DE2446669A1

DE2446669A1 - Fahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE2446669A1
Application number: DE19742446669
Authority: DE
Inventors: Christopher Robinson Ellis; Brian Carol Silvester; Walter Robert Stirling
Original assignee: Ferodo Ltd
Current assignee: Self Changing Gears Ltd
Priority date: 1973-09-29
Filing date: 1974-09-30
Publication date: 1975-04-03
Also published as: JPS6018858B2; US3924712A; DE2446669C2; JPS5082476A; IT1019427B; GB1440120A

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL-ING. GROENlNG DIPL-CHEM. DR. DEUFEL · DlPL-CHEM. UR. vSCHÖN DIPL-THYS. HERTEL

PATENTANWÄLTE λ,,λλλλ

2446669 3 0. Sep. 197%

FERODO LTD.
Manchester, England

Fahrzeugbremsen

Die Erfindung betrifft hydraulisch betätigte Reibungsbremsen und 5;_;isbesondere solche zur Verzögerung von Fahrzeugen benutzten Bremsen.

Es. sind bereits verschiedene Formen von Fahrzeugbremsen bekannt. Bei einer Ausführungsform ist die Bremskraft proportional der Einstellung eines von Hand einstellbaren Ventils (J-PS 450 762). Bei einer anderen Ausführungsform ist die Verzögerungskraft proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit (GB-PS 1 291 722).

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, den Gesamtwirkungsgrad von Fahrzeugbremsen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine hydraulisch betätigbare Reibungsbremse, insbesondere in Form einer Fahrzeugbremse, gelöst, bei welcher die Hydraulikflüssigkeit gleichzeitig das Medium zum Abführen der Wärme bildet, die während des Betriebs der Bremse erzeugt wird. Die Bremse umfaßt ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse sitzendes Drehteil, eine durch Druck betätigbare Verzögerungseinrichtung, die

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Dr. Müller-Bora Dlpl.-Ing. Groening . Dr. Daufel . Dr. Schön - Dlpl.-Phy». Hertal

33 Braunschweig, Am Bürgerpark 8 - B it'tf

Telefon (0531) 7 38 87 Telefon (069) 29 33 45, Telex 5-22050 mbpat. Kabel: Muabopit München Bank: Zentrel kasse Bayer. Volksbanken München, Kto.-Nr. 9822 - Postscheck: Münchin 954 SS - 802

so angeordnet und gebaut ist, daß sie auf das Drehteil zur Erzeugung eines verzögernden Drehmomentes wirkt, eine Pumpe für den Umlauf bzw. die Umwälzung der Hydraulikflüssigkeit, zwei getrennte Fluidkreislaufe, die zwischen der Pumpe und der Verzögerungseinrichtung vorgesehen sind, wobei der eine Kreislauf so angeordnet und ausgebildet ist, daß er die Verzögerungseinrichtung betätigt, während der andere so ausgebildet und gebaut ist, daß er die Hydraulikflüssigkeit kühlt, sowie eine Ventileinrichtung« Die Ventileinrichtung umfaßt ihrerseits ein Ventilteil, ein erstes Ventilelement, das an diesem Teil befestigt ist, ein zweites Ventilelement, das an dem Teil gleitend verschiebbar ist, von dem ersten Ventilelement durch eine Feder weggedrückt wird und eine druckempfindliche Einrichtung bildet, die so angeordnet und ausgebildet i3t, daß die Verteilung des Hydraulikflüssigkeitsstroms zwischen dsn beiden Kreisläufen gesteuert wird, sowie eine Einrichtung zum Ausgleichen des Hydraulikdrucks über der Ventileinrichtung.

Eine Einrichtung zum Ausgleichen des Hydraulikdrucks über dem Ventil besteht darin, daß ein Kanal in dem Ventilteil vorgesehen wird der den Durchstrom von Hydraulikfluid in den einen Kreislauf gestattet. Eine bevorzugte Ausführungsform zum Erreichen dieses Zweckes erhält man durch einen Bypass von dem Auslaß der Pumpe zu einer Oberfläche des ersten Ventilelementes, die von dem zweiten Ventilelement abgewandt ist, wodurch der Bypass bei Betätigung der Ventileinrichtung geöffnet wird.

Der andere der beiden Kreisläufe verläuft vorzugsweise zum Teil außerhalb des Gehäuses. Dieser äußere Teil hat zweckmäßigerweise Kühleinrichtungen für die Hydraulikflüssigkeit, vorteilhafterweise Wärmetauscher, die auf dem Gehäuse sitzen.

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Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine hydraulisch betätigbare Fahrzeugbremse.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Bremse, wobei in der rechten Hälfte ein Halbschnitt längs der Linie Z-Z₁ im oberen linken Quadranten ein Viertelschnitt längs der Linie X-X und im unteren linken Quadranten ein Viertelschnitt längs der Linie Y-Y von Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine Modifizierung der Ventileinrichtung von Fig. 2.

Fig. ka und 4b zeigen schematisch im Querschnitt die Ventileinrichtung von Fig. 3» wobei die Strömungsrichtungen des Hydraulikfluids in der Stellung "aus" bzw. "ein" zu sehen sind.

