleichen.
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Zur. Aufnahme des Drehmoments des Kolbens 33
bei Reibungseingriff
der Reibscheiben 29, 41 dient eine in F i g. 3 gezeigte Abstützvorrichtung.
Zu dieser Abstützvorrichtung gehört ein Verankerungszapfen 60, welcher mit
Hilfe einer Mutter 62 in einer Bohrung 61 der Bremsgehäusehälfte
13 befestigt ist. Dieser Verankerungszapfen ist mit einem vergrößerten Kopfstück
63 versehen, welches gleitend in eine in der Trennwand 39 des Kolbens
33 vorgesehene Bohrung 64 eingreift. Ein entsprechender Verankerungszapfen
ist in gleicher Weise, aber gegenüber dem in F i g. 3 gezeigten Zapfen vorzugsweise
um 1801 versetzt, angeordnet. Weitere Verankerungszapfen mit entsprechendem
Abstand können zusätzlich vorgesehen werden. Diese Zapfen ermöglichen eine axiale
Gleitbewegung des Kolbens 33 während des Bremsvorgangs und verhindern gleichzeitig
eine Drehung des Kolbens 33 gegenüber dem Zylinder 32 unter dem Einfluß
des Bremsmoments.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung der Kühlkammern
26, 40 des Zuflußsammelraums 49 und des Abflußsammelraums 53 ist besonders
vorteilhaft für die räumliche Anordnung der Einlaß- und
Auslaßöffnungen
36 und 46a oberhalb der Fahrzeugachse, so daß sich die zu diesen öffnungen
füh-
renden Leitungen in angemessener Weise schützen lassen. Für den Fall,
daß die eine oder beide dieser Leitungen mit der Bremse unterhalb der Achse verbunden
wäre, könnten sie auf schlechten Landstraßen beschädigt werden.
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Obwohl bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1
bis
5 nur ein Kolben 33 und ein Druckzylinder 32
verwendet sind,
um die zwei metallischen Reibscheiben 29, 41 mit den entsprechenden Bremsbelagringen
22 in Eingriff zu bringen, sind die metallischen Reibscheiben 29, 41 in gleicher
Weise verzerrungs-und verbiegungsfrei in jeder Richtung gelagert, wie es bei der
Bremsanordnung gemäß dem genannten deutschen Patent 1133 995 der Fall ist.
Die Kraft, mit der die metallische Reibscheibe 41 gegen den in F i g. 1 links
dargestellten Bremsbelagring 22 gedrückt wird, und auch die Kraft, mit der die metallische
Reibscheibe 29 gegen den anderen Bremsbelagring 22 gedrückt wird
' hängt von der Fläche des Kolbens 33 ab. Diese Kolbenfläche ist im
wesentlichen gleich den durch Umfangsabschnitte begrenzten Flächen der Reibscheiben
29, 41 und gleich den Flächen von jedem der Bremsbelagringe 22. Da die Kühlkammern
26 und 40 dem Druck der umlaufenden Kühlflüssigkeit ausgesetzt sind, die
auch während des Bremsens den Kolben 33 bewegt, ist der Druck der Kühlflüssigkeit
in den Kühlkammern 26 und 40 im wesentlichen genau so groß wie der am Kolben
angreifende Druck. Der Druck in den Kühlkammern 26 und 40 dient dazu, diejenigen
der metallischen Reibscheiben abzustützen, die den Kühlkammern ausgesetzt sind und
die wedei direkt von der Bremsgehäusehälfte 14 noch vom Kolben 33 abgestützt
werden. Die verbleibenden Umfangsrandteile der metallischen Reibscheiben, welche
die Ringflächen begrenzen, die in Reibeingriff mit den Brem-sbelagringen 22 kommen,
werden dadurch gegen eine Verformung geschützt und abgestützt, daß sie mit Hilfe
