DE2334627A1

DE2334627A1 - Wassergekuehlte scheibenbremse, insbesondere fuer achsen schwerer nutzfahrzeuge

Info

Publication number: DE2334627A1
Application number: DE19732334627
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-07-07
Filing date: 1973-07-07
Publication date: 1975-01-23

Description

Dr.Ing. Hermann Klaue

Drygalski-Allee II8/1707 R 609

8000 München 7I

Wassergekühlte Scheibenbremse, insbesondere für Achsen schwerer Nutzfahrzeuge.

Es sind wassergekühlte Scheibenbremsen bekannt, bei denen zwischen Kühlwasser führenden, hohlen Bremsringen Lamellen umlaufen und eine mechanische, hydraulische oder pneumatische· Betätigungseinrichtung für eine axiale Verschiebung der Bremsringe in Richtung auf die Lamellen vorgesehen ist.

Derartige Bremsen konnten bis jetzt für Achsen schwerer Nutzfahrzeuge aus drei Gründen keine Anwendung finden:

1) Es ist nicht gelungen, eine derartige, innerhalb des Rades untergebrachte Bremse mit trockenem Reibschluss als integrierenden Bestandteil der Achse auszubilden, ohne den Aufbau der Achse, besonders der angetriebenen, radikal abändern zu müssen.

2) Die bekannten Bremsenvorschläge sind auf der Radseite der Achse nicht unterzubringen, und zwar besonders wegen der Schwierigkeit der gekapselten Anordnung der das Kühlwasser zu den Bremsringen führenden elastischen Leitungen.

3) Die spezifische Reibflächenleistung bisher bekannt gewordener Lösungen übersteigt bei weitem die zulässige Gr enzbe1a s tung.

Zu Punkt 3) ist zu erläutern, dass erfahrungsgemäss bei der zur Vermeidung von Kavitation gewählten Wassergeschwindigkeit in den Kühlkanälen und der herstell- und festigkeitsbedingten Bemessung der Wanddicke der Bremsringe bis zu

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einer bestimmten höchsten spezifischen Flächenleistung ein unbedeutender Abrieb an den mit den Bremsringwanden reibenden Belaglamellen auftritt. Dieser Abrieb nimmt jedoch schlagartig zu, wenn die höchstzulässige spezifische Reibflächenleistung überschritten wird.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine wassergekühlte Scheibenbremse zu schaffen, bei der die geschilderten Nachteile beseitigt sind. Die Erfindung besteht in der Vereinigung folgender zum Teil für sich bekannter Merkmale:

a) die aus gut wärmeleitendem Werkstoff, vorzugsweise Hartkupfer (Kupfer mit ungefähr einem Prozent Chrom) hergestellten Bremsringe sind einschliesslich der mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Betätigung am oder im Radträger angeordnet;

b) die die Reibbeläge tragenden, umlaufenden Lamellen stehen mit den Rädern in kraftschlüssiger Verbindung;

c) die Kühlwasser führenden, elastischen Leitungen zu den Bremsringen sind innerhalb feststehender Achsteile untergebracht .

In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die zum Bremsen in Reibschluss miteinander gebrachten Flächen derart bemessen, dass bei Stopbremsungen mit der höchsten zulässigen Verzögerung bei Ausgangsgeschwindigkeit eine spezifische Leistungsbelastung von höchstens 0,3 kW/cm und bei Dauerbremsungen auf Steigungen eine solche von höchstens 0,15 kW/cm auftritt.

Um das besonders schwierige Problem der Wasserzu- und ableitung derart zu lösen, dass nur die aussen liegende Zu- und Abführung des Kühlwassers erforderlich ist, und alle zu den axial beweglichen Bremsringen führenden Leitungen gekapselt untergebracht sind, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung

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das Kühlwasser in der gekapselten Bremse durch eine mit dem Bremsträger verbundene, ausser- oder innerhalb der Bremsringe quer zu den Bremsflächen angeordnete starre Verteilerleitung für die Zu- und eine ebensolche für die Abführung des Kühlwassers angeordnet, wobei die elastischen, von den Verteilerleitungen ausgehenden Leitungen zu den Bremsringen annähernd in Mittenebene der Bremsringe parallel zu den Reibflächen liegen. Diese Lösung kann noch dahingehend verbessert sein, dass die Bremsträgerarme hohl ausgeführt sind und als Verteilerleitungen dienen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 ist der radseitige Teil der angetriebenen Hinterachse eines Lastkraftwagens mit eingebauter wassergekühlter Vollschexbenbremse im Längsschnitt längs der in Fig. 2 mit A-B gekennzeichneten Linie dargestellt. Fig. 2 veranschaulicht den in Fig. 1 mit C-D angegebenen Querschnitt. Fig. 3 gibt den Längsschnitt durch einen Vorderachsschenkel mit Rad, Vollscheibenbremse und Lenkachse wieder. Als Bremse ist die wassergekühlte Scheibenbremse der gleichen Dimension mit denselben Verschleissteilen wie an der Hinterachse, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, verwendet.

In Fig. 1 und 2 ist mit 1 das Rad gekennzeichnet, welches über den gleichzeitig als Trommel für die Standbremse ausgebildeten Mitnehmer 2 über den Flansch 3η im die Scheibenbremse umgebenden Radlagergehäuse k auf den Kegelrollenlagern 5 und 6 gelagert ist. Der Flansch 3-. ist Teil der Radantriebswelle 3, welche über die Innenkeilwellenverzahnung der Bremsnabe 7 mit der Achswelle 8 verbunden ist. Der Bremsträger 9 der Scheibenbremse ist zusammen mit dem als Radträger dienenden Radlagergehäuse h an dem Hinterachskörper 10 durch Schrauben befestigt. Nach Lösen der Muttern 11 der Stiftschrauben 12 kann das Radlagergehäuse mit Bremse und Radantriebswelle vom

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Achskörper 10 abgezogen werden.

Der Bremsträger 9 weist zwei hohlgebohrte, um 180 versetzt gegeneinander angeordnete Bremsträgerfortsätze I3 und Ik auf und ist mit dem Ring-Bremszylinder 15 aus einem Stück angefertigt. Abgedichtet durch Nutringmanschetten l6 und 17 ist im Ringzylinder der Ringkolben 18 axial frei beweglich untergebracht. Er wird durch gleichmässig am Umfang verteilt angeordnete Druckfedern 18, in Ausgangsstellung gehalten. Die Druckluft zum Bremsen wird über den Schlauch 19 zugeführt. Beim Bremsen drückt der Ringkolben 18 das Scheibenbremsenpaket, bestehend aus den Kühlwasser führenden, in Umfangsrichtung festen, hohlen Bremsringen 20 bis 25 und den mit der Bremsnabe 7 umlaufenden Bremsbelaglamellen 26 bis 29 zusammen, wodurch das Rad 1 über die Bremsnabe und die Radantriebswelle 3 abgebremst wird. Das über die Schlauchleitung 30 zugeführte Kühlwasser wird in die Bohrung 13, des Bremsträgerarmes 13 geführt und dringt durch Querbohrungen 13_? über die betreffenden Stutzen (zum Beispiel 23i) in die hohlen Bremsringe 20 bis 25 ein, durchströmt den Innenraum der Bremsringe und tritt über die den Einlasstutzen gegenüberliegenden Auslasstutzen (zum Beispiel 232) über die Schläuche

32 über Querbohrungen 1^_ in die Bohrung l^t, des Bremsträgerarmes lk und wird über eine nicht mit dargestellte Schlauchleitung abgeführt.

Als Standbremse ist im Radlagergehäuse h ein um einen Bolzen

33 kippbarer, mit Bremsbelag ausgerüsteter Bremsbacken 3^ angeordnet, dessen Betätigungshebel 3^₁ mit einer durch eine Bohrung k, im Radlagergehäuse hindurchgeführten Zugstange 35 verbunden ist. Die Zugstange 35 ist an das Handbremsgestänge bzw. beim Anhänger an die Feststellkurbel angeschlossen. Als Bremstrommel dient der Mitnehmer 2. Der Bremsbacken 3^ wird durch die Feder 36 in der Ausgangslage gehalten.

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Bei der vorliegenden Konstruktion stellen Rad mit Lagerung und wassergekühlte Bremse eine im Rad untergebrachte Einheit dar, welche durch die Stiftschrauben 12 mit Muttern am Achsgehäuse 10 befestigt ist. Obwohl das Radlagergehäuse 4 die Bremse völlig kapselt, ist durch Lösen dieser Verbindung eine Wartung der Bremse ohne Demontage der Radlagerung möglich.

