DE19806577A1 - Bremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremse mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Bremsrotor und einem mit der Kraft einer Speicherfedereinrichtung an den Bremsrotor andrückbaren Bremskörper, wobei die Speicherfedereinrichtung aus mehreren Federn gebildet ist, die parallel zur Rotationsachse auf einem Teilkreis innerhalb des Bremskörpers angeordnet sind.

Derartige Federspeicherbremsen werden in Fahrzeugen verschiedener Bauart eingesetzt und beispielsweise als Feststellbremse in einer Antriebsachse eines Flurförderzeugs oder als Feststellbremse eines Drehwerksgetriebes eines Baggers verwendet. Die Speicherfedereinrichtung dient zur Beaufschlagung der Bremse in die Bremsstellung. Zum Lüften der Bremse kann am Bremskörper eine der Kraft der Speicherfedereinrichtung entgegenwirkende Lüftkraft aufgebracht werden. Die Lüftkraft kann beispielsweise auf hydraulischem, pneumatischem, elektrischem oder mechanischem Wege erzeugt werden. Die innerhalb des Bremskörpers angeordneten Federn der Federspeichereinrichtung stützen sich hierbei beispielsweise an einer in einem Gehäuse angeordneten Stützscheibe ab.

Durch eine Verdrehung des Bremskörpers oder der Stützscheibe in dem Gehäuse um die Rotationsachse können sich die Federn der Speicherfedereinrichtung während des Betriebs gegenseitig berühren oder verkippen und somit zu einem Versagen der Federspeicherbremse führen. Um dies zu verhindern, sind bei bekannten Federspeicherbremsen die Federn der Speicherfedereinrichtung innerhalb des Bremskörpers zur Führung und Lagefestlegung in Bohrungen gelagert, die im Bremskörper auf einem Teilkreis parallel zur Rotationsachse eingearbeitet sind. Dadurch ergibt sich jedoch für den Bremskörper ein erheblicher Bauaufwand, da die beispielsweise als Sackbohrungen ausgebildeten Längsbohrungen in dem Bremskörper in eigenen Fertigungsschritten hergestellt werden müssen. Um im Service- oder Reparaturfall der Bremse eine Demontage des Bremskörpers aus dem Gehäuse zu ermöglichen, sind am Bremskörper zudem mehrere Gewindebohrungen vorzusehen, in denen Abziehwerkzeuge eingeschraubt werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die einen geringen Herstellaufwand aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federn in einem Führungskäfig gelagert sind, der innerhalb des Bremskörper angeordnet und axial befestigt ist. Der erfindungswesentliche Gedanke besteht somit darin, die Federn der Federspeicherbremse in einem Führungskäfig zu lagern, der in den Bremskörper eingelegt und befestigt wird. Dadurch entfallen im Bremskörper die zur Führung und Positionsfixierung der Federn bislang erforderlichen, mit hohem Herstellaufwand eingearbeiteten Bohrungen, wodurch sich der Herstellaufwand für den Bremskörper erheblich verringert.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform ist der Bremskörper als topfförmiger Kolben ausgebildet. In einem derartigen topfförmigen Kolben kann der Führungskäfig für die Federn auf einfache Weise angeordnet und befestigt werden. Zudem ist ein derartiger Bremskörper auf einfache Weise in einem spanlosen Herstellverfahren, beispielsweise durch Druckgießen, Genauschmieden, Sintern oder Tiefpressen, herstellbar. Durch den Wegfall der Bohrungen zur Führung und Lagefixierung der Federn kann sich somit die Bearbeitung des Bremskörperrohlings auf einen Drehvorgang beschränken.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Führungskäfig mittels eines Sicherungsrings in axialer Richtung im Bremskörper befestigt ist. Dadurch kann der innerhalb des Kolbens angeordnete Führungskäfig auf einfache Weise in axialer Richtung befestigt und somit gesichert werden.