der dargestellten Niete mit der Bremsgehäusehälfte 14 oder dem Kolben
33 verbunden sind. Demzufolge wird der gesamten vom Kolben 33 -ausgeübten
Kraft, die bestrebt ist, den Reibeingriff zwischen den unabgestützten Teilen der
metallischen Reibscheiben 29,41 in einer Richtung zu bewirken, das Gleichgewicht
gehalten durch einen in den Kühlkammern 26 und 40 auf die metallischen Reibscheiben
einwirkenden Druck. Während des Reibeingriffs wird ein Nach-Außen-Durchbiegen der
ringförmigen Reibungsflächenteile der Reibscheiben 29, 41 dadurch verhindert,
daß sie sich gegen die Bremsbelagringe 22 legen. Die metallischen Reibscheiben
29 und 41 können also relativ dünn und flexibel ausgebildet und aus einem
Metall angefertigt werden, das nur eine geringe Festigkeit und ein geringes Federungsvermögen
hat wie beispielsweise Kupfer. Kupfer hat sich als besonders geeignet für metäBische
Reibscheiben derartiger Bremsen erwiesen, sofern die Reibscheiben gegen eine Verformung
geschützt werden, was unbedingt bei einem so weichen und duktilen Metall wie Kupfer
erforderlich ist. Im vorliegenden Falle sind die metallischen Reibscheiben während
des Bremsvorgangs gegen eine Verformung in jeder *Richtung geschützt, da die
Ab-
stützung einerseits durch die Bremsgehäusehälfte 14 und den Kolben
33 unter dem Druck der Kühlflüssigkeit- hinter den metallischen Reibscheiben
und andererseits durch das Angreifen der Reibscheiben an den umlaufenden Bremsbelagringen
22 erfolgt. Die Druckverhältnisse brauchen selbstverständlich nicht ganz genau eingestellt
zu werden, da die metallischen Reibscheiben, selbst wenn sie dünn und flexibel ausgebildet
sind, noch über eine gewisse Festigkeit verfügen, die ausreicht, um die Abweichungen
von einem Kräftegleichgewicht zu kompensieren.
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Bei der Bremse sind ferner nicht zur Erfindung gehörige Mittel zur
selbsttätigen Rückführung des Kolbens 33 zur Druckentlastung und weiterhin
auch Mittel zur Rückbewegung der Bremsseheibe 20 vorgesehen, um ein Schleifen der
Bremse zu verhindern. Die Dichtungsringe 43 und 44 dienen (s. deutsches Patent
1133 995) nicht nur dazu, den Kolben 33 bei der Druckentlastung aus
dem Zylinder 32 zurückzubewegen, sondern auch dazu, die Lage des Kolbens
und der metallischen Reibscheibe 41 entsprechend dem Verschleiß der Bremsflächen
nachzustellen. Der Dichtungsring ist in Nuten der Zylinderwandungen eingelegt, so
daß er dazu neigt, sich nach rechts zu verformen, wenn sich der Kolben unter dem
Einfluß des Flüssigkeitsdrucks im Zylinder bewegt. Bei der Druckentlastung ist der
Ring bestrebt, sich in seine unverformte Stellung zurückzuziehen, so daß er infolge
seines Reibungsangriffs an den Wandungen des Kolbens den letzteren nach links bewegt
und ein Schleifen der Bremsen verhindert wird. Wenn ein Verschleiß an den Bremsflächen
auftritt, kann der Kolben gegenüber den Dichtungsringen nach rechts gleiten, so
daß der Kolben durch den Einfluß der federnden Dichtungsringe bei Druckentlastung
in eine neue Ruhestellung zurückgeführt wird. Der Dichtungsring 25 an der
Bremsscheibe 20 ist nicht dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt, liegt aber gleitend