Fig. 5 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine zweite Ausführungsform der Bremse von Fig. 1.

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausbildung der Betätigungsanordnung.

Fig. 7 zeigt im Querschnitt eine thermische Sicherheitseinrichtung.

Fig. 8, 9 und Io zeigen in Seitenansichten Bremsen mit verschiedenen Ausführungsformen von Wärmetauschern.

Fig. 11 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Fahrzeugbremse auf einer Gelenkwelle.

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Fig. 12 zeigt in einer Ansicht ähnlich wie Fig. 9 eine übertriebene Fehlausrichtung der Gelenkwellenteile.

Fig. 13 zeigt im Querschnitt eine Vorrichtung zum Zentrieren einer Gelenkwelle.

In den Figuren sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen benutzt, die mit einem Apostroph versehenen Bezugszeichen stellen äquivalente Teile dar.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Fahrzeugbremse hat ein Gehäuse I₁ welches ein Drehteil in Form einer Welle 2 umschließt, die Flanschenden 3 und 4 für das Befestigen als Teil einer Gelenkwelle eines Fahrzeugs hat. Mit Laschen 5 wird das Gehäuse an dem Fahrzeugchassis befestigt. Die Welle 2 ist in den Lagern 6 und 7 abgestützt, die in dem Gehäuse sitzen und voneinander durch Einrichtungen beabstandet sind, welche ein Formkörperteil 8 umfassen, welches mit einer Ringnut 9 versehen ist, in der gleitend verschiebbar ein Ringkolben Io sitzt.

Das Gehäuse 1 trägt vier am Umfang im Abstand angeordnete Hartstahlstifte 11, die parallel zur Achse der Welle 2 angeordnet sind und auf denen gleitend verschiebbar Gegenplatten 12 sitzen, zwischen denen Reibplatten 13 eingeschoben sind. Jede Reibplatte trägt Reibbeläge 13· und ist innen auf äußeren Nuten auf einer Nabe I^ verkeilt, die auf der Welle durch Elektronenstrahlschweißung befestigt ist. Eine Vorwärtsbewegung des Kolbens Io, also in Fig. 1 nach links, .bringt die Gegenplatten 12, die drehfest angeordnet sind, und die Reibplatten 131 die sich mit der Welle 2 drehen, durch eine relative Axialverschiebung auf den Zapfen 11 bzw. der Nabe ik in Eingriff. Die Gegenplatten 12 sind voneinander weg mittels Federn 5° vorgespannt.

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In einem Hohlraum in dem Körperteil 8 sitzt eine Ölpumpe 15 der Bauweise innenverzahntes-Rad/außenverzahntes-ßad, wobei das .außenverzahnte Rad 16 von der Nabe lk angetrieben wird. Das Zahnrad l6 kämmt an einer Stelle voll mit einem exzentrischen innenverzahnten Rad 17· Die beiden Zahnräder sind an einer Stelle gerade außer Eingriff, die diametral der Stelle gegenüberliegt, an der sie vollständig kämmen. Die Zahnräder

16 und 17 haben verschiedene Anzahlen von. Zähnen. Das Zahnrad

17 läuft in einem Stahlring l8_t der durch einen Zapfen 19 drehfest fixiert ist. Die Pumpe 15 hat einen Auslaßkanal 2o, der zu einer Auslaßöffnung 21 führt, sowie einen Einlaßkanal 22, der durch eine Öffnung 23 ins Innere des Gehäuses 1 führt und mit einer Einlaßöffnung 24 verbunden ist. Zwischen der Einlaßöffnung 25 und der Auslaßöffnung 21 ist eine Zwischenöffnung 2k vorgesehen. Alle diese Öffnungen haben einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und sind parallel. Die Enden der Öffnungen 21 und 2k sind von einer Platte 26 verschlossen, die eine der Zwischenöffnung 25 entsprechende Öffnung hat. Durch das Gehäuse 1 gehend ist ein Auslaßrohr 27 angeschweißt, welches zu einem äußeren Kühlteil des nicht wirksamen Kreislaufes führt, wobei die Rückführung in das Gehäuse über die Leitung 28 erfolgt.

Der Ölstrom von der Auslaßöffnung 21 zu der Zwischenöffnung 25 und der Einlaßöffnung 2k wird von einer Ventileinrichtung gesteuert, die in einer Bohrung 29 arbeitet, die in dem Körperteil 8 ausgebildet ist und durch die Wände zwischen den Öffnungen 21, 2k und 25 hindurchgeht. Die Bohrung 29 ist durch einen Stopfen 3° verschlossen, der durch einen Einstich 31 und ein Gewinde 32 ±n dem Körperteil 8 aufgenommen ist. Ein Ventilelement in Form einer Stange 33» die in einer Bohrung in dem Stopfen 3<> geführt und abgedichtet ist, hat einen T*- Schlitzkopf 3^» in den eine Betätigungsstange 35 mit einem T-förmigen Ende so eingreift, daß eine .begrenzte Radialbewegung in allen Richtungen, jedoch eine geringe' relative

