DE19754491A1 - Federdruckbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Federdruckbremse mit einem Gehäu­ se, in dem eine Bremsscheibenanordnung sowie eine axial be­ wegliche Arbeitskolbeneinheit zur Beaufschlagung der Brems­ scheibenanordnung angeordnet sind, wobei die Arbeitskol­ beneinheit in einer axialen Wirkrichtung - auf eine Drehachse der Bremsscheibenanordnung bezogen - durch eine Federvorrich­ tung druckbelastet ist, und wobei der Arbeitskolbeneinheit ein durch ein Druckmedium beaufschlagbarer erster Druckraum derart zugeordnet ist, daß eine zu der Federvorrichtung ent­ gegengesetzte, wenigstens gleich große Druckkraft auf die Ar­ beitskolbeneinheit aufbringbar ist.

Eine solche Federdruckbremse ist allgemein bekannt (DE-PS 34 25 346). Als Bremsscheibenanordnung können sowohl Lamellenpa­ kete als auch andere ein- oder mehrteilige Bremsscheiben vor­ gesehen sein. Die Arbeitskolbeneinheit, die ebenfalls aus ei­ nem einzelnen oder aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt sein kann, ist relativ zur Drehachse der Federdruckbremse durch Federkraft gegen die Bremsscheibenanordnung drückbar, wodurch die gewünschte Bremsfunktion erzielt wird. Das Lüften der Federdruckbremse erfolgt durch ein Druckmedium, vorzugs­ weise durch Druckluft oder durch Drucköl. Das Druckmedium drückt die Arbeitskolbeneinheit gegen die Federkraft in die Ausgangslage zurück und hält sie in dieser Ausgangslage, wo­ durch die Bremsscheibenanordnung belastet ist. Das Bremsmo­ ment der Federdruckbremse ist durch die entsprechenden Druck­ kräfte der die Arbeitskolbeneinheit beaufschlagenden Feder­ vorrichtung vorgegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Federdruckbremse der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln die Erzielung unterschiedlicher Bremsmomente ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Arbeitskolbenein­ heit ein Zusatzdruckraum zugeordnet ist, der durch ein Druck­ medium derart beaufschlagbar ist, daß auf die Arbeitskol­ beneinheit eine in axialer Wirkrichtung der Federvorrichtung gerichtete Zusatzkraft aufbringbar ist. Dadurch ist es mög­ lich, unterschiedliche Bremsmomente auf die Bremsscheibenan­ ordnung aufzubringen, da zusätzlich zu der Federkraft noch weitere Druckkräfte auf die Arbeitskolbeneinheit einwirken können. Je nach der Drucksteuerung des Druckmediums und damit des Zusatzdruckraumes können entweder ein einzelnes zusätzli­ ches Bremsmoment oder aber mehrere zusätzliche Bremsmomente vorgesehen sein. Dabei kann die Druckkraft des Druckmediums im Zusatzdruckraum auch erheblich höher als die Federkraft der Federvorrichtung sein. In diesem Fall übt die Federvor­ richtung für sich lediglich ein geringes Bremsmoment und die Drucksteuerung demgegenüber ein hohes Bremsmoment aus. In gleicher Weise kann jedoch auch eine umgekehrte Kraftvertei­ lung vorgesehen sein. Die Arbeitskolbeneinheit wird somit bei zusätzlicher Beaufschlagung des Zusatzdruckraumes mit größe­ rer Kraft gegen die Bremsscheibenanordnung gepreßt, wobei aufgrund der erhöhten Reibkräfte auch ein entsprechend höhe­ res Bremsmoment erzielbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist in gleicher Weise auch für entsprechend gestaltete Reib­ kupplungen einsetzbar, wobei anstelle einer Bremsscheibenan­ ordnung eine Kupplungsscheibenanordnung vorgesehen ist, und wobei die Arbeitskolbeneinheit ebenfalls durch eine Federvor­ richtung druckbelastet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung sind der Druckraum und der Zu­ satzdruckraum durch eine gemeinsame Druckmediumsteuerung be­ aufschlagbar. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckmediumsteuerung derart gestaltet, daß eine Druckbeauf­ schlagung des ersten Druckraumes eine gleichzeitige Druckent­ lastung des Zusatzdruckraumes und umgekehrt bewirkt. In be­ sonders einfacher Weise wird die jeweils notwendige Druckent­ lastung durch eine Belüftung des jeweiligen Druckraumes er­ zielt. Als Druckmedium ist sowohl Druckluft als auch Drucköl einsetzbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Arbeits­ kolbeneinheit wenigstens eine axial offene Ausnehmung vorge­ sehen, die einen Teil des Zusatzdruckraumes bildet. Dadurch wird die axiale Baugröße der Federdruckbremse reduziert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der wenigstens einen Ausnehmung die Federvorrichtung integriert. Vorzugswei­ se bilden somit die in der Arbeitskolbeneinheit für entspre­ chende Druckfedern bereits vorhandenen Ausnehmungen gleich­ zeitig auch Kammerabschnitte des Zusatzdruckraumes. Die axia­ le Baugröße der Federdruckbremse wird hierdurch weiter ver­ ringert.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das an­ hand der einzigen Zeichnung dargestellt ist.