an der inneren Fläche des Ringkörpers 8, so daß sich der Dichtungsring bei
einer während des Bremsens auftretenden Verschiebung der Bremsscheibe nach rechts
gegenüber der Ringe 24 infolge des Reibungseingriffs an der Innenwandung des Ringkörpers
18 verformt. Demzufolge wird bei einer Druckentlastung die Bremsseheibe 20
durch den Dichtungsring nach links beweA sobald sidh der Kolben unter dem Einfluß
der Dichtungsringe 43 und 44 nach links bewegt hat. Bei der Ausführungsform der
Erfindung gemäß F i g. 1 bis 5 weisen die Ringe 43 und 44 einen etwas
größeren Querschnitt auf als der Dichtungsring 25. Demzufolge sind die erstgenannten
Ringe während der Bremsung einer größeren Verformung ausgesetzt, um so auch in der
Lage zu sein, den Kolben über einen Weg zurückzuführen, der größer ist als der Weg,
um den die Bremsseheibe 20 mit Hilfe des Dichtungsrings 25 durch die Rückverformung
des letzteren bewegt wird. Dementsprechend ist nicht nur für ein Spiel zwischen
der metallischen Reib-' scheibe 29 und dem ihr benachbarten Bremsbelagring
22, sondern auch zwischen der metallischen Reibscheibe 41 und dem ihr benachbarten
Reibbelagring 22 gesorgt. Bei einer Druckentlastung in der Bremsvorrichtung wird
eine größere Rückzugsbewegung für den Kolben 33 als für die Bremsscheibe
20 hervorgerufen, um ein Schleifen der Bremsen beider Seiten zwischen- den Bremsbelagringe
A 22 und den metallischen Reibscheiben zu verhindern, wobei die Dichtungsringe am
Kolben und an der Bremsscheibe 20 zu dimensionieren sind, so daß dieses Ergebnis
erzielt wird.
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Der Dichtungsring 25 dient auch als selbsttätige Einstellvorrichtung
für das Spiel der Bremsscheibe
20, da bei einer Bewegung der Bremsscheibe
nach rechts der Ring sich zunächst um einen Betrag verformt, der durch seinen eigenen
Querschnitt und die Abmessungen der Rinne 24 bestimmt ist, und nachfolgend noch
entlang der Innenfläche des Ringkörpers 18 gleitet. Diese Gleitbewegung tritt
normalerweise nur auf, wenn ein Verschleiß der metallischen Reibscheibe29 und des
benachbarten Bremsbelagrings 22 aufgetreten ist. Die Bremsscheibe wird nach jeder
Bremsbetätigung wieder nach links bewegt, je-
doch nur um einen Betrag, der
der Verformungsgröße des Dichtungsrings vor dem Auftreten der Gleitbewegung gegenüber
dem Ringkörper 18 entspricht. Auf diese Weise wird ein zuvor festgelegtes
Spiel zwischen der metallischen Reibscheibe 29 und dem benachbarten Bremsbelagring
22 bei gelöster Bremse aufrechterhalten.
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Zur Steuerung der Druck- und Kühlflüssigkeit können zahlreiche Vorrichtungen
benutzt werden, z. B. diejenige, die an Hand der F i g. 1 des deutschen Patents
1133 995 beschrieben sind.
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Obwohl bei der Bremsenanordnung gemäß F i g. 1
bis
5 zwei metallische Reibscheiben 29, 41 und zwei umlaufende Bremsbelagringe
22 vorgesehen sind, können unter gewissen Umständen auch zusätzliche Reibscheiben
benötigt werden, um eine größere Reibfläche zur Verfügung zu haben. Eine solche
Vergrößerung der Bremse kann gemäß der F i g. 6 und 7
vorgenommen werden.