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Axialbewegung möglich ist, wodurch jede Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Körperteil 8 aufgenommen wird. An der Ventilstange 33 ist ein erstes Ventilelement in Form eines oberen Kolbens 36 befestigt und sitzt in der Bohrung 29 in einem abdichtenden Schiebesitz. Die Auslaßöffnung 21 ist durch einen Mittelkanal 37 in der Ventilstange 33 mit einem Raum 38 über dem oberen Kolben 36 verbunden. Eine auf den oberen Kolben 36 wirkende vorgespannte Feder 39 drückt ein zweites Ventilelement, da© als unterer Kolben 4o ausgebildet ist, der gleitend verschiebbar auf der Ventilstange 33 sitzt, gegen einen Sicherungsring 4l, wodurch der untere Kolben empfindlich für Öldruckänderungen in der Zwischenöffnung 25 ist. Der Raum zwischen den Kolben 36 und ko ist durch eine Öffnung 42 in dem Körperteil 8 belüftet. Der Abstand zwischen den Kolben 36 und 4o ist so bemessen, daß der untere Kolben 4o sich nach oben bewegen kann, um den Auslaß der Pumpe mit ihrem Einlaß zu verbinden, falls das Auslaßrohr 27 blockiert werden sollte.

Die Ventilstange 33 und der Stopfen Jk mit den Kolben 36 und ko können durch eine Öffnung 43, die in dem Gehäuse 1 gegenüber der Bohrung 23 vorgesehen ist, eingeführt und herausgezogen werden. Die Öffnung kj ist von einem Deckel kk verschlossen, der abdichtend auf dem Gehäuse 1 durch Schrauben 45 und unverlierbare Muttern 46 gehalten ist. Der Deckel kk dient als Führung für die Betätigungsstange 35 und als ein Auflager für geeignete, nicht gezeigte Betätigungseinrichtungen, beispielsweise einen Solenoid oder eine hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtung. Die Betätigungsstange 35 ipt durch eine Dichtung in Form eines ausziehbaren Metallbalges kf zum Deckel kk hin abgedichtet.

Durch eine Öffnung 48 wird eine Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 21 und der Ringnut 9 hergestellt, um den Betätigungskreislauf zu vervollständigen. In der Nabe l4 sind Mulden bzw. Aufnehmer vorgesehen, um die Umwälzung des Hydraulikfluids in dem nicht wirksamen Kreislauf zu erleichtern,

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Für den Betrieb wird die Fahrzeugbremse in einem Fahrzeug mit den Flanschenden 3 und k der Welle 2 an geeigneten Gelenkwellenteilen befestigt. Dann wird die ganze Bremse, einschließlich des äußeren Kühlkreislaufs mit Hydrauliköl gefüllt. Die Bremse wird durch die Axialbewegung der Betätigungsstange 35 in Betrieb oder außer Betrieb gesetzt. In Fig. 2 zeigt die rechte Hälfte der in der Bohrung 29 wirkenden Ventileinrichtung die Zustände, wenn die Bremse nicht wirksam ist. Die linke Hälfte zeigt den Betriebszustand.

Wenn die Bremse eingebaut ist, dreht sich in Betrieb die Welle 2 mit einer Drehzahl, die der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht. Dadurch wird Öl von der Pumpe in die Auslaßöffnung 21 abgegeben, von wo es zu der Zwischenöffnung 25 gelangt. Etwas von dem Öl tritt durch das Auslaßrohr 27 aus, geht durch den äußeren Kühlteil des nicht wirkenden Kreislaufs und kehrt über die Leitung 28 zurück, von der es nach außen zwischen die Platten 12 und 13 und von dort zurück zu der Öffnung 23 strömt. Das restliche Öl geht nach oben durch die Bohrung 29 zur Einlaßöffnung 2k und von dort in die Pumpe. Dadurch erhält man einön minimalen Druckabfall zwischen dem Pumpeneinlaß und dem Pumpenauslaß, wodurch der Leistungsverlust verringert ist.

Eine aus der nicht wirksamen Stellung herausgehende Axialbewegung der Betätigungsstange 35« der Ventilstange 33 und der Kolben 36 und ^o schließt zuerst die Einlaßöffnung 2k ab, so daß das ganze Öl durch die Zwischenöffnung 25 durch die Platte 26 austreten muß. Wenn der Kolben ko weiter in die Zwischenöffnung 25 bewegt wird, wird der Ölstrom von der Auslaßöffnung 21 zur Zwischenöffnung 25 eingeschnürt, so daß der Druck des Öls in der Auslaßöffnung 21 um einen Betrag ansteigt, der von der tatsächlichen Lage der Betätigungsstange 35 abhängt. Dieser Druck wird durch die Öffnung k8 auf

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die Ringnut 9 übertragen, so daß am Kolben Io eine Axialkraft erzeugt wird, die dementsprechend die Platten 12 und 13 zusammenpreßt, wodurch ein bremsend wirkendes oder verzögernd wirkendes Drehmoment an der Welle 2 hervorgerufen wird.

