DE2128594B2

DE2128594B2 - Flüssigkeitsgekühlte, trockenlaufende Vollbelag-Einscheibenbremse

Info

Publication number: DE2128594B2
Application number: DE2128594A
Authority: DE
Inventors: Artur 8901 Hainhofen Kugler; F. Xaver 8900 Augsburg Zaunberger
Original assignee: Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1971-06-09
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1979-11-29
Also published as: DE2128594A1; DE2128594C3

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte, trockenlaufende Einscheibenbremse mit voller Beaufschlagung ihrer Reibflächen (Vollbelag-Scheiben

bremse).

Solche Einscheibenbremsen sind aus den DE-AS 1249104,FR-PS 1105288, 1155438 und 1007936 bekannt. Vollbelag-Scheibenbremsen sind anstelle von Teilbelag-Scheibenbremsen erforderlich, wenn die Bremsleistung erheblich gesteigert werden soll oder für die Scheibenbremse nur wenig Raum zur Verfügung steht. Solche Vollbelag-Scheibenbremsen erfordern aber besondere Maßnahmen zur Erzielung

ίο einer gleichmäßigen Anpreßkraftverteilung auf der gesamten Reibfläche und zur Abfuhr der auf engem Raum anfallenden großen Wärme.

Ein Nachteil der bekannten Vollbelag-Scheibenbremsen ist, daß es praktisch unmöglich ist, daß sich die Bremsscheibe, die Bremsdruckscheibe und die Bremsgegenscheibe, die in bekannter Weise als starre und unelastische Scheiben ausgeführt werden, beim Beginn des Bremsvorgangs und auch beim weiteren Bremsvorgang selbst vollflächig berühren und die Bremskraft sich gleichmäßig auf die gesamten Reibflächen verteilt. Infolge geringster Unebenheiten einer der beiden sich berührenden Flächen bilden sich in der Richtung des Radius schmale ringförmige Reibzonen aus. In der jetzt wesentlich geringeren Reibflä- ehe herrscht nun nicht nur das entsprechend Vielfache der vorgesehenen Flächenpressung bei vollflächiger Berührung, sondern es entsteht in dieser schmalen Ringzone auch die gesamte Btemsverlustwärme. Die Folgen daraus sind eine hohe Temperatur dieser

jo Reibzone, eine große Wärmeausdehnung des Werkstoffs innerhalb dieser Reibzone, ein Aufwölben des Werkstoffs in dieser Reibzone und eine eventuell tellerförmige Verformung der Bremsscheibe, eine dadurch weiter steigende Flächenpressung und Tempe- ratur sowie ein außerordentlich hoher Verschleiß innerhalb dieser ringförmigen Reibzone. Die übrige »Brems«-Fläche der Scheiben ist dadurch während des Bremsvorgangs praktisch nicht belastet.

Nach der Beendigung dieses Bremsvorgangs erfolgt

jetzt ein Abkühlen der Scheiben und durch die Werkstoffschrumpfung ein Einsinken des Werkstoffs im Bereich der vorher vorhandenen Reibzone.

Bei dem nachfolgenden Bremsvorgang findet jetzt die Berührung, Erhitzung, Überbelastung und der er höhte Verschleiß der Bremsflächen in der gleichen eben beschriebenen Weise, aber jetzt in einer an einer anderen Stelle des Radius liegenden Ringzone statt. Damit ist bei jedem Bremsvorgang eine andere schmale Ringzone, die sich bei den einzelnen Brems vorgängen regellos auf der gesamten Belagbreite ver lagert, überlastet und verschlissen.

Bildet sich bei einem Bremsvorgang die reibende Ringzone am Außenrand der Scheiben aus, so sind hier die thermische Überlastung und der Verschleiß besondes hoch, da am Rande der Bremsscheibe infolge der hier höchsten Umfangsgeschwindigkeit auch die Reibleistung am größten ist.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine vollflächige Berührung der Reibflächen der Bremsschuhe an der Bremsscheibe bei allen Betriebszuständen zu ermöglichen, wobei eine gleichmäßige Verteilung der Anpreßkraft vorhanden sein soll. Dabei soll eine gleichmäßige thermische Belastung und ein gleichmäßiger Verschleiß sowie eine trockene Reibung der Reibflächen aufeinander gegeben sein. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. V-förmige Nuten sind zwar aus den zu US-PS

3286799 und 3378114 sowie DE-AS 1268917 bekannt, jedoch in einer solchen Ausbildung, daß die erfindungsgemäße Dickenfederung des Reibscheibenteiles nicht auftreten kann. Diese Wirkung wird bei den bekannten Bremsen dadurch verhindert, daß in den bekannten V-förmigen Nuten Querstege vorhanden sind bzw. ein Füllmaterial angeordnet ist bzw. die innen leere ümfangsnut der Bremsscheibe in bezug auf die Reibflächen eine zu geringe Tiefe aufweist.