Die in der F i g. 6 dargestellte Bremse ist mit vier metallischen Reibscheiben
und vier umlaufenden Bremsbelagringen versehen, um bei einem vorgegebenen Gesamtdurchmesser
der Bremse eine vergrößerte Reibungsfläche zu erhalten. Die Anordnung gemäß F i
g. 6 besteht aus einer Trommel 16, welche drehbar auf einer Achse
11 gelagert ist. Am linken Ende der Trommel 16 ist ein Ringflansch
18 mittels Schraubbolzen 19 befestigt. Auf den Schraubbolzen
19 sind drehfest bezüglich der Trommel und axial verschiebbar zwei ringförmige
Bremsscheiben 20 gelagert. Jede dieser Scheiben trägt auf beiden Seiten ringförmige
Bremsbeläge 22, die zu-sammen mit den Scheiben umlaufen. Auf der Achse ist
eine Bremsgehäusehälfte 13 befestigt, an der mit Hilfe von Schraubbolzen
15 ein Bremsgehäusemittelteil 99 befestigt ist. Die Konstruktion der
Bremsgehäusehälfte 13 ist im wesentlichen die gleiche wie die der Bremsgehäusehälfte
13 der F i g. 1 bis 5.
Diese Bremsgehäusehälfte 13 weist
einen Zylinder 32
auf, in dem ein starrer Kolben 33 mit einer Kolbenkühlkammer
40 vorgesehen, axial verschiebbar gelagert und an seinem rechten Ende mit einer
metallischen Reibscheibe 41 abgedeckt ist. Eine Zwischenwand 39 verbindet
die inneren und äußeren, ringförmigen Kolbenwandungen und trennt die Kolbenkühlkammer
40 vom Zylinder 32.
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In der Bremsgehäusehälfte 13 ist eine Einlaßöffnung
36 vorgesehen, die mit einer Leitung 100 in Verbindung steht, die
ihrerseits wieder mit einer Leitung 101 des Bremsgehäusemittelteiles
99 und einer Leitung 102 der Bremsgehäusehälfte 14 in Verbindung steht. Die
Leitung 100 steht über eine öffnung 103 der Bremsgehäusehälfte
13 mit dem Zylinder 32
in Verbindung, die Leitung 101 führt
zu Kanälen 103 a und 104 in dem Bremsgehäusemittelteil 99,
während
die Leitung 102 über eine Öffnung 106 in einen ringförmigen Zylinder
105 der Bremsgehäusehälfte 14 fährt. Die Kanäle 103 a und 104 in dem
Bremsgehäusemittelteil 99 sind an ihrem linken bzw. rechten Ende offen und
durch Reibscheiben 107 und 108 aus Metall abgeschlossen, die an dem
Bremsgehäusemittelteil befestigt sind. Der Zylinder 105 in der Bremsgehäusehälfte
14 weist einen starren Kolben 109 auf, der in gleicher Weise aufgebaut ist
wie der in dem linken Zylinder 32 vorhandene Kolben 33. Der Kolben
109 ist mit einer Trennwand 110
versehen, welche die inneren und äußeren
ringförmigen Kolbenwandungen miteinander verbindet und den Zylinder von einer Kolbenkühlkammer
111 des Kolbens 109 trennt. Das linke Ende dieser Kolbenkühlkammer
111 ist mittels einer Reibscheibe 112 aus Metall abgeschlossen, die mit dem
linken Ende des Kolbens 109 verbunden ist.
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Wenn die Kolben dem Druck der Flüssigkeit ausgesetzt werden, bewegt
sich demgemäß der linke Kolben 33 in dem Zylinder 32 nach rechts,
so daß sich ein Reibeingriff zwischen der mit ihm verbundenen Reibscheibe 41 aus
Metall und dem linken Reibbelagring 22 der linken Bremsscheibe 20 ergibt. Hierbei
wird die Bremsseheibe 20 durch den Reibeingriff nach rechts bewegt, wodurch sich
ihr rechter Reibbelagring 22 gegen die Reibscheibe 107 aus Metall des Bremsgehäusemittelteils
99 legt. Zur gleichen Zeit wird der rechte Kolben 109 nach links bewegt,
wodurch seine Reibscheibe 112 aus Metall gegen den rechten Bremsbelagring 22 der
rechten Bremsscheibe 20 gedrückt und die letztere nach links bewegt wird. Durch
diese Verschiebung der rechten Bremsscheibe kommt auch der linke Bremsbelagring
22 dieser Scheibe mit der Reibscheibe 108 aus Metall in Reibungseingriff,
die an dem Bremsgehäusemittelteil 99
befestigt ist.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt sich der folgende
Druck- und Kühlflüssigkeitsfluß. Die Flüssigkeit strömt der Bremse über die Einlaßöffnung
36 zu, um dann durch die Leitungen 100,
101 und 102 zu fließen.