Infolge des an der Stirnseite des unteren Kolbens 4o wirkenden Öldrucks wird dieser nach oben gegen die Kraft der Feder 39 in eine Gleichgewichtslage gewegt. Eine Erhöhung der Drehzahl der Welle 2 und der Pumpe 15 führt dazu, daß der Ölmengenstrom entsprechend steigt, wodurch der Druck in der Auslaßöffnung 21 angehoben wird. Wenn die Feder 39 einen geringen Gegendruck ausübt, bewegt sich der Kolben 4o so weit nach oben, daß der Druck in der Auslaßleitung 21 und somit das Bremsdrehmoment über einmal weiten Drehzahlbereich im wesentlichen konstant gehalten wird. Wenn andererseits die Feder eine hohe Druckkraft ausübt, ist die Bewegung des Kolbens 4o gering, so daß der Druck proportional zum Quadrat der Drehzahl der Welle 2 sein wird. Durch die Wahl von Zwischenwerten der Druckbemessung und einer geeigneten Vorspannung der Feder 39 kann das Drehmoment so arrangiert werden, daß es mit der Drehzahl mit dazwischenliegenden Kennlinien steigt.

Das Öl wird außerdem durch den Mittelkanal 37 nach oben gebracht, so daß auf die obere Fläche des Kolbens 36 ein Druck nach unten hervorgerufen wird, wodurch die Axialkraft an der Ventilstange 33 verringert wird. Die Aufwärtsbewegung der Betätigungsstange 35 verringert das verzögernde Drehmoment .

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, umfaßt die Bremse bzw. Verzögerungseinrichtung vorzugsweise eine Druckentlastungseinrichtung für den Kühlkreislauf in Form einer druckempfindlichen Einrichtung, die so angeordnet und ausgelegt ist, daß

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sie in den inneren Kreislauf Hydraulikfluid von dem Kühlkreislauf abgibt, wenn in diesem ein vorher festgelegter maximaler Druck erreicht wird. Die Druckentlastungseinrichtung umfaßt eine eng tolerierte Büchse 53» die teleskopartig auf dem Auslaßrohr 27 verschiebbar ist und mittels einer Druckfeder 55» die auf einen Bund 56 und auf das Gehäuse 1 wirkt, gegen einen als Kugelteil ausgebildeten Becher 5k gedrückt wird, so daß dieser gegen die Platte 26 gehalten ist. Die Büchse 53 hat ein erweitertes Ende 57» das der Kontur des Bechers 5^ angepaßt ist. Der Becher hat eine Öffnung 58 mit einem Durchmesser, der dem Innendurchmesser des Auslaßrohres 27 entspricht.

Die einer Teilkugel entsprechende Gestalt des Bechers 5^ und das erweiterte Ende 57 der Büchse ermöglichen die Aufnahme bzw. den Ausgleich einer nicht genauen Ausrichtung zwischen dem Auslaßrohr 27 und der Platte 26 sowie eine relative thermische Ausdehnung.

Der Grad der Kompression der Feder 55» d· h. die Kraft, mit der die Büchse 53 gegen, den Becher 5k gedrückt wird, ist so festgelegt, daß, wenn der Ölstrom durch das Auslaßrohr einen entsprechenden unerwünscht hohen Druck, wie er durch eine Blockierung verursacht werden kann, erreicht, der Becher 5^ sich von der Platte 26 gegen die Kraft der.Feder wegbewegt, so daß Öl in den inneren hydraulischen Kreislauf in dem Gehäuse strömen kann, wodurch eine weitere Zunahme des Öldrucks in dem Außenteil des Kreislaufs unterbunden wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat die Fahrzeugbremse vorzugsweise eine metallische Balgeinrichtung 51, die in Fig'. 2 der Übersichtlichkeit halber weggelassen ist. Diese Einrichtung ist mit einem Ende im Gehäuse so befestigt, daß sie in" die Hydraulikflüssigkeit eintaucht. An ihrem freien

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Ende ist eine Stange 52 befestigt, die frei durch das befestigte Ende und durch das Gehäuse so hindurchgeht, daß sie beim Ausdehnen und Zusammenziehen des Balgs 51 axial verschiebbar ist» Das Innere des Balges ist gegen eine Verbindung mit dem Öl in dem Gehäuse abgedichtet, jedoch zur Atmosphäre um die Stange 52 belüftet. Der Balg 51 ist in einer Axialrichtung ausreichend "federnd" ausgebildet, so daß er seinen ausgedehnten Zustand atifrechterhalten möchte und das Öl in dem Gehäuse unter Druck setzt, wodurch er einen vorher festgelegten, über dem Atmosphärendruck liegenden Druck während der Zeiträume, in denen die Bremse nicht wirksam ist, aufrechterhält. Die Balgeinrichtung 51 nimmt außerdem in einem geringeren Ausmaß Volumenänderungen auf, die beispielsweise durch eine thermische Ausdehnung der Bremse oder des Öls darin oder durch eine Verschiebung des Öls bei Betätigung der Betätigungseinrichtung hervorgerufen werden. Diese Wirkungen werden jedoch verringert, wenn der Raum in dem System, der erforderlich ist, um eine Expansion der Hydraulikflüssigkeit beim Erwärmen zu ermöglichen, vergrößert wird, wobei die Größe dieses Raums abhängig von dem Volumen der benutzten Hydraulikflüssigkeit und von dem Raumausdehnungskoeffizienten der Flüssigkeit ist. Die Stange 52 kann so angeordnet sein, daß sie eine elektrische Schaltung betätigt, wodurch eine Warnung bezüglich des Auftretens eines Lecks gegeben werden kann. Ein Leck führt dazu, daß der Balg expandiert, wodurch eine Axialbewegung der Stange herbeigeführt wird. Auf ähnliche Weise kann eine Warnung bei Erreichen eines übermäßig hohen Drucks gegeben werden.