Die einzige Zeichnung zeigt in einem Längsschnitt ei­ ne Hälfte einer Ausführungsform einer erfindungsgemä­ ßen Federdruckbremse, die mit einem Zusatzdruckraum zur Erzielung unterschiedlicher Bremsmomente versehen ist.

Eine Federdruckbremse, wie sie anhand der nachfolgenden Aus­ führungen beschrieben ist, kann in gleicher Weise auch als Federdruckkupplung gestaltet sein, so daß die nachfolgenden Ausführungen entsprechend auch für die Ausgestaltung als Kupplung gelten. Die Federdruckbremse weist eine Nabe 2 auf, die mit einer nicht näher bezeichneten Axialnut zur dreh­ schlüssigen Festlegung der Nabe 2 auf einer nicht näher dar­ gestellten Welle versehen ist. Die Welle und damit auch die Nabe 2 sind um eine Drehachse D der Federdruckbremse drehbe­ weglich. Am Außenumfang der Nabe 2 sind in an sich bekannter Weise mehrere Reiblamellen 5 mittels einer Verzahnung ange­ ordnet, die alternierend zwischen korrespondierende Reibla­ mellen 6 eines Gehäuseringes 8 der Federdruckbremse greifen. Auch die Reiblamellen 6 sind über eine Verzahnung in Form ei­ ner Innenverzahnung an dem Gehäusering 8 angeordnet. Der Ge­ häusering 8 stellt einen Teil des Bremsengehäuses 1 dar, das stationär angeordnet ist. Bei einer Federdruckkupplung stellt dieses Gehäuse den anderen Kupplungsteil dar, der wie die Na­ be drehbar gelagert ist.

Das Gehäuse der Federdruckbremse ist auf einer Stirnseite durch einen Stirnflansch 7 verschlossen, der ringförmig ge­ staltet und fest mit dem Gehäusering 8 verbunden ist. Auf der dem Stirnflansch 7 gegenüberliegenden Seite schließt an den Gehäusering 8 ein ringförmiges Zwischenstück 9 an, das eben­ falls Teil des Gehäuses der Federdruckbremse ist. An dieses wiederum schließt auf der dem Stirnflansch 7 gegenüberliegen­ den Stirnseite ein Abschlußflansch 1 an, der ebenfalls Teil des Gehäuses der Federdruckbremse ist. Der Stirnflansch 7, der Gehäusering 8 und das Zwischenstück 9 und der Abschluß­ flansch 1 sind durch eine nicht näher bezeichnete Schraubver­ bindung fest miteinander verbunden.

