DE2332219A1

DE2332219A1 - Wassergekuehlte trommelbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2332219A1
Application number: DE19732332219
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-25
Filing date: 1973-06-25
Publication date: 1975-01-23

Description

Wassergekühlte Trommelbremse, insbesondere
für Kraftfahrzeuge

Trommelbremsen sind in ihrem thermischen Verhalten Teilbelagscheibenbremsen überlegen, Vollbelagscheibenbremsen dagegen unterlegen. Sie haben gegenüber Scheibenbremsen
den Nachteil des zylindrischen Reibschlusses, der sich
bei thermischer Belastung durch die verschiedene Ausdehnung von Trommel und Backen verändert und dadurch die Bremscharakteristik verändert. Einbaumässig hat die Trommelbremse auch der Vollbelagscheibenbremse gegenüber häufig Vorteile, weil die Durchmesser, besonders bei dem Einbau in die Räder, begrenzt sind und gegebenenfalls bei einer Trommelbremse eine grössere Reibfläche untergebracht werden kann als bei einer Vollbelagscheibenbremse. Wenn es
gelingt, den Reibschluss zwischen Backen und Trommel unverändert zu halten, d.h. die Charakteristik unverändert zu halten, so können dadurch fahrzeugtechnisch wesentliche Vorteile erzielt werden, weil eine Trommelbremse
auch im Aufbau und in der Wartung einfach ist. Dies hat
sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt.

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Hz/hi

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die umlaufende Trommel auf ihrer Innen- oder Aussenseite mit Reibbelag ausgerüstet ist und daß die Lauffläche der mit der Trommel in Reibschluss gebrachten Innen- oder Aussenbacke durch eine Wand aus gut wärmeleitendem Metall, vorzugsweise Hartkupfer mit annähernd einem Prozent Chrom, gegebenenfalls mit Zirkonzusatz, gebildet ist, deren der Lauffläche gegenüberliegende Rückseite von Wasser umströmt wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der hinter der Lauffläche vorgesehene Kühlkanal derart bemessen, dass die Wassergeschwindigkeit im Kühlkanal der in der Zu- und Ableitung entspricht.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In den Fig. 1 bis 7 sind Innenbackenbremsen und in den Fig. 8 bis 11 Aussenbackenbremsen dargestellt. In Fig. 1 bis 3 ist eine Lastkraftwagen-Innenbackenbremse wiedergegeben, welche durch einen S-Nocken mechanisch betätigt wird. In Fig. 1 ist ein Längsschnitt längs Linie A-B in Fig. 2 durch die Vorderradbremse eines Lastkraftwagens, in Fig. 2 ein Querschnitt und in Fig. 3 ein Teillängsschnitt längs Linie C - D in Fig. 2 durch Backe und Trommel dieser Bremse wiedergegeben. In Fig. 4 und 5 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die Backe aus zwei Teilen aufgebaut ist, in Fig. 6 und 7 i& einelKupfer-Rohrwendel auf der Bremsbacke angeordnet. Diese Ausführung ist in Fig. 6 in der Ansicht und in Fig. 7 Iw Querschnitt veranschaulicht. In Fig. 8 bis 11 ist der Seitenantrieb eines Kettenfahrzeuges dargestellt, bei dem Lenk-, Reversier- und Fahrbremsen als Aussenbackenbremsen ausgeführt sind und die aus Kupfer hergestellten, feststehenden Backen im Antriebsgehäuse sitzen. In Fig. 8 ist der Antrieb schematisch, in Fig. 9 ein Querschnitt durch eine

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der drei Bremsen, in Fig. 10 die Draufsicht auf die drei Bremsen mit der Kühlwasserführung und schliesslich in Pig. 11 die Befestigung des Belagbandes auf die Trommel dargestellt.

In Fig. 1 bis 3 ist auf einem Achsschenkel 1 eine Nabe gelagert, die eine mit Reibbelägen 3 ausgerüstete, umlaufende Leichtmetalltroramel 4 trägt. An einem mit dem Achsschenkel 1 verschraubten Bremstrager 5 sind an die Wasserzu- und ableitung vornehmenden Hohlbolzen 6 und aus Hartkupfer hergestellte Backen 8 und 9 aufgehängt. Das Kühlwasser wird über einen Schlauch 10, der einem nicht mit dargestellten, mit dem Hohlbolzen 7 in Verbindung stehenden Ableitungs-Kühlwasserschlauch 11 entspricht, zugeführt. Es gelangt durch den Hohlbolzen 6 in die Bremsbacke 8 und strömt durch Kühlwasserkanale Q^, in denen der Weg des Kühlwassers durch Querrippen verlängert und der der Zuleitung entsprechende Querschnitt hergestellt ist, bis zu einem Stutzen 8p, von wo das Kühlwasser über einen Schlauch 12 in die Backe 9 überströmt und dort über Kühlkanäle 9₁ in den Hohlbolzen 7 gelangt und über den Schlauch 11 zum Kühler abgeführt wird. Die Betätigung der Backen erfolgt über Rollen 1J und 14 durch einen S-Nocken 15» der mit der Betätigungswelle und dem Druckluftzylinder in Verbindung steht.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 (Längsschnitt) und Fig. (Schnitt in lÄnfangsrichtung) ist die Bremsbacke aus einem Leichtmetallteil 16, welches Querrippen 16^ zur Verlängerung des Kühlwasserweges aufweist, und einer mittels Schrauben 17 aufgeschraubten Hartkupferfläche 18 gebildet. Trommel und Nabe sind dieselben wie in Fig. 1 bis 3·

In Fig. 6 und 7 besteht die Backe aus einem Leichtmetallteil 19 und einer aufgesetzten Hartkupferrohrschlange 20,

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die um Portsätze 19^ des Backenunterteils herumgebogen ist. Die Zuführung bzw. Abführung des Kühlwassers erfolgt bei 2O₁ und die Überleitung zur anderen Backe bei 20p.