In den Figuren 3 und k ist eine gegenüber der Ausführung der Figuren 1 und 2 modifizierte Ventileinrichtung gezeigt. In der Mitte der Drehzahlen, bezogen auf hohe Betriebsdrehzahlen der Bremse von Fig. 1 und 2, wird die Hydraulikflüssigkeit im Pumpenauslaß 21 einem Druck ausgesetzt, der für die Betätigung der Bremsvorrichtung infolge der Balgverbindungsöffnung 48, die in der Auslaßöffnung 21 sitzt, ausreichend

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hoch ist. Dieser Nachteil entsteht, wenn der Kanal 37 nicht mit einem ausreichend großen Durchmesser versehen werden kann, um das gewünschte Druckgleichgewicht an der Ventileinrichtung zu bewirken. Bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Modifizierung ist in dem Körperteil 8 ein Bypass 37' ausgebildet, der die Auslaßöffnung 21 mit der Oberseite der Bohrung 29 verbindet. Eine Öffnung 48' sorgt für eine Fluidverbindung von der Oberseite der Bohrung 29 mit der Kammer der Verzögerungseinrichtung oder mit einem Balgkolben, auf den noch Bezug genommen wird. Die relativen Lagen der Öffnung des Bypasses 37' und der Öffnung 48' sind in den Figuren 4a und 4b gezeigt. In der "aus"'-Stellung gemäß Fig. 4a strömt Hydraulikflüssigkeit von dem Auslaß 21 durch den Bypass 37' zu der Seite des oberen Kolbens 36·, wo der Strom blockiert wird. Die Öffnung 48· bleibt zu dem Raum hin offen, der zwischen dem oberen Kolben 36' und dem unteren Kolben 4o' gebildet wird und somit mit dem Inneren des Gehäuses 1 über die Öffnung 42· verbunden ist. In Betrieb dieser Modifizierung bewegt sich der obere Kolben 36* nach unten, wobei die Betätigungsbewegung des Ventilteils 33' den Bypass 37* öffnet. Eine weitere Bewegung in die in Fig. 4b gezeigte Lage öffnet die Öffnung 48· so, daß das Hydraulikfluid direkt zu der Verzögerungsvorrichtung strömt. Die weitere Wirkungsweise der Bremse entspricht der anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen. Die Pfeile F zeigen die Strömungsrichtungen des Hydraulikfluids in den Figuren 4a und 4b. Da der Bypass 37* in jeder gewünschten Größe in dem Körperteil 8 ausgebildet werden kann, kann ein genauer Druckausgleich der Ventileinrichtung einfacher erreicht werden, als dies bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 der Fall ist.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform, welche eine Modifizierung der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Bremse darstellt, hat anstelle eines Ringkolbens Io einen ringförmigen Balg- ' kolben 59, der so gebaut ist, daß er an einem Ende an der

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innersten Gegenplatte 12 anliegt und an einem vorderen Körperteil 8¹ gehaltert ist. Mit dem anderen Ende des Balgkolbens ist eine Ölzuführungsleitung 60 verbunden, um Öl ins Innere des Kolbens von der Öffnung 48 gemäß Fig. 2 oder 48' gemäß Fig. 3 oder von irgendeiner anderen geeigneten Zuführungseinrichtung aus zuzuführen.

Eine Betätigung der Bremse führt in Betrieb dieser Ausführungsform dazu, daß Öl ins Innere des Balgkolbens 49 mit einem Druck zugeführt wird, der diesen Kolben expandieren läßt und die Gegenplatten 12 in Eingriff mit den jeweiligen Oberflächen 13* der Reibplatten 13 drückt. Eine Verringerung des Öldrucks nach Abschluß des Bremsvorganges führt dazu, daß sich der Balgkolben unter dem Einfluß seiner ihm innewohnenden axialen Federkraft zusammenzieht, so daß das Lösen der Reibungsplatten und der Gegenplatten möglich ist.

Da durch die Welle 2 ein beträchtlicher Schub erzeugt werden kann, können die Zapfen 11 mit Flanschen 11' so versehen sein, daß der Schub eher über das Körperteil 8», die Flansche 11' und die Zapfen 11 auf das Vorderteil des Gehäuses 1 als über die Nabe 11 auf die Reibplatten übertragen wird.