Das Zwischenstück 9 und der Abschlußflansch 1 sind unter ge­ meinsamer Umgrenzung eines Arbeitsraumes 11, 18 für einen ringförmigen Arbeitskolben 4 abgestuft gestaltet. Der als Ar­ beitskolbeneinheit dienende Arbeitskolben 4 ist - auf die Drehachse D bezogen - innerhalb des Arbeitsraumes 11, 18 axial beweglich gelagert, wobei eine den Reiblamellen 5, 6 benachbarte Stirnfläche des Arbeitskolbens 4 auf die Reibla­ mellen 5, 6 einwirkt. Der Arbeitskolben 4 ist durch eine Fe­ dervorrichtung in Form mehrerer über den Umfang des Arbeits­ kolbens 4 verteilt angeordnet er Druckfedern 15 gegen die Reiblamellen 5, 6 axial preßbar. Die Druckfedern 15 sind in jeweils einer Ausnehmung 14 integriert, die hohlzylindrisch gestaltet und an die Abmessungen der als Schraubendruckfedern gestalteten Druckfedern 15 angepaßt sind.

Um die Federdruckbremse gegen die Druckkraft der Federvor­ richtung 15 zu lüften, ist ein als Ringraum gestalteter Druckraum 11 des Arbeitsraumes 11, 18 mit einem Druckmedium, vorzugsweise mit Druckluft oder Drucköl, beaufschlagbar. Die­ ser Druckraum ist zwischen dem Arbeitskolben 4 und dem Zwi­ schenstück 9 gemäß der Darstellung in der Zeichnung gebildet, wobei der Druckraum durch zwei Dichtungsanordnungen 16 und 17 zu beiden Axialseiten hin abgedichtet ist. Der als Ringraum gestaltete Druckraum 11 ist über einen Anschlußkanal 10 mit Druckmedium beaufschlagbar, wobei in einem Anschlußstutzen des Anschlußkanales 10 entsprechende Anschlußstücke von Schlauchleitungen einer entsprechenden Hydraulik- oder Pneu­ matikeinheit anschließbar sind. Die den Druckraum 11 axial begrenzende Stirnfläche des Arbeitskolbens 4 ist derart ge­ staltet, daß bei entsprechender Druckbeaufschlagung mittels einer Drucksteuerung des Druckmediums der Arbeitskolben 4 ge­ gen die Federkraft der Federvorrichtung 15 in seine in der Zeichnung dargestellte Lüftstellung zurückgedrückt wird, in der der Arbeitskolben 4 die Reiblamellen 5, 6 freigibt. So­ bald mittels der Drucksteuerung eine Entlastung des Arbeits­ kolbens 4 erzielt wird, indem das Druckmedium über den An­ schlußkanal 10 entweicht, drückt die Federkraft der Druck­ federn 15 der Federvorrichtung den Arbeitskolben 4 wieder zu­ rück in eine Arbeitsposition, in der ein entsprechendes Bremsmoment auf die Reiblamellen 5, 6 ausgeübt wird.

Um dieses Bremsmoment über ein durch die Federkraft der Druckfedern 15 vorgegebenes Bremsmoment hinaus vergrößern zu können, wird zwischen dem Abflußflansch 1 und dem Arbeitskol­ ben 4 ein weiterer, als Zusatzdruckraum dienender Ringraum 18 vorgesehen, der ebenfalls Teil des Arbeitsraumes ist und durch die Dichtanordnung 17 sowie radial nach innen durch ei­ ne weitere Dichtanordnung zwischen dem Abschlußflansch 1 und dem Arbeitskolben 4 abgedichtet ist. Der Zusatzdruckraum 18 ist über einen Zusatzkanal 12 und entsprechenden, nicht dar­ gestellten Anschlußleitungen ebenfalls mit einem Druckmedium, vorzugsweise mit dem gleichen Druckmedium wie der Anschlußka­ nal 10 beaufschlagbar. Die Steuerung des Druckmediums erfolgt vorzugsweise über dieselbe Drucksteuerung, die auch den ge­ genüberliegenden Druckraum des Arbeitsraumes 11 beaufschlagt, wobei die Drucksteuerung derart gestaltet ist, daß bei Druck­ beaufschlagung des einen Druckraumes jeweils eine Druckent­ lastung des gegenüberliegenden Druckraumes geschaffen wird, indem in einfacher Weise das jeweilige Druckmedium in dem ge­ genüberliegenden Druckraum entweichen kann. Der Zusatzdruck­ raum wird nicht nur durch den Ringraum 18, sondern auch durch die Ausnehmungen 14 gebildet, da die Ausnehmungen 14 des Ar­ beitskolbens 4 axial zum Abschlußflansch 1 hin offen sind. Die Druckfedern 15 stützen sich demgemäß an der zugeordneten Stirnfläche des Abschlußflansches 1 ab.