Von der Leitung 100 strömt die Flüssigkeit über eine Öffnung 103 der
Bremsgehäusehälfte 13 in den Zylinder 32 und von dort über eine öffnung
113 in der Trennwand 39 des Kolbens 33 in die Kühlkammer40
dieses Kolbens. In der Kolbenkühlkammer 40 strömt das Kühlmittel im und entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn vom unteren Ende der Kolbenkühlk2mmer nach oben, um aus diesem
Kanal über ein Abflußrohr 114 wieder abgeleitet zu werden. Dieses Rohr 114 ist mit
seinem einen Ende in der Zwischenwand 39 des Kolbens 33
befestigt und
greift mit seinem anderen Ende gleitend in eine in der Rückwand des Zylinders
32 vorgesehene Bohrung 115 ein. Das linke Ende des Rohres 114 steht
mit einer in der Bremsgehäusehälfte 13
vorgesehenen Auslaßleitung
116 in Verbindung, die wiederum mit der Auslaßöffnung 46 a verbunden ist.
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Die Leitung 116 führt zu den Kanälen 103 a und 104 des
Bremsgehäusemittelteils 99 über eine darin angeordnete Leitung
117, die ihrerseits mit einer Leitung 118 der Bremsgehäusehälfte 14
verbunden ist. Somit fließt in der linken Hälfte der Bremse die Flüssigkeit über
die Einlaßöffnung 36 zu, um die Auslaßöffnung 46 a der Bremse über
die Leitung 100,
die Öffnung 103, die öffnung 113 in der Kolbentrennwand
39, die Kolbenkühlkammer 40, das Abflußrohr 114 und die Leitung
116 zu erreichen. Der direkte Durchfluß der Flüssigkeit von der Einlaßöffnung36
zur Auslaßöffnung46a über den ringförmigen Zylinder 32 wird durch das Abflußrohr
114 verhindert. Auf diese Weise bildet der Zylinder 32
eine
statische Druckkammer, die dem Druck der umgewälzten Flüssigkeit ausgesetzt ist.
Demgegenüber bildet die Kolbenkühlkammer40 eine Flüssigkeitsumlaufkammer, mittels
welcher die Flüssigkeit in inniger Berührung mit der Innenfläche der metallischen
Reibscheibe 41 gehalten wird.
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Nunmehr wird der Fluß der Kühlflüssigkeit durch die Kanäle
103 a und 104 betrachtet. Die den Kanälen aus der Leitung
100 zugeführte Flüssigkeit strömt über die Leitung 101 und eine Leitung
119, fließt dann in beiden Richtungen durch die ringförmigen Kühlkamm6m
103 a und 104 zum oberen Teil des Breinsgehäusemittelteils 99. Der
Rückfluß von diesen Kühlkammern zur Leitung 117 erfolgt über eine Leitung
120. Der Abfluß von. der Bremse exfolgt schließlich über die Leitung 116
und die Auslaßöffnung 46a. Es ist zu beachten, daß die Kühlkammern 103 a
und 104 des Bremsgehäusemittelteiles 99
mit Ausnahme der Stellen, an denen
die Leitungen 119 und 120 einmünden, durch eine Trennwand 121 voneinander
getrennt sind.
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Es soll nun die rechte Hälfte der Bremsvorrichtung der F i
g. -6 und 7 und der Strömungsverlauf der Flüssigkeit zur Kühlkammer
111 des Kolbens 109 betrachtet werden. Hierfließt das Kühlmittel von
,der Leitung 102 der Bremsgehäusehälfte 14 zum Zylinder 105 über dessen Einlaßöffnung
106. Die -Strömung fährt weiter in die Kolbenkühlkammer 111
hinter
die Reibscheibe 112 aus Metall über eine Öff-
nung 122 in der Trennwand
110 des Kolbens 109.