Da der Einsatz eines Balgkolbens die Notwendigkeit für enge Passungen, wie sie beispielsweise zwischen einem Kolben und einem Zylinder erforderlich sind, ausschließt, kann die Gefahr des Blockierens der Bremsen in der "ein"- oder "aus"-Steilung, beispielsweise infolge der Wärmeausdehnung oder einer Verformung des Kolbens Io, wirksam ausgeschlossen werden.

Als Alternative zu der Betätigungsanordnung^, bestehend aus der Betätigungsstange 35 mit dem T-förmigen Ende, dem Balg 47 und dem Deckel 44, kann die Ausführung von Fig. 6 verwendet

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werden. Diese Modifizierung besteht aus einem Körperteil 44' mit Zapfenlagern 6l, in denen ein Betätigungshebel 35 für die Schwenkbewegung in einer einzigen Ebene mittels Zapfen 62 gelagert ist, und aus einer im wesentlichen zylindrischen Dichtung 47' in Form eines rostfreien Stahlbalges, durch welchen der Hebel 35« hindurchgeht. Die Balgdichtung 47» greift an einem Ende an einer Ringschulter 63 an dem Körperteil an und ist an ihrem anderen Ende durch eine ringförmige Stirnplatte 64 verschlossen, die an dem Hebel 35* sitzt und an einer Schulter 68 an dem Hebel 35' anliegt. Die Anordnung ist an den Stoßlinien 66, 67 und 68 verschweißt, so daß, wenn die Anordnung fluchtend zu einer Öffnung 69 in der Wand des Gehäuses 1 gehalten ist, das Innere der Balgdichtung gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist. Das innere Ende des Hebel3 35' hat die Form einer Gabel 7°, greift in das Gabelende 71 des Ventilteils 33' ein und ist darin mittels eines Zapfens 72 gehalten. Um zu vermeiden, daß die Anordnung und insbesondere der Balg 47' unter Spannung gesetzt wird, ist das Körperteil 44¹ mit inneren Anschlagflächen 73 versehen, um die Schwenkbewegung des Hebels 35' zu begrenzen.

Eine erfindungsgemäße Bremse kann ein wärmeempfindliches Element aufweisen, das so gebaut ist, daß der Hydraulikdruck verringert oder eine Druckreduzierung und somit eine Reduzierung der Bremskraft herbeigeführt wird, wenn die Hydraulikflüssigkeit eine vorher festgelegte erhöhte Temperatur erreicht. Ein dafür geeignetes, in der Kammer 9 angebrachtes Element ist in Fig. 7 gezeigt. Dieses Element umfaßt einen Bimetallstreifen 74, der an einem Ende an einer Stütze 75 sitzt, die am Körperteil 8" befestigt ist. An seinem freien Ende ist der Bimetallstreifen 44 geschlitzt für die Aufnahme eines Ventilteils, das insgesamt mit 76 bezeichnet ist und aus einem Schaft 77» der sich durch eine Öffnung 78 in. dem Körperteil 8" erstreckt, einem pilzförmigen Kopf 79» einem konischen Ventilelement 80, einer Nut Bl im Schaft 77 und einem Bund 82 besteht, der in der Nut aufgenommen ist und

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eine vorgespannte Feder 83 hält, die bestrebt ist, den Ventilsitz 84 gegen einen entsprechenden Sitz 85 an dem Körperteil 8" au halten.

Bei normalen Betriebstemperaturen befindet sich das geschlitzte Ende des Bimetallstreifens 74 im Abstand von dem pilzförmigen Kopf* 79° ßas geschlitzte Ende ist so angeordnet, daß es mit dem pilzförmigen Kopf 79 bei einer Temperatur der Hydraulikflüssigkeit in Kontakt kommt, über der der Normalbetrieb befährdet ist, so daß eine weitere Zunahme der Temperatur der Hydraulikflüssigkett dazu führt, daß der Bimetallstreifen 7k das konische Ventilelement 80 von seinem Sitz abhebt, wodurch Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer 9 entweichen kann und der Druck darin fällt. Dies führt zu einer Verringerung des Bremsdrehmomentes, der Temperaturanstieg ist jedoch begrenzt.

Die Fahrzeugbremse kann eine Kühleinrichtung im Außenteil des nicht wirkenden Kreislaufes aufweisen. Fig. 8, 9 und Io zeigen geeignete alternative Einrichtungen mit an dem Bremsengehäuse sitzenden Wärmetauschern. Bei der Ausführungsform von Fig. 8 sind vier gleich beabstandete Öl-Luft-Wärmetauscher 86 vorgesehen, die von einem Gebläse 87 gekühlt werden, das an einem Ende der Welle 2 befestigt ist. Um den Luftstrom von dem Gebläse 87 zu optimalisieren, ist ein Mantel 88 vorgesehen. Die Kühleinrichtung von Fig. 9 umfaßt im wesentlichen konzentrische Ringe von Öl-Luft-Wärmeaustauschrohren 89, die mit äußeren Rippen, Drähten oder Scheiben versehen sein können, um die Kühlfläche zu vergrößern. Die in Fig. Io gezeigte Kühleinrichtung hat einen Öl-Wasser-Wärraetauscher 9o, der auf dem Gehäuse angeordnet ist, wobei Wasser, Gefrierschutzlösung oder ein anderes flüssiges Kühlmittel durch die Rohre 91 und 92 zu- und abgeführt werden, beispielsweise von dem Kühlsystem des Fahrzeugmotors. Durch das Anbringen der Kühleinrichtung an dem Bremsengehäuse, brauchen keine flexiblen Kupplungen für die Umwälzung des Hydraulikfluids vorgesehen zu werden.