In Fig. 3 ist die Bremse der Fig. 1 und 2 mit denselben Verschleissteilen in das Vorderrad eines schweren Lastkraftwagens eingebaut. An der Achse 37 ist der als Radträger dienende Achsschenkel 38 schwenkbar aufgehängt. Er besitzt den üblichen Zapfen 38,, auf dem über die Kegelrollenlager 39 und 40 die aus zwei Teilen bestehende Nabe 4l mit dem Rad 42 gelagert ist. Am Achsschenkel 38 ist der Ringzylinder 38p angebracht, der den Ringkolben 43 zur Betätigung der Bremse aufnimmt und der durch Federn 43, in seiner Ausgangslage gehalten wird. Die Bremsträgerfortsätze, von denen im Schnitt der Fig. 1 nur der obere mit 38„ gekennzeichnete, zur Wasserführung dienende, sichtbar ist, sind ebenfalls mit dem Achsschenkel aus einem Stück hergestellt. Die Bremsträgerfortsätze könnten auch angeschraubt sein.

Die Bremse besteht,wie an den Hinterrädern in Fig. 1 und 2, aus den wasserführenden hohlen Bremsringen 44 bis 48 und den umlaufenden Lamellen 49 bis 52. Die Abstützung des letzten Bremsringes 48 erfolgt durch das auf der Nabe 4l abgedichtete Bremsgehäuse 53· Die Lamellen 49 bis 52 sind auf ein Keilwellenprofil des Mitnehmers 4I₁ aufgeschoben. Die Druckluft zum Bremsen wird über den Schlauch 54, das Kühlwasser über die Leitung 55 zugeführt.

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Claims

- 6 - R 609 Patentansprüche

1)) Wassergekühlte Scheibenbremse insbesondere für schwere Nutzfahrzeuge, mit Kühlwasser führenden, hohle Bremsringen, dazwischen umlaufenden Lamellen und einer Betätigungseinrichtung für eine axiale Verschiebung der Bremsringe in Richtung auf die Lamellen bis zum Reibschluss mit diesen, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender zum Teil für sich bekannter Merkmale

a) die aus gut wärmeleitendem Werkstoff, vorzugsweise Hartkupfer (Kupfer mit ungefähr ein Prozent Chrom) hergestellten Bremsringe (20-25; 44-48) einschliesslich Betätigungseinrichtung (l5, 18; 38_χ, 43) sind am oder im Radträger (4, 38) angeordnet

b) die die Rexbbeläge tragenden, umlaufenden Lamellen (26-29; 49-52) stehen mit den Rädern (l; 42) in Umfangsrichtung in kraftschlüssiger Verbindung

c) die Kühlwasser führenden, elastischen Leitungen (31) zu den Bremsringen (20-25; 44-48) sind innerhalb feststehender Achsteile (4; 53) untergebracht.

2) Wassergekühlte Scheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bemessung der zum Bremsen in Reibschluss miteinander gebrachten Flächen bei Stopbremsungen eine spezifische Leistungsbelastung von 0,3 kW/cm und bei Dauerbremsungen eine solche von 0,15 kW/cm nicht überschreitet.

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3) Wassergekühlte Scheibenbremse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlwasser in die gekapselte Bremse durch eine mit dem Bremsträger (9; 38) verbundene ausser- oder innerhalb der Bremsringe quer zu den Bremsflächen angeordnete, feste Verteilerleitung (l3i > 38p) zu-, durch eine ebensolche (1^₁) abgeführt wird und die elastischen, von den Verteilerleitungen (13 , 1^-,; 3⁸ ₂) ausgehenden Leitungen (3I, 32) zu den Bremsringen in der Mitte der Bremsringe parallel zu den Reibflächen liegen.

k) Wassergekühlte Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsträgerarme (l3> lh', 38) hohl ausgebildet sind und als Verteilerleitungen dienen.

5) Wassergekühlte Scheibenbremse nach Anspruch 1 bis k dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwasser führenden Bremsträgerarme um 180 versetzt gegeneinander angeordnet sind, die Kühlwasserzu- und abführungsstutzen (23_χ, 23 ) der Bremsringe (20-25; hk-k8) um 90° zu den Bremsträgerarmen versetzt liegen.

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