Durch Druckbeaufschlagung des Zusatzdruckraumes 18, 14 mit­ tels des Zusatzkanals 12 wird somit die axiale Druckkraft auf den Arbeitskolben 4 zusätzlich zu der durch die Druckfedern 15 ausgeübten Druckkraft in Richtung der Reiblamellen 5, 6 weiter erhöht, wodurch ein entsprechend erhöhtes Bremsmoment auftritt. Um den Arbeitskolben 4 bei einer solchen zusätzli­ chen Druckbeaufschlagung zu lüften, d. h. axial von den Reib­ lamellen 5, 6 abzuheben, wird in einfacher Weise der Zusatz­ kanal 12 belüftet und gleichzeitig der Anschlußkanal 10 mit Druckmedium beaufschlagt. Der in dem Druckraum des Arbeits­ raumes 11 aufbaubare Druck ist höher als der durch die Druck­ federn 15 verursachte Gegendruck, so daß der Arbeitskolben 4 in seine in der Zeichnung dargestellte Position zurückge­ drückt wird. In dieser Position wird er durch entsprechende Druckbeaufschlagung des Druckraumes auch gehalten.

Claims (5)

1. Federdruckbremse mit einem Gehäuse, in dem eine Brems­ scheibenanordnung sowie eine axial bewegliche Arbeitskol­ beneinheit zur Beaufschlagung der Bremsscheibenanordnung an­ geordnet sind, wobei die Arbeitskolbeneinheit in einer axia­ len Wirkrichtung - auf eine Drehachse der Bremsscheibenanord­ nung bezogen - durch eine Federvorrichtung druckbelastet ist, und wobei der Arbeitskolbeneinheit ein durch ein Druckmedium beaufschlagbarer erster Druckraum derart zugeordnet ist, daß eine zu der Federvorrichtung entgegengesetzte, wenigstens gleich große Druckkraft auf die Arbeitskolbeneinheit auf­ bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolbeneinheit (4) ein Zusatzdruckraum (14, 18) zugeordnet ist, der durch ein Druckmedium derart beaufschlag­ bar ist, daß auf die Arbeitskolbeneinheit (4) eine in axialer Wirkrichtung der Federvorrichtung (15) gerichtete Zusatzkraft aufbringbar ist.

2. Federdruckbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Druckraum (11) und der Zusatzdruckraum (14, 18) durch eine gemeinsame Druckmediumsteuerung beauf­ schlagbar sind.

3. Federdruckbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Druckmediumsteuerung derart gestaltet ist, daß eine Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes (11) eine gleichzeitige Druckentlastung des Zusatzdruckraumes (14, 18) und umgekehrt bewirkt.

4. Federdruckbremse nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitskolbeneinheit (4) wenigstens eine axial offene Ausnehmung (14) vorgesehen ist, die einen Teil des Zusatzdruckraumes (14, 18) bildet.

5. Federdruckbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß in der wenigstens einen Ausnehmung (14) die Feder­ vorrichtung (15) integriert ist.