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Die normale Treib- bzw. Gelenkwelle eines Fahrzeugs, beispielsweise des Zugteils eines Gelenk-LKW, ist verglichen beispielsweise mit der Gelenkwelle eines starren, langen, mehrachsigen LKW kurz. Wenn eine Bremse der beschriebenen Art fest auf dem Chassis eines "kurzen" Fahrzeugs oder auf dessen Getriebe oder Antriebsachse befestigt wird, kann die restliche, für die Gelenkwelle bzw. Treibwelle verfügbare Länge in unerwünschter Weise oder sogar in nicht brauchbarer Weise kurz werden, da eine normale Vertikalbewegung der Atitriebsachse relativ zum Chassis übermäßige Auslenkwinkel in den Universalgelenken der verkürzten Gelenkwelle und somit übermäßige Eindringbewegungen der Gelenkwellen— keile herbeiführen könnte.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die in den Figuren 11 bis 13 gezeigt ist, ist die Welle 2, die durch das Gehäuse hindurchgeht und an einer Gelenkwelle befestigbar ist, durch die Gelenkwelle selbst oder durch ein Teil davon ersetzt. Durch diese Anordnung kann eine normale Länge zwischen den Universal-Kreuzgelenken bzw. Antriebsgelenken aufrechterhalten werden. Wie in Fig., 11 gezeigt ist, sitzt ein erstes Gelenkwellenteil 92 für die Drehung in dem Bremsengehäuse 1 und ist durch einen Flansch 93 ^mit einem Flansch 9^ eines verkeilten zweiten Gelenkwellenteils 95 verbunden, das von einem Wellenrohr 96 umgeben ist. Eine erste Universal-Kreuzgelenkkupplung 97 am freien Ende eines Flansches 98 des ersten Gelehkwellenteils 92 trägt einen Flansch 99 für die Verbindung der Bremsen-Gelenkwellenkombination mit dem Getriebe eines Zugfahrzeugs eines Gelenkzuges. Am freien Ende des zweiten Gelenkwellenteils 95 ist eine zweite Universalkupplung'loo vorgesehen, die einen Kupplungsflansch Io1 für die Verbindung beispielsweise mit einer mit Flansch versehenen Antriebswelle eines Differentialgetriebes versehen ist, das an der Hinterachsenanordnung des Zugfahrzeuges sitzt. Wesentlich ist, daß die Achse des ersten

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Gelenkwellenteils kolimear oder nahezu kolinear zu der
Rotationsachse des Kupplungsflansches lol ist.

Fig» 12 zeigt in übertriebener Weise die Wirkung des
Flansches 9^» wenn dieser in einem Winkel an dem RoI"* 96
angeschweißt oder auf andere Weise so angeordnet ist, daß
die Oberfläche des Flansches 9^» die mit der entsprechenden Oberfläche des Flansches 93 fluchtet, nicht normal zur Achse des zweiten Gelenkwellenteils liegt. Eine ähnliche Wirkung
erhält man, wenn der Flansch 93 falsch angeordnet ist. Wenn ein solches falsch ausgerichtetes System, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, in Drehung versetzt wird, ist es nicht im
Gleichgewicht und unterliegt ungleichen Zentrifugalkräften, die im Drehsinn durch die "Taumelbewegung" des nicht drehenden Bremsgehäuses 1 erzeugt irerden.

Der in Fig.. 12 gezeigte Zustand kann dadurch ganz oder nahezu beseitigt werden, daß das Bremsgehäuse 1 zwangsweise an einer Lagerung angebracht wird, welche den ersten Gelenkwellenteil

92 vor der Verbindung mit dem zweiten Teil 95 dreht und die Umlaufbewegung eines Schneidwerkzeugs auf der Oberfläche
bzw. den Oberflächen des Flansches 93 herbeiführt. In gleicher Weise wird das zweite Gelenkwellenteil an einer Lagerung mittels eines Flansches lol befestigt und an einer
Stelle angrenzend an den Flansch 9^ zentriert, beispielsweise mittels einer Vertiefung im Flansch 9^ an seiner Drehachse
oder mittels äußerer Räder oder Rollen Io2, die auf das Wellenrohr 96 drücken, wie dies in Fig. 13 gezeigt ist. Der
zweite Gelenkwellenabschnitt wird dann in Drehung gesetzt,
während ein Schneidwerkzeug auf die Oberfläche bzw. die
Oberflächen des Flansches 9^ einwirken, das für die Ausrichtung mit dem Flansch 93 geeignet ist. Wenn die Flansche

93 und 9^ dann aneinander befestigt werden, sind die Drehachsen der jeweiligen Teile der Gelenkwelle im wesentlichen fluchtend zueinander ausgerichtet.