Der Herstellaufwand für die axiale Sicherung des Führungskolbens verringert sich noch weiter, wenn der Führungskäfig am Außenumfang einen Wulst aufweist, der mit einer an der Innenkontur des Bremskörpers angeordneten Ausnehmung in Wirkverbindung steht. Dadurch sind für die axiale Festlegung des Führungskäfigs keine zusätzlichen Bauteile erforderlich. Der Führungskäfig wird hierbei während der Montage auf einfache Weise in die am Kolben angeformte Ausnehmung eingeklipst.

In einer Ausführungsform ist der Führungskäfig als zylinderförmiges Bauteil ausgebildet und weist Federeinbauräume auf, die als radial nach außen geöffnete Längsbohrungen ausgebildet sind. Durch die nach außen offenen Längsbohrungen ergibt sich ein geringer Bauraumbedarf für den Führungskäfig in radialer Richtung, wodurch die Abmessungen des Kolbens in radialer Richtung durch die Anordnung des Führungskäfigs nicht vergrößert werden.

Mit besonderem Vorteil sind zwischen den von den Längsbohrungen gebildeten Federeinbauräumen Trennstege gebildet, die am Außenumfang an der Innenkontur des Bremskörpers abgestützt sind. Durch die Abstützung der Trennstege am Kolben ergibt sich eine hohe Formstabilität der von den nach außen geöffneten Längsbohrungen gebildeten Federeinbauräume. Die Federn sind somit zwischen den Trennstegen und der Innenkontur des Kolbens angeordnet, wobei sich nahezu ringförmige Federeinbauräume ergeben. Durch diese ringförmige Führung und Abstützung der Federn wird eine gegenseitige Berührung und ein Verkippen der Federn bei einer Verdrehung des Bremskörpers oder der Stützscheibe wirkungsvoll vermieden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Außenumfang der Trennstege ein in Umfangsrichtung geschlossener Ring am Führungskäfig angeformt. Der Ring erstreckt sich somit über die Trennstege und die Öffnungen der Federeinbauräume, wodurch sich eine hohe Formstabilität des Führungskäfigs erzielen läßt. Mit einem derartigen am Außenumfang des Führungskäfigs angeformten Ring kann die Formstabilität des Führungskäfigs trotz der über nahezu die gesamte Länge des Führungskäfigs nach außen geöffneten Federeinbauräumen auf einfache Weise erhöht werden.

Zweckmäßigerweise ist der Wulst am Außenumfang des Rings angeformt. Der Wulst erstreckt sich somit über den gesamten Außenumfang des Führungskäfigs.