Gemä8 der Erfindung wird die genannte Dickenfederung so gewählt, daß sich unter der Wirkung der Anpreßkraft eine konstante Flächenpressung bzw. ein konstante spezifische thermische Belastung ergibt. Eine örtliche Überbelastung durch die Wärmeausdehnung, insbesondere am Außendurchmesser, ist damit durch die Nachfederung der beiden Teller des Reibscheibenteils ausgeschlossen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht gemäß Anspruch 2 in der Kc. nbi nation der Merkmale des Hauptanspruches mit den Merkmalsgruppen a) bis g) aus dem Anspruch 2.

Für die Merkmale a) bis g) aus dem Unteranspruch wird weder ein Elementenschutz noch ein Schutz in Unterkombinationen beansprucht.

Merkmal a) hat den Vorteil, daß infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit der Bremsbeläge nur ein geringer Teil der beim Bremsvorgang entstehenden Wärmemenge zum Reibscheibenteil hindurchgeleitet wird. Durch die Merkmale b), c) und d) wird die Temperatur der Mitnahmeverzahnung auf einem unschädlich niedrigen Wert gehalten. Merkrral e) dient zur zusätzlichen Kühlung. Die Merkmale f) und g) dienen zum Zurückziehen der betreffenden Bremsteile in eine sichere berührungsfreie Lage.

Die Merkmalsgruppe a) ist aus der genannten DE-AS 1249104 an sich bekannt. Ferner sind die Merkmalsgruppen b) und c) sowie d) aus der US-PS 3171527 und die Gruppe e) aus der genannten FR-PS 1105288 im wesentlichen bekannt. Rückzugseinrichtungen für die Scheibe und die Anpreßstücke von Bremsen sind ebenfalls an sich bekannt, jedoch nicht in der hier beanspruchten Art.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Auf der Bremswelle 1 befindet sich drehfest die Nabe 2 mit der Mitnahme-Außenverzahnung 3. Die gesamte Bremsscheibe besteht einstückig aus der Hülse 4, die mit ihrer Mitnahme-Innenverzahnung mit der Mitnahme-Außenverzahnung 3 der Nabe 2 im Eingriff ist, dem axial gerichteten Rohrteil 5, der radialen Scheibe 6 und dem an sie anschließenden eigentlichen zur Bremsung erforderlichen Reibscheibenteil 7, auf dem beidseitig die Reibbeläge 8 durch die Nieten oder Kleben befestigt sind. Das Reibscheibenteil 7 besitzt zur Erreichung der vorgesehenen Elastizität und Federung die V-förmige Ringnm 9. Ihre Dicke d_a ist um das Maß der erwünschten Federung größer als ihre Dicke d_r

Zmi Verminderung des Wärmeflusses von der Reibscheibe 7 über die Scheibe 6, das Rohrteil 5 und die Hülse 4 zur Mitnahme-Außenverzahnung 3 besitzt die Scheibe eine entsprechende radiale Ausdehnung und das Rohrteil 5 eine entsprechende axiale Ausdehnung, beide Teile mit einer entsprechend geringen Wandstärke, und besitzen die Scheibe 6 und/ oder das Rohrteil 5 eine Vielzahl von öffnungen 10.

is Zur Erzielung des berührungsfreien und taumeifteien Laufs der Bremsscheibe im geöffneten Zustand der Bremse wird durch die Federn IX, die sich gegen die in der Nabe 2 eingesetzten Anschlagschrauben 12 abstützen, und die Druckscheibe 13 die Hülse 4 gegen die starr mit der Nabe 2 verbundene Anschlagscheibe 14 gedrückt.