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Bei der erfindungsgemäßen Bremse kann eine Vielzahl von Elementen durch mechanische Äquivalente ersetzt werden. So kann beispielsweise die Pumpe auf andere Weise als durch das Drehteil angetrieben werden. Selbstverständlich müssen die Abgabeleistung der Pumpe "bei maximaler Drehzahl, der Kompressibilitätsgrad des Balgkolbens, falls ein solcher verwendet wird, und die Querschnittsflächen der Teile in einem Gleichgewichtszustand sein, wenn der Aufbau eines Reaktionsdruckes beim Betrieb der Bremse vermieden werden soll.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1«, Hydraulisch betriebene Reibungsbremse, bei welcher die Hydraulikflüssigkeit auch das Medium zum Abführen der während des Betriebs der Bremse erzeugten Wärme bildet, mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse gelagerten Rotationsteil, einer druckbetätigbaren Bremseinrichtung die so angeordnet und ausgelegt ist, daß sie auf das Rotationsteil zur Erzeugung eines verzögernden Drehmomentes wirkt, mit einer von dem Rotationsteil für die Zirkulation des Hydraulikfluids angetriebenen Pumpe, zwei getrennten Fluidkreislaufen, die zwischen der Pumpe und der verzögernd wirkenden Einrichtung vorgesehen sind, wobei ein Kreislauf ein wirksamer Kreislauf für das Betätigen der verzögernd bzw. bremsend wirkenden Einrichtung ist, und mit einer Ventileinrichtung zur Steuerung des Stroms von Hydraulikf luid in die Bremse, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Ventilteil (33, 33'),ein erstes Ventilelement (36, 36¹), das an dem Teil (33, 33') befestigt ist, und ein zweites Ventilelement (4o, 4ο¹) umfaßt, das an dem Teil (33, 33') gleitend verschiebbar ist und von dem ersten Ventilelement (36, 36¹) durch eine Feder (39, 39¹) weggedrückt wird, wobei das zweite Ventilelement (4o, 4ο¹) eine druckempfindliche Einrichtung bildet, die so angeordnet und gebaut ist, daß sie die Verteilung des Stroms von Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Kreisen steuert.
2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (33, 33') einen Kanal (37) hat, der den Durchstrom von Hydraulikflüssigkeit in dem einen Kreis ermöglicht, um einen Druckausgleich über der Ventileinrichtung zu bewirken.

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3. Bremse nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung einen Bypass (37') hat, der eine Fluidverbindung zwischen dem Auslaß (21) der Pumpe und der Oberfläche des ersten Ventilelementes (36, 36¹) herstellt, die von dem zweiten Ventilelement (4o, 4o') abgewaradt ist₉ um einen Druckausgleich über der Ventileinrichtung au bewirken»
k. Bremse nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (33, 33«) di© Form einer Stange hat und daß das erste und das zweite Ventilelement (36» 4to) die Form von Kolben haben, von denen jeder in einem abdichtenden Gleitsitz in einer Bohrung (29) in einem Ventilkörper (8) sitzt, wobei der Kanal, (37) einen Auslaß (21) von der Pumpe (I5) mit einem Raum über dem ersten Ventilelement (36) verbindet, und daß der Raum zwischen dem ersten und zweiten Ventilelement (36, 4o) mit dem Inneren des Gehäuses (l) verbunden ist, wodurch der Auslaß (21) über den anderen der Kreisläufe mit dem Einlaß (2k) der Pumpe verbunden werden kann.
5. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Kreislauf teilweise außerhalb des Gehäuses (l) verläuft und eine Kühleinrichtung (86, 88, 90) aufweist, die auf dem Gehäuse (l) sitzt.
6. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Druckentlastungseinrichtung (53, 5^, 55)$ die so angeordnet und gebaut ist, daß sie in den Innenteil des anderen Kreislaufes Hydraulikfluid von dem äußeren Kühlteil des Kreislaufs abgibt, wenn in diesem ein vorher festgelegter maximaler Druck erreicht wird.

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7. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Balgeinrichtung (51), die so angeordnet und gebaut ist, daß sie auf die Hydraulikflüssigkeit in dem Gehäuse (l) so wirkt, daß die Hydraulikflüssigkeit auf einem vorher' festgelegten Druck gehalten wird.

8» Bremse nach einem.der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verzögernd wirkende Einrichtung einen Kolben in Form eines Ringbalges (59) aufweist.

9» Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung mittels einer beweglichen Betätigungsstange (35» 35') betätigbar ist, die durch das Gehäuse (l) hindurchgeht und in dem Gehäuse durch eine Einrichtung abgedichtet ist, die einen flüssigkeitsdichten Balg (4?, 47') aufweist.

Io. Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein wärmeempfindliches Element (74), das so angeordnet und gebaut ist, daß der Hydraulikdruck verringert wird oder eine Verringerung dieses Drucks herbeigeführt wird, der auf die verzögernd wirkende Einrichtung während des Betriebs der Bremse einwirkt, wobei das Element (74) dann wirkt, wenn die Hydraulikflüssigkeit eine vorher festgelegte erhöhte Temperatur erreicht.

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