Mit besonderem Vorteil ist an einer Stirnseite des Rings im Bereich der Wulst eine ringförmige Aussparung vorgesehen. Dadurch ergibt sich am Ring ein elastischer Bereich, wodurch der mit der Wulst versehene äußere Bereich des Ringes bei der Montage des Führungskäfigs im Kolben nach innen nachgeben und einfedern kann. Dadurch wird eine einfache Montage des Führungskäfigs im Kolben ermöglicht.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Innenkontur des Kolbens einen stufenförmigen Übergang aufweist, wobei in einem Bereich mit einem geringeren Durchmessers die Trennstege und in einem Bereich mit einem größeren Durchmessers der am Außenumfang der Trennstege angeformte Ring angeordnet ist.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Ring von dem stufenförmigen Übergang axial beabstandet ist. Dadurch wird zwischen dem Ring des Führungskäfigs und dem stufenförmigen Übergang im Kolben ein ringförmiger Zwischenraum gebildet. Für Reparatur- und Servicearbeiten kann durch die Federeinbauräume nach der Demontage der Federn ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise ein hakenförmiges Werkzeug, in den Zwischenraum eingehängt werden, mit dem der Führungskäfig zusammen mit dem Kolben aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann. Dadurch sind zum Ausbau des Kolbens an diesem keine separaten Vorrichtungen, beispielsweise Gewindebohrungen für Abziehwerkzeuge, erforderlich, wodurch sich eine weitere Verringerung des Herstellaufwands des Kolbens ergibt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn der Bremsrotor als Lamellenpaket ausgebildet ist. Mit einer Lamellenbremse können bei geringem Bauraumbedarf große Bremsleistungen erzielt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Führungskäfig als Kunststoffteil ausgebildet. Dadurch ergibt sich ein geringer Herstellaufwand für den Führungskäfig, da die im Führungskäfig erforderlichen Federeinbauräume, der Wulst sowie die Aussparung während der Herstellung des Führungskäfigs als Spritzgußteil herstellbar sind. Ein geringer Herstellaufwand ergibt sich ebenfalls bei der Herstellung des Führungskolbens aus Metall, beispielsweise einem Leichtmetall, in einem Druckgußverfahren. Hierbei können auch die Federeinbauräume, der Wulst und die Aussparung ohne weitere Bearbeitungsvorgänge des Führungskäfigs an diesem kostengünstig hergestellt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Federspeicherbremse und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Federspeicherbremse 1, wobei nur eine Schnitthälfte der im wesentlichen bezüglich der Rotationsachse 2 rotationssymmetrischen Anordnung gezeigt ist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bremse 1 als Lamellenbremse ausgebildet, mit der eine Welle 3 gegenüber einem feststehenden Gehäuse 4 abgebremst werden kann. Der Bremsrotor 5 wird hierbei von Innenlamellen 6 gebildet, die mit der Welle 3 in Wirkverbindung stehen und in gesperrter Stellung der Bremse 1 mit am Gehäuse 4 befestigten Außenlamellen 7 in Kontakt stehen.

Im Gehäuse 4 ist ein als topfförmiger Kolben 8 ausgebildeter Bremskörper 9 längsverschieblich gelagert, der von mehreren als Druckfedern ausgebildeten Federn 10 einer Federspeichereinrichtung beaufschlagt ist. Die Federn 10 liegen hierbei an einer Stirnseite 29 der topfförmigen Aussparung des Kolbens 8 an und stützen sich an einer Stützscheibe 11 ab, die mittels eines Sicherungsringes 12 im Gehäuse 4 befestigt ist. Ein zwischen dem Kolben 8 und dem Gehäuse 4 gebildeter Ringraum 13 dient zur Beaufschlagung des Kolbens 8 in die Lüftstellung der Bremse 1. Der Ringraum 13 ist beispielsweise an eine hydraulische Druckmittelquelle angeschlossen. Die Bremse 1 weist somit die Funktion einer hydraulisch lüftbaren Feststellbremse für einen Fahrzeugantrieb oder einen Drehwerksantrieb auf.

Der topfförmige Kolben 8 weist an der Innenkontur einen Bereich 14 mit einem geringeren Durchmesser und einen Bereich 15 mit einem größeren Durchmesser auf, wobei zwischen den Bereichen 14 und 15 ein stufenförmiger Übergang 16 gebildet ist. Im Kolben 8 ist ein Führungskäfig 17 angeordnet, der zur Aufnahme der Federn 10 vorgesehen ist.

In der Fig. 2 ist die Ausgestaltung des Führungskäfigs 17 gezeigt. Der Führungskäfig 17 ist mit mehren über den Umfang verteilten Längsbohrungen 18 versehen. Der Außenumfang des Führungskäfigs 17 ist hierbei derart bemessen, daß die Längsbohrungen 18 in radialer Richtung nach außen geöffnet sind. Der Führungskäfig 17 weist somit mehrere von den Längsbohrungen 18 gebildete nach außen offene Federeinbauräume 19 auf, wobei zwischen benachbarten Federeinbauräume 19 jeweils ein Trennsteg 20 ausgebildet ist. Die Trennstege 2() hintergreifen die in den Federeinbauräumen 19 angeordneten Federn 10 und stützen sich - wie aus der Zusammenschau mit der Fig. 1 ersichtlich ist - mit ihrem Außenumfang 21 an der Innenkontur des Kolbens 8 in dem Bereich 14 mit einem geringeren Durchmesser ab.