Im Ausführungsbeispiel Fig. 8 bis 11 sind wassergekühlte Aussenbackenbremsen bei einem Raupenschlepperantrieb angewendet. Der Antrieb vom Getriebe erfolgt über ein Antriebsritzel 21, ein Tellerrad 22, eine Antriebswelle 22^ ein Stirnradritzel 22p und wird auf die eine Kette 23 entweder über ein Reversiervorgelege 24 oder ein Vorwärtsplanetengetriebe 25 auf zwei Stirnräder 26, 27 und dann in ein Triebrad 28 geleitet. Über eine Trommel 29 kann die Kette abgebremst werden. Durch Festhalten einer zweiten Trommel 30 wird das Vorwärtsdrehmoment und durch Festhalten einer dritten Trommel 31 ein Rückwärtsdrehmoment derselben Übersetzung in das Triebrad geleitet. Die Trommeln 29 bis 31 sind gleich ausgebildet und wie Fig. 11 zeigt, mit einem mittels Schrauben 32 befestigten Stahlband 33 ausgerüstet, das Beläge 34 trägt und nach Öffnung eines Deckels 35 ohne Zerlegen der Bremse aus einem Antriebsgehäuse 36 herausgezogen werden kann. In letzterem sind zwei aus Kupfer hergestellte Backen 37 und 38 in Umfangsrichtung fest angeordnet. Sie können durch jeweils zwei Hydraulikzylinder 39 bzw. 40 betätigt werden. Das Kühlwasser wird über eine Leitung 41 zu- und durch eine Leitung 42 abgeführt. Es wird über die Leitungen 43, 44, 45 von den Backen der einen zu den Backen der anderen Seite und durch Schläuche 46 und 47 von jeweils einer zur anderen Bremse geleitet. Das Wasser strömt also in diesem AusfUhrungsbeispiel durch sämtliche sechs Backen der drei Bremsen hindurch.

Dabei ist zweckmässlg - das gilt auch für Radfahrzeuge - , das Kühlwasser erst im Augenblick der Bremsung von der Kühlwasserpumpe des Motors aus oder von einer getrennten Kühlwasserpumpe durch die Bremse hindurchzudrUcken. Der Kühl-

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wasserstrom wird durch einen Thermostaten gesteuert oder gegebenenfalls auch durch das Bremspedal wieder abgestellt, so daß der Kühlwasserstrom nicht ständig durch die Bremsen geleitet zu werden braucht.

Die erfindungsgemäße Trommelbremse weist vor allem die Vorteile auf, daß die Bremscharakteristik, d.h. der Reibschluß zwischen Backen und Trommel konstant gehalten und außerdem die Bremsleistung gegenüber einer nur durch Luft gekühlten Trommelbremse erheblich gesteigert werden kann.

Gegebenenfalls können die Reibbeläge an den Bremsbacken befestigt sein· Je nachdem wie gut die Wärmeleitfähigkeit der Reibbeläge 1st, kann es sodann aber erforderlich sein, die Trommel mit Wasser zu kühlen, waa aber wegen der Rotation der Trommel eine etwas aufwendige Konstruktion erfordert.

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Dr. Ing. Hermann Klaue
München

Patentansprüche

Wassergekühlte Trommelbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Trommel (4, 29, 30, 3I) auf ihrer Innen- oder Außenseite mit Reibbelag (5, 34) ausgerüstet ist und daß die Lauffläche der mit der Trommel in Reibschluß gebrachten Innen- oder Außenbacke (8, 9, 16, 18, 19, 20, 37, 38) durch eine Wand aus gut wärmeleitendem Metall, vorzugsweise Hartkupfer mit annähernd einem Prozent Chrom, gegebenenfalls mit Zirkonzusatz gebildet ist, deren der Lauffläche gegettiberllegende Rückseite von Wasser umströmt wird.

2. Wassergekühlte Trommelbremse nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der hinter der Lauffläche der Backe vorgesehene Kühlkanal (S₁) durch Anordnung von Längsoder Querrippen (1O₁) derart bemessen ist, daß die Wassergeschwindigkeit im Kühlkanal der in der Zu- und Ableitung (10, 11, 41, 42) entspricht.

3. Wassergekühlte Trommelbremse gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zu- und Abfuhr des Kühlwassers zu bzw. aus den Bremsbacken (8, 9* 16, 18, 19, 20, 37, 38) über die insbesondere als Hohlbolzen (6, 7) ausgebildeten Anlenkpunkte der schwenkbaren Bremsbacken erfolgt.

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Claims

4. Wassergekühlte Trommelbremse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser durch sämtliche mit einer Trommel zusammenarbeitende Backen im Kreislauf geführt wird, so daß nur insgesamt zwei Anschlüsse zur Zufuhr und zur Abfuhr erforderlich sind oder daß jede einzelne Bremsbacke einen eigenen gesonderten Kühlwasserkreislauf aufweist, der mit einer Kühlwasserumwälzpumpe verbunden ist.

5. Wassergekühlte Trommelbremse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken jeweils zweiteilig ausgebildet sind und aus einem insbesondere mit Querrippen (16.) versehenen Leichtmetallteil (16) und einem hiermit festverbundenen Hartkupferteil (18) bestehen.

6. Wassergekühlte Trommelbremse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken jeweils aus einem Leichtmetallteil (19) mit einer aufgesetzten Kühlwasserrohrschlange (20) bestehen.

7· Wassergekühlte Trommelbremse gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommeln (29-31) ein insbesondere mittels Schrauben (32) befestigtes Stahlband (33) aufweisen, das Bremsbeläge (3¹O trägt.

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