Von dieser Stelle aus fließt die Strömung aufwärts
sowohl im als auch entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn zu dem oberen Teil der Kolbenkühlkammer
111.
Von hier strömt die Flüssigkeit in die Leitung 118
der Bremägehäusehälfte
14 über ein Abflußrohr 123,
das mit seinem linken Ende mit der Kolbentrennwand
110 verbunden ist und mit seinem rechten Ende in eine Bohrung 124 der Bremsgehäusehälfte
14 gleitend eingreift. Nachdem die Flüssigkeit die Leitung 118 erreicht hat,
fließt sie über die Leitungen 117
-und 116 zur Auslaßöffnung
46a.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Einlaßleitungen
100, 101 und 102 zusammen einen Zuflußsamrnel aum 125 bilden, dem
die Flüssigkeit von der Einlaßöffnung 36 zugeführt wird, damit diese in der
bereits beschriebenen Weise gleichförmig auf die verschiedenen Kanäle verteilt wird.
In gleicher Weise bilden die Leitungen 116, 117 und 118 einen Abflußsammelraum
126, dem die Flüssigkeit aus den verschiedenen Kühlflüssigkeitskahälen zuströmt
und von dem sie aus der Bremse über die Öffnung 46a abfließt.
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In ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach F i
g. 1 bis 5 sind auch bei der Ausführungsform nach F i g. 6
und 7 Verankerungszapfen vorgesöhen. Wie F ig. 7 zeigt, sind die Verankerungszapfen
60
mit den Bfemsgehäusehälften 13 und 14 verbunden. Die Verankerungszapfen
weisen vergrößerte Kopfstücke 63 auf, welche gleitend in Bohrungen 64 eingreifen
die in den Trennwänden 39 und 110'des linken 33 bzw. des rechten Kolbens
109 vorgesehen sind. Zusätzlich zu den in F'i g. 3 dargestellten Verenkerungszapfen
.60 können weitere Zapfen, vorzugsweise um 1800 gegeneinander- versetzt,
-vorgesehen werden. Die Verafikerungszapfen haben die Aufgabe, bei angezogener Bremse
-eine Drehung der ,Kolben 33, 109 in ihren Zylindern 32, 105 zu verhinderm
Die Kolben sind in gleicher Weise wie bei der Ausfährungsform nach F i
g. 1 bis 5 mit Dichtungsringen 43 und 44 versehen, und die Bremsscheiben
20 tragen an ihrem Umfang Dichtungsringe 25. Wie in Verbindung mit F i
g. 1 bis 5 beschrieben, haben diese Dichtungsringe nicht nur die Aufgabe,
die Kolben und Bremsscheiben beim Lösen der Bremse in ihre Ruhestellungen zurückzuführen,
sondem sie sorgen auch fär eine selbsttätige Nachstellung der Lage der Kolben und
der Bremsscheiben, um den an den Bremsbelagringen und den Reibscheiben der Bremse
auftretenden Verschleiß zu kompensieren.
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. Die von den Kolben ausgeübten gegeneinander wirkenden Kräfte
können derart im Gleichgewicht gehalten werden, daß im wesentlichen keine freien
Kräfte bestehen bleiben, die den Bremsgehäusemittelteil 99 in irgendeiner
Richtung mit Bezug auf die- Bremsgehäusehälften 13, 14 zu verformen suchen.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 und 7 sind somit
die auf die Reibscheiben 29, 107, 108, 112 aus Metall wirkenden Kräfte ausgeglichen,
während zu gleicher Zeit nur zwei Kolben 33, 109 benötigt werden, um vier
Reibscheiben aus Metall mit vier Bremsbelagringen 22 in Reibeingriff zu bringen.