Die Bremsgegenscheibe 15 weist auf ihrer Rückseite ringförmige Kühlrippen 16 auf, so daß mit der ortsfest angeordneten Grundplatte 17, mit der die Bremsgegenscheibe 15 fest verschraubt ist, ringförmige Kühlkanäle 18 gebildet werden. Der Zufluß der Kühlflüssigkeit erfolgt durch den Anschluß 19, der Abfluß durch den Anschluß 20 der Grundplatte 17. Mit der Grundplatte 17 ist mittels der Abstands-

jo schrauben 21 die Bremszylinderplatte 22 verschraubt, in die die Bremszylinder 23 mit den Bremskolben 24 eingesetzt sind. Diese Bremskolben 24 wirken beim Bremsvorgang auf die Druckplatte 24 der Bremsdruckscheibe 26. Die Bremsdruckscheibe 26 besitzt, wie die Bremsgegenscheibe 15, auf ihrer Rückseite Kühlrippen 27, so daß mit der Druckplatte 24, die mit der Bremsdruckscheibe 26 verschweißt ist, wiederum ringförmige Kühlkanäle 28 entstehen. Die Zufuhr der Kühlflüssigkeit erfolgt durch den angeschweißten Anschluß 29, der Abfluß durch den angeschweißten Anschluß 30.

Die Führung und die Übertragung des Bremsmomentes der axial beweglichen Bremsdruckscheibe 26 zur ortsfesten Grundplatte 17 geschieht durch die an der Bremsdruckscheibe 26 befindlichen gabelförmigen Führungsstücke 31, die mit den Abstandsschrauben 21 zusammenwirken.

Die Federn 32, die durch die Abstandsschrauben 21 geführt werden und sich gegen die Bremsgegen-

scheibe 15 abstützen, drücken beim öffnen der Bremse zur Erreichung eines berührungsfreien Laufs im geöffneten Zustand die Bremsdruckscheibe 25/26 gegen die Bremszylinderplatte 22.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsgekühlte, trockenlaufende Einscheiben-Bremse mit voller Beaufschlagung ihrer Reibflächen, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibscheibenteil (7) der gesamten Bremsscheibe zwischen den beiden Reibflächen (Beläge 8) eine V-förmige, innen leere Ringnut (9) mit einer Tiefe aufweist, die beim Bremsen eine Dickenfederung des in Axialrichtung elastischen Reibscheibenteils ermöglicht, das seinerseits nicht planparallel, sondern doppeltellerförmig (doppelkegelig) 4earbeitet ist und am Außendurchmesser um das Maß der vorbestimmten V-förmigen Dikkenfederung breiter ist (Maß: d_a) als am Innendurchmesser (Maß: 4)·

2. Einscheibenbremse, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale aus dem Anspruch 1 und der folgenden Merkmalsgruppen:

a) Zu beiden Seiten des Reibscheibenteils (7) sind Reibbeläge (8) befestigt,

b) die Mitnahmeverzahnung (3) der Bremsscheibe befindet sich außerhalb der Mittenebene des Reibscheibenteils (7),

c) die gesamte Bremsscheibe besteht einstückig aus dem Reibscheibenteil (7), einer anschließenden radialen Scheibe (6), einem weiter anschließenden Rohrteil (5) sowie einer hieran anschließenden Hülse (4) mit der Mitnahmeverzahnung (3),

d) die radiale Scheibe (6) und/oder das Rohrteil (5) sind zur Verminderung des Wärmeflusses mit einer Vielzahl von Off nungen (10) versehen,

e) die Bremsdruckscheibe (26) und die Bremsgegenscheibe (15) besitzen auf ihren Rückseiten Kühlrippen (16, 27), die durch eine Flüssigkeit im Durchlaufstrom gekühlt werden,

f) eine Rückzugseinrichtung, durch welche die gesamte Bremsscheibe zum öffnen der Bremse in eine berührungs- und taumelfreie Lage gezogen wird, und welche eine an der Nabe (2) starr befestigte Anschlagscheibe (14) und eine durch Federn (11), die sich gegen die Nabe (2) abstützen, belastete Druckscheibe (13) aufweist, wobei die Druckscheibe (13) die innenverzahnte Hülse (4) der Bremsscheibe gegen die Anschlagscheibe (14) drückt, .

eine weitere Rückzugseinrichtung, durch welche die Bremsdruckscheibe (26) in eine berührungsfreie Lage gezogen wird, und welche Federn (32) aufweist, die sich gegen die Bremsgegenscheibe (15) abstützen und die Bremsdruckscheibe (26) gegen die als Anschlag wirkende Bremszylinderplatte (22) drücken.

g)