In dem Bereich 15 der stufenförmigen Innenkontur des Kolbens 8 weist der Führungskäfig 17 einen Ring 22 auf, der über den Umfang des Führungskäfigs 17 geschlossen ist. Am Außenumfang des Rings 22 ist ein Wulst 23 gebildet, der in eine an der Innenseite des Bereichs 15 angeformte Ausnehmung 24 des Kolbens 8 eingreift. Dadurch wird der Führungskäfig 17 im Kolben 8 in axialer Richtung gesichert.

An der Stirnseite 25 des Rings 22 ist eine ringförmige Aussparung 26 gebildet, die beispielsweise einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Dadurch kann der mit der Wulst 23 versehene äußere Bereich des Ringes 22 während der Montage des Führungskäfigs 17 im Kolben 8 nach innen einfedern.

Der Ring 22 ist mit einer der Stirnseite 25 gegenüberliegenden Stirnseite 27 von dem stufenförmigen Übergang 16 des Kolbens 8 axial beabstandet, wodurch ein Ringraum 28 zwischen dem Ring 22 des Führungskäfigs 17 und dem Kolben 8 gebildet ist. Nach der Demontage des Sicherungsringes 12 und der Stützscheibe 11 sowie der Federn 10 können durch die radial nach außen offenen Federeinbauräume 19 des Führungskäfigs 17 beispielsweise hakenförmige Werkzeuge in den Ringraum 28 eingebracht werden. Somit kann der Führungskolben 17 zusammen mit dem Kolben 8 auf einfache Weise aus dem Gehäuse 4 im Reparatur- oder Servicefall herausgezogen werden.

Claims (13)

1. Bremse mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Bremsrotor und einem mit der Kraft einer Speicherfedereinrichtung an den Bremsrotor andrückbaren Bremskörper, wobei die Speicherfedereinrichtung aus mehreren Federn gebildet ist, die parallel zur Rotationsachse auf einem Teilkreis innerhalb des Bremskörpers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (10) in einem Führungskäfig (17) gelagert sind, der innerhalb des Bremskörpers (9) angeordnet und axial befestigt ist.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (9) als topfförmiger Kolben (8) ausgebildet ist.

3. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskäfig (17) mittels eines Sicherungsrings im Bremskörper (9) in axialer Richtung befestigt ist.

4. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskäfig (17) am Außenumfang einen Wulst (23) aufweist, der mit einer an der Innenkontur des Bremskörpers (9) angeordneten Ausnehmung (24) in Wirkverbindung steht.

5. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskäfig (17) als zylinderförmiges Bauteil ausgebildet ist und Federeinbauräume (19) aufweist, die als radial nach außen geöffnete Längsbohrungen (18) ausgebildet sind.

6. Bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den von den Längsbohrungen (18) gebildeten Federeinbauräumen (19) Trennstege (20) gebildet sind, die am Außenumfang (21) an der Innenkontur des Bremskörpers (9) abgestützt sind.

7. Bremse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang (21) der Trennstege (20) ein in Umfangsrichtung geschlossen Ring (22) am Führungskäfig (17) angeformt ist.

8. Bremse nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (23) am Außenumfang des Rings (22) angeformt ist.

9. Bremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Wulstes (23) eine ringförmige Aussparung (26) an der Stirnseite (25) des Rings (22) vorgesehen ist.

10. Bremse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur des Kolbens (8) einen stufenförmigen Übergang (16) aufweist, wobei in einem Bereich (14) mit einem geringeren Durchmessers die Trennstege (20) und in einem Bereich (15) mit einem größeren Durchmessers der am Außenumfang des Führungskäfigs (17) angeformte Ring (22) angeordnet ist.

11. Bremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (22) von dem stufenförmigen Übergang (16) axial beabstandet ist.

12. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsrotor (5) als Lamellenpaket (6) ausgebildet ist.

13. Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskäfig (17) als Kunststoffteil ausgebildet ist.